1. Temat ćwiczenia:
Sprzęgła: podział, budowa, działanie
2. Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia było poznanie funkcji jakie pełni sprzęgło, zapoznanie się z jego budowa
oraz przeprowadzenie jego badania
3. Wstęp teoretyczny:
Zadania sprzęgieł samochodowych:
- łączy silnik ze skrzynką biegów,
- umożliwia płynne ruszanie pojazdem,
- chwilowo odłącza napęd od silnika (np. przy zmianie biegów),
- nie dopuszcza do zniszczenia elementów układu napędowego przy nadmiernym
obciążeniu (występuje wtedy tzw. poślizg).
Ogólna budowa klasycznego sprzęgła ciernego
- tarcze (oporowa na kole zamachowym, sprzęgła i dociskowa),
- elementy dociskowe (sprężyny dociskowe, ich obejmy i pokrywa sprzęgła),
- mechanizm wyłączający (dz
wigienki, łożysko wyciskowe, dz
wignia pedału).
Ogólna zasada działania sprzęgła ciernego
podczas przenoszenia napędu tarcza sprzęgła jest zaciśnięta pomiędzy kołem
zamachowym a tarczą dociskową,
potrzebny nacisk zapewniają sprężyny śrubowe lub centralna sprężyna talerzowa,
do odciągnięcia tarczy dociskowej od tarczy sprzęgła służą dz
wigienki
wyłączające lub wycinki sprężyny talerzowej,
wyłączenie sprzęgła odbywa się przez osiowe przesunięcie łożyska
(pierścienia) wyciskowego w kierunku koła zamachowego za pomocą dz
wigni i pedał
u.
1
4. Opis przebiegu ćwiczenia
a) Wprowadzenie to tematu:
Omówienie zasady działania oraz omówienie poszczególnych podzespołów sprzęgła:
Tarcza sprzęgła :
piasta żeliwna lub stalowa z otworem wielowypustowym,
tarcza nośna stalowa,
okładziny cierne; obecnie jako bezazbestowe organiczne materiały
włókniste z wełny stalowej, żużlowej i włókna poliaramidowe związane
żywicą syntetyczną i kauczukiem syntetycznym (na okładziny stosuje
się również spieki metalowe).
zazwyczaj tarcza sprzęgła posiada tłumik drgań skrętnych, który
tłumi uderzenia występujące przy gwałtownym włączaniu sprzęgła.
Wtedy trwałość takiej tarczy jest znaczna
Sprężynowanie tarczy:
Do osiowego sprężynowania okładzin służą cienkie, faliste elementy, sprężyste. Blaszki te są
wykrawane ze stalowej taśmy sprężynowej ( np. MK 75) grubości 1 do 2 mm.
2
Tarcza dociskowa jest wykonana zazwyczaj z żeliwa i ma stosunkowo dużą masę
w celu lepszego akumulowania ciepła wywiązującego się przy poślizgu sprzęgła.
Dz
wigienki wyłączające wykonywane jako odlewy z żeliwa, odkuwki stalowe lub
wytłoczki z blachy stalowej. Dz
wigienka może posiadać śrubę regulacyjną do
regulacji luzu między dz
wigienka a łożyskiem wyciskowym .
A
ożysko wyciskowe jako łożyska toczne i czasami jako pierścienie grafitowe
z dodatkowym pierścieniem metalowym .
Sprężyna Centralna Talerzowa
Obecnie w pojazdach samochodowych najczęściej stosowane są sprzęgła mające element dociskowy
w formie pojedynczej centralnie umieszczonej sprężyny talerzowej.
Sprężyna ta wykonana jest w kształcie płaskiego ściętego stożka o promieniowych nacięciach
zakończonych otworami. W otwory te wchodzą sworznie, które łączą sprężynę z obudową tarczy
docisku.
3
Na rysunku przedstawiono budowę suchego sprzęgła ciernego jednotarczowego oraz charakterystykę
sprężyny talerzowej.
a)
b)
Sprzęgło ze sprężyną talerzową: a) budowa sprzęgła, b) charakterystyka sprężyny talerzowej sprzęgła
b) Przeprowadzenie badanie tłumika drgań skrętnych tarczy sprzęgła na specjalnym
stanowisku
- omówienie stanowiska
- przedstawienie sposobu pomiaru
- przeprowadzenie pomiaru
4
5. Schemat stanowiska pomiarowego
6. Opis badanego obiektu oraz sposobu przeprowadzenia pomiarów.
Przeprowadzone zostały one na laboratoryjnym stanowisku pomiarowym, wyposażonym w
czujniki przemieszczenia i siły połączone poprzez przetworniki z komputerem. Prowadzący po
przedstawieniu zasady działania stanowiska przeprowadził trzykrotnie badanie tłumika.
Układ pomiarowy pozwalał na odczyt przemieszczenia tarczy sprzęgła oraz odczyt siły
dociskającej sprzęgło poprzez zamianę sygnału analogowego [V] na sygnał cyfrowy poprzez
przetwornik. System pomiarowy: PCI-EPP GRAPOL ELECTRONIC.
Pomiary
o Seria I obejmuje 2560 pomiarów.
o Seria II obejmuje 2560 pomiarów.
o Seria III obejmuje 2560 pomiarów.
Pomiary siły i przemieszczenia dokonywano co 10 ms.
Z uwagi na ilość danych wszystkie obliczenia przeprowadzone zostały w programie MS Excel.
Odczytane wyniki badań z pomiarów w [V] przemnożono przez stałe dla czujnika, w przypadku
pierwszego sygnału przez 11,45 [mm/V], w przypadku drugiego 10000 [N/V].
5
7. Tabela pomiarów.
Fragment tabeli pomiarów
Moment
L.p czas Czujnik 1 Czujnik 2 Przemieszczenie mm Siła N Kąt
Nm
210 2,05 -1,914 -0,016 -21,9536 -160 -2,096541 51,2
211 2,06 -1,909 -0,015 -21,8962 -150 -2,091069 48
212 2,07 -1,909 -0,015 -21,8962 -150 -2,091069 48
213 2,08 -1,919 -0,016 -22,0109 -160 -2,102012 51,2
214 2,09 -1,929 -0,016 -22,1256 -160 -2,112956 51,2
215 2,1 -1,943 -0,016 -22,2862 -160 -2,128277 51,2
216 2,11 -1,953 -0,016 -22,4009 -160 -2,139221 51,2
217 2,12 -1,963 -0,016 -22,5156 -160 -2,150164 51,2
218 2,13 -1,963 -0,015 -22,5156 -150 -2,150164 48
219 2,14 -1,968 -0,015 -22,573 -150 -2,155636 48
220 2,15 -1,968 -0,015 -22,573 -150 -2,155636 48
221 2,16 -1,978 -0,015 -22,6877 -150 -2,166579 48
222 2,17 -1,992 -0,016 -22,8482 -160 -2,181899 51,2
223 2,18 -2,002 -0,015 -22,9629 -150 -2,192841 48
224 2,19 -2,012 -0,015 -23,0776 -150 -2,203784 48
225 2,2 -2,017 -0,016 -23,135 -160 -2,209255 51,2
226 2,21 -2,021 -0,016 -23,1809 -160 -2,213632 51,2
227 2,22 -2,026 -0,015 -23,2382 -150 -2,219103 48
228 2,23 -2,031 -0,016 -23,2956 -160 -2,224574 51,2
229 2,24 -2,041 -0,015 -23,4103 -150 -2,235516 48
230 2,25 -2,051 -0,015 -23,525 -150 -2,246458 48
8. Charakterystyka tłumika drgań skrętnych oraz M = f(t)
Poniższe wykresy opracowano na podstawie wyników badań tłumika drgań skrętnych typowej
tarczy sprzęgłowej.
9. Wnioski
W zależności od zastosowania sprzęgła główne pojazdów można podzielić na wiele grup.
Obecnie najczęściej spotykanym rodzajem jest sprzęgło tarczowe z tłumikami drgań skrętnych.
Sprzęgło główne pojazdu to element pozwalający na płynne złączanie i rozłączanie silnika z
mechanizmem napędowym pojazdu. Szczególnie wykorzystywane jest przy zmianie biegów i
ruszaniu z miejsca. Wynikająca ze stosowania sprzęgła elastyczność połączenia silnik 
mechanizm napędowy pozwala ochronić ten zespół przed przeciążeniami.
Sprzęgło można traktować także jako ogranicznik maksymalnego momentu obrotowego
dostarczanego na koła. Element ten pełni zatem funkcję ochraniającą zespół napędowy przed
przeciążeniami. Największe obciążenia sprzęgła  podczas ruszania oraz przyspieszania.
Charakterystyka tłumika drgań skrętnych tworzy pętlę zamkniętą o wartościach ekstremów:
MIN E" -1400Nm, MAX E" 1510Nm wartość osiąganego przez silnik tego samochodu momentu
powinna być niższa by zapewnić pewien zapas bezpieczeństwa. Wartości te świadczą iż sprzęgło
pochodzi z samochodu ciężarowego. Nowoczesne ciągniki siodłowe np. Scania V8 rozwija
3500Nm i 730KM.
Przebieg zmian sygnałów siły i przemieszczenia dla wszystkich prób wykazuje duże podobieństwo
(niewielkie różnice wartości). Wartości siły i przemieszczeń wykazują ponadto cechy okresowe w
funkcji czasu (widoczne przesunięcia).
6