К какой системе относится сцепление. Устройство и принцип работы сцепления автомобиля. Как работает механический привод сцепления

Дата написания: 24.07.2023

Время на чтение: 23 минут

Сцепление - неотъемлемая часть любого современного автомобиля. Именно этот узел принимает на себя все колоссальные нагрузки и удары. Особенно испытывают устройства на автомобилях с механической КПП. Как вы уже поняли, в сегодняшней статье мы рассмотрим принцип работы сцепления, его конструкцию и назначение.

Характеристика элемента

Сцепление представляет собой силовую муфту, которая осуществляет передачу крутящего момента между двумя основными составляющими автомобиля: двигателем и коробкой передач. Состоит оно из нескольких дисков. В зависимости от типа передачи усилий данные муфты могут быть гидравлическими, фрикционными или же электромагнитными.

Назначение

Автоматическое сцепление предназначено для временного отсоединения трансмиссии от двигателя и плавной их притирки. Необходимость в ней возникает по мере того, как начинается движение. Временное разъединение мотора и КПП нужно и при последующем переключении скоростей, а также при резком торможении и остановке транспортного средства.

Во время движения машины система сцепления находится по большей части во включенном состоянии. В это время она передает мощность от двигателя к коробке переключения передач, а также предохраняет механизмы КПП от различных динамических нагрузок. Тех, которые возникают в трансмиссии. Таким образом, нагрузки на нее возрастают по мере торможения двигателя, при резком включении сцепления, снижении частоты оборотов коленвала либо при наезде транспортного средства на неровности дорожного полотна (ямы, выбоины и так далее).

Классификация по связи ведущих и ведомых частей

Сцепление классифицируют по нескольким признакам. По связи ведущих и ведомых частей принято различать следующие типы устройств:

Фрикционные.
Гидравлические.
Электромагнитные.

По типу создания нажимных усилий

По данному признаку различают типы сцепления:

С центральной пружиной.
Центробежные.
С периферийными пружинами.
Полуцентробежные.

По количеству ведомых валов системы бывают одно-, двух- и многодисковые.

По типу привода

Механический.
Гидравлический.

Все вышеуказанные типы сцеплений (за исключением центробежных) являются замкнутыми, то есть постоянно выключенными или включенными водителем при переключении скоростей, остановке и торможении транспортного средства.

На данный момент большую популярность обрели системы фрикционного типа. Такие узлы используются как на легковых, так и на грузовых автомобиля, а также на автобусах малого, среднего и большого класса.

2-дисковые сцепления используются только на крупнотоннажных тягачах. Также они устанавливаются на автобусы большой вместимости. Многодисковые же практически не применяются автопроизводителями в данный момент. Раньше они использовались на большегрузах. Также стоит отметить, что гидромуфты в качестве отдельного узла на современных машинах не применятся. До недавнего времени они использовались в коробках автомобилей, однако только совместно с последовательно установленным фрикционным элементом.

Что касается электромагнитных сцеплений, то они на сегодняшний день не получили широкого распространения в мире. Связано это со сложностью их конструкции и с дорогостоящим обслуживанием.

Принцип работы сцепления с механическим приводом

Стоит отметить, что данный узел имеет одинаковый принцип работы вне зависимости от количества ведомых валов и типа создания нажимных усилий. Исключение составляет тип привода. Напомним, он бывает механическим и гидравлическим. И сейчас мы рассмотрим принцип работы сцепления с механическим приводом.

Как же действует данный узел? В рабочем состоянии, когда педаль сцепления не затронута, ведомый диск зажат между нажимным и маховиком. В это время передача крутящих усилий на вал производится за счет силы трения. Когда водитель нажимает ногой на педаль, трос сцепления перемещается в корзине. Далее рычаг поворачивается относительно своего места крепления. После этого свободный конец вилки начинает давить на выжимной подшипник. Последний, перемещаясь к маховику, - давить на пластины, которые отодвигают нажимной диск. В данный момент ведомый элемент освобождается от прижимающих усилий и таким образом происходит отсоединение сцепления.

Далее водитель свободно производит переключение передачи и начинает плавно отпускать педаль сцепления. После этого система вновь включает в связь ведомый диск с маховиком. По мере отпускания педали сцепление включается, происходит притирка валов. Через некоторое время (пару секунд) узел в полной мере начинает передавать крутящий момент на двигатель.

Последний через маховик осуществляет привод на колеса. Стоит отметить, что трос сцепления присутствует только на узлах с механическим приводом. Нюансы конструкции другой системы мы опишем в следующем разделе.

Принцип работы сцепления с гидравлическим приводом

Здесь, в отличие от первого случая, усилие от педали к механизму передается посредством жидкости. Последняя содержится в специальных трубопроводах и цилиндрах. Устройство данного типа сцепления несколько отличается от механического. На шлицевом конце ведущего вала трансмиссии и стального кожуха, закрепленного к маховику, устанавливается 1 ведомый диск.

Внутри кожуха есть пружина с радиальным лепестком. Она служит выжимным рычагом. Управляющая педаль при этом подвешивается на оси к кронштейну кузова. К ней также прикреплен толкатель главного цилиндра на После того как происходит выключение узла и переключение передачи, пружина с радиальными лепестками возвращает педаль в исходное положение. Кстати, схема сцепления представлена на фото справа.

Но это еще не все. В конструкции узла присутствует как главный, так и рабочий цилиндр сцепления. По своей конструкции оба элемента очень схожи между собой. Оба состоят из корпуса, внутри которого присутствует поршень и специальный толкатель. Как только водитель нажимает педаль, задействуется Здесь при помощи толкателя поршень перемещается вперед, благодаря чему давление внутри увеличивается. Последующее его передвижение приводит к тому, что жидкость проникает в рабочий цилиндр через нагнетательный канал. Так вот, благодаря воздействию толкателя на вилку и происходит выключение узла. В то время, когда водитель начинает отпускать педаль, рабочая жидкость поступает обратно. Это действие приводит к включению сцепления. Данный процесс можно описать так. Сначала открывается обратный клапан, который сжимает пружину. Далее идет возврат жидкости из рабочего цилиндра в главный. Как только давление в нем становится меньше усилия нажатия пружины, клапан закрывается, а в системе образуется жидкости. Так происходит нивелирование всех зазоров, которые находятся в определенной части системы.

В чем отличие двух приводов?

Основное преимущество систем с механическим приводом заключается в простоте конструкции и неприхотливости в обслуживании. Однако в отличие от своих аналогов они имеют меньший коэффициент полезного действия.

Гидравлическое сцепление (фото его представлено ниже), благодаря высокой производительности, обеспечивает более плавное включение и выключение узлов.

Однако такой тип узлов гораздо сложнее по своей конструкции, из-за чего они менее надежны в работе, более прихотливы и затратны в обслуживании.

Требование к сцеплениям

Один из главных показателей данного узла - высокая способность к передаче усилий крутящего момента. Для оценки этого фактора используется такое понятие, как «величина коэффициента запаса сцепления».

Но, кроме основных показателей, которые касаются каждого узла машины, к данной системе предъявляется целый ряд других требований, среди которых следует отметить:

Плавность включения. При эксплуатации автомобиля данный параметр обеспечивается квалифицированным управлением элементами. Однако некоторые детали конструкции предназначены для увеличения степени плавного включения узла сцепления даже при минимальной квалификации водителя.
«Чистота» выключения. Данный параметр подразумевает полное выключение, при котором усилия крутящего момента на выходном валу соответствуют нулевому или близкому к нему значению.
Надежная передача мощности от трансмиссии к двигателю при любых режимах работы и эксплуатации. Иногда при заниженном значении коэффициента запаса сцепление начинает пробуксовывать. Что приводит к повышенному его нагреву и износу деталей механизма. Чем выше данный коэффициент, тем больше масса и размеры узла. Чаще всего это значение составляет порядка 1.4-1.6 для и 1.6-2 для грузовиков и автобусов.
Удобство управления. Данное требование является обобщенным для всех органов управления транспортного средства и конкретизируется в виде характеристики хода педали и степени усилий, требуемых для полного отключения сцепления. На данный момент в России действует ограничение в 150 и 250 Н для автомобилей с усилителями привода и без них соответственно. Сам ход педали зачастую не превышает отметки 16 сантиметров.

Заключение

Итак, мы рассмотрели устройство и принцип работы сцепления. Как видите, данный узел имеет большое значение для автомобиля. От его работоспособности зависит исправность всего транспортного средства. Поэтому не следует рвать сцепление, резко убирая ногу с педали при движении. Чтобы максимально сохранить детали узла, необходимо плавно отпускать педаль и не практиковать длительных выключений системы. Так вы обеспечите долгую и надежную работу всех ее элементов.

Сегодня трудно представить автомобиль, чья коробка передач была бы напрямую подсоединена к двигателю. При такой конфигурации трогаться с места авто будет рывками, переключение передачи станет невозможным, а для остановки будет необходимо полностью отключить двигатель. При такой работе срок службы коробки передач сократится до нескольких дней или еще сильнее. На двигатель же (ДВС) подобного рода перегрузки тоже окажут сильное влияние: его ресурс сократится в несколько раз. В данной статье мы рассмотрим принцип работы сцепления, а также его классификацию и конструкцию.

Назначение сцепления

Основная цель которой служит сцепление, зачем нужно – плавное соединение вала коробки передач и маховика двигателя внутреннего сгорания в моменты начала движения и переключения передачи. Говоря простым языком, работа сцепления заключается в роли выключателя крутящего момента. Кроме того, оно способно уберечь от перегрузки и механических повреждений трансмиссию в случае резкого торможения.

Виды

Системы сцепления различаются по следующим признакам:

по количеству ведомых дисков (однодисковые и многодисковые). Первые имеют большее распространение.
по среде работы (сухие и влажные). Первые являются самыми популярными и распространенными. Влажной система называется тогда, когда элементы находятся в масляной ванне.
по приводу в действие механизма (механические, электрические, гидравлические, комбинированные).
по типу нажатия на прижимной диск (с центральной диафрагмой, с круговым расположением пружин).

Состав узла сцепления

Нажимной диск

Данный элемент, получивший простонародное название «корзина», является основанием выпуклой округлой формы. Выжимные пружины имеют соединение с прижимной площадкой (также округлой).

Ведомый диск

Также имеет округлую форму, конструкция же его состоит из следующих компонентов: основание, шлицевая муфта, фрикционные накладки, демпферные пружины. Последние расположены вокруг муфты и служат цели гашения вибраций. В основу состава фрикционных накладок входит углепластиковый композит, к тому же они могут быть выполнены из керамики, кевлара и т.д. Присоединяются они к основанию с помощью специальных заклепок.

Выжимной подшипник

Одна из его сторон представляет собой нажимную площадку округлой формы. Располагается на первичном валу, выступающем из коробки передач, и крепится на защитном кожухе вала. Вилкой привода подшипник приводится в действие вследствие нажатия на оправку последнего. Принцип работы подшипника может быть либо оттягивающий, либо нажимной.

Система привода

Она может быть механической, электрической и гидравлической.

В механической системе усилие, оказываемое нажатием на педаль, передается на выжимную вилку тросом, находящимся внутри кожуха.
В состав электрической системы входит электромотор, к которому подсоединен трос и включающийся нажатием на педаль.
Гидравлическая система состоит из главного и рабочего цилиндров, соединенных между собой трубкой высокого давления. Давление на педаль включает в работу шток главного цилиндра, на конце которого располагается специальный поршень. Последний нажимает на тормозную жидкость, создавая давление, передающееся к рабочему цилиндру по трубке. Конструкция рабочего цилиндра аналогична: также имеются шток и поршень. Из-за давления поршень толкает шток, который нажимает на выжимную вилку.

Педаль сцепления

Она располагается возле педалей газа и тормоза, находится всегда слева. В машинах с автоматической коробкой передач этот элемент отсутствует, но сам механизм сцепления имеет место быть.

Принцип работы

Как работает сцепление? Рассмотрим самый популярный на сегодня вариант – постоянно включенное однодисковое сцепление (сухое). Принцип работы сцепления автомобиля заключается в крепком сжатии поверхностей маховика, прижимной поверхности и накладок диска.

Однодисковое, сухое

Благодаря выжимным пружинам, в положении работы нажимной диск очень крепко прижат к диску сцепления, тем самым прижимая его к маховику. В муфту входит первичный вал, крутящий момент на который передается от диска сцепления.
Нажатие активирует работу системы привода: на выжимные трубы нажимает подшипник, а рабочая поверхность «корзины» отделяется от диска сцепления. В результате освобождения диска, первичный вал перестает вращаться, хотя двигатель все еще находится в заведенном состоянии.

Двухдисковое

Как оно работает в случае двухдисковой системы? «Корзина» имеет уже две рабочие поверхности, следовательно и дисков сцепления тоже два. Ограничительные втулки и система регулирования нажатия располагаются между поверхностями ведущего диска. Сам же процесс разъединения вала и маховика полностью аналогичен однодисковому варианту.
Что же касается АКПП, то там чаще всего применяется многодисковое влажное сцепление. Так как педаль отсутствует, выжим обеспечивается сервоприводом, известным также как актуатор.

Сервоприводы делятся на несколько видов: электрические, шаговые и гидравлические. Управляются они или электронным блоком, или гидравлическим распределителем (в зависимости от типа).
Кроме этого, уже созданы роботизированные коробки передач , в которых используются сразу два сцепления, работающие по очереди.

Многие автомобилисты имеют лишь поверхностное понятие о том, как функционирует сцепление автомобиля. Некоторые считают, что своими силами изучить этот вопрос детальнее маловероятно. Конечно, зубья, шестерёнки и пружины мудрены для восприятия «молодых» автомобилистов, поэтому мы решили помочь в таком деле и описать суть действия сцепления в максимально простой форме.

Назначение

Сцепление, или соединительная муфта, является неотъемлемой составляющей любого автотранспорта. Именно это устройство берёт на себя ключевые нагрузки и удары. Узел представляет собой силовое зажимное устройство, которое передаёт вращательный импульс между главными частями автомобиля: трансмиссией и двигателем. Сформирован узел из небольшого количества дисков.

Автосцепление направлено на временное отделение коробки скоростей от двигателя и мягкого их подключения. Необходимость плавности притирки появляется во время хода авто. Переходное отсоединение движка и коробки переключения передач (КПП) важно и при дальнейшем переключении скоростного режима, и при немедленном торможении или остановке авто.

Важно! Нагрузка на сцепление возрастает во время затормаживания, при резком его включении, а также при наезде авто на неровность дорожного полотна.

Во время хода транспортного средства система соединительной муфты в основном находится во включённом положении. Она служит передатчиком мощности от движка к КПП, а также защищает детали последнего от разнообразных интенсивных действий, которые образуются в трансмиссии.

Классификация

Сцепление систематизируют по нескольким функциональным устройствам.

По связи ведущих и ведомых частей

По контакту пассивных и активных элементов различают такие категории узлов:

Важно! По причине сложности устройства электромагнитная и гидравлическая муфты не заработали повсеместного применения.

По типу создания

центробежные;
частично центробежные;
с основной пружиной;
с периферийными спиралями.

По числу руководимых валов выделяют:

По типу привода

По разряду привода сцепления классифицируют на:

Знаете ли вы? В авто с автоматической КПП педаль сцепления отсутствует. Но это означает только то, что соединительная муфта работает без участия человека.

Существует и электромагнитный тип соединительной муфты, но сегодня он практически не используется в машиностроении ввиду дорогостоящего обслуживания.

Как устроено

Чтобы понять, как работает соединительная муфта, следует хотя бы знать, как она выглядит и какова её конструкция. Выражаясь простым языком, описать строение этого узла можно так: все его элементы собраны в картер, который также соединяется с картером мотора. В широком смысле состав соединительной муфты можно описать так:

диски с фрикционным веществом;
нажимная сцепка;
ведущий диск (он же - корзина сцепления);
вилка;
выжимной подшипниковый узел;
вал КПП;
вал педали.

Ключевыми рабочими элементами узла являются подчинённый и главный диски, которые либо притягиваются друг к другу, либо отталкиваются под воздействием привода. Нажимной диск - это громоздкий, широкий круг, который плотно закреплён в кожухе и не контактирует с валом КПП.

Конструкция сцепления автомобиля

Ведомый же элемент намного уже и находится на углублениях вала КПП, которые, в свою очередь, создают условия для его жёсткой сцепки и позволяют ему перемещаться вдоль вала. При эксплуатации оба этих диска под нажимом пружин и выжимной опоры тесно соединяются и поставляют крутящий импульс от двигателя на первичный вал.

Важно! Сцепление не требует особого обслуживания. Достаточно соблюдать рекомендации по корректному вождению.

Если их расцепить (выжать педаль сцепления), крутящийся момент обрывается, и пассивный диск, следовательно, перестаёт вращаться с валом.

Принцип работы сцепления автомобиля

Суть работы как гидравлического, так и фрикционного сцепления можно изложить так. Если соединительная муфта отпущена, то ведомый стержень зажимается между активным диском и колесом. Когда автомобилист давит на педаль газа, то в конструкции возникает трение и крутящий импульс направляется от колеса движка внутреннего сгорания на мощность авто.
Когда выжимается педаль сцепления, элементы агрегата начинают работу и взаимодействуют друг с другом. В итоге пассивный вал уходит от прижимного усилия. Чтобы обеспечить этот результат, в ход вступает тросик агрегата. На выжимной подшипниковый узел влияет вилка отключения устройства, вследствие чего подшипник движется к маховику по валу. Потом подшипниковый узел давит на планки нажимной пружины.

Знаете ли вы? Если бы не было сцепления, вождение задним ходом было бы невозможным.

Если мочки пружины агрегата сгибаются к маховику, внешний край отжимается от нажимного диска, разгружая его. Параллельно тангенциальные спирали отпускают активный диск, и крутящий импульс не передаётся.Когда водитель освобождает педаль, активный диск начинает работать с пассивным шкивом через диафрагменную пружину. Стоит также упомянуть, что этот элемент при отжиме педали также контактирует с маховиком.

Видео: принцип работы сцепления автомобиля

Тогда вращающий импульс передаётся от двигателя к КПП, за счёт созданной силы трения. Итак, мы доступно рассказали об устройстве и сути действия сцепления. Как видно, данное устройство имеет огромное значение для транспорта.

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.

Функции сцепления

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

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

Элементы муфты сцепления

Конструкция 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.

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

Элементы двухдискового сцепления

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.

Многие автовладельцы задаются вопросом, как работает сцепление, из каких элементов оно состоит, и где находится. На большей части авто, узел установлен между двигателем и коробкой передач, а его назначение - кратковременное отсоединение мотора от КПП, для плавного начала движения и переключения скорости. Но обо всем подробнее.

Как устроено сцепление?

Сцепление состоит из нескольких комплектующих:

Вилка отключения. Задача детали заключается в разжимании дисков, после нажатия на педаль сцепления.
Маховик - узел, на который передается момент вращения двигателя. Именно к нему подключена корзина, отличающаяся высокой стойкостью к нагрузке.
Диски сцепления (ведомый и нажимной, или выжимной). Эти детали тесно взаимодействуют друг с другом. Диски могут расходиться или соприкасаться, в зависимости от позиции педали.
Первичный вал «коробки» - узел, который получает момент вращения, через сцепление от двигателя автомобиля.

Назначение сцепления

Известно, что коленчатый вал мотора крутится постоянно, а колеса машины - нет. Нажатие на педаль сцепления позволяет перейти на «нейтралку», то есть разъединить двигатель и колеса. В результате, при каждой остановке транспортного средства, не нужно совершать лишних действий и глушить двигатель. В дальнейшем, сцепление работает по обратному принципу, то есть совмещает коробку передач и двигатель, постепенно приближая валы, и обеспечивая плавное начало движения.

«Сухое» сцепление

Схема сцепления различных видов авто, как правило, идентична и состоит из нескольких элементов - картера, подшипника отключения, опорной втулки вала вилки выключателя, самой вилки отключения и нажимной пружины. Также, в составе сцепления, имеется ведомый и нажимной диски, маховик, кожух, первичный вал КПП, тросик, педаль и муфта подшипника отключения. Кроме того, неизменными элементами «сухого» сцепления считается пластина, для объединения кожуха с нажимным диском, демпферная пружина, а также ступица ведомого диска.

Несмотря на общие черты в конструкции, у «сухого» узла имеется ряд особенностей. Так, некоторые производители ставят на машины разные типы сцеплений. Наиболее популярный вариант - фрикционный механизм. Его особенность в том, что передача момента вращения производится, с помощью силы трения, которая действует на ведомый и ведущий элемент конструкции. Происходит непосредственная передача усилий, между коробкой передач и двигателем автомобиля. Этот тип сцепления называется «сухим» и, как правило, монтируется на автомобили с полным приводом.

«Мокрое» сцепление

В автомобильной отрасли применяется еще один тип механизма, который называется «мокрое» сцепление. Главное отличие - присутствие между дисками смазывающей жидкости (гидротрансформаторного масла). Кроме того, в таком узле, нет жесткого сцепления между двумя типами дисков (ведущим и ведомым).

К преимуществам этого вида сцепления можно отнести большую надежность, а также защиту мотора от перегрева. Из недостатков - высокая цена, поэтому, на большей части машин, такая система не применяется.

Функции

Чтобы разобраться, как работает сцепление, важно понять его функциональную нагрузку. Как отмечалось выше, главным назначением узла является обеспечение плавного начала движения, после остановки машины. Если двигатель и КПП будут иметь жесткую связь, то после включения передачи, автомобиль дернется вперед, из-за чрезмерной мощности, передаваемой на КПП. Ошибки в применении сцепления приводят к повреждению деталей, а также к частой остановке мотора, в момент начала движения.

Сцепление работает так, чтобы обеспечить плавное увеличение момента вращения. Благодаря скольжению двух дисков (ведомого и ведущего) усилие возрастает постепенно, что гарантирует плавность и мягкость старта автомобиля.

Вторая функция сцепления - изолирование мотора от КПП, для легкого переключения скоростей, во время движения машины. В чем суть? В процессе поездки, водитель вынужден, время от времени, переходить на более низкую или высокую передачу. Включение сцепления и изолирование трансмиссии от двигателя позволяет безболезненно решить эту задачу. В ином случае, для переключения скорости, пришлось бы потратить больше усилий, с последующим износом КПП и других узлов.

Практика показала, что принудительное переключение передач (без включения сцепления) приводит к росту нагрузки на зубья шестеренок. Задача механизма сцепления - свести к минимуму эту нагрузку и упростить процесс перехода, между различными скоростями. Благодаря работе сцепления, ресурс трансмиссии значительно возрастает и снижается периодичность ее ремонта. Это важно, ведь стоимость некоторых деталей КПП очень высока.

Стоит отметить, что сцепление работает в роли гасителя нагрузок, при резком (экстренном) срабатывании тормоза. Это необходимо, когда авто резко снижает скорость, а частота вращения колес уменьшается к минимуму. Если своевременно не разделить трансмиссию и двигатель, то частота вращения сохраняется, и высок риск повреждения деталей КПП. Что касается самой защиты, в ее основе лежит работа ведомого и ведущего дисков, которые взаимодействуют между собой, с эффектом проскальзывания. Благодаря этой особенности, момент вращения максимально стабилизируется.

Принцип действия

Теперь рассмотрим, как работает сцепление. Принцип действия механизма построен на трении группы дисков, а также плотном сжатии поверхностей корзины и маховика.

Когда трансмиссия находится в рабочем состоянии, то, на диск корзины, действует выжимная пружина. Благодаря ее усилию, обеспечивается плотное прилегание диска к сцеплению и маховику. В этот момент, первичный вал входит в муфту шлицевого типа и получает момент вращения от диска сцепления.

Человек за рулем жмет на педаль и активирует выжимной подшипник, который давит на пружину. В результате, поверхность пружины отходит от диска сцепления, а первичный вал трансмиссии останавливается.

Особенности работы сцепления на АКПП

Стоит отметить, что на машинах с обычной автоматической коробкой передач механизм сцепления не предусмотрен. В свою очередь, на КПП роботизированного и кулачкового типа он присутствует. Интересно, но в кулачковых коробках-автомат сцепление необходимо только в начале движения, после чего оно не применяется.

На многих АКПП установлен многодисковый тип сцепления «мокрого» типа. Особенность механизмов в том, что срабатывание происходит не путем нажатия педали (как в автомобилях с МКПП), а посредством сервопривода или актуатора. Сегодня существует насколько видов таких устройств:

Гидравлический. Этот вид сервопривода имеет вид гидравлического цилиндра, приводимого в действие специальным гидрораспределителем.
Электрический. Здесь сервопривод выполнен в виде шагового двигателя, находящегося под управлением ЭБУ.

На авто с роботизированными коробками, применяются оба сцепления, которые работают по очереди. При срабатывании первого, для автоматического перевода скорости - второе ждет приказа, для выжима следующего механизма.

Как продлить ресурс сцепления

Работники СТО в один голос уверяют, что сцепление - наиболее износостойкий элемент, среди всех узлов машины. Если узел сделан качественно, то его ресурс достигает 200 тысяч километров и больше. Но срок службы механизма зависит не только от качества, но и от водителя, который должен знать и соблюдать определенные правила эксплуатации.

Для начала, научитесь правильно давить на педаль сцепления. Помните, что, при нажатии на рычаг, происходит включение механизма, а пружина нажимного диска создает усилие, для подвода ведомого устройства к маховику. В результате, детали плавно притираются друг с другом. Благодаря этому, диск проще проскальзывает, по отношению к маховику. При этом, последний также будет крутиться.

Теперь дайте время сцеплению, и дождитесь выравнивания оборотов. Решение этой задачи производится, путем удержания педали, в средней части свободного хода, в течение 2-3 секунд. Этого достаточно, чтобы число оборотов маховика выровнялось, со скоростью вращения диска. При этом, машина постепенно набирает ход.

Именно так сцепление работает. Но что дальше? Когда оба диска (ведомый и нажимной), а также маховик, начинают самостоятельно крутиться, без проскальзывания и с идентичной скоростью, то передача момента вращения достигает пикового значения. В этом случае, повторно отделять трансмиссию от мотора не нужно. Единственным исключением является экстренное торможение автомобиля.

Как только машина начала движение, а спидометр показывает скорость от 10 км/час и более, педаль можно отпускать. Теперь необходимо, аналогичным образом, переключиться на более высокую скорость, путем перевода селектора, вплоть до пятой скорости (если это разрешено ПДД).

Учтите важный момент . Если, в момент начала движения автомобиля, резко сбросить сцепление, то авто будет ехать рывками, а через несколько секунд, мотор и вовсе заглохнет. Причина в том, что, при резком совмещении дисков, происходит передача момента вращения от мотора - на КПП. В результате, возрастает нагрузка на шестеренки, а ресурс узлов трансмиссии снижается.

Так что, в момент начала движения, бросать педаль сцепления запрещено - ее необходимо опускать максимально плавно. Только после достижения высокой скорости, и переключении от 3-й передачи и выше, допускается «бросание» рычага.

Как избежать «сжигания» устройства

Среди автовладельцев бытует заблуждение, что продолжительное давление на педаль приводит к стабильной работе узла, а сам автомобиль ничуть от этого не страдает. Это не так. При остановке на красный свет светофора, или просто на перекрестке, лучше сразу перейти на нейтральную скорость. Если в течение 30-40 секунд, держать педаль сцепления выжатой, то это приведет к «сжиганию» механизма, уже через 1-2 дня такой эксплуатации.

Если водитель знает, как работает сцепление, и правильно использует его возможности, то диск и корзина служат от 100 000 км и более (это относится к зарубежным автомобилям). Главная сложность для автовладельца - понять, когда можно давить на педаль, а когда ее нужно отпустить. Если продолжительность остановки превышает 5-6 секунд, включите нейтральную скорость. По возможности, сделайте это заблаговременно, к примеру, за 200-300 метров до подъезда к перекрестку. Инерции автомобиля хватит, чтобы доехать до перекрестка накатом. К слову, благодаря этому, можно сэкономить горючее.

Вывод простой. Долго держать педаль сцепления выжатой - плохо, но и сразу бросать ее не нужно. И в первом, и во втором случае, страдает техническое состояние машины.

Теперь вы разобрались, как работает сцепление, знаете особенности взаимодействия его элементов и нюансы конструкции. Помните, что этот узел важен для автомобиля и его механизмов - КПП и двигателя. Так что, следуйте правилам эксплуатации и берегите корзину от «сжигания».

Видео: Как работает однодисковое сухое сцепление

Видео: Принцип работы сцепления

Если видео не показывает, обновите страницу или