Сцепление — Энциклопедия журнала «За рулем»

Механическая трансмиссия должна иметь возможность кратковременного разъединения от работающего двигателя. Это необходимо при остановках автомобиля и при переключении передач в механической ступенчатой коробке передач. Кроме того, при троганье автомобиля с места и переключении передач соединение вала двигателя и трансмиссии должно происходить плавно, без резких рывков. В связи с этим возникает необходимость в специальном устройстве, обеспечивающем постепенное нагружение двигателя. В качестве такого устройства обычно применяется сцепление. Использование сцепления необходимо для переключения передач т.к. если трансмиссия находится под нагрузкой крутящим моментом, переключение невозможно. Прежде чем переключить передачу, сцепление необходимо выключить.
В принципе, в качестве сцепления может быть использована любая управляемая муфта. Первые автомобили были оборудованы ленточным сцеплением, в котором металлическая лента охватывала снаружи металлический барабан или прижималась к нему изнутри при помощи различных рычажных элементов. Ленточные сцепления в обычном положении были выключены и включались путем перемещения рычага в определенное положение. Основным недостатком ленточных сцеплений была необходимость в использовании сложных регулировочных узлов, компенсирующих изнашивание рабочих поверхностей.

Конусное сцепление

С появлением коробок передач со скользящими шестернями появляются сцепления конусного типа. В отличие от постоянно выключенных ленточных сцеплений конусные сцепления удерживались во включенном состоянии пружиной, а выключались, когда водитель, нажимая педаль, сжимал пружину. Именно с первых конструкций конусных пружин в практику автомобилестроения вошел принцип включения сцепления пружинами.

Сцепление конусного типа:
1 — фланец коленчатого вала;
2 — маховик;
3 — муфта выключения сцепления;
4 — педаль сцепления;
5 — рычаг выключения сцепления;
6 — вал сцепления;
7 — кожух сцепления;

8 — пружина;
9 — конус сцепления;
10 — фрикционная накладка

В конусных сцеплениях поверхности трения составляли угол 15° с осью конуса. Конус, представляющий собой ведомый элемент, первоначально покрывался кожей, которая требовала тщательного и трудоемкого ухода, но даже при этом быстро изнашивалась. Поэтому впоследствии стали применяться прокладки из фрикционных материалов с асбестовой основой. Маховик двигателя служил ведущим элементом сцепления — его обод изнутри имел коническую поверхность, соответствующую поверхности ведомого элемента сцепления. Ведомый элемент устанавливался на шлицах (продольных выступах) вала коробки передач с возможностью осевого перемещения для выключения сцепления. В рабочем положении конусные поверхности трения были сжаты усилием пружины. Нажатие педали сопровождалось отводом ведомой части от маховика и выключением сцепления. При работе любого сцепления важно, чтобы при его выключении ведомая часть быстро останавливалась. Главным недостатком конусного сцепления было то, что обладающий большим моментом инерции ведомый элемент долго вращался после выключения сцепления, затрудняя переключение передач.

Многодисковое сцепление

На смену конусному сцеплению пришло многодисковое сцепление, работающее в масле. Оно состояло из чередующихся стальных и бронзовых дисков, закрепленных на шлицах с ведомым и ведущим барабанами. Ведомый барабан с многочисленными ведомыми дисками также обладал большим моментом инерции, что в значительной степени затрудняло переключение передач. Кроме того, при загустевании масла в холодную погоду диски слипались и сцепление не выключалось.
Следующей ступенью в развитии конструкции сцепления явилось сухое многодисковое сцепление. Ведущие диски его были снабжены накладками из фрикционного материала, приклепанного к ним с обеих сторон. Но и в этом сцеплении сохранился основной недостаток многодисковых сцеплений — большой момент инерции ведомых частей сцепления, затрудняющий переключение передач. Другим недостатком такого сцепления было то, что ведомые металлические диски, расположенные между фрикционными обшивками, обладающими низкой теплопроводностью, сильно нагревались при пробуксовке, что ускоряло износ накладок, а иногда возникало сильное коробление дисков, приводившее к нарушению чистоты выключения сцепления.

С 1910 г. на автомобилях начинают применять однодисковые сцепления. Однако первые конструкции не имели фрикционных накладок, диски изготавливались из чугуна и бронзы или из чугуна и стали. Постепенно преимущества однодискового фрикционного сцепления получили всеобщее признание, и к середине 20-х гг. оно уже практически вытесняет прочие конструкции фрикционных муфт.
Сейчас в трансмиссиях автомобилей все чаще применяются также сцепления, построенные на иных принципах действия: гидравлические и электромагнитные.

Гидравлическое сцепление

В гидравлическом сцеплении (гидромуфте) ведущее (насосное) лопастное колесо связано с двигателем, а ведомое (турбинное) лопастное колесо — с трансмиссией. В поперечной плоскости колеса гидромуфты имеют форму тора. В колесах имеются радиальные лопасти. Оба колеса помещены в корпусе, заполненном маслом. При вращении насосного колеса кинетическая энергия жидкости, расположенной между его лопастями и движущейся под действием центробежных сил, передается турбинному колесу. При достижении определенного числа оборотов эта энергия становится достаточной для того, чтобы автомобиль тронулся с места, а при дальнейшем увеличении числа оборотов колеса гидромуфты начинают вращаться практически с одинаковой скоростью.

Гидромуфта в качестве самостоятельного агрегата, выполняющего функции сцепления в трансмиссии автомобиля, не используется, так как для обеспечения ее выключения при переключении передач необходимо создавать сложную систему ее опорожнения. Поэтому гидромуфта применяется вместе с обычным фрикционным сцеплением, которое устанавливается за ней последовательно и служит лишь для переключения передач.

Электромагнитное порошковое сцепление

Электромагнитное порошковое сцепление:
А, Б, В — зазоры;
1 — ведущая часть;
2 — неподвижный корпус;
3 — обмотка возбуждения;
4 — ведомая часть

Электромагнитное порошковое сцепление получило некоторое распространение на автомобилях малого класса. Ведущим элементом сцепления является маховик с закрепленными на нем магнитопроводами с обмотками возбуждения. Ведомый диск закреплен на ведущем вале коробки передач. Между магнитопроводами и ведомым диском имеется воздушный зазор, в который вводится специальный фрикционный порошок, обладающий высокими магнитными свойствами. При отсутствии тока в обмотках возбуждения между ведущими и ведомыми элементами сцепления силовой связи нет — сцепление выключено. Если к обмоткам возбуждения подводится электрический ток, то за счет образования магнитного поля, частицы порошка выстраиваются по силовым линиям магнитного поля, и создается силовое взаимодействие между ведущими и ведомыми элементами сцепления. Силовая связь зависит от силы тока, поступающего в обмотку возбуждения. Основное достоинство такой конструкции заключается в том, что управление сцеплением можно перенести с педали сцепления на ручной, кнопочный вариант управления, что актуально для водителей с ограниченными физическими возможностями.

Однодисковое сцепление

Однодисковое сцепление:
1 — картер сцепления;
2 — маховик;
3 — фрикционные накладки ведомого диска;
4 — нажимной диск;
5 — опорные кольца;
6 — диафрагменная пружина;
7 — подшипник выключения сцепления;
8 — первичный вал коробки передач;
9 — поролоновые кольца;
10 — муфта выключения;
11 — шаровая опора вилки;
12 — кожух;
13 — вилка;
14 — шток рабочего цилиндра;
15 — соединительная пластина;
16 — рабочий цилиндр;
17 — штуцер прокачки;
18 — демпферная пружина;
19 — ступица ведомого диска

Фрикционное однодисковое сцепление в большинстве случаев является оптимальным конструктивным решением для рассматриваемого узла трансмиссии. Оно состоит из ведущих частей: маховика, кожуха, нажимного диска, вращающегося с частотой коленчатого вала двигателя, и ведомого диска, расположенного на шлицах ведущего вала коробки передач.

Кроме того, во фрикционном сцеплении выделяют группу деталей, осуществляющих включение-выключение и привод сцепления. Включение сцепления осуществляется под действием силы, создаваемой пружинами, а выключение — в результате преодоления этой силы при воздействии на педаль сцепления, которая обеспечивает перемещение выжимного подшипника.
В зависимости от типа пружин, создающих сжимающие силы, фрикционные сцепления разделяются на:
— сцепления с периферийными пружинами;
— сцепления с центральной конической пружиной;
— сцепления с диафрагменной пружиной.
Большинство механических трансмиссий современных легковых автомобилей имеют сцепления с диафрагменной пружиной.
На грузовых автомобилях нашли применение двухдисковые сцепления, использование которых вызвано необходимостью увеличения площади поверхностей трения без увеличения внешних размеров сцепления.

Требования к конструкции сцепления

К конструкции сцепления предъявляются определенные требования.
Плавность включения. Это требование диктуется необходимостью снижения динамических нагрузок в трансмиссии при троганьи автомобиля с места и переключении передач. До недавнего времени для фрикционных сцеплений применялись в основном фрикционные накладки, в состав которых входили асбест, наполнители и связующие материалы. В настоящее время все большее распространение получают фрикционные накладки без асбеста или с минимальным его содержанием. Это связано с тем, что асбестовая пыль признана опасной для здоровья человека.
Конструктивно плавность включения сцепления достигается обеспечением податливости ведомого диска. С этой целью ведомые диски легковых автомобилей выполняются разрезными, с некоторой конусностью или выпуклостью секторов. В этом случае секторы работают как пластинчатые пружины между ведомым диском и одной из фрикционных накладок. Также на плавность включения оказывает влияние упругость элементов в механизме выключения. С этих позиций сцепление с диафрагменной пружиной, у которой податливые лепестки выполняют функции рычагов выключения, предпочтительнее, чем сцепление с периферийными пружинами, у которого выключение осуществляется жесткими рычагами.

Устройство, обеспечивающее гарантированный зазор между поверхностями трения:
a — рычажное;
б, в — со штоком и пружиной;
S — рабочий зазор

Чистота выключения. Полное отсоединение двигателя от трансмиссии достигается получением гарантированного зазора между поверхностями трения при полностью выжатой педали сцепления. Для двухдискового сцепления имеется специальное устройство для принудительного перемещения внутреннего ведущего диска в положение, при котором оба ведомых диска находятся в свободном состоянии.

Предохранение трансмиссии от динамических нагрузок

. Динамические нагрузки в трансмиссии могут быть единичными (пиковыми) и периодическими. Пиковые нагрузки возникают при резком изменении угловой скорости трансмиссии, например при включении сцепления броском педали, при наезде на неровность. Чтобы не произошло поломки в трансмиссии, сцепление должно ограничить предельное значение нагрузки путем пробуксовки.

Гаситель крутильных колебаний:
1 — диск;
2 — ступица;
3 — сухарь;
4 — пружина;
5 — стальная шайба;
6 — фрикционная шайба

Периодические нагрузки (крутильные колебания) возникают в результате неравномерности крутящего момента двигателя. Для гашения крутильных колебаний трансмиссии в ведомом диске сцепления устанавливают гаситель крутильных колебаний. Ступица ведомого диска и сам ведомый диск связаны между собой не жестко, а через пружины гасителя. Колебания, возникающие в трансмиссии, вызывают относительное угловое смещение ведомого диска и его ступицы за счет деформации пружин гасителя, а это смещение сопровождается трением фрикционных элементов гасителя. Таким образом, гашение крутильных колебаний происходит за счет сил трения. Кроме того, гаситель, изменяя жесткость трансмиссии, не допускает возможности наступления резонанса в трансмиссии, выводя резонансные частоты за область рабочих частот двигателя.
Применение двухмассовых маховиков в конструкции двигателя позволило перенести гаситель крутильных колебаний из ведомого диска в маховик. Такое конструктивное решение позволяет упростить сцепление, снизить момент инерции ведомого диска и, следовательно, уменьшить нагрузки на элементы управления коробкой передач. Впервые подобные сцепления появились в 1985 г.

