Сцепление автомобиля: виды, устройство и принцип работы

Что такое сцепление и какова его роль?

Сцепление является важным компонентом устройства автомобиля, функция которого заключается в подключении (отключении) двигателя к коробке передач. Другими словами, это тип механического устройства, предназначенного для обеспечения кратковременного отсоединения двигателя от коробки передач во время переключения скоростей.

Кроме того, он обеспечивает передачу крутящего момента и защищает коробку передач от повреждений, вызванных перегрузкой, вибрацией и т.д.

Зачем нужен механизм?

Представьте себе вождение автомобиля с двигателем, напрямую подключенным к коробке передач. Запустить мотор в этом случае будет невозможно, так как стартер будет проворачивать коленвал, но и колеса. Когда во время движения водитель решит остановить машину, ему придется полностью выключить двигатель. Если ездить без сцепления, двигатель вашего автомобиля будет подвергаться огромной нагрузке, и его срок службы составит не более нескольких дней.

Чтобы этого не происходило, автомобили оснащены сцеплением, благодаря которому маховик двигателя плавно соединяется и отсоединяется от входного вала коробки передач во время движения автомобиля. Итак, сцепление является основным элементом, который дает возможность переключать передачи без каких-либо проблем и печальных последствий для двигателя.

Основные компоненты сцепления

Чтобы понять, как работает механизм, нужно иметь представление о том, что включает в себя комплект сцепления. К основным компонентам относятся:

• ведомый диск;
• маховик;
• прижимные пластины;
• выжимной подшипник;
• корпус.

Ведомый диск

Этот диск расположен между маховиком и нажимной пластиной. С обеих сторон на нем имеется фрикционный материал (похожий на материал тормозных колодок).

При включенном сцеплении он плотно зажат, и крутящий момент передается благодаря силе трения. В него вставлен приводной вал коробки, по которому передается крутящий момент.

Маховик

Маховик установлен на коленчатом валу двигателя и выступает в качестве основного диска. Он обычно двухмассовый и состоит из двух частей, соединенных между собой пружинами.

Прижимная пластина

Задача данной детали — создать давление на ведомый диск. В более старых моделях автомобилей это давление создается с помощью винтовых пружин, а в современных моделях давление создается с помощью мембранной пружины.

Выжимной подшипник

Функция этого подшипника состоит в том, чтобы сбросить нагрузку на пружину с помощью троса или гидравлического управления, чтобы передача крутящего момента была прервана.

Корпус

Все компоненты разъема собраны вместе в общем корпусе или так называемой «корзине». В стандартном исполнении корпус крепится к маховику.

Как работает автомобильное сцепление?

Когда автомобиль находится в движении, сцепление постоянно включено. Это означает, что прижимная пластина оказывает постоянное давление на приводной диск. Поскольку этот диск прикреплен к маховику, который, в свою очередь, соединен с коленвалом двигателя, он вращается вместе с ним, чтобы передавать крутящий момент от двигателя автомобиля к коробке передач.

Как только педаль сцепления нажата, усилие передается на выжимной подшипник, что, в свою очередь, приводит к отсоединению нажимного диска от приводного диска. Таким образом, крутящий момент перестает поступать на трансмиссию, и передача может быть изменена.

После переключения скорости педаль сцепления просто отпускается (она поднимается), нажимной диск возвращается на свое место, и сцепление снова включается.

Типы механизмов

Хотя все эти механизмы имеют сходный принцип действия, они подразделяются на несколько групп:

• в зависимости от типа привода;
• по типу трения;
• по количеству дисков;
• по способу зацепления.

В зависимости от типа привода

В зависимости от типа привода сцепления делятся на:

• механические;
• гидравлические;
• электрические.

Механические

Механические сцепления в настоящее время наиболее распространены в автомобилях. Этот тип муфты состоит из одного, двух или более приводных дисков, которые сжимаются между спиральными или мембранными пружинами. Большинство механических сцеплений «сухие» и приводятся в движение нажатием на педаль сцепления.

Гидравлические

Этот тип сцепления использует гидравлическую жидкость для передачи крутящего момента. Гидравлические муфты не имеют механического соединения между приводом и компонентом привода.

Электрические

Разница между электрическим и механическим сцеплением заключается в наличии электродвигателя на муфте. Этот двигатель активируется при нажатии педали сцепления. Мотор перемещает трос, смещает выжимной подшипник и освобождает фрикционный диск, чтобы можно было переключать передачи.

