Сцепление автомобиля и его устройство

Без него ни тронуться, ни разогнаться

Без него ни тронуться, ни разогнаться с фото

Авторство в создании подобного устройства принадлежит, как принято считать, Карлу Бенцу. Сцепление автомобиля выполняет кратковременное разъединение коробки передач и двигателя. Это необходимо для переключения передач, и чтобы машина могла плавно трогаться с места.

О сцеплении и его месте в автомобиле

Чтобы более ясно представлять его назначение в устройстве машины, достаточно взглянуть на приведенный ниже рисунок.

Из него понятно, что от двигателя через трансмиссию, а также другие узлы автомобиля, крутящий момент поступает на колеса. Конструктивно сцепление находится между КПП и двигателем, вследствие чего у водителя есть возможность при необходимости разорвать связь между двигателем и колесами. Такая ситуация часто возникает в начале движения автомобиля, а также в условиях чрезмерной нагрузки двигателя.

Устройство и принцип работы

Работа сцепления основана на силах трения. Устройство сцепления автомобиля показано на рисунке ниже. С маховиком сцепления (1), являющимся частью двигателя, соединяется нажимной диск (3), или именуемый на жаргоне «корзиной», внутри которого проходит ось коробки передач. На ней крепится ведомый диск сцепления (2), на котором расположены фрикционы – специальные накладки, создающие повышенную силу трения. Также в состав ведомого диска входят специальные пружины (демпферные), расположенные по кругу и служащие для сглаживания рывков сцепления при его включении.

У ведомого диска в центре находится специальное шлицевое соединение, благодаря которому диск подсоединен к коробке передач. На КПП (первичный вал) ставится выжимной подшипник (4). Его отличают способ крепления – к корпусу КПП, и специальная нажимная площадка, куда поступает усилие, которое передает привод сцепления.

В обычном состоянии ведомый диск поджат пружинами, расположенными в корзине, она также выступает как кожух сцепления, к поверхности маховика. Благодаря высокому значению коэффициента трения накладок, ведомый диск крутится одновременно с маховиком и передает момент от маховика на КПП. Когда нажата педаль сцепления, перемещающийся выжимной подшипник через пружины отжимает ведомый диск от маховика и таким образом отключает двигатель от трансмиссии.

Графически все это изображено на рисунках. Однако сцепление может быть реализовано и по-другому. За длительную историю развития автомобиля была задумана и создана не только вышеприведенная схема, а множество различных вариантов построения подобного узла.

Варианты построения

Классифицировать различные типы сцепления можно по разным признакам, например, по таким:

Привод сцепления может быть:

  • гидравлическим;
  • механическим;
  • электрическим;
  • комбинированным (гидромеханическим и т.д.).

В данном случае привод сцепления включает в себя механизм передачи усилия от педали до выжимного подшипника.

  • По числу дисков – многодисковые и однодисковые.
  • По виду сцепления (трения) – сухие и мокрые.
  • По состоянию – не постоянно замкнутые и замкнутые .
  • По типу расположения пружин:
    • в центре (диафрагменная);
    • по периферии нажимного диска.

    Надо еще раз подчеркнуть, что реализация сцепления может существенно различаться одна от другой, особенно для различных типов транспортных средств. В качестве примера можно рассмотреть один из таких вариантов построения подобного устройства.

    Гидравлический привод и механизм управления

    Схема такого варианта построения сцепления приведена на рисунке ниже. Не касаясь его конкретного исполнения, внимание стоит обратить на внешний вид и гидравлический привод. По принципу действия такой привод аналогичен приводу тормозной системы.

    Жидкость заливается в бачок, показанный в левом верхнем углу, он связан с главным цилиндром сцепления трубопроводом. Из рисунка хорошо видно, что усилие, прикладываемое к педали через шток и связанный с ним поршень, передается жидкости, поступающей в главный цилиндр. Перемещаясь, поршень отсекает бачок с жидкостью от главного цилиндра. При дальнейшем движении поршня жидкость попадает в рабочий цилиндр и через толкатель и вилку выключения сцепления его выключает.

    Кроме показанного принципа работы внимания заслуживает то, что данная схема показывает другие, ранее не упомянутые детали конструкции. Как защитный элемент присутствует картер сцепления, (показан синим цветом), предохраняющий кожух сцепления и прочие элементы.

    В первую очередь картер сцепления предохраняет внутренние элементы от попадания пыли, грязи, а также любых жидкостей, способных ухудшить качество соединения ведомого диска с маховиком. Поэтому регулярно стоит обращать внимание на то, в каком состоянии находится картер сцепления.

    Эксплуатация сцепления

    Стоит обращать внимание на состояние трубопроводов. В бачок заливается тормозная жидкость, ее подтекание может служить свидетельством неисправности сцепления. Подтекать могут бачок, трубопроводы, оба цилиндра. Если есть подтекание, то необходимо долить бачок жидкостью и прокачать всю систему на предмет удаления воздуха. В противном случае при нажатии на педаль нога может просто провалиться, система работать не будет.