Графики упругих характеристик пружин:
1 — сцепление с периферийными пружинами;
2 — сцепление с диафрагменными пружинами

Поддержание нажимного усилия в заданных пределах в процессе эксплуатации. В процессе эксплуатации в результате износа фрикционных накладок нажимной диск перемещается в сторону маховика, изменяя жесткость пружин сцепления. В сцеплении с периферийными пружинами, которые имеют линейную упругую характеристику, это приводит к снижению нажимного усилия и передаваемого момента трения вплоть до наступления пробуксовывания сцепления.
В сцеплениях с диафрагменной пружиной, которая имеет нелинейную упругую характеристику, усилие при износе накладок поддерживается примерно постоянным.
Применение диафрагменной пружины позволяет упростить конструкцию, так как примерно вдвое сокращается число деталей, уменьшается размер сцепления, а пружина выполняет еще и функцию рычагов выключения. Диафрагменная пружина обеспечивает равномерное распределение усилия по всей накладке. Важным преимуществом диафрагменной пружины, по сравнению с периферийными, является то, что при повышении угловой скорости маховика центробежные силы не искажают ее характеристику. Кроме того, как видно из графика, при выключении сцепления усилие пружины снижается, что облегчает управление сцеплением. В некоторых конструкциях с диафрагменной пружиной выпуклая сторона пружины направлена внутрь сцепления. Это позволяет несколько уменьшить ширину агрегата, но усложняет конструкцию выжимного элемента и привода.
Первоначально диафрагменная пружина появилась в сцеплениях легковых автомобилей. Долгое время применение ее в сцеплениях грузовых автомобилей сдерживалось технологической сложностью изготовления пружины большого диаметра.

Смотрите также:
Устройство сцепления
Привод сцепления

wiki.zr.ru

Сцепление автомобиля: назначение и устройство

Содержание статьи

Назначение и устройство сцепления

Сцепление служит для кратковременного разъединения двигателя от трансмиссии и плавного их соединения при трогании с места, а также при переключении передач. Сцепление состоит из привода и механизма сцепления.

Устройство сцепления автомобиля

Схема гидравлического 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. нажимной подшипник;
9. вилка выключения сцепления;
10. рабочий цилиндр;
11. трубопровод;
12. главный цилиндр;
13. педаль сцепления;
14. картер сцепления;
15. шестерня первичного вала;
16. картер коробки передач;
17. первичный вал коробки передач.

Привод выключения сцепления

Привод выключения сцепления (гидравлического типа) состоит из:

• педали,
• главного цилиндра,
• рабочего цилиндра,
• вилки выключения сцепления,
• нажимного подшипника,
• трубопроводов.

При нажатии на педаль сцепления, усилие ноги водителя, через шток и поршень, передается жидкости, которая, в свою очередь, передает давление от поршня главного цилиндра на поршень рабочего. Далее шток рабочего цилиндра перемещает
вилку выключения сцепления и нажимной подшипник, который и передает усилие на механизм сцепления. Когда же водитель отпустит педаль, то под воздействием возвратных пружин все детали привода займут исходные позиции.

Механизм сцепления

Механизм сцепления представляет собой устройство, в котором происходит передача крутящего момента за счет работы сил трения. Именно механизм сцепления позволяет кратковременно разъединять двигатель и коробку передач, а затем вновь
плавно их соединять.

Кроме того, сцепление предохраняет детали трансмиссии от перегрузок. При неравномерном вращении коленчатого вала двигателя в трансмиссии возникают колебания. Для их гашения в сцеплении имеется гаситель колебаний или демпфер. Элементы механизма заключены в картер сцепления, который крепится к картеру двигателя.

Детали механизма сцепления

Механизм сцепления состоит из:

• картера и кожуха,
• ведущего диска (которым является маховик коленчатого вала двигателя),
• нажимного диска с пружинами,
• ведомого диска со специальными износостойкими накладками и гасителем колебаний.

Ведомый диск, связанный с первичным валом коробки передач, постоянно прижат к маховику нажимным диском под воздействием очень сильных пружин. За счет огромных сил трения между маховиком, ведомым и нажимным дисками, все это вместе, как единое целое, вращается при работе двигателя. Но это только тогда, когда водитель не трогает педаль сцепления, независимо от того едет ли или стоит на месте его автомобиль.

А для начала движения машины, необходимо прижать ведомый диск, связанный с ведущими колесами (через первичный вал коробки передач и другие составляющие трансмиссии), к вращающемуся маховику, то есть – включить сцепление.

Схема работы сцепления

Как правильно включать сцепление? Вначале приотпускаем педаль, то есть 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 ваш автомобиль потихоньку двигаться. Затем на две – три секунды удерживаем педаль сцепления в средней позиции для того, чтобы скорость вращения маховика и диска уравнялись.

Машина при этом немного увеличивает скорость движения. И, наконец, когда маховик вместе с нажимным и ведомым дисками уже вращаются вместе без проскальзывания с одинаковой скоростью, 100%-но передавая крутящий момент к коробке передач
и далее на ведущие колеса автомобиля, остается только полностью отпустить педаль сцепления и убрать с нее ногу.

Если при начале движения педаль сцепления резко бросить, то автомобиль «прыгнет» вперед, а двигатель заглохнет. В худшем же варианте, что-нибудь еще и сломается, так как в этот момент возникает сильная ударная волна, которая многократно увеличивает нагрузки на все детали двигателя и агрегаты трансмиссии.

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 сцепления следует достаточно быстрым, но не резким, спокойным движением до конца хода педали.

