Система сцепления автомобиля служит для плавного соединения коленвала двигателя с валом коробки передач для того, чтобы передать крутящий момент. Это необходимо при движении с места и при переключении передач в пути.

Виды

Существует несколько типов сцепления: механическое (фрикционное), электрическое, гидравлическое, а также их комбинированные варианты.

Все сцепления схожи по принципу работы, по сути являются механическими с различными модификациями отвечающих заданным условиям комфорта и эксплуатации. Конструктивно состоит из множества элементов, разнообразие сочетаний которых определяет тип сцепления:

• одно и двухпоточное, представляет собой сочетание двух однопоточных, на легковых автомобилях применяют однопоточное сцепление;
• по трению: мокрое (в масле) и сухое (в воздушной среде);
• постоянно, применяемое на легковых автомобилях и непостоянно замкнутое;
• по количеству имеющихся ведомых дисков: 1-дисковые (наиболее распространенные), 2-дисковые и многодисковые.
• от того, какие используются пружины, могут быть такие типы: с диафрагменной (по центру) пружиной и с цилиндрическими (по окружности) пружинами.

Чаще всего сейчас на автомобилях встречается однодисковое сцепление сухого типа.

Конструктивные особенности и принцип работы

Особенности:

1. Механическое сцепление делает свою работу, используя силы трения.
2. Гидравлический тип соединения вала мотора с валом коробки происходит благодаря потоку жидкости.
3. Электромагнитный тип работает за счёт магнитного поля.

Рассмотрим отдельно каждый вид сцепления и его приводы.

Механическое

Сцепление с механическим приводом

Структура механического сцепления обычно представляет собой один и более фрикционных дисков, которые сжаты с маховиком или между собой пружинами. Привод механического сцепления осуществляется по средствам троса.

Маховик болтами крепится к коленвалу мотора. Он используется в качестве ведущего диска.

Сейчас распространено использование , который стабилизирует крутящие нагрузки на вал. Обе части его соединяются одна с другой пружинами.

Корзина бывает нажимного (лепестки сдвигаются внутрь, к маховику) и вытяжного вида (например, на некоторых французских моделях). Для каждого вида применяется свой выжимной подшипник. Крепление корзины к маховику производится болтами.

Ведомый диск входит в шлицы вала коробки и способен по ним смещаться. Дисковые демпферные пружины выполняют функцию сглаживания колебаний в момент переключения передач.

Фрикционные накладки крепятся заклепками к основанию ведомого диска. Выполнены они из композитного вещества: чаще - из кевларовых нитей или углеродного волокна, иногда – из керамики. Особо прочные – это металлокерамические накладки. Они рассчитаны выдерживать температуру вплоть до 600°С кратковременно.

Выжимной подшипник закреплен на защитном кожухе и имеет выжимную площадку. Находится на первичном вале.

Принцип работы

К коленвалу двигателя крепится маховик и выполняет функцию ведущего диска. Кроме этого есть «корзина» (т.е. нажимной диск) и ведомый диск (с фрикционными накладками). «Корзина» придавливает ведомый диск к маховику, что способствует передаче крутящего момента к коробке передач от мотора.

Нажимной диск имеет круглую форму с лучевым основанием и плотно соединен с маховиком. На нем находятся выжимные пружины лепесткового типа, которые взаимодействуют с прижимной площадкой. Размер площадки соответствуют диаметру маховика. Между площадкой и маховиком размещен ведомый диск. Выжимной подшипник давит на выжимные пружины по центру выжимного диска. Движение от надавливания на педаль сцепления переходит через трос далее на выжимную вилку, а она уже смещает выжимной подшипник. По центру диска подшипник давит на выжимные пружины. В итоге площадка выходит с зацепления с ведомым диском.

Гидравлическое

Гидравлический привод сцепления

Гидравлическим называется механическое сцепление с гидравлическим приводом. Основные составляющие – это, прежде всего цилиндры: главный и рабочий. Если утопить педаль сцепления, тогда шток главного гидроцилиндра соответственно сместится. Возникшее давление переходит по трубке в рабочий цилиндр, который двигает выжимную вилку, а та смещает подшипник.

Двухдисковое

Таким сцеплением комплектуются тяжелые грузовики, тракторы, танки, некоторые мотоциклы и спортивные кары.

Оно используется, если присутствуют крутящие моменты повышенной мощности. Его установка обеспечивает более продолжительный ресурс применяемых деталей конструкции.

Здесь используются 2 ведомых диска, а «корзина» обладает двумя рабочими поверхностями. В конструкцию добавлена система управления синхронным нажатием.

Мокрого трения

Механизмы этого сцепления выполняют свои функции в масляной среде.

Оно применяется на мотоциклах, которые имеют поперечное расположение мотора.

Это обусловлено конструктивной особенностью самих мотоциклетных моторов. Здесь используется один и тот же картер: как для коробки передач, так и мотора.

Принцип работы. Шток, который пропускается через пустотелый вал коробки, посылает возвратно-поступательное движение от троса рычага сцепления.

Роль выжимного подшипника играет шарик на торце штока. Он воздействует на грибок. В результате отводится нажимной диск, сжатие между пакетом дисков ослабляется, вал коробки перестает крутиться.

Саморегулирующееся

Бывает таких видов: SAC, XTend, SAT.

Self Adjusting Clutch (SAC). Используется дополнительная пружина. В процессе износа накладок ведомый диск начинает увеличивать давление, в результате чего происходит равномерный прижим до полной выработки накладок.

XTend. Механизм расположен посередине между «корзиной» с одной стороны и пружиной диафрагмы с другой.

В процессе износа по клиновидным ползунам сдвигается верхнее установочное кольцо. Уровень износа устанавливается по пружиной защелке. Она фиксируется и смещается до ограничителя.

Сверху и снизу имеются установочные кольца для компенсации постоянного износа накладок.

Self-Adjusting Technology (SAT) . Зубчатая планка на опорном кольце сдвигает храповой механизм, используя червячную передачу, по мере износа накладок. Опорное кольцо конической формы. Оно находится между центральной пружиной и «корзиной». Все это фиксирует собачка. Проконтролировать износ можно по выходу зубчатой планки.

Данное устройство можно использовать на машинах, где они не были установлены заводом-изготовителем.

Электрическое

Конструктивным отличием электрической системы от механической является электромотор. Он включается в момент перемещения педали сцепления вниз. Электромотор двигает трос, и тот уже смещает выжимной подшипник через коромысло.

Электронное

Выполнено на основе электронной педали сцепления на базе механической коробки передач. Сцепление переключается электродвигателем автоматически.

Варианты исполнения

EKM . Здесь, в принципе, педаль уже не нужна, т.к. управляют системой блоки: электронный и гидравлический. Данные от датчиков на коленвале, системе подачи топлива, педали газа идут в блок управления, который передает команды гидравлическому блоку. А тот, в свою очередь, руководит механизмом сцепления.

Такая система обеспечивает экономию топлива до 10%. Переключение передач выполняется быстро и плавно.

Electronic Clutch System. Важными характеристиками такого вида являются то, что если прекратить давить на педаль газа во время движения, например, при движении по городу или на спуске, то двигатель не глохнет, торможение двигателем при спуске не происходит (машина двигается накатом).

Особенности некоторых видов

Автоматические КПП чаще всего имеют влажное (иногда, сухое) сцепление многодискового типа. Исходное движение задает не педаль, а актуатор (сервопривод).

Актуаторы бывают электрические (управляющий электронный блок и шаговый двигатель) и гидравлические (гидрораспределитель и исполнительный гидроцилиндр).

Принцип работы. При достижении заданных оборотов вращения двигателя управляющий блок отсылает сигнал на сервопривод. Тот срабатывает и отсоединяет вал двигателя от вала коробки, используя передаточный механизм. После определения автоматикой необходимой передачи выполняется переключение.

Роботизированные КПП работают от электроприводов. Среди них имеются виды с 2-мя сцеплениями, которые включаются поочередно.

Принцип работы. Когда обороты мотора возрастают, в распределителе начинает увеличиваться давление масла. При заданном значении давления распределитель направляет это давление на актуатор, который запускает весь процесс. Давление приходит к исходному значению после переключения передачи, и двигатель вновь начинает крутить вал коробки.

Вариаторы существуют: цепные, тороидальные, клиноременные. Клиноременные популярны больше других. При росте оборотов мотора сходятся «щеки» шкива под влиянием центробежной силы, натягивая ремень. Ремень приводит в движение ведомый шкив.

Керамическое сцепление служит для высоких нагрузок, поэтому используется в гоночных автомобилях и тяжелых грузовиках. Для легкового транспорта оно не оправдано, так как происходит быстрое схватывание крутящего момента мотора.

Электромагнитное порошковое сцепление можно было встретить на определенных моделях автомобилей с ручным управлением. Суть его заключалась в том, что порошок, находящийся между дисками принимал требуемую жесткость тогда, когда подавалось напряжение на обмотку электромагнита. В итоге диски получали сцепление между собой, и вал мотора начинал крутить вал коробки передач. Не получило распространения из-за очень маленького ресурса.

Кулачковые КПП применяются в гоночных машинах. При этом педаль сцепления нужна только на старте. Далее она не участвует в переключении передач.

Новые разработки

Компания Nissan планируют полностью исключить механику между рулем и колесами, ее заменит электроника. Такая система называется «steer-by-wire».

Европейские конструкторы работают над созданием двухмассовых маховиков с маятниковой системой. Здесь должны добавиться самоопределяющиеся в пространстве 3-4 детали. За счет движения в противофазе они должны более эффективно гасить колебания. Существует несколько вариантов размещения таких деталей: внутри или снаружи маховика, а также на корпусе корзины. Немцы уже выпустили первые образцы с таким типом сцепления.

Заключение

Сцепления постоянно совершенствуются, как и другие узлы и системы автомобилей. Причем, каждый вид имеет как достоинства, так и недостатки. Главное, это иметь понятие о том виде сцепления, которое установлено на вашем автомобиле и правильно его эксплуатировать.

Autoleek

Выражение «сжег сцепление» можно слышать из уст многих автолюбителей. Но далеко не все понимают, как это возможно, да и принцип работы сцепления известен не каждому драйверу. Но это зря, нужно быстро устранять этот пробел. Для всех интересующихся данной темой предлагаем немного погрузиться в механику автомобиля и разобраться, что к чему. Начнем, пожалуй, с классического устройства и основного предназначения автомобильного сцепления.

Определение понятия

Данный механизм предусмотрен для кратковременного соединения автомобильного двигателя с трансмиссией в момент переключения передач, а также для постоянной передачи крутящего момента во время движения транспортного средства. При этом он уберегает трансмиссию от повреждений вследствие колебаний и повышенных нагрузок.

По типу конструкции сцепления разделяют на следующие категории:

• фрикционное;
• гидравлическое;
• электромагнитное.

Крутящий момент в случае гидравлики передается путем воздействия давления рабочей жидкости. Электромагнитные варианты в качестве основы используют магнитную полярность. Но самое распространенное под капотами легковых автомобилей сцепление – фрикционное. Это простая и надежная конструкция, при которой крутящий момент передается благодаря силам трения. Теперь попробуем разобраться с его основными составляющими.

К основным элементам фрикционного сцепления стоит отнести:

• маховик;
• ведомый диск;
• нажимной диск;
• диафрагменную пружину;
• подшипник выключения (выжимной).

Описать, как работает сцепление, будет проще, если объяснить, что собой представляют его детали. Все начинается с маховика, который статично установлен на коленвал ДВС и фактически выполняет роль ведущего диска. Как правило, это двухмассовый маховик, состоящий из двух частей, сообщенных пружинами. Данный фактор позволяет уменьшить рывки и вибрации под влиянием переменных нагрузок, а также инерции массы во время приема тяги с коленчатого вала и обратно – от ведущих колес к двигателю. Ведомый диск также включает в свою конструкцию специальные демпферные пружины, призванные гасить колебания, что благоприятно сказывается на плавности включения передач.

К пластинам ведомого диска с обеих сторон прикреплены (обычно приклепаны или приклеены) стойкие фрикционные накладки, предназначенные для приема на себя последствий трения. Ведомый диск находится между маховиком и нажимным диском. Для передачи крутящего момента данная конструкция сжимается, превращаясь в единый элемент. Диафрагменная пружина исполняет роль толкателя нажимного диска путем давления на него своим наружным диаметром. При этом внутренний диаметр контактирует с выжимным подшипником. Все детали сцепления обычно закрыты кожухом – так называемой корзиной сцепления. Она статично крепится к маховику.

Как это происходит

Теперь рассмотрим, как работает сцепление, на деле. Итак, когда крайняя левая педаль находится в отпущенном положении, ведомый диск остается зажатым между маховиком и нажимным диском. В результате трения происходит перенаправление крутящего момента от маховика двигателя на силовую передачу автомобиля.

В случае выжимания педали сцепления происходит ряд взаимодействий между деталями, благодаря чему ведомый диск освобождается от прижимного усилия. Для этого приходит в движение трос сцепления. Вилка отключения сцепления надавливает на выжимной подшипник, и он двигается по валу в сторону маховика. Далее выжимной подшипник оказывает давление на пластины диафрагменной нажимной пружины.

Когда лепестки прогибаются в сторону маховика, наружный обод пружины отходит от нажимного диска. Он освобождается. На этом можно закончить раскрывать принцип работы сцепления, так как оно выключается, передача крутящего момента от двигателя на КПП прекращается. При последующем отпускании педали снова идет в ход диафрагменная пружина, которая создает давление на нажимной диск, а тот, в свою очередь, обратно стыкуется с маховиком двигателя.

Конечно, приведенная информация не охватывает всего многообразия существующих на сегодняшний день конструкций сцепления. Тем не менее, она способна дать элементное понимание работы данного механизма и, возможно, позволит многим значительно дольше сохранять свой автомобиль в исправном состоянии.

13 октября 2017

Коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания не соединяется с коробкой передач (трансмиссией) напрямую. Между агрегатами установлен посредник – сцепление, помогающее плавно передать крутящий момент. Узел считается довольно надежным, поскольку редко «хандрит» даже на бюджетных машинах. Но в случае поломки дальнейшее движение становится крайне затруднительным. Чтобы оценить важность данного элемента, предлагается рассмотреть устройство и принцип работы сцепления автомобиля.

Какую функцию выполняет сцепление?

Представьте, что после включения 1-й передачи первичный вал коробки подключается к работающему двигателю напрямую. Гипотетические сценарии развития событий выглядят так:

• мотору не хватит усилия, чтобы справиться с приложенной полной нагрузкой, в результате чего он заглохнет;
• силовому агрегату хватит мощности на преодоление нагрузки, отчего последует сильный рывок машины вперед;
• если в этот момент прибавить оборотов нажатием педали газа, то крутящий момент коленчатого вала может переломать зубья шестерен коробки передач.

Как видите, среди перечисленных вариантов отсутствует плавное движение с места, происходящее на автомобилях в реальной жизни. Причина следующая: без сцепления нормально тронуться с места невозможно. Более того, вы даже первую скорость не включите – прямая стыковка двух валов даст вышеупомянутый рывок. Переключение на высшие передачи тоже исключается.

Отсюда вывод: встроенное между первичным валом коробки скоростей и коленвалом двигателя сцепление нужно для плавного подключения одного агрегата к другому. Благодаря ему сила крутящего момента передается трансмиссии не сразу, а постепенно.

Отпуская крайнюю слева педаль и трогаясь с места, вы чувствуете возрастающее усилие и при необходимости можете прибавить газу, чтобы автомобиль не заглох. Аналогично совершается переход на 2-ю и последующие скорости. В машинах с автоматической коробкой передач (АКПП) нет педали сцепления, поскольку узел – посредник действует без участия водителя – переключение производит гидравлический либо электрический привод.

Принцип действия механизма

В работе узла сцепления задействованы следующие основные детали:

• маховик, жестко закрепленный на коленчатом валу силового агрегата;
• 2 диска – нажимной и ведомый, составляющие фрикционный механизм;
• кожух;
• нажимные пружины;
• подшипник;
• диафрагменная пружина в виде концентрических рычагов;
• вилка;
• рабочий цилиндр гидравлического привода, срабатывающий при нажатии педали.

Примитивнейший механизм, который применялся в прошлом столетии, не включал гидроцилиндр, значительно облегчающий работу водителю. Вместо него стоял механический тросовой привод.

Ведущий диск (он же – корзина) прикручен к маховику болтами и вращается вместе с ним. Нормальное состояние сцепления, когда педаль находится в отжатом положении, – «подключено». То есть, коленчатый вал мотора и первичный коробки передач соединены посредством диска, придавленного к плоскости маховика пружиной. Когда вы нажимаете педаль, узел работает по такому алгоритму:

1. Через тормозную жидкость усилие передается гидроцилиндру, толкающему вилку.
2. Вилка надавливает на подшипник, а он толкает концентрические рычаги, чьи концы упираются в нажимной диск.
3. Концы рычагов отводятся назад и освобождают диск, в результате связь между валами разрывается, при этом вращающийся коленвал не крутит шестерни коробки.
4. Когда нужно тронуться с места, вы постепенно отпускаете педаль. Подшипник высвобождает рычаги, которые под воздействием пружин давят на диск. Последний прижимается к маховику фрикционной поверхностью и автомобиль плавно движется вперед.
5. Алгоритм повторяется при каждом переключении скоростей.

Чтобы сделать стыковку двигателя с трансмиссией более плавной, устройство сцепления предусматривает несколько демпферных пружин внутри ведомого диска. В момент касания фрикционных накладок поверхности маховика они сжимаются и дополнительно сглаживают передачу усилия мотора.

Разновидности узлов

Выше было описано устройство и принцип работы самой распространенной конструкции сцепления сухого типа, устанавливаемого на автомобили с механической коробкой передач. В легковых машинах, оснащенных АКПП, применяются системы «мокрого» типа, где детали фрикционного механизма погружены в жидкость. Это позволяет снизить воздействие силы трения продлить ресурс узла.

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.

С действием механического (педального) привода вы уже познакомились. На автомобилях с автоматической коробкой обычно устанавливается привод от гидротрансформатора, включающий сцепление самостоятельно. Принцип работы прост: вместе с повышением оборотов коленчатого вала возрастает давление масла в трансформаторе. Когда оно достигает определенного порога, срабатывает клапан, отжимающий пружины и переключающий скорости автоматически.

Сцепление в автомобиле с роботизированной коробкой включается сервоприводом по команде электронного блока управления. Последний ориентируется на показания датчиков и в нужный момент посылает сигнал приводу выжать сцепление. Выбрать момент переключения на другую скорость может и водитель, посылая импульс посредством рукоятки КПП либо подрулевых лепестков.

Распространенные неисправности

Чаще всего в механизме сцепления возникают следующие неполадки:

• протечка манжеты гидроцилиндра;
• критический износ фрикционных накладок;
• ослабление диафрагменной пружины;
• замасливание и пробуксовка ведомого диска;
• поломка либо заедание вилки.

Только первая неисправность, связанная с утечкой тормозной жидкости, позволяет без проблем добраться до автосервиса. В остальных случаях сцепление может не включиться и ехать дальше не получится.

Совет. Если вам удастся перевести механическую КПП на 1-ю передачу, попытайтесь тронуться со стартера, не касаясь педали сцепления. Это позволит доехать до СТО на малой скорости своим ходом.

Иногда в результате поломки механизма сцепления на АКПП «повисает» включенная передача, что дает возможность добраться в гараж или мастерскую. Но после остановки дальнейшее движение исключено. Если машина с механической коробкой доставляется на сервис методом буксировки, то с автоматической – только эвакуатором.

Многие автовладельцы задаются вопросом, как работает сцепление, из каких элементов оно состоит, и где находится. На большей части авто, узел установлен между двигателем и коробкой передач, а его назначение - кратковременное отсоединение мотора от КПП, для плавного начала движения и переключения скорости. Но обо всем подробнее.

Как устроено сцепление?

Сцепление состоит из нескольких комплектующих:

• Вилка отключения. Задача детали заключается в разжимании дисков, после нажатия на педаль сцепления.
• Маховик - узел, на который передается момент вращения двигателя. Именно к нему подключена корзина, отличающаяся высокой стойкостью к нагрузке.
• Диски сцепления (ведомый и нажимной, или выжимной). Эти детали тесно взаимодействуют друг с другом. Диски могут расходиться или соприкасаться, в зависимости от позиции педали.
• Первичный вал «коробки» - узел, который получает момент вращения, через сцепление от двигателя автомобиля.

Назначение сцепления

Известно, что коленчатый вал мотора крутится постоянно, а колеса машины - нет. Нажатие на педаль сцепления позволяет перейти на «нейтралку», то есть разъединить двигатель и колеса. В результате, при каждой остановке транспортного средства, не нужно совершать лишних действий и глушить двигатель. В дальнейшем, сцепление работает по обратному принципу, то есть совмещает коробку передач и двигатель, постепенно приближая валы, и обеспечивая плавное начало движения.

«Сухое» сцепление

Схема сцепления различных видов авто, как правило, идентична и состоит из нескольких элементов - картера, подшипника отключения, опорной втулки вала вилки выключателя, самой вилки отключения и нажимной пружины. Также, в составе сцепления, имеется ведомый и нажимной диски, маховик, кожух, первичный вал КПП, тросик, педаль и муфта подшипника отключения. Кроме того, неизменными элементами «сухого» сцепления считается пластина, для объединения кожуха с нажимным диском, демпферная пружина, а также ступица ведомого диска.

Несмотря на общие черты в конструкции, у «сухого» узла имеется ряд особенностей. Так, некоторые производители ставят на машины разные типы сцеплений. Наиболее популярный вариант - фрикционный механизм. Его особенность в том, что передача момента вращения производится, с помощью силы трения, которая действует на ведомый и ведущий элемент конструкции. Происходит непосредственная передача усилий, между коробкой передач и двигателем автомобиля. Этот тип сцепления называется «сухим» и, как правило, монтируется на автомобили с полным приводом.

«Мокрое» сцепление

В автомобильной отрасли применяется еще один тип механизма, который называется «мокрое» сцепление. Главное отличие - присутствие между дисками смазывающей жидкости (гидротрансформаторного масла). Кроме того, в таком узле, нет жесткого сцепления между двумя типами дисков (ведущим и ведомым).

К преимуществам этого вида сцепления можно отнести большую надежность, а также защиту мотора от перегрева. Из недостатков - высокая цена, поэтому, на большей части машин, такая система не применяется.

Функции

Чтобы разобраться, как работает сцепление, важно понять его функциональную нагрузку. Как отмечалось выше, главным назначением узла является обеспечение плавного начала движения, после остановки машины. Если двигатель и КПП будут иметь жесткую связь, то после включения передачи, автомобиль дернется вперед, из-за чрезмерной мощности, передаваемой на КПП. Ошибки в применении сцепления приводят к повреждению деталей, а также к частой остановке мотора, в момент начала движения.

Сцепление работает так, чтобы обеспечить плавное увеличение момента вращения. Благодаря скольжению двух дисков (ведомого и ведущего) усилие возрастает постепенно, что гарантирует плавность и мягкость старта автомобиля.

Вторая функция сцепления - изолирование мотора от КПП, для легкого переключения скоростей, во время движения машины. В чем суть? В процессе поездки, водитель вынужден, время от времени, переходить на более низкую или высокую передачу. Включение сцепления и изолирование трансмиссии от двигателя позволяет безболезненно решить эту задачу. В ином случае, для переключения скорости, пришлось бы потратить больше усилий, с последующим износом КПП и других узлов.

Практика показала, что принудительное переключение передач (без включения сцепления) приводит к росту нагрузки на зубья шестеренок. Задача механизма сцепления - свести к минимуму эту нагрузку и упростить процесс перехода, между различными скоростями. Благодаря работе сцепления, ресурс трансмиссии значительно возрастает и снижается периодичность ее ремонта. Это важно, ведь стоимость некоторых деталей КПП очень высока.

Стоит отметить, что сцепление работает в роли гасителя нагрузок, при резком (экстренном) срабатывании тормоза. Это необходимо, когда авто резко снижает скорость, а частота вращения колес уменьшается к минимуму. Если своевременно не разделить трансмиссию и двигатель, то частота вращения сохраняется, и высок риск повреждения деталей КПП. Что касается самой защиты, в ее основе лежит работа ведомого и ведущего дисков, которые взаимодействуют между собой, с эффектом проскальзывания. Благодаря этой особенности, момент вращения максимально стабилизируется.

Принцип действия

Теперь рассмотрим, как работает сцепление. Принцип действия механизма построен на трении группы дисков, а также плотном сжатии поверхностей корзины и маховика.

Когда трансмиссия находится в рабочем состоянии, то, на диск корзины, действует выжимная пружина. Благодаря ее усилию, обеспечивается плотное прилегание диска к сцеплению и маховику. В этот момент, первичный вал входит в муфту шлицевого типа и получает момент вращения от диска сцепления.

Человек за рулем жмет на педаль и активирует выжимной подшипник, который давит на пружину. В результате, поверхность пружины отходит от диска сцепления, а первичный вал трансмиссии останавливается.

Особенности работы сцепления на АКПП

Стоит отметить, что на машинах с обычной автоматической коробкой передач механизм сцепления не предусмотрен. В свою очередь, на КПП роботизированного и кулачкового типа он присутствует. Интересно, но в кулачковых коробках-автомат сцепление необходимо только в начале движения, после чего оно не применяется.

На многих АКПП установлен многодисковый тип сцепления «мокрого» типа. Особенность механизмов в том, что срабатывание происходит не путем нажатия педали (как в автомобилях с МКПП), а посредством сервопривода или актуатора. Сегодня существует насколько видов таких устройств:

• Гидравлический. Этот вид сервопривода имеет вид гидравлического цилиндра, приводимого в действие специальным гидрораспределителем.
• Электрический. Здесь сервопривод выполнен в виде шагового двигателя, находящегося под управлением ЭБУ.

На авто с роботизированными коробками, применяются оба сцепления, которые работают по очереди. При срабатывании первого, для автоматического перевода скорости - второе ждет приказа, для выжима следующего механизма.

Как продлить ресурс сцепления

Работники СТО в один голос уверяют, что сцепление - наиболее износостойкий элемент, среди всех узлов машины. Если узел сделан качественно, то его ресурс достигает 200 тысяч километров и больше. Но срок службы механизма зависит не только от качества, но и от водителя, который должен знать и соблюдать определенные правила эксплуатации.

Для начала, научитесь правильно давить на педаль сцепления. Помните, что, при нажатии на рычаг, происходит включение механизма, а пружина нажимного диска создает усилие, для подвода ведомого устройства к маховику. В результате, детали плавно притираются друг с другом. Благодаря этому, диск проще проскальзывает, по отношению к маховику. При этом, последний также будет крутиться.

Теперь дайте время сцеплению, и дождитесь выравнивания оборотов. Решение этой задачи производится, путем удержания педали, в средней части свободного хода, в течение 2-3 секунд. Этого достаточно, чтобы число оборотов маховика выровнялось, со скоростью вращения диска. При этом, машина постепенно набирает ход.

Именно так сцепление работает. Но что дальше? Когда оба диска (ведомый и нажимной), а также маховик, начинают самостоятельно крутиться, без проскальзывания и с идентичной скоростью, то передача момента вращения достигает пикового значения. В этом случае, повторно отделять трансмиссию от мотора не нужно. Единственным исключением является экстренное торможение автомобиля.

Как только машина начала движение, а спидометр показывает скорость от 10 км/час и более, педаль можно отпускать. Теперь необходимо, аналогичным образом, переключиться на более высокую скорость, путем перевода селектора, вплоть до пятой скорости (если это разрешено ПДД).

Учтите важный момент . Если, в момент начала движения автомобиля, резко сбросить сцепление, то авто будет ехать рывками, а через несколько секунд, мотор и вовсе заглохнет. Причина в том, что, при резком совмещении дисков, происходит передача момента вращения от мотора - на КПП. В результате, возрастает нагрузка на шестеренки, а ресурс узлов трансмиссии снижается.

Так что, в момент начала движения, бросать педаль сцепления запрещено - ее необходимо опускать максимально плавно. Только после достижения высокой скорости, и переключении от 3-й передачи и выше, допускается «бросание» рычага.

Как избежать «сжигания» устройства

Среди автовладельцев бытует заблуждение, что продолжительное давление на педаль приводит к стабильной работе узла, а сам автомобиль ничуть от этого не страдает. Это не так. При остановке на красный свет светофора, или просто на перекрестке, лучше сразу перейти на нейтральную скорость. Если в течение 30-40 секунд, держать педаль сцепления выжатой, то это приведет к «сжиганию» механизма, уже через 1-2 дня такой эксплуатации.

Если водитель знает, как работает сцепление, и правильно использует его возможности, то диск и корзина служат от 100 000 км и более (это относится к зарубежным автомобилям). Главная сложность для автовладельца - понять, когда можно давить на педаль, а когда ее нужно отпустить. Если продолжительность остановки превышает 5-6 секунд, включите нейтральную скорость. По возможности, сделайте это заблаговременно, к примеру, за 200-300 метров до подъезда к перекрестку. Инерции автомобиля хватит, чтобы доехать до перекрестка накатом. К слову, благодаря этому, можно сэкономить горючее.

Вывод простой. Долго держать педаль сцепления выжатой - плохо, но и сразу бросать ее не нужно. И в первом, и во втором случае, страдает техническое состояние машины.

Теперь вы разобрались, как работает сцепление, знаете особенности взаимодействия его элементов и нюансы конструкции. Помните, что этот узел важен для автомобиля и его механизмов - КПП и двигателя. Так что, следуйте правилам эксплуатации и берегите корзину от «сжигания».

Видео: Как работает однодисковое сухое сцепление

Видео: Принцип работы сцепления

Если видео не показывает, обновите страницу или

Сцепление автомобиля - это один из главных компонентов трансмиссии. Именно оно принимает на себя весь основной удар при переключении передач, защищает машину от перегрузок и гасит колебания. Как работает сцепление на автомобиле, как оно устроено, какие функции выполняет? Ответы на все эти вопросы - далее в нашей статье.

Характеристика

Сцепление автомобиля - это узел, предназначенный для кратковременного отсоединения двигателя от коробки передач и плавного их соединения при переключении скоростей.

На большинстве современных автомобилей данный элемент размещается между коробкой передач и двигателем внутреннего сгорания.

Устройство сцепления автомобиля

По своей конструкции данная деталь представляет собой целую систему, состоящую из следующих элементов:

Для чего нужен данный узел?

Как известно, двигатель вращается постоянно, а вот колеса - нет. И чтобы при каждой новой остановке автомобиля не приходилось глушить мотор, на коробке следует выключать ту или иную передачу, то есть путем нажатия на педаль сцепления активировать «нейтралку». При последующем движении данный узел способен снова совместить вращающийся двигатель и неподвижную КПП, плавно соединяя валы между собой. Благодаря этому происходит мягкое трогание автомобиля с места.

«Сухое» сцепление

Схема сцепления автомобиля практически всегда одна и та же (картер сцепления; подшипник выключения сцепления; втулка опорная вала вилки выключения сцепления; вилка выключения сцепления; нажимная пружина; ведомый диск; маховик; нажимной диск; кожух сцепления; первичный вал коробки передач; трос; педаль сцепления; муфта подшипника выключения сцепления; пластина, соединяющая кожух сцепления с нажимным диском; пружина демпфера; ступица ведомого диска). Однако этот узел имеет свои особенности. Некоторые производители оснащают машины разными типами узлов. Один из самых популярных на данный момент вариантов - фрикционный. При таком типе сцепления процесс передачи усилий крутящего момента осуществляются благодаря силам трения. Последние воздействуют на поверхностях соприкосновения ведомой и ведущей части. То есть передача усилий происходит напрямую между диском ДВС и КПП машины. Также данный тип сцепления называется «сухим». Особенно часто он устанавливается на полноприводные джипы.

«Мокрый» тип

Существует и так называемый мокрый тип сцепления. Чем он отличается от первого варианта? В нем имеется гидротрасформаторное масло между двумя дисками. Также на «мокром» узле нет такого жесткого сцепления между ведомым и ведущим диском.

По сравнению со своими аналогами он имеет целый ряд преимуществ. Среди них необходимо отметить хорошую защиту автомобиля от перегревов, а также высокую надежность работы механизмов. Однако есть у «мокрого» элемента и свои недостатки. Главный его минус - высокая стоимость, поэтому на большинстве бюджетных автомобилей такая система не используется.

Предназначение

Какие функции выполняет сцепление автомобиля? Прежде всего, данный узел необходим для плавного трогания автомобиля с места, о чем мы сказали в начале статьи. Если мотор с коробкой соединены жестко, то после включения передачи машина резко дергается вперед, так как на коробку передается сразу вся мощность от двигателя. Неправильное использование сцепления вызывает механическое повреждение деталей, а также приводит к частой остановке двигателя при трогании с места.

Благодаря работе сцепления, а именно скольжению ведущего и ведомого дисков, крутящий момент увеличивается постепенно. Движущие усилия возрастают не сразу, а потому машина трогается очень плавно и мягко.

Также коробка сцепления необходима для легкого переключения передач во время движения транспортного средства. Когда автомобиль едет с определенной скоростью, которая стабильно растет или уменьшается, возникает необходимость в переходе на повышенную или пониженную передачу, чему способствует своевременное разъединение валов узла между трансмиссией и двигателем. В противном случае для переключения передачи требовались бы более высокие усилия, что в дальнейшем спровоцировало бы быстрый износ КПП и других его механизмов. В частности, при принудительном переводе скорости повышается нагрузка на зубья шестерен. Таким образом, сцепление также выполняет функцию уменьшения нагрузки, которая действует на поверхность деталей КПП, что облегчает переход с одной передачи на другую. При этом коробка передач (фото данного механизма представлено ниже) терпит минимальные нагрузки от двигателя. А это значительно повышает срок службы деталей КПП, цена которых порой слишком велика.

Кроме того, работа сцепления направлена на уменьшение уровня нагрузок, действующих на КПП во время экстренного торможения автомобиля. Когда машина резко снижает скорость, момент вращения ее колес значительно уменьшается. Но поскольку трансмиссия в это время соединена с мотором, она обладает инерцией вращения и сохраняет прежнюю частоту оборотов. Это может привести к значительному повреждению ее деталей. Сама защита от перегрузок осуществляется проскальзыванием ведомых и ведущих дисков. В таком случае момент вращения стабилизируется максимально.

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.

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.

Продлеваем срок службы

Сцепление - это, пожалуй, один из самых износостойких элементов в конструкции автомобиля. Качественный узел может прослужить 200 и более тысяч километров. Однако чтобы ваша коробка не потребовала ремонта уже на первых неделях езды, нужно знать определенные правила эксплуатации.

При вождении автомобиля с механической трансмиссией, прежде всего, научитесь правильно нажимать на педаль. В то время когда вы приотпускаете ее, происходит включение сцепления. В этот момент пружина нажимного диска подводит ведомый механизм к маховику. Происходит плавное притирание элементов. За счет этого диск немного проскальзывает относительно маховика, последний также начинает вращаться.

На следующем этапе необходимо дать небольшое время узлу для того, чтобы обороты максимально сравнялись. Для этого следует удерживать педаль в средней позиции примерно 2-3 секунды. После этого количество оборотов маховика приблизится к скорости вращения диска. Итак, автомобиль потихоньку набирает ход.

Что же делать далее? Когда маховик с ведомым и нажимным диском стал самостоятельно вращаться с одинаковой скоростью и без проскальзываний, происходит максимально высокая передача крутящего момента. В таком случае необходимость в повторном разъединении КПП и двигателя отсутствует (разве что при экстренном торможении). Как только машина тронулась, а на спидометре уже больше 10 километров в час, педальку можно смело отпускать. Дальше аналогичным путем переключаемся на повышенную передачу вплоть до 5-й (если это позволяют ПДД).

Обратите внимание, что если при трогании с места внезапно сбросить педаль сцепления, машина будет ехать рывками, а через 3-4 секунды заглохнет. Это происходит из-за того, что при резкой притирке дисков мотор передает всю мощь на коробку, тем самым попросту рвет ее. Нагрузка на шестерни увеличивается, соответственно, ресурс механизмов трансмиссии уменьшается. Резко отпускать педаль при трогании не следует, так как это очень вредит вашему автомобилю. Лишь когда машина набирает достаточно большую скорость (это уже 3-5 передача), при переключении на повышенную можно «бросать» педаль сходу.

Как не сжечь этот узел?

Не стоит думать, что если долго давить на данную педаль, работа сцепления автомобиля будет стабильной, а машина от этого не пострадает. К примеру, на перекрестках и при остановке «на красный» следует сразу переключаться на «нейтралку». Если все это время (порядка 20-40 секунд) ваша нога будет находиться на педали сцепления, вы попросту его сожжете через 1-2 дня. Цена на него в зависимости от модели автомобиля колеблется в пределах от 200 до 1000 долларов и выше. Согласитесь, это довольно большая сумма.

Как показывает практика, при правильном использовании сцепления можно не менять корзину и диск на протяжении 100-200 тысяч километров (касается импортных марок машин). Главное - чувствовать, когда следует нажимать на педаль, а когда - нет. Если ваша остановка длится более 5-6 секунд, смело включайте «нейтралку». Сделать это можно и раньше, например если на расстоянии в 300 метров вы увидели красный сигнал светофора. В таком случае машина будет двигаться по собственной инерции. Кстати, используя «накат», можно значительно уменьшить расход топлива автомобиля.

Таким образом, не следует резко отпускать педаль сцепления, но и не нужно очень долго его держать. И в том и в другом случае вы рискуете ухудшить техническое состояние автомобиля.

Регулировка узла

Периодически автомобилю требуется регулировка сцепления. Со временем ход педали увеличивается, вследствие чего механизмы отключаются не полностью. То есть при максимальном нажатии на педаль валы не отключаются, а остаются «в притирке» с двигателем. А это, как мы уже сказали ранее, значительно увеличивает уровень нагрузки на зубья. В результате изнашиваются все компоненты узла.

Как это определить?

Понять, требуется ли вашему автомобилю регулировка сцепления, очень просто. Для этого нужно взять строительную рулетку и замерить расстояние от пола до резиновой накладки педали. На большинстве легковых автомобилей данное значение составляет порядка шестнадцати сантиметров. А выставляется ход педали при помощи специальной контргайки, которая находится на окончании троса под капотом. При этом механизм следует трижды нажать до упора (в пол).

Заключение

Итак, мы подробным образом рассмотрели особенности работы системы сцепления автомобиля. Как видите, данная деталь представляет огромную важность для двигателя и коробки передач. Поэтому не следует пренебрегать правилами ее эксплуатации и впустую жечь корзину при отсутствии особой надобности. Берегите свой автомобиль и эксплуатируйте сцепление бережно!