Сцепление: устройство, принцип работы

Из чего состоит сцепление

Чтоб не ломать сцепление, нужно знать не только как оно работает поверхностно и какие его функции, но и с каких деталей оно состоит. К основным составляющим частям относят ведомую и ведущую части, механизм отключения и нажимную систему.

Момент вращения двигателя передается от маховика на детали ведущей части, последние в свою очередь передают крутящий момент на ведущий вал КПП. Момент трения обеспечивается благодаря нажимному механизму, который благодаря плотному сцеплению ведомой и ведущей части, дает долгожданный результат движения.

Немаловажным считается выключение сцепления. Так один диск, на котором расположены периферическим образом пружины, расположено в чугунном картере, тот в свою очередь располагается в блок-картере двигателя.

В ведущую часть входит кожух сцепления и маховик, последний в свою очередь крепится к маховику коленчатого вала за счет шести специальных болтов. Нажимной диск размещается в средней части кожуха. Вращающий момент нажимного диска передается от маховика через три выступления, которые имеются в диске и входят в окна кожуха. Ведомый диск, ступица, ведущий вал коробки смены передач являются основными и обязательными составными ведомой части сцепления.

По обе стороны ведомого диска размещены фрикционные накладки, изготовлены из медно-асбестового состава (или же иного металлоасбестового состава), которые выдерживают необычайно высокую температуру и известны своими фрикционными свойствами. Со ступицей ведомый диск соединен заклепками либо же через пружины. Эти пружины являются составной частью пружинно-фрикционного гасителя вращающихся колебаний (то есть демпфера)

МЕХАНИЗМ СЦЕПЛЕНИЯ

Механизм сцепления представляет собой устройство, в котором происходит передача крутящего момента за счет работы сил трения. Механизм сцепления позволяет кратковременно разъединять двигатель и коробку передач, а затем плавно их соединять. Элементы механизма заключены в картер сцепления, который крепится к картеру двигателя.

Механизм сцепления состоит из:

• картера и кожуха,
• ведущего диска (которым является маховик двигателя),
• нажимного диска с пружинами,
• ведомого диска с износостойкими накладками.

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

Для начала движения машины, необходимо прижать ведомый диск, связанный с ведущими колесами к вращающемуся маховику, то есть — включить сцепление. И это сложная задача, так как угловая скорость вращения маховика составляет 20 — 25 оборотов в секунду, а скорость вращения ведущих колес – ноль.

На первом этапе работы по включению сцепления — приотпускаем педаль, т.е. даем возможность пружинам нажимного диска подвести ведомый диск к маховику до их легкого соприкосновения. За счет сил трения диск, проскальзывая некоторое время относительно маховика, тоже начнет вращаться, а автомобиль потихоньку ползти.

На втором этапе – удерживаем ведомый диск от какого-либо перемещения, т.е. на две — три секунды удерживаем педаль сцепления в средней позиции для того, чтобы скорость вращения маховика и диска уравнялись. Машина при этом увеличивает скорость движения.

На третьем этапе — маховик вместе с нажимным и ведомым дисками уже вращаются вместе без проскальзывания и с одинаковой скоростью, 100%-но передавая крутящий момент к коробке передач и далее на ведущие колеса автомобиля. Это соответствует состоянию механизма сцепления – включено, автомобиль едет. Теперь остается только полностью отпустить педаль сцепления и убрать с нее ногу.

Если при начале движения педаль сцепления резко бросить, то автомобиль «прыгнет» вперед, а двигатель заглохнет.

Для выключения сцепления водитель нажимает на педаль, при этом нажимной диск отходит от маховика и освобождает ведомый диск, прерывая передачу крутящего момента от двигателя к коробке передач. Нажимать на педаль сцепления следует достаточно быстрым, но не резким, спокойным движением до конца хода педали.

освоив работу с педалью сцепления в три этапа

Что это такое и из чего оно состоит?

Автомобильное сцепление – это неотъемлемая часть любой коробки передач. Это целый механизм, состоящий из нескольких деталей. Он обеспечивает передачу крутящего момента (энергии вращения коленвала) от двигателя к ведущим колесам через элементы КПП.

Чтобы переключение передач в коробке происходило плавно, нужно временно прекратить подачу крутящего момента с движка на трансмиссию. Без этого переключаться невозможно. Пришлось бы всегда останавливать двигатель и запускать его заново – это глупо, ни экономично, ни удобно. Именно для этих целей было придумано Карлом Бенцом сцепление в автомобилях. Оно позволяет прерывать передачу энергии на КПП при постоянно работающем моторе.

Благодаря ему, можно плавно переключать скорости, трогаться с места, ехать задом. Оно бережет элементы трансмиссии от чрезмерного износа и повреждения. Помогает тронуться на льду и в гору, о чем говорилось в прошлых уроках.

Как правильно пользоваться сцеплением на автомобиле

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.

1. В первом случае сцепление пробуксовывает, а у автомобиля будет наблюдаться плохая динамика разгона. Обычно это является результатом износа ведомого диска, его фрикционных накладок.
2. 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.

Зачем выжимать педаль сцепления при запуске двигателя?

Причина именно в облегчении запуска мотора. Особенно это ощутимо зимой, когда автомобиль стоит на улице или в неотапливаемом гараже и моторное масло густеет от низкой температуры, а также в случае проблем с аккумулятором или генератором.

Когда водитель поворачивает ключ зажигания, стартер начинает раскручивать маховик коленвала, но если не рассоединить трансмиссию и двигатель, крутить ему придется еще и вал коробки передач со всеми ее шестернями. В условиях низкой температуры или неисправности АКБ эта дополнительная нагрузка ни к чему: без связи с КПП двигатель быстрее прогреет и прокачает масло и начнет работать в обычном режиме. Для этого достаточно выжать сцепление перед запуском мотора и подержать около 10 секунд.

Говоря о выжимании педали сцепления в течение определенного времени, стоит снова вспомнить тех же авторов и их статьи в автоблогах. В большинстве из них находим «страшилки» об износе выжимного подшипника и даже подшипника коленвала от длительных нагрузок на сцепление. Есть информация, что от запуска с выжатым сцеплением быстро разрушались подшипники у старых автомобилей (очевидно, шариковые), а у более современных (с гидравлическими подшипниками) такой проблемы нет. Откуда растут ноги у этих историй и почему иные писатели даже не видят разницы между выжимным и подшипником коленчатого вала, – вопросы дельные, но не основные. Интересно, например, как выжатое сцепление, то есть отсоединение коробки от мотора может повлиять на подшипник коленвала, который будет крутиться независимо от трансмиссии?

Разновидности узлов

Существующие конструкции сцепления делятся на такие разновидности:

• по количеству фрикционных поверхностей: одно– и многодисковые;
• по способу управления: механические, с сервоприводом и гидравлические;
• по рабочей среде – сухие и влажные.

Многодисковая система внедрена вместе с моторами повышенной мощности. Причина следующая: одна группа фрикционных накладок тяжело переносит повышенные нагрузки и довольно быстро изнашивается. Благодаря конструкции с двумя дисками, разделенными проставкой, большой крутящий момент равномерно распределяется на 2 группы накладок (выжим происходит одновременно). Снижение удельной нагрузки дает увеличение срока службы узла.

Как оно функционирует?

Принцип работы сцепления автомобиля заключается в трении нескольких дисков. Действие данного узла заключается в плотном сжатии рабочих поверхностей маховика и прижимной поверхности корзины. Ниже мы рассмотрим этот момент более подробно.

Когда узел находится в рабочем состоянии, под действием выжимной пружины диск корзины плотно прилегает к сцеплению и прижимает его к маховику. При этом первичный вал заходит в шлицевую муфту. Далее производится передача крутящих усилий на него от диска сцепления. Когда водитель нажимает на педаль, он задействует работу выжимного подшипника. Последний нажимает на пружину. Таким образом, поверхность корзины отходит от диска сцепления. После этого первичный вал КПП прекращает свое движение.

Когда требуется прокачка сцепления

Работа системы сцепления основана на законах физики — свойствах гидравлической/тормозной жидкости сжиматься/разжиматься под воздействием нагрузки. Если в систему попал воздух, её свойства меняются. Как результат: гидравлика перестает реагировать на давление или реагирует с запозданием, что приводит к рывкам и толчкам при нажатии на педаль.

Признаки “завоздушивания” системы

Если появились следующие симптомы, пора менять гидравлическую жидкость:

• педаль выжимается слишком легко, при этом передача не переключается;
• педаль “ходит” нормально, но передача включается с вибрацией или запозданием;
• педаль сцепления «залипает» в пол, медленно возвращаясь в верхнее положение.

Даже одного из этих признаков достаточно, чтобы проверить систему.

«Проваливание» может быть вызвано и поломкой возвратной пружины.

Перед прокачкой сцепления выясните, что не пружинный механизм — причина неисправности.

В каких случаях прокачивается гидропривод сцепления

Прокачка систем сцепления и торможения обязательно проводится, если:

1. используемая жидкость уже отработала своё. Изменение физико-механических свойств со временем — это норма. Рекомендованный срок применения для гидравлики — 1-2 года (как правило, срок указывается на ёмкости).

   Жидкость теряет свои свойства, даже если хранилась в герметичной таре.

2. система сцепления или тормоза ремонтируется. Когда меняются манжеты, уплотнители, сальники, устраняется течь, происходит разгерметизация. Итог: вытекание рабочей жидкости и ее завоздушивание. Требуется замена.

   Ускорить новую прокачку легко, если слабо затянуть крепления агрегатов механизмов сцепления. Через микроотверстия свободно просачивается воздух.

3. элементы систем сцепления/торможения сильно изношены.

   В случае износа деталей только прокачки недостаточно, ведь причина завоздушивания не исчезает. Чтобы устранить проблему, нужно сначала ремонтировать или менять функциональные элементы, а затем менять рабочую жидкость.

Выжимать ли сцепление: аргументы «за»

Стоит ли выжимать сцепление при запуске двигателя? На этот вопрос многие автолюбители отвечают положительно и приводят при этом следующие аргументы:

1. Большинство современных автозаводов рекомендует выжимать сцепление перед стартом двигателя в любом случае, если машина простояла с заглушенным мотором более чем 7 часов подряд. Это обусловлено тем, что при простое в коробке передач загустевает масло: его легче «разогреть» при активном сцеплении.

Данной рекомендацией, как считают многие автолюбители, категорически не следует пренебрегать в зимний период и крайне желательно прислушиваться к ней и в теплое время года.

1. При выжатом сцеплении снижается нагрузка на электрический стартер, поскольку в этом режиме он, как правило, не выполняет функцию прокрутки валов в коробке передач (как следствие, экономится заряд аккумулятора).
2. Многие транспортные средства невозможно запустить без выжима сцепления в силу чисто конструкционных причин.

Есть и аргументы против выжима крайней левой педали на автомобиле с «механикой» при старте двигателя.

Задача сцепления

Из необходимости применения устройства сцепления следует и его задача – сцеплять и расцеплять двигатель автомобиля с колесами, когда это необходимо. Таким образом, оно служит неким ключом, замыкающим и размыкающим механическую цепь, передающую вращательный момент от двигателя к колесам. На самом деле, физически сцепление связывает двигатель не с колесами, а с коробкой передач, являющейся одним из звеньев цепи. Это сделано для случая переключения коробки на какую-либо другую передачу.

Как известно, коробка переключения передач (КПП) состоит из двух осей. Одна ось соединяется с двигателем, а другая – с колесами. Для того чтобы сменить ступень КПП во время движения, необходимо освободить коробку передач от двигателя. Эту работу выполняет сцепление, в результате чего колеса и двигатель крутятся вхолостую, и появляется возможность ими управлять отдельно. Собственно говоря, одним из вариантов такого управления является также и процесс полного торможения. В момент нажатия на педаль тормоза с целью полной остановки водитель нажимает также на педаль сцепления для развязки двигателя с коробкой передач и, как следствие, со сцеплением.

Какие функции выполняет

В автомобиле сцепление выполняет сразу несколько функций: во-первых, оно обеспечивает постоянное взаимодействие дисков, располагающихся сразу на двух валах. Вторая важная функция — обеспечение плавного старта автомобиля с места.

Стоит отметить, что при отсутствии сцепления автомобиль не двинулся бы с места за счёт того, что именно данный узел позволяет валу двигателя взаимодействовать с валом трансмиссии, который находится в неподвижном и фиксированном состоянии. За счёт сцепления обороты, обеспечиваемые валами, начинают постепенно увеличиваться, в итоге транспортное средство стартует, начинается движение с места.

Другими словами, сцепление необходимо для соединения вала коробки передач и маховика двигателя в момент переключения передачи

Если валы по стечению обстоятельств или намерено были разъединены слишком быстро, неподвижный вал трансмиссии спровоцирует неприятные последствия — заклинит вал двигателя. Итог крайне печален — либо автомобиль попросту заглохнет на месте, либо из строя выйдут те или иные механизмы сцепления. В случае поломки может потребоваться довольно дорогостоящий ремонт с заменой неисправных деталей.

Принцип работы сцепления автомобиля

Сцепление – одна из комплектующих авто, предназначенная для установления связь между мотором и трансмиссией автомобиля. Эта комплексная деталь необходима для регулировки скоростных режимов (передач) и крутящего момента, что повышает плавность хода машины во время начала движения. При отсутствии этой комплектующей на коробку передач авто будет приходиться колоссальная нагрузка, способная спровоцировать её износ или моментальную поломку. Для правильной эксплуатации сцепления нужно знать об устройстве и принципе работы этого механизма, а также иметь сведения о его возможных поломках.

Устройство

Современное сцепление состоит из следующих элементов:

1. Нажимной диск. Эта деталь является основой узла сцепления. Она представляет собой корзину округлой формы, к которой подсоединено несколько пружин. К основанию нажимного диска подключен маховик двигателя, переносящий крутящий момент от коробки передач непосредственно к мотору. Пружины диска обладают округлой формой и принимают непосредственное участие во время взаимодействия всех основных элементов сцепления.

2. Ведомый диск. Ведомый диск осуществляет подавление лишних шумов, звуков и вибраций во время переключения передач при помощи трансмиссии. В его состав входят такие детали, как пружине из демпфера, муфта, основание выпуклой формы и фрикционные накладки. Гашение производится внутри накладок, состоящих из углепластикового или керамического композита, располагающегося звукоизоляционными свойствами. Ведомый диск входит в шлицы вала КПП и при помощи демпферных пружин свободно перемещается по ним во время изменения скоростного режима.

3. Выжимной подшипник. На защитной конической трубе первичного гребного вала двигателя крепиться выжимной подшипник, представляющий собой округлую нажимную площадку. С его помощью активируется система привода. Он выполняет свои действия посредством оттягивающих или нажимных движений.

4. Система привода. Привод осуществляет передачу крутящего момента от мотора автомобиля к его колёсам. В зависимости от способа передачи выделяют механическую, электрическую и гидравлическую систему привода. В механической системе все транспортировка происходит с использованием троса, располагающегося во внутренней части конической трубы вала. Электрическая система осуществляет передачу под действием встроенного электромотора, который находится рядом с тросом вала.

Активация электродвигателя происходит при нажатии на педаль. Самым сложным принципом действия обладает гидравлическая система привода. Она передаёт крутящий момент по трубке высокого давления. Специализированный поршень при нажатии педальной установки авто начинает надавливать на тормозную жидкость, создавай в этой области высокое давление. При помощи трубки оно передается к рабочему цилиндру, который активирует действие выжимной вилки.

По ней происходит передача крутящего момента.

5. Педаль сцепления. Эта комплектующая находится в салоне авто. Она связана со сцеплением при помощи ряда креплений и узлов. Педаль приводит в действие систему привода.

Принцип действия

Действие сцепления основывается на переменном движении ведущего диска. Он присоединяется к маховику мотора. Для достижения максимальной прочности конструкция скрепляется нажимным диском. Ведомый диск размещен между нажимной площадкой и маховиком мотора. На маховик оказывают воздействие пружины нажимного диска. В результате давления активируется трос, который передаёт давление по трубке высокого давления к выжимной вилке. В итоге, крутящийся момента передаётся к коробке передач и происходит переключение передач.

В зависимости от строения конструкции выделяют 2 типа сцепления, отличающихся принципом действия:

1. Сцепление мокрого трения. Главным отличием этого вида сцепления является наличие маслянистой среды, в которой происходит взаимодействие всех компонентов этой детали. Ведомый диск передвигается посредством поступательных движений и ослабляет сжатие между валом КПП и нажимным диском, вызывая смену скоростного режима. Маслянистая жидкость охлаждает все комплектующие и позволяет передавать момент большего размера, нежели чем в сухой среде. Сцепление мокрого трения применяется чаще всего в мотоциклах и мопедах.

2. Сцепление сухого трения. Эта разновидность сцепления осуществляет работу всех компонентов при отсутствии жидкостей. Он используется в большинстве легковых автомобилей с МКПП. Она обладает менее высоким КПД, но стоит гораздо дешевле сцепления мокрого трения.

Как правильно пользоваться сцеплением на автомобиле

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.

1. В первом случае сцепление пробуксовывает, а у автомобиля будет наблюдаться плохая динамика разгона. Обычно это является результатом износа ведомого диска, его фрикционных накладок.
2. 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.

Особенности работы на автоматических коробках

В обычных АКПП такой элемент трансмиссии, как сцепление, попросту отсутствует. Зато на роботизированных и кулачковых «автоматах» она предусмотрена. Кстати, на последнем типе трансмиссий сцепление работает только при старте. В процессе движения данный элемент не функционирует.

На большинстве автоматических коробок используется многодисковое сцепление влажного типа. Однако выжим здесь происходит не путем нажатия определенной педали (которой попросту здесь нет), а сервоприводом (другими словами, актуатором). На данный момент принято различать несколько типов данных устройств:

• Электрический. Подобный сервопривод представляет собой шаговый двигатель. Он управляется при помощи ЭБУ (электронного блока управления).
• Гидравлический. Такой актуатор выполняется в виде гидроцилиндра. Он приводится в действие специальным гидравлическим распределителем.

На КПП типа «робот» используются два типа сцеплений. Они функционируют переменно. При выжиме первого для автоматического переключения определенной передачи второе ожидает команды для выжима следующей.

Откуда пошло такое мнение?

По легенде, когда будущий водитель только учится в автошколе, от инструкторов разной степени продвинутости он узнает этот «лайфхак» для МКПП и аргументы в его пользу. Хитрость в том, что если выжать педаль прежде чем заводить двигатель, избежишь рывка и возможного удара о стоящую впереди машину, а также облегчишь запуск силового агрегата, сняв нагрузку от коробки передач.

Первый аргумент распространяется в основном на ситуации, когда водитель-новичок пытается выехать с тесной парковки и заводит машину на передаче. Но многие читатели помнят свое обучение в автошколе, как инструктор «натаскал» их всегда проверять нейтраль перед включением зажигания и объяснил, для чего на самом деле выжимать сцепление перед запуском двигателя.

Сцепление с гидравлическим приводом

Судя с названия этого вида сцепления, думаю, Вам, итак, стало ясно, что в гидравлическом приводе все усилия, начиная с педали сцепления и заканчивая собственно механизмом, транспортируются с помощью такой себе жидкости. Она в свою очередь размещается в гидроцилиндрах и трубках, которые соединяют все нужные в механизме элементы. Механизм строения гидравлического сцепления не очень совпадает с механическим сцеплением.

Один достаточно большой диск располагается на остром конце ведущего вала и сделанного из стали кожуха. Кожух закрепляется за маховиком. Внутри кожуха имеется пружина с радиальными лепестками. Они являются, скажем, так, выжимными рычажками. На оси располагается управляющая педаль. Она же приподнята к кузову, а именно к кронштейну. Толкач основного цилиндра прикреплен к педали сцепления при содействии шарнира. Педаль попускается тогда, когда сцепление выключается и передача переключается.

Подводим итоги

Качественная работа вашего автомобиля возможна только в том случае, если вы обладаете определенными навыками или знаниями, как без вреда для оборудования стартовать и закончить поездку. В эксплуатации транспортных средств есть масса тонкостей, которые могут заставить вас подумать о сложностях поездки. На самом деле, достаточно нескольких часов тренировки с правильно подобранными упражнениями, чтобы полностью убрать старые привычки или страх перед неправильным вождением автомобиля. Но выполнять эти упражнения лучше в содействии со специалистами или опытными водителями.

Рекомендации профессионалов позволят вам на самом деле очень быстро выполнить все необходимые задачи по тренировке и достичь прекрасных результатов. Если у вашего автомобиля случаются постоянные проблемы со сцепление и с коробкой передач, пойдите на несколько частных уроков к хорошему инструктору по вождению. Возможно, в ваших привычках есть определенные разрушительные качества, которые мешают нормальной эксплуатации транспортного средства. А вам приходилось менять привычки вождения из-за их губительного воздействия на автомобиль?

Подводя итоги

Изучая отзывы и мнения по этому спорному вопросу, мы пришли к 2 твердым выводам:

• В холода выжимать сцепление нужно обязательно, даже если вы считаете это лишним. Впрочем, к такой точке зрения склоняются и те, кто не хочет лишний раз тревожить эту педаль;
• Не нужно спрашивать совета у посторонних. Возьмите в руки мануал, предлагаемый производителем, и ознакомьтесь с его рекомендациями. И если в руководстве написано жать на сцепление, последуйте этой инструкции. Если же этот шаг не упомянут – избегайте его.

Тем же, кто в выработке собственной позиции нерешителен, можем посоветовать купить автомобиль с коробкой-автоматом. На нем мучиться сомнениями по поводу педали сцепления точно не придется. Вряд ли наша статья поставит точку в споре, нужно ли выжимать сцепление при запуске двигателя. Однако есть надежда, что она поможет сомневающимся определиться со своим мнением и разработать собственную линию поведения со своей машиной.