Комплект сцепления: виды и принцип работы - FORD-URAL.RU

Комплект сцепления: виды и принцип работы

Комплект сцепления: виды и принцип работы


Сцепление выполняет вспомогательную функцию при переключении передач: плавное соединение двигателя и вала МКПП обеспечивает мягкий старт без рывков и уменьшает нагрузку на узлы мотора и трансмиссии.

Местоположение и функции компонентов сцепления

Сцепление – это связь коленвала двигателя с первичным валом механической коробки передач. Прижимная группа обеспечивает передачу момента вращения при соединении, и отсоединяет двигатель от КПП при размыкании.

Схема размещения сцепления

В комплект сцепления входит ведомый диск, прижимной диск (корзина сцепления) с диафрагменной пружиной и выжимной подшипник.

Корзина сцепления и ведущий диск

Прижимной диск вместе с корпусом обеспечивает надежный контакт между ведомым диском и маховиком двигателя, а при нажатии на педаль сцепления отодвигается назад, размыкая эту связку. Корзина сцепления – это комплект диска, кожуха и диафрагменной пружины, которая отводит ведущий диск от ведомого с помощью выжимного подшипника. Тангенциальные (возвратные) пружины установлены внутри и создают усилие в обратном направлении, благодаря чему при включении сцепления ведущий диск приводится к ведомому.

Корзина сцепления: прижимной (ведущий) диск, кожух, лепестковая пружина

В системе сцепления кожух корзины жестко соединен с маховиком двигателя и вращается вместе с ним, при этом соединения корзины с первичным валом коробки передач нет. Вал коробки передач проходит от ведомого диска через отверстие в лепестковой пружине без соприкосновения с деталями корзины.

Как правило, в автомобилях устанавливаются корзины нажимного действия: при нажатии педали сцепления лепестки диафрагменной пружины нажимаются в сторону маховика. В корзине вытяжного действия при нажатии педали диафрагменная пружина вытягивается от маховика.

Схема работы сцепления вытяжного типа: пружина в невыжатом,
полувыжатом и полностью выжатом состоянии
(в третьем случае ведущий диск полностью отсоединен от ведомого)

Корзина нажимного действия конструктивно проще, но вытяжного – меньше по размеру, и устанавливается в тех случаях, когда необходим малогабаритный узел.

Материалы изготовления у каждого производителя разные, но в большинстве случаев кожух и пружины делаются из стали разных сортов, а прижимной диск – из чугуна, обладающего высокой износостойкостью.

Ведомый диск сцепления

Ведомый диск выполняет связующую функцию: благодаря поверхности с высоким показателем трения он входит в зацепление со стальным маховиком двигателя с одной стороны и стальным прижимным диском – с другой, передавая вращение от маховика. В нормальном состоянии ведущий и ведомый диски плотно прижаты к маховику, при выжимании сцепления они расходятся.

В этой конструкции наибольшая нагрузка ложится на ведомый диск: со стороны маховика идет усилие, которое через ведомый диск передается на вал. Из-за нагрузок ведомый диск со временем приходит в негодность (изнашивается фрикционное покрытие), после чего требует замены.

Ведомый диск сцепления.
1. Держатель. 2. Ступица. 3, 5. Заклепки. 4. Накладка.
6. Обойма демпфера. 7. Диск демпфера.
8. Фрикционное кольцо демпфера. 9, 10. Пружины демпфера.

Диск сцепления решает сразу несколько задач: передача вращения, гашение колебаний, сопротивление износу, стойкость к высоким температурам, прочность, упругость (осевая податливость) и как можно меньший вес. Для решения этих задач применяют различные конструктивные приемы.

Основа диска – стальная пластина, к которой крепятся остальные компоненты. Ее конфигурация зависит от планируемой упругости и веса конструкции: фигурные лепестки (с поочередным расхождением от плоскости около 1 мм) обеспечивают более мягкое сцепление с маховиком, а следовательно, и более комфортные условия для пассажиров. Оптимальной в этом плане является сборная конструкция, в которой лепестки (или, как их еще называют, кнопки) из более тонкой стали крепятся к центральному диску.

Цельная конструкция (слева) и сборная основа (справа)

Для облегчения веса применяют различные модификации: лепестковую форму (самый жесткий вариант – трехлепестковый диск), вырезы, комбинированные материалы. Фрикционные накладки, идущие по окружности, позволяют включать сцепление мягко, а разделенные по лепесткам – более жестко, но точно.

Демпфирующая система предназначена для компенсации колебаний при включении сцепления. Комплект пружин, дисков и фрикционных колец принимает на себя рывки маховика, благодаря чему сцепление включается мягче, снижается шум и вибрация. В «жестких» вариантах, где важен не комфорт, а скорость и точность включения, используются диски без демпфера.

Функция фрикционных накладок с обеих сторон диска – сцепление с поверхностью маховика и ведущего диска, за счет чего и передается момент вращения. Поскольку сам диск работает в сложных условиях, поверхность накладок подвергается огромным нагрузкам, и чем агрессивней стиль вождения, тем быстрей они приходят в негодность.

Требования к накладкам достаточно строгие: устойчивость к высоким температурам (даже при аккуратном вождении диск нагревается до 200-250оС), износостойкость, отсутствие абразивных свойств («бережное» отношение к металлу маховика) и в то же время жесткое сцепление с металлом. До недавних пор в их состав входил асбест, который производители перестали использовать в связи с повышающимися экологическими требованиями. В настоящее время фрикционные накладки изготавливаются чаще всего из органики (95% рынка занимает продажа именно дисков с органическими накладками), а также керамики и металлокерамики, кевлара и карбоно-керамических составов. Для «гражданских» версий сцепления помимо органики подходит кевлар: этот материал сочетает в себе прочность, отличные показатели передачи вращения и бережное отношение к металлу маховика и прижимного диска. А вот карбон, керамика и особенно металлокерамика – варианты для тех, кто готов платить за точность сцепления ранним износом маховика и собственным комфортом.

Выжимной подшипник

Выжимной подшипник связан с педалью сцепления через вилку и систему привода (гидравлического, пневматического или механического) и при нажатии на педаль движется вдоль оси первичного вала трансмиссии к корзине сцепления, нажимает на диафрагменную пружину, а она в свою очередь снимает давление с ведущего и ведомого дисков. Современные выжимные подшипники бывают шариковые (или роликовые) – механические, и гидравлические, которые приводятся в действие давлением в гидравлической системе сцепления. Вторые легче в управлении, но и цена их на порядок больше.

Виды выжимных подшипников: шариковый (слева)
и гидравлический (справа)

Как и многие другие современные автозапчасти, выжимной подшипник делается неразборным и необслуживаемым. Смазкой его наполняют при изготовлении, и обновлять или менять ее не нужно.

Поломка выжимного подшипника прежде всего будет слышна: при нажатии сцепления появляется характерный звук, который усиливается по мере выжимания педали. Появление такого шума говорит об износе подшипника и необходимости его замены.

Эксплуатация

При спокойном «семейном» стиле езды даже самый простой «бюджетный» комплект сцепления прослужит достаточно долго: от 100 до 200 тыс. км. Но эти цифры верны только при неагрессивном способе вождения: без резких стартов и жесткого включения сцепления, с постепенным набором скорости. Любители рвать с места с пробуксовкой и дымом из-под колес сжигают сцепление буквально за 2-3 таких резких старта. От трения и мгновенного нагрева поверхность ведомого диска меняет свою структуру и свойства: становится гладкой и хрупкой, теряет свою вязкость и не держит усилие.

При самых неблагоприятных обстоятельствах поврежденный ведомый диск выводит из строя маховик и корзину, так что вместо одной расходной детали приходится менять весь узел.

Второй причиной поломки тоже можно назвать человеческий фактор: многие неопытные водители перегружают сцепление, когда слишком долго удерживают педаль. При этом нагрузка на все узлы возрастает в несколько раз, и первым выходит из строя выжимной подшипник.

Помимо внешних условий, детали сцепления стираются и просто от времени, каким бы аккуратным ни был водитель. Износ сцепления проявляется рывками, толчками и ударами на старте, а в крайних случаях педаль может просто провалиться. Для профилактики подобных неприятностей делается проверка сцепления на СТО через 80 тыс. км после замены.

При подозрении на неисправность сцепления можно провести и самостоятельную проверку: со скорости 60 км/ч начать разгон на 4-й передаче. Если обороты двигателя и скорость автомобиля нарастают пропорционально – сцепление в порядке, если же показания спидометра на месте, а тахометра растут – сцепление не выполняет свои задачи в полной мере.

Описанная здесь конструкция сцепления устанавливается на автомобили с механической коробкой переключения передач. С коробкой-автоматом и само сцепление, и принцип вождения будут совершенно другими. Какой тип выбирать – решает каждый для себя, у обоих вариантов есть свои плюсы и минусы. Но в любом случае залогом долгой службы сцепления будет опыт и техническая дисциплина самого водителя.

О том, как выбирать комплект сцепления, а также рекомендации брендов производителей – наш «Гид покупателя».

Об устройстве сцепления и комплектах SMARTFIT

Сцепление является одним из ключевых узлов автомобиля, который обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя на вал коробки передач, и должно оптимально обеспечивать передачу крутящего момента в любых условиях движения. Сцепление служит для соединения и разъединения двигателя и коробки передач автомобиля. При нажатии педали сцепления происходит разъединение силовой передачи автомобиля, после чего можно выполнить переключение передачи. Сцепление позволяет автомобилю плавно и эффективно тронуться с места.
Конструкция автомобилей развивалась и совершенствовалась различными путями, что напрямую повлияло на рабочие характеристики и конструкцию деталей. Это же относится и к компонентам сцепления, которые должны удовлетворять многочисленным требованиям и напрямую влияют на комфорт для водителя и на поведение автомобиля. К таким требованиям относится: увеличение крутящего момента двигателя, использование системы стоп-старт, необходимость в плавном и быстром переключении передач, снижение уровня шума и вибрации, включая демпфирование колебаний. В целях увеличения срока службы, а также для повышения надежности коробки передач сцепление должно хорошо выдерживать центробежные нагрузки, иметь низкую общую массу, небольшую высоту и не требовать значительного усилия при выжиме педали сцепления.

Читайте также  Как поменять ремень грм?

Сцепление состоит из следующих основных компонентов: корзина сцепления, ведомый диск и выжимной подшипник. Вместе с маховиком данные детали образуют единую фрикционную систему.

Корзина сцепления
Корзина сцепления обеспечивает плавную передачу крутящего момента от двигателя — через ведомый диск — на первичный вал коробки передач. Разрезные диафрагменные пружины корзины сцепления, используются для повышения комфорта. Благодаря им снижается усилие, которое необходимо прикладывать к педали сцепления для его выключения. В зависимости от конструктивных особенностей и разновидности привода диафрагменных пружин, сцепление можно разделить на два типа: вытяжной и выжимной.

Ведомый диск
Ведомый диск является центральным соединительным компонентом в комплекте сцепления, который совместно с корзиной сцепления, служит для разъединения и соединения двигателя и коробки передач. Фрикционные накладки диска сцепления подбираются в соответствии с особенностями автомобиля с целью обеспечения плавной передачи крутящего момента при трогании автомобиля с места. Они также нивелируют колебания частоты вращения и крутящего момента двигателя, которые возникают в процессе его работы. Ведомый диск сцепления также должен выполнять функцию демпфирования, необходимую для снижения уровня шума и вибраций. Это может быть обеспечено оснащением ведомого диска сцепления дополнительным гасителем крутильных колебаний, который обеспечивает функцию демпфирования при передаче момента и гарантирует оптимальное гашение вибраций даже в режиме работы двигателя на холостом ходу.

Выжимной подшипник сцепления
Выжимной подшипник сцепления конструктивно расположен между вращающейся диафрагменной пружиной, встроенной в корзину сцепления со стороны двигателя, и механизмом выключения сцепления со стороны коробки передач. В процессе работы выжимной подшипник скользит по направляющей втулке, установленной в колоколообразном корпусе коробки передач. Благодаря втулке выжимной подшипник центруется по отношению к лепесткам диафрагменной пружины. Механизм самовыравнивания способствует снижению износа лепестков диафрагменной пружины и, тем самым уравновешивает возможную несоосность между двигателем и коробкой передач. Привод выжимных подшипников может быть либо механический, либо гидравлический — управляемый с помощью вилки выключения сцепления или концентрического рабочего цилиндра, состоящего из гидравлического привода со встроенным выжимным подшипником.

SMARTFIT
При замене такого ответственного компонента автомобиля как сцепление, которое передает мощность от двигателя к коробке передач и абсорбирует нежелательные колебания и вибрации в процессе эксплуатации, крайне важно использовать только высококачественные детали.
bilstein group предлагает уникальные решения для профессионального и экономичного ремонта в бренде Blue Print. Это комплекты сцеплений под общим наименованием SMARTFIT.

Каждый комплект Blue Print для переоборудования сцепления проходит тщательный отбор и подвергается испытаниям на соответствие эксплуатационным характеристикам и долговечности в соответствии с требованиями, предъявляемыми автопроизводителями.
Для приведения в соответствие с данными требованиями, все компоненты сцепления проходят строгий контроль качества с помощью автоматизированного измерительного инструмента. Подвергаются проверке и все размеры изделий — с точностью до тысячной доли миллиметра, чтобы гарантировать идеальное соответствие. Также компания применяет специальные ресурсные испытательные стенды для проверки на соответствие требуемой долговечности, функциональности и достижения необходимого комфорта.

Комплекты SMARTFIT являются надежной альтернативой для различных комбинаций оригинальных комплектов сцепления. К ним относятся комплекты для замены сцеплений с двухмассовым маховиком и комплекты для замены сцеплений с механизмом компенсации износа диска. Эти комплекты просты в установке и обеспечивают идеальную точность сопряжения.

Комплекты SMARTFIT для механизмов с двухмассовыми маховиками
представляют собой идеально скоординированную комбинацию жесткого маховика и диска сцепления с демпфером, который гарантирует превосходное гашение вибраций, а также высокий уровень комфорта во время движения. Жесткость пружин гасителя крутильных колебаний дисков сцепления, входящих в комплект SMARTFIT, настраивается специально под определенную спецификацию двигателя для обеспечения защиты коробки передач. Крутильные колебания, возникающие во время работы двигателя, гасятся в любых условиях вождения. Также снижается уровень шума и увеличивается срок службы сцепления за счет использования стойких к износу фрикционных накладок диска сцепления. Для установки данного комплекта не требуется специальный инструмент. Это обеспечивает возможность быстрого и квалифицированного переоборудования. В комплект поставки входят новые крепежные болты, высокоэффективная смазка и инструкция по монтажу — все, что необходимо для правильного переоборудования.
Мы также поставляем комплекты сцепления без маховика. Главным преимуществом подобного решения является возможность повторного использования ранее установленного жесткого маховика. Таким образом, производится замена только диска сцепления, корзины сцепления и выжимного подшипника.
Комплекты SMARTFIT для сцеплений с механизмом компенсации износа диска
Преимуществом данных комплектов SMARTFIT является простая и быстрая установка: благодаря использованию традиционных корзин сцепления их монтаж выполняется без специальных инструментов. Соответственно, не нужно сжимать механизм компенсации износа диска сцепления при демонтажемонтаже корзины сцепления. Это не только значительно сокращает временные затраты, но и уменьшает риск неправильной установки. Благодаря специальным фрикционным накладкам ведомого диска комплекты SMARTFIT обладают длительным сроком службы и при этом соответствуют всем требованиям в отношении комфорта.

Более подробную информацию по предлагаемым решениям SMARTFIT вы можете получить, посетив сайт www.blue-print.com.
При замене компонентов сцепления необходимо строго выполнять указания производителя во избежание сокращения срока службы устанавливаемых деталей.
Ознакомиться с полным ассортиментом продукции, выпускаемой для различных комбинаций двигателей и коробок передач, можно в онлайн-каталоге: partsfinder.bilsteingroup.com/ru/
Кроме того, вы можете ознакомиться с рекомендациями по замене сцепления в видео-ролике

Устройство и принцип работы сцепления автомобиля

Сцеплением называется механизм трансмиссии, передающий крутящий момент от двигателя к коробке передач за счет силы трения. Также оно позволяет кратковременно отсоединить двигатель от трансмиссии и вновь их плавно соединить. Существует достаточно много разновидностей муфт сцепления. Они различаются по количеству ведомых дисков (однодисковое, двухдисковое или многодисковое), по типу рабочей среды (сухое или мокрое) и по типу привода. Разные виды сцеплений имеют соответствующие преимущества и недостатки, но наибольшее распространение на современных автомобилях получило однодисковое сухое сцепление либо с механическим, либо гидравлическим приводом.

  1. Функции сцепления
  2. Элементы муфты сцепления
  3. Принцип работы
  4. Виды сцепления
  5. Сухое сцепление
  6. Мокрое сцепление
  7. Сухое двухдисковое сцепление
  8. Сцепление двухмассового маховика
  9. Ресурс сцепления
  10. Особенности керамического сцепления

Функции сцепления

Муфта сцепления устанавливается между двигателем и коробкой передач и является одним из наиболее нагруженных элементов трансмиссии. Она выполняет следующие основные функции:

  1. Плавное разъединение и соединение двигателя и коробки передач.
  2. Передача крутящего момента без проскальзывания (без потерь).
  3. Компенсация вибраций и нагрузок от неравномерности работы двигателя.
  4. Снижение нагрузок на элементы двигателя и трансмиссии.

Элементы муфты сцепления

Стандартная муфта сцепления, применяющаяся на большинстве автомобилей с механической коробкой передач, включает следующие основные элементы:

  • Маховик двигателя – ведущий диск.
  • Ведомый диск сцепления.
  • Корзина сцепления – нажимной диск.
  • Выжимной подшипник сцепления.
  • Муфта выключения сцепления.
  • Вилка сцепления.
  • Привод сцепления.

На ведомый диск сцепления с обеих сторон установлены фрикционные накладки. Его функция – передача крутящего момента за счет силы трения. Встроенный в корпус диска пружинный демпфер крутильных колебаний смягчает соединение с маховиком и гасит вибрации и нагрузки от неравномерности работы двигателя.

Схема расположения диска сцепления, корзины и выжимного подшипника с муфтой выключения

Нажимной диск и диафрагменная пружина, воздействующие на ведомый диск сцепления, в сборе представляют собой единый узел, получивший название “корзина сцепления”. Ведомый диск сцепления расположен между корзиной и маховиком и соединен с первичным валом коробки передач с помощью шлицев, по которым он может перемещаться.

Диафрагменная пружина корзины может быть либо нажимного, либо вытяжного принципа действия. Отличие – в направлении приложения усилия от привода сцепления: к маховику или от маховика. Особенность конструкции пружины вытяжного действия позволяет использовать корзину, толщина которой значительно меньше. Это делает узел максимально компактным.

Принцип работы

Принцип работы сцепления основан на жестком соединении ведомого диска сцепления и маховика двигателя за счет возникающей силы трения от усилия, которое создает диафрагменная пружина. Сцепление имеет два режима: «включено» и «выключено». Основное время работы ведомый диск прижат к маховику. Крутящий момент от маховика передаётся ведомому диску, а от него через шлицевое соединение на первичный вал коробки передач.

Схема работы диафрагменной пружины

Для выключения муфты водитель нажимает на педаль, которая соединена с вилкой механическим или гидравлическим приводом. Вилка перемещает выжимной подшипник, который, нажимая на концы лепестков диафрагменной пружины, прекращает её давление на нажимной диск, а он, в свою очередь, освобождает ведомый. В этот момент двигатель разъединен с трансмиссией.

После включения нужной передачи в коробке передач водитель отпускает педаль сцепления, вилка перестаёт воздействовать на выжимной подшипник, а тот на пружину. Нажимной диск прижимает ведомый к маховику. Двигатель соединен с трансмиссией.

Виды сцепления

Сухое сцепление

Принцип действия сцепления данного типа основан на силе трения, возникающей при взаимодействии сухих поверхностей: ведущего, ведомого и нажимного дисков. Это обеспечивает жесткую связь двигателя и коробки передач. Сухое однодисковое сцепление – самый распространенный вид, использующийся на основной массе автомобилей с механической КПП.

Мокрое сцепление

Данный вид сцепления предполагает работу трущихся поверхностей в масляной ванне. По сравнению с сухой, такая схема обеспечивает более плавное соприкосновения дисков; узел эффективнее охлаждается за счет циркуляции жидкости и может передавать больший момент на трансмиссию.

Читайте также  Основные особенности всесезонных шин

Двойное сцепление мокрого типа

Мокрая схема обычно применяется на современных роботизированных КПП с двойным сцеплением. Особенность работы такого сцепления заключается в том, что на четные и нечетные передачи КПП подается крутящий момент от отдельных ведомых дисков. Привод сцепления – гидравлический, управляемый электроникой. Переключение скоростей происходит при постоянной передаче крутящего момента на трансмиссию без разрыва потока мощности. Данная конструкция является более дорогой и сложной в производстве.

Сухое двухдисковое сцепление

Сухое двухдисковое сцепление предполагает наличие двух ведомых дисков и промежуточной проставки между ними. Данная схема способна передать больше крутящего момента при тех же размерах механизма сцепления. Сама по себе она проще в производстве по сравнению с мокрой. Обычно применяется на грузовиках и легковых автомобилях с особо мощными двигателями.

Сцепление двухмассового маховика

Двухмассовый маховик состоит из двух частей. Одна из них связана с двигателем, вторая – с ведомым диском. Обе составляющие маховика имеют небольшой свободный ход относительно друг друга в плоскости вращения и соединены пружинами между собой.

Схема двухмассового маховика

Особенностью сцепления двухмассового маховика является отсутствие пружинного демпфера крутильных колебаний в ведомом диске. Функция гашения колебаний заложена в конструкцию маховика. Помимо передачи крутящего момента он максимально эффективно сглаживает вибрации и нагрузки, возникающие от неравномерности работы двигателя.

Ресурс сцепления

Ресурс сцепления главным образом зависит от условий эксплуатации автомобиля, а также от стиля езды водителя. В среднем, срок службы сцепления может доходить до 100-150 тысяч километров пробега. В результате естественного износа, возникающего в момент соприкосновения дисков, фрикционные поверхности изнашиваются и требуют замены. Основная причина – проскальзывание дисков.

Двухдисковое сцепление обладает большим ресурсом за счет увеличенного числа рабочих поверхностей. Выжимной подшипник сцепления задействуется при каждом разрыве соединения двигателя и коробки передач. Со временем в подшипнике вырабатывается и теряет свойства вся смазка, в следствие чего он перегревается и выходит из строя.

Особенности керамического сцепления

Ресурс сцепления и эффективность его работы на пределе нагрузок зависит и от свойств материала, обеспечивающего зацепление дисков. Стандартный состав накладок дисков сцепления большинства автомобилей включает спрессованную смесь стеклянных и металлических волокон, смолы и каучука. Поскольку принцип работы сцепления базируется на силе трения, фрикционные накладки ведомого диска рассчитаны на работу при высоких температурах, доходящих до 300-400 градусов Цельсия.

Диск сцепления с керамическими фрикционными накладками

В мощных спортивных автомобилях нагрузки на сцепление намного превышают обычные нормы. Для некоторых трансмиссий может применяться керамическое и металлокерамическое сцепление. В состав материала таких накладок входит керамика и кевлар. Металлокерамический фрикционный материал менее подвержен износу и выдерживает нагрев до 600 градусов без потери рабочих качеств.

Производители используют различные конструкции муфты сцепления, оптимальные для определенного автомобиля, исходя из его назначения и стоимости. Сухое однодисковое сцепление остается достаточно эффективной и недорогой в изготовлении конструкцией. Данная схема широко применяется на легковых автомобилях бюджетного и среднего классов, а также на внедорожниках и грузовиках.

Комплект сцепления: виды и принцип работы

Сцепление автомобиля служит для плавного соединения коленвала двигателя с валом коробки передач для того, чтобы передать крутящий момент дальше по трансмиссии на колеса.
А почему возникает необходимость такого плавного соединения? — Дело в том, что двигатель, который является источником движения и крутящего момента для автомобиля имеет определенную частоту вращения. И эта частота оборотов двигателя намного больше чем та, которая нужна для вращения колес. Значит нужно понизить обороты в связке двигатель-колеса. Для этой цели служит коробка перемены передач (КПП). А вот для того чтобы плавно соединить КПП с двигателем, или наоборот совсем отсоединить КПП от двигателя используется сцепление.

Виды сцепления

Существует несколько типов сцепления: механическое (фрикционное), электрическое, гидравлическое, а также их комбинации.
Все сцепления схожи по принципу работы, по сути являются механическими с различными модификациями отвечающих заданным условиям комфорта и эксплуатации.
Конструктивно сцепление состоит из нескольких элементов, сочетания которых определяет тип сцепления:

    • одно и двухпоточное. На легковых автомобилях применяют однопоточное сцепление. двухпоточное используется на тракторах и спецтехнике для вращения вала отбора мощности;
    • по трению: мокрое (в масле) и сухое (в воздушной среде);
    • постоянно замкнутое (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.

В настоящее время чаще всего на автомобилях встречается однодисковое сцепление сухого типа.

Конструктивные особенности и принцип работы

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

Электромагнитный тип сцепления можно понять из принципа работы электромуфты вентилятора.

Гидравлический тип сцепления наиболее часто используется в связке с АКПП.

Механический тип сцепления рассмотрим ниже.

Типы привода сцепления

Механизмом сцепления нужно управлять, чтобы подключение/отключение трансмиссии от двигателя происходило в нужный момент. Для управления сцеплением есть разные конструкции: Механические, Гидравлические, Пневматические и Электрические.

Механический привод сцепления широко использовался в начале и в середине 20 века. Основное его преимущество — дешевизна и простота. А минусом является большое количество трущихся деталей, которые могут выйти из строя.

Принцип действия механического привода прост: при нажатии на педаль с помощью рычажной передачи трос натягивается и тянет за собой вилку выключения сцепления, которая через муфту и подшипник сжимает пружину — сцепление выключается. Возврат педали производится пружиной. Регулировка свободного хода педали, а также компенсация износа фрикционных накладок на дисках производится с помощью регулировочной гайки, расположенной на конце троса.


Механический привод выключения сцепления

Гидравлический привод сцепления пришел на смену механическому.
В гидравлическом приводе сцепления используется принцип передачи усилия с помощью несжимаемой жидкости. Устройство привода не очень сложное. Состав привода: Педаль сцепления, Главный цилиндр, Рабочий цилиндр, Магистраль гидропривода и Бачок с рабочей жидкостью.


Гидропpивод выключения сцепления автомобилей семейства УАЗ–31512:
1 – кpышка; 2 – фильтp-сетка; 3 – бачок; 4 – гидpотpубка; 5 – главный цилиндp пpивода сцепления; 6 – пеpепускное отвеpстие; 7 – компенсационное отвеpстие; 8 – шайба; 9,18,21,26 – пpужины; 10 – внутpенняя манжета; 11 – штуцеp; 12 – поpшень главного цилиндpа; 13 – наpужная манжета; 14 – защитный колпак; 15 – толкатель главного цилиндpа; 16 – ось педали; 17 – вилка; 19 – педаль; 20 – муфта; 22 – шаpовая опоpа; 23 – вилка выключения сцепления; 24 – гидpошланг; 25 – pабочий цилиндp; 27 – колпачок; 28 – пеpепускной клапан; 29 – манжета; 30 – поpшень pабочего цилиндpа; 31 – толкатель; 32 – колпак; 33 – контpгайка; 34 – ввеpтная часть толкателя


Гидpопpивод выключения сцепления автомобилей семейства УАЗ–3741:
1 – бачок; 2 – главный цилиндp; 3, 5 – гидpотрубки; 4 – соединительная муфта; 6 – педаль; 7 – гидpошланг; 8 – pабочий цилиндp; 9 – пружина

На некоторых автомобилях применяется вакуумный либо пневматический усилитель привода. Его установка облегчает управление автомобилем.

Конструкция механического сцепления


Сцепление автомобилей УАЗ–469:
1 – нижняя часть каpтеpа сцепления; 2 – маховик; 3 – ведомый диск; 4 – нажимной диск; 5 – пеpедний подшипник; 6 – коленчатый вал; 7 – первичный вал; 8 – игольчатый подшипник; 9 – каpтеp сцепления; 10 – палец оттяжного pычага; 11 – оттяжной pычаг; 12 – ось оттяжного рычага; 13 – pолик оттяжного pычага; 14 – вилка оттяжного pычага; 15 – pегулиpовочный винт; 16 – оттяжная пpужина муфты; 17 – муфта выключения сцепления; 18 – подшипник выключения сцепления; 19 – нажимная пpужина; 20 – кожух сцепления; 21 – теплоизолиpующая шайба; 22 – пробка; 23 – шланг смазки подшипника; 24 – кронштейн масленки; 25 – корпус масленки; 26 – крышка масленки; 27 – зубчатая шайба

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

Маховик болтами крепится к коленвалу мотора. Он используется в качестве ведущего диска.
Сейчас распространено использование двухмассового маховика, 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.


Нажимной диск с установленными pычагами выключения сцепления

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


Ведомый диск сцепления:
1 – фрикционные накладки; 2 – заклепки; 3 – пpужина ведомого диска; 4 – стальной диск; 5 – демпфеpная пpужина; 6 – ступица; 7 – фpикционные кольца; 8 – pегулиpовочные кольца; 9 – ведомый диск; 10 – упоpный палец; 11 – балансиpовочный гpузик

Конструкция ведомого диска сцепления более подробно:

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.

Читайте также  Несколько полезных рекомендаций по продаже автомобиля

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


Выжимной подшипник

Принцип работы механического сцепления

К коленвалу двигателя крепится маховик и выполняет функцию ведущего диска. К маховику прикреплен «бутерброд», собранный в корзину, из нажимного и ведомого диска (ведомый диск соединен с КПП). Нажимной диск придавлен диафрагментарной пружиной к ведомому диску (с фрикционными накладками), а тот к маховику. Таким образом крутящий момент посредством силы трения передается на КПП.

Чтобы выключить передачу крутящего момента надо разъединить (выключить) сцепление маховика с ведомым диском. Для этого нужно нажать на диафрагменную пружину и отвести нажимной диск от ведомого. Делается это посредством выжимного подшипника и привода сцепления.

Виды фрикционных накладок

Органика — Фрикционный материал, который применяется на 95% всех типов используемых на сегодняшний день сцеплений. Органические накладки дешевы и неприхотливы. Именно по этим причинам они используются автомобильными производителями для авто ориентированных на комфортную повседневную эксплуатацию. Многие тюнинговые бренды сцеплений имеют в своей линейке усиленную органику, которая отличается от заводской более качественными составляющими фрикционного материала, термостойкость которого не превышает 250°С. Но усиленными данные сцепления можно назвать не столько из-за более качественного состава, а скорее из-за того, что в комплект входит корзина с повышенной прижимной силой.

FiberTuff — Новый инновационный фрикционный материал, накладки которого состоят из смеси керамического наполнителя, углеродного волокна и кевлара, разработанные как износостойкая, высокопрочная и стойкая к высоким рабочим температурам альтернатива органическим накладкам. По фрикционным качествам, накладки FiberTuff очень похожи на органические накладки. Но способны выдерживать на 10-15% больше крутящего момента, чем органика (без увеличения прижимной силы). Срок службы данного состава превосходит органический в 2-4 раза. Термостойкость увеличена до 400°С. При использовании данного сцепления, отмечается улучшение четкости включения сцепления.

Kevlar — фрикционные накладки изготовленные из кевларового волокна — полимерного материала, пришедшего в автомобилестроение из авиакосмической промышленности. Кевлар применяется также для изготовления бронежилетов и кузовов суперкаров, вроде Ferrari Enzo — деталей весьма прочных и очень легких. Кевларовые сцепления обладают износостойкостью, в 5-10 раз превышающей органические накладки. Они обладают повышенной жаропрочностью и не изнашивают рабочие поверхности маховиков и прижимных дисков. Но при установке требуют грамотного монтажа — накладки очень чувствительны к чистоте и качеству установки , а затем требуется деликатная обкатка в течение минимум 1000 км. Термостойкость кевларовых накладок достигает 370°С. Диск сцепления с такими накладками хорошо подходит для продолжительной жесткой эксплуатации машины.

Металлокерамика — бывает разная: алюминиевая, чугунная, медная. В большинстве производимых сцеплений применяют металлокерамические накладки, изготовленные на медной основе. Диски сцепления с этими накладками обладают высоким коэффициентом трения и выдерживают весьма высокие температурные режимы (до 600°С). Они очень популярны в автоспорте и тюнинге, поскольку при равных размерах диска передаваемый крутящий момент может возрасти вдвое. Недостаток таких накладок — их агрессивность к сопряженным деталям. Они относительно быстро изнашивают поверхности трения маховика и прижимного диска корзины. Поэтому рекомендованы для использования только на спортивных и гоночных автомобилях.

Carbon — сцепления на базе углеродных композитов. Главная особенность в том, что прижимной и ведомый диски, а также сопряженная поверхность маховика выполнены из углерода. Он обеспечивает необходимый коэффициент трения (поскольку коэффициент трения углерода по чугуну очень низкий) и максимальную износостойкость. Этот механизм обладает неимоверным температурным пределом (2500°С). Долговечность в 5 раз выше «органики». Единственный недостаток — высокая стоимость.

Сцепление: виды и принцип работы

Автомобиль без сцепления работать не может. Принцип работы данного устройства у различных марок автомобилей одинаков, но каждый комплект сцепления и каждое сцепление в сборе имеют свои особенности.

  1. Комплект сцепления: модификация имеет значение
  2. Роботизированная КПП (АКПП)
  3. Механическая система привода
  4. Гидравлическая система
  5. Специальные виды
  6. Усилитель

Комплект сцепления: модификация имеет значение

Сцепление в сборе (узел), состоящее из нажимного диска, выжимного подшипника, ведомого диска, вилки привода, системы привода и педали выключения, по своему устройству можно разделить на несколько видов:

  1. Многодисковое и однодисковое – по количеству ведомых дисков;
  2. Сухое и влажное – по среде работы;
  3. Гидравлическое, механическое и электрическое (АКПП) – по приводу в действие;
  4. С усилителем (ПГУ) и без.

Роботизированная КПП (АКПП)

РКПП собрана по принципу механической коробки передач, но имеет свои особенности – два ведущих вала, каждый из которых имеет свое сцепление. Также в состав РКПП входит актуатор, предназначенный для передвижения синхронизаторов КПП. Таким образом, актуатор это гидравлический или электрический сервопривод.

Механическая система привода

Механический привод встречается в основном на легковых автомобилях с силовыми агрегатами малой мощности. Данный привод довольно дешев и прост в производстве и ремонте. Он включает в себя следующие конструктивные элементы:

  • Педаль;
  • Трос;
  • Вилка;
  • Картер;
  • Муфта;
  • Устройство регулирования;
  • Выжимной подшипник.

Главным в этой «коалиции» является тросик, который после нажатия на педаль, воздействует на рычажное устройство (вилка). В силу этого в действие приводится выжимной подшипник, и сцепление выключается. Можно купить данное сцепление в сборе или приобрести ремкомплект.

Гидравлическая система

Гидравлический привод более сложен в устройстве, поэтому лучше менять все сцепление в сборе, и имеет следующие элементы:

  • Вилка;
  • Педаль;
  • Муфта;
  • Рабочий и главный цилиндр;
  • Гидравлическая магистраль;
  • Картер;
  • Бачок для жидкости.

Внимание. Последние четыре элемента заменяют в приводе гибкий тросик сцепления, минимизируя возникновение неполадок (тросик подвержен износу и поломкам).

Главный цилиндр соединен с педальным злом штоком, с регулируемой конструкцией. Картер сцепления является местом расположения рабочего цилиндра, связанного штоком с рычажным механизмом. Данный комплект сцепления работает по принципу действия гидравлической тормозной системы.

Совет. Меняя сцепление в сборе, вы избежите возможных проблем в будущем. А выбирая модель не имеющую в составе тросик, вы можете быть спокойны за эксплуатацию трансмиссии. Если же нет возможности купить сцепление в сборе, можно временно реанимировать свой автомобиль ремкомплектами.

Специальные виды

На сегодняшний день помимо привычных для всех видов трансмиссии имеются и более редкие, такие как двойное и керамическое сцепление.

На спортивных и грузовых машинах используется керамическое сцепление, имеющее высокий коэффициент трения. Керамическое сцепление непригодно для использования на обычных автомобилях, так как ее резкое «схватывание» допустимо только при высоких нагрузках. Но при этом нагрузка на водителя практически не поступает, так как работу облегчает ПГУ.

На протяжении нескольких лет в производстве традиционных авто стали использовать и двойное сцепление. Стоит отметить, что на спортивных марках двойное сцепление в сборе успешно используется уже не один десяток лет. Принцип ее работы таков:

  • Одно отвечает за работу четных передач;
  • Второе – за работу нечетных;
  • Педаль отсутствует;
  • Отсутствует трос;
  • Имеется сцепная муфта;
  • Управление происходит с помощью гидравлики и сложной электроники.

Специалисты уже сейчас называют двойное сцепление трансмиссией будущего. А к такой особенности, как двойной выжим педали, автовладелец быстро привыкает.

Хотя в комплект сцепления могут входить различные составляющие, основные элементы остаются схожими.

  • Нажимной диск является частью самого главного элемента узла – корзины, включающей в себя кожух и диафрагменную пружину. Именно за счет него происходит соединение маховика и ведомого диска. Нажимной диск и кожух соединены пластичными пружинами, играющими возвратную роль при выключении сцепления и называющимися тангенциальными.
  • Фрикционные накладки могут быть изготовлены из керамики, кевларовых нитей и прочих материалов. Крепятся они, как и муфта, при помощи клепок.
  • Выжимной подшипник крепится не на вал, хотя и расположен на нем, а на кожух. Он приводит в действие вилку, которая в свою очередь нажимает на оправку подшипника.
  • Муфта служит для плавного разъединения и соединения выходного и входного вала. Именно муфта отвечает за передачу энергии без потерь.
  • Трос является неотъемлемой частью механической КПП. Педаль и трос соединяются между собой, оказывая воздействие на все устройство сцепления автомобиля.

Усилитель

ПГУ сцепления устанавливается обычно на тяжелой технике, в которой по-прежнему используется механический принцип работы трансмиссии, в состав которой входит трос сцепления. Основным принципом ее работы является наличие в системе сжатого воздуха. ПГУ сцепления при нажатии на педаль выдавливает не только тормозную жидкость, но и 8-10 атм. воздуха. Поэтому основной задачей ПГУ является облегчение жизни автовладельца.

Внимание. В силу больших нагрузок ПГУ может выйти из строя. Основным признаком поломки ПГУ, является подтекание жидкости. Если вами была замечена подобная проблема, то на это может быть несколько причин – бракованная ПГУ, неправильная регулировка или чрезмерные нагрузки. Стандартный комплект сцепления обычно не содержит гидроусилителя.

Покупая сцепление в сборе, вы не только экономите средства, но и выигрываете время до следующего ремонта главного узла трансмиссии. Сцепление в сборе является гарантом беззаботной езды на протяжении многих месяцев.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: