Как работает демпфер сцепления? - AUTOEXPERTUSA.RU

Как работает демпфер сцепления?

Устройство и принцип работы сцепления автомобиля

Сцеплением называется механизм трансмиссии, передающий крутящий момент от двигателя к коробке передач за счет силы трения. Также оно позволяет кратковременно отсоединить двигатель от трансмиссии и вновь их плавно соединить. Существует достаточно много разновидностей муфт сцепления. Они различаются по количеству ведомых дисков (однодисковое, двухдисковое или многодисковое), по типу рабочей среды (сухое или мокрое) и по типу привода. Разные виды сцеплений имеют соответствующие преимущества и недостатки, но наибольшее распространение на современных автомобилях получило однодисковое сухое сцепление либо с механическим, либо гидравлическим приводом.

  1. Функции сцепления
  2. Элементы муфты сцепления
  3. Принцип работы
  4. Виды сцепления
  5. Сухое сцепление
  6. Мокрое сцепление
  7. Сухое двухдисковое сцепление
  8. Сцепление двухмассового маховика
  9. Ресурс сцепления
  10. Особенности керамического сцепления

Функции сцепления

Муфта сцепления устанавливается между двигателем и коробкой передач и является одним из наиболее нагруженных элементов трансмиссии. Она выполняет следующие основные функции:

  1. Плавное разъединение и соединение двигателя и коробки передач.
  2. Передача крутящего момента без проскальзывания (без потерь).
  3. Компенсация вибраций и нагрузок от неравномерности работы двигателя.
  4. Снижение нагрузок на элементы двигателя и трансмиссии.

Элементы муфты сцепления

Стандартная муфта сцепления, применяющаяся на большинстве автомобилей с механической коробкой передач, включает следующие основные элементы:

  • Маховик двигателя – ведущий диск.
  • Ведомый диск сцепления.
  • Корзина сцепления – нажимной диск.
  • Выжимной подшипник сцепления.
  • Муфта выключения сцепления.
  • Вилка сцепления.
  • Привод сцепления.

На ведомый диск сцепления с обеих сторон установлены фрикционные накладки. Его функция – передача крутящего момента за счет силы трения. Встроенный в корпус диска пружинный демпфер крутильных колебаний смягчает соединение с маховиком и гасит вибрации и нагрузки от неравномерности работы двигателя.

Схема расположения диска сцепления, корзины и выжимного подшипника с муфтой выключения

Нажимной диск и диафрагменная пружина, воздействующие на ведомый диск сцепления, в сборе представляют собой единый узел, получивший название “корзина сцепления”. Ведомый диск сцепления расположен между корзиной и маховиком и соединен с первичным валом коробки передач с помощью шлицев, по которым он может перемещаться.

Диафрагменная пружина корзины может быть либо нажимного, либо вытяжного принципа действия. Отличие – в направлении приложения усилия от привода сцепления: к маховику или от маховика. Особенность конструкции пружины вытяжного действия позволяет использовать корзину, толщина которой значительно меньше. Это делает узел максимально компактным.

Принцип работы

Принцип работы сцепления основан на жестком соединении ведомого диска сцепления и маховика двигателя за счет возникающей силы трения от усилия, которое создает диафрагменная пружина. Сцепление имеет два режима: «включено» и «выключено». Основное время работы ведомый диск прижат к маховику. Крутящий момент от маховика передаётся ведомому диску, а от него через шлицевое соединение на первичный вал коробки передач.

Схема работы диафрагменной пружины

Для выключения муфты водитель нажимает на педаль, которая соединена с вилкой механическим или гидравлическим приводом. Вилка перемещает выжимной подшипник, который, нажимая на концы лепестков диафрагменной пружины, прекращает её давление на нажимной диск, а он, в свою очередь, освобождает ведомый. В этот момент двигатель разъединен с трансмиссией.

После включения нужной передачи в коробке передач водитель отпускает педаль сцепления, вилка перестаёт воздействовать на выжимной подшипник, а тот на пружину. Нажимной диск прижимает ведомый к маховику. Двигатель соединен с трансмиссией.

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

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.

Ресурс сцепления

Ресурс сцепления главным образом зависит от условий эксплуатации автомобиля, а также от стиля езды водителя. В среднем, срок службы сцепления может доходить до 100-150 тысяч километров пробега. В результате естественного износа, возникающего в момент соприкосновения дисков, фрикционные поверхности изнашиваются и требуют замены. Основная причина – проскальзывание дисков.

