К чему относится сцепление на автомобиле

Сцепление

Назначение сцепления, специфика работы, особенности конструкции, распространённые неисправности и пути их устранения.

Назначение сцепления

Система сцепления автомобиля — это подсистема трансмиссии. Она ориентирована на создание благоприятных условий для осуществления кратковременного разобщения ДВС с коробкой передач либо трансэксла (для транспортных средств, где коробка передач, главная передача и дифференциал — механизм по передаче мощности вращению представляют собой единый агрегат в общем корпусе).

• Переключать шестерни в коробке передач, размыкая и смыкая цепь, обеспечивая плавное изменение оборотов и крутящего момента ДВС.
• Гасить вибрации, крутильные колебания, являющиеся серьёзными рисками для упругих элементов (чревато деформациями сдвига).
• Снижать нагрузки при неравномерной работе ДВС.
• Снижать перегрузки трансмиссии в момент торможения.

Принцип работы сцепления автомобиля

Рассмотрим принцип функционирования классического решения с педалью сцепления – ПС (характерный вариант для самых популярных решений с гидравликой).

1. Что вращается?
2. Что происходит при нажатии на ПС?

Если при работающем ДВС отвести ДС от маховика, то он остановится. Что получается? Передачи крутящего момента на диск сцепления не будет. Однако, если вновь подвести диск к маховику, снова на диск сцепления начнёт передаваться крутящий момент.

Как отвести и подвести диск сцепления?

Но откуда поступают команды «отвести диск сцепления», «подвести диск сцепления»?Такие команды поступают от педали, на которую нажимает водитель, и сцепления.

Когда водитель нажимает на ПС, то диск отходит от маховика и останавливается, передача КМ не происходит. Когда же водитель отпускает ПС (отводит от нее ногу), диск опять соприкасается с маховиком, начинается передача КМ (диск вращается). Далее в дело вступает коробка передач. От диска сцепления крутящий момент передается на первичный вал и шестерню. Как только происходит передача КМ, вал и шестерня начинают вращаться. Далее к «командной работе» присоединяется вторичный вал и его шестерня. При передаче КМ вторичный вал и шестерня начинают вращаться.

Когда водитель заводит двигатель и нажимает на педаль сцепления, крутящий момент передаётся от маховика на диск сцепления, а потом на первичный вал коробки передач. Водитель нажимает ногой на ПС, диск отходит от маховика, прекращает движение, и в этот же момент останавливается первичный вал. Но стоит только отпустить ПС, и первичный вал опять приходит в движение.

Чтобы активизировать вторичный вал, водитель нажимает на ПС и останавливает первичный вал, нажимает рычаг и вводит шестерни в зацепление. При отпускании ПС крутящий момент начинает передаваться от первичного вала к вторичному.

Как это работает на практике? ПС – это инструмент для изменения положения диска на валу. При нажатии на ПС диски разжимаются, первичный вал останавливается, после этого можно перемещать рычаг на коробке передач и регулировать скорость.

В момент, когда транспортное средство – на полном ходу, ПС можно полностью отпустить.Если в этом положении «газануть», поднимутся обороты двигателя, а вместе с ними и скорость автомобиля.

Распространённая ошибка: если резко бросить сцепление, ведомый диск сожмется, ДВС не успеет среагировать и может заглохнуть.

Чтобы прекратить движение, водителю требуется выжимание СА и плавное нажатие на тормозную педаль с последующим выключением передачи и быстрым отпуском ПС.

Конструкция

Cамый популярный вариант устройства сцепления автомобиля базируется на следующих компонентах:

• Выжимной подшипник. Обеспечивает при нажатии на ПС соединение со сцеплением. Бывает гидравлическим (как на схеме выше) и механическим (шариковым).
• Саморегулирующееся СА для уменьшения хода педали. Фактически это компенсатор её износа. Может выпускаться с механизмом контроля хода (механизм регулировки срабатывает при увеличении хода, вызванного износом) и диафрагменной пружиной для контроля усилия.
• Ведомый диск, состоящий из ступицы, дисков гасителя, фрикционных накладок, маслоотражателей. Принимает на себя вращение от ведущего диска. Работает за счёт движения маховика. Начинает работу посредством вращения маховика. Первоначально вращение передается на кожух, а далее на нажимной диск, фрикционные накладки (плетеные, композитные, из кевлара) , гаситель, фланец, шпицы.
• Демпфер. Смонтирован на ведомом диске. Гаситель крутильных колебаний. Прежде всего, демпфер полезен для гашения угловых колебаний, которые на валы трансмиссии идут со стороны ДВС. Он помогает ослабить резонансные колебания, возникающие как отклик на совпадение частот колебаний трансмиссии и возмущающей силы, которая идёт от пульсации КМ ДВС.
• Маховик – агрегат для передачи усилия вращения от коленвала к коробке передач. На схеме выше вы видите двухмассовый маховик. Такое решение очень популярно у коммерческого транспорта – грузовиков, автобусов. На преимуществах решений с двухмассовым маховиком мы остановимся более подробно еще несколько ниже. Кроме этого бывают сплошные маховики (ставятся на легковые авто эконом-класса, чаще встречались у старых моделей) и облегченные маховики (распространённый вариант маховика для легкового авто с автоматической коробкой передач).
• Муфта – узел фрикционных систем (поэтому его вы не найдёте на верхней картинке – с решением с гидравликой, и схема с муфтой представлена отдельно ниже). Этот узел помогает выключить привод сцепления при выключении передач. Именно муфта передаёт усилие от вилки выключения на подшипник. Муфта же предохраняет подшипник от износа. Ведь благодаря наличию муфты отсутствует прямой контакт между подшипником и вилкой.

Ещё один элемент устройства – ПС. Она присутствует и при гидравлическом, и при механическом сцеплении автомобиля. В гидравлических конструкциях ПС воздействует на поршень главного цилиндра, он нагнетает давление, поршень перемещается. Если же речь идёт о механической передаче усилия, то задействован трос или рычаг.

Но есть решения и без педали. Это роботизированные конструкции. Альтернативой ПС в этом случае выступает роботизированная коробка для переключения скоростей (микропроцессорный блок управления). Вместо переключения передач водитель просто задаёт команды. Оповещения водителю поступают посредством индикаторов.

Виды сцепления

В зависимости от состояния поверхности выделяются сухой и мокрый типы сцепления автомобиля. В зависимости от монтируемого маховика (как было указано в разделе «Конструкция») различают системы с двухмассовым, сплошным и облегчённым маховиком.

В зависимости от сил, которые использованы для передачи КМ выделяют фрикционное (механический принцип), гидравлическое, электромагнитное сцепление. В первом случае «руководитель» — сила трения, во втором — жидкость, в третьем — магнитное поле.

В зависимости от количества дисков у конструктивного решения механизм сцепления автомобиля может быть однодисковым, двухдисковым и многодисковым.

Сухое сцепление

• Работа основана на сухом трении между дисками (ведущим, ведомым и нажимными).
• Рабочие поверхности не требуют обработки смазкой. Фрикционные накладки находятся в воздушной среде. Благодаря этому можно получить жесткую связь ДВС и коробки передач.
• Нагрузки на СА – минимальные.
• Существенно уменьшается сопротивление двигателя, нет увода части мощности двигателя на привод масляного насоса и, соответственно, нет риска снижения мощности ДВС.
• Небольшая масса ведомого диска создаёт идеальные условия для того, чтобы при размыкании диск оперативно останавливался. Переключение передач существенно упрощается.
• Сухие системы наиболее просты конструктивно. Поэтому устройство надёжное. Нет проблем с обслуживанием.
• Производство СДС достаточно дешево.
• Решение подходит для мощных двигателей
• ССЦ адаптивны к транспортным средствам с небольшим крутящим моментом. Благодаря этому ССЦ очень популярны, но на холостом ходу слышен неприятный звук. Это создаёт дискомфорт водителям и стимулирует производителей искать новые решения.

Системы мокрого сцепления (СМЦ)

Характерные черты СМЦ:

• СМЦ работают на моторном масле.
• За счёт смазки – меньший износ СА.
• Моторное масло быстро загрязняется (образованная пыль остаётся в двигателе).
• Конструкция обеспечивает отличное охлаждение, способствующее эффективной передачи КМ.

Специалисты отмечают высокий ресурс сцепления и КП (при использовании качественных смазочных продуктов и своевременной их замене).

СМЦ хорошо себя зарекомендовали в трансмиссиях автомобилей с крутящим моментом выше 250 Нм.

Сухое двухдисковое сцепление

Самое популярное — сухое двухдисковое СА. Оно монтируется на коробках с нечетным количеством передач.

Большинство деталей в этом узле – парные. Два нажимных диска, две диафрагменные пружины, два подшипника, два рычага включения.

Даже при небольшом размере механизма благодаря такой особенности конструкции можно получить впечатляющий крутящий момент. Позиционирует себя как решение, способное увеличить плавность переключения передач, комфорт вождения.

Таким СА даже авто с механической трансмиссией может легко набирать большие скорости. Поэтому, когда большинство спорткаров было с механической коробкой на них ставилось именно двухдисковое СА.

Сцепление двухмассового маховика

Двухмассовый маховик CА – конструкция из-2-х дисков. Соединителем выступает пружинно-демпферная система.

