Устройство автомобиля: принципы работы сцепления

Устройство автомобиля: принципы работы сцепления

Расположение сцепления в автомобиле

Если Вы водите автомобиль с механической коробкой, то, вероятно, Вы будете удивлены, узнав, что в машине несколько сцеплений. И в машинах с АКПП также есть сцепления. На самом деле, сцепления используются во многих знакомых нам устройствах. В беспроводных дрелях есть сцепление, в бензопилах установлено центробежное сцепление, даже в некоторых игрушках йо-йо есть сцепление.

В этой статье мы расскажем о том, зачем нужно сцепление, как оно работает в автомобиле, а также о том, где еще используется сцепление.

Сцепление — довольно полезное устройство с двумя вращающимися валами. Один из валов обычно приводится в действие двигателем или шкивом, а второй приводит в действие другой механизм. В дрелях, например, первый вал приводится в движение электродвигателем, а второй вращает патрон. Задача сцепления — соединять эти два вала, чтобы они вращались с одной скоростью, и разъединять, чтобы они вращались с разной скоростью.

В автомобиле сцепление необходимо, т.к. двигатель вращается постоянно, а колеса — нет. Для того чтобы при каждой остановке не приходилось глушить двигатель, необходимо каким-то образом разъединять колеса и двигатель. Сцепление позволяет мягко соединить вращающийся двигатель и неподвижную трансмиссию, плавно «притирая» валы.

Для того чтобы понять, как работает сцепление, необходимо знать, что такое сила трения, которая определяет, насколько тяжело обеспечить скольжение одного объекта по другому. На любой поверхности есть неровности, даже на самой гладкой можно разглядеть микроскопические неровности, которые обуславливают коэффициент трения. Чем сильнее неровности, тем труднее одному объекту скользить по другому.

Сцепление работает благодаря трению диска сцепления и нажимного диска. Далее мы подробно рассмотрим устройство сцепления.

Нажимной диск, диск сцепления и сила трения

В автомобильном сцеплении нажимной диск соединен с двигателем, а диск сцепления — с трансмиссией.

Когда вы отпускаете педаль сцепления, пружины прижимают нажимной диск к диску сцепления. Таким образом, соединяются двигатель и ведущий вал трансмиссии, и они вращаются с одинаковой скоростью.

Сила, которую может удержать сцепление, зависит от трения между нажимным диском и диском сцепления, а также от силы нажатия пружин на нажимной диск.

Как работает сцепление

Когда Вы выжимаете педаль сцепления, трос или гидравлический поршень толкают вилку, которая двигает выжимной подшипник к диафрагменной пружине. Лепестки диафрагменной пружины прогибаются, а наружный край пружина отходит от нажимного диска, освобождая его. Передача крутящего момента от двигателя на трансмиссию прерывается.

Диск сцепления

Обратите внимание на пружины, расположенные на диске сцепления. Эти пружины предназначены для того чтобы поглощать трансмиссионные удары, возникающие, если резко бросить сцепление.

Такая конструкция работает стабильно, однако могут возникнуть некоторые проблемы. Далее мы расскажем о проблемах, связанных со сцеплением.

Распространенные проблемы сцепления

В 1950-е — 1970-е гг. приходилось менять сцепление каждые 80 000 — 100 000 км. Ресурс современных сцеплений составляет более 130 000 км при правильной эксплуатации и обслуживании. В противном случае, сцепление может выйти из строя на 55 000 км. У перегруженных грузовиков и буксирующих тяжелые грузы тягачей могут возникнуть проблемы даже с новым сцеплением.

Основная проблема заключается в износе фрикционного материала диска. Фрикционный материал на диске сцепления схож с фрикционным материалом тормозных колодок — со временем он стирается. При износе большей части фрикционного материала диск начинает проскальзывать, и сцепление не передает мощность от двигателя на колеса.

Износ сцепления происходит только при вращении дисков с разной скоростью. Когда диски прижаты друг к другу, фрикционный материал удерживает диски, и они вращаются с одинаковой скоростью. Износ происходит, если диск сцепления проскальзывает по нажимному диску. Но если Вы водите с частым просказыванием сцепления, износ проходит намного быстрее.

• Трос сцепления растянут или поврежден — Для эффективной работы кабеля требуется достаточное натяжение.
• Протекание или износ главного/рабочего цилиндра сцепления — Протечка не позволяет обеспечить достаточное давление.
• Воздух в гидравлическом трубопроводе — Воздух влияет на работу гидравлики, т.к. занимает пространство и не позволяет обеспечить достаточное давление.
• Неправильно установленный рычаг педали сцепления — Передает слабое усилие на трос или главный цилиндр гидравлической системы.
• Несовместимость деталей сцепления — Не все детали, представленные на послегарантийном рынке, подходят для Вашего автомобиля.

Проверка сцепления

1. Заведите двигатель, поставьте автомобиль на ручной тормоз и переключитесь на нейтраль.
2. Прислушайтесь, есть ли гул при работе двигателя на холостом ходу и не нажатой педали сцепления. Если Вы слышите шум, то, скорее всего, проблема связана с трансмиссией. Если шума нет, переходите к следующему пункту.
3. На нейтральной передаче начинайте выжимать сцепления и прислушивайтесь. Если Вы слышите скрежет, то, скорее всего, проблема в выжимном подшипнике или в вилке. Если шума нет, переходите к следующему пункту.
4. Выжмите сцепление до конца. Если Вы слышите скрип, вероятно, неисправна втулка или управляющий подшипник.

Виды сцеплений

Компрессор автомобильного кондиционера с магнитным сцеплением

В автомобиле используются различные виды сцеплений.

Автоматическая КПП включает в себя несколько сцеплений. Эти сцепления включают и выключают планетарные передачи. Каждое сцепление приводится в действие при помощи гидравлической жидкости под давлением. При падении давления пружины разъединяют сцепление.

В автомобильном кондиционере используется электромагнитное сцепление. Оно позволяет компрессору отключаться даже при работающем двигателе. Сцепление срабатывает при прохождении электрического тока через магнитную катушку. Если подача тока прекращается (Вы выключили кондиционер), сцепление разъединяется.

Во многих автомобилях используются вентилятор охлаждения, работающий от двигателя. Такой вентилятор управляется другим типом сцепления — вязкостной муфтой. Она срабатывает в зависимости от температуры жидкости. Муфта устанавливается на ступицу вентилятора в потоке воздуха, проходящего через радиатор. Данный тип сцепления схож с вискомуфтой, которая используется во вседорожных автомобилях. При нагревании вязкость жидкости в муфте повышается, что приводит к повышению скорости вращения вентилятора для соответствия скорости вращения двигателя. В холодном автомобиле жидкость в муфте не нагревается, и вентилятор вращается медленно, что позволяет двигателю быстрее нагреться до рабочей температуры.

Во многих автомобилях установлены самоблокирующиеся дифференциалы или вискомуфты, которые используются для повышения сцепления с дорогой. При повороте одно колесо вращается быстрее другого, что затрудняет управление. Самоблокирующийся дифференциал срабатывает при помощи сцепления. Если одно колесо начинает вращаться быстрее других, активируется сцепление для замедления вращения. Езда по лужам и по льду может привести к пробуксовке.

В бензопилах используются центробежные сцепления для остановки цепи без необходимости глушить двигатель. Такие сцепления срабатывают автоматически посредством центробежной силы. Входной барабан соединен с коленвалом двигателя. Выходной барабан приводит в действие цепь. При повышении оборотов двигателя, фрикционные сегменты прижимаются к внутренней поверхности барабана. Центробежные сцепления также используются в газонокосилках, картах и мопедах. Сцепление есть даже в некоторых игрушках йо-йо.

Что такое сцепление: из чего состоит, виды и назначение

Сегодня речь пойдет о сцепление в автомобиле. Разберём, из каких частей состоит, какие виды бывают. Я уверен, что многие слышали о «сухом» автомобильном сцеплении и «мокром», эти понятия мы тоже затронем. А начнем с самого простого – что это такое и для чего оно нужно.

Что это такое и зачем нужно в машине

Автомобильное сцепление – это устройство или механизм, который необходим для передачи крутящего момента от коленвала мотора к коробке передач, для разъединения маховика двигателя от КПП.

Оно имеет несколько функций:

1. Передача момента от мотора к трансмиссии.
2. Прекращение вращения (остановке) валов КПП для безопасного включения передач.
3. Для плавного сцепления двигателя и трансмиссии во время начала движения автомобиля.
4. Разрыв механической связи маховика мотора и первичного вала коробки передач.

Передача момента от силового агрегата к КПП происходит за счет силы трения. Из устройства сцепления вы узнаете, что у него есть диск, на котором с двух сторон закреплены накладки из фередо. Да-да, именно из того фередо, которое используется в тормозных колодках.

Оно обеспечивает высокий коэффициент трения между маховиком ДВС и диском первичного вала. Только в тормозах это приводит к остановке тормозного диска, а в механизме сцеплении надежную сцепку двигателя и трансмиссии.

Простыми словами – сцепления в машине позволяет легко включить передачу при запущенном моторе, плавно тронуться при начале движения авто, кратковременно разорвать механическую связь между коленвалом двигателя и первичным валом трансмиссии.

Где оно находиться

Сцепления находиться между коленчатым валом и коробкой передач. В механических КПП его можно найти в «колоколе» самой трансмиссии. Оно болтами прикручено к маховику и насаживается на первичный вал коробки.

Поэтому, чтобы добраться до него и оценить его состояние, нужно скидывать коробку. А контролировать состояние диска сцепления, корзины периодически нужно. Особенно если появляются первые признаки неадекватного поведения автомобиля на педаль сцепления или в поведении машины во время езды.

Кроме того, там же находится выжимной подшипник. Который подвержен большой нагрузке. При неправильной эксплуатации механической коробке передач быстро выходит из строя. А чтобы его заменить – нужно скидывать МКПП со всеми вытекающими трудностями.

Но это касается только механики. На вариаторах или автоматических коробках, сцепления находится в самой трансмиссии. Чтобы его заменить, нужно разбирать КПП. А это уже совсем другие затраты на ремонт.

Из каких частей состоит

Механизм сцепления в автомобиле состоит из таких частей:

1. Корзина сцепления с нажимным диском.
2. Диск сцепления. Это именно тот, на котором закреплено фередо и отвечает за механическое соединение двигателя и коробки.
3. Маховика.
4. Органы управления.

Корзина – это устройство, которое в себе содержит нажимной диск. Со стороны КПП на нем расположены «лепестки». Они отвечают за нажим выжимного подшипника на корзину. В результате этого нажимной диск отходит от диска сцепления, разрывая связь с мотором.

Диск сцепления – это диск, на обе стороны которого прикреплены накладки из фередо. Крепятся они при помощи заклепок. Если накладки стерлись до заклепок, то диск нужно менять.

Маховик – массивная деталь, крепящаяся болтами к хвостовику коленвалу мотора, а к нему прикручивается корзина. На нём находится несъемный ведущий диск. Если его перегреть, то нужно менять весь маховик. Кроме этого, на внешнем радиусе имеются металлические зубья – они нужны для зацепления бендикса стартера с маховиком.

Внешне маховик выглядит, как большая шестеренка, в центре которого гладкий стальной нажимной диск. Маховики бывают разного типа, но это тема другой статьи.

К органам управления относятся:

1. Педаль сцепления.
2. Главный и рабочий цилиндр сцепления.
3. Выжимной подшипник.

Сейчас мы рассматриваем классическую схему сцепления МКПП. Это поможет понять общие принципы устройства и конструкцию системы.

Педаль – здесь всё понятно. Нажимая на неё, вы даёте импульс выжимному подшипнику надавить на лепестки корзины.

Главный и рабочий цилиндры . В первом поршень, при нажатии на педаль сцепления, сжимая рабочую жидкость в системе. Хочу напомнить, что она представляет собой замкнутый контур. При сжатии в ней создается давление, которое воздействует на поршень рабочего цилиндра. Он выталкивает шток, связанный с рычагом выжимного подшипника.

Выжимной подшипник вилкой прижимается к лепесткам корзины. Надавливая на них, от диска сцепления отходит нажимной диск и связь между силовым агрегатом и КПП разрывается.

Существуют схемы, в которых применяется гидравлический выжимной подшипник. В них исключен рабочий цилиндр, так как давление жидкости напрямую передается подшипнику.

Неисправности сцепления

Быстро пробежимся по основным неисправностями системы, а точенее, по признакам, по которым вы сможете понять, что сцепление начало «барахлить». Рассмотрим основные термины, применяемые, чтобы описать поломки.

Сцепление буксует

Это значит, что диски плотно не прижимаются друг к другу. Из-за этого сила трения между ними не достаточно для передачи полного крутящего момента от двигателя к коробке.

Такая неисправность проявляется так: вы давите на газ, мотор ревёт, а машина не едет. То есть, пытаетесь ускориться, обороты двигателя растут, а скорость не увеличивается.

Эта происходит в большинстве случаев из-за большой выработки на диске сцепления. Те самые накладки фередо стираются до самых заклепок. В этом случае нужно его менять.

Сцепление ведёт

Это значит, что диски полностью не расцепляются между собой. То есть, в первом случае они полностью не сжимались между собой, а в этом случае не отходят друг от друга. Зазора между ними недостаточно для выключения сцепления и происходит частичная передача крутящего момента от мотора к коробке, даже на полностью выжатой педали сцепления.

Проявляется неисправность тем, что тяжело включить передачу при нажатой педали. Особенно это касается первой, второй передачи и задней скорости. Так как диски полностью не расцепились, валы коробки передач продолжают вращаться. Шестерни не могут плавно войти в зацепление, даже не спасают синхронизаторы. Особенно это проявляется при включении задней скорости – слышен хруст в КПП.

Завыл, загудел выжимной подшипник

Он постоянно работает, пока работает мотор. При нажатии на педаль сцепления, он жмёт на корзину. Это может происходить несколько сотен раз за одну поездку. Поэтому, он быстро выходит из строя.

Это проявляется появлением постороннего звука из коробки при нажатии на педаль сцепления. Когда её отпускаете, вой пропадает. Это означает – «хана» выжимному.

Рекомендую прочитать статью: «Как проверить сцепление в машине». В ней узнаете, о двух «дедовских» способах проверки сцепления. Они помогут провести диагностику в любое время и дать точный результат.

Что такое мокрое и сухое сцепление

Оба вида выполняют одну и туже роль, только одно работает на сухую, а второе вращается в масле, то есть, оно мокрое.

Классическое сцепление в автомобиле – это сухой тип. Мокрое используется в современных коробках передач, а точнее в роботизированных КПП DSG. Применение масляной ванны нужно для продления его срока службы, жидкость используется для охлаждения корзины.

В каждом из видов есть свои плюсы и минусы. Но это тема другой статьи. Хотите узнать – напишите мне. Всем удачи на дорогах.

Если есть возможность, сделайте небольшое пожертвование на развитие проекта, даже 50 рублей могут помочь. Спасибо.

Поделиться:

Источник https://exist.ru/Document/Articles/2337

Источник https://avtoyoutube.ru/chto-takoe-sczeplenie-v-avtomobile.php

Источник