Сцепление автомобиля - это один из главных компонентов трансмиссии. Именно оно принимает на себя весь основной удар при переключении передач, защищает машину от перегрузок и гасит колебания. Как работает сцепление на автомобиле, как оно устроено, какие функции выполняет? Ответы на все эти вопросы - далее в нашей статье.
Характеристика
Сцепление автомобиля - это узел, предназначенный для кратковременного отсоединения двигателя от коробки передач и плавного их соединения при переключении скоростей.
На большинстве современных автомобилей данный элемент размещается между коробкой передач и двигателем внутреннего сгорания.
Устройство сцепления автомобиля
По своей конструкции данная деталь представляет собой целую систему, состоящую из следующих элементов:
Для чего нужен данный узел?
Как известно, двигатель вращается постоянно, а вот колеса - нет. И чтобы при каждой новой остановке автомобиля не приходилось глушить мотор, на коробке следует выключать ту или иную передачу, то есть путем нажатия на педаль сцепления активировать «нейтралку». При последующем движении данный узел способен снова совместить вращающийся двигатель и неподвижную КПП, плавно соединяя валы между собой. Благодаря этому происходит мягкое трогание автомобиля с места.
«Сухое» сцепление
Схема сцепления автомобиля практически всегда одна и та же (картер сцепления; подшипник выключения сцепления; втулка опорная вала вилки выключения сцепления; вилка выключения сцепления; нажимная пружина; ведомый диск; маховик; нажимной диск; кожух сцепления; первичный вал коробки передач; трос; педаль сцепления; муфта подшипника выключения сцепления; пластина, соединяющая кожух сцепления с нажимным диском; пружина демпфера; ступица ведомого диска). Однако этот узел имеет свои особенности. Некоторые производители оснащают машины разными типами узлов. Один из самых популярных на данный момент вариантов - фрикционный. При таком типе сцепления процесс передачи усилий крутящего момента осуществляются благодаря силам трения. Последние воздействуют на поверхностях соприкосновения ведомой и ведущей части. То есть передача усилий происходит напрямую между диском ДВС и КПП машины. Также данный тип сцепления называется «сухим». Особенно часто он устанавливается на полноприводные джипы.
«Мокрый» тип
Существует и так называемый мокрый тип сцепления. Чем он отличается от первого варианта? В нем имеется гидротрасформаторное масло между двумя дисками. Также на «мокром» узле нет такого жесткого сцепления между ведомым и ведущим диском.
По сравнению со своими аналогами он имеет целый ряд преимуществ. Среди них необходимо отметить хорошую защиту автомобиля от перегревов, а также высокую надежность работы механизмов. Однако есть у «мокрого» элемента и свои недостатки. Главный его минус - высокая стоимость, поэтому на большинстве бюджетных автомобилей такая система не используется.
Предназначение
Какие функции выполняет сцепление автомобиля? Прежде всего, данный узел необходим для плавного трогания автомобиля с места, о чем мы сказали в начале статьи. Если мотор с коробкой соединены жестко, то после включения передачи машина резко дергается вперед, так как на коробку передается сразу вся мощность от двигателя. Неправильное использование сцепления вызывает механическое повреждение деталей, а также приводит к частой остановке двигателя при трогании с места.
Благодаря работе сцепления, а именно скольжению ведущего и ведомого дисков, крутящий момент увеличивается постепенно. Движущие усилия возрастают не сразу, а потому машина трогается очень плавно и мягко.
Также коробка сцепления необходима для легкого переключения передач во время движения транспортного средства. Когда автомобиль едет с определенной скоростью, которая стабильно растет или уменьшается, возникает необходимость в переходе на повышенную или пониженную передачу, чему способствует своевременное разъединение валов узла между трансмиссией и двигателем. В противном случае для переключения передачи требовались бы более высокие усилия, что в дальнейшем спровоцировало бы быстрый износ КПП и других его механизмов. В частности, при принудительном переводе скорости повышается нагрузка на зубья шестерен. Таким образом, сцепление также выполняет функцию уменьшения нагрузки, которая действует на поверхность деталей КПП, что облегчает переход с одной передачи на другую. При этом коробка передач (фото данного механизма представлено ниже) терпит минимальные нагрузки от двигателя. А это значительно повышает срок службы деталей КПП, цена которых порой слишком велика.
Кроме того, работа сцепления направлена на уменьшение уровня нагрузок, действующих на КПП во время экстренного торможения автомобиля. Когда машина резко снижает скорость, момент вращения ее колес значительно уменьшается. Но поскольку трансмиссия в это время соединена с мотором, она обладает инерцией вращения и сохраняет прежнюю частоту оборотов. Это может привести к значительному повреждению ее деталей. Сама защита от перегрузок осуществляется проскальзыванием ведомых и ведущих дисков. В таком случае момент вращения стабилизируется максимально.
Как оно функционирует?
Принцип работы сцепления автомобиля заключается в трении нескольких дисков. Действие данного узла заключается в плотном сжатии рабочих поверхностей маховика и прижимной поверхности корзины. Ниже мы рассмотрим этот момент более подробно.
Когда узел находится в рабочем состоянии, под действием выжимной пружины диск корзины плотно прилегает к сцеплению и прижимает его к маховику. При этом первичный вал заходит в шлицевую муфту. Далее производится передача крутящих усилий на него от диска сцепления. Когда водитель нажимает на педаль, он задействует работу выжимного подшипника. Последний нажимает на пружину. Таким образом, поверхность корзины отходит от диска сцепления. После этого первичный вал КПП прекращает свое движение.
Особенности работы на автоматических коробках
В обычных АКПП такой элемент трансмиссии, как сцепление, попросту отсутствует. Зато на роботизированных и кулачковых «автоматах» она предусмотрена. Кстати, на последнем типе трансмиссий сцепление работает только при старте. В процессе движения данный элемент не функционирует.
На большинстве автоматических коробок используется многодисковое сцепление влажного типа. Однако выжим здесь происходит не путем нажатия определенной педали (которой попросту здесь нет), а сервоприводом (другими словами, актуатором). На данный момент принято различать несколько типов данных устройств:
- Электрический. Подобный сервопривод представляет собой шаговый двигатель. Он управляется при помощи ЭБУ (электронного блока управления).
- Гидравлический. Такой актуатор выполняется в виде гидроцилиндра. Он приводится в действие специальным гидравлическим распределителем.
На КПП типа «робот» используются два типа сцеплений. Они функционируют переменно. При выжиме первого для автоматического переключения определенной передачи второе ожидает команды для выжима следующей.
Продлеваем срок службы
Сцепление - это, пожалуй, один из самых износостойких элементов в конструкции автомобиля. Качественный узел может прослужить 200 и более тысяч километров. Однако чтобы ваша коробка не потребовала ремонта уже на первых неделях езды, нужно знать определенные правила эксплуатации.
При вождении автомобиля с механической трансмиссией, прежде всего, научитесь правильно нажимать на педаль. В то время когда вы приотпускаете ее, происходит включение сцепления. В этот момент пружина нажимного диска подводит ведомый механизм к маховику. Происходит плавное притирание элементов. За счет этого диск немного проскальзывает относительно маховика, последний также начинает вращаться.
На следующем этапе необходимо дать небольшое время узлу для того, чтобы обороты максимально сравнялись. Для этого следует удерживать педаль в средней позиции примерно 2-3 секунды. После этого количество оборотов маховика приблизится к скорости вращения диска. Итак, автомобиль потихоньку набирает ход.
Что же делать далее? Когда маховик с ведомым и нажимным диском стал самостоятельно вращаться с одинаковой скоростью и без проскальзываний, происходит максимально высокая передача крутящего момента. В таком случае необходимость в повторном разъединении КПП и двигателя отсутствует (разве что при экстренном торможении). Как только машина тронулась, а на спидометре уже больше 10 километров в час, педальку можно смело отпускать. Дальше аналогичным путем переключаемся на повышенную передачу вплоть до 5-й (если это позволяют ПДД).
Обратите внимание, что если при трогании с места внезапно сбросить педаль сцепления, машина будет ехать рывками, а через 3-4 секунды заглохнет. Это происходит из-за того, что при резкой притирке дисков мотор передает всю мощь на коробку, тем самым попросту рвет ее. Нагрузка на шестерни увеличивается, соответственно, ресурс механизмов трансмиссии уменьшается. Резко отпускать педаль при трогании не следует, так как это очень вредит вашему автомобилю. Лишь когда машина набирает достаточно большую скорость (это уже 3-5 передача), при переключении на повышенную можно «бросать» педаль сходу.
Как не сжечь этот узел?
Не стоит думать, что если долго давить на данную педаль, работа сцепления автомобиля будет стабильной, а машина от этого не пострадает. К примеру, на перекрестках и при остановке «на красный» следует сразу переключаться на «нейтралку». Если все это время (порядка 20-40 секунд) ваша нога будет находиться на педали сцепления, вы попросту его сожжете через 1-2 дня. Цена на него в зависимости от модели автомобиля колеблется в пределах от 200 до 1000 долларов и выше. Согласитесь, это довольно большая сумма.
Как показывает практика, при правильном использовании сцепления можно не менять корзину и диск на протяжении 100-200 тысяч километров (касается импортных марок машин). Главное - чувствовать, когда следует нажимать на педаль, а когда - нет. Если ваша остановка длится более 5-6 секунд, смело включайте «нейтралку». Сделать это можно и раньше, например если на расстоянии в 300 метров вы увидели красный сигнал светофора. В таком случае машина будет двигаться по собственной инерции. Кстати, используя «накат», можно значительно уменьшить расход топлива автомобиля.
Таким образом, не следует резко отпускать педаль сцепления, но и не нужно очень долго его держать. И в том и в другом случае вы рискуете ухудшить техническое состояние автомобиля.
Регулировка узла
Периодически автомобилю требуется регулировка сцепления. Со временем ход педали увеличивается, вследствие чего механизмы отключаются не полностью. То есть при максимальном нажатии на педаль валы не отключаются, а остаются «в притирке» с двигателем. А это, как мы уже сказали ранее, значительно увеличивает уровень нагрузки на зубья. В результате изнашиваются все компоненты узла.
Как это определить?
Понять, требуется ли вашему автомобилю регулировка сцепления, очень просто. Для этого нужно взять строительную рулетку и замерить расстояние от пола до резиновой накладки педали. На большинстве легковых автомобилей данное значение составляет порядка шестнадцати сантиметров. А выставляется ход педали при помощи специальной контргайки, которая находится на окончании троса под капотом. При этом механизм следует трижды нажать до упора (в пол).
Заключение
Итак, мы подробным образом рассмотрели особенности работы системы сцепления автомобиля. Как видите, данная деталь представляет огромную важность для двигателя и коробки передач. Поэтому не следует пренебрегать правилами ее эксплуатации и впустую жечь корзину при отсутствии особой надобности. Берегите свой автомобиль и эксплуатируйте сцепление бережно!
Многие автомобилисты имеют лишь поверхностное понятие о том, как функционирует сцепление автомобиля. Некоторые считают, что своими силами изучить этот вопрос детальнее маловероятно. Конечно, зубья, шестерёнки и пружины мудрены для восприятия «молодых» автомобилистов, поэтому мы решили помочь в таком деле и описать суть действия сцепления в максимально простой форме.
Назначение
Сцепление, или соединительная муфта, является неотъемлемой составляющей любого автотранспорта. Именно это устройство берёт на себя ключевые нагрузки и удары. Узел представляет собой силовое зажимное устройство, которое передаёт вращательный импульс между главными частями автомобиля: трансмиссией и двигателем. Сформирован узел из небольшого количества дисков.
Автосцепление направлено на временное отделение коробки скоростей от двигателя и мягкого их подключения. Необходимость плавности притирки появляется во время хода авто. Переходное отсоединение движка и коробки переключения передач (КПП) важно и при дальнейшем переключении скоростного режима, и при немедленном торможении или остановке авто.
Важно! Нагрузка на сцепление возрастает во время затормаживания, при резком его включении, а также при наезде авто на неровность дорожного полотна.
Во время хода транспортного средства система соединительной муфты в основном находится во включённом положении. Она служит передатчиком мощности от движка к КПП, а также защищает детали последнего от разнообразных интенсивных действий, которые образуются в трансмиссии.
Классификация
Сцепление систематизируют по нескольким функциональным устройствам.
По связи ведущих и ведомых частей
По контакту пассивных и активных элементов различают такие категории узлов:
Важно! По причине сложности устройства электромагнитная и гидравлическая муфты не заработали повсеместного применения.
По типу создания
- центробежные;
- частично центробежные;
- с основной пружиной;
- с периферийными спиралями.
По числу руководимых валов выделяют:
По типу привода
По разряду привода сцепления классифицируют на:
Знаете ли вы? В авто с автоматической КПП педаль сцепления отсутствует. Но это означает только то, что соединительная муфта работает без участия человека.
Существует и электромагнитный тип соединительной муфты, но сегодня он практически не используется в машиностроении ввиду дорогостоящего обслуживания.
Как устроено
Чтобы понять, как работает соединительная муфта, следует хотя бы знать, как она выглядит и какова её конструкция. Выражаясь простым языком, описать строение этого узла можно так: все его элементы собраны в картер, который также соединяется с картером мотора. В широком смысле состав соединительной муфты можно описать так:
- диски с фрикционным веществом;
- нажимная сцепка;
- ведущий диск (он же - корзина сцепления);
- вилка;
- выжимной подшипниковый узел;
- вал КПП;
- вал педали.
Конструкция сцепления автомобиля
Ведомый же элемент намного уже и находится на углублениях вала КПП, которые, в свою очередь, создают условия для его жёсткой сцепки и позволяют ему перемещаться вдоль вала. При эксплуатации оба этих диска под нажимом пружин и выжимной опоры тесно соединяются и поставляют крутящий импульс от двигателя на первичный вал.
Важно! Сцепление не требует особого обслуживания. Достаточно соблюдать рекомендации по корректному вождению.
Если их расцепить (выжать педаль сцепления), крутящийся момент обрывается, и пассивный диск, следовательно, перестаёт вращаться с валом.
Принцип работы сцепления автомобиля
Суть работы как гидравлического, так и фрикционного сцепления можно изложить так. Если соединительная муфта отпущена, то ведомый стержень зажимается между активным диском и колесом. Когда автомобилист давит на педаль газа, то в конструкции возникает трение и крутящий импульс направляется от колеса движка внутреннего сгорания на мощность авто.
Когда выжимается педаль сцепления, элементы агрегата начинают работу и взаимодействуют друг с другом. В итоге пассивный вал уходит от прижимного усилия. Чтобы обеспечить этот результат, в ход вступает тросик агрегата. На выжимной подшипниковый узел влияет вилка отключения устройства, вследствие чего подшипник движется к маховику по валу. Потом подшипниковый узел давит на планки нажимной пружины.
Знаете ли вы? Если бы не было сцепления, вождение задним ходом было бы невозможным.
Если мочки пружины агрегата сгибаются к маховику, внешний край отжимается от нажимного диска, разгружая его. Параллельно тангенциальные спирали отпускают активный диск, и крутящий импульс не передаётся.Когда водитель освобождает педаль, активный диск начинает работать с пассивным шкивом через диафрагменную пружину. Стоит также упомянуть, что этот элемент при отжиме педали также контактирует с маховиком.