Двухдисковое сцепление обладает большим ресурсом за счет увеличенного числа рабочих поверхностей. Выжимной подшипник сцепления задействуется при каждом разрыве соединения двигателя и коробки передач. Со временем в подшипнике вырабатывается и теряет свойства вся смазка, в следствие чего он перегревается и выходит из строя.

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.

Как работает сцепление, каковы его типичные неисправности, и как их избежать

Важным элементом механической трансмиссии является сцепление, которое служит для кратковременного отсоединения двигателя от трансмиссии. Кроме того, сцепление является своеобразным демпфером, защищающим двигатель от перегрузок. Как оно работает, и как продлить его жизнь?

Как работает сцепление?

В большинстве легковых автомобилей с механической коробкой передач используется сухое однодисковое сцепление. Его конструкция довольно проста: это два взаимно прилегающих диска – ведущий (корзина) и ведомый, выжимной подшипник и система привода. В однодисковом варианте первичный вал коробки передач входит в шлицевую муфту в центре ведомого диска, а поверхности маховика двигателя, накладок ведомого диска и нажимного диска корзины плотно прилегают друг к другу. За счет этого и обеспечивается передача потока мощности от двигателя к коробке передач, причем исправное сцепление спокойно «переваривает» всю мощность, развиваемую двигателем.

В обиходе ведущий диск сцепления, включающий в себя нажимной диск (с гладкой блестящей поверхностью), диафрагменную пружину (лепестки в центре) и кожух, называют корзиной

При нажатии на педаль сцепления выжимной подшипник воздействует на пластинчатые пружины корзины, из-за чего поверхности ведомого и ведущего дисков рассоединяются. Соответственно, происходит отключение первичного вала от маховика – то есть, физическое рассоединение двигателя и коробки передач, что позволяет переключить передачу или включить «нейтралку». При включении сцепления (отпускании педали) выжимной подшипник перестает давить на пластинчые пружины, и диски снова смыкаются, а демпферные пружины в центральной части ведомого диска гасят крутильные колебания, возникающие в движении.

Читайте также  Как снять цепь с бензопилы?

Хорошо видны четыре демпферные пружины ведомого диска сцепления, а также изношенные фрикционные накладки

При нормальной работе сцепления оно не привлекает к себе внимания. Но при его неисправности водитель, к примеру, не сможет включить передачу или тронуться с места. Какие же возможны проблемы?

Какие неисправности могут возникнуть при работе сцепления?

Итак, с какими же проблемами в работе сцепления можно столкнуться на практике? Во-первых, это неполное выключение сцепления — как говорят опытные водители, оно «ведёт». При нажатии педали поверхности маховика и ведомого и ведущего дисков в таком случае не размыкаются полностью, и попытки переключить передачу сопровождаются хрустом и скрежетом кареток сихронизаторов, ведь полного разъединения коробки передач и мотора не происходит.

Обратная неприятность – пробуксовка сцепления: то есть, его неполное включение. При этом поверхности маховика, ведомого диска и ведущего диска, наоборот, неплотно прилегают друг к другу и проскальзывают, из-за чего может возникнуть характерный запах горелых фрикционных накладок ведомого диска, а попытка резко набрать скорость приводит лишь к увеличению оборотов коленчатого вала. От двигателя на колёса при этом передается лишь небольшая часть мощности – до тех пор, пока износ поверхностей не становится критическим.

Если сцепление «буксует», вместо автомобиля «разгоняется» только стрелка тахометра

Наконец, возможны и такие неисправности, как возникновение вибраций и посторонних призвуков при включении-выключении сцепления.

Из-за чего возникают неисправности сцепления?

Обычно каждая возникшая проблема со сцеплением имеет свою предысторию. К примеру, сцепление может начать буксовать из-за сильного износа на больших пробегах автомобиля, когда фрикционные накладки ведомого диска износились, а рабочие поверхности корзины и маховика имеют выработку.

Во-вторых, сцепление можно просто «сжечь» — например, по неопытности или после длительных перегрузок. Такое, к примеру, бывает у любителей длительных выездов «враскачку» на бездорожье или в глубоком снегу, а также у поклонников резких стартов с педалью газа в пол.

Принцип работы сцепления

Рассмотрим принцип работы устройства, которое необходимо для того, чтобы временно отсоединять двигатель от трансмиссии и плавно его подсоединять, когда машине нужно тронуться с места. Это происходит за счет движения цилиндра, привод которого обеспечивает педаль сцепления. Этот механизм имеет важное назначение – помогать в переключении передач во время движения авто, без него произвести данную операцию невозможно. Также, благодаря ему предохраняется двигатель от различных перегрузок во время движения по ухабистой дороге или на подъемах. Это устройство нужно любому автомобилю, обладающему механической коробкой передач.

