Электронное сцепление

Механическая коробка передач является самым распространенным видом трансмиссии легкового автомобиля в Европе, поэтому постоянно проводятся работы по ее совершенствованию. Одной из таких разработок является электронное сцепление. Впервые физическая (трос, гидравлика) связь между педалью и приводом сцепления разорвана и заменена электронной системой.

Electronic Clutch System (eCS) является перспективной разработкой компании Bosch. Как заявляет производитель, электронное сцепление вплотную приближает механическую коробку передач к коробке-автомату. В отличие от роботизированной коробки передач в системе eClutch автоматизирован только привод сцепления. Данное нововведение существенно упрощает процесс управления механической коробкой передач, позволяет экономить топливо. Кроме того электронное сцепление открывает новые возможности по использованию механической коробки передач на гибридных автомобилях.

К большому сожалению информации о конструкции системы eClutch пока немного. Как всякая электронная система управления электронное сцепление объединяет входные устройства, электронный блок управления и исполнительный механизм. К входным устройствам относятся блок педали сцепления и ряд входных датчиков. Производитель сообщает только о двух датчиках: положения педали акселератора и положения рычага коробки передач. На самом деле датчиков должно быть больше.

Система электронного сцепления имеет собственный блок управления, который принимает и обрабатывает сигналы входных устройств, управляет исполнительным механизмом. В своей работе блок управления взаимодействует с системой управления двигателем. Исполнительный механизм представлен электрогидравлическим актуатором (приводом), осуществляющим по команде блока управления перемещение вилки сцепления.

С помощью системы электронного сцепления реализовано несколько функций:

• движение в режиме частых троганий и остановок;
• плавное переключение передач;
• управляемое движение накатом;
• расширение возможностей системы Стоп-старт.

Самой важной функцией является движение в режиме частых троганий и остановок. Данный режим характерен для городских «пробок» и позволяет автомобилю двигаться на первой передаче без использования педали сцепления. При снятии ноги с педали газа система автоматически размыкает сцепление. При дальнейшем торможении двигатель не глохнет, т.к. отсоединен от трансмиссии. Трогание с места происходит при освобождении педали тормоза. Все как в автоматической коробке передач, только на первой передаче.

Электронное сцепление обеспечивает плавное переключение (синхронизацию) всех передач. Специальный датчик определяет момент перехода с одной передачи на другую. На основании сигнала датчика электронное сцепление при помощи системы управления двигателем увеличивает или уменьшает обороты двигателя, чем достигается плавное переключение передач.

Две оставшиеся функции электронного сцепления направлены на экономию топлива, которая по заявлению производителя может достигать 10 процентов. Функция движения накатом позволяет исключить торможение двигателем и использовать в полной мере движение автомобиля по инерции, т.н. регулируемый выбег. Данная функция особенно актуальна при движении под уклон. В техническом плане все просто - при снятии ноги с педали газа система eClutch выключает сцепление и автомобиль движется накатом.

На автомобилях, оборудованных системой Стоп-старт, электронное сцепление позволяет добиться дополнительной экономии топлива. Теперь при снятии ноги с педали газа на первой передаче происходит не только отсоединение двигателя от трансмиссии, а еще и его выключение. К своей полной остановке автомобиль приходит уже с выключенным двигателем. Тем самым увеличивается нерабочее время двигателя, а значит, экономится топливо.

Источники: http://systemsauto.ru/coupling/eClutch.html

Самой важной составляющей в любом автомобиле является механическая коробка передач. Более частое использование такой коробки приходилось на долю городов Европы, потому постоянно проводятся работы по улучшению его работы. Одной из лучших таких работ является разработка электронного сцепления, то есть взаимосвязь между педалью и приводом заменили на электронное сцепление.

Разработка такого сцепления принадлежит компании Bosch. По словам производителей, такая система механической коробки передачи полностью переходит на автоматическую систему. В данной системе переделан только сам привод сцепления. Такая работа намного делает проще весь процесс работы с механической коробкой управления, при этом происходит большая экономия топлива. Использование электронного сцепления не только упрощает работу управления автомобилем, но и дает много возможностей по использованию коробки передач для гибридных автомобилей.

Как и многие другие электронные системы, электронное сцепление обладает свойством соединения входных устройств, электронного блока и самого механизма. К выходным устройствам относят сами педали сцепления и входные датчики. Примерами таких датчиков могут служить датчики педали газа и коробка передач. Вообще, к выходным устройствам относится очень много разновидностей датчиков.

Система электронного сцепления

Система такого сцепления имеет свой блок управления, который принимает и начинает обрабатывать сигналы, поступающие из входных устройств, он же управляет и всем механизмом. Вследствие такой работы, самостоятельный блок такого сцепления начинает взаимодействовать со всей системой управления и работой двигателя. Механизм выполнен в виде привода, который при поступлении команды начинает приступать к перемещению вилки самого сцепления.