Видео: принцип работы сцепления автомобиля
Тогда вращающий импульс передаётся от двигателя к КПП, за счёт созданной силы трения. Итак, мы доступно рассказали об устройстве и сути действия сцепления. Как видно, данное устройство имеет огромное значение для транспорта.
Трансмиссия служит для передачи крутящего момента от двигателя на ведущие колеса и для изменения величины крутящего момента и его направления. Расскажем про устройство сцепления автомобиля - из чего состоит и как работает.
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, допустим от водителя к некому механизму (тормоза, коробка передач), то для этого существует привод механизмов.Представьте ситуацию, когда необходимо постоянно что-то закрывать и открывать. Для передачи усилия на расстоянии по «открыванию» и «закрыванию» двери, вам придется применить палку или дистанционное управление. Пусть это будет палка, привязанная веревками одним концом к вашей руке, а другим к ручке двери. В этом случае, палка с веревками является «приводом», который передаст усилие на расстоянии.
В автомобиле каждый механизм имеет свой привод, посредством которого он приводится в действие. Он может состоять из большого количества отдельных узлов и деталей, может быть 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.
Привод выключения (гидравлического типа)
состоит из:
- педали;
- главного и рабочего цилиндра;
- вилки выключения;
- нажимного подшипника;
- трубопроводов.
В гидравлическом приводе применяется тормозная жидкость . Перед тем как заливать ее в бачок, стоит прочитать, что написано на этикетке. А разрешается ли ее смешивать с жидкостью, которая уже залита в гидроприводе? Как правило, ответ бывает положительным, 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
Представляет устройство, в котором происходит передача крутящего момента за счет работы сил трения. Он позволяет кратковременно разъединять двигатель и коробку передач, а затем плавно их соединять. Его элементы заключены в картер, который крепится к мотора. Он состоит из :- 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, то есть - включить сцепление. Это сложная задача, так как угловая скорость вращения маховика составляет 20 - 25 оборотов в секунду, а скорость вращения ведущих колес – ноль.
Сцепление включено
Как это сделать? Для этого надо всегда правильно отпускать педаль сцепления, только в три этапа.
На первом этапе - приотпускаем педаль, т.е. даем возможность пружинам нажимного 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.
На втором этапе – удерживаем ведомый диск от какого-либо перемещения. Т.е. на две - три секунды удерживаем педаль сцепления в средней позиции для того, чтобы скорость вращения маховика и диска уравнялись. Машина при этом увеличивает скорость движения.
На третьем этапе
- маховик вместе с нажимным и ведомым дисками вращаются вместе без проскальзывания и с одинаковой скоростью, 100%-но передавая крутящий момент к коробке передач и далее на ведущие колеса машины. Это соответствует состоянию – включено, автомобиль едет. Теперь остается только 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 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.
Автомобильное сцепление необходимо для того, чтобы краткосрочно отсоединить коленчатый вал двигателя от коробки передач, и для их постепенного совмещения, которые нужны при переключении передач, и в тот момент, когда авто трогается с места. Из этой публикации можно более подробно узнать, для чего служит сцепление автомобиля, а также чаще всего встречающиеся его неисправности и рекомендации по эксплуатированию.
Самый распространённый вид сцепления на легковых и грузовых авто - это одно-дисковое сцепление фрикционного типа .
Такое сцепление включает в себя привод и механизм выключения. Привод располагается нане вращающихся деталях автомобиля, которые установлены на раме, а механизм - на маховике двигателя
Главными составляющими механизма сцепления служат : нажимной и ведомые диски, а также отжимные рычаги, которые соединены с нажимным диском.
Составляющими привода сцепления являются:
- вилки,
- педали,
- тяги,
- муфта, содержащая выжимной подшипник и возвратную пружину.
Включенным называется сцепление , при котором педаль сцепления отпущена, а между маховиком и нажимным диском, пружинами зажат ведомый диск. В таком раскладе, когда работает двигатель, от нажимного диска и маховика за счет сил трения крутящий момент передаётся на ведомый диск, а затем на ведущий вал. Если нажать на педаль сцепления, вся тяга передвинется и повернет вилку. Конец вилки, который свободен, надавливает на муфту, из-за чего происходит перемещение к маховику и нажим на рычаги, которые и отодвигают нажимной диск. При всём этом действии ведомый диск освобождается от усилия, которое сжимает его, отходя от маховика, и сцепление выключается.
Основные неисправности сцепления.
- Если сцепление выключается не полностью , то можно предположить, что это происходит из-за свободного хода педали сцепления, либо перекоса нажимного подшипника. Чтобы устранить эту неисправность, нужно удалить воздух из гидропривода, а такжеотрегулировать свободный ход педали.
- Если сцепление включается не полностью , то это происходит из-за того, что в авто малый свободный ход педали, или износились фрикционные накладки ведомого диска. Для того чтобы исправить данную поломку, нужно хорошо отрегулировать свободный ход педали, промыть или поменять диски, пружины.
- Сцепление включается резко из-за заедания в механизме привода, задирах на рабочей поверхности диска и проблем с фрикционными накладками ведомого диска. Для того чтобы исправить эту неисправность, необходимо избавиться от задиров на рабочей области дисков и поменять ведомый диск.
- В приводе выключения подтекает тормозная жидкость из цилиндров (главного или рабочего) и в трубках соединения. Для исправления данной неисправности нужно установить, где происходит утечка, и заменить неисправные узлы, а затем прокачать весь гидропривод.
Эксплуатация сцепления.
Во время использования автомобиля нужно следить за уровнем в бачке, который питает жидкостью гидравлический привод сцепления. В случае, когда уровень оказывается ниже нормы, необходимо долить тормозную жидкость. В обратном случае, если уровень опуститься до нуля, тогда всё усилие надавить на педаль будет направляться «в никуда».
Сниженный уровень тормозной жидкости или неправильность регулирования сцепления
приводит к проблемам с включением передач , т.е. для того чтобы включить передачу, необходимо будет приложить немалые усилия, либо же они вообще включаться не будут.
Если же вам, каким-то образом, удастся включить первую передачу при полностью нажатой педали сцепления, автомобиль начнет медленно двигаться самопроизвольно, несмотря на то, что в этот момент двигатель и ведущие колеса отделены. Такая неисправность называется - сцепление ведет.
Но это, вовсе, не все проблемы, которые связаны со сцеплением. Из-за того что, при каждом нажатии на педаль сцепления, все поверхности ведомого диска сильно трутся с железным маховиком и таким же железным нажимным диском, происходит износ боковых поверхностей ведомого диска. Это естественный процесс, однако,настает момент, когда этот износ оказывается, настолько велик, что не происходит зажима между маховиком и нажимным диском с нужной силой, а буксуя, не происходит передачи крутящего момента от двигателя к трансмиссии. Это описание так же имеет своё название - сцепление буксует .
Учитывая то, что многие водители далеко не мастера вождения, износ диска происходит раньше, чем 80 тыс. км пробега. Определить начальную стадию критического износа довольно просто. Нужно двигаться со скоростью 40-45 км/ч на четвертой передаче. Если при нажатии на педаль газа вы замечаете, что машина продолжает движение с неизменной скоростью, а обороты увеличиваются, то смело можно покупать диск и искать подходящий автосервис.
Если прослушивается «шелест» в области сцепления , и наблюдается его полное пропадание при выжатом сцеплении, то вам следует заменить выжимной подшипник.
К износу сцепления и других агрегатов автомобиля ведут резкие ускорения и старты автомобиля. Также значительно уменьшает срок службы сцепления удерживание педали сцепления в нажатом виде на время остановки перед красным сигналом светофора. Грамотно ожидать разрешающий сигнал необходимо на нейтральной передаче, и полностью отпущенной педали сцепления.
