Для чего нужно сцепление, и из чего оно состоит

Для чего нужно сцепление, и из чего оно состоит?

Сцепление автомобиля предназначено для кратковременного отключения двигателя от КПП, а также для плавного соединения этих агрегатов при работающем моторе. Помимо прочего, сцепление не допускает резкого изменения нагрузки, обеспечивает плавное начало движения, а также защищает узлы, механизмы и детали трансмиссии от перегрузок инерционным моментом.

Инерционный момент создается вращающимся деталями двигателя при резком замедлении вращения коленвала.

Сцепление может иметь гидравлический или механический привод. Гидравлический привод используется чаще, он включает в себя следующие элементы: педаль сцепления (находится в салоне слева от педали тормоза), главный цилиндр сцепления, рабочий цилиндр сцепления, приводная вилка, выжимной подшипник, шланги (по которым течет жидкость сцепления).

В общем случае принцип работы гидравлического сцепления выглядит следующим образом. При нажатии на педаль сцепления это усилие через специальный шток и поршень передается жидкости, и через нее поступает дальше — от поршня главного цилиндра на поршень рабочего цилиндра сцепления. Затем шток рабочего цилиндра передает это усилие приводной вилке и выжимному подшипнику, от которых усилие поступает непосредственно на механизм сцепления.

В качестве жидкости механизма гидравлического сцепления обычно используется тормозная жидкость.

После того как педаль сцепления отпущена, его детали под воздействием возвратных пружин возвращаются в исходное состояние.

Что касается сцепления с механическим приводом, то оно обычно используется на автомобилях с передним приводом. При этом педаль сцепления связана с приводной вилкой посредством металлического троса.

Что касается самого механизма сцепления, то оно представляет собой устройство, осуществляющее с помощью силы трения передачу крутящего момента от двигателя на КПП. Механизм сцепления обеспечивает кратковременное отсоединение двигателя от КПП и последующее плавное их соединение. Детали механизма сцепления расположены в металлическом картере, который связан с картером двигателя.

Механизм сцепления включает в себя картер сцепления, кожух, ведущий диск (маховик коленвала двигателя, от которого передается крутящий момент), нажимной диск с пружинами, ведомый диск с фрикционными накладками (рис. 3.8).

Ведомый диск с первичным валом КПП все время прижат к маховику нажимным диском под воздействием мощных пружин. В результате между маховиком, нажимным и ведомым дисками образуется большая сила трения, которая обеспечивает одновременное вращение этих деталей при работающем моторе и при отпущенной педали сцепления.

Чтобы машина тронулась с места, необходимо ведомый диск (он непосредственно связан с ведущими колесами автомобиля) прижать к вращающемуся маховику. Этот процесс называется «включение сцепления» и является довольно сложным, поскольку маховик вращается с угловой скоростью около 20–25 оборотов в секунду, а колеса стоят на месте. В связи с этим этот процесс осуществляется в три этапа (исходное положение — педаль сцепления нажата, первая передача включена).

Прежде всего следует слегка отпустить педаль сцепления: благодаря этому пружины нажимного диска подведут к маховику ведомый диск таким образом, что они слегка соприкоснутся. В результате между диском и маховиком появится небольшая сила трения и диск начнет вращение, а машина — тронется с места.

После этого нужно еще ослабить давление на педаль сцепления, отжав ее приблизительно до середины хода, и задержать ее в этом положении на пару секунд. Это необходимо для того, чтобы скорости вращения диска и маховика выровнялись. При этом машина поедет быстрее.

На заключительном этапе педаль сцепления нужно отпустить полностью. После этого нажимной и ведомый диски будут вращаться с одинаковой скоростью и станут единым целым. Маховик двигателя тоже будет вращаться с этой же скоростью. Крутящий момент будет целиком передаваться на ведущие колеса автомобиля через КПП, и машина поедет со скоростью, соответствующей включенной передаче.

Каждый из трех рассмотренных этапов должен выполняться без рывков и прочих резких движений, постепенно и плавно. Многие новички отпускают педаль сцепления слишком быстро и резко, после чего машина резко дергается, а мотор глохнет. Учтите, что это может стать причиной серьезной поломки как сцепления, так и других механизмов и агрегатов.

При необходимости выключения сцепления (например, при смене передач) нужно нажать педаль сцепления до упора. При этом нажимной диск отодвинется от маховика и освободит ведомый диск. Следовательно, передача крутящего момента от двигателя к ведущим колесам прекращается и мотор работает «вхолостую».

Одним из распространенных способов движения является езда «накатом». Для этого нужно выжать педаль сцепления и перевести рычаг КПП в положение, соответствующее нейтральной передаче.

Категорически запрещается двигаться «накатом» при включенной передаче и нажатой педали сцепления: это быстро приведет к поломке сцепления.

Материалы: http://bookitut.ru/Tekhobsluzhivanie-i-melkij-remont-avtomobilya-svoimi-rukami.22.html

2 ≫

Система управления сцеплением работает в автомобиле, как часть его трансмиссии. Нужно вспомнить, что идея временного разрыва передаточной цепи энергии вращения от мотора машины к колесам была предложена Карлом Бенцем и является обязательным атрибутом механической коробки передач.

Зачем нужно сцепление в машине? Своим появлением в машине узел обязан врожденному недостатку механической коробки – шестерни ведущего вала не могли войти в зацепление под нагрузкой. Для изменения пары передач машины понадобилось хитроумное устройство, способное, когда это нужно, на доли секунды отключать вращающий момент мотора.

Это один из полноценных органов управления машиной, с помощью которого реализуется несколько основных вопросов эксплуатации:

коробка переключения передач получает вращающий момент от сцепления без рывков и крутильных колебаний, нужно обезопасить трансмиссию от ударов;
двигатель машины избавлен от ударных нагрузок при торможении или маневрировании;
отпала необходимость в тяжелом и ненадежном маховике-накопителе, который был нужен для перераспределения энергии двигателя машины.

Зачем нужно выжимать сцепление? Устройство сцепления для передачи энергии от маховика мотора машины первичному валу коробки передач использует два диска, в нормальном состоянии плотно прижатых друг к другу мощной диафрагменной пружиной, обеспечивающей надежное соединение. Это нужно для того, чтобы избежать пробуксовки.

При необходимости разорвать поток вращения, водитель нажимает педаль выключения сцепления, и специальный механизм, преодолевая сопротивление пружины, разводит диски на расстояние в несколько миллиметров. Для правильного использования устройства, и чтобы разобраться, как его нужно выжимать в машине, необходима определенная практика и привыкание.

Один из дисков, называемый ведущим, представляет собой толстое и широкое кольцо из специального чугуна с большой боковой поверхностью. Он жестко соединен с маховиком двигателя. Второй диск тонкий, с приклепанными по периметру накладками из материала, обладающего большим коэффициентом трения, жестко насажен на первичный вал коробки передач.

Это частично гарантирует отсутствие проскальзывания между прижатыми дисками. Если усилие и момент на валу превышает допустимую величину, диски начинают пробуксовывать и гореть, но главные узлы мотора остаются целыми.

Кроме дисков, в корзине активно работают:

привод – гидравлический или тросовый, непосредственно передающий усилие ноги к точке выключения сцепления. Для выполнения этой задачи нужно большое усилие, поэтому выключение выполняют нажатием ноги на педаль, выключить рукой в машине значительно сложнее, а в грузовой машине вообще невозможно;
выжимной подшипник является промежуточным звеном и нужен, чтобы выполнить одновременно поступающее и вращательное движение при выключении сцепления;
диафрагменная пружина состоит из нескольких упругих элементов – лепестков, размещенных по периметру венца корзины сцепления, в центре лепестки объединены с выжимным подшипником.

Зачем сцепление выжимают ногою? В старых конструкциях машин руки водителя были перегружены органами управления, для сцепления больше подошла система выключения педалью, выжимаемой ногой.

Зачем выжимать сцепление при запуске двигателя. Конструкция предполагает, что в нормальном состоянии оно постоянно включено, даже в состоянии покоя машины. При запуске двигателя, особенно в зимнее время, коленвал мотора и первичный вал коробки создают большое сопротивление вращению. Для облегчения запуска мотора машины нужно выжать педаль сцепления и отключить вал коробки, тем самым уменьшить потери.

Современные системы получили новые материалы, но работают в том же ключе. Многочисленные попытки заменить сцепление привели к появлению разнообразных сложных и очень дорогих агрегатов, значительно уступающих старой схеме. С увеличением степени использования электроники в контроле за работой систем машины в работе узла появились датчики положения педали сцепления.

Зачем нужен датчик сцепления?

По сигналу датчика контроллер ЭБУ узнает о состоянии узла и подает управляющие импульсы для снижения оборотов мотора машины или их увеличения при отпускании педали. Таким образом, значительно снижается эффект «клевка» машины при старте и начале движения.

Как работает сцепление в автомобиле показано на видео:

Материалы: http://mashintop.ru/articles.php?id=2774

3 ≫

Как вы думаете, для чего нужно сцепление в автомобиле с механической коробкой? Для тренировки левой ноги, особенно в пробках или чтобы просто не она без дела не болталась? Шутка)))

Оказывается сцепление есть не только в автомобилях с механической трансмиссией, есть оно и в автоматических коробках передач.

Сейчас вот мы кратко и пробежимся по такому понятию как сцепление, и выясним принцип работы сцепления, для чего оно нужно в автомобиле, как устроено и какие разновидности имеет.

Любая конструкция трансмиссии автомобиля имеет узел, который разрывает связь между двигателем и остальными механизмами, участвующими в движении автомобиля.

Принцип работы сцепления состоит в следующем — для временного разъединения двигателя от трансмиссии. Для их плавного соединения при начале движения и легкого переключении передач, для предохранения деталей трансмиссии от избыточных нагрузок и сглаживания вибраций.

Сцепление расположено между мотором и коробкой передач.

По типам сцепления они могут быть гидравлическое, фрикционное, электромагнитное.

в гидравлическом варианте связь достигается благодаря потоку жидкости;
во фрикционном ‒ крутящий момент транслируется за счет использования сил трения;
в электромагнитном – процессом управляет магнитное поле.

Самое распространенное, это как правило, у автомобилей с механическими коробками передач ‒ фрикционное.

На современных легковых авто устанавливают, однодисковое сухое сцепление, которое вместе с маховиком состоит из: нажимного и ведомого дисков, диафрагменной пружины, подшипника (нажимного) выключения, муфты и вилки.

Диск — ведомый

Задача ведомого диска – мягкое соединение двигателя с валом коробки передач. Он расположен между нажимным диском (НД) и маховиком.

Для плавности включения в предусмотрены демпферные пружины, которые гасят крутильные колебания.

С обеих его сторон диска установлены фрикционные накладки из стеклянных волокон и латунной проволоки, запрессованных в состав из каучука и смолы.

Этот материал выдерживает температуру до плюс 400°С.

На спортивных авто применяют керамический вариант, с накладками из углеродного волокна, кевлара и керамики. Существуют и еще более прочные накладки – металлокерамические, они выдерживают температуру до 600°С.

Диск нажимной

При помощи нажимного диска ведомый прижимается к маховику, а при необходимости освобождается от давления.

Нажимной присоединен к корпусу тангенциальными пластинчатыми пружинами. Они, при выключении сцепления, работают как возвратные.

Полученное таким образом плавное переключение передач, продлевает срок службы деталей коробки передач.

На нажимной диск давит диафрагменная пружина, она создает требуемое усилие сжатия для обеспечения передачи крутящего момента.

Наружным диаметром диафрагменная пружина упирается в края НД. Ее внутренний диаметр составляют упругие лепестки, на которые воздействует нажимной (или выжимной, разницы нет) подшипник.

Диафрагменная пружина, нажимной диск и корпус составляют один блок, который принято называть корзиной.

Выжимной подшипник

Подшипник выключения, он же выжимной подшипник – расположен на оси вращения и давит при работе на лепестки диафрагменной пружины.

Перемещается он с помощью вилки, связанной с педалью в салоне приводом сцепления.

Классифицируют устройство сцепление по нескольким признакам.

по связи ведущих и ведомых узлов таких как: гидравлические, фрикционные и электромагнитные;
по состоянию поверхности трения — сухое и мокрое. В первом случае используют сухое трение дисков. Во втором – процесс происходит в жидкости;
по нажимному усилию могут быть следующие варианты: центробежные, полуцентробежные, с центральной пружиной, с периферийными пружинами;
по количеству ведомых валов встречаются одно-, двух- и многодисковые системы;
по типу привода – с механическим или гидравлическим приводом.

Все перечисленные варианты (кроме центробежных) – замкнутые, то есть они постоянно выключены или включены водителем для переключения скоростей, во время остановки и торможения автомобиля.

Вот так, пока в общих чертах, для чего нужно сцепление в автомобиле.

В следующих статьях мы более подробно поговорим о наиболее распространенных вариантах конструкций: двойное сцепление, саморегулирующее сцепление. электронное сцепление.

До новых встреч, друзья, и не забудьте поделиться приобретенными знаниями с друзьями в соц.сетях.