Для чего необходимо сцепление в автомобиле

Содержание

Для чего нужна педаль сцепления в автомобиле. Как работает сцепление автомобиля

Сцепление – это механизм, предназначенный для передачи крутящего момента двигателя к коробке передач, а также плавного соединения и разъединения двигателя с механизмами трансмиссии. С его помощью можно начинать движение на автомобиле, переключать передачи, останавливаться с работающим двигателем, маневрировать при резком изменении скорости.

Механизм сцепления предохраняет детали двигателя и трансмиссии автомобиля от повреждений и перегрузок при быстром включении передач и резком торможении.

В конце этой статьи смотрите видео-урок , в котором очень наглядно продемонстрированно, как работает механизм сцепления в автомобиле.

А ниже мы расскажем о принципе работы сцепления автомобиля, об устройстве и типах приводов включения и выключения сцепления, и о том, как правильно пользоваться механизмом сцепления на автомобилях с механической коробкой передач.

Принцип работы сцепления автомобиля

Принцип работы сцепления автомобиля заключается в плавном соединении и разъединении между собой двух металлических дисков: один жестко привязан к валу двигателя, а второй – к коробке переключения передач.

Механизм сцепления приводится в действие тросом, ведущим от педали в подкапотное пространство автомобиля непосредственно к самому механизму сцепления. При нажатой педали происходит разъединение двигателя и трансмиссии.

Основными деталями механизма сцепления являются:

Маховик коленвала;
Ведущий диск (нажимной);
Ведомый диск.

Диск, передающий усилие двигателя, называется ведущим (он же нажимной или «корзина» сцепления). Он крепится шарнирными соединениями к штампованному стальному кожуху, который, в свою очередь, жестко соединен болтами с маховиком коленчатого вала. Такой вид крепления позволяет ведущему диску сцепления изменять расстояние до кожуха.

При продольном перемещении «корзина» сцепления прижимает к маховику диск, называемый ведомым . Он соединен с первичным валом коробки переключения передач. В рабочем положении ведомый диск зафиксирован между маховиком и нажимным диском, а при нажатии на педаль сцепления он освобождается.

Плавность включения сцепления обеспечивается за счет проскальзывания дисков до момента их полного прижатия друг к другу. Для этого ведомый диск делают из нескольких частей, разделенных упругими пластинами. Также он имеет специальные накладки из материала, устойчивого к нагреву и износу. Нажимной диск сцепления тоже подпружинен и имеет теплоизолирующие прокладки.

При отпущенной педали сцепления ведущий и ведомый диски прижимаются сильными пружинами к маховику, образуя жесткую конструкцию. При этом вал коробки передач начинает вращаться со скоростью вращения коленвала, передавая усилие к узлам трансмиссии и далее через приводные валы к колесам. Автомобиль трогается с места.

Но скорости двух валов не могут моментально стать одинаковыми, автомобиль в этом случае «прыгнет» и заглохнет. Поэтому педаль управления сцеплением отпускается плавно, чтобы с помощью сил трения уравнять вращение ведущего и ведомого дисков. Тогда можно нажатием на педаль акселератора изменять скорость вращения коленвала и, соответственно, управлять скоростью движения автомобиля.

Такой вид сцепления называется сухим, дисковым и постоянно замкнутым. Это значит, что для его работы нужны сухие поверхности дисков, при отпущенной педали, соединенных друг с другом.

Принцип работы приводов сцепления

Принцип работы привода сцепления автомобиля, с которым усилие от педали передается на механизм переключения, может быть механическим, гидравлическим или электрическим.

Механический привод сцепления конструктивно самый простой: он представляет собой стальной трос, связывающий тягу педали и рычаг включения сцепления. На нем обычно находится резьбовое соединение, которым можно регулировать длину троса. Недостаток такого привода – большее усилие при нажатии на педаль.

Гидравлический привод комфортнее в работе, особенно если приходится часто пользоваться сцеплением. Его принцип работы похож на работу тормозной системы: при нажатии на педаль поршень давит на жидкость, которая, двигаясь в цилиндре, приводит в движение толкатель рычага включения сцепления. В этом случае ход педали мягче, но нужно следить за состоянием гидравлических шлангов, и контролировать уровень и качество заливаемой в систему гидравлической жидкости.

Электрический привод отличается от механического тем, что трос выключения сцепления приводится в движение от электромотора, который включается при нажатии на педаль. В остальном его устройство мало чем отличается от механического привода.

На практике работа со сцеплением автомобиля в основном выражается в выработке навыка правильного трогания с места, особенно на подъеме. При оживленном городском движении умелая работа с педалью позволит автомобилю двигаться плавно и не заглохнуть при резком торможении.

При начале движения, нужно, отпуская педаль сцепления, уловить момент соприкосновения дисков, уравновесить скорости их вращения, и дальше плавно отпустить педаль. Ориентир – число оборотов двигателя. Если двигатель работает равномерно, значит, сцепление включается правильно.

Сцеплением следует пользоваться лишь при старте, переключении передач и при остановке автомобиля. Выполнение этого требования продлит срок его службы.

Резкое или, наоборот, замедленное отпускание педали сцепления при старте приводит к ускоренному износу рабочей поверхности дисков.
Остановка на светофоре при нажатой педали и включенной передаче не лучшим образом скажется на работе нажимных пружин, подшипника и вилки выключения.

Две главные неисправности механизма сцепления – это недостаточно плотное соприкосновение дисков и недостаточно полное их разъединение.

В первом случае сцепление пробуксовывает, а у автомобиля будет наблюдаться плохая динамика разгона. Обычно это является результатом износа ведомого диска, его фрикционных накладок.
Во втором случае в результате неполного разъединения дисков при включенной передаче и нажатой педали автомобиль пытается поехать.

Если эти неисправности не устраняются регулировкой привода, то необходим ремонт самого механизма в стационарных условиях.

Видео: принцип работы сцепления автомобиля

Расположение сцепления в автомобиле

Если Вы водите автомобиль с механической коробкой, то, вероятно, Вы будете удивлены, узнав, что в машине несколько сцеплений. И в машинах с АКПП также есть сцепления. На самом деле, сцепления используются во многих знакомых нам устройствах. В беспроводных дрелях есть сцепление, в бензопилах установлено центробежное сцепление, даже в некоторых игрушках йо-йо есть сцепление.

В этой статье мы расскажем о том, зачем нужно сцепление, как оно работает в автомобиле, а также о том, где еще используется сцепление.

Сцепление — довольно полезное устройство с двумя вращающимися валами. Один из валов обычно приводится в действие двигателем или шкивом, а второй приводит в действие другой механизм. В дрелях, например, первый вал приводится в движение электродвигателем, а второй вращает патрон. Задача сцепления — соединять эти два вала, чтобы они вращались с одной скоростью, и разъединять, чтобы они вращались с разной скоростью.

В автомобиле сцепление необходимо, т.к. двигатель вращается постоянно, а колеса — нет. Для того чтобы при каждой остановке не приходилось глушить двигатель, необходимо каким-то образом разъединять колеса и двигатель. Сцепление позволяет мягко соединить вращающийся двигатель и неподвижную трансмиссию, плавно «притирая» валы.

Для того чтобы понять, как работает сцепление, необходимо знать, что такое сила трения, которая определяет, насколько тяжело обеспечить скольжение одного объекта по другому. На любой поверхности есть неровности, даже на самой гладкой можно разглядеть микроскопические неровности, которые обуславливают коэффициент трения. Чем сильнее неровности, тем труднее одному объекту скользить по другому.

Сцепление работает благодаря трению диска сцепления и нажимного диска. Далее мы подробно рассмотрим устройство сцепления.

Нажимной диск, диск сцепления и сила трения

Когда вы отпускаете педаль сцепления, пружины прижимают нажимной диск к диску сцепления. Таким образом, соединяются двигатель и ведущий вал трансмиссии, и они вращаются с одинаковой скоростью.

Сила, которую может удержать сцепление, зависит от трения между нажимным диском и диском сцепления, а также от силы нажатия пружин на нажимной диск.

Как работает сцепление

Когда Вы выжимаете педаль сцепления, трос или гидравлический поршень толкают вилку, которая двигает выжимной подшипник к диафрагменной пружине. Лепестки диафрагменной пружины прогибаются, а наружный край пружина отходит от нажимного диска, освобождая его. Передача крутящего момента от двигателя на трансмиссию прерывается.

Диск сцепления

Обратите внимание на пружины, расположенные на диске сцепления. Эти пружины предназначены для того чтобы поглощать трансмиссионные удары, возникающие, если резко бросить сцепление.

Такая конструкция работает стабильно, однако могут возникнуть некоторые проблемы. Далее мы расскажем о проблемах, связанных со сцеплением.

Распространенные проблемы сцепления

В 1950-е — 1970-е гг. приходилось менять сцепление каждые 80 000 — 100 000 км. Ресурс современных сцеплений составляет более 130 000 км при правильной эксплуатации и обслуживании. В противном случае, сцепление может выйти из строя на 55 000 км. У перегруженных грузовиков и буксирующих тяжелые грузы тягачей могут возникнуть проблемы даже с новым сцеплением.

Основная проблема заключается в износе фрикционного материала диска. Фрикционный материал на диске сцепления схож с фрикционным материалом тормозных колодок — со временем он стирается. При износе большей части фрикционного материала диск начинает проскальзывать, и сцепление не передает мощность от двигателя на колеса.

Износ сцепления происходит только при вращении дисков с разной скоростью. Когда диски прижаты друг к другу, фрикционный материал удерживает диски, и они вращаются с одинаковой скоростью. Износ происходит, если диск сцепления проскальзывает по нажимному диску. Но если Вы водите с частым просказыванием сцепления, износ проходит намного быстрее.

Проблемы со сцеплением также могут возникнуть, если диск сцепления не может оторваться от нажимного диска. Если сцепление выжато не до конца, оно продолжает вращать ведущий вал. Это может привести к включению передачи «с хрустом» или заклиниванию передач. Это может произойти по следующим причинам:

Трос сцепления растянут или поврежден — Для эффективной работы кабеля требуется достаточное натяжение.
Протекание или износ главного/рабочего цилиндра сцепления — Протечка не позволяет обеспечить достаточное давление.
Воздух в гидравлическом трубопроводе — Воздух влияет на работу гидравлики, т.к. занимает пространство и не позволяет обеспечить достаточное давление.
Неправильно установленный рычаг педали сцепления — Передает слабое усилие на трос или главный цилиндр гидравлической системы.
Несовместимость деталей сцепления — Не все детали, представленные на послегарантийном рынке, подходят для Вашего автомобиля.

Проверка сцепления

Заведите двигатель, поставьте автомобиль на ручной тормоз и переключитесь на нейтраль.
Прислушайтесь, есть ли гул при работе двигателя на холостом ходу и не нажатой педали сцепления. Если Вы слышите шум, то, скорее всего, проблема связана с трансмиссией. Если шума нет, переходите к следующему пункту.
На нейтральной передаче начинайте выжимать сцепления и прислушивайтесь. Если Вы слышите скрежет, то, скорее всего, проблема в выжимном подшипнике или в вилке. Если шума нет, переходите к следующему пункту.
Выжмите сцепление до конца. Если Вы слышите скрип, вероятно, неисправна втулка или управляющий подшипник.

Виды сцеплений

Компрессор автомобильного кондиционера с магнитным сцеплением

В автомобиле используются различные виды сцеплений.

Автоматическая КПП включает в себя несколько сцеплений. Эти сцепления включают и выключают планетарные передачи. Каждое сцепление приводится в действие при помощи гидравлической жидкости под давлением. При падении давления пружины разъединяют сцепление.

В автомобильном кондиционере используется электромагнитное сцепление. Оно позволяет компрессору отключаться даже при работающем двигателе. Сцепление срабатывает при прохождении электрического тока через магнитную катушку. Если подача тока прекращается (Вы выключили кондиционер), сцепление разъединяется.

Во многих автомобилях используются вентилятор охлаждения, работающий от двигателя. Такой вентилятор управляется другим типом сцепления — вязкостной муфтой. Она срабатывает в зависимости от температуры жидкости. Муфта устанавливается на ступицу вентилятора в потоке воздуха, проходящего через радиатор. Данный тип сцепления схож с вискомуфтой, которая используется во вседорожных автомобилях. При нагревании вязкость жидкости в муфте повышается, что приводит к повышению скорости вращения вентилятора для соответствия скорости вращения двигателя. В холодном автомобиле жидкость в муфте не нагревается, и вентилятор вращается медленно, что позволяет двигателю быстрее нагреться до рабочей температуры.

Во многих автомобилях установлены самоблокирующиеся дифференциалы или вискомуфты, которые используются для повышения сцепления с дорогой. При повороте одно колесо вращается быстрее другого, что затрудняет управление. Самоблокирующийся дифференциал срабатывает при помощи сцепления. Если одно колесо начинает вращаться быстрее других, активируется сцепление для замедления вращения. Езда по лужам и по льду может привести к пробуксовке.

В бензопилах используются центробежные сцепления для остановки цепи без необходимости глушить двигатель. Такие сцепления срабатывают автоматически посредством центробежной силы. Входной барабан соединен с коленвалом двигателя. Выходной барабан приводит в действие цепь. При повышении оборотов двигателя, фрикционные сегменты прижимаются к внутренней поверхности барабана. Центробежные сцепления также используются в газонокосилках, картах и мопедах. Сцепление есть даже в некоторых игрушках йо-йо.

Сцепление автомобиля – это одно из основных устройств, которое передает крутящий момент от двигателя к коробке передач, а также позволяет выключать передачу крутящего момента для переключения передач. В этой статье я расскажу о принципе работы сцепления, а также о возможных неисправностях и способах их устранения.

Устройство и принцип работы сцепления

Сцепление автомобиля состоит из четырех основных элементов:

Маховик двигателя;
Ведомый диск сцепления;
Корзина сцепления;
Выжимной подшипник.

Положение основных элементов сцепления относительно друг друга имеют два состояния – сцепление включено (педаль сцепления отжата, крутящий момент двигателя передается на КПП), сцепление выключено (педаль сцепления нажата, крутящий момент не передается от двигателя к КПП).

На изображении показаны два состояния. Давайте подробней разберемся, что именно происходит в эти моменты.

Изображение А – педаль сцепления не нажата, двигатель передает крутящий момент к КПП.

В этот момент диафрагменная пружина (5) прижимает нажимной диск (4) к ведомому диску сцепления (3), который в сою очередь плотно прижимается к маховику двигателя (2). Маховик двигателя за счет сил трения передает крутящий момент на ведомый диск сцепления, который в свою очередь за счет тех же сил трения вращает нажимной диск.

Нажимной диск соединен с первичным валом КПП и передает крутящий момент на него. Первичный вал в свою очередь через систему шестерен передает крутящий момент на колеса вашего автомобиля, и автомобиль приводится в движение.

Изображение В – педаль сцепления нажата, двигатель НЕ передает крутящий момент к КПП.

Выключение сцепления начинается с приведения в движение выжимного подшипника (7), который давит на диафрагменную пружину (5). Под действием этой силы диафрагменная пружина изгибается и отводит нажимной диск (4) от ведомого диска (5), который в свою очередь отходит от маховика двигателя (2). Таким образом, в этот момент эти детали не касаются друг друга, между ними не возникает сил трения, и крутящий момент не передается на первичный вал КПП.

Первичный вал КПП в свою очередь останавливает вращение и делает возможным переключение передач автомобиля.

Вот так все просто.

Проверка сцепления и признаки неисправности

Все неисправности сцепления можно отнести к нескольким категориям:

Проскальзывание сцепления.

Для проверки проскальзывания вам нужно тронуться на автомобиле, включить вторую передачу и резко до упора нажать педаль газа, автомобиль должен ровно ускоряться, обороты двигателя должны расти линейно, без резких повышений. Если вы нажимаете педаль газа, но происходит только повышение оборотов двигателя, а автомобиль не ускоряется — это означает, что сил трения между маховиком, ведомым диском и нажимным диском недостаточно, чтобы передать крутящий момент на первичный вал КПП. Если совсем просто, то эти детали недостаточно хорошо прилегают друг к другу.

Для проверки сцепления на предмет повышенного шума, нужно завести автомобиль и на холостом ходу несколько раз плавно нажать педаль сцепления. Вы не должны услышать каких-либо шумов, которые появляются в момент работы педалью сцепления. Также, рекомендуется во время плавного движения на автомобиле, на разных скоростях произвести такую же проверку. Если совсем просто, вы не должны слышать шумов, которые возникают при работе педалью сцепления. Если все-таки вы слышите какие-либо шумы, то сцепление неисправно.

Затрудненное переключение передач.

Для проверки необходимо: на холостом ходу двигателя, нажать педаль сцепления и произвести включение всех передач, включая заднюю. Эту же проверку необходимо провести на автомобиле в движении. Передачи должны включаться четко, практически без усилий. При включении передач не должно наблюдаться треска или скрежета.

Большой свободный ход педали сцепления.

Попробуйте тронуться на автомобиле, обратите внимание, как долго вам приходится поднимать ногу вместе с педалью сцепления, прежде чем автомобиль начнет двигаться. Свободный ход должен быть в пределах 2-3 см. Если он больше, то требуется регулировка сцепления. Также, это может означать, что ведомый диск сцепления имеет большой износ, и может потребоваться скорая его замена.

Причины неисправности сцепления

Причины неисправности сцепления можно разделить на несколько категорий:

Износ пар трения в механизме сцепления.

Чаще всего изнашивается ведомый диск сцепления. Чуть реже изнашивается нажимной диск, который не может принимать крутящий момент от ведомого диска. Совсем редко изнашивается маховик двигателя.

Чаще всего износ пар трения в сцеплении вызван естественным износом в процессе эксплуатации автомобиля. В этом случае поможет только замена изношенных частей сцепления.

Чуть реже износ возникает из-за того, что пары трения не плотно прилегают друг к другу и из-за этого проскальзывают относительно друг друга во время движения автомобиля. Причиной этого может служить изношенная диафрагменная пружина, которая не создает достаточного усилия прижатия. В этом случае требуется замена корзины сцепления.

Также, причиной не плотного прилегания пар трения друг к другу может служить заклинивший выжимной подшипник, который не дает нажимному диску возвращаться в исходное положение. В этом случае требуется замена выжимного подшипника.

Совсем редко встречается ситуация, когда рабочий (или главный) цилиндры сцепления заклинивают и также не дают нажимному подшипнику возвращаться в исходное положение. В этом случае требуется замена главного (или рабочего) цилиндра сцепления.

При этой неисправности наблюдается проскальзывание сцепления, появляется неприятный запах жженных тормозных колодок. Автомобилю срочно требуется диагностика и ремонт.

Не герметичность системы привода сцепления.

На всех современных автомобилях усилие от нажатия на педаль сцепления передается к выжимному подшипнику при помощи гидравлической системы. В случае не герметичности гидравлической системы на выжимном подшипнике не создается достаточного усилия, чтобы нажать на диафрагменную пружину. В этом случае не происходит разъединения пар трения в сцеплении. Таким образом, первичный вал КПП все еще принимает крутящий момент от двигателя. В этом случае затруднено или невозможно переключение передач КПП. При попытке переключения передачи возможен треск и скрежет шестерен КПП.

При этой неисправности требуется диагностика гидравлической системы, восстановление ее герметичности или замена изношенных узлов – главный или рабочий цилиндр сцепления.

Не плавная работа педалью сцепления.

В том случае, когда вы не плавно отпускаете педаль сцепления, происходит слишком резкое соединение ведомого диска, нажимного диска и маховика. Из-за этого на ведомом диске сцепления возникают ударные нагрузки. Ведомый диск сцепления сам по себе достаточно хрупкий, и плохо переносит удары. От ударных нагрузок он начинает трескаться, а после и вовсе рассыпаться. Работайте педалью сцепления правильно, и вы обезопасите себя от этой неприятности.

Ремонт корзины сцепления

Корзина сцепления – это самый сложный узел в сцеплении.

Она содержит в себе нажимной диск и диафрагменную пружину, которые являются основными частями сцепления автомобиля.

Выход корзины сцепления из строя чреват полной остановкой автомобиля, или проскальзыванием сцепления, или невозможностью переключить передачи.

Определение неисправности корзины сцепления затруднено тем, что невозможно произвести ее диагностику без снятия коробки передач, что является дорогостоящей и трудоемкой процедурой.

Ремонт корзины сцепления в подавляющем большинстве невозможен, только замена на новую корзину. Также, при снятой КПП, следует произвести осмотр всех составных частей сцепления и заменить все, что вызывает хоть малейшее подозрение.

Для установки корзины сцепления вместе с ведомым диском на место следует использовать специальный центрующий инструмент, чтобы корзина сцепления и ведомый диск были соосны маховику двигателя. Если этого не сделать, возможна повышенная вибрация во время движения автомобиля.

Сегодня трудно представить автомобиль, чья коробка передач была бы напрямую подсоединена к двигателю. При такой конфигурации трогаться с места авто будет рывками, переключение передачи станет невозможным, а для остановки будет необходимо полностью отключить двигатель. При такой работе срок службы коробки передач сократится до нескольких дней или еще сильнее. На двигатель же (ДВС) подобного рода перегрузки тоже окажут сильное влияние: его ресурс сократится в несколько раз. В данной статье мы рассмотрим принцип работы сцепления, а также его классификацию и конструкцию.

Назначение сцепления

Основная цель которой служит сцепление, зачем нужно – плавное соединение вала коробки передач и маховика двигателя внутреннего сгорания в моменты начала движения и переключения передачи. Говоря простым языком, работа сцепления заключается в роли выключателя крутящего момента. Кроме того, оно способно уберечь от перегрузки и механических повреждений трансмиссию в случае резкого торможения.

Системы сцепления различаются по следующим признакам:

по количеству ведомых дисков (однодисковые и многодисковые). Первые имеют большее распространение.
по среде работы (сухие и влажные). Первые являются самыми популярными и распространенными. Влажной система называется тогда, когда элементы находятся в масляной ванне.
по приводу в действие механизма (механические, электрические, гидравлические, комбинированные).
по типу нажатия на прижимной диск (с центральной диафрагмой, с круговым расположением пружин).

Состав узла сцепления

Нажимной диск

Данный элемент, получивший простонародное название «корзина», является основанием выпуклой округлой формы. Выжимные пружины имеют соединение с прижимной площадкой (также округлой).

Ведомый диск

Также имеет округлую форму, конструкция же его состоит из следующих компонентов: основание, шлицевая муфта, фрикционные накладки, демпферные пружины. Последние расположены вокруг муфты и служат цели гашения вибраций. В основу состава фрикционных накладок входит углепластиковый композит, к тому же они могут быть выполнены из керамики, кевлара и т.д. Присоединяются они к основанию с помощью специальных заклепок.

Выжимной подшипник

Одна из его сторон представляет собой нажимную площадку округлой формы. Располагается на первичном валу, выступающем из коробки передач, и крепится на защитном кожухе вала. Вилкой привода подшипник приводится в действие вследствие нажатия на оправку последнего. Принцип работы подшипника может быть либо оттягивающий, либо нажимной.

Система привода

Она может быть механической, электрической и гидравлической.

В механической системе усилие, оказываемое нажатием на педаль, передается на выжимную вилку тросом, находящимся внутри кожуха.
В состав электрической системы входит электромотор, к которому подсоединен трос и включающийся нажатием на педаль.
Гидравлическая система состоит из главного и рабочего цилиндров, соединенных между собой трубкой высокого давления. Давление на педаль включает в работу шток главного цилиндра, на конце которого располагается специальный поршень. Последний нажимает на тормозную жидкость, создавая давление, передающееся к рабочему цилиндру по трубке. Конструкция рабочего цилиндра аналогична: также имеются шток и поршень. Из-за давления поршень толкает шток, который нажимает на выжимную вилку.

Педаль сцепления

Она располагается возле педалей газа и тормоза, находится всегда слева. В машинах с автоматической коробкой передач этот элемент отсутствует, но сам механизм сцепления имеет место быть.

Принцип работы

Как работает сцепление? Рассмотрим самый популярный на сегодня вариант – постоянно включенное однодисковое сцепление (сухое). Принцип работы сцепления автомобиля заключается в крепком сжатии поверхностей маховика, прижимной поверхности и накладок диска.

Однодисковое, сухое

Благодаря выжимным пружинам, в положении работы нажимной диск очень крепко прижат к диску сцепления, тем самым прижимая его к маховику. В муфту входит первичный вал, крутящий момент на который передается от диска сцепления.
Нажатие активирует работу системы привода: на выжимные трубы нажимает подшипник, а рабочая поверхность «корзины» отделяется от диска сцепления. В результате освобождения диска, первичный вал перестает вращаться, хотя двигатель все еще находится в заведенном состоянии.

Двухдисковое

Как оно работает в случае двухдисковой системы? «Корзина» имеет уже две рабочие поверхности, следовательно и дисков сцепления тоже два. Ограничительные втулки и система регулирования нажатия располагаются между поверхностями ведущего диска. Сам же процесс разъединения вала и маховика полностью аналогичен однодисковому варианту.
Что же касается АКПП, то там чаще всего применяется многодисковое влажное сцепление. Так как педаль отсутствует, выжим обеспечивается сервоприводом, известным также как актуатор.

Сервоприводы делятся на несколько видов: электрические, шаговые и гидравлические. Управляются они или электронным блоком, или гидравлическим распределителем (в зависимости от типа).
Кроме этого, уже созданы роботизированные коробки передач , в которых используются сразу два сцепления, работающие по очереди.

Механизм сцепления имеется в любом автомобиле, независимо от того, какой тип коробки передач в нем установлен. На него постоянно воздействуют огромные нагрузки, узел постоянно испытывает удары. Конечно, больше всех страдает сцепление, которое установлено в автомобиле с МКПП, нежели с АКПП. Для того чтобы понять принцип работы сцепления, необходимо рассмотреть его конструктивные особенности. Но обо всем по порядку.

Внешний вид механизма сцепления

Механизм необходим для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя к коробке передач. Причем у сцепления два состояния – в одном крутящий момент передается, а в другом нет (при нажатии на педаль в салоне). В большинстве автомобилей установлена конструкция, в основе которой два диска – ведущий (корзина) и ведомый. Также можно провести разделение по типу привода: фрикционные, гидравлические, электромагнитные.

Для чего нужно сцепление

В момент начала движения необходимо разделить КПП и коленвал двигателя. Если без этого включить первую скорость, то автомобиль, если и тронется, то очень резко. Также имеют место и удары по шестеренкам коробки передач. При выключении сцепления есть возможность включить первую скорость (например, в процессе трогания с места) и, плавно отпуская педаль, начать движение. Причем крутящий момент в процессе отпускания педали будет передаваться не в полном объеме. Это позволяет начать движение максимально плавно.

Выключение сцепления также помогает производить переключение скоростей в процессе движения. Согласитесь, достаточно сложно включить третью скорость, не разъединив диски. Конечно, проделать это можно, вот только стоит задуматься о том, какие нагрузки будет испытывать коробка в момент смены передач. А нагрузки могут быть значительными, особенно большие возникают в процессе торможения двигателем, при быстром отпускании педали сцепления, при езде по неровной дороге, а также во время снижения оборотов коленчатого вала.

Общее устройство сцепления

Классификация механизма сцепления

Существует несколько общепринятых классификаций системы сцепления:

По типу связей ведомой и ведущей частей

Разновидностей сцепления несколько, причем его можно классифицировать по определенным признакам. От этих признаков может зависеть и то, как работает сцепление автомобиля, но, по большому счету, различия имеются небольшие. Как было сказано ранее, можно провести разделение по типу связи элементов:

Электромагнитный.
Фрикционный.
Гидравлический.

По принципу образования усилий нажима

Можно и по этой характеристике провести классификацию, тогда выделяем несколько видов:

Центробежные.
Полуцентробежные.
Конструкции с установленной пружиной в центре.
Конструкции с вмонтированными периферийными пружинами.

Тип привода

Здесь разделение не столь богатое, можно выделить всего два вида:

Гидравлический – с двумя рабочими цилиндрами.
Механический – использование тросика.

По количеству дисков

Также можно провести разделение и по числу ведомых дисков:

С одним.
С двумя.
Многодисковые конструкции.

Все те типы, которые были рассмотрены выше, кроме центробежного, замкнутые. Другими словами, сцепление всегда включено, выключается во время перемены скоростей МКПП, при остановке автомобиля.

Огромной популярностью сегодня пользуются конструкции фрикционного сцепления. Их используют не только в системах легковых автомобилей, но даже и на грузовиках, автобусах различного класса. Сцепление с двумя дисками в легковушках почти не применяется, но его можно встретить в тягачах, способных везти на себе десятки тонн груза. Многодисковые тоже применяется в основном на большегрузном автотранспорте. Поэтому в автомобилях вы его почти не встретите, зато в мотоциклах его применяют достаточно часто. Стоит отметить, что электромагнитный тип сцепления не прижился ввиду его сложности и высокой стоимости обслуживания. Гидравлическое автопроизводители тоже не любят использовать. Пару десятилетий назад еще можно было встретить автомобили с таким типом сцепления, но они, как правило, имели в конструкции и фрикционный элемент.

Как работает механический привод сцепления

Работает узел одинаково, независимо от того, сколько дисков установлено, какое число валов, по какому принципу происходит образование усилия нажима. Но сейчас речь пойдет о механическом приводе сцепления. Гидравлику рассмотрим немного позже и найдем преимущества, недостатки и отличия. Покуда вы не нажмете на педаль, ведомый диск будет плотно прижат ведущим к маховику. Весь крутящий момент передается на первичный вал коробки от коленвала. При выжимании педали приводится в движение тросик, который тянет рычаг вилки. Последняя приводит в движение выжимной подшипник, который воздействует на лепестки корзины.

При надавливании подшипника на лепестки корзины происходит смещение ведомого диска, между ним, маховиком и ведущим диском, образуется зазор. В результате этого разрывается связь между коробкой и двигателем. Если посмотреть на механизм в процессе работы, можно увидеть, что маховик с корзиной продолжают вращаться, тогда как ведомый диск (расположенный внутри корзины) остается неподвижным. Теперь можно включить первую скорость и плавно отпустить педаль. Медленное отпускание педали – это плавное наращивание оборотов первичного вала с нуля. Когда бросите ее полностью, число оборотов первичного вала КПП будет равно числу оборотов коленвала двигателя. Только в системах с механическим приводом есть тросик. Но его функции может выполнять и жидкость.

Сцепление с механическим приводом

Как работает гидропривод сцепления

Как было сказано ранее, вместо тросика используется жидкость (например, тормозная). Отличий достаточно много, так как в конструкции вместо одного троса использованы цилиндры и трубопроводы. Давайте рассмотрим особенности и устройство сцепления автомобиля с гидроприводом. На первичном валу КПП установлен диск (ведомый). Крепится он при помощи шлицевого соединения. На маховике болтами прикручена корзина, в конструкции которой присутствует радиальный лепесток с пружиной. Педаль в салоне прикреплена к кузову и имеет связь при помощи шарнира с главным цилиндром сцепления. Если быть точнее, то педалью вы приводите в движение поршень в этом цилиндре.

Аналогичной конструкции механизм находится в районе рычага вилки, только называется он рабочим цилиндром. Они связаны трубкой, способной выдержать большое давление. Когда нужно произвести переключение скоростей, вы нажимаете на педаль. Поршень в главном цилиндре сжимает жидкость, создает давление в трубопроводе и толкает поршень рабочего цилиндра. Последний приводит в движение вилку сцепления, которая с помощью выжимного подшипника давит на поверхность корзины и отсоединяет коленвал от первичного вала КПП. При отпускании педали она возвращается в начальное положение под действием пружины.

Конструкция цилиндров очень похожа. Они состоят из нескольких частей:

Цельнометаллический корпус.
Поршень (по виду похож на наперсток).
Толкатель – стержень из цельного металла.
Резиновые уплотнительные кольца.
Отверстия для прокачки с конусообразными штуцерами.

При нажатии на педаль усилие передается через толкатель на поршень. За счет того, что поршень плотно зажат в цилиндре (во многом благодаря уплотнительным кольцам), начинает создаваться давление в трубке. Далее эта жидкость начинает воздействовать на поршень рабочего цилиндра. По сути, тот же тросик, только жидкий.

Сцепление с гидравлическим приводом

При отпускании педали сцепления поршень рабочего цилиндра под действием пружины возвращается в исходное положение, а вся жидкость перемещается обратно к главному цилиндру. После уменьшения давления происходит закрывание клапана. В гидравлической системе привода начинает образовываться избыточное давление. В результате этого все зазоры, которые имеют место в системе привода сцепления, держатся на одном уровне.

Отличия приводов

Касательно механического привода, то его преимущество в том, что нет надобности его обслуживать. При появлении дефектов на тросике его просто меняют, благо стоимость небольшая. Но вот комфорт при хуже. Страдает и плавность включения. С этой стороны если смотреть, то гидравлика обеспечивает плавное выключение узла. Но конструкция сложная, нужно следить за тем, чтобы в системе всегда находилась жидкость. А в случае ремонта, конечно, вы потратите намного больше денег.

Вместо заключения

Вот и провели классификацию, рассмотрели принцип работы сцепления автомобиля, теперь можно и выдать пару рекомендаций. Надежное сцепление – это залог исправности всего автомобиля. Не бросайте резко педаль, отпускайте ее плавно, это позволит увеличить срок службы всех механизмов. Также не следует долгое время держать педаль в выжатом положении.

Для чего нужно сцепление в машине

Тренируем левую ногу или для чего нужно сцепление в автомобиле — Автомобили и люди

Как вы думаете, для чего нужно сцепление в автомобиле с механической коробкой? Для тренировки левой ноги, особенно в пробках или чтобы просто не она без дела не болталась? Шутка)))

Оказывается сцепление есть не только в автомобилях с механической трансмиссией, есть оно и в автоматических коробках передач.

Сейчас вот мы кратко и пробежимся по такому понятию как сцепление, и выясним принцип работы сцепления, для чего оно нужно в автомобиле, как устроено и какие разновидности имеет.

Любая конструкция трансмиссии автомобиля имеет узел, который разрывает связь между двигателем и остальными механизмами, участвующими в движении автомобиля.

Для чего нужно сцепление в автомобиле

Принцип работы сцепления состоит в следующем — для временного разъединения двигателя от трансмиссии. Для их плавного соединения при начале движения и легкого переключении передач, для предохранения деталей трансмиссии от избыточных нагрузок и сглаживания вибраций.

Сцепление расположено между мотором и коробкой передач.

Конструктивные особенности сцепления

По типам сцепления они могут быть гидравлическое, фрикционное, электромагнитное.

в гидравлическом варианте связь достигается благодаря потоку жидкости;
во фрикционном ‒ крутящий момент транслируется за счет использования сил трения;
в электромагнитном – процессом управляет магнитное поле.

Самое распространенное, это как правило, у автомобилей с механическими коробками передач ‒ фрикционное.

На современных легковых авто устанавливают, однодисковое сухое сцепление, которое вместе с маховиком состоит из: нажимного и ведомого дисков, диафрагменной пружины, подшипника (нажимного) выключения, муфты и вилки.

Диск — ведомый

Задача ведомого диска – мягкое соединение двигателя с валом коробки передач. Он расположен между нажимным диском (НД) и маховиком.