При использовании электронного сцепления, он выполняет следующие функции:

1. Он может производить движения в виде частых остановок.
2. Он осуществляет очень плавное переключение передач.
3. Движение происходит накатом.
4. Позволяет расширить возможности использование коробки передач.

Из вышеперечисленных функций главной является первая функция. Особенно это применяется в городах, так как там постоянные пробки, и поэтому автомобиль движется на первой передаче, при этом не используя вообще педаль сцепления. Когда отпускаешь ногу с педали газа, автоматически начинает переходить на сцепление. Если в дальнейшем затормозить, то автомобиль не глохнет. Движение автомобиля начинается, когда убираешь ногу с педали тормоза. Все это происходит как при автоматической коробке, только при этом используют первую передачу.

При электронном сцеплении работа наиболее плавная, поэтому переключение передач происходит очень легко. При этом используют специальный датчик, который следит за переключением всех передач при движении автомобиля. С использованием сигнала, электронное сцепление с помощью системы управления может уменьшать или увеличивать обороты работы самого двигателя, при этом создавая плавную работу переключения коробки передач.

Две последние функции электронного сцепления используют для того, чтобы экономить топливную энергию. По словам производителей, доля топлива может достигать около 10 процентов. При использование функции наката можно будет исключить торможение автомобиля. Такой вид функции наиболее распространен при движении под уклон. Принцип работы здесь такой - нужно убрать ногу с педали газ, тогда выключится система сцепления и движение автомобиля начинается по накату.

Поэтому автомобили, которые имеют электронное сцепление, могут с полной уверенностью добиться большого уменьшения использования топлива. При снятии ноги с газа на первой передаче может происходить и выключение. Полная остановка автомобиля происходит при выключении двигателя, при этом экономится топливная энергия.

Источники: http://www.autoshcool.ru/5233-elektronnoe-sceplenie-na-avto.html

Особенность взаимодействия силовой установки и коробки передач заключается в том, что пока двигатель работает, коленчатый вал его вращается, что сильно усложняет возможность вывода из зацепления одних шестерен и ввода других. То есть, при заведенном двигателе переключить передачи не легко и не безопасно для коробки передач. Чтобы была возможность кратковременно разъединить между собой силовой агрегат и коробку передач, между ними помещен еще один элемент – сцепление.

Задача сцепления – кратковременное разъединение двигателя и КПП для возможности изменения передаточного числа в коробке, а также обеспечение возможности плавного начала движения.

Видов применяемых на авто – несколько:

• фрикционное (оно же механическое);
• гидравлическое;
• электрическое.

Наибольшее распространение получило фрикционное. Оно используется вместе с механическими и роботизированными. В автоматической и вариаторной трансмиссии роль сцепления выполняет гидротрансформатор.

Сцепление автоматических и вариаторах коробок передач затрагивать пока не будем, остановимся на фрикционом, поскольку оно распространено на легковом автотранспорте.

Сцепление состоит из двух основных составляющих – привода и самого механизма. Привод обеспечивает передачу усилия от водителя на механизм, а механизм уже непосредственно выполняет разъединение мотора с коробкой.

Типов привода, используемых на авто – несколько:

• механический — усилие в таком типе выполняется за счет системы рычагов и тяг или же посредством троса;
• гидравлический — в нем усилие водителя выполняется за счет жидкости;
• пневматический — усилие выполняется за счёт воздуха под давлением, применяется на грузовом транспорте и с/х технике;
• электронный — датчики отслеживают положение педали сцепления, а электромотор включает или выключает его.

Какой бы из типов привода не использовался на авто, но задача у него одна – передать усилие водителя на механизм для разъединения двигателя и КПП.

А вот разъединение выполняет механизм сцепления. Он подразделяется по нескольким классификациям:

1. По среде работы. Бывают сцепления сухие и масляные. Что касается автомобилей, то на них распространение получило сухое.
2. По количеству ведомых дисков. Используются однодисковые, двухдисковые и многодисковые.
3. По элементам отжима диска. В одних разъединение диска производится посредством подпружиненных рычагов, в другом типе – за счет пружинной диафрагмы.

Самое большое распространение на легковых авто поучило однодисковое сухое сцепление. В роботизированных же коробках возможна установка и двухдискового.

В автомобилях с этой системой на педаль сцепления крепится датчик, который сообщает блоку управления о её положении. Он улучшает процесс управления путем исключения «провалов» в оборотах двигателя и рывков при переключении передачи. В момент нажатия и отпускания педали сцепления блок управления регулирует обороты и корректирует угол опережения зажигания. Это сказывается в положительную сторону и на расходе топлива.

Датчик педали сцепления

Неисправность этого датчика приводит к «рывкам» автомобиля при переключении передачи, начинают плавать обороты при выключенном сцеплении, увеличивается расход топлива. Неисправность сигнализируемая лампочкой Check Engine на приборной панели.

Причиной этого является:

• выход из строя датчика;
• замыкание или обрыв цепи;
• разрегулировка педали сцепления.

Каждый вид привода имеет свои специфические недостатки. Стоит отметить, что многие проблемы с работой сцепления связаны с приводом.

На автомобилях часто используется тросовый механический привод. Основные неисправности сцепления с тросовым приводом таковы:

Регулировка троса производится гайкой, которая позволяет изменять длину оплетки относительно самого троса. При неправильной регулировке трос получается сильно натянутым или ослабленным, что приводит к неправильной передаче усилия водителя к механизму.

Порыв троса обычно происходит из-за коррозии. При этой неисправности сцепления полностью прекращается его функционирование.

Износ тросика сцепления

Закусывание – проблема, связанная с порывом только части нитей троса. А поскольку нити троса – металлические, то они начинают упираться в оплетку, затрудняя перемещение. Из-за этого значительно осложняется управление механизмом (сложно выжать педаль или она не возвращается в нормальное положение).

У гидравлического привода свои неисправности:

• недостаточное количество жидкости;
• порыв трубопровода;
• попадание воздуха в систему;
• подклинивание поршня главного или рабочего цилиндра.

Электронный привод, состоящий из управляющего и исполнительного механизма, датчиков и блока управления, тоже имеет свои неисправности (актуальны и для электрического привода):

• неисправность одного из датчиков;
• выход из строя электромотора (исполнительного механизма);
• замыкание или обрыв цепи;
• износ и разрегулировка педали сцепления.

Поскольку такой механизм является одной из самых последних разработок для фрикционного сцепления, то стоит его рассмотреть несколько ближе.

Суть его работы достаточно проста – управляющий механизм получает сигнал от педали сцепления, а также от датчика положения селектора КПП, передает его на электронный блок, а тот в свою очередь – на исполнительный механизм. Особенностью такого привода является возможность электронному блоку самостоятельно выполнять управление механизмом сцепления, без участия водителя. Это очень удобно, поскольку такой привод приближает управление к работе роботизированной коробки. К примеру, при движении в пробке электронный блок может самостоятельно включать и отключать сцепление, основываясь на данных датчиков.

Но в этом есть и свои недостатки. Выход из строя любого из датчиков может привести к тому, что управление механизмом сцепления станет неконтролируемым. К примеру, неисправность одного из датчиков может привести к тому, что блок управления будет получать некорректную информацию. Вылиться такие неисправности сцепления могут в нестабильность оборотов двигателя, повышение расхода топлива или вовсе отказом всего механизма.

Чтобы понять какие бывают неисправности сцепления со стороны механизма, следует разобраться с его конструкцией. Однодисковый механизм состоит из корзины с ведущим диском, который жестко закреплен на маховике. Ведущий диск имеет возможность перемещаться внутри корзины, но пружинной диафрагмой или пружинами кулачков он поджат к маховику. Между ними помещен ведомый диск с фрикционными накладками, который соединен посредством шлицевого соединения с ведущим валом КПП. Имеется также выжимной подшипник, задача которого – воздействие на пружину ведущего диска за счет усилия, полученного посредством привода.

Неисправности сцепления зачастую связаны с деформацией или поломкой составных частей. Распространенными из них являются:

• износ или разрушение фрикционных накладок ведомого диска;
• поломка лепестков диафрагменной пружины;
• повреждение ведомого диска;
• деформация ведущего диска или рабочей поверхности маховика;
• износ выжимного подшипника.

2.Повреждение диафрагменной пружины

3.Повреждение одного из дисков или поверхности маховика

2.Подклинивание выжимного подшипника

3.Сильный износ накладок ведомого диска

4.Повреждение диафрагменной пружины

2.Износ выжимного подшипника

2.Разгерметизация системы или попадание воздуха в нее (гидравлический привод)

3.Выход из строя датчиков, управляющего или исполнительного механизма (электронный привод)

2.Соскакивание возвратной пружины вилки включения

3.Подклинивание выжимного подшипника

2.Деформация диафрагменной пружины

3.Износ демпферных пружин

4.Повреждение ведущего диска

Сломанный ведомый диск

Некоторые неисправности сцепления можно устранить даже в пути, особенно это касается проблем с приводом (кроме электронного). Также всегда существует возможность двигаться даже без сцепления. Практически все КПП оснащены синхронизаторами, позволяющими переключать передачи в движении без сцепления (хоть это на пользу коробке не пойдет).

Остается только знать, как правильно начать движение. При хорошо заряженном АКБ стартер способен запустить двигатель на включенной передаче. То есть, достаточно включить первую передачу, а после стартером запустить мотор. При этом авто будет двигаться рывками, пока двигатель не запустится. Дальнейшее движение нужно продолжать с включенной аварийной сигнализацией и на малой скорости. Если коробка оснащена синхронизаторами, то допускается переключение передач, а также включение«нейтрали».

Источники: http://autoleek.ru/korobka-peredach/sceplenie/neispravnosti-scepleniya.html