Как работает данный механизм

Каково же устройство сцепления автомобиля? В работе устройства присутствует маховик и демпфер. Эти две важные детали способствуют тому, чтобы смягчать крутильные колебания в то время, когда выжата педаль сцепления.

Внутри кожуха КПП расположен весь механизм, а также сам маховик, который крепится 6-8 болтами к коленвалу. В данной системе для разъединения дисков предусмотрен выжимной подшипник. Благодаря своему устройству он может перемещаться в пределах направляющей. Рассматриваемое устройство предназначено передавать крутящий момент, который поступает со стороны двигателя на первичный вал трансмиссии.

Между маховиком и корончатой корзиной находится и сам фрикционный диск, он называется ведомый. Зачастую, на современных автомобилях установлен маховик, обладающий демпфером, который обеспечивает плавную работу всего устройства, особенно, когда нажимается или отпускается педаль сцепления. Принцип работы происходит за счет силы трения.

Когда педаль сцепления находится в спокойном положении, у двигателя есть связь с трансмиссией. Стоит выжать педаль сцепления, и система произведет разъединение двух дисков, что приведет к спокойному движению приводного и первичного валов.

Именно так, совсем не заумно, можно описать, как работает сцепление. Рассмотрим более подробный принцип работы сцепления. Когда нажимают педаль сцепления, система приводит в движение выжимной подшипник, который осуществляет давление на маховик и демпфер.

Главное действие происходит за счет надавливания сердечником выжимного подшипника на центральную часть корзины. В этом случае не передается крутящий момент. То есть устройство не работает. Когда же педаль сцепления отжимается, весь процесс начинает свою работу и оттяжные пружины внутри демпфера-маховика возвращаются в свое первоначальное положение.

Подводя итоги, каков принцип работы сцепления, можно прийти к выводу, что детали (маховик и демпфер) играют не последнюю роль в данном устройстве. Другими словами, крутящий момент постоянно меняет свое положение, передаваясь от ведомого диска к нажимному и обратно. Именно эти действия контролирует педаль сцепления.

Каким бывает устройство

Выделяют два основных вида механизмов. Это однодисковое и двухдисковое устройство. Когда приходит в движение педаль сцепления, они ведут себя по-разному.

Как правило, двухдисковый механизм оснащен электроприводом, что полностью исключает педаль из списка деталей данного устройства. Этими качествами обладают роботизированные трансмиссии.

Механизм сцепления обычного автомобиля работает так, что при однодисковом устройстве даже если в наличии есть мембранная пружина, осуществляется сжатие обоих дисков, которые доходят до маховика. Под первой категорией дисков понимается также периферийное расположение демпфера с его рядом пружин. Обычно такое устройство можно встретить на легковых автомобилях и автобусах.

Сцепление автомобиля в любом случае подразумевает наличие демпфера, иначе весь механизм развалился бы на куски при первом же старте с места. В расположении демпферных устройств есть особенности. Система сцепления помещается в чугунный картер, который находится между двигателем и КПП.

Износ данного устройства на всех автомобилях неизбежен, как правило, ресурс составляет около 150 тысяч километров пробега. При бережной эксплуатации ресурс может составить 200 тысяч км.

Чтобы вы могли узнать, зачем нужно использовать это устройство, мы постараемся подробно описать весь процесс его работы. Так можно составить правильную схему работы авто. В частности, при строении системы используются разные фрикционные накладки, которые имеют высокие свойства трения.

Что гасит крутильные колебания

Особенности, которыми обладает современный привод сцепления, – это наличие демпфера крутильных колебаний. Главные причины, из-за которых появляются вибрации, – трение дисков. Принцип гашения этих вибраций состоит в том, чтобы смягчить соприкосновение двух плоских частей диска и маховика.

При этом ресурс наработки значительно увеличивается, так как происходит плавное подключение трансмиссии к мотору, чего нельзя сказать о классической схеме, где сам диск обладает демпферным механизмом. Также ресурс демпферного маховика рассчитан на весь срок службы основного механизма. При повреждении маховика начинается процесс, что называется «ведет», когда автомобиль трогается с места рывками.

Механизм сцепления работает так, что ресурс напрямую зависит от стиля вождения. В этом есть причины, почему нужно бережно относиться к своему автомобилю и менять расходники по мере необходимости.

В механизме предусмотрен свободный ход педали сцепления, который настраивается автоматически. Это касается только автомобилей, где свободный ход педали сцепления обеспечивает гидравлическая система. Если привод механический, свободный ход педали настраивается вручную, путем подтягивания/послабления троса.

Механизм сцепления предусматривает одинаковую схему для всех типов авто. Главное отличие состоит в том, что меняется сам ресурс в зависимости от типа автомобиля.

Как управлять устройством

Узнаем, для чего вообще требуется привод сцепления автомобиля. Благодаря ему можно организовать движение авто. Из отдельных деталей устройства состоит его основная часть, эти детали и определяют весь ресурс системы. Когда сцепление, что называется «ведет», необходимо откладывать деньги на дорогостоящий ремонт.

  • Механический привод сцепления, располагающийся за педалью, практически не изнашивается.
  • «Ведет сцепление» – это когда при отпускании педали появляются толчки, так как происходит сильное трение деталей, которое сводит на нет все движения.
  • Чрезмерный свободный ход педали говорит о том, что ресурс всего механизма подошел к концу.

Механический привод включает в себя приводные рычаги-кулисы, а также подшипник для выжима. Если зазор большой, то происходит пробуксовка деталей, что быстро изнашивает фрикционные накладки. Если зазор чрезмерный, в таком случае система не сможет полностью разъединить двигатель и трансмиссию, что приведет к хрустам при переключениях и полному разрушению КПП. Зазор этот можно регулировать вручную только на системах, где привод осуществляется тросом.

Читайте также  Чем отличается бульдозер от экскаватора?

Что мы имеем?

Мы постарались разобраться в том, что такое сцепление, как работает весь механизм и описать данный процесс в этой статье. Разобрались, что существует два вида: однодисковое и двухдисковое устройство. Рассмотрели износ сцепления, как работает сцепление и первый тип системы, сделали заключение о том, что без педали сцепления невозможен процесс работы.

Автомобильное сцепление: виды, принципы работы и ресурс механизма

Сцепление — ключевой механизм трансмиссии, отвечающий за передачу силы вращения от мотора коробке передач. При переключении передачи или торможении механизм разъединяет двигатель с трансмиссией. Предназначение сцепления заключается в сглаживании колебаний, приеме удара на себя во время переключения передач и защите авто от перегрузок.

Виды сцепления

Существует множество вариантов муфт сцепления. Механики выделяют такие виды сцепления автомобиля:

  • по рабочей поверхности — сухое и мокрое;
  • по числу дисков сцепления — 1-дисковое, 2-дисковое и многодисковое;
  • по типу привода — фрикционные, гидравлические и комбинированные (электромагнитный тип является подвидом фрикционного типа);
  • по воздействию на нажимной диск — при помощи одной диафрагменной пружины или нескольких цилиндрических пружин.

Разумеется, каждый вариант механизмов имеет свои плюсы и минусы. Но на современных авто чаще всего используют однодисковое сцепление сухого типа с механическим или гидро- приводом.

Функции ключевого механизма трансмиссии

Муфта сцепления — устройство, на которое припадает самая большая нагрузка среди всех элементов узла трансмиссии. Она располагается между двигателем и КП. Выполняет следующие функции:

  • плавное разъединение при торможении, соединение на старте двигателя и КП;
  • передачу крутящегося момента от движка на трансмиссию без потерь;
  • компенсацию нагрузок и минимизацию вибраций, возникающих при работе мотора;
  • снижение нагрузок на компоненты двигателя и блока трансмиссии.

Таким образом, работа сцепления направлена на кратковременную блокировку передачи вращения от мотора к КП с возможностью плавного ее возобновления.

Из чего состоит устройство сцепления автомобиля?

Устройство сцепления автомобиля с механической КП предполагает следующие элементы:

  1. Маховик. Как раз он принимает крутящийся момент, вырабатываемый силовой установкой.
  2. Нажимной и ведомый диски. Детали тесно соприкасаются между собой или отходят друг от друга в зависимости от нажатия педали в салоне авто.
  3. Выжимной подшипник.
  4. Муфта включения.
  5. Вилка. При нажатии педали отвечает за разъединение дисков.
  6. Привод.

Устройство сцепления: схема работы элементов механизма

На ведомый диск надеты фрикционные накладки. Диск вместе с ними передает вращение трансмиссии за счет производимой силы трения, а внедренный в корпус демпфер крутильных колебаний обеспечивает «мягкое» соединение с маховиком, минимизирует вибрации и нагрузки, возникающие в связи с неравномерной работой мотора.

Нажимной диск вместе с пружиной, именуемые «корзиной сцепления», давят на ведомый диск, который непосредственно контактирует с маховиком и валом КП.

Диафрагменная пружина бывает 2 типов:

  • нажимная;
  • вытяжного принципа.

Типы пружин отличаются друг от друга вектором приклада усилий от привода сцепления (к маховику или от него). Пружины вытяжного действия дают возможность использовать небольшую корзину сцепления, что делает узел компактным.

Принцип работы сцепления автомобиля

Принцип работы сцепления базируется на приведении в действие маховика за счет возникновения силы трения, создающейся диафрагменной пружиной. Работа сцепления автомобиля возможна в 2 режимах: «включено» и «выключено». В основном, ведомый диск присоединен к маховику. Передача вращающего момента осуществляется от маховика к ведомому диску. От последнего сила вращения через шлицевое соединение передается первичному валу КП.

Чтобы дезактивировать муфту, водитель давит на педаль, соединенную с вилкой механо- или гидро- приводом. Последняя перемещает выжимной подшипник, который воздействует на лопасти диафрагменной пружины, прекращая давление на нажимной диск. Происходит разъединение движка с трансмиссией.

После отпускания педали сцепления вилка уже не активирует выжимной подшипник и пружину. Происходит прижим нажимным диском ведомого к маховику и обеспечивается соединение двигателя с трансмиссией.

Особенности работы отдельных видов сцепления — сухое сцепление

Устройство работы сцепления сухого типа основано на возникающей силе трения сухих поверхностей дисков, благодаря чему формируется жесткая связь мотора и КП. Сухое однодисковое сцепление чаще всего используется на транспортных средствах с МКП.

Мокрое сцепление

Эта схема работы сцепления предполагает трение поверхностей в масляной ванне, плавное соприкосновение дисков и более эффективное охлаждение. Обеспечивается передача на трансмиссию большего крутящего момента.

Применение этого типа сцепки рационально на роботизированной технике с двойным сцеплением. На четные и нечетные КП происходит подача вращающегося момента от разных ведомых дисков. Схема работы сцепления мокрого типа применяется в паре с гидравликой. Переключение скоростей совершается без разрыва потока мощности. Установка более современная, дорогостоящая и сложная в плане производства.

Сухое двухдисковое сцепление

Двухдисковый механизм передает больше вращающего момента при одинаковых размерах деталей узла. Он предполагает наличие 2 ведомых дисков с промежуточной прокладкой между их рабочими поверхностями. Чаще всего используется на грузовых и легковых авто, снабженных мощным двигателем.

Сцепление двухмассового маховика

Маховик состоит из 2 элементов, один из которых связан с мотором, а второй с ведомым диском. Части детали демонстрируют свободный ход друг относительно друга и скреплены между собой пружинами.

В этом типе устройства отсутствует демпфер ведомого диска. Нивелирование колебаний принимает на себя непосредственно маховик. Он также эффективно сглаживает вибрации и минимизирует нагрузку на трансмиссию.

Ресурс сцепления

Срок эксплуатации механизма сцепления зависит от условий пользования автомобилем и стилем езды водителя. Как правило, деталь выходит из строя после 100-150 тыс. км пробега. Из-за естественного износа элементов устройства при соприкосновении друг с другом наблюдается проскальзывание дисков.

Двухдисковое сцепление может похвастать большим ресурсом, поскольку в нем увеличено число рабочих поверхностей. Выход из строя подшипника сцепления связан с выработкой смазки и перегревом.

Накладки дисков сцепления

Ресурс сцепления во многом зависит от материала, который способствует зацеплению дисков. Стандартно применяют смесь стекла, металловолкна, смол и каучука (в спрессованном виде). В связи с тем, что принцип работы механизма сцепления ориентирован на продуцирование силы трения, накладки ведомого диска выдерживают температуру в 300-400 градусов Цельсия.

Для спорткаров используют накладки из керамики и металлокерамики, которые могут выстоять при более серьезных нагрузках. К примеру, металлокерамический фрикционные материал выдерживает температуру в 600 градусов Цельсия и менее подвержен износу.

Таким образом, различные транспортные средства снабжаются специальными муфтами сцепления. Чаще всего используют однодисковое сцепление сухого плана, которое демонстрирует относительно невысокую стоимость и неплохую эффективность. Эта схема применима для легковых бюджетных авто, машин среднего ценового класса, внедорожников и грузового транспорта.

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.
Читайте также  Из чего состоит крюковая подвеска мостового крана?

Рассмотрим отдельно каждый вид сцепления и его приводы.

Механическое

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

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.

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.

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.

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.

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

Электрическое

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

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).

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.

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.

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.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

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