По типу трения

По этому критерию разъемы делятся на «сухие» и «мокрые». Работа «сухих» сцеплений основана на силе трения, возникающей в результате взаимодействия сухих поверхностей: главных, компрессионных, приводных дисков и т.д. «Сухие» однодисковые сцепления наиболее распространены в автомобилях с механическая коробка передач.

В «мокрых» муфтах поверхности трения погружены в масло. По сравнению с «сухими» сцеплениями, этот тип обеспечивает более плавный контакт между дисками, блок охлаждается более эффективно благодаря циркуляции жидкости, и сцепление может передавать больший крутящий момент на трансмиссию.

По количеству дисков

С учетом этого критерия разъемы можно разделить на однодисковые, двухдисковые и многодисковые. Однодисковые сцепления используются в основном в легковых автомобилях, двухдисковые сцепления предназначены в основном для установки в грузовиках и автобусах большой вместимости, а многодисковые сцепления используются в мотоциклах.

По способу зацепления

Пружинный

В этом типе сцепления используются винтовые или мембранные пружины для приложения давления к нажимной пластине, чтобы привести в действие сцепление.

Центробежный

Как следует из их названия, в этом типе механизмов для приведения в действие сцепления используется центробежная сила . В них нет педали, а сцепление активируется автоматически в зависимости от скорости двигателя.

Центробежные типы соединителей используют груз, который направлен на крепежный элемент. Когда частота вращения двигателя увеличивается, центробежная сила активирует рычаг коленчатого вала, который нажимает на прижимную пластину, вызывая сцепление. Этот тип сцепления не используется в автомобилях.

Полуцентробежный

Поскольку центрифуги работают эффективно только тогда, когда двигатель работает на более высоких скоростях, и неэффективны на низких скоростях, существует необходимость в полуцентробежных муфтах, которые используют как центробежную, так и пружинную силу.

Таким образом, когда скорость нормальная, крутящий момент передается силой пружины, а когда она выше, она передается центробежной силой. Данный тип сцеплений тоже не используется в автомобилях.

Электромагнитный

При таком типе разъема приводной диск крепится к электромагнитной катушке. Когда на эту катушку подается электричество, она начинает действовать как магнит и притягивает выжимной диск.

Когда пора обратить внимание на сцепление?

Муфты, как и все другие механизмы, подвергаются большим нагрузкам и имеют определенный срок службы, который варьируется от 30 000 до 160 000 километров в зависимости от марки и модели автомобиля и стиля вождения.

Учитывая это, как только они достигают предела пробега, возникают проблемы, которые указывают, что пришло время заменить сцепление.

Особенностью механизма является то, что до того, как он перестает эффективно выполнять свои функции, муфта «предупреждает», что она не работает должным образом. Если вы знаете основные симптомы, чтобы избежать более серьезных проблем, вы можете своевременно отреагировать.

Симптомы, указывающие на то, что сцепление необходимо заменить

Мягкое нажатие на педаль

Если сцепление работает нормально, вы должны чувствовать небольшое сопротивление при нажатии на педаль. Если вы перестаете ощущать такое сопротивление и когда вы нажимаете педаль, она «тонет», как в миске с маслом, это является ранним признаком того, что срок службы сцепления подходит к концу.

Эффект проскальзывания

Вы заметите этот симптом наиболее четко, если попытаетесь переключить передачи, поднимаясь в гору или выполняя обгон. Само «проскальзывание» происходит потому, что сцепление не может зацепить или полностью расцепить фрикционный диск, когда вы нажимаете или отпускаете педаль сцепления. Этот признак указывает на то, что механизм требует внимания, и замена должна быть сделана как можно быстрее.

Издает нехарактерные звуки или запахи

Когда вы нажимаете педаль сцепления и слышите звук трущихся металлических деталей, в 99,9% случаев это означает, что некоторые из компонентов сцепления изношены. Наряду со звуками царапания металла по металлу, вы также можете почувствовать довольно неприятный запах, что является еще одним свидетельством того, что срок службы сцепления подходит к концу.

Ощущаются сильные вибрации

Если при попытках переключить передачи и выжимании педали вы чувствуете необычные вибрации, это еще один признак изношенного сцепления. Вибрация может быть вызвана диском сцепления, который периодически теряет сцепку с маховиком.

Чтобы продлить срок службы сцепления, нужно минимизировать его перегрузки, позаботиться о его техническом обслуживании (подробно о том, как продлить жизнь сцеплению, рассказывается здесь). Не забудьте также заменить его, если заметите какой-либо из признаков, упомянутых выше.

С чего состоит электронное сцепление

 

Как и любая электронная система, электронное сцепление имеет собственный блок управления, который обрабатывает полученные сигналы и передает указания для выполнения механических действий. Кроме этого такой вид сцепления объединяет различные входные и исполнительные устройства.

До входных устройств можно отнести блок педали сцепления и входные датчики. Последние это датчик расположения педали газа (акселератора) и датчик расположения рычага коробки передач. Хотя как утверждают автолюбители их намного больше, так как автомобиль двигается без рывков, а бортовой компьютер подсказывает какую передачу лучше включить.

Что касается системы электронного сцепления (не часть где педаль), то у нее есть свой собственный блок управления. Он принимает, обрабатывает сигналы от входных устройств и передает управление на исполнение механической частью. Взаимодействует блок с системой управления двигателем. Это говорит о том, что в автомобиле будет бесключевой доступ или подобная технология.

Читать еще:  Принцип работы диода Шоттки и сферы его применения

Исполнительная часть механизмов представлена электрогидравлическим приводом (актуатором), он останавливает по сигналу блока управления перемещение вилки сцепления.

Прокачка сцепления

Если вкратце ознакомится с алгоритмом прокачки сцепления, то он происходит следующим образом:

1. Подготовка системы к работе.
2. Подключение к штуцеру резинового шланга.
3. Нажатие на сцепление и слив жидкости до полного выхода воздуха.

Для прокачки гидропривода сцепления вам будут необходимы такие инструменты:

1. Инструмент для фиксации педали сцепления.
2. Канистра для слива тормозной жидкости.
3. Резиновый шланг, который мы будем подключать к сливному штуцеру.
4. Новая тормозная жидкость.
5. Стандартный набор инструментов.

Перед прокачкой сцепления следует его отрегулировать, так как невозможно эффективно прокачать систему сцепления, если толкатель поршня не перемещается свободно. В этой ситуации воздух не выйдет.

замена жидкости сцепления

Для начала в бачок цилиндра следует долить жидкости. Ее уровень не должен быть ниже двух сантиметров от наивысшего края. При этом нужно постараться, что бы в систему не попал мусор, разные посторонние примеси и так далее.

Снимаем с перепускного клапана резиновый колпачок в верхнем отделе корпуса, после чего надеваем шланг. Через него из системы будет проходить тормозная жидкость. В емкость наливается около двести миллилитров тормозной жидкости.

штуцер прокачки сцепления

Открываем пропускной клапан и нажимаем несколько раз на педаль сцепления.

Следите за пузырьками воздуха, именно сейчас и происходит очистка всей системы. Кроме того, следите, что бы уровень тормозной жидкости не опустился ниже трех сантиметров от края. После того, как педаль максимально опустится, необходимо до конца закрутить перепускной клапан. Процесс производится несколько раз.

Теперь снимаем со штуцера резиновый шланг и надеваем предохранительный колпачок. Далее доливаем в бачок жидкость.

Работа главного цилиндра сцепления

Главный цилиндр сцепления работает следующим образом. При нажатии на педаль 21 толкатель 14 перемещает поршень 4, сжимая пружину 8.

Как только манжета 10 перекроет перепускное отверстие б, внутри цилиндра в полости а создается давление, и жидкость через отверстие в штуцере 7 и по соединительной трубке 2 проходит в рабочий цилиндр 29, вызывая перемещение поршня 36, толкателя 27 и связанной с ним через наконечник 24 и палец 23 вилки 22 выключения сцепления. Сцепление выключается. При том растягивается оттяжная пружина 25 вилки и сжимаются нажимные пружины 14.

При отпускании педали сцепления последняя возвращается в исходное положение пружиной 75, а поршень 12 главного цилиндра под действием возвратной пружины 8 перемещается вслед за толкателем 17 до упора в шайбу 14. При этом давление в системе падает, и нажимной диск сцепления, переменяясь под действием нажимных пружин, вновь прижимает ведомый диск к маховику. Сцепление включается. Перемещение нажимного диска до его упора в ведомый диск вызывает перемещение связанной с ним через отжимные рычажки пяты и упертого в нее подпятника.

Далее подпятник и связанная с ним вилка выключения сцепления перемещаются под действием оттяжной пружины 25, которая постоянно прижимает шток толкателя 27 к поршню 36 и передвигает последний в крайнее переднее положение. При этом поршень вытесняет жидкость из внутренней полости рабочего цилиндра 29. Жидкость по трубке 2 возвращается в полость а главного цилиндра.