Основные неисправности сцепления

Сцепление «ведет» (выключается не полностью) из-за большого свободного хода педали сцепления, перекоса нажимного подшипника, коробления ведомого диска или поломки пружин. Для устранения неисправности следует отрегулировать свободный ход педали, удалить воздух из гидропривода, заменить неработоспособные диски и пружины.

Сцепление «пробуксовывает» (включается не полностью) из-за малого свободного хода педали, замасливания или износа фрикционных накладок ведомого диска, поломки пружин. Для устранения неисправности необходимо отрегулировать свободный ход педали, промыть или поменять диски, пружины.

Сцепление включается резко вследствие заеданий в механизме привода, задирах на рабочих поверхностях дисков, маховика и разрушения фрикционных накладок ведомого диска. Для устранения неисправности следует заменить неисправные узлы привода, устранить задиры на поверхностях дисков, заменить ведомый диск.

Подтекание тормозной жидкости в приводе выключения сцепления возможно из главного или рабочего цилиндров, а также в соединительных трубках.
Для устранения неисправности следует визуально определить место утечки и заменить неисправные узлы, с последующей прокачкой всего гидропривода (удалить из него воздух).

Эксплуатация сцепления

При эксплуатации автомобиля необходимо периодически проверять уровень в бачке, питающем жидкостью гидравлический привод сцепления. Если уровень окажется меньше нормы, то его обязательно следует восстановить, долив тормозной жидкости.
В противном случае, когда ее уровень понизится до нуля, усилие вашей ноги на педали сцепления будет передаваться в никуда.

Пониженный уровень жидкости или неправильная регулировка сцепления может привести к тому, что передачи на вашем автомобиле будут включаться с огромным усилием или вообще включаться не будут. И если, при полностью нажатой педали
сцепления, вам все-таки удастся «впихнуть» первую передачу, то автомобиль самопроизвольно начнет медленное движение, хотя в данный момент двигатель еще должен быть отделен от ведущих колес.

Как это может случиться и почему машина едет?

Описанная неприятность называется – сцепление ведет. Суть происходящего в следующем. В то время, когда ведомый диск сцепления не должен иметь контакта с маховиком, он все-таки за него немного цепляется, и поэтому часть крутящего момента передается на вал коробки передач и далее на ведущие колеса.

Со сцеплением может случиться неприятность и другого рода. Так как каждый раз, отпуская педаль сцепления, мы заставляем обе поверхности ведомого диска сильно тереться о железный маховик и не менее железный нажимной диск, то естественно боковые поверхности ведомого диска со временем изнашиваются.

Это нормальный процесс, предусмотренный конструкцией автомобиля, и ведомый диск является расходным материалом. Однако наступает момент, когда и первая передача включена, и педаль сцепления наверху, и «газуете» вы так, что у проезжающих мимо водителей «сердце кровью обливается». Но износ накладок ведомого диска уже настолько велик, что теперь он не зажимается между маховиком и нажимным диском с должным усилием, и, прокручиваясь, не передает крутящий момент от двигателя к трансмиссии. Описанное явление называется – сцепление пробуксовывает.

Конечно, здесь описан пример совсем уж глухого и слепого водителя, потому что машина намного раньше «предупреждала» его о том, что такой случай может произойти в ближайшее время. Еще раньше, на подходе к максимальному износу, ведомый диск начал пробуксовывать, сначала на четвертой передаче, затем на третьей и так далее.

Начало критического износа легко определить, двигаясь на четвертой передаче со скоростью 40 – 45 км/ч. Если при активном нажатии на педаль газа обороты
двигателя начинают увеличиваться, а машина продолжает движение с постоянной скоростью, то в подтверждение своей догадки вы еще и унюхаете специфический запах «подгорающих» накладок диска. Значит, пора покупать новый диск.

«Шелест» в районе сцепления и его пропадание при полностью нажатой педали сцепления означает, что вы должны готовится к замене выжимного подшипника. Резкие старты и ускорения машины, постоянное держание ноги на педали сцепления при
движении ведут к ускоренному износу не только сцепления, но и других агрегатов автомобиля.

Укорачивает срок службы сцепления и еще одна плохая привычка. Это когда водитель долго удерживает педаль сцепления в нажатом состоянии, например, на все время остановки перед красным сигналом светофора.

avtonov.info

Принцип работы и устройство сцепления автомобиля

Сцепление одним из важных узлов любого самоходного транспортного средства. Задача данного механизма заключается в плавном включении передачи усилийнепосредственно от маховика к первичному валу КПП в процессе движения авто и переключения скоростей. Сцеплениерешает задачи по корректному отключению или подключению силового агрегата к трансмиссии, а также передаче крутящих моментов. Чтобы уяснитьпринцип работы сцепления автомобиля необходимо подробно разобраться в конструкции этого узла.

Устройство сцепления автомобиля

• Нажимной диск (НД) представляет собой плоский элемент выпуклой круглой конфигурации. В основании этого узла смонтированы специальные выжимные устройства в виде пружин.Они соединяются со специальной прижимной площадкой, такой же формы, как и НД. Диаметр последней детали идентичен маховику.Одну из его сторон тщательно отшлифовывают для максимального и эффективного контакта. Пружины установлены по направлению к центру НД.В процессе выжима они воспринимают механическую нагрузку. Нажимной диск надежно зафиксирован на маховике. В промежутке между прижимным узлом и маховиком смонтирован диск сцепления.

• Диск сцепления (ВД, его еще называют ведомым диском) выполнен в аналогичной плоской круглой конфигурации. Его конструкция включает набор из фрикционных накладок и лучевого основания. Помимо этого сюда включена шлицевая муфта, которая обеспечивает подключениевала КПП. Плюс к этому, в числе составляющих механизма демпферные пружины, размещенные по кругу поверхности шлицевой муфты. Эти механизмы сглаживают вибрацию, возникающую в процессе включения привода сцепления.

