Принцип работы механического сцепления

Сцепление — устройство и назначение сцепления автомобиля

сцепление

Сложно представить современный автомобиль без такого важного блока как сцепление. Все транспортные средства с механической коробкой переключения передач обязательно оснащаются сцеплением. На автоматических КПП ситуация немного иная, и несмотря на наличие механизма размыкания передач, сцепления в классическом понимании данного слова там нет. Но о работе АКПП и вариаторов поговорим позже.

сцепление автомобиля в сборе

Сцепление автомобиля в сборе

Пока же более подробно поговорим об устройстве, назначении и принципах работы сцепления автомобиля в его классическом понимании.

Функции сцепления

Сцепление авто

Сцепление авто

Сцепление автомобиля отвечает за передачу крутящего момента с двигателя на коробку переключения передач. Происходит это под воздействием силы трения. Также сцепление позволяет обеспечивать кратковременное отключение двигателя от трансмиссии, например, при необходимости торможения или переключения передач.

Если же рассматривать в целом, то функции сцепления заключаются в следующем:

  • Обеспечение плавного разъединения и соединения двигателя и КПП.
  • Передача крутящего момента с двигателя на КПП без потерь (без проскальзывания).
  • Минимизация вибраций и нагрузок, которые возникают в момент работы двигателя.
  • Снижение нагрузок на детали двигателя и трансмиссии.

Поскольку сегодня наиболее распространенным остается однодисковое сухое сцепление с гидравлическим или механическим приводом, то и рассматривать будем именно его.

Устройство сцепления

Корзина, подшипник и диск сцепления

Корзина, подшипник и диск сцепления

Сцепление состоит из нескольких основных элементов, правильное расположение и функционирование которых обеспечивает стабильную работу всего блока. В конструкции сцепления можно выделить такие детали:

  • Ведущий диск – он же маховик двигателя.
  • Ведомый диск сцепления.
  • Нажимной диск – она же корзина сцепления.
  • Выжимной подшипник сцепления.
  • Муфта выключения.
  • Вилка сцепления.
  • Привод сцепления.

В зависимости от типа привода он может быть представлен двумя способами – трос сцепления, который идет от педали, или гидравлической системой. В последней будет представлено несколько цилиндров сцепления – рабочий и главный, а также система трубок.

На ведомый диск сцепления дополнительно устанавливаются фрикционные накладки. Именно он и отвечает за передачу крутящего момента посредством трения. При этом к корпус ведомого диска встраивается специальный пружинный демпфер поворотных движений, что позволяет смягчить процесс соединения с маховиком.

Корзина сцепления включает в себя нажимной диск сцепления и диафрагменную пружину. Именно между корзиной и маховиком располагается ведомый диск.

Принцип работы сцепления

Схема сцепления

Схема сцепления

Преимущественно ведомый диск прижимается к маховику. Крутящий момент от маховика двигателя передается на ведомый диск, а дальше через него посредством шлицевого соединения на первичный вал коробки переключения передач.

Чтобы отключить сцепление водитель осуществляет нажатие ногой на педаль (выжимает сцепление), которая соединяется с вилкой гидравлическим или механическим приводом.

Педаль сцепления

Педаль сцепления

В свою очередь вилка сцепления перемещает выжимной подшипник. В этот момент подшипник сцепления передает усилие на лепестки диафрагменной пружины, из-за чего прекращается давление на нажимной диск. Таким образом происходит освобождение ведомого диска, а значит и разъединение двигателя и трансмиссии.

После включения нужной передачи или торможения водитель отпускает педаль сцепления. Соответственно, вилка больше не толкает выжимной подшипник, а он, в свою очередь, не воздействует на пружину. Нажимной диск снова прижимает ведомый диск сцепления к маховику двигателя – силовой агрегат соединяется с трансмиссией.

Вывод

Изношенное сцепление

Изношенное сцепление

Сцепление является важной составляющей любого автомобиля с механической коробкой переключения передач. Без него осуществлять эффективное и безопасное движение будет крайне проблематично, как и в тех случаях, когда произошел износ отдельных составляющих, например, ведомого диска или выжимного подшипника. Помните, что средний срок качественного набора сцепления составляет 100-150 тысяч км, после чего его придется заменить, но более подробно об этом поговорим в следующих материалах.

Оставайтесь с Cheko2.ru, ведь впереди еще много интересного. Ищите нас в ВК, где кроме полезных материалов вы можете найти много автоюмора.

Система сцепления автомобиля

Система сцепления автомобиля служит для плавного соединения коленвала двигателя с валом коробки передач для того, чтобы передать крутящий момент. Это необходимо при движении с места и при переключении передач в пути.

Существует несколько типов сцепления: механическое (фрикционное), электрическое, гидравлическое, а также их комбинированные варианты.

Все сцепления схожи по принципу работы, по сути являются механическими с различными модификациями отвечающих заданным условиям комфорта и эксплуатации. Конструктивно состоит из множества элементов, разнообразие сочетаний которых определяет тип сцепления:

  • одно и двухпоточное, представляет собой сочетание двух однопоточных, на легковых автомобилях применяют однопоточное сцепление;
  • по трению: мокрое (в масле) и сухое (в воздушной среде);
  • постоянно, применяемое на легковых автомобилях и непостоянно замкнутое;
  • по количеству имеющихся ведомых дисков: 1-дисковые (наиболее распространенные), 2-дисковые и многодисковые.
  • от того, какие используются пружины, могут быть такие типы: с диафрагменной (по центру) пружиной и с цилиндрическими (по окружности) пружинами.

Чаще всего сейчас на автомобилях встречается однодисковое сцепление сухого типа.

Конструктивные особенности и принцип работы

  1. Механическое сцепление делает свою работу, используя силы трения.
  2. Гидравлический тип соединения вала мотора с валом коробки происходит благодаря потоку жидкости.
  3. Электромагнитный тип работает за счёт магнитного поля.

Рассмотрим отдельно каждый вид сцепления и его приводы.

Механическое

устройство сцепления

Сцепление с механическим приводом

Структура механического сцепления обычно представляет собой один и более фрикционных дисков, которые сжаты с маховиком или между собой пружинами. Привод механического сцепления осуществляется по средствам троса.

Маховик болтами крепится к коленвалу мотора. Он используется в качестве ведущего диска.

Сейчас распространено использование двухмассового маховика, который стабилизирует крутящие нагрузки на вал. Обе части его соединяются одна с другой пружинами.

Корзина бывает нажимного (лепестки сдвигаются внутрь, к маховику) и вытяжного вида (например, на некоторых французских моделях). Для каждого вида применяется свой выжимной подшипник. Крепление корзины к маховику производится болтами.

Ведомый диск входит в шлицы вала коробки и способен по ним смещаться. Дисковые демпферные пружины выполняют функцию сглаживания колебаний в момент переключения передач.

Фрикционные накладки крепятся заклепками к основанию ведомого диска. Выполнены они из композитного вещества: чаще — из кевларовых нитей или углеродного волокна, иногда – из керамики. Особо прочные – это металлокерамические накладки. Они рассчитаны выдерживать температуру вплоть до 600°С кратковременно.

Выжимной подшипник закреплен на защитном кожухе и имеет выжимную площадку. Находится на первичном вале.

Принцип работы

К коленвалу двигателя крепится маховик и выполняет функцию ведущего диска. Кроме этого есть «корзина» (т.е. нажимной диск) и ведомый диск (с фрикционными накладками). «Корзина» придавливает ведомый диск к маховику, что способствует передаче крутящего момента к коробке передач от мотора.

Нажимной диск имеет круглую форму с лучевым основанием и плотно соединен с маховиком. На нем находятся выжимные пружины лепесткового типа, которые взаимодействуют с прижимной площадкой. Размер площадки соответствуют диаметру маховика. Между площадкой и маховиком размещен ведомый диск. Выжимной подшипник давит на выжимные пружины по центру выжимного диска. Движение от надавливания на педаль сцепления переходит через трос далее на выжимную вилку, а она уже смещает выжимной подшипник. По центру диска подшипник давит на выжимные пружины. В итоге площадка выходит с зацепления с ведомым диском.

Гидравлическое

гидравлический привод сцепления

Гидравлический привод сцепления

Гидравлическим называется механическое сцепление с гидравлическим приводом. Основные составляющие – это, прежде всего цилиндры: главный и рабочий. Если утопить педаль сцепления, тогда шток главного гидроцилиндра соответственно сместится. Возникшее давление переходит по трубке в рабочий цилиндр, который двигает выжимную вилку, а та смещает подшипник.

Двухдисковое

Таким сцеплением комплектуются тяжелые грузовики, тракторы, танки, некоторые мотоциклы и спортивные кары.

Оно используется, если присутствуют крутящие моменты повышенной мощности. Его установка обеспечивает более продолжительный ресурс применяемых деталей конструкции.

Здесь используются 2 ведомых диска, а «корзина» обладает двумя рабочими поверхностями. В конструкцию добавлена система управления синхронным нажатием.

устройство двухдискового сцепления

Мокрого трения

Механизмы этого сцепления выполняют свои функции в масляной среде.

Оно применяется на мотоциклах, которые имеют поперечное расположение мотора.

Это обусловлено конструктивной особенностью самих мотоциклетных моторов. Здесь используется один и тот же картер: как для коробки передач, так и мотора.

Принцип работы. Шток, который пропускается через пустотелый вал коробки, посылает возвратно-поступательное движение от троса рычага сцепления.

Роль выжимного подшипника играет шарик на торце штока. Он воздействует на грибок. В результате отводится нажимной диск, сжатие между пакетом дисков ослабляется, вал коробки перестает крутиться.

Саморегулирующееся

Бывает таких видов: SAC, XTend, SAT.

Self Adjusting Clutch (SAC). Используется дополнительная пружина. В процессе износа накладок ведомый диск начинает увеличивать давление, в результате чего происходит равномерный прижим до полной выработки накладок.

Устройство сцепления SAC

XTend. Механизм расположен посередине между «корзиной» с одной стороны и пружиной диафрагмы с другой.

В процессе износа по клиновидным ползунам сдвигается верхнее установочное кольцо. Уровень износа устанавливается по пружиной защелке. Она фиксируется и смещается до ограничителя.

Сверху и снизу имеются установочные кольца для компенсации постоянного износа накладок.

Устройство сцепления XYend

Self-Adjusting Technology (SAT). Зубчатая планка на опорном кольце сдвигает храповой механизм, используя червячную передачу, по мере износа накладок. Опорное кольцо конической формы. Оно находится между центральной пружиной и «корзиной». Все это фиксирует собачка. Проконтролировать износ можно по выходу зубчатой планки.

устройство сцепления SAT

Данное устройство можно использовать на машинах, где они не были установлены заводом-изготовителем.

Электрическое

электрический привод сцепления

Конструктивным отличием электрической системы от механической является электромотор. Он включается в момент перемещения педали сцепления вниз. Электромотор двигает трос, и тот уже смещает выжимной подшипник через коромысло.

Электронное

Выполнено на основе электронной педали сцепления на базе механической коробки передач. Сцепление переключается электродвигателем автоматически.

Варианты исполнения

электронное сцепление

EKM. Здесь, в принципе, педаль уже не нужна, т.к. управляют системой блоки: электронный и гидравлический. Данные от датчиков на коленвале, системе подачи топлива, педали газа идут в блок управления, который передает команды гидравлическому блоку. А тот, в свою очередь, руководит механизмом сцепления.

Такая система обеспечивает экономию топлива до 10%. Переключение передач выполняется быстро и плавно.

Electronic Clutch System. Важными характеристиками такого вида являются то, что если прекратить давить на педаль газа во время движения, например, при движении по городу или на спуске, то двигатель не глохнет, торможение двигателем при спуске не происходит (машина двигается накатом).

Читайте также  Устройство тормозной системы ваз

Особенности некоторых видов

Автоматические КПП чаще всего имеют влажное (иногда, сухое) сцепление многодискового типа. Исходное движение задает не педаль, а актуатор (сервопривод).

Актуаторы бывают электрические (управляющий электронный блок и шаговый двигатель) и гидравлические (гидрораспределитель и исполнительный гидроцилиндр).

Принцип работы. При достижении заданных оборотов вращения двигателя управляющий блок отсылает сигнал на сервопривод. Тот срабатывает и отсоединяет вал двигателя от вала коробки, используя передаточный механизм. После определения автоматикой необходимой передачи выполняется переключение.

Роботизированные КПП работают от электроприводов. Среди них имеются виды с 2-мя сцеплениями, которые включаются поочередно.

Принцип работы. Когда обороты мотора возрастают, в распределителе начинает увеличиваться давление масла. При заданном значении давления распределитель направляет это давление на актуатор, который запускает весь процесс. Давление приходит к исходному значению после переключения передачи, и двигатель вновь начинает крутить вал коробки.

Вариаторы существуют: цепные, тороидальные, клиноременные. Клиноременные популярны больше других. При росте оборотов мотора сходятся «щеки» шкива под влиянием центробежной силы, натягивая ремень. Ремень приводит в движение ведомый шкив.

Керамическое сцепление служит для высоких нагрузок, поэтому используется в гоночных автомобилях и тяжелых грузовиках. Для легкового транспорта оно не оправдано, так как происходит быстрое схватывание крутящего момента мотора.

керамический диск сцепления

Электромагнитное порошковое сцепление можно было встретить на определенных моделях автомобилей с ручным управлением. Суть его заключалась в том, что порошок, находящийся между дисками принимал требуемую жесткость тогда, когда подавалось напряжение на обмотку электромагнита. В итоге диски получали сцепление между собой, и вал мотора начинал крутить вал коробки передач. Не получило распространения из-за очень маленького ресурса.

Кулачковые КПП применяются в гоночных машинах. При этом педаль сцепления нужна только на старте. Далее она не участвует в переключении передач.

Новые разработки

Компания Nissan планируют полностью исключить механику между рулем и колесами, ее заменит электроника. Такая система называется «steer-by-wire».

Европейские конструкторы работают над созданием двухмассовых маховиков с маятниковой системой. Здесь должны добавиться самоопределяющиеся в пространстве 3-4 детали. За счет движения в противофазе они должны более эффективно гасить колебания. Существует несколько вариантов размещения таких деталей: внутри или снаружи маховика, а также на корпусе корзины. Немцы уже выпустили первые образцы с таким типом сцепления.

двухмассовый маховик

Заключение

Сцепления постоянно совершенствуются, как и другие узлы и системы автомобилей. Причем, каждый вид имеет как достоинства, так и недостатки. Главное, это иметь понятие о том виде сцепления, которое установлено на вашем автомобиле и правильно его эксплуатировать.

Принцип работы сцепления

Сцепление является важным конструктивным элементом трансмиссии автомобиля. Сцепление предназначено для кратковременного отсоединения двигателя от трансмиссии и плавного их соединения при переключении передач, а также предохранения элементов трансмиссии от перегрузок и гашения колебаний. Сцепление автомобиля располагается между двигателем и коробкой передач.

В зависимости от конструкции различают следующие типы сцепления:

Фрикционное сцепление передает крутящий момент за счет сил трения. В гидравлическом сцеплении связь обеспечивается за счет потока жидкости. Электромагнитное сцепление управляется магнитным полем.

Самым распространенным типом сцепления является фрикционное сцепление.

Различает следующие виды фрикционного сцепления:

В зависимости от состояния поверхности трения сцепление может быть сухое и мокрое. В сухом сцеплении используется сухое трение между дисками. Мокрое сцепление предполагает работы дисков в жидкости.

На современных автомобилях устанавливается в основном сухое однодисковое сцепление.

Однодисковое сцепление имеет следующее устройство:

✔подшипник выключения сцепления;

Схема однодискового сцепления

Маховик устанавливается на коленчатом вале двигателя. Он выполняет роль ведущего диска сцепления . На современных автомобилях применяется, как правило, двухмассовый маховик. Такой маховик состоит из двух частей, соединенных пружинами. Одна часть соединена с коленчатым валом, другая — с ведомым диском. Конструкция двухмассового маховика обеспечивает сглаживание рывков и вибраций коленчатого вала. В картере сцепления размещаются конструктивные элементы сцепления. Картер сцепления крепиться болтами к двигателю.

Нажимной диск прижимает ведомый диск к маховику и при необходимости освобождает его от давления. Нажимной диск соединен с корпусом (кожухом) с помощью тангенциальных пластинчатых пружин. Тангенциальные пружины, при выключении сцепления, выполняют роль возвратных пружин.

На нажимной диск воздействует диафрагменная пружина, обеспечивающая необходимое усилие сжатия для передачи крутящего момента. Диафрагменная пружина наружным диаметром опирается на края нажимного диска. Внутренний диаметр пружины представлен упругими металлическими лепестками, на концы которых воздействует подшипник выключения сцепления. Диафрагменная пружина закреплена в корпусе. Для закрепления используются распорные болты или опорные кольца.

Нажимной диск, диафрагменная пружина и корпус образуют единый конструктивный блок, который носит устоявшееся название корзина сцепления. Корзина сцепления имеет жесткое болтовое соединение с маховиком. По характеру работы различают два типа корзин сцепления — нажимного и вытяжного действия. В распространенной корзине сцепления нажимного действия лепестки диафрагменной пружины при выключении сцепления перемещаются к маховику. В вытяжной корзине сцепления наоборот — лепестки диафрагменной пружины перемещаются от маховика. Данный тип корзины сцепления характеризуется минимальной толщиной, поэтому применяется в стесненных условиях.

Ведомый диск располагается между маховиком и нажимным диском. Ступица ведомого диска соединяется шлицами с первичным валом коробки передач и может перемещаться по ним. Для обеспечения плавности включения сцепления в ступице ведомого диска размещены демпферные пружины, выполняющие роль гасителя крутильных колебаний.

На ведомом диске с двух сторон установлены фрикционные накладки. Накладки изготавливаются из стеклянных волокон, медной и латунной проволоки, которые запрессованы в смесь из смолы и каучука. Такой состав может кратковременно выдерживать температуру до 400°С. Накладки ведомого диска могут иметь и более высокую тепловую характеристику. На спортивных автомобилях устанавливают т.н. керамическое сцепление, накладки ведомого диска которого состоят из керамики, кевлара и углеродного волокна. Еще более прочные металлокерамические накладки, выдерживающие температуру до 600°С.

Подшипник выключения сцепления (обиходное название — выжимной подшипник) является передаточным устройством между сцеплением и приводом. Он располагается на оси вращения сцепления и непосредственно воздействует на лепестки диафрагменной пружины. Подшипник располагается на муфте выключения. Перемещение муфты с подшипником обеспечивает вилка сцепления.

Схема двухдискового сцепления

На грузовых и легковых автомобилях с мощным двигателем применяется двухдисковое сцепление. Двухдисковое сцепление осуществляет передачу большего крутящего момента при неизменном размере, а также обеспечивает больший ресурс конструкции. Это достигнуто за счет применения двух ведомых дисков, между которыми установлена проставка. В результате получены четыре поверхности трения.Принцип работы сцепления

Однодисковое сухое сцепление постоянно включено. Работу сцепления обеспечивает привод сцепления.

При нажатии на педаль сцепления привод сцепления перемещает вилку сцепления, которая воздействует на подшипник сцепления. Подшипник нажимает на лепестки диафрагменной пружины нажимного диска. Лепестки диафрагменной пружины прогибаются в сторону маховика, а наружный край пружина отходит от нажимного диска, освобождая его. При этом тангенциальные пружины отжимают нажимной диск. Передача крутящего момента от двигателя к коробке передач прекращается.

При отпускании педали сцепления диафрагменная пружина приводит нажимной диск в контакт с ведомым диском и через него в контакт с маховиком. Крутящий момент за счет сил трения передается от двигателя к коробке передач.

Привод сцепления

Управление сцеплением в автомобилях с механической коробкой передач производится с помощью педали, но педаль — это лишь один из элементов привода сцепления, а все самое главное скрыто от глаз водителя. О том, что такое привод сцепления, каких он бывает видов, как устроен и как работает, читайте в этой статье.

Назначение и классификация приводов сцепления

Привод сцепления — специальная система, предназначенная для управления сцеплением в автомобилях с механической коробкой передач. С помощью привода усилие от педали передается на вилку выключения сцепления, а через нее — на пружину, что позволяет простым положением педали управлять положением дисков сцепления.

Передать усилие от педали на вилку можно разными способами, и именно на этом строится классификация приводов сцепления. Сегодня выделяют два основных типа привода:

Также существуют комбинированные приводы (электрогидравлический, электромеханический, то есть — с использованием электромоторов), электромагнитный и другие типы приводов, но они не нашли широкого применения в современных автомобилях. Поэтому расскажем только об основных типах привода сцепления.

Схема механического привода выключения сцепления и механизма сцепления:

  1. коленчатый вал
  2. маховик
  3. ведомый диск
  4. нажимной диск
  5. кожух сцепления
  6. нажимные пружины
  7. отжимные рычаги
  8. подшипник выключения сцепления
  9. вилка выключения сцепления
  10. металлический трос
  11. рычаг привода
  12. педаль сцепления
  13. шестерня первичного вала
  14. картер коробки передач
  15. первичный вал коробки передач

Устройство и принцип работы механического привода сцепления

Главная особенность механического привода сцепления в том, что в нем усилие от педали к вилке передается с помощью металлического троса. В состав механического привода входят следующие основные компоненты:

— Педаль сцепления;
— Рычажный привод;
— Трос в гибкой оболочке;
— Вилка выключения сцепления;
— Устройство регулирования свободного хода педали.

Принцип действия механического привода тоже прост: при нажатии на педаль с помощью рычажной передачи трос натягивается и тянет за собой вилку выключения сцепления, которая через муфту и подшипник сжимает пружину — сцепление выключается. Возврат педали производится пружиной. Регулировка свободного хода педали, а также компенсация износа фрикционных накладок на дисках производится с помощью регулировочной гайки, расположенной на конце троса.

Механический привод широко применяется на мотоциклах и легковых автомобилях (где сцепление имеет небольшую массу и требует небольших усилий для управления), он очень прост в производстве и регулировании, надежен и имеет очень низкую стоимость. Однако недостаток механического привода в его трущихся деталях — стальной тросик со временем изнашивается, он может заклинить или оборваться, свободный ход педали увеличивается и т.д. Но, несмотря на это, механический привод сцепления вряд ли в будущем уступит место более совершенным механизмам.

Устройство и принцип работы гидравлического привода сцепления

В гидравлическом приводе сцепления используется принцип передачи усилия с помощью несжимаемой жидкости. Устройство привода не отличается сложностью:

— Педаль сцепления;
— Главный цилиндр;
— Рабочий цилиндр;
— Магистраль гидропривода;
— Бачок с рабочей жидкостью.

Работа гидравлического привода, как и работа любого другого гидропривода, очень проста: при нажатии на педаль происходит сжатие жидкости в главном цилиндре, жидкость под давлением через магистраль поступает в рабочий цилиндр и толкает поршень, который, в свою очередь, с помощью штока толкает вилку выключения сцепления. Возврат вилки и поршней в первоначальное положение происходит за счет пружин при отпускании педали.

Читайте также  Не заводится 21099 карбюратор

Часто в гидравлических приводах сцепления используется та же жидкость, что и в тормозной системе — обе системы питаются жидкостью из одного бачка.

Гидравлический привод имеет более сложную конструкцию и более высокую стоимость, однако он надежен, не подвержен износу и позволяет управлять сцеплением минимальными усилиями. В грузовых автомобилях гидравлический привод часто дополняется пневматическими или гидравлическими усилителями.

Устройство и принцип работы электронного привода сцепления

В последнее время многие компании предлагают совершенно новые конструкции приводов сцепления, которые находят применение в перспективных автомобилях, в том числе гибридных и электрических. Отдельного внимания заслуживает привод «Electronic Clutch System» от компании Bosch.

Electronic Clutch System (дословно — «Электронная система сцепления») — система, которая позволяет на автомобилях с механической коробкой передач реализовать некоторые функции автоматических коробок. В частности, при движении на первой передаче по городским пробкам управление автомобилем производится только педалями газа и тормоза (сцепление выключается при отпускании акселератора), педаль сцепления становится нужной только при переключении на вторую и более высокие передачи.

Электронный привод сцепления объединяет электронный блок педали сцепления, ряд датчиков (датчик положения рычага переключения скоростей, положения педали газа и другие), электронный блок управления и электрогидравлический привод вилки выключения сцепления. Также электронное сцепление связано с электронной системой управления двигателем, благодаря чему при переключении скоростей происходит автоматическое изменение оборотов двигателя.

Электронное сцепление дает возможность реализовать несколько полезных функций, которые снижают утомляемость водителя и уменьшают расход топлива. Как заявляет производитель, экономия топлива может достичь 10% и более, что при современных ценах на бензин даст ощутимый эффект.

На сегодняшний день система Electronic Clutch System находится на стадии тестирования, поэтому применяется ограниченно, но в будущем она может получить самое широкое распространение.

Другие статьи

Винты, болты и гайки, разложенные по столу или в пластиковой емкости, легко теряются и повреждаются. Эту проблему при временном хранении метизов решают магнитные поддоны. Все о данных приспособлениях, их типах, конструкции и устройстве, а также о выборе и применении поддонов — читайте в этой статье.

В подвесках грузовых автомобилей, автобусов и другой техники предусмотрены элементы, компенсирующие реактивный момент — реактивные штанги. Соединение штанг с балками мостов и рамой осуществляется с помощью пальцев — об этих деталях, их типах и конструкции, а также о замене пальцев читайте в статье.

Многие модели автомобилей МАЗ оснащаются приводом выключения сцепления с пневматическим усилителем, важную роль в работе которого играет клапан включения привода. Все о клапанах включения привода сцепления МАЗ, их типах и конструкции, а также о подборе, замене и ТО данной детали — узнайте из статьи.

При ремонте поршневой группы двигателя возникают сложности с установкой поршней — выступающие из канавок кольца не позволяют поршню свободно войти в блок. Для решения этой проблемы используются оправки поршневых колец — о данных приспособлениях, их типах, конструкции и применении узнайте из статьи.

Как работает сцепление в автомобиле: принцип работы для «чайников»

Многие автомобилисты имеют лишь поверхностное понятие о том, как функционирует сцепление автомобиля. Некоторые считают, что своими силами изучить этот вопрос детальнее маловероятно. Конечно, зубья, шестерёнки и пружины мудрены для восприятия «молодых» автомобилистов, поэтому мы решили помочь в таком деле и описать суть действия сцепления в максимально простой форме.

НазначениеКлассификацияПо связи ведущих и ведомых частейПо типу создания По типу приводаКак устроеноПринцип работы сцепления автомобиля $(‘.index-post .contents’).toggleClass(‘hide-text’, localStorage.getItem(‘hide-contents’) === ‘1’)

Сцепление, или соединительная муфта, является неотъемлемой составляющей любого автотранспорта. Именно это устройство берёт на себя ключевые нагрузки и удары. Узел представляет собой силовое зажимное устройство, которое передаёт вращательный импульс между главными частями автомобиля: трансмиссией и двигателем. Сформирован узел из небольшого количества дисков.

Автосцепление направлено на временное отделение коробки скоростей от двигателя и мягкого их подключения. Необходимость плавности притирки появляется во время хода авто. Переходное отсоединение движка и коробки переключения передач (КПП) важно и при дальнейшем переключении скоростного режима, и при немедленном торможении или остановке авто.

Важно! Нагрузка на сцепление возрастает во время затормаживания, при резком его включении, а также при наезде авто на неровность дорожного полотна.

Во время хода транспортного средства система соединительной муфты в основном находится во включённом положении. Она служит передатчиком мощности от движка к КПП, а также защищает детали последнего от разнообразных интенсивных действий, которые образуются в трансмиссии.

Сцепление систематизируют по нескольким функциональным устройствам.

По связи ведущих и ведомых частей

По контакту пассивных и активных элементов различают такие категории узлов:

Гидравлический. Работа выполняется за счёт потока специальной суспензии. Подобные муфты применяются в автоматических коробках скоростей.1 – бачок гидравлического привода сцепления/главного тормозного цилиндра; 2 – шланг подачи жидкости; 3 – вакуумный усилитель тормозов; 4 – пылезащитный колпачок; 5 – кронштейн сервопривода тормоза; 6 – педаль сцепления; 7 – штуцер прокачки главного цилиндра сцепления; 8 – главный цилиндр сцепления; 9 – гайка крепления кронштейна главного цилиндра сцепления; 10 – муфта трубопровода; 11 – трубопровод; 12 – прокладка; 13 – опора; 14 – втулка; 15 – прокладка; 16 – штуцер прокачки рабочего цилиндра сцепления; 17 – рабочий цилиндр сцепления; 18 – гайки крепления кронштейна рабочего цилиндра; 19 – картер сцепления; 20 – муфта гибкого шланга; 21 – гибкий шланг

Электромагнитный. Для приведения в действие используется магнитный поток. Устанавливается на малогабаритных автомобилях.Фрикционный или типичный. Передача импульса осуществляется за счёт силы трения. Самый ходовой тип для автомобилей с механической коробкой передач.1.* Размеры для справок. 2. Момент затяжки болтов крепления картера 3. Привод выключения сцепления автомобиля должен обеспечить: 1. Перемещение муфты для выключения сцеплении 2. Осевое усилие на упорном кольце при не выключенном сцеплении 4. На виде А-А муфта и кожух коробки передач не показаны

Важно! По причине сложности устройства электромагнитная и гидравлическая муфты не заработали повсеместного применения.

По типу создания

В данной категории различают такие типы соединительной муфты:

центробежные;частично центробежные;с основной пружиной;с периферийными спиралями.

По числу руководимых валов выделяют:

однодисковые — самый распространённый тип;двухдисковые — устанавливаются на грузовом транспорте или автобусах солидной вместимости;многодисковые — используются в мототехнике.

По типу привода

По разряду привода сцепления классифицируют на:

Механические. Предусматривают передачу импульса при нажиме на рычаг через трос на выжимную вилку.1 — фиксирующий зажим; 2 — механизм регулировки свободного хода педали; 3, 4 — уплотнительные шайбы; 5 — втулка; 6 — педаль сцепления; 7 — кронштейн педали сцепления троса; 8, 9 — болты крепления; 10 — рычаг; 11 — стопорная шайба; 12 — уплотнительная шайба; 13 — зубчатая шайба; 14 — пружина; 15 — толкатель; 16 — опорный элемент; 17 — упор оболочкиГидравлические. Включают в состав главный и рабочий цилиндры сцепления, которые сопряжены трубкой повышенного давления. При натиске на педаль включается в работу шток ключевого цилиндра, на котором размещается поршень. Он в ответ давит на ходовую жидкость и создаёт пресс, который передаётся к основному цилиндру.

Знаете ли вы? В авто с автоматической КПП педаль сцепления отсутствует. Но это означает только то, что соединительная муфта работает без участия человека.

Существует и электромагнитный тип соединительной муфты, но сегодня он практически не используется в машиностроении ввиду дорогостоящего обслуживания.

Чтобы понять, как работает соединительная муфта, следует хотя бы знать, как она выглядит и какова её конструкция. Выражаясь простым языком, описать строение этого узла можно так: все его элементы собраны в картер, который также соединяется с картером мотора. В широком смысле состав соединительной муфты можно описать так:

маховик;диски с фрикционным веществом;нажимная сцепка;ведущий диск (он же — корзина сцепления);вилка;выжимной подшипниковый узел;вал КПП;вал педали.

Ключевыми рабочими элементами узла являются подчинённый и главный диски, которые либо притягиваются друг к другу, либо отталкиваются под воздействием привода. Нажимной диск — это громоздкий, широкий круг, который плотно закреплён в кожухе и не контактирует с валом КПП.

Конструкция сцепления автомобиля

Ведомый же элемент намного уже и находится на углублениях вала КПП, которые, в свою очередь, создают условия для его жёсткой сцепки и позволяют ему перемещаться вдоль вала. При эксплуатации оба этих диска под нажимом пружин и выжимной опоры тесно соединяются и поставляют крутящий импульс от двигателя на первичный вал.

Важно! Сцепление не требует особого обслуживания. Достаточно соблюдать рекомендации по корректному вождению.

Если их расцепить (выжать педаль сцепления), крутящийся момент обрывается, и пассивный диск, следовательно, перестаёт вращаться с валом.

Принцип работы сцепления автомобиля

Суть работы как гидравлического, так и фрикционного сцепления можно изложить так. Если соединительная муфта отпущена, то ведомый стержень зажимается между активным диском и колесом. Когда автомобилист давит на педаль газа, то в конструкции возникает трение и крутящий импульс направляется от колеса движка внутреннего сгорания на мощность авто.

Когда выжимается педаль сцепления, элементы агрегата начинают работу и взаимодействуют друг с другом. В итоге пассивный вал уходит от прижимного усилия. Чтобы обеспечить этот результат, в ход вступает тросик агрегата. На выжимной подшипниковый узел влияет вилка отключения устройства, вследствие чего подшипник движется к маховику по валу. Потом подшипниковый узел давит на планки нажимной пружины.

Знаете ли вы? Если бы не было сцепления, вождение задним ходом было бы невозможным.

Если мочки пружины агрегата сгибаются к маховику, внешний край отжимается от нажимного диска, разгружая его. Параллельно тангенциальные спирали отпускают активный диск, и крутящий импульс не передаётся.Когда водитель освобождает педаль, активный диск начинает работать с пассивным шкивом через диафрагменную пружину. Стоит также упомянуть, что этот элемент при отжиме педали также контактирует с маховиком.

Видео: принцип работы сцепления автомобиля

Тогда вращающий импульс передаётся от двигателя к КПП, за счёт созданной силы трения. Итак, мы доступно рассказали об устройстве и сути действия сцепления. Как видно, данное устройство имеет огромное значение для транспорта.

Читайте также  Можно ли получить налоговый вычет за машину

Узнайте что такое сцепление в автомобиле, что такое корзина сцепления, как устроена система сцепления, как заменить диск сцепления своими руками, как выявить неисправности сцепления, как проверить сцепление и бороться со скрипом, и свободным ходом.

Чтобы подольше сохранить работоспособность узла, необходимо мягко работать с педалью и не допускать резких движений.

Принцип работы механического сцепления

Сцепление автомобиля служит для плавного соединения коленвала двигателя с валом коробки передач для того, чтобы передать крутящий момент дальше по трансмиссии на колеса.
А почему возникает необходимость такого плавного соединения? — Дело в том, что двигатель, который является источником движения и крутящего момента для автомобиля имеет определенную частоту вращения. И эта частота оборотов двигателя намного больше чем та, которая нужна для вращения колес. Значит нужно понизить обороты в связке двигатель-колеса. Для этой цели служит коробка перемены передач (КПП). А вот для того чтобы плавно соединить КПП с двигателем, или наоборот совсем отсоединить КПП от двигателя используется сцепление.

Виды сцепления

    • одно и двухпоточное. На легковых автомобилях применяют однопоточное сцепление. двухпоточное используется на тракторах и спецтехнике для вращения вала отбора мощности;
    • по трению: мокрое (в масле) и сухое (в воздушной среде);
    • постоянно замкнутое (применяемое на легковых автомобилях) и непостоянно замкнутое;
    • по количеству имеющихся ведомых дисков: 1-дисковые (наиболее распространенные), 2-дисковые и многодисковые.
    • от того, какие используются пружины, могут быть такие типы: с диафрагменной (по центру) пружиной и с цилиндрическими (по окружности) пружинами.

    В настоящее время чаще всего на автомобилях встречается однодисковое сцепление сухого типа.

    Сцепление автомобиля

    Конструктивные особенности и принцип работы

    Механическое сцепление делает свою работу, используя силы трения.
    Гидравлический тип соединения вала мотора с валом коробки происходит благодаря потоку жидкости.
    Электромагнитный тип работает за счёт магнитного поля.

    Электромагнитный тип сцепления можно понять из принципа работы электромуфты вентилятора.

    Гидравлический тип сцепления наиболее часто используется в связке с АКПП.

    Механический тип сцепления рассмотрим ниже.

    Типы привода сцепления

    Механизмом сцепления нужно управлять, чтобы подключение/отключение трансмиссии от двигателя происходило в нужный момент. Для управления сцеплением есть разные конструкции: Механические, Гидравлические, Пневматические и Электрические.

    Механический привод сцепления широко использовался в начале и в середине 20 века. Основное его преимущество — дешевизна и простота. А минусом является большое количество трущихся деталей, которые могут выйти из строя.

    Принцип действия механического привода прост: при нажатии на педаль с помощью рычажной передачи трос натягивается и тянет за собой вилку выключения сцепления, которая через муфту и подшипник сжимает пружину — сцепление выключается. Возврат педали производится пружиной. Регулировка свободного хода педали, а также компенсация износа фрикционных накладок на дисках производится с помощью регулировочной гайки, расположенной на конце троса.

    Сцепление автомобиля

    Механический привод выключения сцепления

    Гидравлический привод сцепления пришел на смену механическому.
    В гидравлическом приводе сцепления используется принцип передачи усилия с помощью несжимаемой жидкости. Устройство привода не очень сложное. Состав привода: Педаль сцепления, Главный цилиндр, Рабочий цилиндр, Магистраль гидропривода и Бачок с рабочей жидкостью.

    Сцепление автомобиля

    Гидропpивод выключения сцепления автомобилей семейства УАЗ–31512:
    1 – кpышка; 2 – фильтp-сетка; 3 – бачок; 4 – гидpотpубка; 5 – главный цилиндp пpивода сцепления; 6 – пеpепускное отвеpстие; 7 – компенсационное отвеpстие; 8 – шайба; 9,18,21,26 – пpужины; 10 – внутpенняя манжета; 11 – штуцеp; 12 – поpшень главного цилиндpа; 13 – наpужная манжета; 14 – защитный колпак; 15 – толкатель главного цилиндpа; 16 – ось педали; 17 – вилка; 19 – педаль; 20 – муфта; 22 – шаpовая опоpа; 23 – вилка выключения сцепления; 24 – гидpошланг; 25 – pабочий цилиндp; 27 – колпачок; 28 – пеpепускной клапан; 29 – манжета; 30 – поpшень pабочего цилиндpа; 31 – толкатель; 32 – колпак; 33 – контpгайка; 34 – ввеpтная часть толкателя

    Сцепление автомобиля

    Гидpопpивод выключения сцепления автомобилей семейства УАЗ–3741:
    1 – бачок; 2 – главный цилиндp; 3, 5 – гидpотрубки; 4 – соединительная муфта; 6 – педаль; 7 – гидpошланг; 8 – pабочий цилиндp; 9 – пружина

    На некоторых автомобилях применяется вакуумный либо пневматический усилитель привода. Его установка облегчает управление автомобилем.

    Конструкция механического сцепления

    Сцепление автомобиля

    Сцепление автомобилей УАЗ–469:
    1 – нижняя часть каpтеpа сцепления; 2 – маховик; 3 – ведомый диск; 4 – нажимной диск; 5 – пеpедний подшипник; 6 – коленчатый вал; 7 – первичный вал; 8 – игольчатый подшипник; 9 – каpтеp сцепления; 10 – палец оттяжного pычага; 11 – оттяжной pычаг; 12 – ось оттяжного рычага; 13 – pолик оттяжного pычага; 14 – вилка оттяжного pычага; 15 – pегулиpовочный винт; 16 – оттяжная пpужина муфты; 17 – муфта выключения сцепления; 18 – подшипник выключения сцепления; 19 – нажимная пpужина; 20 – кожух сцепления; 21 – теплоизолиpующая шайба; 22 – пробка; 23 – шланг смазки подшипника; 24 – кронштейн масленки; 25 – корпус масленки; 26 – крышка масленки; 27 – зубчатая шайба

    Структура механического сцепления обычно представляет собой один и более фрикционных дисков, которые сжаты с маховиком или между собой пружинами.

    Маховик болтами крепится к коленвалу мотора. Он используется в качестве ведущего диска.
    Сейчас распространено использование двухмассового маховика, который стабилизирует крутящие нагрузки на вал. Обе части его соединяются одна с другой пружинами.

    Корзина бывает нажимного (лепестки сдвигаются внутрь, к маховику) и вытяжного вида (например, на некоторых французских моделях). Для каждого вида применяется свой выжимной подшипник. Крепление корзины к маховику производится болтами.

    Сцепление автомобиля

    Нажимной диск с установленными pычагами выключения сцепления

    Ведомый диск входит в шлицы вала коробки и способен по ним смещаться. Дисковые демпферные пружины выполняют функцию сглаживания колебаний в момент переключения передач.

    Сцепление автомобиля

    Ведомый диск сцепления:
    1 – фрикционные накладки; 2 – заклепки; 3 – пpужина ведомого диска; 4 – стальной диск; 5 – демпфеpная пpужина; 6 – ступица; 7 – фpикционные кольца; 8 – pегулиpовочные кольца; 9 – ведомый диск; 10 – упоpный палец; 11 – балансиpовочный гpузик

    Конструкция ведомого диска сцепления более подробно:

    Сцепление автомобиля

    Фрикционные накладки крепятся заклепками к основанию ведомого диска. Выполнены они из композитного вещества: чаще — из кевларовых нитей или углеродного волокна, иногда – из керамики. Особо прочные – это металлокерамические накладки. Они рассчитаны выдерживать температуру вплоть до 600°С кратковременно.

    Выжимной подшипник закреплен на защитном кожухе и имеет выжимную площадку. Находится на первичном вале.

    Сцепление автомобиля

    Выжимной подшипник

    Принцип работы механического сцепления

    К коленвалу двигателя крепится маховик и выполняет функцию ведущего диска. К маховику прикреплен "бутерброд", собранный в корзину, из нажимного и ведомого диска (ведомый диск соединен с КПП). Нажимной диск придавлен диафрагментарной пружиной к ведомому диску (с фрикционными накладками), а тот к маховику. Таким образом крутящий момент посредством силы трения передается на КПП.

    Сцепление автомобиля

    Чтобы выключить передачу крутящего момента надо разъединить (выключить) сцепление маховика с ведомым диском. Для этого нужно нажать на диафрагменную пружину и отвести нажимной диск от ведомого. Делается это посредством выжимного подшипника и привода сцепления.

    Виды фрикционных накладок

    Органика — Фрикционный материал, который применяется на 95% всех типов используемых на сегодняшний день сцеплений. Органические накладки дешевы и неприхотливы. Именно по этим причинам они используются автомобильными производителями для авто ориентированных на комфортную повседневную эксплуатацию. Многие тюнинговые бренды сцеплений имеют в своей линейке усиленную органику, которая отличается от заводской более качественными составляющими фрикционного материала, термостойкость которого не превышает 250°С. Но усиленными данные сцепления можно назвать не столько из-за более качественного состава, а скорее из-за того, что в комплект входит корзина с повышенной прижимной силой.

    FiberTuff — Новый инновационный фрикционный материал, накладки которого состоят из смеси керамического наполнителя, углеродного волокна и кевлара, разработанные как износостойкая, высокопрочная и стойкая к высоким рабочим температурам альтернатива органическим накладкам. По фрикционным качествам, накладки FiberTuff очень похожи на органические накладки. Но способны выдерживать на 10-15% больше крутящего момента, чем органика (без увеличения прижимной силы). Срок службы данного состава превосходит органический в 2-4 раза. Термостойкость увеличена до 400°С. При использовании данного сцепления, отмечается улучшение четкости включения сцепления.

    Kevlar — фрикционные накладки изготовленные из кевларового волокна — полимерного материала, пришедшего в автомобилестроение из авиакосмической промышленности. Кевлар применяется также для изготовления бронежилетов и кузовов суперкаров, вроде Ferrari Enzo — деталей весьма прочных и очень легких. Кевларовые сцепления обладают износостойкостью, в 5-10 раз превышающей органические накладки. Они обладают повышенной жаропрочностью и не изнашивают рабочие поверхности маховиков и прижимных дисков. Но при установке требуют грамотного монтажа — накладки очень чувствительны к чистоте и качеству установки , а затем требуется деликатная обкатка в течение минимум 1000 км. Термостойкость кевларовых накладок достигает 370°С. Диск сцепления с такими накладками хорошо подходит для продолжительной жесткой эксплуатации машины.

    Металлокерамика — бывает разная: алюминиевая, чугунная, медная. В большинстве производимых сцеплений применяют металлокерамические накладки, изготовленные на медной основе. Диски сцепления с этими накладками обладают высоким коэффициентом трения и выдерживают весьма высокие температурные режимы (до 600°С). Они очень популярны в автоспорте и тюнинге, поскольку при равных размерах диска передаваемый крутящий момент может возрасти вдвое. Недостаток таких накладок — их агрессивность к сопряженным деталям. Они относительно быстро изнашивают поверхности трения маховика и прижимного диска корзины. Поэтому рекомендованы для использования только на спортивных и гоночных автомобилях.

    Carbon — сцепления на базе углеродных композитов. Главная особенность в том, что прижимной и ведомый диски, а также сопряженная поверхность маховика выполнены из углерода. Он обеспечивает необходимый коэффициент трения (поскольку коэффициент трения углерода по чугуну очень низкий) и максимальную износостойкость. Этот механизм обладает неимоверным температурным пределом (2500°С). Долговечность в 5 раз выше «органики». Единственный недостаток — высокая стоимость.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

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