Carsevolution.ru

КАРС Эволюшн
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Обзор основных типов электромагнитных муфт

Обзор основных типов электромагнитных муфт

Тормоза и муфты-тормоза, работающие на электромагнитном принципе, обладают целым рядом преимуществ перед аналогичными пневматическими или гидравлическими тормозными решениями.

Основные достоинства тормозных электромагнитных муфт:

  • Точное время включения и чистое освобождение при выключении
  • Быстрый отклик срабатывания
  • Точное срабатывание
  • Малый нагрев тормозных поверхностей
  • Удобство управления

Рассмотрим основные типы электромагнитных муфт, принцип работы и применения.

INTORQ 14.105 и 14.115 — электромагнитные муфты сцепления и тормоза

Порошковые электромагнитные муфты

В тормозах и муфтах-тормозах на постоянных магнитах выходной диск (прикрепленный к выходному валу) свободно располагается внутри корпуса. Свободное место заполняется магнитной стружкой или порошком, который остается инертным до тех пор, пока на него не начинает воздействовать магнитное поле, излучаемое неподвижной катушкой, встроенной в корпус. Постоянный ток активирует катушку и, под действием магнитного поля, порошок выстраивается вдоль линий магнитного поля, фиксируя тормозной диск к корпусу и останавливая нагрузку. Только несколько материалов обладают достаточными магнитными свойствами, для использования их в качестве порошка, чаще всего используются железо, никель или хром.

Порошковые электромагнитные муфты обладают плавной регулировкой, что делает выбор в их пользу предпочтительным в системах натяжения и позиционирования, где требуется непрерывное изменение скорости.

Гистерезисные муфты (электромагнитные муфты постоянного момента)

В гистерезисных электромагнитных муфтах тормозной момент пропорционален току при любых моментах. Используемые в основном в приложениях с частичной мощностью, они почти не изнашиваются. Тормозной узел состоит из неподвижного магнита (статор) и подвижного тормозного стакана (ротор). Тормозной момент передается через магнитное поле в зазоре, обеспечивая мягкую передачу крутящего момента от привода к рабочему узлу.

Хотя при работе муфты всегда будет присутствовать небольшой эффект вихревого тока, полный номинальный крутящий момент не зависит от скорости скольжения, относительной скорости между ротором и полюсным узлом. Во время нормальной работы магнитная ориентация ротора постоянно корректируется его вращением и изменением тока катушки; эта динамическая работа приводит к плавным переходам между уровнями крутящего момента для регулировки мощности катушки.

Гистерезисные электромагнитные муфты и тормоза лучше всего подходят для приложений с постоянным крутящим моментом.

Вихревые электромагнитные муфты (асинхронные муфты скольжения или вихревые муфты)

Вихревые электромагнитные муфты конструктивно почти идентичны гистерезисным муфтам. Однако выходные диски, которые вращаются через индуцированные магнитные поля, сделаны из цветных материалов — хороших проводников, которые лишь незначительно магнитны. Материалы, из которых изготавливаются вихревые муфты включают в себя отталкивающий диамагнитный алюминий, слабо притягивающие парамагнитную медь и латунь. Они обычно демонстрируют хорошую проводимость и (что более важно здесь) хороший поток вихревого тока при воздействии колеблющегося магнитного поля.

Принцип работы: Индуктивная катушка магнитного поля муфты возбуждается, создавая магнитный поток, который проходит через выходной ротор к входному барабану. Барабан с приводом от двигателя генерирует вихревые токи и связанное с ними магнитное поле. Это поле выравнивается с магнитными полями в полюсах, ослабляясь противодействующими вихревыми токами (и связанными с ними тепловыми потерями), которые действуют, как сила торможения. Таким образом, крутящий момент создается скольжением.

Читайте так же:
Регулировка зажигания плм вихрь

Вихревые электромагнитные муфты и тормоза часто используются в приложениях, требующих быстрой остановки больших инерционных масс, например, в трамваях и двигателях испытательных стендов.

Вихревые токи способствуют нагреву ротора, что ограничивает использование этого типа муфт. Различные приводные узлы наоборот, хорошо подходят для выбора этих муфт, так как в них является приемлемым отсутствие синхронизации ротора и статора, и более важен постоянный выходной крутящий момент (например, спидометры и тахометры).

Электромагнитные фрикционные муфты

Фрикционные тормоза и муфты работают за счет трения. Они используют электрически созданный магнетизм, чтобы зажать две поверхности трения вместе, тем самым преобразуя кинетическую энергию в тепловую энергию, которая затем рассеивается.

Электромагнитный фрикционный тормоз состоит из двух основных компонентов: якоря и магнита. Якорь представляет собой стальную пластину или диск, предназначенный для вращения; он крепится к валу машины и является частью, зажатой во время торможения. Часто он сегментирован, чтобы устранить деформацию и обеспечить рассеивание частиц тепловой энергии.

Магнит состоит из трех частей: стальной оболочки, катушки или проволоки и поверхности трения. Подача энергии на катушку создает магнитное поле, которое концентрируется на двух полюсах. Это притягивает пластину якоря к полюсам, чтобы завершить магнитную цепь, заставляя ее соприкасаться с фрикционными поверхностями и замедляя нагрузку. Фрикционные поверхности предназначены для рассеивания тепла и равномерного распределения магнитной силы зажима по поверхности якоря.

INTORQ 14.800 — комбинированный муфта-тормоз

Электромагнитные фрикционные муфты аналогичны тормозам. Однако муфты сцепления включают два вала в параллельной или линейной конфигурации. Кроме того, для передачи магнетизма на вращающуюся деталь требуется пространство между катушкой и поверхностью трения.

Наибольшее распространение получили пружинные фрикционные муфты и тормоза:

  • Сила постоянного тока сжимает пружины, чтобы освободить фрикционную пластину, соединенную с валом, позволяя ему вращаться

Также находят применение фрикционные тормоза на постоянных магнитах, с электрическим высвобождением. Электромагнитные тормоза с постоянными магнитами способны быстро останавливаться и не повреждаются при высокой скорости цикла. Однако они не подходят для непрерывного скольжения из-за накопления при трении большой тепловой энергии.

Электромагнитные фрикционные муфты и тормоза часто используются в качестве безотказных тормозов удержания (они срабатывают при отключении питания).

Электромагнитные муфты и тормоза от европейского производителя. Со склада в Москве и под заказ

Читайте так же:
Блок питания с регулировкой тока лазера

«Атанор-Инжиниринг» является официальным дистрибьютором Kendrion INTORQ в России

Как работает вискомуфта?

Принцип работы вискомуфты основан на смене степени густоты жидкости, которой заполнен корпус. Чем интенсивнее она перемешивается, тем гуще становится. Когда машина идёт равномерно, основные и ведомые диски движутся с одинаковой скоростью, перемешивания жидкости между ними не происходит. Когда валы (основной и ведомый) начинают вращаться с различной скоростью, диски также вращаются неравномерно. Вращение ведущих дисков в этом случае идентично вращению основного вала. Вязкость наполнителя повышается, что способствует передаче вращающего момента от одного вала к другому.

Если разница в оборотах дисков будет повышаться, увеличится и вязкость наполнителя. Это приведет к блокировке вязкостной муфты. Если деталь стоит в полном приводе, ее наличие способствует подключению заднего моста, когда в этом есть необходимость. При несоответствии угловой скорости оборотов колес на разных мостах механизм срабатывает и начинается распределение момента между мостами. Так и происходит автоматическая блокировка межосевого дифференциала.

Полный привод нужен для езды по некачественному дорожному покрытию, во время гололеда или в городе, но для полного бездорожья он не подходит. Это связано с запаздыванием начала работы механизма при смене сцепления шин с дорогой, что в конечном итоге может привести к выходу из строя механизма. Муфта может быть очень полезна для разгрузки колес при поворотах.

Вязкостная муфта также применяется и в вентиляторе радиатора. Она запускает вентилятор, когда ОЖ поступает в радиатор под давлением, обеспечиваемым термостатом. Конструкция такой муфты дополнена емкостью для рабочей жидкости и клапаном.

Как проверить вискомуфту

Проверка вискомуфты

Проверка вискомуфты радиатора охлаждения не является сложной процедурой. Для быстрой диагностики, вращение вентилятора нужно проверить на холодном, а также на горячем двигателе.

Если выполнить перегазовку, на горячую вентилятор вращается намного быстрее. При этом на холодном двигателе частота вращения не увеличивается.

Более тщательная проверка выполняется следующим образом:

  • На заглушенном моторе прокрутить лопасти вентилятора от руки. В норме должно ощущаться незначительное сопротивление, при этом вращение должно быть без инерции;
  • Дальше нужно завести двигатель, после чего в первые секунды от муфты будет идти небольшой шум. Чуть позже шум исчезнет.
  • После небольшого прогрева мотора нужно попробовать остановить вентилятор при помощи свернутого листа бумаги. В норме вентилятор остановится, при этом будет заметно усилие.

"Бублик", убийца АКПП: что ломается в гидротрансформаторах и как их чинят

Гидротрансформатор, он же "бублик" (прозвище пошло от его формы), является непременным атрибутом любого "настоящего автомата". Не обходятся без него и мощные вариаторы, и даже в преселективную АКПП его поставили на некоторых моделях Honda (например на Acura TLX), чтобы обеспечить мягкость движения на малой скорости. И иногда он выходит из строя.

Казалось бы, это чисто гидравлический узел и ломаться там нечему, разве что протечь может… Но нет, современный гидротрансформатор много сложнее в устройстве, чем картинка в старом учебнике и скорее является узлом с ограниченным сроком службы, после чего должен пройти процедуру восстановления. Что же с ним происходит, что у него внутри и как это починить?

Как устроен «бублик»?

Основной задачей гидротрансформатора всегда было преобразование крутящего момента и оборотов: он работает как гидравлический редуктор, который умеет снижать обороты и повышать крутящий момент с коэффициентом трансформации до 2.4. Основана его работа на передаче энергии через поток жидкости — в данном случае трансмиссионного масла, которое мы все знаем как ATF (automatic transmission fluid).

Depositphotos_65117143_original.jpg

Коленчатый вал мотора связан с насосным колесом, которое разгоняет жидкость и отправляет ее на турбинное колесо. Турбинное колесо в свою очередь связано с коробкой передач. Жидкость раскручивает турбинное колесо и отправляется обратно на насосное. Но перед этим она попадает на лопатки направляющего аппарата, выполненного в виде колеса-реактора, которые ускоряют поток жидкости и направляют его в сторону вращения.

Таким образом поток жидкости ускоряется до тех пор, пока скорости вращения насосного и турбинного колес не выравниваются, и тогда гидротрансформатор переходит в режим гидромуфты, при котором преобразования крутящего момента не происходит, а направляющий аппарат начинает свободно вращаться, не мешая току жидкости.

Чем больше разница скоростей вращения турбинного и насосного колес, тем больше ускоряется ток жидкости, но при этом она начинается нагреваться, а КПД гидротрансформатора падает — больше энергии уходит в нагрев. Когда же скорости вращения колес выравниваются, то в передаче момента через жидкость с большими потерями смысла нет.

Поэтому со временем в гидротрансформаторы стали внедрять элементы обычного фрикционного сцепления, основанного на трении. Называется это блокировкой гидротрансформатора. Суть блокировки — в соединении входного и выходного валов, чтобы передавать момент напрямую. Без нее старые машины с АКПП, как говорится, «не ехали».

На самых старых конструкциях блокировка срабатывала автоматически, за счет давления рабочей жидкости, но с появлением АКПП с электронным управлением функция стала управляться отдельным клапаном. Говорить же о способах реализации блокировки нужно в отдельной статье, потому что их великое множество. Но смысл один — соединять валы и временно исключать из цепочки передачи крутящего момента трансмиссионное масло.

А вскоре на фрикционы блокировки возложили задачи, сходные с задачами обычного сцепления механической КПП — при разгоне они немного смыкались, пробуксовывая и помогая передавать крутящий момент, а сама блокировка стала срабатывать очень рано, чтобы уменьшить потери в гидротрансформаторе. Собственно, современные гидромеханические «автоматы» уже нельзя назвать классическими — это уже некий гибрид.

Depositphotos_1660495_original.jpg

И чем мощнее становились двигатели, тем сильнее нагревалась жидкость в ГТД, тем сложнее было обеспечить его охлаждение, и тем больше работы по передаче крутящего момента старались переложить на сцепление блокировки.

Что ломается в гидротрансформаторе?

Раз есть сцепление внутри «бублика», значит, оно изнашивается — вечных фрикционных пар не бывает. К тому же продукты их износа загрязняют внутренности ГТД, поток горячей жидкости с абразивом «выедает» металл лопаток и других внутренних частей. Также потихоньку стареют, выходят из строя от перегрева или просто разрушаются уплотнения-сальники, а иногда выходят из строя подшипники или даже ломаются лопасти турбинных колес.

Продукты износа фрикционной накладки попадают и в саму АКПП, ведь охлаждение ГТД идет прокачкой масла через насос коробки и общий теплообменник. А в гидроблоке АКПП (о нем нужно рассказывать отдельно) есть еще много разных мест, где грязь может что-то забить или жидкость может проточить лишние отверстия, повредить соленоидные клапаны, замкнуть проводники…

В общем, со временем ГТД становится основным источником «грязи» в АКПП, которая обязательно выведет ее из строя. У некоторых АКПП проблема осложняется тем, что материал накладок «приклеен» к основе, и по мере износа в жидкость начинают попадать клеющие вещества, ускоряя процессы загрязнения в разы.

Таким образом, поживший «бублик» нужно менять или ремонтировать, пока он не сломал всю коробку передач. К слову, старые АКПП, у которых блокировка срабатывала редко, только на высших передачах или ее не имелось вовсе, имеют заметно большие интервал замены масла и ресурс.

Наиболее печальный случай

К чему это приводит, можно увидеть на примере широко распространенной 5-ступенчатой АКПП Mercedes 722.6. Она ставилась на несколько десятков моделей Mercedes-Benz, Jaguar, Chrysler, Dodge, Jeep и SsangYong c 1996 года и ставится по сей день.

В этой коробке передач гидротрансформатор блокируется на всех передачах, и специальный клапан регулирует его прижатие. Даже при плавном разгоне включается частичная блокировка, а при резком блокировка включается почти сразу. Машина получается экономичной и динамичной.

Что делать, если педаль тормоза стала твёрдой

Вакуумный усилитель тормозов

Если педаль стала жёсткой, необходимо установить причину и устранить её. Загрязнённый воздушный фильтр подлежит чистке, а неисправные концевики, клапаны и шланги — замене. Обычно этого хватает для того, чтобы система заработала. Если в ходе диагностики выяснилось, что повреждена диафрагма, менять придётся весь усилитель.

Если проблема кроется в тормозных цилиндрах, проводится их ремонт, включающий замену уплотнителей и манжет. В некоторых случаях старые детали снимают, а на их место устанавливают новые.

Можно ли что-то сделать сразу

Машины

Лучшее, что можно сделать при подозрении на поломку вакуумного усилителя или износ его элементов, – доехать до ближайшего автосервиса или самостоятельно заменить повреждённые детали.

Если есть предположения, что всему виной некачественная тормозная жидкость, её нужно заменить. При этом необходимо полностью откачать старую, а на её место влить новую. В противном случае ситуация улучшится незначительно.

Другое

Тормозная жидкость

Для регулярной проверки тормозной жидкости лучше купить электронный тестер, измеряющий температуру кипения. Если она превышает +175°C, значит, жидкость недавно меняли. Если варьируется от +165 до +175°C, свойства ухудшились, но использовать её по-прежнему можно. Менять жидкость нужно, если она была залита более 2 лет назад или температура её кипения опустилась ниже +165°C.

Видео: Замена тормозной жидкости

Преимущества привода вентилятора с вязкостной муфтой:

1. Увеличение моторесурса двигателя;
2. Экономия топлива;
3. Уменьшение уровня шума, который создает вентилятор при работе;
4. Уменьшение потери мощности двигателя, поскольку отсутствие энергозависимости от двигателя позволяет эффективнее использовать энергию для других целей;
5. Оптимальное число оборотов вентилятора позволяет эффективно работать системе координации воздуха;
6. Плавный ход работы вентилятора повышает долговечность работы ремней привода вентилятора и компрессора;
7. При работе деталей муфты не происходит трения между ними, что увеличивает срок эксплуатации вязкостной муфты;
8. Относительно дешевый ремонт по причине простоты и долговечности муфты;
9. Уменьшение трудоемкости процесса замены ремней привода генератора;
10. Упрощенная конструкция (отсутствует клапан КЭМ 32-23), и термореле.

ВАЖНО: ХРАНЕНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВКА ВЯЗКОМУФТ РАЗРЕШАЕТСЯ ТОЛЬКО В ВЕРТИКАЛЬНОМ ПОЛОЖЕНИИ ИЛИ В ГОРИЗОНТАЛЬНОМ ТЕРМОЭЛЕМЕНТОМ ВНИЗ.

Обгонные муфты в АКПП

Обгонные муфты являются выполняют важные функции в работе «обычной», гидротрансформаторной АКПП. Они являются управляемыми и от их своевременного срабатывания и качественного блокирования замков муфт, зависит работа АКПП.

Разбор обгонной муфты

Муфты первого типа блокируют включение передач, когда селектор АКПП находится в режиме «D», но водитель удерживает авто, нажимая на педаль тормоза. Муфта в таком случае (внутреннее кольцо которой является частью «солнечной» шестерни) вращается вместе с «солнечной» шестерней, а водило, передающее крутящий момент, остаётся неподвижным – вращаются только сателлиты.

Муфты второго типа блокируют проворачивание водило низшей передачи, в случаях необходимости быстрого ускорения.

В заключение можно сказать, что рассмотренные примеры использования обгонных муфт охватывают лишь мизерную долю их применения в технике. В частности, муфты свободного хода необходимы для обеспечения ротации винта, а их «сухариковые» варианты нашли применение в инструментах, в народе прозванных «трещотками».

Посмотрите видео “Обгонная муфта – дефектовка”

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector