С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Принцип работы сцепления автомобиля

Принцип работы сцепления автомобиля


Схема и принцип работы сцепления автомобиля

Как известно, существуют автомобили с механической и автоматической коробкой передач. При этом сцепление – один из агрегатов, входящий в состав как «механики», так и роботизированной трансмиссии АМТ.

Если просто, функция сцепления заключается в «отключении» КПП от ДВС, чтобы далее произвести включение передачи.  На авто с механической коробкой для этого имеется педаль сцепления,  которую выжимает водитель. В РКПП сцеплением управляет электроника и сервомеханизмы. В этой статье мы рассмотрим принцип работы сцепления.   

Сцепление на автомобиле

Начнем с того, что трансмиссия – комплекс узлов и агрегатов, предназначенный для передачи  крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Во время передачи изменяется величина крутящего момента, зависящая от передаточного числа шестерней коробки передач.

По способу передачи крутящего момента трансмиссию разделяют на четыре типа: гидравлическую, механическую, электрическую и комбинированную (электромеханическую или гидромеханическую). Само понятие трансмиссия включает в себя несколько компонентов.

Рассмотрим назначение каждого из составляющих элементов:

  • Сцепление передает крутящий момент от маховика  коленчатого вала на первичный вал коробки передач (только на механической или роботизированной коробках передач). 
  • Коробка передачслужит для передачи крутящего момента с коленчатого вала двигателя на колеса, изменяя крутящий момент в зависимости от скорости движения автомобиля (автоматическая, механическая, роботизированная и вариаторная КПП).
  • Карданный вал служит для передачи крутящего момента от хвостовика коробки передач к редуктору заднего моста (на заднеприводных авто).
  • Главная передача служит для передачи крутящего момента от кардана к полуосям под углом 90 градусов.
  • Дифференциал обеспечивает возможность вращения правого и левого ведущих колес с разными скоростями при изменении направления движения транспортного средства либо при пробуксовке колес.
  • Полуось– это вал, передающий крутящий момент от КПП либо от редуктора к колесу автомобиля (полузагруженная и разгруженная).
Теперь давайте более подробно остановимся на сцеплении. Как уже было сказано, сцепление в составе трансмиссии выполняет функцию «выключателя» крутящего момента, а также является связующим звеном между ДВС и коробкой передач автомобиля.

Различают несколько видов сцепления:

  • сцепление однодисковое, двухдисковое или многодисковое (зависит от количества ведомых дисков).
  • сцепление «сухое» или «мокрое» (от принципа функционирования). Принцип действия сухого сцепления основан на взаимодействии трущихся сухих поверхностей ведомого ведущего и нажимного дисков. Принцип действия мокрого сцепления тот же, только диски находятся в масляной ванне. Сцепление при этом включается более плавно.
  • Механическое, гидравлическое, электрическое или комбинированное (зависит от принципа включения системы);

Далее рассмотрим простую схему устройства сцепления. Итак, схема сцепления:

  • кожух сцепления (корзина сцепления);
  • нажимной диск;
  • ведомый диск, соединяющийся с первичным валом КПП;
  • вилка выключения сцепления;
  • нажимной подшипник;
  • нажимная пружина.
Как на механической, так и на роботизированной коробке  принцип работы сцепления практически одинаков. Он заключается в разрыве крутящего момента от ДВС к КПП.

Однако на механической КПП водитель это делает самостоятельно посредством выжима педали сцепления и ручки переключения передач. В роботизированной коробке управляют сцеплением и переключают передачи электромеханические приводы.

Принцип работы сцепления 

При работе двигателя вращается коленвал, к которому прикреплен маховик. В маховик через подшипник вставлен первичный вал КПП. На шлицы первичного вала одет диск сцепления.

Диск может перемещаться по шлицам вала на несколько сантиметров вперед и назад. В свою очередь, первичный вал КПП посредством шестерней коробки передач соединен с вторичным валом, а он передает крутящий момент непосредственно полуосям. 

  • С помощью педали сцепления водитель транспортного средства  регулирует отжим диска сцепления от моховика коленчатого вала. Когда рычаг переключения передач находится в положении «нейтраль», шестерни вторичного вала КПП не входят в зацепление с шестернями первичного вала.
При нажатии педали сцепления первичный вал коробки передач отсоединяется от маховика коленчатого вала и перестает вращаться. Водитель включает нужную передачу, затем, плавно отпуская сцепление, работает педалью газа.

При этом диск сцепления плотно прижимается  к маховику, через шлицы передавая вращение на первичный вал КПП. Если вновь выжать педаль сцепления, то диск сцепления снова отходит от маховика и останавливается вместе с первичным валом.

Во время движения данную процедуру переключение передачи КПП необходимо производить в зависимости от изменяемой скорости автомобиля, учитывая обороты двигателя и т.д. Но в движении уже нет необходимости отпускать педаль сцепления плавно, поскольку механизмы трансмиссии и так вращаются.  

Чем больше скорость автомобиля, тем выше передача КПП. Необходимо помнить, что чем медленнее мы отпускаем педаль сцепления при начале движения автомобиля, тем больше изнашивается ведомый  диск сцепления, поскольку  момент присоединение ведомого диска сцепления к маховику более продолжителен, чем обычно.

  • С другой стороны, при резком отпускании сцепления, во время начала движения автомобиля большой нагрузке подвергаются демпферные пружины ведомого диска сцепления. Соответственно, при резкой передаче крутящего момента  с маховика коленвала на коробку КПП и на полуоси, шестерни трансмиссии автомобиля подвержены чрезмерным перегрузкам.
Механизм включения сцепления на автомобиле с МКПП управляется при помощи педали сцепления. Она служит для отсоединения ведомого диска сцепления от маховика коленвала посредствам выжимного подшипника.

Выжимные подшипники (ВП) могут быть двух типов: с механическим приводом  и гидравлические. При механическом приводе  педаль сцепления посредством троса либо тяги соединена с вилкой сцепления, которая в свою очередь отжимает выжимной подшипник.

В случае с гидравликой принцип действия остается тот же. Только в этом случае  отсутствует вилка сцепления, а выжимной подшипник сделан в виде подшипника с гидравлическим цилиндром в одном корпусе.

При нажатии педали сцепления повышается давление в гидравлическом контуре выжимного подшипника и, соответственно, подшипник отжимает диск от маховика коленвала. Следовательно, перестает передаваться  крутящий момент от ДВС к КПП.

  • По работе педали сцепления можно судить об исправности всего узла сцепления. Если педаль сцепления  при отпускании подводит диск сцепления в самой нижней точки, сцепление требует регулировки, если это предусмотрено конструкцией.
При износе ведомого диска сцепления характерно срабатывание сцепления в верхнем положении педали. Если при отпускании педали сцепления появляются рывки или ощущается биение в педаль автомобиля, то можно предположить, что ведомый диск сцепления в результате перегрева был деформирован.

Наконец, если при включении сцепления слышны посторонние шумы, значит, поврежден или вышел из строя подшипник выключения сцепления (выжимной подшипник).

Что в итоге

Как видно, водителям транспортного средства с МКПП нужно во время езды на автомобиле постоянно выполнять выключение и включение сцепления. При этом для продления срока службы элемента нужно избегать того, чтобы сцепление подвергалось нагрузкам.

Для этого нужно трогаться с места с невысоких оборотов ДВС, отпуская сцепление плавно, не держать передачу включенной и стоять с нажатой педалью сцепления на светофорах, буксовать в грязи или снегу с наполовину включенным сцеплением и т.д.

Что касается РКПП, основной рекомендацией является перевод рычага в салоне в режим N даже при кратковременном простое. Дело в том, что на роботе нельзя ездить так, как на классической АКПП. В случае простого нажатия на педаль тормоза в  автоматическом режиме D «робот» держит сцепление включенным, тем самым быстро изнашивая элемент.

Напоследок отметим, что освоив принцип работы и получив навыки работы с педалью сцепления, водитель сможет обеспечить плавность хода автомобиля, добиться комфортного переключения передач и увеличить ресурс сцепления.

Устройство сцепления принцип работы и основные неисправности

Всем доброго времени суток! Рад продолжить диалог на автомобильную и около автомобильную тематику. Недавно мы говорили о нюансах работы двухтактных двигателей, о разновидностях систем регулирования фаз газораспределения. На очереди у нас сцепление, которое является неотъемлемым атрибутом автомобиля независимо от типа трансмиссии. Хочу обсудить в этом выпуске устройство сцепления — для многих может быть интересно узнать, как оно работает и как правильно эксплуатировать его, чтобы добиться безотказной службы.

   Принцип функционирования

Прежде всего, взаимодействие между двигателем, сцеплением и коробкой передач необходимо для того, чтобы автомобиль мог беспрепятственно двигаться и останавливаться в требуемой точке. Впервые прообраз сцепления стал применяться создателями Мерседеса. Это позволило значительно упростить управление транспортным средством, поэтому сегодня работа автомобиля немыслима без этого важнейшего узла.

Итак, главный принцип работы устройства заключается в соединении первичного трансмиссионного вала и маховика силового агрегата. Благодаря такой схеме удается достичь плавности хода и переключения скоростей в коробке. Без сцепления затруднительно было бы трогаться с места. Оно устанавливается между коробкой передач и силовым агрегатом и дает возможность передавать крутящий момент от движка на колеса и, при необходимости, разрывать эту связь.

Однодисковое сцепление, как и другие его разновидности, подвержено серьезным нагрузкам в процессе эксплуатации. Многие из его составляющих требуют профилактики и своевременной замены. Неумелые и неопытные водители зачастую «палят» сцепление, и это выражение имеет под собой не только переносный смысл, поскольку в салоне автомобиля начинает ощущаться характерный запах гари.

   Что входит в комплект

Поскольку назначение сцепления мы в основном затронули, пришло время посмотреть, из каких конкретно узлов оно состоит. В процессе развития автомобилестроения было известно множество различных конструкций, но лучше всех проявила себя следующая компоновка:

  • диск сцепления, обладающий характерной круглой формой, включающий несколько основных элементов;
  • диск нажимной (корзина) — его основание включает в себя пружины, совмещенные с прижимной платформой и компактно размещенные. В основании этого узла действует выжимной подшипник;
  • подшипник выжимной, отвечает за механический привод в действие вилки, и размещается на первичном валу коробки передач;
  • маховик.

   Передача крутящего момента

Посмотрим теперь, как работает сцепление автомобиля в сборе. Ведомый диск постоянно зафиксирован вместе с маховиком при помощи диска нажимного. Чтобы автомобиль тронулся, ведомый диск должен соприкоснуться с маховиком, который вращается. Происходит это так: водитель выжимает педаль сцепления, что позволяет ему включить 1-ю скорость. Как только педаль отпускается, пружины диска нажимного соединяют ведомый диск с маховиком. Вследствие этого касания машина начинает постепенно двигаться. Скорость вращения диска и маховика постепенно выравнивается, чем и достигается движение транспортного средства.

Полностью крутящий момент передается тогда, когда выравниваются скорости вращения ведомого диска, диска сцепления и маховика. Если отпустить педаль слишком резко, машина может попросту заглохнуть — этим часто грешат начинающие водители. При переключении любой передачи, необходимо добиваться плавного хода педали, что позволит продлить срок эксплуатации этого узла, да и трансмиссии тоже.

   Функционал исполнительного и главного цилиндров и неисправности

Важнейшим узлом сцепления является его привод, в который входит главный цилиндр, сама педаль, рабочий цилиндр, нажимной подшипник, систему трубопроводов, вилка включения. Размещается исполнительный (рабочий) цилиндр на картере сцепления. В разных моделях и марках авто его устройство не имеет принципиально разных конструктивных отличий. В его корпусе размещены поршень с толкателем, штуцер, уплотнитель под кольцо, пружина для выхода воздуха. Любой из этих элементов при выходе из строя подвергает риску неработоспособности сразу всю систему.

Функции рабочего цилиндра во многом совпадают с теми же, что выполняет главный. Они толкают рабочую жидкость по системе трубопроводов. Первый и наиболее часто встречающийся признак появления неисправностей в работе этого узла — провал педали либо чересчур мягкий ход. Он может означать то, что исполнительный цилиндр износился и начал подтекать. Вместе с демонтажом рабочего часто требует замены и главный цилиндр.

Если по Вашим ощущениям усилие при нажатии на педаль изменилось, первым делом нужно проверить уровень тормозной жидкости в системе, а также состояние, в котором находится гидравлический привод и шланги. Рабочую жидкость специалисты рекомендуют заменять спустя каждые 50 тысяч пройденных километров. При ее замене обязательно следует стравливать из системы весь воздух.

Современное сцепление характеризуется следующими основными неисправностями:

  • провал педали или посторонние шумы;
  • неполное включение или выключение передачи;
  • затрудненное или резкое включение.

Зачастую к появлению проблем приводит неправильная эксплуатация со стороны самого водителя. Это может потребовать высокозатратного ремонта, поэтому куда экономнее будет научиться пользоваться сцеплением правильно. В ходе эксплуатации нужно постоянно контролировать уровень рабочей жидкости. При его недостаточном уровне нужно срочно устанавливать места вероятного подтекания и менять вышедшие из строя элементы.

Надеюсь, уважаемые читатели, что Вам была полезной представленная сегодня в блоге статья и схема работы узла. Мы немного больше стали знать об устройстве сцепления и принципах его взаимодействия в комплексе с двигателем и коробкой передач. А пока рекомендую прочитать  три части моего обзора автомобиля Ford Focus 2, владельцем которого я был на протяжении 6 лет, в тексте найдете много полезной информации, а также советы тем, кто рассматривает его для покупки. Читайте новые публикации в самые ближайшие дни! На сегодня пока!

С уважением, автор блога Андрей Кульпанов

Автор:Андрей

Принцип работы сцепления автомобиля – как работает сцепление

Рады приветствовать вас на нашем автомобильном сайте! Многим начинающим автомобилистам сегодняшняя статья может пригодиться, так как сцепление – это один из важных элементов любой машины. Поэтому каждому из нас нужно четко понимать, как работает сцепление автомобиля. 

Конечно же, этот материал, прежде всего, будет полезным для тех, кто хочет самостоятельно отремонтировать сцепление в своем авто. Но не стоит забывать, что в наше время мастера и специалисты СТО нередко обманывают автовладельцев, рассчитывая на то, что те и так не понимают о чем идет речь. Информация о том, какой принцип работы сцепления, поможет вам не попасть в такую неприятную ситуацию и избежать лишних финансовых расходов.

Устройство сцепления – основные элементы

Суть работы сцепления заключается в том, чтобы на определенные промежутки времени отключать и подключать мотор к коробке передач при переходе с одной скорости на другую. Кроме этого, сцепление обеспечивает передачу тяги во время езды автомобиля от силового агрегата на вал КПП (больше о том, что лучше вариатор или автомат читайте по ссылке).

Понять принцип работы сцепления в авто можно лишь после того, как вы будете знать, какие детали входят в его состав.

Составляющие сцепления автомобиля:

  1. Ведомый диск. Он обеспечивает плавное подключение маховика мотора к ведущему валу трансмиссии. Данное соединение происходит через усилие, передающееся с помощью выключения привода на второй диск (нажимной). Помимо этого, благодаря ведомому диску передачи переключаются плавно, что продлевает эксплуатационный срок элементов КПП.
  2. Нажимной диск. Этот элемент прижимает ведомый диск к маховику двигателя.
  3. Корзина или кожух сцепления. В данной части сцепления объединяются все его составляющие. Именно кожух крепят к маховику.

Принцип работы сцепления с механическим приводом

В активном положении, при отпущенной педали сцепления, ведомый диск зажат между маховиком двигателя и нажимным диском. Силы трения, воздействующие на ведомый диск, обеспечивают передачу тяги на ведущий вал.

Когда водитель нажимает на педаль сцепления, трос привода в кожухе меняет свое положение, в результате чего рычаг поворачивается. В это время свободная часть вилки воздействует на выжимной подшипник, который, в свою очередь, давит на пластины, которые и отодвигают нажимной диск. В итоге ведомый диск становится свободным и сцепление отключается.

Это позволяет человеку, который управляет автомобилем, без каких-либо трудностей включить нужную передачу. Затем водитель отпускает педаль сцепления, делая это достаточно плавно, в результате чего сцепление ведомого диска с маховиком мотора опять включается.

Как работает сцепление с приводом гидравлического типа

В данном типе привода передача усилия от педали сцепления до механизма происходит с помощью жидкости, содержащейся в трубопроводах и гидравлических цилиндрах привода. Сцепление такого типа имеет другое устройство, по сравнению с механическим. На окончании металлического кожуха и ведущего вала коробки передач монтируется лишь ведомый диск.

В корзине устанавливается пружина, имеющая радиальные лепестки. Они выполняют функции выжимных рычагов. Педаль, которая используется для управления работой сцепления, крепится на оси к кузовному кронштейну. К ней через шарнир подключен толкатель основного цилиндра. Когда водитель выжимает сцепление и выбирает нужную передачу, он отпускает педаль, после чего она возвращается в начальное положение.

Теперь вы понимаете, как работает сцепление автомобиля. Это достаточно простой механизм, который позволяет осуществлять управление машиной без значительных трудностей.

Советуем также узнать о том, какое сцепление лучше – ознакомиться.

Без него ни тронуться, ни разогнаться

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

О сцеплении и его месте в автомобиле

Чтобы более ясно представлять его назначение в устройстве машины, достаточно взглянуть на приведенный ниже рисунок. Из него понятно, что от двигателя через трансмиссию, а также другие узлы автомобиля, крутящий момент поступает на колеса. Конструктивно сцепление находится между КПП и двигателем, вследствие чего у водителя есть возможность при необходимости разорвать связь между двигателем и колесами. Такая ситуация часто возникает в начале движения автомобиля, а также в условиях чрезмерной нагрузки двигателя.

Устройство и принцип работы

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

У ведомого диска в центре находится специальное шлицевое соединение, благодаря которому диск подсоединен к коробке передач. На КПП (первичный вал) ставится выжимной подшипник (4). Его отличают способ крепления – к корпусу КПП, и специальная нажимная площадка, куда поступает усилие, которое передает привод сцепления. В обычном состоянии ведомый диск поджат пружинами, расположенными в корзине, она также выступает как кожух сцепления, к поверхности маховика. Благодаря высокому значению коэффициента трения накладок, ведомый диск крутится одновременно с маховиком и передает момент от маховика на КПП. Когда нажата педаль сцепления, перемещающийся выжимной подшипник через пружины отжимает ведомый диск от маховика и таким образом отключает двигатель от трансмиссии. Графически все это изображено на рисунках. Однако сцепление может быть реализовано и по-другому. За длительную историю развития автомобиля была задумана и создана не только вышеприведенная схема, а множество различных вариантов построения подобного узла.

Варианты построения

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

Привод сцепления может быть:

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

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

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

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

Гидравлический привод и механизм управления

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

Жидкость заливается в бачок, показанный в левом верхнем углу, он связан с главным цилиндром сцепления трубопроводом. Из рисунка хорошо видно, что усилие, прикладываемое к педали через шток и связанный с ним поршень, передается жидкости, поступающей в главный цилиндр. Перемещаясь, поршень отсекает бачок с жидкостью от главного цилиндра. При дальнейшем движении поршня жидкость попадает в рабочий цилиндр и через толкатель и вилку выключения сцепления его выключает. Кроме показанного принципа работы внимания заслуживает то, что данная схема показывает другие, ранее не упомянутые детали конструкции. Как защитный элемент присутствует картер сцепления, (показан синим цветом), предохраняющий кожух сцепления и прочие элементы.

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

Эксплуатация сцепления

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

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

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

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

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости