Tarcza sprzęgła
Tarcza sprzęgła składa się z piasty osadzonej na wielowypuście wałka sprzęgłowego oraz tarczy nośnej, do której przymocowane są okładziny cierne. Tarcza nośna może być przynitowana do piasty lub połączona z nią za pośrednictwem łączników sprężystych (sprężyn lub gumy). Łączniki takie wraz z elementami ciernymi, umieszczonymi między tarczą nośną i piastą, stanowią tzw. tłumik drgań skrętnych *).
Na rys. 11.8 przedstawiono tarczę sprzęgła bez tłumika drgań skrętnych. Okładziny cierne przynitowane są tu do sztywnej tarczy nośnej, która z kolei przynitowana jest do piasty. Takie tarcze nośne, stosowane w starszych konstrukcjach, spotyka się obecnie coraz rzadziej. Ich wadą jest mała podatność w kierunku osiowym, powodująca nieprawidłowe przyleganie okładzin, nawet przy niewielkim zwichrowaniu tarczy (siła sprężyn dociskowych nie wystarcza do wyprostowania tarczy). Mała podatność osiowa utrudnia ponadto płynne włączanie sprzęgła. Dlatego przeważnie stosuje się tarcze nośne o zwiększonej podatności osiowej, co uzyskuje się przez wykonanie promieniowych nacięć i odpowiednie ukształtowanie (wygięcie) poszczególnych segmentów tarczy (rys. 11.9 a) lub przez zastosowanie płaskich sprężynek rozpierających okładziny cierne (rys. 11.9 b). Zastosowanie elastycznych tarcz nośnych umożliwia płynne włączanie sprzęgła i zapewnia właściwe przyleganie okładzin ciernych do powierzchni oporowych koła zamachowego i tarczy dociskowej.
Okładziny cierne najczęściej mocuje się do tarcz nośnych za pomocą nitów. Aby uchronić powierzchnie oporowe koła zamachowego i tarczy dociskowej przed porysowaniem, okładziny cierne nituje się tak, żeby łby nitów nie wystawały ponad powierzchnię okładziny. Nitowaną tarczę sprzęgła można eksploatować tak długo, dopóki wskutek zużycia okładzin łby nitów nie zaczną stykać się z powierzchniami oporowymi elementów współpracujących z tarczą. Aby wydłużyć okres eksploatacji tarczy sprzęgła, coraz częściej okładziny nitowane zastępuje się okładzinami klejonymi do tarcz nośnych. Ten sposób łączenia okładzin i tarcz nośnych przedłuża około trzykrotnie czas eksploatacji tarczy sprzęgła.
Na okładziny cierne stosuje się specjalne materiały, odznaczające się dużym współczynnikiem tarcia oraz odpornością na ścieranie, wysoką temperaturę i duże naciski. Współczynnik tarcia okładzin powinien w możliwie małym stopniu zmieniać swoją wartość w zależności od temperatury, prędkości poślizgu, zawilgocenia itp. Najczęściej stosuje się materiały azbestowe nasycone substancjami bitumicznymi, tworzywami sztucznymi lub gumą — naturalną bądź syntetyczną. Do materiału okładziny wprowadza się niekiedy drut metalowy — cynkowy lub mosiężny — co ułatwia odprowadzanie ciepła z powierzchni okładziny. Wartość współczynnika tarcia stosowanych obecnie okładzin wynosi 0,25-^-0,4, zależnie od rodzaju okładziny.
Większość tarcz sprzęgłowych stosowanych w samochodach osobowych oraz samochodach ciężarowych małej i średniej ładowności wyposaża się w tłumiki drgań skrętnych. Ich zadaniem jest zabezpieczenie układu napędowego przed możliwością wystąpienia silnych drgań skrętnych o charakterze rezonansowym oraz tłumienie drgań wywołanych nagłymi zmianami momentu obrotowego.
O częstości *) drgań skrętnych układu napędowego, a więc o możliwości wystąpienia drgań rezonansowych, decyduje między innymi sprężystość tego układu. Aby nie dopuścić do rezonansu drgań w wykorzystywanym zakresie prędkości obrotowej, należy skorygować sumaryczną sprężystość układu napędowego. W tym celu w tarczy sprzęgła — między tarczą nośną a piastą — umieszcza się obwodowo sprężyny o odpowiednio dobranej charakterystyce. Elementami tłumiącymi drgania są najczęściej wkładki cierne umieszczone również między tarczą nośną i piastą. Zwiększenie tarcia między tymi elementami utrudnia ich względne ruchy, a tym samym przyczynia się do szybszego tłumienia drgań skrętnych.
Na rys. 11.10 przedstawiono schematycznie sposób działania sprężyn tłumika. Sprężyny umieszczone są w specjalnych wycięciach kołnierza piasty, a z zewnątrz ustalone są w gniazdach tarczy nośnej. Moment obrotowy przyłożony do tarczy sprzęgła jest przenoszony na piastę za pośrednictwem tarczy nośnej i sprężyn tłumika.
Na rys. 11.11 przedstawiono przekrój tarczy sprzęgła z tłumikiem drgań skrętnych, a na rys. 11.12 — widok zewnętrzny takiej tarczy stosowanej w samochodzie Polski Fiat 125p.
Tarcza dociskowa współpra-
cuje z tarczą sprzęgła. Obraca się ona
wraz z kołem zamachowym, jednak musi mieć możliwość przesuwania się wzdłuż osi sprzęgła w chwili jego włączania lub wyłączania. Dlatego tarcze dociskowe łączy się z kołem zamachowym przesuwnie, za pomocą sprężystych łączników mocowanych do pokrywy sprzęgła lub specjalnych nadlewów w tarczy, wchodzących w rowki prowadzące koła zamachowego lub pokrywy sprzęgła.
Tarcza dociskowa powinna mieć dużą sztywność w celu uzyskania równomiernego docisku oraz dużą masę akumulującą ciepło wywiązujące się w wyniku tarcia. Tarcze dociskowe sprzęgieł samochodowych wykonuje się najczęściej z żeliwa szarego lub z żeliwa perlitycznego z dodatkami stopowymi. W celu usunięcia naprężeń wewnętrznych tarcze dociskowe poddaje się obróbce cieplnej. Powierzchnię współpracującą z tarczą sprzęgła obrabia się tak, aby uzyskać chropowatość Ra < 0,63 y.m.
Sprężyny dociskowe rozmie-
szczone obwodowo są to z reguły sprę-
żyny śrubowe walcowe. Natomiast na sprężyny dociskowe centralne sto-
suje się sprężyny śrubowe stożkowe lub talerzowe. Rodzaje sprężyn przed-
stawiono na rys. 11.13.
Sprężyny śrubowe mają liniową charakterystykę sprężystości, to znaczy, że siła docisku jest proporcjonalna do ugięcia sprężyny (rys. 11.14 a). W miarę zużywania się okładzin ciernych sprzęgła tarcza dociskowa dosuwa się coraz bliżej koła zamachowego, co sprawia, że przy włączonym sprzęgle ugięcie
sprężyn jest coraz mniejsze i coraz mniejsza jest w związku z tym siła docisku tarczy. Sprężyny dociskowe, przy których nie wystąpiłoby opisane zjawisko, powinny cechować się stałą siłą docisku (w pewnym zakresie), niezależną od stopnia ich ugięcia. Charakterystykę taką przedstawiono na rys. 11.14 b. Na rys. 11.14 c przedstawiono charakterystykę sprężyny talerzowej. Jak widać jest ona znacznie bliższa charakterystyce idealnej. Jeszcze bardziej zbliżona do charakterystyki idealnej jest charakterystyka układu złożonego ze sprężyny talerzowej i sprężyn śrubowych (rys. 11.14 d). Rozwiązania takie są jednak znacznie bardziej skomplikowane i droższe.