Конструкция включает два блока (корпуса). На одном стоит венец стартера, на втором — узел СА. Конструкция спроектирована так, что возможно осевое вращение одного корпуса относительно другого.

• Работа пружин ступенчата. Первая ступень – с мягкими пружинами, это важно для стабильной работы системы при запуске и выключении ДВС, вторая – с жёсткими пружинами. Они задействованы в обычном режиме езды;
• Минимизированный уровень шума в узле «ДВС – коробка передач»;
• Увеличение топливной эффективности (снижение затрат на бензин, дизель);
• Сложность сборки, влекущая за собой высокую цену.

Распространённые неисправности

Увы, от неисправностей СА никто не застрахован. Но в одном случае требуется полная замена системы, в других – только замена автомеханиками одной из деталей, например, выжимного подшипника.

Одна из частых проблем – пробуксовка СА. Это сигнал о том, что засорился гидропривод (при системах с гидравликой), пришёл в негодность маховик, рабочий цилиндр сильно замаслился или и вовсе повредился ведомый диск. Кроме того, пробуксовка может свидетельствовать о заедании троса, ослаблении либо деформации диафрагмальной пружины.

Нередка ситуация, и когда СА «ведёт». Чаще всего это бывает из-за неполадок с ведомым диском. Например, произошла его деформация, износились шлицы. Кроме того, это часто может быть ответной реакцией поломки рабочего цилиндра.

О износе шлицев и деформации пружин может свидетельствовать и усиленная вибрация. Впрочем, иногда такое «поведение» – это просто свидетельство того, что ослабла опора крепежа.

А вот появление шума при выключении СА для опытного диагноста сразу становится подсказкой, что пора заменит подшипник выключения.

Нередки и проблемы с педалью. Самый распространённый «симптом» – увеличение её хода или уменьшение величины усилия. Как правило, в этом случае педаль заменяют.

А вот одна из самых пугающий проблем на практике — появление крайне неприятного запаха, иногда даже гари от фрикционных накладок. Но проблема чаще всего решается элементарно. Просто нужно заменить трос.

Систематизированный обучающий материал касающийся темы «Коробка передач и сцепление» вы найдёте в курсе «Автомобильные основы» на базе LCMS ELECTUDE. Вас ждёт не только качественная база знаний, но и комплекс практических упражнений (на симуляторе) и комплекс тестов, позволяющих оценить знания и оценить уровень навыков.

Устройство и принцип действия сцепления

Про такое узел автомобиля как сцепление знают наверняка все. И многие знают, что нужно оно для возможности безопасного переключения передач и при начале движения автомобиля. Но как же устроено сцепление, этот довольно капризный в освоении в автошколе узел?

Ранее, в статье «Сцепление автомобиля», мы говорили о предназначении и классификации сцеплений. Теперь рассмотрим подробнее устройство и принцип работы самого распространенного типа сцепления — фрикционного сухого однодискового.

Устройство фрикционного сухого сцепления

Сухое фрикционное сцепление состоит из следующих основных частей:

— Маховик;
— Нажимной диск («корзина» сцепления);
— Ведомый диск (диск сцепления);
— Выжимной подшипник (подшипник выключения сцепления) и нажимная муфта;
— Детали привода сцепления.

Маховик. Маховик закреплен непосредственно на коленчатом валу двигателя и именно через него производится передача крутящего момента на трансмиссию. Сегодня обычно используются двухмассовые маховики: одна его часть крепится на коленвале, а вторая играет роль ведущего диска сцепления — на ней закреплены фрикционные накладки, за счет которых обеспечивается вращение ведомого диска. Части маховика соединены через пружины, выполняющие функции демпферов, снижающих уровень вибраций.

Нажимной диск («корзина»). Этот узел состоит из корпуса (который по форме напоминает корзину, за что и получил свое название) и непосредственно нажимного диска, соединенного с корпусом через пружину (или пружины). Пружины постоянно прижимают нажимной диск к ведомому диску, за счет чего и производится передача крутящего момента от двигателя коробке передач. В «корзине» могут использоваться несколько пружин, расположенных по кругу, однако сейчас чаще применяется одна пружина (диафрагма), состоящая из ряда тангенциальных (расположенных по радиусу) пластин. С одной стороны пластины соединены с корпусом, а в центре — с выжимным подшипником. Корзина жестко закреплена на маховике, вращаясь с ним как единое целое.

Ведомый диск. Расположен между маховиком и нажимным диском, его ступица надета на первичный вал коробки передач. Диск имеет сборную конструкцию: его основу составляет металлический диск, на котором с двух сторон находятся фрикционные накладки. Также в диске предусмотрены демпфирующие пружины, которые смягчают удары и делают передачу крутящего момента более плавной.

Выжимной подшипник и нажимная муфта. Это подшипник особой конструкции, который упирается в центральную часть диафрагменной пружины и производит ее сжатие при выжимании сцепления. Выжимной подшипник здесь необходим по простой причине: корзина вращается вместе с маховиком, и если бы не было подшипника, нажимная муфта подвергалась бы сильному износу. Наличие подшипника решает эту проблему, так как муфта давит на его внешнюю часть, которая не вращается, а усилие на пружину передается через внутреннее кольцо.

Детали привода сцепления. Это компоненты включения и выключения сцепления. Сюда входят вилка выключения сцепления (с ее помощью движется нажимная муфта), тросы (механический привод), гидроцилиндры и трубки (гидропривод), педаль и т.д.

Принцип работы фрикционного сцепления

Работа сухого однодискового фрикционного сцепления очень проста и сводится к следующему. Сцепление постоянно включено — это обеспечивается диафрагменной пружиной (или рядом пружин), которая прижимает нажимной диск к ведомому диску и к маховику. В таком положении весь узел сцепления вращается как единое целое, и крутящий момент полностью передается на коробку передач.

При переключении передач сцепление выключается: при нажатии на педаль пружина сжимается (с помощью привода сцепления, нажимной вилки, муфты и выжимного подшипника), ее пластины, закрепленные в «корзине», действуют как рычаги, и отводят нажимной диск от ведомого диска. В этот момент передача крутящего момента от двигателя коробке прекращается и можно переключить передачу.

После включения нужной передачи педаль сцепления отпускается, пружина возвращается в исходное положение, прижимая нажимной диск к ведущему диску и к маховику — передача крутящего момента возобновляется.

Однако главное преимущество и все возможности сцепления проявляются в момент начала движения автомобиля. Сцепление устроено таким образом, что диски могут прижиматься друг к другу с различным усилием, а поэтому передача крутящего момента может производиться в такой степени, в которой это необходимо. Если слегка отпустить педаль сцепления, то диски будут прижаты друг к другу слабо и проскальзывать, соответственно, и крутящий момент будет передаваться на коробку и колесам не полностью — так становится возможным трогание с места и плавный разгон автомобиля.

Двойное сцепление в автомобилях с АКП

В автомобилях с автоматической коробкой передач педали сцепления нет, однако само сцепление присутствует, но управляет им автоматика. При этом в разных типах «автоматов» работают различные типы сцепления. Например, в роботизированных АКП применяется двойное сцепление, которое имеет ряд принципиальных отличий от сцепления, описанного выше.

Двойное сцепление содержит два комплекта пластин, образующих фрикционные муфты, одна из которых отвечает за передачу крутящего момента к первичному валу нечетного ряда передач, вторая — к первичному валу четного ряда передач.

Двойное сцепление работает в масляной ванне (поэтому оно относится к «мокром» типу), в нем используется пакеты из нескольких фрикционных дисков (то есть, это многодисковое сцепление). В нормальном положении пластины разомкнуты и удерживаются с помощью пружин. Сжатие дисков (как переключение передач в АКП) осуществляется с помощью масла, подающегося под давлением в гидроцилиндры муфт.

Другие статьи

#Рассухариватель клапанов
21.06.2023 | Статьи о запасных частях

Замена клапанов двигателя внутреннего сгорания затрудняется необходимостью съема сухарей — для этой операции используются специальные рассухариватели клапанов. Все об этом инструменте, его существующих типах, конструкции и принципе действия, а также о его выборе и применении читайте в данной статье.

#Переключатель света с регулировкой шкалы
14.06.2023 | Статьи о запасных частях

Во многих отечественных автомобилях ранних выпусков широко использовались центральные переключатели света с реостатом, позволяющим регулировать яркость подсветки приборов. Все о данных устройствах, их существующих типах, конструкции, работе, а также об их правильном выборе и замене читайте в статье.

#Пластина распределителя зажигания
07.06.2023 | Статьи о запасных частях

Одной из основных деталей распределителя зажигания является опорная пластина, отвечающая за функционирование прерывателя. Все о пластинах прерывателя, их существующих типах и конструктивных особенностях, а также о подборе, замене и регулировках данных компонентов подробно рассказано в данной статье.

#Планка генератора
14.09.2022 | Статьи о запасных частях

В автомобилях, тракторах, автобусах и иной технике электрические генераторы монтируются к двигателю посредством кронштейна и натяжной планки, обеспечивающей регулировку натяжения ремня. О планках генератора, их существующих типах и конструкции, а также выборе и замене этих деталей — читайте в статье.

Источник https://pro-sensys.com/info/articles/obzornye-stati/stseplenie/

Источник https://www.autoopt.ru/articles/products/4067070

Источник