Принцип и особенности работы сцепления в автомобиле: фото и видео

Система сцепления предназначена для подключения двигателя транспортного средства к коробке передач. В целом, ее можно назвать связующим звеном между этими двумя силовыми агрегатами. В этой статье мы расскажем вам, в чем заключается принцип работы сцепления, из каких компонентов состоит система и наглядное видео работы устройства.

Устройство

Как сказано выше, основным предназначением системы является плавное соединение шкива КПП и маховика мотора авто во время переключения скоростей и трогания машины с места.

Иными словами, сцепление выполняет функцию выключателя крутящего момента.

Также стоит отметить, что СС (система сцепления) предотвращает возникновение перезагрузки и повреждений трансмиссии во время аварийного торможения.

Однодисковый агрегат авто

Различают несколько видов СС по различным свойствам:

• по числу ведомых дисков: однодисковые или многодисковые (первый вариант наиболее распространен);
• по принципу функционирования: «мокрое» или «сухое» («сухие» сцепления являются наиболее распространенными);
• по принципу включения маховика системы могут быть механическими, гидравлическими, электрическими или комбинированными;
• по принципу воздействия на прижимной диск.

Далее рассмотрим устройство сцепления, то есть из каких частей он состоит. Чтобы вам был более понятен принцип функционирования устройства, мы также покажем видео наглядного примера работы.

Нажимной элемент

Этот диск среди отечественных автомобилистов принято называть «корзиной». Данный компонент представляет собой устройство округлой формы. Пружинки «корзины» соединяются с прижимной площадкой, которая также имеет округлую форму.

«Корзина» или нажимной элемент

Ведомый шкив

По своей форме этот компонент также округлый и состоит он из нескольких элементов:

• металлическое основание диска;
• шлицевая муфта;
• углепластиковые накладки, которые также могут быть изготовлены из керамических материалов или кевлара — данные компоненты крепятся к основанию диска посредством специальных устройств;
• специальные толстые пружины, называющиеся демпферными, они располагаются по периметру круглого основания. В частности, они находятся вокруг муфты и предназначены для того, чтобы предотвратить возникновение вибраций.

Выжимной элемент

По сути это подшипник. Одна сторона данного компонента является площадкой, которая находится на первичном шкиве и прикрепляется к защитному кожуху вала. К слову, первичный шкив немного выступает из агрегата КПП.

Выжимной компонент системы сцепления активируется в момент нажатия на оправу. По своему принципу действия подшипник может быть:

• нажимным;
• оттягивающим.

Привод

Система привода по своей конструкции, как сказано ранее, может быть гидравлической, электрической или механической. Рассмотрим принцип работы каждой из них.

• «Гидравлика» состоит из двух цилиндров: главного и рабочего, которые соединяются между собой при помощи патрубка высокого давления. При нажатии на педаль сцепления при помощи давления активируется шток главного цилиндра, с одной стороны которого находится специальный поршень. Данный поршень выжимает тормозную жидкость, в результате чего в системе возникает давление, которое, в свою очередь, передается к рабочему цилиндру через патрубок. Что касается рабочего цилиндра, то его конструкция схожа: на нем также расположен поршень и шток. В результате возникновения давления поршень приводит в действие шток, который воздействует на выжимную вилку.
• Что касается электрического привода, то во время нажатии на педаль активируется специальный электрический моторчик, к которому подключается тросик.
• В системе механического привода усилие, которое возникает при нажатии на педаль сцепления, переходит на выжимную вилку при помощи тросика, который расположен внутри кожуха.

Педаль

Как известно, педаль сцепления системы расположен слева от педали тормоза. Если ваше транспортное средство оборудовано автоматической коробкой передач, то педаль сцепления в нем будет отсутствовать. Тем не менее, сам механизм, разумеется, будет.

Как работает?

Если вы не знаете, как работает сцепление, то наша статья поможет вам разобраться в этом вопросе. Рассмотрим принцип работы сцепления автомобиля на деле.

Если сцепление отпущено, то ведомый вал в это время зажат между нажимным диском и маховиком. Когда водитель нажимает на газ, в системе возникает трение, в результате чего крутящий момент перенаправляется от маховика ДВС на силовую скорость транспортного средства.

Когда водитель выжимает педаль СС, детали агрегата начинают функционировать и взаимодействовать между собой. В результате этого ведомый вал освобождается от прижимного усилия. Чтобы это произошло, в работу вступает тросик устройства. На выжимной подшипник воздействует вилка отключения механизма, в результате чего подшипник начинает движение к маховику вдоль вала. После этого подшипник оказывает давление на пластинки нажимной пружины.

В том случае, если лепестки пружины механизма прогибаются в сторону маховика, пружина отгибает наружный край от нажимного диска, таким образом освобождая его. Одновременно тангенциальные пружинки отпускают нажимной диск, в результате чего крутящий момент перестает передаваться от мотора к КПП.

Если водитель отпускает педаль, нажимной диск начинает взаимодействовать с ведомым шкивом посредством диафрагменной пружины. Также стоит отметить, что нажимной диск взаимодействует с маховиком во время отпускания педали. Тогда крутящий момент начинает передаваться от мотора к КПП в результате образовавшихся сил трения.

Схема механизма с обозначением каждого элемента

Далее рассмотрим схему устройства а также расскажем, из каких деталей оно состоит.

• 1 — непосредственно оболочка тросика механизма;
• 2 — нижняя часть оболочки, наконечник;
• 3 — устройство крепления тросика педали;
• 4 — защитный чехол тросика;
• 5 — нижняя часть тросика;
• 6 — гайка, позволяющая регулировать положение педали;
• 7 — контргайка;
• 8 — поводок тросика;
• 9 — вилка выключения механизма;
• 10 — защитный кожух устройства;
• 11 — винт крепления;
• 12 — нажимной диск;
• 13 — маховик агрегата;
• 14 — ведомый шкив;
• 15 — первичный шкив силового агрегата;
• 16 — нижняя часть картера устройства;
• 17 — непосредственно сам картер механизма;
• 18 — пружина нажимного устройства;
• 19 — подшипник, предназначенный для выключения во время переключения скоростей;
• 20 — фланец муфты;
• 21 — втулка муфты выжимного элемента;
• 22 — уплотнительная резинка;
• 23 — верхняя часть оболочки тросика;
• 24 — верхняя часть тросика;
• 25 — опорная деталь крепления педали устройства;
• 26 — пружина педали механизма;
• 27 — непосредственно сама педаль;
• 28 — упорная пластина.

Видео от Михаила Нестерова «Принцип работы сцепления»

В этом видео показан принцип работы механизма.

• Устройство механизма сцепления автомобиля
• Как самостоятельно поменять выжимной подшипник сцепления?
• Классификация сцепления: виды, плюсы и минусы

Комментарии и отзывы

Автовладельцы, имеющие в своем распоряжении машины с механической коробкой передач, знают, что для её качественной работы необходимо безотказное функционирование еще одного важнейшего узла – сцепления. За время поездки водители задействуют его всякий раз, когда им требуется переключить передачу. Сегодня мы поговорим о том, что такое сцепление, какие его разновидности существуют, а также произведем описание его устройства и основных принципов работы.

Сцепление – это один из элементов автомобильной трансмиссии. С его помощью осуществляется краткосрочное отсоединение работающего мотора от трансмиссионных приводов, а также происходит плавное включение этой связки обратно в работу после переключения скорости. Схематическое место размещения сцепления – пространство между передаточной коробкой и двигателем. Данный узел позволяет избегать чрезмерных силовых нагрузок на трансмиссию и подавляет возникающие колебания.

Различают несколько видов сцепления, зависящих от конструкции его внутреннего устройства.

• Фрикционное сцепление (передает крутящие усилия за счет силы трения);
• Гидравлическое (главным передаточным звеном выступает поток специальной гидравлической жидкости);
• Электромагнитное (основа управления – электромагнитное поле).

В современном автомобильном мире наибольшее распространение получил первый вид – фрикционное сцепление. Оно имеет свои подвиды, основывающиеся на количестве применяемых дисков. Это сцепление с однодисковым устройством, двухдисковым и многодисковым. Диски могут взаимодействовать посуху (сухое сцепление) или в жидкостной среде (мокрое). Большая часть автомашин укомплектована однодисковым сухим сцеплением.

Внутреннее устройство однодискового сцепления основывается на взаимодействии семи главных частей:

• маховика коленвала,
• картера (кожуха),
• ведомого и нажимного дисков,
• выжимного подшипника,
• нескольких пружин,
• а также муфты отключения и сцепной вилки.

Маховик, расположенный на коленвале силового агрегата, играет роль ведущего диска. Обычно применяются маховики, состоящие из двух частей, соединенных между собой пружинами. Первая половина имеет связь с коленчатым валом, вторая – соединяется с ведомым диском. Это позволяет сгладить любые рывки и вибрационные явления, возникающие на коленвале. Картер сцепления прикрепляется к мотору. Именно в нем располагаются основные элементы всего механизма. В результате воздействия нажимного диска происходит взаимодействие ведомого диска и маховика. При этом нажимной диск в случае необходимости освобождает ведомую часть от излишнего давления. Сам прижимной диск соединяется с кожухом сцепления посредством специальных пружинных элементов. Они возвращают нажимной диск в первоначальное положение в случае отключения рабочего режима сцепления.

Чтобы осуществить передачу крутящего момента агрегата, требуется наличие силового взаимодействия нажимного диска с диафрагменной пружиной. Внешним краем она скрепляется с нажимным диском, а внутренней частью, изготовленной в форме лепестков, взаимодействует с отключающим подшипником. Сама пружина прикреплена с помощью распорных болтов и колец к корпусу. Данная система, собранная воедино, представляет собой отдельный блок, именуемый корзиной сцепления. Она жестко соединяется с маховиком коленвала.

Корзины сцепления подразделяются на два вида:

Различие в принципах их функционирования кроется в разнонаправленном перемещении пружинных лепестков при отключении сцепления. В случае нажимной корзины они смещаются в сторону маховика, вытяжной – движутся в противоположную сторону (от маховика). Нажимные корзины более распространены. Основная сфера применения вытяжных корзин основывается на их установке в условиях повышенной узловой плотности. Это возможно благодаря тому, что их размер минимален.

Ведомый диск, расположенный между маховиком коленчатого вала и нажимной частью, своей ступицей способен осуществлять перемещения по первичному валу механических коробок. Внутри ступицы диска устанавливается несколько демпферных пружин, погашающих любые колебания вращения, что, в свою очередь, обеспечивает плавность включения рабочего режима сцепления. Для оберегания ведомого диска от перегрева на обеих плоскостях его поверхности имеются специальные накладки, выполненные из стекловолокна и медной проволоки, залитых смесью каучука и специальной смолы. Это позволяет выдерживать во время работы разогрев до температуры около 400 градусов Цельсия. У спортивных автомобилей ведомый диск оснащен керамическими накладками, способными противостоять почти вдвое большей температуре.

Установленный в сцеплении подшипник, именующийся автолюбителями выжимным, является передаточным звеном между сцеплением и системой приводов. Его воздействие распространено на диафрагменную пружину, а сам подшипник расположен на муфте выключения, по которой он перемещается с помощью вилки сцепления.

Резюмируя, скажем, что сцепление представляет собой сложно устроенный узел, который играет важнейшую роль в работе автомобиля. Именно он производит краткосрочный разрыв взаимодействия двигателя и коробки передач для переключения положения трансмиссионного рычага, а затем вновь объединяет эти части в единый рабочий цикл. Думаем, не нужно говорить, что без полноценного функционирования сцепления езда на автомашине невозможна, а значит, за его технической исправностью водители должны тщательно следить и в случае необходимости оперативно проводить ремонтно-восстановительные работы.

Материалы: http://servicing-auto.ru/kak-rabotaet-sceplenie-avtomobilya/

Назначение и принцип действия сцепления. Сцепление автомобиля служит для кратковременного разъединения коленчатого вала двигателя от коробки передач и их плавного соединения, которые необходимы при переключении передач и трогании автомобиля с места.

На легковых и грузовых автомобилях наиболее распространено однодисковое сцепление фрикционного типа. Сцепление состоит из механизма и привода выключения. Механизм сцепления собран на маховике двигателя, а привод — на невращающихся деталях, установленных на раме или кузове автомобиля.

Схема фрикционного сцепления:

1 - маховик двигателя, 2 - ведомый диск, 3 - нажимный диск, 4 - пружины, 5 - вилка, 6 - тяга,

7 - педаль, 8 - ведущий вал, 9 - возвратная пружина, 10 - муфта, 11 - отжимные рычаги, 12 - кожух

Основными деталями механизма сцепления являются ведомый диск, установленный на шлицы ведущего вала коробки передач, нажимный диск с пружинами, размещенными на кожухе, который жестко прикреплен к маховику. На кожухе сцепления установлены на шаровых опорах отжимные рычаги, соединенные шарнирно с нажимным диском.

Привод выключения сцепления состоит из муфты с выжимным подшипником и возвратной пружиной, вилки, тяги и педали.

При отпущенной педали сцепления ведомый диск зажат пружинами между маховиком и нажимным диском. Такое состояние сцепления называется включенным, так как при работе двигателя крутящий момент от маховика и нажимного диска передается за счет сил трения на ведомый диск и дальше на ведущий вал коробки передач. Если нажать на педаль сцепления, тяга перемещается и поворачивает вилку относительно места ее крепления. Свободный конец вилки давит на муфту, в результате чего она перемещается к маховику и нажимает на рычаги, которые отодвигают нажимный диск. При этом ведомый диск освобождается от сжимающего усилия, отходит от маховика и сцепление выключается.

Приводы управления сцеплением.

Механический привод выключения сцепления применяют на большинстве отечественных грузовых автомобилей, так как он наиболее прост по конструкции и удобен в эксплуатации. Основными деталями привода выключения сцепления автомобиля ЗИЛ-130 являются педаль 1, которая закреплена на валу 5, связанном тягой 6 с рычагом 7 и вилкой 3 выключения сцепления.

При нажатии на педаль 1 все детали привода приходят во взаимодействие, в результате чего подшипник 2 муфты нажимает на внутренние концы рычагов выключения, нажимный диск отводится, а ведомый освобождается от усилия нажатия и сцепление выключается.

При включении сцепления педаль отпускают, муфта с подшипником под действием возвратной пружины 4 занимает исходное положение, освобождая рычаги выключения и сцепление включается.

Привод выключения сцепления автомобилей ЗИЛ-130

Гидравлический привод выключения сцепления сложнее по конструкции, чем механический, но он обеспечивает более плавное включение и допускает свободное расположение педали привода по отношению к механизму сцепления.

Пневматический усилитель в приводе сцепления применяют на грузовых автомобилях, чтобы уменьшить усилие нажима на педаль при выключении сцепления.

Работает пневмоусилитель следующим образом. При нажатии на педаль сцепления давление жидкости из главного цилиндра передается под гидропоршень усилителя и следящий поршень. Последний перемещается и действует на клапаны управления, закрывая выпускной и открывая впускной. При этом сжатый воздух из системы начинает поступать в полость пневмопоршня, который перемещается, оказывая дополнительное усилие на шток выключения сцепления. В результате суммарное усилие от давления воздуха и педали на штоке выключения сцепления возрастает и сцепление выключается. При отпускании педали давление в гидропроводе исчезает и поршни под действием пружин отходят в исходное положение, сцепление включается, а воздух из пневмоусилителя выходит в атмосферу.

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

А для начала движения машины, необходимо прижать ведомый диск, связанный с ведущими колесами (через первичный вал коробки передач и другие составляющие трансмиссии), к вращающемуся маховику, то есть - включить сцепление, привести его в состояние монолита. 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, то есть 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 ваш автомобиль потихоньку ползти.

На втором этапе – удерживаем ведомый диск от какого-либо перемещения, то есть на две - три секунды удерживаем педаль сцепления в средней позиции для того, чтобы скорость вращения маховика и диска уравнялись. Машина при этом немного 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. В худшем же варианте, что-нибудь еще и сломается, так как в этот момент возникает сильная ударная волна, которая многократно увеличивает нагрузки на все детали двигателя и агрегаты трансмиссии.

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.

Основные неисправности сцепления.

Сцепление «ведет» (выключается не полностью) из-за большого свободного хода педали сцепления, перекоса нажимного подшипника, коробления ведомого диска или поломки пружин.

Для устранения неисправности отрегулировать свободный ход педали, удалить воздух из гидропривода, заменить неработоспособные диски и пружины.

Сцепление «пробуксовывает» (включается не полностью) из-за малого свободного хода педали, замасливания или износа фрикционных накладок ведомого диска, поломки пружин.

Для устранения неисправности необходимо отрегулировать свободный ход педали, промыть или поменять диски, пружины.

Сцепление включается резко вследствие заеданий в механизме привода, задирах на рабочих поверхностях дисков, маховика и разрушения фрикционных накладок ведомого диска.

