Что представляет собой сцепление и для чего оно предназначено

Автококс

Вы сидите за рулем своего автомобиля. Чтобы завести его, правой ногой вы нажмете на педаль тормоза до упора, левой – на педаль сцепления и повернете ключ в замке зажигания, а чтобы тронуться с места – включите первую передачу и начнете плавно отпускать педаль сцепления, а затем так же плавно отпускать педаль тормоза и плавно нажимать на педаль газа. К тормозу и газу вопросов нет, даже тем, кто сел за руль впервые, понятны процессы, которые запускаются нажатием этих педалей. Но почему всякий раз, чтобы завести или остановить машину, а также переключить скорость, нам необходимо выжимать педаль сцепления? В чем заключается основная задача сцепления и почему в конструкции автомобиля без него не обойтись, мы расскажем вам в данной статье.

Что входит в комплект сцепления?

Комплект сцепления для автомобилей ВАЗ 2108-2115

Стандартный комплект сцепления для автомобиля продается в сборе и состоит из трех основных деталей:

• Корзина сцепления в сборе
  Чугунный нажимной диск, прикрепленный к металлическому литому корпусу, внутри которого диафрагменная пружина. От её формы и характеристик зависит, с каким усилием ведущий диск отводится от ведомого.
• Выжимной подшипник
  Через систему привода он связывается с педалью сцепления. Когда вы нажимаете на педаль, усилие передается на диафрагменную пружину, а ведущие и ведомые элементы разъединяются.
• Ведомый диск
  Участвует в работе трансмиссии, если педаль сцепления не выжата. Фрикционные накладки с обеих сторон обеспечивают зацепление с остальными элементами механизма. Часто именно ведомый диск первым выходит из строя.

Назначение свободного хода педали сцепления

Как уже сказано, со временем происходит износ дисков, в результате чего изменяются зазоры хода дисков и подшипника. Поэтому периодически должна производится регулировка сцепления, а точнее привода, чтобы убрать появившиеся зазоры. У легкового авто все это сводится к тому, что производится всего лишь регулировка свободного хода педали сцепления.

Регулировка привода сцепления

Этот ход должен присутствовать – это всего лишь зазор между вилкой выключения сцепления, выжимным подшипником и рычагами корзины, но он обязательно нужен, чтобы не было постоянного соприкосновения подшипника с рычагами, из-за чего подшипник будет работать постоянно и быстро выйдет из строя. Также этот зазор не должен быть большим, поскольку ход педали сцепления ограничен, и если будет большая выборка на свободный ход, то остального хода педали не хватит для полного выжима ведущего диска.

Даже при нормальной работе сцепления хотя бы раз в год должен производится замер свободного хода педали. При нормальном рабочем сцеплении данный ход должен составлять 30-35 мм, вне зависимости от типа привода – механического, тросового или гидравлического.

Изменение размера этого хода в основном зависит от стиля вождения водителя. При агрессивном стиле, когда сцепление используется активно, износ дисков, в частности, фрикционных накладок, производится быстрее. В результате размер свободного хода измениться быстрее.

Подведем итоги

Как видно, сцепление представляет собой важный и ответственный узел, который позволяет не только эффективно взаимодействовать с КПП, но и значительно увеличить ресурс самой коробки, двигателя и других элементов, агрегатов и узлов. При этом правильная работа водителя со сцеплением позволяет свести к минимуму рывки, удары и повышенные нагрузки при езде на автомобиле, который оборудован механической коробкой переключения передач.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как работает сцепление в коробке автомат и как оно устроено. Из этой статьи вы узнаете о принципах работы сцепления АКПП, а также особенностях, преимуществах и недостатках подобного решения по сравнению с механическим сцеплением.

В результате формируются уникальные навыки, которыми попросту невозможно овладеть при эксплуатации машины с коробкой автомат, робот или вариатор. По этой причине опытные водители и инструкторы рекомендуют с самого начала обучаться вождению на «механике» даже при условии того, что сегодня имеется отдельная возможность получить права на АКПП.

Сцепление автомобиля: назначение, виды, устройство, принцип работы. Частые неисправности сцепления в устройстве трансмиссии автомобиля, признаки неполадок.

Как отрегулировать педаль сцепления, для чего нужна регулировка: функции сцепления, регулировка педали сцепления (свободный ход и общий ход).

Как реализовано сцепление в устройстве трансмиссии на автомобилях с АКПП по сравнению с механической или роботизированной КПП. Особенности и отличия.

Сцепление: корзина, выжимной, диск сцепления. Назначение и устройство, принцип работы корзины сцепления. Как увеличить срок службы сцепления.

Диск сцепления: назначение и устройство. Как выполняется замена диска сцепления, самостоятельная замена данного элемента. Рекомендации.

Сцепление автомобиля и обзор конструкции: нажимной диск сцепления, ведомый диск, выжимной подшипник. Виды приводов сцепления на МКПП и коробках-робот РКПП.

Виды сцепления

Сухое сцепление

Принцип действия сцепления данного типа основан на силе трения, возникающей при взаимодействии сухих поверхностей: ведущего, ведомого и нажимного дисков. Это обеспечивает жесткую связь двигателя и коробки передач. Сухое однодисковое сцепление – самый распространенный вид, использующийся на основной массе автомобилей с механической КПП.

Мокрое сцепление

Данный вид сцепления предполагает работу трущихся поверхностей в масляной ванне. По сравнению с сухой, такая схема обеспечивает более плавное соприкосновения дисков; узел эффективнее охлаждается за счет циркуляции жидкости и может передавать больший момент на трансмиссию.

Мокрая схема обычно применяется на современных роботизированных КПП с двойным сцеплением. Особенность работы такого сцепления заключается в том, что на четные и нечетные передачи КПП подается крутящий момент от отдельных ведомых дисков. Привод сцепления – гидравлический, управляемый электроникой. Переключение скоростей происходит при постоянной передаче крутящего момента на трансмиссию без разрыва потока мощности. Данная конструкция является более дорогой и сложной в производстве.

Сухое двухдисковое сцепление

Сухое двухдисковое сцепление предполагает наличие двух ведомых дисков и промежуточной проставки между ними. Данная схема способна передать больше крутящего момента при тех же размерах механизма сцепления. Сама по себе она проще в производстве по сравнению с мокрой. Обычно применяется на грузовиках и легковых автомобилях с особо мощными двигателями.

Сцепление двухмассового маховика

Двухмассовый маховик состоит из двух частей. Одна из них связана с двигателем, вторая – с ведомым диском. Обе составляющие маховика имеют небольшой свободный ход относительно друг друга в плоскости вращения и соединены пружинами между собой.

Особенностью сцепления двухмассового маховика является отсутствие пружинного демпфера крутильных колебаний в ведомом диске. Функция гашения колебаний заложена в конструкцию маховика. Помимо передачи крутящего момента он максимально эффективно сглаживает вибрации и нагрузки, возникающие от неравномерности работы двигателя.

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.

3.10Гидравлическое сцепление.

Гидромуфта на автомобилях в качестве самостоятельного сцеп­ления не применяется, так как не обеспечивает полного выклю­чения (ее «ведет»), что затрудняет переключение передач. В связи с этим при использовании гидромуфты последовательно с ней устанавливается фрикционное сцепление, которое предназначе­но только для переключения передач. При этом в фрикционном сцеплении устанавливаются более слабые нажимные пружины, что облегчает выключение сцепления.

Н
Рис. 4.29. Гидромуфта:

1 — насосное колесо; 2 — турбинное колесо;

3 — ведущий диск
а рис. 4.29 показана гидромуфта, с которой последовательно включено однодисковое фрикционное сухое сцепление. Ведущее лопастное насосное колесо 1 вместе с корпусом гидромуфты за­креплено на коленчатом валу двигателя, а ведомое лопастное турбинное колесо 2 соединено с ведущим диском 3 фрикционного сцепления. Оба колеса находятся в корпусе гидромуфты, объем которого на 80. 85 % заполнен рабочей жидкостью — турбинным маслом малой вязкости. Лопасти колес расположены радиально.

При вращении коленчатого вала двигателя вращается насосное колесо 1. Жидкость с его лопастей под действием центробежной силы переносится на лопасти турбинного колеса (показано стрел­ками) и приводит его и ведущий диск 3 фрикционного сцепле­ния во вращение. Таким образом, передача крутящего момента происходит посредством жидкости, и длительное буксование не вызывает усиленного нагрева и повышенного изнашивания дета­лей гидромуфты.

