Что такое фрикционная трансмиссия

Детали машин

Фрикционные передачи

Общие понятия и определения

Фрикционными называют передачи, в которых движение передается силами трения, возникающими в зоне контакта между двумя катками (колесами) , прижимаемыми друг к другу с некоторой силой и при вращении одного из них.
При этом сила трения, возникающая между катками фрикционной передачи, должна быть равна по величине или превышать передаваемое передачей окружное усилие.

Возможность передавать заданную нагрузку для фрикционных передач описывается условием:

где:
F_t – передаваемая окружная сила;
R_f = fF_r – сила трения в зоне контакта катков фрикционной передачи; F_r – прижимная сила; f – коэффициент трения.

Если указанное выше условие не соблюдается, катки фрикционной передачи будут проскальзывать друг относительно друга, не передавая мощность.

Как правило, для создания требуемой силы трения R_f катки прижимают друг к другу силой F_r , которая во много раз превышает окружную силу F_t .
При коэффициенте f трения 0,05. 0,3 сила прижатия катков превосходит передаваемую (окружную) силу не менее, чем в 3. 25 раз (с учетом необходимого запаса сцепления) .
Прижатие катков фрикционной передачи может осуществляться различными способами – собственным весом конструкции, рычагами, пружинами или специальными устройствами.

Фрикционные передачи работают с небольшим упругим скольжением, которое обусловлено упругими деформациями поверхностных слоев катков.

Классификация фрикционных передач

В зависимости от назначения различают фрикционные передачи с нерегулируемым передаточным числом и с бесступенчатым (плавным) регулированием передаточного числа – вариаторы.

В зависимости от взаимного расположения валов и осей фрикционные передачи бывают цилиндрические (при параллельных осях) , конические (при пересекающихся осях) , лобовые (при перекрещивающихся осях) .

В зависимости от условий работы фрикционные передачи подразделяют на открытые (работающие всухую) и закрытые (работающие в масляной ванне) .
Открытые передачи обладают большей нагрузочной способностью (большим коэффициентом трения f ), требуют меньшую прижимную силу, но обладают такими недостатками, как повышенный нагрев и износ катков при перегрузках.
В закрытых передачах масляная ванна обеспечивает отвод тепла, уменьшает износ катков, тем самым увеличивая надежность и долговечность передачи, но снижает коэффициент трения, что приводит к необходимости увеличивать прижимное усилие между катками.

Достоинства фрикционных передач

К достоинствам фрикционных передач можно отнести следующие их качества:

• Простота конструкции, простая форма рабочих тел (катков) и относительно низкая стоимость.
• Плавность и бесшумность работы, в том числе и при высоких скоростях.
• Возможность бесступенчатого регулирования передаточного числа, причем на ходу, без остановки передачи.
• Возможность пробуксовки при перегрузке, т. е. фрикционная передача способна выполнять функцию своеобразного механического предохранителя, избавляющего дорогостоящие узлы и детали машины от поломки при неожиданных перегрузках.

Недостатки фрикционных передач

Недостатки фрикционных передач обусловлены особенностями их конструкции:

• Необходимость применения специальных прижимных устройств, усложняющих конструкцию.
• Большие нагрузки на валы и подшипники, обусловленные прижимной силой, что требует увеличения размеров валов и осей, а также применения усиленных опор и подшипников. Этот недостаток фрикционных передач зачастую ограничивает возможность передавать большую мощность.
• Непостоянное передаточное отношение из-за проскальзывания катков. Скольжение в фрикционной передаче связано с упругими деформациями поверхностных слоев катков, износом поверхностей, возможным ослаблением прижимных устройств, возможным непостоянством коэффициента трения по рабочей поверности катков..
• Изнашивание рабочих поверхностей катков вследствие проскальзывания, возможность их повреждения (образования лысок) при буксовании.

Скольжение в фрикционной передаче

При работе фрикционной передачи неизбежно упругое скольжение, которое вызывается разностью скоростей поверхностных слоев ведущего и ведомого катков. Элементы поверхности ведущего катка подходят к зоне контакта сжатыми, а уходят от нее растянутыми.
У ведомого катка, наоборот – к зоне контакта элементы поверхности подходят растянутыми, а уходят от нее сжатыми.

Следовательно, в зоне контакта удлинение рабочей поверхности обода ведущего катка, соприкасающейся с укорачивающейся поверхностью обода ведомого катка приводит к упругому скольжению, которое всегда имеет место при работе фрикционной передачи.
В результате окружная скорость v₂ точек обода ведомого катка несколько меньше окружной скорости точек обода v₁ ведущего катка.

Для передач, работающих в масле скольжение связано, также, с наличием масляной пленки.

Скольжение в фрикционной передаче зависит от нагрузки. При перегрузке может наступить буксование, при этом ведущий каток скользит по ведомому, ведомый каток останавливается. Буксование приводит к интенсивному износу рабочих поверхностей.

Материалы катков фрикционных передач

К материалам катков предъявляются следующие основные требования:

• износостойкость и контактная прочность;
• высокий коэффициент трения;
• высокий модуль упругости, препятствующий появлению значительной деформации площадки контакта и увеличению потерь на трение.

Для фрикционных катков чаще всего применяют следующие сочетания материалов:

1. Закаленная сталь по закаленной стали. Для быстроходных закрытых силовых передач применяют стали марок 18Х2Н4МА, 18ХГТ, ШХ15 и другие. Такие передачи имеют высокую износостойкость и КПД, малые габариты, но они требуют точного изготовления.

2. Фрикционные пластмассы (марок 16Л, 24А, КФ-3), текстолит, ретинакс по стали. Эти материалы применяют в малонагруженных открытых передачах. Катки из таких материалов имеют пониженную износостойкость, не требуют высокой точности изготовления.

3. Металлокерамика марки ФАБ-II по закаленной стали применяется в открытых силовых передачах.

4. Сочетание материалов чугун-чугун и чугун-сталь используется в передачах, работающих без смазки (всухую) или с недостаточной смазкой.

5. Применяются также катки, покрытые кожей или резиной. Эти материалы обеспечивают высокий коэффициент трения, но обладают малой контактной прочностью. Кроме того, коэффициент трения в таких материалах сильно зависит от влажности воздуха.

6. В малонагруженных и малоответственных фрикционных передачах иногда применяют катки с деревянным покрытием или изготовленные из дерева. Такой материал дешев и имеет достаточно высокий коэффициент трения.

Ниже представлена таблица значений коэффициента трения f для некоторых сочетаний материалов, используемых в фрикционных передачах.

Особенности работы фрикционов АКПП

В автосфере принято считать, что одной из частых поломок автоматической коробки передач (АКПП) является проблема фрикционных дисков, а именно их износ. Причём такое происходит даже, если водитель тщательно ухаживает за своим автомобилем, своевременно меняя масло.

Как выглядит АКПП в разрезе

При данной проблеме наблюдается нарушения работы передач АКПП. Многие водители и не догадываются, что фрикционы важны для коробки передач в целом. Данная статья поможет разобраться, что такое фрикционы АКПП, особенности их работы и какие могут быть причины, приводящие к их выходу.

Фрикционы АКПП что это такое

Фрикционы АКПП представляют собой устройство, относящееся к сцеплению передач и играющее важную роль во время включения, а также передачи крутящего момента. В один момент эти элементы осуществляют смыкание, что выполняется с помощью масляного давления, это в свою очередь приводит к остановке шестерни, когда это необходимо. В другой момент происходит их размыкание, и шестерня снова начинает работать.

Устройство

Фрикционы делятся на следующие типы:

• Односторонние. Такие устройства с одной стороны стальные, а с другой имеется специальная накладка. Обычно эти фрикционы можно встретить в старых АКПП.
• Двухсторонние. Считаются наиболее популярными элементами. Для их изготовления используют прочный металлический сплав. Благодаря впитыванию масла накладками, выполняется эффективный тепловой отвод от дисков, которые в рабочем состоянии активно нагреваются. Такие накладки могут быть изготовлены из различных материалов, но чаще всего производители отдают предпочтение графитовому волокну. Это обусловлено его возможностью на протяжении длительного времени сохранять рабочие особенности. Помимо поглощения тепла, данные накладки даже во время воздействия экстремальной температуры не пригорают. Помимо этого, графитовые накладки продлевают срок службы дисков.

Важно отметить, что купить накладки водитель может самостоятельно и установить их без какой-либо посторонней помощи.

Фрикционы, расположенные внутри АКПП Nissan

Диски делятся также на металлические и мягкие. Первые сцепляются с корпусом коробки автомат, а вторые осуществляют вращение одновременно с шестернями. Для второго вида раньше применяли прессованный картон, но сейчас больше используют графитовой напыление.

Принцип работы

При выключенной коробке передач, происходит свободное вращение дисков, так как в это время отсутствует давление насоса, а сами фрикционы не зажаты. Но когда происходит включение коробки передач, масляным насосом создается давление, которое с помощью гидроблока направляется к специальному каналу и диски начинают прижиматься друг к другу. Это активизирует работу необходимой шестерни, в то время как другие вынуждены остановиться.

Ресурс фрикционных дисков

Автоматические фрикционные диски характеризуются большим сроком эксплуатации, на это влияет вращение в масляной жидкости. Точных цифр ресурса нет, но эксперты предполагают, что это около 350-500 тыс.км., при условии грамотного и своевременного ухода за автомобилем. Так, если не менять масло износ произойдёт гораздо раньше, даже до 100 тыс.км.

Причины выхода из строя фрикционов

По мнению автоэкспертов, уже через 100-150 км. автовладелец начнет замечать неисправности в работе фрикционов. На это может указывать задержка, резкие рывки, что наблюдается во время переключения АКПП. Чтобы диагностировать фрикционный износ нужно залезать в коробку передач, что вызывает некие сложности.

Среди основных причин нарушения работы фрикционов выделяют следующие:

• Загрязнённое масло. Обычно производители рекомендуют осуществлять замену своего масла каждые 60 тыс. км. пробега. После этого около 50% свойств масла теряются, и тогда оно начинает пригорать, в нём появляется загрязнения, что в результате затрудняет прохождение масла по каналам гидроблока и насоса. А из-за падения давления диски начинают гореть, вот почему в данной поломке водитель чувствует запах горелого. При игнорировании смены масла, у машины на 80-100 тыс. км. пробега возникают такие проблемы.
• Недостаточный масляной уровень или загрязнён масляной фильтр. Это приводит к таким же проблемам, как при предыдущей причине.
• Вода попала в масло. При данной ситуации наблюдается быстрое разрушение мягких фрикционных накладок, речь идёт о тех, которые изготовлены из прессованной бумаги. К примеру, такая проблема может быть у утопленных автомобилей.
• Забился радиатор. Нарушается циркуляция масла, которое приобретает густую консистенцию. Результатом проблемы станет полный отказ АКПП.

Также список можно дополнить длительной пробуксовкой, динамической ездой и т. д.

Фрикционы в нормальном состоянии

Когда нужна замена фрикционных дисков

Каждому автовладельцу очень важно осознать, что эксплуатировать машину, у которой изношены и сгоревшие фрикционы очень опасно. И на это есть причины:

• Соседние поршни, барабан и втулки могут перегреться.
• Клеевой слой накладки может попасть в масляную жидкость, что также приводит к падению давления, загустению масла, ухудшается трение втулок, изнашиваются клапанные плиты и др.

Вышеперечисленные проблемы могут стать причиной внезапной остановки автомобиля, что как всегда бывает в самый неподходящий момент.

Существует немало признаков, указывающих на выход из строя фрикционов. При проявлении водителю необходимо предпринять срочные меры, дабы избежать серьезных последствий. Что касается признаков, следует насторожиться если:

• Масло становится тёмным и у него появляется запах гари.
• С помощью замерного щупа или контрольной пробирки выявляется уменьшение уровня смазки.
• Селектор коробки передач стоит на нейтральном режиме, но автомобиль всё равно движется.
• Появились сложности с переключением передач.
• Отказал режим заднего движения.
• Автомобиль начинает дёргаться и пинаться, когда выполняется переход на другой скоростной режим.
• При холостых оборотах появляется металлический шум.

Первая помощь АКПП при повреждении фрикционов

Когда владельцем машины были обнаружены перечисленные в прошлом разделе причины повреждения фрикционов, ему нужно предпринять такие меры:

1. Незамедлительно остановить транспортное средство.
2. Вызвать эвакуатор, так как дальнейшее движение машины в таком состоянии может привести к более дорогому ремонту.

Чтобы осуществить точное диагностирование авто эксперты рекомендуют доверить это дело работникам специализированных станций технического осмотра. Стоит отметить, что если машина ещё на гарантии, её нужно направить к официальному дилеру, где помогут устранить имеющиеся проблемы.

Подгоревшие и пришедшие в негодность фрикционы

Если водители имеет необходимые навыки, для ремонта автомобиля, допускается самостоятельное решение вопроса. Перед тем, как приступить к самостоятельной замене фрикционных дисков, нужно заняться очисткой помещения, чтобы предотвратить возможное попадание в элементы АКПП пыли, грязи. Для успешной работы лучше использовать качественный ремкомплект, который подойдёт конкретно под Ваше авто. Обычно такой набор состоит из дисков, прокладок, сальников, фильтров.

Этапы ремонта автоматической коробки передач следующие:

1. Выполняется слив масла. Это осуществимо с помощью сливного отверстия или шланга, отсоединяемого от радиатора.
2. Снимается коробка. Из-за её значительного веса рекомендуется применение трансмиссионного домкрата.
3. Осуществляется разбор АКПП.
4. Устанавливаются все элементы из набора.
5. Собирается и устанавливается коробка.

Такие действия не вызовут затруднений, главное придерживаться правильной последовательности. Ещё один важный момент: после сборки масло заливается немного больше максимального уровня, ориентируясь на специальную разметку, а после запускается авто и выполняется его обкатка.

Важно! Такой ремонт в домашних условиях должен проводиться только при 100% уверенности в своих силах, иначе неквалифицированные действия приводят к ещё более значительным проблемам.

Фрикционная передача — применение, достоинства и недостатки

Фрикционная передача (лат. frictio, родительный падеж frictionis — трение) — кинематическая пара, использующая силу трения между собой для передачи механической энергии.

Трение между элементами может быть сухое, граничное, жидкостное. Жидкостное трение наиболее предпочтительно, так как значительно увеличивает долговечность фрикционной передачи.

Типы фрикционных передач

Цилиндрическая фрик­ционная передача. На ведущем 2 (рис. 167) и ведомом 1 валах на­сажены на шпонках два катка. Подшипники вала 1 установлены непо­движно, а подшипники вала 2 позволяют перемещаться валу по направле­нию линии центров передачи. Если привести во вращение ведущий вал 2, то вместе с ним будет вращаться и ведущий диск. Ведомый диск не будет вращаться до тех пор, пока не будет пре­одолено полезное сопротивление на валу 1 — вращающий момент и сопротивле­ние трения в подшипниках. Но так как подшипники ведущего вала выполнены плавающими и находятся под действием пружины сжатия, то этим самым обеспе­чивается прижимное усилие Т, а следо­вательно, и вращение ведомого вала.

Коническая фрикционная передача. Катки передачи (рис. 168) представляют собой усеченные конусы, которые соприкасаются по общей образу­ющей. При осевом сжатии конусов на их образующих в месте контакта возникает сила трения, которая и увлекает во враще­ние ведомый каток и вал. Для правильной работы передачи необходимо, чтобы кону­сы имели общую вершину, являющуюся точкой пересечения осей катков.

Классификация передач

Фрикционные передачи бывают:

• с параллельными валами
• с пересекающимися валами
• с внешним контактом
• с внутренним контактом

по возможности варьирования передаточного отношения

• нерегулируемые (i=const)
• регулируемые (фрикционный вариатор)

по возможности изменения передаточного отношения при наличии промежуточных тел в передаче по форме контактирующих тел

• цилиндрические
• конические
• сферические
• плоские

Вариаторы

Вариаторы — переда­чи, посредством которых можно плавно, бесступенчато изменять передаточное число. По форме тел вращения вариаторы бывают лобовые, конусные, торовые и др.

Лобовые вариаторы (рис. 169) применяются в винтовых прессах и приборах. В наиболее простом из них (рис. 169, I) ведущий ролик катится по торцовой поверхности большо­го диска и передает ему вращение. Движение можно передавать и в обрат­ном направлении — от диска к ролику. Для регулирования скорости враще­ния ролик передвигают вдоль диска. Передаточное отношение в таких ва­риаторах равно i = R1/R2,

где: R1 и R2 — радиусы колес.

В более сложном плоском вариаторе (рис. 169, II) между дву­мя большими дисками вращается передвижной ролик. Один диск веду­щий, другой — ведомый. Ролик служит промежуточным звеном, переда­ющим вращение. При регулировании скорости ролик перемещают вдоль обоих дисков, причем, приближаясь к центру одного из них, он в то же са­мое время удаляется от центра другого. Поэтому изменение передаточно­го отношения и плавное регулирование скоростей вращения производит­ся быстрее и в более широких пределах, чем в вариаторе с одним диском.

Вариаторы с раздвижными конусами (рис. 170) имеют огра­ниченное применение в машиностроении. Конические диски насажены на два параллельных вала I и II. Между дисками зажато стальное кольцо, ко­торое передает движение от ведущего вала к ведомому. Изменение переда­точного числа осуществляется сближением одной пары конусов и раздвижением другой.

На рис. 171 представлены торов ые вариаторы. На валах I и II насажены два диска, имеющие сферические рабочие поверхности. Враще­ние от ведущего диска I к ведомому II передаются посредством двух проме­жуточных роликов 1, свободно сидящих на осях 2. Изменение передаточно­го числа осуществляется одновременным поворотом этих осей вокруг шар­ниров 3. Торовые вариаторы требуют довольно высокой точности изготовле­ния.

Применение

Валы прокатных станов, мотор-редуктор с фрикционным вариатором, ведущие колёса транспортных средств, взаимодействующих с опорной поверхностью посредством сил трения.

Фрикционы АКПП. Что это такое, как они работают и почему горят?

Самый частой поломкой автоматической коробки передач, является износ фрикционных дисков или попросту – фрикционов. Происходит это в любом случае, даже если вы ухаживаете и своевременно (правильно) меняете масло (правда произойдет такое при приличном пробеге в 300 – 450 000 км). Если они сгорели, то передачи АКПП автомобиля не будут включаться или буксовать (про это чуть ниже). Не многие знают про эти диски, но они очень важный элемент в строении всей коробки в целом. Если можно грубо «выразиться» – это своеобразное сцепление автомата, именно эти элементы способствуют включению той или иной передачи. Лично я очень долго искал простую внятную статью по этим дискам, но так и не нашел, поэтому для общего понимания решил написать эту статью …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

• Устройство
• Принцип работы
• Ресурс фрикционных дисков
• Причины выхода из строя
• ВИДЕО ВЕРСИЯ

Начнем с определения.

Фрикционы (фрикционные диски) – это элемент сцепления между передачами, по аналогии с механической коробкой передач. В запрограммированный момент они смыкаются (при помощи давления масла) и останавливают нужную шестерню, в другой момент они размыкаются — шестерня начинает вращаться.

Устройство

По сути это обычные диски, которые делятся на две составляющих:

• Металлические. Они всегда находятся в зацеплении с корпусом АКПП, практически всегда не подвижны.
• Мягкие. Которые вращаются вместе с солнечными шестернями. Раньше они делались из прессованного картона, сейчас все чаще начинают делаться с графитовым напылением.

Также хочется отметить, что в старых АКПП, фрикционные диски были только односторонними, то есть накладок на них не было – отдельно металлически диск и бумажный.

Сейчас на современных автоматах, появляются усовершенствованные диски, даже на металле с боков есть накладки из графита. Они пропитывается маслом, и эффективно отводят тепло от металлического диска, а также способствуют продлению срока службы мягкого диска.

Набираются эти диски пакетами, то есть один металлический, другой мягкий и так несколько раз. В обычных 4 ступенчатых автоматах, таких наборов может быть два – три, все зависит от устройства.

Принцип работы

Как я уже заметил сверху, по сути, это аналог сцепления на механической коробке. Они устанавливаются на так называемые солнечные шестерни, каждая из шестерен отвечает за передачу. У автомата другая концепция работы, здесь все работу делают так называемые планетарные редукторы, в купе с которыми работают солнечные шестерни.

Шестерен примерно столько же сколько и передач, но они не располагаются отдельно, как скажем на механике, они собраны в общую конструкцию. Также хочется отметить, что в трансмиссии на 6 передач, могут быть два планетарных механизма и около 4 – 5 пакетов фрикционов.

Так как же они работают?

Если передача выключена, то фрикционные диски свободно вращаются, нет давления от насоса и они не зажаты. Но после того как передача включается масляный насос создает давление, через гидроблок оно проходит до специального канала и диски прижимаются друг к другу, таким образом нужная шестерня активизируется, а остальные останавливаются. Понять это достаточно не просто, особенно новичку, поэтому внизу будет подробное видео, где вы сможете посмотреть принцип действия.

В любом случае вам нужно понять — именно эти диски это очень важный элемент в работе всей АКПП в целом, без них не было принципа автоматической коробки передач.

Ресурс фрикционных дисков

Сами диски имеют достаточно большой срок службы, я даже сейчас боюсь предположить. Они вращаются не в воздухе, а в масле (ATF жидкости), поэтому ресурс действительно огромен.

Лично мое мнение, это минимум 350 тысяч километров, а как максимум 500 тысяч, все же нет ничего вечного!

НО если вы не вовремя меняете смазку, либо вообще не меняете, а полагаетесь на название – необслуживаемый автомат (хотя это бред). То они могут выйти из строя уже через маленький пробег, не дотянут и до 100 000 км. Так что масло для них, действительно решающий фактор. Почему? Читаем дальше.

Причины выхода из строя

Их не так уж и много и все они связаны с ATF жидкостью в автомате. Давайте перечислим по пунктам:

• Грязное масло. Большинство производителей, регламентируют замену в своих АКПП примерно при пробегах в 60 000 км. Однако сейчас начинают появляться так называемые необслуживаемые автоматы, владелец расслабляется и вообще не производит замену! Поэтому уже при 80 – 100 000 км появляются проблемы. НО почему? «Коробка передач» это сложный механизм, как мы уже с вами разобрались, здесь многое происходит от давления масла, ресурс его работы как раз и составляет 60 000 км, после оно уже теряет свои свойства примерно на 30 – 50%. Оно начинает пригорать, в нем образуется много грязи и стружки (потому как фильтр тоже забивается), и в конце концов оно не может нормально проходить через каналы гидроблока и масляного насоса. Давление падает, оно уже не способно сдавить фрикционные диски, и они банально начинают пробуксовывать друг об друга – просто горят! Вот почему масло пахнет горелым, при этой поломке – именно от дисков.

• Недостаточный уровень. Если уровень жидкости для «автомата», будет не достаточным, это приведет к аналогичной ситуации, описанной в первом пункте.
• Забит масляный фильтр. Если фильтр забит, масло через него не может проходить, давление падает. Диски проскальзывают – горят.
• Радиатор. От грязного масла он забивается, жидкость уже не может в нем циркулировать, а поэтому в основном находится в рабочей зоне. От высоких температур (а они могут достигать до 150 градусов), оно горит, становится густым и попросту убивает ваш автомат.
• Попадание воды. Редко но бывает, например у машин-утопленников с «Запада». Если вода попадает в масло, оно очень быстро разрушает мягкие фрикционные накладки, потому как они сделаны из прессованных видов бумаги и просто боятся воду.

Это основные причины выхода из строя этих дисков, как вы видите 4 из 5 пунктов, связаны с ATF жидкостью автомата, а точнее со своевременной ее заменой.

Еще раз подчеркну – ребята меняйте масло в автомате – ОБЯЗАТЕЛЬНО! И ДЕЛАЙТЕ ЭТО ПРАВИЛЬНО! Тогда эта трансмиссия будет вас радовать не одну сотню тысяч километров.

Сейчас смотрим видео версию, в ней более разжевано.

А на этом прощаюсь, читайте наш АВТОБЛОГ.

(31 голосов, средний: 4,74 из 5)

Фрикционные передачи

Передачи, в которых кинематическое движение от одного вала к другому сообщается благодаря трению между рабочими поверхностями вращающихся катков или дисков, называют фрикционными.

Составными частями любой фрикционной передачи являются два катка (колеса), из которых одно является ведущим, а второе – ведомым. Своими внешними поверхностями они прижаты друг к другу. Если ведущее колесо (каток) вращается, то за счет силы трения оно приводит в движение колесо (каток) ведомое.

Как любая другая механическая передача, фрикционная характеризуется таким показателем, как передаточное число. Оно представляет собой соотношение тех угловых скоростей, которые имеют ведущий и ведомый валы. В отличие от многих других видов передач (например, зубчатых) этот показатель по определению не может быть постоянным, поскольку соприкасающиеся поверхности трансмиссии при определенных условиях неизбежно «проскальзывают» друг относительно друга, и поэтому передача движения на некоторое, пусть и непродолжительное, время прекращается. Как правило, проскальзывание возникает тогда, когда имеет место быть повышенная нагрузка на фрикционную передачу.

По критерию передаточного числа специалисты различают фрикционные передачи, у которых оно имеет условно постоянное значение и значение переменное. К первому типу относятся те, которые состоят из валов с параллельными пересекающимися осями, а ко второму – вариаторы, причем как с промежуточным звеном, так и без него.

Еще одна техническая классификация фрикционных передач подразумевает их деление на закрытые и открытые. Характерной особенностью первых является то, что они работают в смазочной жидкости, а вторых – в том, что без нее. Фрикционные передачи открытого типа проще по своей конструкции, прижимное усилие их катков ниже, а коэффициент трения, напротив, – выше. За счет наличия смазки закрытые фрикционные передачи более долговечны и менее опасны.

Фрикционные передачи в технике распространены достаточно широко. Их используют в приводных механизмах ленточных конвейеров, металлорежущих станках, литейных и сварочных машинах.

Достоинства и недостатки фрикционных передач

У фрикционных передач есть целый ряд достоинств, которыми они обязаны своим довольно широким применением. Они просты по своей конструкции, во время работы издают мало шума. С их помощью удается достичь равномерности вращения колес (катков) при их невысокой стоимости. Кроме того, использование фрикционных передач позволяет осуществлять регулирование скорости вращения без остановки работающего механизма.

Есть у фрикционных передач и некоторые недостатки. Они обладают сравнительно низким коэффициентом полезного действия, и при этом нагрузки на подшипники валы оказываются весьма серьезными. При использовании фрикционных передач практически невозможно обеспечить строго постоянное передаточное число, а рабочие поверхности колес (катков) подвержены ускоренному износу.

Типы фрикционных передач

В зависимости от того, какие именно задачи решают фрикционные передачи, в каждом конкретном случае используются различные их типы. Конструктивно эти трансмиссии подразделяются на цилиндрические и конические.

Цилиндрические фрикционные передачи характеризуются тем, что их основными частями являются такие детали вращения, как катки. В них передача крутящего момента осуществляется за счет силы трения, возникающей между рабочим поверхностями ведущего и ведомого колес, имеющих цилиндрическую форму.

Основными компонентами конических передач являются ведущий и ведомый усеченные конусы. Их соприкосновение происходит по конической поверхности, причем при увеличении давления одного катка на другой растет сила трения между ними.

Одним из устройств, в которых используются фрикционные передачи, вариаторы. Они бывают конусными, лобовыми, торовыми, причем передаточное отношение в них может плавно изменяться в некотором диапазоне.

Фрикционные диски АКПП- Устройство и принцип работы

Автоматические коробки передач пользуются большой популярностью среди автомобилистов. Они более удобны в использовании, в сравнении с механикой. При соблюдении сроков технического обслуживания здесь не требуются частые ремонты. В состав АКПП входит большое количество рабочих механизмов и сложных узлов. Фрикционные диски играют важную роль в работе трансмиссии автомобиля. Основная функция фрикционов – сцепление элементов коробки и прерывание потока мощности при переключении передач.

Устройство фрикционов АКПП

Фрикционы АКПП что это? Данные устройства представляют собой металлические диски специальной конфигурации, которые оснащены мягкими пористыми накладками (графитовый слой). По способу изготовления и количеству накладок фрикционы разделяются на односторонние и двухсторонние диски. Односторонние диски устанавливаются на бюджетных автомобилях.Фрикционы АКПП, имеющие графитовые накладки с двух сторон, применяются автопроизводителями при сборке современных моделей.

Основные функции фрикционных дисков, оснащенных графитовыми накладками:

• впитывание смазочной жидкости;
• охлаждение металлических поверхностей рабочих узлов и деталей коробки;
• повышение устойчивости против износа элементов сцепления;
• продление общего срока службы механизма.

Механизм сцепления состоит из пакета дисков. В зависимости от конструкции АКПП, используются наборы, состоящие из фрикционов в различных количествах.

Принцип работы фрикционных дисков

При выключенной коробке в нейтральном режиме N диски сцепления не зажаты, находятся в свободном вращении. Прокладки дисков пропитаны смазочным материалом, давление на них пока не воздействует.

Порядок работы механизма сцепления:

1. В момент перевода селектора АКПП в положение D, масляный насос создает давление в системе.
2. Масло подается к заданному каналу гидроблока.
3. Фрикционные диски плотно сжимаются между собой под воздействием давления трансмиссионной жидкости.
4. Барабан входит в зацепление с солнечной шестерней.
5. В работу включается соответствующая пара зубчатого зацепления.
6. Заданный момент вращения передается на выходной вал АКПП и дальше на ходовую систему.

Скорость движение автомобиля зависит от установленного передаточного отношения.

Эксплуатационный срок фрикционных дисков

Благодаря постоянной масляной пропитке, фрикционные диски почти не изнашиваются, следовательно, обладают длительным ресурсом. Основное условие для стабильной работы фрикционов – своевременная замена трансмиссионного масла ATF. При соблюдении регламента смены смазочного материала в АКПП ресурс фрикционов составляет не менее 200 – 350 000 км (в некоторых случаях этот срок может доходить до 500 тыс. км).

Игнорирование рекомендованных сроков смены жидкости приводит к ускоренному старению масла, потере полезных свойств присадок, быстрому истиранию, прогоранию фрикционных накладок.

Причины быстрого износа фрикционных дисков

Производители современных автомобилей заливают в картер коробки АКПП трансмиссионное масло высокого качества. С появлением «необслуживаемых» авто многие владельцы вообще не заботятся о замене смазочного материала.

Это справедливо для автомобилей, эксплуатируемых в щадящих условиях европейских дорог и умеренного климата:

1. Машины не подвергаются экстремальным нагрузкам, температура и давление в АКПП находятся в оптимальных пределах.
2. Трансмиссионное масло при этом сохраняет технические характеристики и полезные качества в течение длительного периода.
3. Фрикционные диски не разрушаются и не нуждаются в замене.
4. При работе АКПП в наших условиях, рабочие элементы коробки испытывают повышенные нагрузки. Замечено, что после пройденного пути в 60 000 км, масло утрачивает необходимые свойства почти на 50%. Основная причина поломок фрикционных дисков сцепления состоит в низком качестве смазочного вещества в коробке автомат.

Причины выхода из строя фрикционных дисков:

• длительная пробуксовка автомобиля;
• динамичная езда, резкое ускорение машины;
• подгорание масла;
• металлические включения в виде стружки, пыли и прочих элементов износа;
• засорение масляного фильтра;
• каналов гидроблока;
• масляного насоса;
• снижение давления, воздействующего на диски;
• скольжение, пробуксовка, прогорание, износ накладок фрикционов.

Большое влияние на длительность ресурса дисков сцепления оказывает уровень смазочной жидкости в АКПП. При недостаточном количестве масла АТФ возникают аналогичные ситуации, описанные выше.

Грязное масло является причиной выхода из строя радиатора системы охлаждения. Смазка задерживается в рабочем отсеке АКПП, не охлаждается, ее консистенция повышается, что губительно для фрикционных дисков и коробки автомат в целом.

Часто причиной поломки фрикционов является проникновение охлаждающей жидкости (антифриза, тосола, воды) в смазочную систему АКПП, которая быстро разрушает мягкий пористый материал накладок.

Совет: Разрушения фрикционных дисков связаны с низким качеством трансмиссионной жидкостиATF. Своевременная замена масла в коробке автомат – единственный способ сохранить стабильность работы и увеличить эксплуатационный срок фрикционных накладок. Регламентом предусмотрена полная замена масла в автоматической коробке передач после пробега, равного 60 000 км.

Основные признаки неисправности фрикционов

В процессе эксплуатации автомобиля часто возникают тревожные симптомы, по которым определяются дефекты отдельных узлов и деталей. При поломке и износе фрикционных дисков появляются следующие признаки:

1. Трансмиссионное масло приобретает темный оттенок и характерный запах гари.
2. Снижение уровня смазочного материала в картере АКПП (ниже минимальной отметки на замерном щупе или контрольной пробке).
3. Машина продолжает движение при переводе селектора АКПП в нейтральный режим N.
4. Затруднения при переключении передач.
5. Отказ режима заднего хода.
6. При переходе на другую скорость машина дергается и пинается.
7. Возникновение характерного металлического шума на холостых оборотах.
8. Автомобиль движется только при непрогретом масле в АКПП, пока оно густое и вязкое (на холодную). Горячее масло обладает меньшей вязкостью, толкатель не может полноценно сжать изношенные диски.

При возникновении одного или нескольких симптомов рекомендуется проверить работу механизма сцепления. В современных автомобилях проверка фрикционов осуществляется при подключении к бортовому компьютеру через специальные диагностические разъемы.

Замена фрикционов АКПП

Фрикционные накладки начинают разрушаться при температуре трансмиссионного масла ATFвыше 140°С. При длительном превышении допустимого температурного диапазона мягкие фрикционы горят и осыпаются. Если толщина фрикционных дисков меньше установленных параметров, необходима срочная замена на новый пакет. Длительное использование истонченных прогоревших прокладок приводит к преждевременному выходу из строя рабочих узлов и деталей АКПП.

Замена фрикционов бывает полная либо частичная. Каждая передача имеет свой пакет фрикционов. При износе дисков можно поменять изношенные элементы или полностью сменить весь комплект. Работы по замене фрикционов проводятся после демонтажа трансмиссии. Данная операция очень трудоемкая. Для ее выполнения необходимы профессиональные навыки, специальные приспособления, подъемное оборудование. В условиях гаража не рекомендуется проводить замену фрикционов АКПП своими руками. На базе специализированных сервисных компаний квалифицированные специалисты выполняют следующие работы:

• определяют степень износа дисков;
• производят замену фрикционных пакетов;
• восстанавливают функции механизма сцепления.

Замена фрикционов осуществляется в подготовленном помещении, очищенном от грязи, пыли. В ремкомплект, кроме фрикционных дисков, входят:

• новые фильтрующие элементы;
• сальники;
• уплотнители;
• прокладки.

Известно, что пакеты фрикционов стоят сравнительно недорого, однако, повышенная трудоемкость данного мероприятия приводит к увеличению стоимости ремонтных работ.

Совет: При выборе новых комплектов фрикционных дисков необходимо отдавать предпочтение оригинальным запчастям или изделиям от проверенных производителей. Лучше всего использовать продукцию фирм, рекомендованных самим автопроизводителем.