Для плавности включения в предусмотрены демпферные пружины, которые гасят крутильные колебания.

С обеих его сторон диска установлены фрикционные накладки из стеклянных волокон и латунной проволоки, запрессованных в состав из каучука и смолы.Этот материал выдерживает температуру до плюс 400°С.

На спортивных авто применяют керамический вариант, с накладками из углеродного волокна, кевлара и керамики. Существуют и еще более прочные накладки – металлокерамические, они выдерживают температуру до 600°С.

Диск нажимной

При помощи нажимного диска ведомый прижимается к маховику, а при необходимости освобождается от давления.

Нажимной присоединен к корпусу тангенциальными пластинчатыми пружинами. Они, при выключении сцепления, работают как возвратные.

Полученное таким образом плавное переключение передач, продлевает срок службы деталей коробки передач.

На нажимной диск давит диафрагменная пружина, она создает требуемое усилие сжатия для обеспечения передачи крутящего момента.

Наружным диаметром диафрагменная пружина упирается в края НД. Ее внутренний диаметр составляют упругие лепестки, на которые воздействует нажимной (или выжимной, разницы нет) подшипник.

Диафрагменная пружина, нажимной диск и корпус составляют один блок, который принято называть корзиной.

Выжимной подшипник

Подшипник выключения, он же выжимной подшипник – расположен на оси вращения и давит при работе на лепестки диафрагменной пружины.

Перемещается он с помощью вилки, связанной с педалью в салоне приводом сцепления.

Классификация

Классифицируют устройство сцепление по нескольким признакам.

по связи ведущих и ведомых узлов таких как: гидравлические, фрикционные и электромагнитные;
по состоянию поверхности трения — сухое и мокрое. В первом случае используют сухое трение дисков. Во втором – процесс происходит в жидкости;
по нажимному усилию могут быть следующие варианты: центробежные, полуцентробежные, с центральной пружиной, с периферийными пружинами;
по количеству ведомых валов встречаются одно- , двух- и многодисковые системы;
по типу привода – с механическим или гидравлическим приводом.

Все перечисленные варианты (кроме центробежных) – замкнутые, то есть они постоянно выключены или включены водителем для переключения скоростей, во время остановки и торможения автомобиля.

Вот так, пока в общих чертах, для чего нужно сцепление в автомобиле.

В следующих статьях мы более подробно поговорим о наиболее распространенных вариантах конструкций: двойное сцепление, саморегулирующее сцепление. электронное сцепление.

До новых встреч, друзья, и не забудьте поделиться приобретенными знаниями с друзьями в соц.сетях.

Зачем нужно сцепление в машине

Что такое сцепление или, зачем машине третья педаль.

Сидя на водительском месте, посмотрим под ноги. Там мы видим 3 педали. (Если вы не увидели педалей, значит вы, по привычке, сели на пассажирское место, пересядьте.) Что же это за педали и зачем целых 3, ведь ног у нас 2?

Самая правая – педаль газа. Ее мы нажимаем, если хотим ехать быстрее. Следующая педаль тормоза. Нажимаем, если хотим ехать медленнее или вообще остановиться. И наконец, самая левая – педаль сцепления. Из уроков вождения мы помним, что на педали газа и тормоза следует нажимать правой ногой, а на педаль сцепления только левой. Почему же у нее такая привилегия?

Во-первых, на педали газа и тормоза нельзя нажимать одновременно. Это приведет к лишней нагрузке на двигатель, износу тормозов, а то и к какой-нибудь поломке. Да и смысла в этом нет. Ведь мы хотим либо тормозить, либо ехать быстрее, никак иначе.

Во-вторых, с педалью сцепления часто нужно работать одновременно с работой педалью тормоза или газа. То есть, работают обе ноги. Когда мы трогаемся с места, то нажимаем педаль сцепления, включаем 1 передачу и, плавно нажимая на газ, плавно же отпускаем сцепление. Когда нужно перейти на 2, 3 и так далее скорость, мы опять нажимаем на педаль сцепления, переключаем скорость и отпускаем педаль. Когда нужно остановиться, мы нажимаем на педаль сцепления и выключаем передачу. Заметили закономерность? Педаль сцепления надо всегда нажимать при переключении скорости. Давайте посмотрим, как машина вообще движется и что для этого нужно.

По своей сути, машина это тележка с 4 колесами. Для движения ей нужен двигатель (на схеме фиолетового цвета), который с помощью железной трубы, под названием коленвал, соединяется с задним мостом. В нем специальное устройство, редуктор, (большой шарик) передает вращение на колеса.

Но, ведь, нам нужно не просто двигаться, но иногда на большой скорости, иногда на маленькой, иногда назад, а порой вообще стоять на месте с включенным двигателем. Все двигатели устроены так, что их наибольшая мощность достигается при высоких оборотах (Обычный автомобильный двигатель вращается с очень большой скоростью – от 1 до 8 тысяч оборотов в минуту, хотя обороты более 6-7 тысяч уже опасны для него). Когда долго едем в крутую горку, мощности двигателя может не хватать, для этого надо увеличить мощность за счет уменьшения скорость. Для всего этого служит коробка передач (зеленого цвета). Она устроена так, что на первой передаче уменьшает обороты двигателя примерно в 4 раза и во столько же увеличивает мощность. На 4-й же передачи, когда машина уже разогналась, обороты и мощность передаются как есть.

Но коробка передач – очень сложное устройство с кучей всяких шестеренок, которые соединяются, разъединяются, переключаются с помощью специальной ручки (У нас под правой рукой). Какие-то из них вращаются со скоростью двигателя, какие-то с другой скоростью, третьи вообще стоят. Переключить их не сломав очень сложно. Значит нужно специальное устройство, которое позволит на время отключить коробку от двигателя, переключить передачу и затем обратно подсоединить. Кроме того, из-за высоких оборотов двигателя даже на первой передачи минимальная скорость движения машины примерно 10 км/ч и это устройство должно уметь сделать так, чтобы машина плавно разогналась до этой скорости (Вспомните, сколько раз машина дергалась и глохла, когда вы учились плавно трогаться с места?). Для этого и служит сцепление (красное).

И так, зачем оно нужно и как с ним работать ты разобрались. Осталось понять, как оно устроено. Но не спешите бежать к машине и лезть под капот. Вы его не увидите. Поскольку сцепление находится между двигателем и коробкой передач, то для экономии места, и облегчения изготовления внешний корпус сцепления чаще всего совмещен с корпусом коробки передач. Но вот если вам позволят снять коробку, то в месте крепления ее с двигателем можно увидеть вот такое:

Вот эта вот блестящая «корзинка», прикрепленная к большому диску с зубчиками, и есть корпус сцепления. Внутри нее и спрятана основная часть механизма сцепления. Она так и называется – корзина сцепления.

И так, сцепление состоит из корзинки, ведущего диска, ведомого диска, прижимного диска пружин, рычажков – лепестков (они видны в центре корзинки) и подшипника отключения сцепления или выжимного подшипника. Иногда, лепестки объединяются вместе, образуя единую мембранную пружину вместо лепестков и пружин по отдельности.

Ведущий диск — большой железный диск, к которому крепится корзина, так же называется маховиком и является одновременно и частью сцепления и частью двигателя. Зачем он нужен двигателю? Дело в том, что двигатель внутреннего сгорания работает не равномерно. В момент после воспламенения бензина, он вращается с ускорением за счет расширения сгорающего бензина. Затем начинает затормаживать. Пока не загорится очередная порция бензина. Чем больше цилиндров у двигателя, тем равномернее работает двигатель. Тяжелая железка маховика позволяет смягчать и выравнивать это вращение. При этом к внешней, отполированной его стороне прижимается ведомый диск. Ведомый диск состоит из внешнего кольца, внутреннего, в который вставляется ось коробки передач и специальных пружин, соединяющих оба кольца. Эти пружины называются демпферными и служат для смягчения сцепления и дополнительного выравнивания не равномерного вращения двигателя. По обеим сторонам внешнего кольца расположены специальные «фрикционные» (обычно смесь асбеста, железной проволоки и чего-то там еще) накладки, обеспечивающие лучшее сцепление с ведущим и прижимным дисками.

И так. В обычном состоянии, прижимной диск (на схеме желтого цвета), за счет пружин (синие полоски), с силой прижимается к ведомому (оранжевый) диску и прижимает его к маховику. К лепесткам или мембране снаружи приставлен выжимной подшипник (красного цвета). Когда мы нажимаем на педаль сцепления, Специальный рычаг нажимает на выжимной подшипник, а тот на мембрану. Мембрана отодвигает прижимной диск от ведомого и сцепление прекращается. После переключения передачи, мы отпускаем педаль сцепление, мембрана возвращается в исходное состояние и прижимной диск снова начинает давить на ведомый. Поскольку сила, с которой надо давить на мембрану очень большая, то для облегчения очень часто используется гидравлическая система, похожая на тормозную. К педали прикреплен поршень, который мы вдвигаем в цилиндр и тормозная жидкость давит на другой цилиндр, расположенный около корпуса сцепления. А уже тот цилиндр давит на рычаг. Кроме гидравлической системы могут использоваться механическая (мягкий тросик) или электрическая.

Здесь было описано устройство наиболее популярного типа сцепления – фрикционные однодисковые. Иногда в автоматических коробках передач и в больших машинах используются 2-х и более дисковые. В этом случае используются 2 или больше ведомых дисков, перемешанных, как в слоеном пироге, с нажимными дисками. Так же существуют и другие типы сцепления. Но они используются гораздо реже или для автомобилей, работающих в определенных условиях.

Кто-то спросит: «Но что делать, если педалей всего 2 и можно ли обойтись вообще без сцепления?»

Если педалей 2, значит у вас машина с автоматической коробкой передач. В этом случае либо нажатие и отпускание сцепления происходит за счет автоматики (может быть даже 2 сцепления, отдельно для 1,3, 5 и для 2, 4 передач), либо используется более сложная в устройстве коробка передач, которая обходится совсем без сцепления (но это еще не означает, что его там нет вовсе). Но это совсем другая история.

Некоторые люди утверждают, что на педаль сцепления надо нажимать, когда заводится двигатель. Это не совсем верно. В этот момент на педаль сцепления вовсе не обязательно нажимать, но иногда приходится. Когда мы поворачиваем ключ в замке зажигания, специальный электрический моторчик, который называется стартер, зацепляется за зубцы на маховике (заметили на фото?) и вращает двигатель, чтобы тот завелся. Если педаль сцепления не нажата, он вращает еще и ось, и часть шестеренок в коробке передач. В обычных условиях, его мощности вполне хватает для этого, но иногда… В сильные морозы, масло в двигателе и коробке передач замерзает и становится густым настолько, что стартер не может все это дело провернуть. В этом случае, нажимая на педаль сцепления, мы отключаем коробку передач от двигателя и тем самым помогаем малышу. Когда двигатель завелся, можно попробовать отпустить педаль. Если при этом двигатель не глохнет, спокойно ждем, когда двигатель и коробка передач прогреются. Если же слышим, что двигателю и так трудно, а при отпускании педали он вообще пытается заглохнуть, то нужно оставить педаль нажатой пока не прогреется масло в двигателе и он не заработает более устойчиво, после этого можно опять отпустить педаль.

Р.S. авторство принадлежит Обнинскому программуле Алексееву А.С.

Другие статьи на тему:

Сцепление, как важный элемент трансмиссии

Назначение сцепления

Системы сцепления различаются по следующим признакам:

по количеству ведомых дисков (однодисковые и многодисковые). Первые имеют большее распространение.
по среде работы (сухие и влажные). Первые являются самыми популярными и распространенными. Влажной система называется тогда, когда элементы находятся в масляной ванне.
по приводу в действие механизма (механические, электрические, гидравлические, комбинированные).
по типу нажатия на прижимной диск (с центральной диафрагмой, с круговым расположением пружин).