Для устранения неисправности следует заменить неисправные узлы привода, устранить задиры на поверхностях дисков, заменить ведомый диск.

Подтекание тормозной жидкости в приводе выключения сцепления возможно из главного или рабочего цилиндров, а также в соединительных трубках.

Для устранения неисправности следует визуально определить место утечки и заменить неисправные узлы, с последующей прокачкой всего гидропривода (удалить из него воздух).

Эксплуатация сцепления.

При эксплуатации автомобиля необходимо периодически проверять уровень в бачке, питающем жидкостью гидравлический привод сцепления. Если уровень окажется меньше нормы, то его обязательно следует восстановить, долив тормозной жидкости. В противном случае, когда ее уровень понизится до нуля, усилие вашей ноги на педали сцепления будет передаваться в никуда.

Пониженный уровень жидкости или неправильная регулировка сцепления может привести к тому, что передачи на вашем автомобиле будут включаться с огромным усилием или вообще включаться не будут. И если, при полностью нажатой педали сцепления, вам все-таки удастся «впихнуть» первую передачу, то автомобиль самопроизвольно начнет медленное движение, хотя по результатам всего предыдущего разговора в данный момент двигатель отделен от ведущих колес. Здорово, да? Все стоят на красный сигнал светофора, а вы уже едите! Как это может случиться и почему машина едет? Ответ прост – любая машина требует к себе постоянного внимания, она любит «смазку и ласку». А если по делу, то описанная неприятность называется - сцепление ведет. Суть происходящего следующая. В то время когда ведомый диск сцепления не должен иметь контакта с маховиком, он все-таки за него немного цепляется, и соответственно часть крутящего момента передается на вал коробки передач и далее на ведущие колеса.

На этом проблемы со сцеплением не заканчиваются. Так как каждый раз, отпуская педаль сцепления, мы заставляем обе поверхности ведомого диска сильно тереться о железный маховик и не менее железный нажимной диск, то естественно боковые поверхности ведомого диска изнашиваются. Это нормальный процесс, предусмотренный конструкцией автомобиля, и ведомый диск является расходным материалом. Однако наступает в жизни, опять же не очень смешной момент, когда все уже давно уехали с того самого перекрестка с красным сигналом светофором (после включения зеленого), а вы все еще стоите на месте. Хотя и первая передача включена, и педаль сцепления наверху, и «газуете» вы так, что у проезжающих мимо водителей «сердце кровью обливается». Но износ накладок ведомого диска оказался настолько велик, что теперь он не зажимается между маховиком и нажимным диском с должным усилием, и пробуксовывая не передает крутящий момент от двигателя к трансмиссии. Описанное явление имеет и свое название – сцепление пробуксовывает. Конечно, здесь описан пример совсем уж глухого и слепого водителя, потому что машина намного раньше «предупреждала» его о том, что «несмешной» случай может произойти в ближайший месяц. Еще раньше на подходе к максимальному износу, ведомый диск начал пробуксовывать, сначала на четвертой передаче, затем на третьей и так далее. А вообще, при нормальной грамотной эксплуатации автомобиля, замена ведомого диска сцепления требуется после 80 тыс. км. пробега и более.

Однако не все водители – мастера вождения, и износ диска может наступить значительно раньше. Начало критического износа легко определить, двигаясь на четвертой передаче со скоростью 40 – 45 км/ч. Если при активном нажатии на педаль газа обороты двигателя начинают увеличиваться, а машина продолжает движение с постоянной скоростью, то в подтверждение своей догадки вы еще и унюхаете специфический запах «подгорающих» накладок диска. Значит, пора покупать диск и искать автосервис подешевле или понадежней, кому что больше подходит. «Шелест» в районе сцепления и его пропадание при полностью нажатой педали сцепления означает, что вы должны готовиться к замене выжимного подшипника. Резкие старты и ускорения машины, постоянное «держание» ноги на педали сцепления при движении ведут к износу не только сцепления, но и других агрегатов автомобиля. Укорачивает срок службы сцепления и еще одна не очень «мудрая» привычка. Это когда водитель удерживает педаль сцепления в нажатом состоянии на все время остановки перед красным сигналом светофора. Грамотным ожиданием разрешающего сигнала светофора, по многим причинам, будет – нейтральная передача и полностью отпущенная педаль сцепления.

Материалы: http://tezcar.ru/u-sceplenie.html