При резком отпускании педали сцепления жидкость, возвращающаяся из рабочего цилиндра в главный, не успевает заполнить пространство, освобождаемое поршнем 12, и в полости а создается разрежение.

Под действием этого разрежения жидкость из полости д (куда она поступает через отверстие в) перетекает в полость а через отверстия г в головке поршня, отодвигая клапан 11 и края манжеты 10. Канавки на поверхности манжеты 10 облегчают проход жидкости из полости д в полость а. В дальнейшем избыточная жидкость но мере поступления ее из трубопровода вытесняется из полости а через компенсационное отверстие б в бачок 3. Перетекание жидкости из соединительной трубки в главный цилиндр сцепления прекращается, как только поршень рабочего цилиндра под действием нажимных пружин и оттяжной пружины вилки выключения сцепления возвратится в крайнее переднее положение.

Нюансы эксплуатации сцепления

Зачастую водители склонны связывать неравномерность и рывки при движении автомобиля с неисправностями сцепления. Эта логика в большинстве случаев ошибочна.

Например, автомобиль при переключении передач с первой на вторую, резко сбрасывает обороты. Здесь виновато не само сцепление, а датчик положения педали сцепления. Находится он за самой педалью сцепления. Неисправности датчика устраняются путем несложного ремонта, после которого сцепление будет вновь работать плавно и без рывков.

Другая ситуация: при переключении передач автомобиль немного дергается, а при трогании с места может заглохнуть. В чем может быть причина? Чаще всего в этом виноват клапан задержки сцепления. Этот клапан обеспечивает определенную скорость, при которой может схватываться маховик, независимо от того, насколько быстро была «брошена» педаль сцепления. Для начинающих водителей эта функция необходима, т.к. клапан задержки сцепления предотвращает чрезмерный износ поверхности диска сцепления.

Замена элементов

Замена диска сцепления проходит в несколько этапов. Для того чтобы получить доступ к корзине сцепления, следует снять коробку переключения передач. Сделав это, следует, удерживая маховик монтажной лопаткой, открутить шесть болтов, которые крепят кожух. Для доступа к каждому из них проворачивайте коленчатый вал. Сделав это, снимайте кожух.

Осматривая диск сцепления, обратите внимание, на нем не должно быть следов механической деформации. Проверьте накладки на предмет повреждений, замасленности или же ослабленного крепления.

Кроме этого, следует проверить надежность фиксации пружин. Повреждение или слабая фиксация отдельных пружин требует замены всей конструкции. Осмотрите плоскости трения маховика и ведомого диска на предмет механических повреждений. Если повреждения имеются, диск сцепления следует заменить.

Также не должны иметь видимых следов износа или механического повреждения опорные кольца. Места соприкосновения лепестков диафрагменной пружины должны лежать в одной плоскости с выжимным подшипником.

После осмотра и замены изношенных элементов устройства, необходимо произвести сборку. Ведомый диск сцепления устанавливается в кожухе нажимного таким образом, чтобы менее выступающая часть ступицы направлялась к маховику.

Вставив центрирующую оправку, установите механизм, и шестью болтами прикрутите его к маховику. Закрутку болтов следует проводить по диагонали, с усилием 19-31 Нм. Выполнив это, можно вытащить центрирующее устройство.

Крепление диска сцепления

Причины неисправности сцепления

Выявить поломку фрикционов водитель сумеет без разборки по косвенным симптомам. Необходимо внимательно следить за возникающими признаками неисправности корзины сцепления.

Одним из популярных факторов является включение с пробуксовкой. Это является следствием износа поверхностей или же замасливания рабочей зоны. Также виновником неприятностей оказывается поломка пружины или малый свободный ход педали. Для устранения подобных неприятностей необходима замена ведомого диска, а в некоторых случаях можно обойтись устранением задиров.

 

Затягивать с ремонтом не стоит, так как от значительного перегрева стальной ведомый диск может деформироваться. Параллельно нажимные диски с чугунным маховиком будут растрескиваться. Аромат быстроизнашивающихся в такой ситуации фрикционных дисков может проникать даже в салон.

Еще одним признаком поломки является неполное включение сцепления. Это случается по таким причинам:

• следствие чрезмерного свободного хода;
• деформация пружины;
• изгиб ведомого диска;
• последствия неправильного монтажа нажимного диска.

