Сцепление и его виды в автомобиле

Сцепление автомобиля виды, устройство и принцип работы

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

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

Функции сцепления

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

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

Элементы муфты сцепления

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

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

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

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

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

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

Принцип работы

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

Схема работы диафрагменной пружины

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

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

Виды сцепления

Сухое сцепление

Принцип действия сцепления данного типа основан на силе трения, возникающей при взаимодействии сухих поверхностей: ведущего, ведомого и нажимного дисков. Это обеспечивает жесткую связь двигателя и коробки передач. Сухое однодисковое сцепление – самый распространенный вид, использующийся на основной массе автомобилей с механической КПП.

Мокрое сцепление

Данный вид сцепления предполагает работу трущихся поверхностей в масляной ванне. По сравнению с сухой, такая схема обеспечивает более плавное соприкосновения дисков; узел эффективнее охлаждается за счет циркуляции жидкости и может передавать больший момент на трансмиссию.

Двойное сцепление мокрого типа

Мокрая схема обычно применяется на современных роботизированных КПП с двойным сцеплением. Особенность работы такого сцепления заключается в том, что на четные и нечетные передачи КПП подается крутящий момент от отдельных ведомых дисков. Привод сцепления – гидравлический, управляемый электроникой. Переключение скоростей происходит при постоянной передаче крутящего момента на трансмиссию без разрыва потока мощности. Данная конструкция является более дорогой и сложной в производстве.

Сухое двухдисковое сцепление

Сухое двухдисковое сцепление предполагает наличие двух ведомых дисков и промежуточной проставки между ними. Данная схема способна передать больше крутящего момента при тех же размерах механизма сцепления. Сама по себе она проще в производстве по сравнению с мокрой. Обычно применяется на грузовиках и легковых автомобилях с особо мощными двигателями.

Читайте также:  Когда менять резину на зимнюю по закону в 2020 году при какой температуре, обязательно ли на шипован

Сцепление двухмассового маховика

Двухмассовый маховик состоит из двух частей. Одна из них связана с двигателем, вторая – с ведомым диском. Обе составляющие маховика имеют небольшой свободный ход относительно друг друга в плоскости вращения и соединены пружинами между собой.

Схема двухмассового маховика

Особенностью сцепления двухмассового маховика является отсутствие пружинного демпфера крутильных колебаний в ведомом диске. Функция гашения колебаний заложена в конструкцию маховика. Помимо передачи крутящего момента он максимально эффективно сглаживает вибрации и нагрузки, возникающие от неравномерности работы двигателя.

Ресурс сцепления

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

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

Особенности керамического сцепления

Ресурс сцепления и эффективность его работы на пределе нагрузок зависит и от свойств материала, обеспечивающего зацепление дисков. Стандартный состав накладок дисков сцепления большинства автомобилей включает спрессованную смесь стеклянных и металлических волокон, смолы и каучука. Поскольку принцип работы сцепления базируется на силе трения, фрикционные накладки ведомого диска рассчитаны на работу при высоких температурах, доходящих до 300-400 градусов Цельсия.

Диск сцепления с керамическими фрикционными накладками

В мощных спортивных автомобилях нагрузки на сцепление намного превышают обычные нормы. Для некоторых трансмиссий может применяться керамическое и металлокерамическое сцепление. В состав материала таких накладок входит керамика и кевлар. Металлокерамический фрикционный материал менее подвержен износу и выдерживает нагрев до 600 градусов без потери рабочих качеств.

Производители используют различные конструкции муфты сцепления, оптимальные для определенного автомобиля, исходя из его назначения и стоимости. Сухое однодисковое сцепление остается достаточно эффективной и недорогой в изготовлении конструкцией. Данная схема широко применяется на легковых автомобилях бюджетного и среднего классов, а также на внедорожниках и грузовиках.

Сцепление и его виды в автомобиле

Сцепление является важным конструктивным элементом трансмиссии автомобиля. Сцепление предназначено для кратковременного отсоединения двигателя от трансмиссии и плавного их соединения при переключении передач, а также предохранения элементов трансмиссии от перегрузок и гашения колебаний. Сцепление автомобиля располагается между двигателем и коробкой передач.

В зависимости от конструкции различают следующие типы сцепления:

• фрикционное сцепление;
• гидравлическое сцепление;
• электромагнитное сцепление.

Фрикционное сцепление передает крутящий момент за счет сил трения. В гидравлическом сцеплении связь обеспечивается за счет потока жидкости. Электромагнитное сцепление управляется магнитным полем.

Самым распространенным типом сцепления является фрикционное сцепление. Различает следующие виды фрикционного сцепления:

• однодисковое сцепление;
• двухдисковое сцепление;
• многодисковое сцепление.

В зависимости от состояния поверхности трения сцепление может быть сухое и мокрое. В сухом сцеплении используется сухое трение между дисками. Мокрое сцепление предполагает работы дисков в жидкости.

На современных автомобилях устанавливается в основном сухое однодисковое сцепление. Однодисковое сцепление имеет следующее устройство:

• маховик;
• картер сцепления;
• нажимной диск;
• ведомый диск;
• диафрагменная пружина;
• подшипник выключения сцепления;
• муфта выключения;
• вилка сцепления.

Схема однодискового сцепления

Схема сцепления

1. Корпус;
2. Тангенциальная пружина;
3. Опорный подшипник;
4. Коленчатый вал;
5. Демпферная пружина;
6. Ведомый диск;
7. Нажимной диск;
8. Маховик;
9. Корзина сцепления;
10. Кольцо;
11. Распорный болт;
12. Диафрагменная пружина;
13. Выжимной подшипник;
14. Направляющая;
15. Первичный вал коробки передач;
16. Вилка выключения сцепления;
17. Рабочий цилиндр

Маховик устанавливается на коленчатом вале двигателя. Он выполняет роль ведущего диска сцепления . На современных автомобилях применяется, как правило, двухмассовый маховик. Такой маховик состоит из двух частей, соединенных пружинами. Одна часть соединена с коленчатым валом, другая — с ведомым диском. Конструкция двухмассового маховика обеспечивает сглаживание рывков и вибраций коленчатого вала. В картере сцепления размещаются конструктивные элементы сцепления. Картер сцепления крепиться болтами к двигателю.

Нажимной диск прижимает ведомый диск к маховику и при необходимости освобождает его от давления. Нажимной диск соединен с корпусом (кожухом) с помощью тангенциальных пластинчатых пружин. Тангенциальные пружины, при выключении сцепления, выполняют роль возвратных пружин.

На нажимной диск воздействует диафрагменная пружина, обеспечивающая необходимое усилие сжатия для передачи крутящего момента. Диафрагменная пружина наружным диаметром опирается на края нажимного диска. Внутренний диаметр пружины представлен упругими металлическими лепестками, на концы которых воздействует подшипник выключения сцепления. Диафрагменная пружина закреплена в корпусе. Для закрепления используются распорные болты или опорные кольца.

Читайте также:  Замена лобового стекла на Лада Калина универсал инструменты, инструкция, цены

Нажимной диск, диафрагменная пружина и корпус образуют единый конструктивный блок, который носит устоявшееся название корзина сцепления. Корзина сцепления имеет жесткое болтовое соединение с маховиком. По характеру работы различают два типа корзин сцепления — нажимного и вытяжного действия. В распространенной корзине сцепления нажимного действия лепестки диафрагменной пружины при выключении сцепления перемещаются к маховику. В вытяжной корзине сцепления наоборот — лепестки диафрагменной пружины перемещаются от маховика. Данный тип корзины сцепления характеризуется минимальной толщиной, поэтому применяется в стесненных условиях.

Ведомый диск располагается между маховиком и нажимным диском. Ступица ведомого диска соединяется шлицами с первичным валом коробки передач и может перемещаться по ним. Для обеспечения плавности включения сцепления в ступице ведомого диска размещены демпферные пружины, выполняющие роль гасителя крутильных колебаний.

На ведомом диске с двух сторон установлены фрикционные накладки. Накладки изготавливаются из стеклянных волокон, медной и латунной проволоки, которые запрессованы в смесь из смолы и каучука. Такой состав может кратковременно выдерживать температуру до 400°С. Накладки ведомого диска могут иметь и более высокую тепловую характеристику. На спортивных автомобилях устанавливают т.н. керамическое сцепление, накладки ведомого диска которого состоят из керамики, кевлара и углеродного волокна. Еще более прочные металлокерамические накладки, выдерживающие температуру до 600°С.

Подшипник выключения сцепления (обиходное название — выжимной подшипник) является передаточным устройством между сцеплением и приводом. Он располагается на оси вращения сцепления и непосредственно воздействует на лепестки диафрагменной пружины. Подшипник располагается на муфте выключения. Перемещение муфты с подшипником обеспечивает вилка сцепления.

Схема двухдискового сцепления

Схема двухдискового сцепления

  1. Крышка корпуса
  2. Двухмассовый маховик
  3. Приводная пластина
  4. Ведомый диск 2 с демпферными пружинами
  5. Проставка
  6. Ведомый диск 1
  7. Нажимной диск
  8. Сенсорная пружина
  9. Регулировочное кольцо
  10. Диафрагменная пружина

На грузовых и легковых автомобилях с мощным двигателем применяется двухдисковое сцепление. Двухдисковое сцепление осуществляет передачу большего крутящего момента при неизменном размере, а также обеспечивает больший ресурс конструкции. Это достигнуто за счет применения двух ведомых дисков, между которыми установлена проставка. В результате получены четыре поверхности трения.

Принцип работы сцепления

Однодисковое сухое сцепление постоянно включено. Работу сцепления обеспечивает привод сцепления.

При нажатии на педаль сцепления привод сцепления перемещает вилку сцепления, которая воздействует на подшипник сцепления. Подшипник нажимает на лепестки диафрагменной пружины нажимного диска. Лепестки диафрагменной пружины прогибаются в сторону маховика, а наружный край пружина отходит от нажимного диска, освобождая его. При этом тангенциальные пружины отжимают нажимной диск. Передача крутящего момента от двигателя к коробке передач прекращается.

При отпускании педали сцепления диафрагменная пружина приводит нажимной диск в контакт с ведомым диском и через него в контакт с маховиком. Крутящий момент за счет сил трения передается от двигателя к коробке передач.

Диск сцепления

Приведем общую инфу в целях ознакомления с назначением устройства. В автомобилях раннего типа, до изобретения машины Бенца не существовало разных передач. Впервые технология обустройства передач была использована именно в автомобиле Бенца.

Но вместе с этой технологией пришла и проблема. Для того, чтобы поменять передачу, требуется изменение в режиме работы двигателя. Изменение происходит мгновенно, из-за чего машина в момент смены скоростей начинает двигаться рыками. Кроме того, с уменьшением габаритов двигателя внутреннего сгорания, вылезла еще одна проблема. Для того, чтобы колеса крутились синхронно и не требовали больших размеров для функционирования, требовался передатчик, который проводил бы крутящий момент двигателя внутреннего сгорания на колеса.

Собственно, таким передатчиком и стал диск сцепления. По конструктивному устройству все достаточно просто: это два диска с возможностью разъединения в момент нажатия педали. Без нажатия педали, два диска плотно прижаты друг к другу и без потерь передают крутящий момент от двигателя к колесу. Этот принцип работы сцепления называют фрикционным. Существуют так же гидравлические и электромагнитные типы сцеплений, но здесь именно что существуют. Встречались с ними единицы автолюбителей в России. Даже заграничные фирмы предпочитают традиционную систему в силу ее дешевизны и надежности.

Нажимной диск сцепления

Узел сцепления называют корзиной. Нажимной диск представляет собой основание круглой формы с выемкой в центре для подшипников. Нажимные пружины диска направлены к центру корзины. Сама корзина жестко цепляется к маховику. Ведомый диск сцепления устанавливается между прижимной площадкой и маховиком.

Ведущий диск сцепления

Ведомый диск по конструкции так же представляет собой круг с лучевым основанием, накладками, пружинами и муфтой. Через муфту происходит подключение к коробке передач. Пружины требуются для сглаживания вибраций в момент работы сцепления.

Читайте также:  Полиуретановый герметик для швов – однокомпонентные, двухкомпонентные составы для наружных работ Вид

Сглаживание вибраций необходимо для того, чтобы диск не приходил в негодность раньше времени в результате тряски. Во время работы в фазе сцепки тряска диску не грозит. Но сразу после начала работы влияние вибраций усиливается, диски начинаются ударяться о все окружающие детали.

Фрикционные накладки необходимы для усиления силы трения между дисками. Именно за счет силы трения покоя и возможна передача крутящего момента от диска к диску. Накладки изготавливают из материалов с большой силой трения относительно металла. Чаще всего используют керамику, кевлар или углеродный композит. Материал во многом зависит от конструкции машины: камаз, ваз и трактор будут иметь разные накладки.

Нажимное действие педали передается по тросу к вилке между дисками, в результате сцепление начинает свою работу. Именно ведомый диск является расходным материалом. Нажимной диск меняется крайне редко, срок его службы сравним со сроком службы машины в целом.

Толщина диска сцепления

Толщина диска сцепления является определяющим фактором состояния диска. Поэтому многие водители начинают думать о том, что лучше использовать диск потолще. Вот только начальные параметры диска определяются конструкцией машины. Поэтому деталь просто покупается под подходящую модель и марку автомобиля. С этим ничего сделать не получится.

Так же, как не получится произвести замер отработавшего свое диска. Производитель никогда не указывает, сколько способна прослужить эта деталь. Во многом это связано с тем, что степень износа диска зависит в первую очередь от водителя. Постоянные торможения, дрифт и прочие прелести езды на большой скорости или даже гонок приведут к очень скорому износу диска. Вплоть до того, что на некоторых моделях фиксировалась необходимость замены уже после 5000 км.

Однако существует прибор, калибр, который позволяет определить, нужно менять диск или еще нет. Проблема в том, что калибр редко есть у автолюбителя, поэтому придется ехать в салон или СТО. К тому же, чтобы произвести замер, придется поднимать машину на подъемнике и снимать несколько деталей. И даже при всех этих сложностях, толщину диска калибр не измеряет в точности. Стрелка просто показывает нужно менять деталь или нет.

Еще один способ определить необходимость замены без салона принадлежит умельцам из народа. Согласно методу нужно полностью выжать сцепление и несколько раз вдавить педаль газа в пол. Метод рабочий, машина при нормально работающем сцеплении глохнет. Если автомобиль все еще работает, значит, деталь нужно менять. Но сама по себе процедура очень сильно изнашивает диск, а потому проводить ее крайне не рекомендуется. Есть другие, куда более гуманные для машины, способы проверки.

Замена диска сцепления

Чтобы разобраться, как поменять диск сцепления, опишем операцию поэтапно:

  1. Машину нужно в обязательном порядке поднять или поставит на яму. По-другому выполнить замену детали просто не получится.
  2. Отсоединяется кардан. Сразу все болты проверяются на сохранность резьбы. При необходимости крепления нужно заменить. Обратите внимание, что все болты в этой операции используются исключительно каленые. Обыкновенный болт просто треснет. Отверстие с маслом, куда входит кардан затыкается металлической или пластиковой пробкой, чтобы из машины не вытекало масло. Саму деталь можно просто отодвинуть в сторону, чтоб не убирать ее совсем.
  3. Отсоединяются болты-траверсы, и снимается металлическая подушка-перекладина.
  4. После того, как подушка снята, откроется обзор на корзину с диском сцепления. Ее снимают полностью.
  5. Верхнюю часть корзины откручивают на отдельном столе, чтобы получить доступ к диску сцепления. Дополнительно можно сразу проверить целостность подшипников. По состоянию корзины и толщине дисков сцепления определяется изношенность детали. Диск поджимается 4 пружинами, которые так же могут разболтаться.
  6. Диск устанавливают, после чего процесс сборки повторяется в обратном порядке.

Когда менять диск сцепления

Диск сцепления проблемная штука в плане определения времени замены. С одной стороны, перебрать сцепление стоит после того, как машина начнет издавать шум при выжатой педали сцепления. Но скорее всего этот шум говорит о том, что стоит заменить подшипники. Хотя вместе с заменой можно сразу оценить и степень износа диска.

С другой стороны, при изношенном диске начинают пробуксовывать колеса. Это уже серьезный синдром, который требует именно замены диска сцепления. Результатом плохого состояния детали может стать выгорание проводов, усиленный износ двигателя и серьезно увеличившийся расход топлива.

Последний вариант — это несоответствие количества оборотов двигателя, скорости автомобиля. Но этот признак скорее теоретический, поскольку без специализированного оборудования и тест драйва машины в лабораторных условиях, определить соответствие крайне сложно.

Поэтому, чтобы не мучить себя мыслью об изношенности диска водители на практике вывели для себя простое правило: диск стоит менять каждые 80-90 тысяч километров пробега.

Ссылка на основную публикацию
Схема, эксплуатация, проблемы и обслуживание ГБО 4-ого поколения
ГБО 4 поколения – вероятные причины и симптомы неисправности в Двигатель 05.12.2017 15,612 Просмотров Детали автомобиля рано или поздно выходят...
Схема предохранителей ланос 1
Блок предохранителей и реле Шевроле Лачетти описание, распиновка При отказе любого устройства или прибора, входящего в состав электрического оборудования вашего...
Схема предохранителей Тойоты Камри
Блоки предохранителей Камри 40 где как расшифровать схема Набор предохранителей Тойота Камри 40 выполняет одну из важнейших функций, а именно...
Схемы Webasto Thermo Top C, E, P
Подключение сигнализации любой модели к таймеру Вебасто 1533 Как выполнить подключение сигнализации авто к минитаймеру подогревателя двигателя? Для примера был...
Adblock detector