• Фрикционные накладки (ФН) прочно монтируются к диску сцепления с помощью стальных или полимерных заклепок. Производители их изготавливают из самых различных материалов: керамики, композиционных материалов, кевлара и так далее. Последний материал является наиболее надежным в плане механических нагрузок и воздействия агрессивной среды.

• Выжимной подшипник (ВП) —достаточно сложная деталь.В зависимости от принципа срабатывания он разделяется на устройства нажимного или оттягивающего типа. Одна из сторон ВП выполняется в виде круглой нажимной площадки, размер которой соответствует диаметру пружин,которые смонтированы в центре НД. Данный механизм размещен на первичном вале, торец которого выступает из КПП. Для фиксации ВП в некоторых автомобилях используются стопорные пружины. Подшипник фиксируется на защитном кожухе вала КПП. В действие эту деталь приводит специальная вилка привода. Онакоторая воздействует на оправку, на которой имеются специальные выступы.

• Система привода (привод) может быть реализована механическим, гидравлическим, электронным и комбинированным узлом. Последнеерешение представляет собой тандем нескольких предыдущих. На сегодняшний день такие системы пользуются хорошей популярностью. Рассмотрим более подробно три основных вида:

• Механический привод. Для передачи усилия в механическом приводе используется специальный трос. Одна часть каната подключена к педали, а другая соединяется с выжимной вилкой. Трос размещается внутри кожуха, надежно зафиксированного возле педали и вилки. Такая конструкция обеспечивает ему необходимую защиту от механических воздействий.

• Гидравлический привод. В число основных элементов, выполняющих передачу силы нажатия,входят2 гидроцилиндра, объединенныхтрубопроводом высокого давления. Во время механического воздействия на педаль, в действие приводиться шток ГЦ (главного цилиндра). На его торце имеется специальный поршень, которыйсдавливает гидрожидкость внутри устройства.Впроцессе этого появляется повышенное давление, которое потом передается через шланг к рабочему цилиндру. Его наконечник также оснащен штоком, соединенным с поршнем, толкающим шток.В свою очередь,шток воздействует на вилку. В качестве рабочей среды чаще всего используют тормозную жидкость. Она заливается в специальный бачок, пода в систему реализуется самотеком.

• Электронный привод. В данной системе передача усилия производится с использованием электрического силового агрегата. Его включение происходит во время нажатия на педаль, посредством воздействия на трос. В этот моментэлектрическая энергия переходит в механическое перемещение.

Педаль сцепления—элемент, обеспечивающий оперативное управление всей системой. Она смонтирована в салоне и всегда размещена слева. В современных машинах, оснащенных автоматической КПП, она отсутствует. Механизм сцепления в автоматах работает без участия водителя,полностью автономно.

Принцип работы сцепления авто

Передача крутящих моментовреализуется за счет воздействия силы трения на ВД(ведомый диск). Во время включения ВД зажат между НД и маховиком. В процессе нажатия на педаль перемещается трос, который выполняетповорот рычага. В процессе этого действия свободный край вилки воздействует на ВП (выжимной подшипник). Он перемещается к маховику и воздействуетна пластины,которые отодвигаютНД. Таким образом, освобождается диск сцепления, благодаря чему водитель с легкостью переключает скорость. После отпускания педали ведомый диск вновь фиксируется между НД и маховиком.

В гидравлических системах привода происходят идентичные операции, исключением является механизм передачи усилий. Механическое воздействие от педали на ведомый диск передает жидкость, размещенная в цилиндре. 

vipwash.ru

Принцип работы сцепления для новичков: Видео

Видео: Просто о сложном. Как работает сцепление

Многие из нас имеют лишь общее представление о том, как работает сцепление автомобиля. Изучить вопрос подробнее самостоятельно кажется маловероятным, из-за того, что все эти шестеренки, зубья и пружины в КПП кажутся очень сложными для понимания.

 

Смотрите также: Вот как можно избежать повреждения механической коробки при переключении передач не по порядку

 

На самом деле в этом нет ничего сверхсложного. Главное, верно визуализировать нужную часть автомобиля и объяснить основные направления работы устройства. Например, на YouTube канале «Learn Engineering» была сделана виртуальная анимация, при помощи которой, мы сможем увидеть, как на самом деле работает сцепление на вашем автомобиле.

 

Вначале видео объяснено, что автомобиль с двигателем внутреннего сгорания не сможет полноценно работать без трансмиссии, поскольку он имеет крайне ограниченный крутящий момент в узком диапазоне оборотов. Трансмиссия же позволяет мотору работать в оптимальном диапазоне оборотов, гораздо более эффективно расходуя топливо и ресурс двигателя, не снижая при этом динамику транспортного средства.

 

В видеоролике говорится, что было бы глупо выключать двигатель для каждого переключения передачи, поэтому был разработан очень важный элемент КПП – сцепление.

 

Вкратце, сцепление на любом автомобиле использует трение для включения или отключения двигателя от передачи крутящего момента на колеса через коробку переключения передач, карданный вал и/или ведущие полуоси. Упрощенно, важнейшими элементами сцепления являются:

 

Диск сцепления с фрикционной поверхностью (1.45 минута видео)

Поэтому, для правильной работы сцепления, фундаментально важно чтоб на диске сцепления присутствовал, так называемый, фрикционный материал. Материал наносится с обеих сторон диска. Если покрытие частично или все сотрется, автомобиль не сможет даже тронуться с места. Отсюда, можно сделать вывод, что при трогании крайне важно следить за моментом отпуска педали сцепления. Если вы случайно сотрете фрикционный слой рабочей поверхности, сожжете сцепление, вы уже никуда не сможете поехать не заменив диски сцепления.

 

Смотрите также: Как научиться ездить на механической КПП: Все пункты, от А до Я

 

Первый диск сцепления устанавливается на маховике двигателя (ведомый, нажимной диск сцепления). Второй диск (ведущий) прижимается к первому при помощи нажимной муфты. Через входной вал крутящий момент переходит с двигателя на систему трансмиссии.