    Кроме того, надо контролировать уровень жидкости и при необходимости бачок доливать. Уменьшение ее количества может быть не связано с подтеканием, а вот его следствием окажется то, что передачи или совсем не будут включаться, или это будет происходить с огромным трудом. Для освещения важности исправного состояния стоит отметить характерные неисправности сцепления:

    • ведет – передачи выключаются не полностью;
    • пробуксовывает – передачи включаются не полностью;
    • резкое включение;
    • шум при отжатой педали и его пропадание при нажатии на педаль – выжимной подшипник необходимо менять.

    Сцепление для автомобиля является неотъемлемой частью, такой же, как мотор и колеса. Классическая схема его использования – отключение трансмиссии от двигателя в процессе начала движения и при переключении передач. Конкретный вариант реализации на разных машинах может существенно различаться, но в любом случае его необходимо поддерживать в исправном состоянии.

    Принцип работы сцепления. Устройство сцепления автомобиля

    Сцепление – неотъемлемая часть любого современного автомобиля. Именно этот узел принимает на себя все колоссальные нагрузки и удары. Особенно высокое напряжение испытывают устройства на автомобилях с механической КПП. Как вы уже поняли, в сегодняшней статье мы рассмотрим принцип работы сцепления, его конструкцию и назначение.

    Характеристика элемента

    Сцепление представляет собой силовую муфту, которая осуществляет передачу крутящего момента между двумя основными составляющими автомобиля: двигателем и коробкой передач. Состоит оно из нескольких дисков. В зависимости от типа передачи усилий данные муфты могут быть гидравлическими, фрикционными или же электромагнитными.

    Назначение

    Автоматическое сцепление предназначено для временного отсоединения трансмиссии от двигателя и плавной их притирки. Необходимость в ней возникает по мере того, как начинается движение. Временное разъединение мотора и КПП нужно и при последующем переключении скоростей, а также при резком торможении и остановке транспортного средства.

    принцип работы сцепления

    Во время движения машины система сцепления находится по большей части во включенном состоянии. В это время она передает мощность от двигателя к коробке переключения передач, а также предохраняет механизмы КПП от различных динамических нагрузок. Тех, которые возникают в трансмиссии. Таким образом, нагрузки на нее возрастают по мере торможения двигателя, при резком включении сцепления, снижении частоты оборотов коленвала либо при наезде транспортного средства на неровности дорожного полотна (ямы, выбоины и так далее).

    Классификация по связи ведущих и ведомых частей

    Сцепление классифицируют по нескольким признакам. По связи ведущих и ведомых частей принято различать следующие типы устройств:

    • Фрикционные.
    • Гидравлические.
    • Электромагнитные.

    По типу создания нажимных усилий

    По данному признаку различают типы сцепления:

    • С центральной пружиной.
    • Центробежные.
    • С периферийными пружинами.
    • Полуцентробежные.

    По количеству ведомых валов системы бывают одно-, двух- и многодисковые.

    По типу привода

    • Механический.
    • Гидравлический.

    Все вышеуказанные типы сцеплений (за исключением центробежных) являются замкнутыми, то есть постоянно выключенными или включенными водителем при переключении скоростей, остановке и торможении транспортного средства.

    На данный момент большую популярность обрели системы фрикционного типа. Такие узлы используются как на легковых, так и на грузовых автомобиля, а также на автобусах малого, среднего и большого класса.

    педаль сцепления

    2-дисковые сцепления используются только на крупнотоннажных тягачах. Также они устанавливаются на автобусы большой вместимости. Многодисковые же практически не применяются автопроизводителями в данный момент. Раньше они использовались на большегрузах. Также стоит отметить, что гидромуфты в качестве отдельного узла на современных машинах не применятся. До недавнего времени они использовались в коробках автомобилей, однако только совместно с последовательно установленным фрикционным элементом.

    Что касается электромагнитных сцеплений, то они на сегодняшний день не получили широкого распространения в мире. Связано это со сложностью их конструкции и с дорогостоящим обслуживанием.

    Принцип работы сцепления с механическим приводом

    Стоит отметить, что данный узел имеет одинаковый принцип работы вне зависимости от количества ведомых валов и типа создания нажимных усилий. Исключение составляет тип привода. Напомним, он бывает механическим и гидравлическим. И сейчас мы рассмотрим принцип работы сцепления с механическим приводом.

    цилиндр сцепления

    Как же действует данный узел? В рабочем состоянии, когда педаль сцепления не затронута, ведомый диск зажат между нажимным и маховиком. В это время передача крутящих усилий на вал производится за счет силы трения. Когда водитель нажимает ногой на педаль, трос сцепления перемещается в корзине. Далее рычаг поворачивается относительно своего места крепления. После этого свободный конец вилки начинает давить на выжимной подшипник. Последний, перемещаясь к маховику, — давить на пластины, которые отодвигают нажимной диск. В данный момент ведомый элемент освобождается от прижимающих усилий и таким образом происходит отсоединение сцепления.

    схема сцепления

    Далее водитель свободно производит переключение передачи и начинает плавно отпускать педаль сцепления. После этого система вновь включает в связь ведомый диск с маховиком. По мере отпускания педали сцепление включается, происходит притирка валов. Через некоторое время (пару секунд) узел в полной мере начинает передавать крутящий момент на двигатель.

    трос сцепления

    Принцип работы сцепления с гидравлическим приводом

    Здесь, в отличие от первого случая, усилие от педали к механизму передается посредством жидкости. Последняя содержится в специальных трубопроводах и цилиндрах. Устройство данного типа сцепления несколько отличается от механического. На шлицевом конце ведущего вала трансмиссии и стального кожуха, закрепленного к маховику, устанавливается 1 ведомый диск.

    автоматическое сцепление

    Внутри кожуха есть пружина с радиальным лепестком. Она служит выжимным рычагом. Управляющая педаль при этом подвешивается на оси к кронштейну кузова. К ней также прикреплен толкатель главного цилиндра на шарнирном соединении. После того как происходит выключение узла и переключение передачи, пружина с радиальными лепестками возвращает педаль в исходное положение. Кстати, схема сцепления представлена на фото справа.

    Но это еще не все. В конструкции узла присутствует как главный, так и рабочий цилиндр сцепления. По своей конструкции оба элемента очень схожи между собой. Оба состоят из корпуса, внутри которого присутствует поршень и специальный толкатель. Как только водитель нажимает педаль, задействуется главный цилиндр сцепления. Здесь при помощи толкателя поршень перемещается вперед, благодаря чему давление внутри увеличивается. Последующее его передвижение приводит к тому, что жидкость проникает в рабочий цилиндр через нагнетательный канал. Так вот, благодаря воздействию толкателя на вилку и происходит выключение узла. В то время, когда водитель начинает отпускать педаль, рабочая жидкость поступает обратно. Это действие приводит к включению сцепления. Данный процесс можно описать так. Сначала открывается обратный клапан, который сжимает пружину. Далее идет возврат жидкости из рабочего цилиндра в главный. Как только давление в нем становится меньше усилия нажатия пружины, клапан закрывается, а в системе образуется избыточное давление жидкости. Так происходит нивелирование всех зазоров, которые находятся в определенной части системы.

    В чем отличие двух приводов?

    Основное преимущество систем с механическим приводом заключается в простоте конструкции и неприхотливости в обслуживании. Однако в отличие от своих аналогов они имеют меньший коэффициент полезного действия.

    Гидравлическое сцепление (фото его представлено ниже), благодаря высокой производительности, обеспечивает более плавное включение и выключение узлов.

    сцепление фото

    Однако такой тип узлов гораздо сложнее по своей конструкции, из-за чего они менее надежны в работе, более прихотливы и затратны в обслуживании.

    Требование к сцеплениям

    Один из главных показателей данного узла – высокая способность к передаче усилий крутящего момента. Для оценки этого фактора используется такое понятие, как «величина коэффициента запаса сцепления».

    система сцепления

    Но, кроме основных показателей, которые касаются каждого узла машины, к данной системе предъявляется целый ряд других требований, среди которых следует отметить:

    • Плавность включения. При эксплуатации автомобиля данный параметр обеспечивается квалифицированным управлением элементами. Однако некоторые детали конструкции предназначены для увеличения степени плавного включения узла сцепления даже при минимальной квалификации водителя.
    • «Чистота» выключения. Данный параметр подразумевает полное выключение, при котором усилия крутящего момента на выходном валу соответствуют нулевому или близкому к нему значению.
    • Надежная передача мощности от трансмиссии к двигателю при любых режимах работы и эксплуатации. Иногда при заниженном значении коэффициента запаса сцепление начинает пробуксовывать. Что приводит к повышенному его нагреву и износу деталей механизма. Чем выше данный коэффициент, тем больше масса и размеры узла. Чаще всего это значение составляет порядка 1.4-1.6 для легковых автомобилей и 1.6-2 для грузовиков и автобусов.
    • Удобство управления. Данное требование является обобщенным для всех органов управления транспортного средства и конкретизируется в виде характеристики хода педали и степени усилий, требуемых для полного отключения сцепления. На данный момент в России действует ограничение в 150 и 250 Н для автомобилей с усилителями привода и без них соответственно. Сам ход педали зачастую не превышает отметки 16 сантиметров.

    Заключение

    Итак, мы рассмотрели устройство и принцип работы сцепления. Как видите, данный узел имеет большое значение для автомобиля. От его работоспособности зависит исправность всего транспортного средства. Поэтому не следует рвать сцепление, резко убирая ногу с педали при движении. Чтобы максимально сохранить детали узла, необходимо плавно отпускать педаль и не практиковать длительных выключений системы. Так вы обеспечите долгую и надежную работу всех ее элементов.

    Источник http://hitmind.ru/1673-stseplenie-avtomobilya-i-ego-ustroystvo.html
    Источник http://fb.ru/article/162450/printsip-rabotyi-stsepleniya-ustroystvo-stsepleniya-avtomobilya

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    X-закрыть