Подобный вариант случается после механических деформаций выжимных рычагов. Иногда виновником оказывается заедающий подшипник, который не перемещается с муфтой. Вдоль шлицов загустевшая либо сконденсированная смазка блокирует свободу для движения ведомого диска.

Решить проблему свободного хода удастся лишь при высвобождении накопившихся воздушных пузырьков из гидравлической системы. Также потребуется регулировка хода педали или замена изношенных дисков. Услышать проблему можно по характерному звуку неполного выключения (хруст шестеренок), что способствует быстрому износу КПП.

К частым неисправностям относят возникающие периодически рывки при выжимании педали. Случается это даже при плавном спуске ноги. Чаще всего это – признак крошащихся накладок. Также не стоит исключать следующих типов поломок:

• деформация ведомого диска;
• выработка фрикционных шайб;
• сколы демпферных пружин.

Рывки может спровоцировать блокирование перемещения ведомого диска на шлицах выходного вала от КПП. Реже встречается этот признак из-за рассыпания выжимного подшипника либо тугого перемещения нажимной муфты.

Проблемы способен создать гидропривод. Возникновению провалов при нажатии педали водитель обязан проникновению воздуха в привод, что приводит к неполному выключению (недостаточному разъединению дисков). Требуется избавить систему от воздушных пробок и долить достаточное количество рабочей жидкости.

 

Если в механизмах, наделенных тросовым приводом, вообще не происходит включение сцепления, то это косвенный признак обрыва троса. Когда у водителя педаль не возвращается в первоначальную позицию, то стоит искать новую возвратную пружинку.

Видео: Как определить износ корзины и маховика

Поскольку самое большое распространение на легковых авто получило однодисковое сухое сцепление, то рассмотрим самые частые неисправности, которые случаются с ним:

1. Пробуксовка сцепления. Обычно возникает такая неисправность из-за неправильной регулировки привода. Из-за поджатия выжимного подшипника, он не позволяет ведущему диску полностью прижать ведомый диск к маховику, в результате чего появляется проскальзывание. Сопровождается такая неисправность характерным запахом жженных фрикционов в салоне, затрудненностью переключения передач. Сильный износ фрикционов, или их повреждение тоже может сопровождаться такими симптомами;
2. Сцепление «ведет». Данная проблема тоже возникает из-за неправильной регулировки. В данном случае выжимной подшипник не способен полностью отжать ведущий диск из-за увеличенного зазора между подшипником и вилкой. Верный признак того, что сцепление «ведет» — это продолжение движения авто после полной остановки и выжима сцепления при включенной 1-й передаче;
3. Гул со стороны картера сцепления. Повышенный шум в данном узле может создавать только один элемент – выжимной подшипник. Шуметь он может либо в результате пробуксовки, либо же из-за чрезмерного износа;

Бывают и другие неисправности, но они встречаются гораздо реже, чем описанные выше. Так, проблемы со сцеплением могут возникнуть из-за разрушения диафрагмы или пружин выжимных рычагов, значительного износа демпферных пружин и т. д.

Напоследок хочется отметить, что особо сложного обслуживания сцепление не требует. Достаточно периодически регулировать свободный ход привода, а также соблюдать рекомендации по аккуратному вождению.

Вопросы и ответы:

Что происходит при нажатии на сцепление? Когда нажимается педаль сцепления, через привод (тросик или в некоторых авто гидравлика) разводятся диски в корзине, и крутящий момент от маховика не передается на коробку передач.

Как работает сцепление простыми словами? Нажимается педаль – разжимаются диски в корзине – включается нужная передача – отпускается педаль – ведомый диск плотно прижимается к маховику – тяга поступает на коробку передач.

[spoiler title=»Источники»]

• https://AvtoTachki.com/kak-rabotaet-avtomobilnoe-sczeplenie/
• https://svarkin-spb.ru/stati/uzel-elektromagnitnogo-stsepleniya.html
• https://nivovod.ru/ekspluatatsiya-i-obsluzhivanie/ustroystvo-i-naznachenie-privoda-vyklyucheniya-stsepleniya/
• https://autodont.ru/transmission/cohesion/disk-scepleniya
• https://DriverTip.ru/osnovy/chto-takoe-korzina-stsepleniya-kak-rabotaet.html
• https://avtomotoprof.ru/v-pomoshh-avtomobilistu/stseplenie-avtomobilya-disk-stsepleniya/

[/spoiler]