Принцип работы сцепления автомобиля
Эффективность совместной работы автомотора и коробки передач, а именно передачи проходящего по коленвалу крутящего момента на первичный вал КПП, обеспечивается, прежде всего, сцеплением. Первоочередная задача этого узла – кратковременное разъединение пары «мотор-КПП», а также их плавное обратное соединение. Без этого было бы невозможно переключение скоростей, отсутствовала бы плавность хода, а ресурс коробки тратился бы чрезмерно быстро. Кроме того, сцепление гасит возникающие в трансмиссии колебания и обеспечивает ее эффективную защиту от перегрузок. Чтобы понимать, как продлить жизнь сцепления и, следовательно, КПП, нужно разбираться в особенностях его конструкции и выполняемых функций, а также знать наиболее часто встречающиеся в его работе неполадки.
Что такое сцепление в автомобиле
Выше уже отмечено, что сцепление обеспечивает отсоединение коробки передач от мотора. Для этого могут использоваться механизмы различного типа: гидравлические, фрикционные, электромагнитные. В зависимости от типа используемого сцепления особенности его конструкции и функционирования будет различным:
Кроме того, сцепления разделяются на следующие подвиды:
- по числу используемых дисков – одно- или многодисковые;
- по условиям использования – сухие либо влажные (их элементы погружены в специальную ванну с маслом);
- по способу приведения в действие прижимного диска – механизмы с диафрагмой, расположенной в центре, и с круговыми пружинами.
Выбор того или иного типа сцепления зависит от множества факторов. Кроме того, большое значение имеет стоимость машины и престижность бренда. Так, на дорогих иномарках премиум-класса широко используются электромагнитные механизмы, обеспечивающие высокую точность срабатывания. На отечественных же моделях, в особенности не самых новых, в большинстве случаев используются сухие фрикционные механизмы замкнутого типа, главное преимущество которых – простота конструкции и обусловленная ей низкая стоимость.
Устройство автомобильного сцепления
За время, прошедшее со времен создания первого сцепления, конструкция этого элемента претерпела существенные изменения. Сегодня многие производители используют индивидуальные разработки, соответствующие особенностям двигателей и коробок передач, устанавливаемых на их автомобили. Однако основа конструкции сцеплений любых марок включает одинаковый набор компонентов:
- Маховик (1) – ведущий диск в механизме сцепления, размещается непосредственно на коленвале двигателя. В большинстве современных автомобилей используется двухмассовый тип маховика, который образован из 2 отдельных дисков, соединенных между собой пружинами. Одна половина маховика этого типа соединена с коленвалом, вторая – с ведомым диском. Пружинное соединение 2 половин обеспечивает сглаживание рывков, гашение вибраций, плавность передачи крутящего момента на КПП.
- Корзина сцепления (3) – в его конструкцию входят вогнутый корпус, из-за которого эта часть получила название «корзина», а также нажимной диск, соединенный с корпусом пружинным соединением. Благодаря системе прижимающих пружин нажимной диск соединяется с ведомым, благодаря чему и происходит передача крутящего момента.
- Диск сцепления (2) – устанавливается между нажимным диском и маховиком. Ступицей этот элемент соединен с первичным валом КПП. Конструкция этого диска сборная, он состоит из металлической основы, фрикционных накладок, а также пружин-демпферов, которые гасят удары и обеспечивают плавность передачи момента вращения.
- Нажимная муфта (4) в паре с выжимным подшипником – когда водитель выжимает сцепление, подшипник давит на диафрагменную пружину и сжимает ее. Благодаря наличию подшипника нажимная муфта не соприкасается с подвижными элементами сцепления и не изнашивается.
Также важным элементом сцепления является система привода: фрикционная, гидравлическая либо электромагнитная.
Как работает сцепление в автомобиле
Принцип работы сцепления любого типа можно представить следующим образом:
- В обычном состоянии ведомый диск прижат к маховику нажимным диском и под действием сил трения вращается на той же частоте.
- Чтобы автомобиль начал движение, водитель выжимает сцепление и включает передачу. После этого педаль сцепления постепенно отпускается, пружины, расположенные на нажимном диске, подводят диск сцепления к маховику. При их контакте начинает передаваться момент вращения, автомобиль начинает движение.
- Оставляя педаль нажатой еще несколько секунд, водитель позволяет скорости ведомого диска и маховика сблизиться, в результате чего скорость машины постепенно растет.
- Когда скорость вращения ведомого диска, диска сцепления и маховика становится одинаковой, коробка передач начинает передавать на колеса весь крутящий момент, создаваемый двигателем.
- При необходимости переключения передачи весь алгоритм выполняется заново.
Главное правило при работе со сцеплением – выжимать его необходимо плавно. В противном случае двигатель попросту заглохнет.
Читайте также: Что такое лаунч контроль и как он работает.
Основные неисправности сцепления
Неправильная эксплуатация, в особенности слишком длительное нажатие на педаль сцепления, могут стать причиной выхода этого агрегата из строя. К наиболее распространенным проблемам с ним относятся следующие:
- деформация и износ фрикционных накладок диска сцепления;
- повреждение самого диска;
- попадание масла на накладки диска сцепления, из-за чего они утрачивают свои фрикционные свойства и быстрее изнашиваются;
- износ крепежных шлицев, с помощью которых диск сцепления фиксируется на валу;
- поломка или исчерпание ресурса пружин-демпферов;
- ослабление либо выход из строя диафрагменной пружины;
- поломка либо износ выжимного подшипника;
- повреждение поверхности маховика;
- деформация нажимного диска;
- выход из строя вилки выключения сцепления.
Также различные поломки могут произойти в механизме привода сцепления. Их характер зависит в первую очередь от типа привода.
Читайте также: Признаки неисправности выжимного подшипника сцепления.
Видео на тему
Устройство сцепления автомобиля
Трансмиссия служит для передачи крутящего момента от двигателя на ведущие колеса и изменения величины крутящего момента. Расскажем про устройство сцепления автомобиля — что такое, из чего состоит и как работает.
Для чего нужно
Сцепление машины нужно для передачи крутящего момента от маховика коленвала двигателя к первичному валу коробки передач. Оно позволяет водителю кратковременно прерывать передачу крутящего момента, отделяя двигатель от трансмиссии, а затем плавно их соединять. Состоит из привода и механизма.
Привод выключения
Когда в машине надо передать усилие от водителя к некому механизму (тормоза, коробка передач), то существует привод механизмов.
Представьте ситуацию, необходимо постоянно что-то закрывать и открывать. Для передачи усилия на расстоянии по «открыванию» и «закрыванию» двери, придется применить палку или дистанционное управление. Пусть будет палка, привязанная веревками одним концом к вашей руке, а другим к ручке двери. Тогда палка с веревками является «приводом», который передаст усилие на расстоянии.
В автомобиле каждый механизм имеет свой привод , посредством которого приводится в действие. Он может состоять из большого количества отдельных узлов и деталей, бывает механическим, гидравлическим.
Схема гидравлического привода выключения сцепления
1 — коленчатый вал; 2 — маховик; 3 — ведомый диск; 4 — нажимной диск; 5 — кожух; 6 — нажимные пружины; 7 — отжимные рычаги; 8 — нажимной подшипник; 9 — вилка выключения; 10 — рабочий цилиндр; 11 — трубопровод; 12 — главный цилиндр; 13 — педаль; 14 — картер; 15 — шестерня первичного вала; 16 — картер коробки передач; 17 — первичный вал коробки передач.
- педали;
- главного и рабочего цилиндра;
- вилки выключения;
- нажимного подшипника;
- трубопроводов.
В гидравлическом приводе применяется тормозная жидкость. Перед заменой в бачке, стоит прочитать, что написано на этикетке. А разрешается ли её смешивать с жидкостью, которая залита в гидроприводе? Как правило, да, но существуют жидкости, которые не подлежат смешиванию.
На переднеприводных авто используется механический привод, где рычаг сцепления связана с вилкой выключения с помощью металлического троса.
Механизм сцепления
- картера и кожуха,
- ведущего диска (которым является маховик двигателя),
- нажимного диска с пружинами,
- ведомого диска с износостойкими накладками.
Для начала движения машины, необходимо прижать ведомый диск, связанный с ведущими колесами к вращающемуся маховику, т.е. — включить сцепление. Это сложная задача, т.к. угловая скорость вращения маховика составляет 20 — 25 оборотов в секунду, а скорость вращения ведущих колес – ноль.
Сцепление включено
Как это сделать? Надо всегда правильно отпускать педаль сцепления — в три этапа.
На первом этапе — приотпускаем педаль, т.е. даем возможность пружинам нажимного диска подвести ведомый диск к маховику до их легкого соприкосновения. За счет сил трения диск, проскальзывая некоторое время относительно маховика, тоже начнет вращаться, а автомобиль потихоньку ползти.
Второй этап – удерживаем ведомый диск от какого-либо перемещения. Т.е. на две — три секунды удерживаем педаль сцепления в средней позиции, чтобы скорость вращения маховика и диска уравнялись. Машина увеличивает скорость движения.
Тритий этап — маховик вместе с нажимным и ведомым дисками вращаются вместе без проскальзывания и с одинаковой скоростью, передавая крутящий момент к коробке передач и далее на ведущие колеса машины. Это соответствует состоянию – включено, автомобиль едет. Теперь остается полностью отпустить педаль и убрать с нее ногу.
Если при начале движения педаль сцепления резко бросить , то автомобиль «прыгнет» вперед, а двигатель заглохнет.
