Диск с накладками состоит из стального диска и приклеенных к нему, как правило, с двух сторон фрикционных накладок. В настоящее время наибольшее распространение нашли бумажные и металлокерамические накладки.
Металлокерамические накладки обычно изготавливают из медного порошка, смешанного с порошками свинца, асбеста и связывающей смолы.
Бумажные фрикционные накладки представляют собой целлюлозное волокно, которое обработано связывающей органической смолой. Для увеличения коэффициента трения и долговечности иногда при изготовлении бумажных накладок добавляют еще и керамические или графитовые порошки.
С точки зрения стоимости изготовления, долговечности и ряда других параметров наиболее приемлемы для использования в АКПП легковых автомобилей бумажные накладки. Способность бумаги впитывать масло гарантирует этим накладкам в процессе эксплуатации хорошее охлаждение, долговечность и незначительный износ. Кроме того, бумажные накладки хорошо притираются и обеспечивают стабильность коэффициента трения в широком диапазоне скоростей скольжения.
Если АКПП предназначена для тяжелых транспортных средств, то в этом случае рекомендуется использовать металлокерамические накладки. Диски с такими накладками обладают такими же достоинствами, что и диски с бумажными накладками, но стоимость их изготовления гораздо выше.
Для улучшения охлаждения фрикционных дисков и стабилизации коэффициента трения на поверхностях накладок делают специальные канавки, которые бывают двух типов - радиальные и спиральные.
В случае использования только радиальных канавок (рис. 4-24, а, масло свободно поступает на поверхность диска, обеспечивая тем самым высокую износоустойчивость поверхностей трения и хорошее охлаждение дисков. Коэффициент трения при использовании таких канавок из-за «расклинивающего» действия движущегося к периферии масла невелик. Для создания необходимого момента трения требуется значительное усилие сжатия фрикционных дисков. Диски с радиальными канавками рекомендуется использовать во фрикционных устройствах, работающих в условиях длительного буксования.
Рис. 4-24
Спиральные канавки (рис. 4-24, б) затрудняют движение масла в радиальном направлении. Поэтому коэффициент трения для дисков с такими канавками из-за отсутствия расклинивающего действие потока масла несколько выше, чем у дисков с радиальными канавками- но в этом случае уменьшается отвод тепла с поверхностей трения и повышается износ дисков. Диски со спиральными канавками целесообразно использовать во фрикционных устройствах, работающих при незначительном буксовании. В противном случае будет происходить перегрев поверхностей трения до температур, при которых, несмотря на постоянные значения давления и скорости скольжения, нарушается стабильность коэффициента трения и резко возрастает износ накладок.
В некоторых случаях, особенно в тяжело нагруженных передачах, используются фрикционные накладки со спирально-радиальными канавками (рис. 4-24, в). При использовании дисков с такими канавками повышается коэффициент трения, хорошо отводится тепло и уменьшается износ, так как вследствие наличия небольшого участка спирали, заключенного между радиальными канавками, сокращается путь движения масла от внутренней к внешней части диска.
Диски без фрикционных накладок изготавливают методом вырубки из листовой углеродистой стали. На заключительном этапе изготовления диски подвергаются дробеструйной обработке, в результате которой обеспечивается более высокий коэффициент трения с дисками, имеющими фрикционные накладки.
Основным показателем фрикционных материалов является коэффициент трения μ. Как показывают экспериментальные исследования, величина коэффициента трения является функцией двух переменных: давления и скорости скольжения. На рис. 4-25 показаны зависимости коэффициента трения μ от давления и скорости скольжения для пар трения «бумага-сталь» (рис. 4-25, а) и «металлокерамика-сталь» (рис. 4-25, б), работающих в масле.