 

Нажимная муфта

Вторым важным элементом, без которого сцепление не сможет нормально работать – нажимная муфта. Ее внешняя часть присоединена болтами к маховику, непрерывно передавая вращающий момент на коробку переключения и далее к колесам. К муфте прикреплена так называемая, диафрагменная пружина (2.50 минута видеоролика). С ее помощью производится разводка двух дисков сцепления и рассоединение двигателя и КПП.

 

Вилка сцепления

Следующим элементом из стройной системы сцепления ручной КПП, описывается вилка сцепления и гидравлический механизм приводящий ее в движение от нажатия на педаль. 3.40 минута видео. При нажатой педали сцепления, при помощи гидравлического или механического привода активируется вилка сцепления, которая нажимая на центр диафрагменной пружины, рассоединяет мотор и КПП, давая возможность водителю включить требуемую передачу.

 

Вот и весь принцип работы сцепления в общих чертах. Не сложно, неправда ли?

 

Таким образом в общих чертах сцепление состоит из следующих элементов:

маховика

дисков сцепления с фрикционным материалом

ведущего диска сцепления

нажимной муфты

вилки

вала педали

выжимного подшипника

вала КПП

 

Под завершение видео разъясняется цель использования небольших цилиндрических пружин на диске сцепления. Они применяются для того чтобы смягчить вибрации и колебания, идущие от двигателя через диски сцепления на коробку передач, тем самым повышая не только комфорт, но и продлевая жизнь элементам трансмиссии автомобиля.

www.1gai.ru

Как правильно пользоваться автомобильным сцеплением

Этому учат начинающих водителей в автошколе, но бывает, что и долгие годы шоферского опыта не приучают бережно относиться к сцеплению в машине – оно быстро изнашивается и требует замены. Для того чтобы понять, как правильно пользоваться автомобильным сцеплением, нужно хорошо представлять себе схему его работы и предназначение отдельных составляющих, например, нажимного диска, который автомобилисты давно окрестили «корзиной».

Статьи по теме

Что такое автомобильное сцепление

Конструктивно сцепление (фрикционная муфта) в автомобиле предназначено для соединения/разъединения вала двигателя с автоматической или механической коробкой передач. Это позволяет трогаться с места без резких рывков и обеспечивает плавное переключение скоростей на ходу, предотвращая перегрузку составляющих трансмиссии из-за изменения числа оборотов коленчатого вала. Существуют разные конструкции приводов для передачи усилия от педали на нажимные механизмы, такие как механический, гидравлический и электрический.

Где находится­

Поскольку назначение сцепления заключается в передаче крутящего момента с коленвала двигателя к коробке передач, то конструктивно оно находится между двумя этими агрегатами. Конкретное расположение может зависеть от компоновки базовых узлов, переднего или заднего привода трансмиссии, но в любом случае это будет спереди автомобиля под капотом.

Устройство

Являясь соединительным узлом для передачи вращения, конструкция фрикционной муфты в автомобиле не отличается особой сложностью. Основными составляющими являются:

• Нажимной диск – имеет выжимные пружины в основании и предназначен для соединения с маховиком. Из-за лепестковой конструкции получил звание «корзинка» за сходство во внешнем облике.
• Ведомый диск – имеет муфту, лучевое основание и накладки. Специальные демпферные пружины способствуют уменьшению тряски при переключении.
• Выжимной подшипник – находится на первичном валу и приводит в действие вилку привода. Некоторые конструкции могут использовать стопорные пружины для более надежной фиксации.
• Педаль сцепления – с помощью нее водитель из кабины управляет рабочим процессом, передавая указание соединить или разъединить ведущий вал двигателя и коробку передач. В автомобилях с автоматической коробкой передач (АКПП) педали нет, работа системы происходит с помощью специального сервопривода.

Современные производители автомобилей предлагают покупателям разные конструктивные варианты фрикционных муфт. Различия могут касаться:

• количества дисков – одно- или многодисковые системы;
• среды работы – сухие или влажные варианты;
• привода в действие – механические, гидравлические, электрические способы;
• способа нажатия на прижимной диск – сцепление с центральной диафрагмой или пружинами по кругу.

Для чего нужно

Разобраться, как работает устройство сцепления автомобиля, очень просто – пока педаль не нажата, ведущий и ведомый диски соприкасаются, передавая крутящий момент с маховика двигателя на коробку передач, а затем, через карданный вал – на колеса. Нажатие разъединяет диски, вращение перестает передаваться, и водитель может переключить скорость. Затем нужно медленно опускать нажим, чтобы не сжечь фрикционную муфту при слишком резком контакте дисков, причем очень важно не удерживать педаль в нажатом состоянии слишком долго.

Принцип работы

На словах это объясняется просто – фрикционная муфта обеспечивает взаимодействие маховика двигателя и коробки передач, обеспечивая их рассоединение для переключения скоростей. Но сколько же времени уходит у начинающих водителей, чтобы на практике освоить, как правильно выжать педаль, чтобы был плавный и мягкий старт с места без рывков! Не один час пройдет, пока автолюбитель станет ездить хорошо, но не следует забывать, что маневры на дороге могут испортить сцепление вашего автомобиля.

На автоматической коробке

В автоматическом варианте сцепление происходит по «мокрому» типу с помощью трансмиссионного масла, заключенного в гидротрансформатор и двух крыльчаток. Лопасти маховика увлекают за собой поток масла, которое закручивает насосное колесо – вот по такой схеме передается вращение в АКПП. У такого автомобиля отсутствует педаль сцепления, поэтому в целом процесс вождения будет гораздо проще (особенно много поклонников «автоматов» среди женщин).

На механической коробке­

В салоне автомобиля сцепление расположено в самой левой позиции из трех (по центру будет тормоз, а самой правой – газ) и с ее помощью водитель управляет подключением двигателя к КП. Ручной режим работы требует больше внимания по сравнению с «автоматом», но для многих пользователей это дело привычки и вопрос цены. Автомобиль с АКПП будет гораздо дороже при покупке и обслуживании, вот почему многие водители выбирают автомобили, где есть педаль сцепления.

Правильное использование педали­

Новичку будет полезно узнать, как правильно пользуются автомобильным сцеплением опытные автомобилисты и как работает сцепление в автомобиле. Применяя простые рекомендации в повседневных поездках, он гораздо быстрее достигнет мастерства, если научится правильно переключать передачи и включать нужную скорость, снижая нагрузку на резину и тормозные диски. Это касается таких моментов вождения, как кратковременные остановки (например, на светофоре) и повороты.

Как выжимать

По сути, правильное использование фрикционной муфты подразумевает четкое выполнение двух взаимосвязанных операций – педаль нужно нажать, а затем отпустить. Простые советы подскажут вам, как правильно выжимать сцепление:

• Педаль нажимается до упора и без задержек.
• Так как главное – это опыт, лучше не жалеть времени на тренировки, найдя для этого подходящую площадку и взяв в компанию опытного водителя.
• На первых порах важное значение имеет обувь – чтобы ощущения были более выраженными, она должна быть на тонкой подошве и без каблуков.

Как отпускать

Ослабляя нажатие на педаль, водитель начинает соединять маховик двигателя и ведомый диск для передачи вращения на коробку передач. Делать это надо очень аккуратно, чтобы езда была максимально комфортной:

• Педаль не должна быть выжатой долгое время.
• Ее нужно постепенно отпускать без резких бросков, слегка задержавшись, когда она будет вдавлена наполовину.
• Движение на автомобиле нужно начинать с первой передачи. Трогаться со второй можно только зимой, когда асфальт очень скользкий.

Видео

Как работает сцепление, принцип действия

Как правильно отпускать сцепление и работать с педалями.

Нашли в тексте ошибку? Выделите её, нажмите Ctrl + Enter и мы всё исправим!Рассказать друзьям:

Статья обновлена: 13.05.2019

sovets.net

Как это работает: сцепление + наглядное видео

    Сцепление – это механизм в составе трансмиссии автомобиля, предназначенный для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя к валу коробки переключения передач. Главной задачей сцепления является кратковременное отключение двигателя от КПП, а также плавное соединение этих агрегатов при работающем двигателе. Сцепление обеспечивает ровное «трогание» автомобиля с места, а также предохраняет детали трансмиссии от перегрузок при резком замедлении вращения коленчатого вала.

 

    UPD: добавлено отлично видео!

 

 

 

 

 
Различают следующие типы сцепления автомобиля:

 

 

По связи ведущих и ведомых частей	По числу ведомых дисков	По приводу	По созданию нажимного усилия
Фрикционное	Однодисковые	Механические	С периферийными пружинами
Гидравлическое	Двухдисковые	Гидравлические	С центральной пружиной
Электромагнитное	Многодисковые		Центробежное
			Полуцентробежное

 

    Гидравлические и электромагнитные типы сцепления не получили широкого распространения ввиду сложности конструкции, поэтому в этой статье рассмотрим принцип работы и устройство наиболее распространенной конструкции однодискового фрикционного сцепления.

 

 

    Устройство однодискового сцепления:

 

Ведущая часть состоит из: Ведущий (нажимной диск) Коленчатый вал

 

Ведомая часть состоит из: Первичный вал КПП           Выжимной подшипник

 

     Механизм в собранном виде можно посмотреть на следующем рисунке, на котором ведомый и ведущий диски соприкасаются поверхностями с высоким коэффициентом трения.

 

 

 

 

 
     Ведущая часть при заведенном двигателе постоянно находится во вращении, так как жестко связана с коленчатым валом.

    Сцепление включено: как видно на рисунке выше, ведущий и ведомый диски плотно прижаты друг другу, поэтому весь крутящий момент ведущей части сцепления полностью передается на ведомую (и далее на КПП, на колеса). Благодаря высокому коэффициенту трения, диски вращаются с одной скоростью и «проскальзывание» между ними отсутствует (в случае приемлемого состояния контактирующей поверхности).

 

 

    Сцепление выключено: выключение происходит при нажатии на педаль сцепления. Далее поступательное движение педали передается приводом (механическим или гидравлическим) на выжимной подшипник. Этот подшипник движется вдоль первичного вала коробки передач и упирается в ведомый диск, который срабатывает как «рычаг» (рисунок ниже), благодаря своей конструкции,  и диски выходят  из зацепления. Теперь вращение на ведомую часть сцепления не передается.

 

 

 

 

 

 

 
     После снятия усилия с педали сцепления, ведомый диск возвращается в исходное состояние под действием пружин. Снимать ногу с педали необходимо плавно, что бы ведомый диск постепенно прижимался к ведущему — в этом случае не будет резкого толчка! 

 

Для плавного включения сцепления так же применено конструктивное решение на ведомом диске сцепления. Он состоит из двух частей, способных поворачиваться на малый угол относительно друг друга, благодаря пружинам. На рисунке видно, что одна часть шлицами входит в зацепление с валом коробки передач, а вторая часть диска с подвижной частью сцепления.

 

 

 

Чтобы закрепить материал, предлагаем Вам отличное обучающее видео про фрикционное сцепление, подготовленное еще в СССР:

 

Часть 1. Советуем смотреть со времени 6:50 — почему важно выжимать педаль сцепления до конца и как происходят удары шестерен в коробке передач (осторожно громкий звук):

 

 

 

 

 Часть 2. Про трение между дисками сцепление. Зависимости от материала и площади.
Советуем смотреть со времени 5:35 до 8:45 — рассказывают почему сцепление усложнили (как улучшили от эллементарной модели). Возможно модель старовата, зато принцип поясняет верно!

 

 

 

 

   Часть 3. Основные моменты: как включается фрикционное сцепление, как устраняется перекос в нажимном диске и как увеличили «полезный ход» педали сцепления:

 

 

 

Еще один наглядный ролик:

 

 

 

 

     Таков принцип работы сцепления автомобиля. Надеемся, что данная информация будет для Вас полезной. Напоследок добавим, что езда накатом при включенной передаче и нажатой педали сцепления — это верный способ быстро вывести из строя сцепление!

 

 

 

 

 

autogrodno.by

Назначение и общая характеристика сцепления

Сцепление (главный фрикцион) служит для кратковременного отъединения трансмиссии от двигателя перед включением передач, их плавного соединения после включения передач, а также для предохранения трансмиссии от динамических перегрузок, возникающих при движении транспортной машины.

По принципу действия сцепления подразделяют на фрикционные, гидравлические (гидромуфты) и электромагнитные (порошковые). В зависимости от формы и конструкции трущихся деталей фрикционные сцепления могут быть дисковыми, специальными (колодочные, ленточные) и конусными.

По условиям работы поверхностей трения дисковые сцепления (главные фрикционы) делятся на сухие и работающие в масле.

В зависимости от материала поверхностей трения различают следующие сцепления (главные фрикционы):

• сталь по фрикционному материалу
• сталь по стали
• чугун по oстали
• чугун по фрикционному материалу

По способу создания силы, сжимающей диски, выделяют следующие сцепления:

• пружинные (с несколькими периферийными или одной центральной пружиной)
• полуцентробежные
• центробежные
• электромагнитные

В зависимости от типа механизма выключения различают сцепления (главные фрикционы) с рычажным и шариковым механизмами.

По типа привода выключения сцепления (главные фрикционы) бывают с механическим, гидравлическим, пневматическим, гидропневматическим и электромагнитным приводами.

Сцепление обычно устанавливается у маховика двигателя и представляет собой фрикционную муфту, через которую с помощью сил трения вращающий момент от двигателя передается к коробке передач и далее к ведущим колесам.

На изучаемых транспортных машинах применяются, как правило, фрикционные дисковые сухие, постоянно замкнутые сцепления (главные фрикционы у гусеничных машин) с периферийным расположением нажимных пружин и механическим приводом управления. В зависимости от числа ведомых дисков сцепления подразделяются на одно-, двух- и многодисковые.

Сцепление состоит из ведущей и ведомой частей, нажимного механизма и механизма выключения. Детали ведущей части сцепления воспринимают от маховика вращающий момент двигателя, а детали ведомой части сцепления передают этот момент ведущему валу коробки передач.

Ведущая часть сцепления включает в себя маховик 3, установленный на коленчатом валу двигателя, кожух 1 и нажимной диск 2. Маховик имеет обработанную торцевую поверхность, и к нему прикрепляется болтами кожух, соединенный с нажимным диском упругими стальными пластинами 5, что обеспечивает передачу вращающего момента от кожуха на нажимной диск, позволяя последнему перемещаться в осевом направлении при включении и выключении сцепления.

Рис. Схема однодискового сцепления с приводом выключения:
1 — кожух; 2 — нажимной диск; 3 — маховик; 4 — ведомый диск; 5 — упругая пластина; 6 — нажимная пружина; 7 — ведущий вал; 8 — рычаг; 9 — выжимной подшипник; 10, 13 — оттяжные пружины; 11 — вилка; 12 — педаль; 14 — тяга

К ведомой части относится тонкий ведомый диск 4 с прикрепленными к нему фрикционными накладками и ступицей, установленной на шлицах на вал 7, являющийся ведущим валом коробки передач. Нажимной механизм состоит из нажимных пружин 6, сила упругости которых обеспечивает включение сцепления. Механизм выключения состоит из выключающих рычагов 8, муфты выключения с выжимным подшипником 9 и вилки 11, предназначенной для перемещения муфты выключения. К приводу выключения сцепления относят тягу 14 и рычаг 8 с педалью 12 и пружиной 13. Если педаль отпущена, то сцепление включено, так как ведомый диск зажат между маховиком и нажимным диском усилием нажимных пружин, расположенных между нажимным диском и кожухом сцепления. Вращающий момент с помощью сил трения передается от ведущей части на ведомую.

Включение сцепления осуществляется плавным отпусканием педали — нажимной диск перемещается в сторону маховика и прижимает к нему ведомый диск. Пока сила, прижимающая диск к маховику, мала, сила трения между поверхностями ведущих и ведомых частей также мала, и ведомый диск будет вращаться с меньшим числом оборотов, чем маховик. Чем больше сила, прижимающая диск к маховику, тем больше сила трения, а следовательно, и вращающий момент, передаваемый от маховика на вал 7. При полностью отпущенной педали сила трения возрастает настолько, что ведущие и ведомые части вращаются как одно целое, и через сцепление может быть передан полный вращающий момент двигателя. Сцепления рассчитываются на передачу вращающего момента, который в 1,5 — 3 раза больше максимального вращающего момента двигателя, что необходимо для предотвращения буксования сцепления во включенном состоянии при резком изменении усилий на ведущих колесах, торможении, попадании смазки или воды на поверхности трения дисков сцепления.

При нажатии на педаль 12 сцепление выключается, так как муфта выключения, перемещаясь в осевом направлении к маховику, упорным подшипником нажимает на выключающие рычаги и поворачивает их относительно осей, закрепленных в кожухе, а наружные концы выключающих рычагов отодвигают нажимной диск 2 от ведомого диска 4, освобождая его и обеспечивая зазор с каждой стороны ведомого диска примерно по 1 мм. Сила трения между поверхностями ведущих деталей и ведомого диска отсутствует, вследствие чего вращающий момент от маховика на ведомый диск, а следовательно, и к ведущим колесам передаваться не будет.

К сцеплениям предъявляется ряд требований, основными из которых являются плавность включения, чистота и легкость выключения, безотказность работы, малый момент инерции ведомых частей, хороший отвод теплоты и гашение крутильных колебаний. Перечисленные требования определяют рациональную конструкцию элементов сцепления.

ustroistvo-avtomobilya.ru