Для выключения сцепления водитель нажимает на педаль. При этом нажимной диск отходит от маховика и освобождает ведомый диск, прерывая передачу крутящего момента от двигателя к коробке передач. Нажимать на педаль следует достаточно быстрым, но не резким, спокойным движением до конца хода педали.
Сцепление выключено
Действия водителя авто по выключению — включению сцепления в течение поездки повторяются много раз. Освоив работу с педалью в три этапа, позже это войдет в привычку, которая обеспечит плавность хода автомобиля.
Как работает сцепление автомобиля — особенности устройства
Сцепление – составная часть совокупности механизмов для передачи крутящего момента от главного вала двигателя колесам автомобиля. Находится за силовой установкой перед КПП. Обеспечивает аккуратное переключение передач без рывков, дает возможность в любой момент разорвать связь между ДВС и трансмиссией. Работает вместе с приводом и составляет с ним единую систему.
Конструктивная схема устройства и элементы сцепления
За исключением некоторых особенностей, узел с различными типами приводов имеет одинаковое устройство и состоит из:
- Корзины. Другое наименование – нажимной, или ведущий, диск. Напрямую взаимодействует с выжимными пружинами. Плотно контактирует с маховиком посредством площадки, вдвое большей по радиальному размеру. Прижимной участок с односторонней шлифовкой.
- Ведомого диска. Установлен в пространстве между маховиком и корзиной со стороны ее прижимной части. Через шлицевую муфту при помощи фрикционных накладок контактирует с КПП. На муфте расположены пружинные детали, которые гасят вибрации.
- Фрикционных накладок. Закреплены в основании ведомого диска, изготовлены из композитов.
- Выжимного подшипника. Находится на кожухе вала и состоит из двух частей. Одна из них круглой основой воздействует на пружины нажимного диска. По принципу действия на диск сцепления подшипник может быть оттягивающим либо нажимным.
- Привода с педалью. Узел, с помощью которого водитель управляет сцеплением из салона авто.
Принципиальная схема работы сцепления
Механизм работы сцепления основан на трении нажимного диска о ведомый. Нажимной является частью двигателя, а ведомый – трансмиссии. Когда отпускают педаль сцепления, пружины прижимают оба диска друг к другу. Они притираются и вращаются вместе с одинаковой угловой скоростью. От силы давления лепестков зависит степень трения.
Когда сцепление в автомобиле выжимают, основа на приводе двигает вилку, которая в свою очередь воздействует на подшипник, и он перемещается в крайнее положение. Диски разъединяются, и вилка таким образом прерывает контакт между трансмиссией и маховиком двигателя. Любые удары, которые возникают при резком отпускании педали, гасит отдельная группа пружин.
Принцип действия привода сцепления
Корзина и ведомый диск сцепления были бы неуправляемыми без привода, соединенного с педалью. Их существует 3 типа, которые отличает принцип работы:
- Механический. Усилие от нажатия педали передается вилке через трос. Конструкция обычно закрыта защитным кожухом и размещена перед педалью с вилкой. Механическое сцепление автомобиля наиболее распространенное.
- Гидравлический. В системе гидравлики сцепления есть 2 связанных между собой цилиндра – основной и рабочий. При нажатии педали срабатывает шток, и в движение приходит поршень основного цилиндра. Он сообщает давление рабочему пропорционально степени нажатия педали, другой шток воздействует на вилку.
- Электрический. В сравнении с тем, как работает гидравлическое сцепление автомобиля, электрическое устроено значительно проще. После нажатия педали включается электродвигатель, который и приводит в движение вилку.
Особенности устройства сцепления в авто с КПП
Отдельная категория – сцепление в авто с АКПП. Его принцип работы отличается тем, что для выжимной силы используются сервоприводы (акутаторы) гидравлические либо электрические. Для их управления не нужно участие водителя. Эту функцию выполняет гидравлическое распределительное устройство или электронный блок управления.
Электронные акутаторы отключают и включают сцепление в автомобиле с учетом числа оборотов двигателя. Величину измеряет и передает в блок управления датчик. Гидравлический сервопривод надежнее. Он отключает маховик от трансмиссии при достижении нужных значений давления при наборе определенного числа оборотов.
Как правильно работать сцеплением автомобиля?
Чем ниже передача, тем с большей плавностью отпускают сцепление, и так же плавно добавляют газ. Держать слишком долго отключенное сцепление при движении не стоит. Это приводит к перегреву и быстрому износу узла. При необходимости постепенно снизить скорость лучше тормозить двигателем, то есть ехать на включенной передаче, не нажимая газ и не выжимая сцепление. При переключении передач важно уловить момент схватывания сцепления. На каждом авто он отличается, поэтому придется привыкать.
Источник https://avtonov.com/%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%BF-%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%82%D1%8B-%D1%81%D1%86%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F-%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D1%8F/
Источник https://amastercar.ru/articles/transmission_of_car_5.shtml
Источник https://bestdriver.by/article/kak-rabotaet-sczeplenie-avtomobilya.html