Устройство и принцип работы сцепления автомобиля

Сцепление, как известно – это механизм, который позволяет управлять крутящим моментом, что передаётся от двигателя на автомобильные колёса.Когда были созданы первые модели автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, сразу стало ясной необходимость использования механизма, который бы передавал крутящий момент от мотора к колёсам автомобиля с учётом выступающих условий. Конструкторы выяснили и то, что автомобиль нуждается в холостом ходе и движении на разных скоростях, а для этого необходимо менять передаточное число. Сцепление – это составная часть агрегата автомобиля, который называется трансмиссией.

Одним из основных узлов механизма сцепления является корзина с несколькими деталями, заключёнными в один корпус. Задача корзины сцепления состоит в соединении и разъединении маховика и диска, а следовательно и за включение и выключение самого сцепления. Корзина – это незаменимый узел в конструкции сцепления. А при возникновении неисправности в ней весь механизм может прекратить свою работу. Итак давайте поглубже разберёмся в том, для чего нужна корзина сцепления и из чего она состоит.

Назначение корзины сцепления

В зависимости от своих конструктивных нюансов, автомобильное сцепление подразделяется на несколько типов:

— Электромагнитный тип сцепления.

— Фрикционный тип сцепления.

— Гидравлический тип сцепления.

Сцепление – очень важный узел автомобиля. Он необходим для того, чтобы разъединять двигатель и трансмиссию в моменты торможения или переключения передач, а также для обратного процесса – соединения двух автомобильных агрегатов для старта транспортного средства с места. Кроме всего прочего сцепление выполняет предохранительную функцию. Оно оберегает узлы трансмиссии от сильных нагрузок и разного рода динамических ударов. По своим функциональным возможностям сцепление – это достаточной простой агрегат автомобиля.

Главной его основой является передача крутящего момента от ведущей части и маховика, что является своеобразным ретранслятором, на ведомый диск, а уже далее на первичный вал коробки переключения передач. Благодаря упругим нажимным пластинам – лепесткам корзины сцепления, зажимается ведомый диск сцепления в месте нажимного диска маховика и корзины. Это и является стандартным положением для корзины сцепления. Когда водитель нажимает на педаль сцепления, ведомый диск отходит от нажимногои в тот же момент крутящий момент уже не может передаваться.

Самой главной деталью всего агрегата сцепления является, конечно же, корзина. Именно от неё зависит качество работы всей системы сцепления. Корзина отвечает за взаимодействие диска с маховиком, следовательно за включение сцепления и его отключение. Корзина – узел незаменимый, и если с ним происходит какая-то неисправность, то механизм попросту может перестать функционировать.

Устройство и принцип работы корзины сцепления

Корзина сцепления представляет собой единый конструктивный блок. В её состав входят: нажимной диск, диафрагменная пружина и кожух. Корзина сцепления взаимодействует и с другими деталями агрегата. С одной стороны кожух корзины крепится болтами к маховику. С другой стороны возвратная пружина, что закреплена в корзине, взаимодействует с выжимным подшипником. Нажимной диск служит соединителем маховика и ведомого диска. Когда сцепление выключено, нажимной диск надавливает на ведомый, который контактирует с маховиком.

Сцепление включается в тот момент, когда нажимной диск прекращает своё давление, а ведомый диск начинает вращаться отдельно от маховика. Нажимной диск вступает в контакт с кожухом корзины за счёт пластинчатых пружин, которые носят название тангециальных. Когда сцепление включается, они становятся своеобразными возвратными пружинами.

Очередным элементом корзины сцепления является диафрагменная пружина. За счёт её свойств обеспечивается нужное усилие для того, чтобы диск и маховик соединялись, и происходила передача крутящего момента. Пружина упирается в край кожуха и своим внешним видом напоминает лепестки. Внутри кожуха пружина закреплена с ним болтами и опорными кольцами. Выжимной подшипник обеспечивает давление на концы лепестков корзины сцепления снаружи. Вследствие этого пружина, находящаяся внутри корзины, перестаёт действовать на нажимной диск.

Виды корзин сцепления

Функциональные особенности корзин сцепления могут различаться. Корзины бывают нажимного и вытяжного действия. Корзина, работающая по нажимному принципу, встречается гораздо чаще. Особенностью данной конструкции является то, что при работающем сцеплении происходит смещение лепестков в сторону маховика. Корзины вытяжного действия работают совершенно по иному принципу – их лепестки смещаются от маховика. Деталь такой конструкции гораздо меньше в толщину и используется исключительно в целях экономии подкапотного пространства.

Также существуют и специальные корзины, которые предназначены для замены штатных, как правило. Их главное отличие заключается в особенной диафрагме, за счёт которой прижимная сила увеличивается в полтора раза. Такой эффект достигается благодаря использованию более прочных материалов и гораздо сложной геометрии самой пружины. Такие корзины устанавливаются в основном на тюнингованные автомобили. В результате доработки которых, мощность была увеличена.

Вопросы эксплуатации

Основные неисправности, возникающие с корзинами сцепления, как правило, связаны с деформированием лепестков. По истечению определённого времени лепестки утрачивают свои пружинящие свойства. Следствием этого является неполное выключение сцепления, что приводит довольно тяжёлому переключению передач. Если корзина износилась, то как следствие через время повреждается выжимной подшипник и диск сцепления.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Cцепление является важным составным элементом в устройстве трансмиссии различных автомобилей с МКПП. Также сцепление (по аналогии с механической коробкой) активно используется и на машинах с полуавтоматической коробкой-робот (например, коробка передач AMT или РКПП).

Рекомендуем:  В чем отличие минерального масла от синтетического?

Фактически, сцепление отвечает за передачу крутящего момента от двигателя на КПП, выступая в роли связующего звена между маховиком двигателя и трансмиссией. Само устройство сцепления является достаточно простым, однако именно данный механизм позволяет эффективно передавать энергию от ДВС на КПП.

Далее мы рассмотрим, из чего состоит сцепление, для чего нужна корзина сцепления и что это такое, диск сцепления, выжимной подшипник, а также как работает весь механизм.

Бывают однодисковое сцепление и двухдисковое. Наиболее популярное — однодисковое.

Оно состоит из:

  • корзины сцепления;
  • ведомого диска;
  • выжимного подшипника;
  • вилки сцепления;
  • привода, который бывает или гидравлическим, или механическим, или пневматическим;
  • педали сцепления в салоне машины.

Принцип работы простыми словами

Водитель нажимает на педаль сцепления. Это действие инструкторы по вождению называют выжать сцепление. Педаль передает силу вилке сцепления, которая воздействует на выжимной подшипник. Черед выжимной подшипник сила передается на лепестки корзины.

Корзина отжимает ведомый диск сцепления от маховика, то есть разобщает (разделяет) двигатель и коробку. В этом случае, как бы водитель не нажимал на газ, на коробку никакая сила не передается.

В автомобилях с коробкой робот сцепление есть, но педали нет, потому что не водитель отвечает за выжим сцепления, а исполнительные механизмы робота.

Как вы уже поняли, деталью, который напрямую разъединяет коробку и двигатель, является корзина сцепления. Поэтому корректность работы всей коробки зависит от состояния корзины.

Корзина состоит из:

  • нажимного диска;
  • диафрагменной пружины;
  • кожуха.

Кожух корзины болтами крепится к маховику. Возвратная диафрагменная пружина крепится к корзине и воздействует на выжимной подшипник. Что касается нажимного диска, то он соединяет ведомый диск с маховиком.

При включенном сцеплении, то есть когда педаль не нажата, нажимной диск давит на ведомый диск, а ведомый диск соединен с маховиком.

При выключенном сцеплении, то есть когда педаль нажата, нажимной диск не давит на ведомый диск и коробка не зависит от двигателя. Нажимной диск соединяется с корзиной, вернее с кожухом корзины, пластинчатыми тангенциальными пружинами. После отпускания педали сцепления, пружины возвращаются в исходное положение.

В конструкции сцепления есть еще диафрагменная пружина. Пружина воздействует силой и соединяет диск с маховиком. Чем сильнее прижат диск диск к маховику, тем качественнее передается крутящий момент от коленвала ДВС на коробку.

Внешне диафрагменная пружина похожа на лепестки и крепится к краю кожуха. Во внутренне части кожуха пружина крепится болтами к кожуху. Также бывает конструкция, где пружины крепятся опорными кольцами. Выжимной подшипник давит на конце лепестков снаружи корзины.

Корзины сцепления бывают двух типов:

  1. Вытяжной.
  2. Нажимной.

Нажимная корзина более распространена из-за простоты конструкции, доказанной надежности.

Вытяжная корзина меньше по размеру. С нажимной корзиной лепестки движутся к маховику, а в вытяжной — от маховика.

Есть еще усиленные корзины. У них усиленная диафрагма. Сила прижима диска к маховику в 1,5 раза больше. Такой тип используют для мощных форсированных моторов скоростных машин.

Замена, ремонт корзины сцепления

Замены корзины сцепления – операция, которую мастеровые водители проводят в гараже, при помощи домкрата и подпорных колодок. Если есть возможность пользоваться подъёмником, то надо им пользоваться.

Работа по замене корзины, и ремонт муфты сцепления, дело непростое, для непосвященного человека. Технологические особенности снятия КПП и отсоединения сцепления у разных моделей разные, поэтому мы описываем принцип и последовательность операции по замене корзины.

  • Первое – вам необходим мануал, а именно, руководство по ремонту вашего автомобиля. Обязательно. Именно, методика ремонта и обслуживания.
  • Второе, что нужно, это обзавестись каталогом деталей (что-то может оказаться лишним, чего-то может недоставать).
  • Важно, при разъединении коробки передач, перед снятием сцепления, нужно помечать положение всех вращающихся деталей, для того, чтобы при обратном монтаже (при неправильной установке), не возникало вибраций.
  • Отсоединяем рычаг переключения передач в салоне.
  • Добираемся до коробки передач и отсоединяем её.
  • Откручиваем болты крепления корзины к маховику. Если маховик проворачивается, то держим его монтажкой.
  • Снимаем корзину сцепления и ведомый диск.
  • Муфта выключения сцепления демонтируется вместе с подшипником. По ходу ремонта оцените состояние вилки сцепления, да и остальных деталей, втулку и так далее.
  • Выжимной подшипник нужно будет выпрессовывать из муфты. Это трудоемкая операция. После выпрессовки, меняется подшипник сцепления. Для смазки применяете только те смазочные материалы, которые рекомендованы производителем.

Перед сборкой сцепления, все детали тщательно промываете в керосине, одновременно производите их дефектовку. Поврежденные детали сцепления ни в коем случае не устанавливайте обратно.

Сборку сцепления производим после очистки деталей от старой смазки и нанесения новой. Монтаж сцепления и коробки передач, естественно, осуществляем строго в обратной последовательности.

Важно! Обратите внимание на затяжку болтов. Необходимо уточнить параметры момента затяжки болтов корзины к маховику и так далее.

Причины неисправности сцепления

Причины неисправности сцепления можно разделить на несколько категорий:

  1. Износ пар трения в механизме сцепления.

Чаще всего изнашивается ведомый диск сцепления. Чуть реже изнашивается нажимной диск, который не может принимать крутящий момент от ведомого диска. Совсем редко изнашивается маховик двигателя.

Чаще всего износ пар трения в сцеплении вызван естественным износом в процессе эксплуатации автомобиля. В этом случае поможет только замена изношенных частей сцепления.

Чуть реже износ возникает из-за того, что пары трения не плотно прилегают друг к другу и из-за этого проскальзывают относительно друг друга во время движения автомобиля. Причиной этого может служить изношенная диафрагменная пружина, которая не создает достаточного усилия прижатия. В этом случае требуется замена корзины сцепления.

Также, причиной не плотного прилегания пар трения друг к другу может служить заклинивший выжимной подшипник, который не дает нажимному диску возвращаться в исходное положение. В этом случае требуется замена выжимного подшипника.

Рекомендуем:  Электроусилитель руля: устройство, описание, назначение, принцип действия, режим работы

Совсем редко встречается ситуация, когда рабочий (или главный) цилиндры сцепления заклинивают и также не дают нажимному подшипнику возвращаться в исходное положение. В этом случае требуется замена главного (или рабочего) цилиндра сцепления.

При этой неисправности наблюдается проскальзывание сцепления, появляется неприятный запах жженных тормозных колодок. Автомобилю срочно требуется диагностика и ремонт.

  1. Не герметичность системы привода сцепления.

На всех современных автомобилях усилие от нажатия на педаль сцепления передается к выжимному подшипнику при помощи гидравлической системы. В случае не герметичности гидравлической системы на выжимном подшипнике не создается достаточного усилия, чтобы нажать на диафрагменную пружину. В этом случае не происходит разъединения пар трения в сцеплении. Таким образом, первичный вал КПП все еще принимает крутящий момент от двигателя. В этом случае затруднено или невозможно переключение передач КПП. При попытке переключения передачи возможен треск и скрежет шестерен КПП.

При этой неисправности требуется диагностика гидравлической системы, восстановление ее герметичности или замена изношенных узлов – главный или рабочий цилиндр сцепления.

  1. Не плавная работа педалью сцепления.

В том случае, когда вы не плавно отпускаете педаль сцепления, происходит слишком резкое соединение ведомого диска, нажимного диска и маховика. Из-за этого на ведомом диске сцепления возникают ударные нагрузки. Ведомый диск сцепления сам по себе достаточно хрупкий, и плохо переносит удары. От ударных нагрузок он начинает трескаться, а после и вовсе рассыпаться. Работайте педалью сцепления правильно, и вы обезопасите себя от этой неприятности.

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.

Двойное сцепление мокрого типа

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

Элементы двухдискового сцепления

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.

Схема двухмассового маховика

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.

Сцепление: диск, корзина и  выжимной

Итак,  в общих чертах устройство традиционного механического сцепления (однодискового) предполагает наличие следующих элементов:

  • педаль сцепления в салоне автомобиля;
  • приводной механизм, который может быть гидравлическим, пневматическим или механическим;
  • вилка сцепления;
  • выжимной подшипник;
  • ведомый диск;
  • корзина сцепления;

В тот момент, когда водитель нажимает на педаль, усилие передается на вилку сцепления. Затем, через выжимной подшипник, усилие передается на лепестки корзины. Далее корзина производит отжим ведомого диска сцепления от маховика, тем самым размыкая КПП и ДВС, то есть происходит разрыв потока мощности. Добавим, что на роботизированных КПП за выжим сцепления отвечает не водитель, а исполнительные механизмы, так как педаль сцепления отсутствует.  

Идем далее. Если рассматривать корзину сцепления более подробно, важно понимать, что именно данный элемент позволяет реализовать соединение и разъединение диска и маховика. Другими словами, корзина осуществляет включение/выключение сцепления. При этом повреждения, износ, деформация и другие дефекты корзины приводят к тому, что весь механизм начинает работать некорректно.

Статья в тему:  Отсечка оборотов двигателя: для чего это нужно

Сама корзина сцепления представляет собой единую деталь, которая включает в себя нажимной диск, диафрагменную пружину и кожух. Также корзина находится в тесном контакте с рядом деталей. Кожух корзины болтовым соединением прикреплен к маховику. Возвратная пружина, которая крепится в корзине, взаимодействует с выжимным подшипником. 

Нажимной диск  позволяет соединить ведомый диск и маховик. Когда сцепление выключено, нажимной диск  осуществляет нажим на ведомый диск, который находится в контакте с маховиком.

Если сцепление выключено, давление нажимного диска на ведомый диск отсутствует, то есть диск вращается отдельно от маховика. Кстати, нажимной диск соединен с кожухом корзины  посредством специальных пластинчатых пружин (тангенциальные пружины).  Во время выключения сцепления пружины выполняют функцию возвратных пружин.

Также в устройстве корзины следует выделить диафрагменную пружину. Данная пружина создает нужное усилие, чтобы эффективно соединять диск и маховик. Получается, от силы прижима будет зависеть передача крутящего момента  от ДВС на коробку передач.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как переключать передачи без сцепления. Из этой статьи вы узнаете, что делать, если сцепление на автомобиле не работает и как включить скорость при необходимости продолжить движение на автомобиле без выжима сцепления.

Диафрагменная пружина по виду напоминает лепестки и прикреплена к краю кожуха. Во внутренней части кожуха пружина прикреплена к кожуху болтами или опорными кольцами (в зависимости от конструктивных особенностей). Выжимной подшипник сцепления нажимает на концы лепестков снаружи корзины сцепления. Такое нажатие  позволяет добиться того, что внутри корзины пружина не нажимает на сам нажимной диск.

Рекомендуем:  Как устроен ДПКВ, его неисправности и проверка

Статья в тему:  Промывка гидрокомпенсаторов без снятия мотора

Еще в рамках данной статьи следует отметить, что корзины сцепления могут быть разными по типу.  Среди основных видов можно выделить вытяжной и нажимной тип. При этом принцип их работы несколько отличается.

Как правило, из всех типов выжимных корзин именно корзина с нажимным принципом используется в устройстве сцепления чаще всего. Главной особенностью является то, что когда сцепление включено, лепестки  корзины перемещаются  ближе к маховику. Конструкция проста, проверена и надежна.

Если же  на машине стоит корзина с вытяжным принципом работы, тогда лепестки перемещаются от маховика.  Второй тип корзин имеет меньшие размеры, часто устанавливается  для того, чтобы экономить место в подкапотном пространстве.

Также есть и корзины, конструкция которых отличается  от стандартной. Обычно такие корзины нужны для мощных форсированных ДВС и имеют усиленную диафрагму, что позволяет в значительной степени увеличить силу прижима (до 1.5 раз и более по сравнению со стандартом).

Для этого корзину и отдельные элементы изготавливают из прочных сплавов, а также сама геометрия пружины усложняется. Обычно подобный тип корзин встречается на суперкарах, спорткарах  и автомобилях, которые не являются серийными.

Как увеличить срок эксплуатации сцепления

Стандартный ресурс сцепления механической коробки составляет 100 тысяч километров пробега. На роботизированных коробках ресурс меньше, около 70 тысяч км пробега.

Указанные ресурс рассчитан при щадящем аккуратном использовании машины. Если постоянно резко стартовать, бросать сцепление и т.д., то ресурс значительно меньше.

Когда приходится остановить автомобиль, например на светофоре, то правильно будет перевести коробку в нейтральное положение, а не держать сцепление нажатым. Если долго держать педаль сцепления, то выходит из строя выжимной подшипник. При заклинивании выжимного подшипника сцепления, ломается корзина и другие детали.

Рывки, пробуксовки приводит к быстрому изнашиванию диска сцепления, поэтому начинаетс пахнуть, когда плавится диск.

У корзины слабые детали — это лепестки. Со временем они становятся слабее и прижимают с меньшей силой. А в этом случае, сцепление не выключается полностью, поэтому иногда можно услышать хруст, когда водитель пытается переключить скорость. В итоге страдают и корзина, и выжимной подшипник, и диск сцепления.

Правильным действием водителя будет также плавное отпускание педали сцепления, а не бросание его. При трогании с места не следует давать большие обороты двигателю, а начинать движение плавно. И еще, полностью отпускать сцепление. Некоторые водители положат ногу на педаль и она остается немного нажатой. По отзывам, наиболее надежным сцеплением является сцепление SACHS.

Проверка сцепления и признаки неисправности

Все неисправности сцепления можно отнести к нескольким категориям:

  1. Проскальзывание сцепления.

Для проверки проскальзывания вам нужно тронуться на автомобиле, включить вторую передачу и резко до упора нажать педаль газа, автомобиль должен ровно ускоряться, обороты двигателя должны расти линейно, без резких повышений. Если вы нажимаете педаль газа, но происходит только повышение оборотов двигателя, а автомобиль не ускоряется — это означает, что сил трения между маховиком, ведомым диском и нажимным диском недостаточно, чтобы передать крутящий момент на первичный вал КПП. Если совсем просто, то эти детали недостаточно хорошо прилегают друг к другу.

  1. Повышенный шум.

Для проверки сцепления на предмет повышенного шума, нужно завести автомобиль и на холостом ходу несколько раз плавно нажать педаль сцепления. Вы не должны услышать каких-либо шумов, которые появляются в момент работы педалью сцепления. Также, рекомендуется во время плавного движения на автомобиле, на разных скоростях произвести такую же проверку. Если совсем просто, вы не должны слышать шумов, которые возникают при работе педалью сцепления. Если все-таки вы слышите какие-либо шумы, то сцепление неисправно.

  1. Затрудненное переключение передач.

Для проверки необходимо: на холостом ходу двигателя, нажать педаль сцепления и произвести включение всех передач, включая заднюю. Эту же проверку необходимо провести на автомобиле в движении. Передачи должны включаться четко, практически без усилий. При включении передач не должно наблюдаться треска или скрежета.

  1. Большой свободный ход педали сцепления.

Попробуйте тронуться на автомобиле, обратите внимание, как долго вам приходится поднимать ногу вместе с педалью сцепления, прежде чем автомобиль начнет двигаться. Свободный ход должен быть в пределах 2-3 см. Если он больше, то требуется регулировка сцепления. Также, это может означать, что ведомый диск сцепления имеет большой износ, и может потребоваться скорая его замена.

Особенности керамического сцепления

Ресурс сцепления и эффективность его работы на пределе нагрузок зависит и от свойств материала, обеспечивающего зацепление дисков. Стандартный состав накладок дисков сцепления большинства автомобилей включает спрессованную смесь стеклянных и металлических волокон, смолы и каучука. Поскольку принцип работы сцепления базируется на силе трения, фрикционные накладки ведомого диска рассчитаны на работу при высоких температурах, доходящих до 300-400 градусов Цельсия.

Диск сцепления с керамическими фрикционными накладками

В мощных спортивных автомобилях нагрузки на сцепление намного превышают обычные нормы. Для некоторых трансмиссий может применяться керамическое и металлокерамическое сцепление. В состав материала таких накладок входит керамика и кевлар. Металлокерамический фрикционный материал менее подвержен износу и выдерживает нагрев до 600 градусов без потери рабочих качеств.

Производители используют различные конструкции муфты сцепления, оптимальные для определенного автомобиля, исходя из его назначения и стоимости. Сухое однодисковое сцепление остается достаточно эффективной и недорогой в изготовлении конструкцией. Данная схема широко применяется на легковых автомобилях бюджетного и среднего классов, а также на внедорожниках и грузовиках.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: