CC BY
0УДК 62 Десинов К.Г., Сопегин Д.В.
Десинов К.Г.
курсант факультета технического обеспечения Пермский военный институт войск национальной гвардии Российской Федерации (г. Пермь, Россия)
Научный руководитель: Сопегин Д.В.
преподаватель кафедры конструкции автобронетанковой техники Пермский военный институт войск национальной гвардии Российской Федерации (г. Пермь, Россия)
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ СЦЕПЛЕНИЕ В КОНСТРУКЦИИ ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ
Аннотация: в статье затрагиваются такие проблемы, как видение электромагнитного сцепления на качество эксплуатации военной техники.
Ключевые слова: сцепление, электромагнит, двухпедальное управление.
Сцепление — это элемент трансмиссии, который участвует в передаче крутящего момента от двигателя к колесам автомобиля, передавая крутящий момент от двигателя внутреннего сгорания на коробку передач, кроме этого, выполняет еще ряд положительных и важных задач — это гашение вибрации, снижение динамических нагрузок на трансмиссию при работе двигателя, а также плавного соединения двигателя с трансмиссией, снижение перегрузок двигателя. Исходя из этого, оно является важным элементом в трансмиссии транспортного средства.
В настоящее время в конструкциях транспортных средств наиболее
широко применяются следующие виды сцеплений:
Фрикционное — это сцепление устанавливаемое в основном на автомобилях, имеющие механическую коробку передач и позволяет плавного соединения и разъединения двигателя и трансмиссии за счет сил трения между маховиком и диском.
Гидравлическое — устанавливается как правило с автоматической коробкой передач, которое состоит из: импеллера и турбины. Где импеллера сама передает масло с помощью вращения на турбину и тем самым позволяет переключать передачи на автоматической коробке передач за счет кинематической энергии жидкости.
Центробежное — это вид сцепления, где оно автоматически начинает работать при определенных оборотов двигателя, за счет центробежных сил диск сцепления прижимается к маховику.
Электромагнитное — работает на использовании электромагнитных сил, которые передают крутящий момент от двигателя на коробку передач.
Наряду с рассмотренными выше конструкциями сцеплений, существуют перспективные разработки, основанные на электромагнитных принципах.
К ним относятся электромагнитные сцепления, состоящая из двух видов: это электромагнитное фрикционное сцепление (рисунок 2) и порошковое электромагнитное сцепление (рисунок 1).
На порошковом электромагнитном сцепление принцип работы зависит за счет присутствия самого тока в обмотках возбуждения, благодаря чему и создается магнитное поле. А подводимый ток к обмотке возбуждения с помощью частиц ферромагнитного порошка создают силовую связь и начинают притягиваться друг к другу и к магнитопроводам, под действие данного магнитного поля порошок начинает затвердевать и участвовать в передаче крутящего момента.
Оно состоит из: ведущих и ведомых деталей. К ведущим деталям относят: маховик (1) и магнитопроводы (2,3,6,7). К ведомым частям — диск (8) (из немагнитного материала).
В самом картере сцепления запрессованы магнитопроводы (3) с обмоткой возбуждения (4), которые прикреплены к дискам, один подключен к «массе автомобиля», другой к выводу. Очень важным является то, что магнитопроводы (2,3,6,7) должны быть разделены зазорами и обязательно заполненные ферромагнитным порошком, который обладает хорошими магнитными свойствами.
На практика, ферромагнитный порошок не выдерживает достаточно большой пробег на автомобиле, ведь вся его энергия уходит на нагревания проводов, а повысить эксплуатационные свойства нельзя из-за того, что сечение меди можно увеличить до конкретных пределов, а сверхпроводящий материал еще не создан. Поэтому данная разработка не нашла широкого применения в автомобильной технике и требует дальнейших исследований в области применения определенных проводящих материалов.
Рисунок 1. Схема порошкового электромагнитного сцепления: 1-маховик, 2,3,6,7- магнитопроводы, 4- обмотка возбуждения, 5 — магнитопровод с выводом, 8- диск, 9- картер.
А электромагнитное фрикционное сцепление, которое по принципу работу гораздо проще, чем порошковое, ведь сама конструкция данного вида сцепления проще. Данное сцепление осуществляет работу за счет подводимого тока от генератора с помощью щеток на контактные кольца, а с него на электромагнит, в следствии чего образуется магнитное поле и сам электромагнит с нажимным диском притягивается к якорю, который прижимает ведомый диск к маховику
В его состав входит: кожух (1), нажимной диск (2), якорь (3), диск (4), контактные кольца (5), муфта (6), щетки (7), электромагнит (8), пружина (9), ведомый диск (10), маховик (11).
12 3 4
9 8
Рисунок 2. Фрикционное электромагнитное сцепление: 1- кожух, 2- нажимной диск, 3- якорь, 4- диск, 5- контактные кольца, 6- муфта, 7- щетки, 8- электромагнит, 9- пружина, 10- ведомый диск, 11- маховик.
Если рассматривать электромагнитное фрикционное сцепление, как перспективу в будущем и сравнивая его с двухдисковым сцепление, которое наиболее популярное и востребованное на грузовых автомобилях, и устанавливается, как правило на тяжелую технику, бронетехнику для увеличения сроков службы и для повышения надёжности сцепления, чем является важным атрибутом. Ведь для данного вида техники требуется необходимость постоянно
передавать повышенные крутящие моменты, в связи большой мощностью двигателя, которые на двухдисковом сцепление, при не больших размерах дисков, могут обеспечить этот крутящий момент на большой величине. То можно смело сказать, что электронное фрикционное сцепление упрощает эксплуатацию, ведь все управление сводится к подаче или снятию напряжения на катушки электромагнитов, а сам привод сцепления прост, в отличие от механического. За включение и выключение сцепления отвечает генератор, который подводит ток к электромагниту через щетки и контактных колец.
Благодаря этому и происходит слаженность работы, плавность переключения, также отсутствует остановка двигателя и нет необходимости при переключении передач убирать ногу с педали, при поломки генератора или его неисправности, ток так же будет подаваться, но только с аккумуляторной батареи. Благодаря этому, данное сцепление позволяет экономить до десяти процентов топлива.
Есть один, но очень важный фактор — это то, что электромагнитное сцепление должно устанавливаться с роботизированной коробкой передач, поэтому оно относится к сцеплениям с автоматическим управлением, на которых отсутствует педаль. Такие автомобили называют, автомобилями двухпедального управления, а само сцепление выключается при автоматическом размыкание контактов, в определенном положение рычага переключения коробки передач. Для управления и точности срабатывания сцепления, требуется высокая точность в регулировки, но при правильном обращении в эксплуатации и при надежном ремонте, данное сцепление повлияет на устойчивое срабатывание и долговечность. Из минусов можно сказать то, что требуется постоянно регулировать электрические сопротивления из-за износа фрикционных накладок на ведомом диске, в следствии чего и появляется большой зазор между якорем и сердечником электромагнита. Так же данное сцепление может вызывать повышенные затраты в ремонте, ведь детали могут быть достаточно дорогостоящими.
Исходя из этого, можно сказать, что данные автомобили можно будет
использовать при выполнении специальных боевых задач, но не для грузовой тяжелой техники, которое требует высокой мощность двигателя, ведь данное сцепление не сможет выдавать достаточное количество энергии, ведь нет достаточно мощного источника питания и сама конструкция не уживется, так как потребуется роботизировать коробку передач, где она будет состоять из механических и электрических переключателей, а это может повлиять на его технические характеристики, где не сможет и передавать высокие крутящие моменты. Но для таких машин, как «Тигр», «Патриот» относящихся к внедорожникам, данное сцепление будет оптимальным. Ведь при относительно малых числах оборотов ток будет идти от генератора, и аккумуляторная батарея не будет разряжаться, что является очередным положительным моментом, для определенной техники.
Таким образом в данной статье был представлен краткий анализ перспективных разработок в области конструкций сцепления, основанных на других физических принципах. Хоть и присутствуют минусы данного сцепления, но по сравнению с ее характеристиками и простотой пользования, но сложностью в ремонте, за счет отсутствия педали у данного сцепления, то смело можно сказать, что применять его на военной технике еще рановато. Но необходимость уже имеется, данное сцепление поможет водителю облегчить: в первую очередь — это управляемость транспортным средством, а во-вторых, повысит концентрацию внимания вокруг себя, чем обеспечит командиру безопасностью личного состава, а это для выполнения специальных задач является важным фактором.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Автоматические системы автомобиля. Учебное пособие/ Л.А. Черепанов. -Тольятти, 2011-191 с;
2. Автомобильные сцепления, трансмиссии, приводы Vogel. Неисправности и их причины
Desinov K. G., Sopegin D. V.
Desinov K.G.
Perm Military Institute of National Guard Troops of Russia
(Perm, Russia)
Scientific advisor: Sopegin D.V.
Perm Military Institute of National Guard Troops of Russia
(Perm, Russia)
ELECTROMAGNETIC CLUTCH IN THE DESIGN OF MILITARY EQUIPMENT
Abstract: the article touches upon such problems as the vision of electromagnetic coupling on the quality of operation of military equipment.
Keywords: clutch, electromagnet, two-pedal control.