Гидромуфта обеспечивает плавную передачу крутящего момен­та, снижает динамические нагрузки в трансмиссии и поглощает крутильные колебания, повышает устойчивость работы двигателя при малой скорости движения, облегчает управление автомоби­лем и повышает его проходимость. Однако гидромуфта имеет низкий КПД и ухудшает топливную экономичность автомобиля. При установке гидромуфты потери максимальной мощности дви­гателя составляют до 3 % из-за нагрева рабочей жидкости. Кроме того, применение гидромуфты приводит к увеличению сложнос­ти, металлоемкости и стоимости трансмиссии.

Электромагнитные сцепления. Электромагнитным называется сцепление, в котором сжатие ведущих и ведомых деталей осущест­вляется электромагнитными силами. Электромагнитные сцепле­ния являются постоянно разомкнутыми.

Схема электромагнитного фрикционного сцепления представ­лена на рис. 4.30. Нажимной диск 2 соединен пальцами с диском 4, в котором находится электромагнит 8. К электромагниту подво­дится ток от генератора через щетки 7 и контактные кольца 5. Якорь 3 элек­тромагнита закреплен на кожухе 1 сцепления, который связан с махо­виком 11 двигателя.

Рис. 4.30. Схема электромагнитного фрикционного сцепления:

1- кожух; 2 — нажимной диск;

3 — якорь; 4- диск; 5— кольцо; 6— муфта; 7— щетки; 8 — электромагнит; 9 — пружина; 10 — ведо­мый диск;

При малой частоте вращения коленчатого вала двигателя сцеп­ление выключено пружинами 9. При увеличении частоты враще­ния коленчатого вала подводимый ток к электромагниту создает магнитное поле и электромагнит притягивается к якорю. Вместе с электромагнитом перемещается нажимной диск 2, который при­жимает ведомый диск 10 к маховику 11 двигателя, и сцепление включается.

При переключении передач сцепление выключается устрой­ством, которое находится в рычаге переключения передач и пре­рывает поступление тока в электромагнит.

Муфта 6 предназначена для блокировки сцепления при пуске двигателя буксированием автомобиля.

Электромагнитное порошковое сцепление представлено на рис. 4.31. Ведущими деталями сцепления являются маховик 1 дви­гателя и магнитопроводы 2, прикрепленные к маховику болтами, ведомыми частями — диски 8 из немагнитного материала, при­клепанные к ступице, установленной на шлицах первичного вала коробки передач. К дискам прикреплены два магнитопровода 6 и 7.

В картер 9 сцепления запрессо­ван магнитопровод 3 с обмоткой возбуждения 4, один конец ко­торой соединен с массой авто­мобиля, а другой — с выводом 5. Магнитопроводы 2, 6 и 7 раз­делены зазорами, которые запол­нены ферромагнитным порошком (жидким или из коррозионно-стойкой стали), обладающим высокими магнитными свой­ствами.

Рис. 4.31. Электромагнитное порош­ковое сцепление: 1 — маховик; 2, 3, б, 7 — магнитопроводы; 4— обмотка; 5— вывод; 8 — диск; 9 — картер.

ри отсутствии тока в обмот­ке возбуждения сцепление вы­ключено, так как между его ве­дущими и ведомыми деталями отсутствует силовая связь. При подведении тока к обмотке возбуждения создается магнитное поле.

Под его воздействием части­цы ферромагнитного порошка притягиваются друг к другу и одновременно к магнитопроводам 2, 6 и 7. В результате между веду­щими и ведомыми деталями сцепления создается силовая связь, которая зависит от силы тока, поступающего в обмотку возбуж­дения. При малой силе тока в обмотке возбуждения сцепление пробуксовывает, что необходимо при трогании автомобиля с мес­та. При увеличении силы тока в обмотке возбуждения буксование сцепления уменьшается до полной блокировки ведущих и ведо­мых деталей, и сцепление включается.

Электромагнитные сцепления относятся к сцеплениям с ав­томатическим управлением, у которых педаль сцепления на авто­мобиле обычно отсутствует. Такие автомобили называются автомо­билями с двухнедельным управлением. Автоматическое управление сцеплением может быть обеспечено применением вакуумного, пневматического, гидравлического, электрического или комби­нированного приводов.