Как работает сцепление на автомобиле: Что такое сцепление: типы и основные функции

устройство, принцип работы, как правильно пользоваться механизмом сцепления

Содержание статьи

Сцепление — это механизм, соединяющий трансмиссию автомобиля с его двигателем. Принцип работы сцепления  в механической коробке передач не сложен, но в автоматических коробках этот узел работает в автономном режиме, без участия водителя.

Зачем нужно сцепление?

Все виды двигателей внутреннего сгорания выдают крутящий момент в ограниченном диапазоне оборотов. Чтобы менять скорость вращения ведущих колес, ДВС должен дополнительно оборудоваться трансмиссией. Она позволяет двигателю работать в оптимальном диапазоне оборотов, изменяя при этом скорость вращения за счет переключения передач.

Но переключение передачи – технически сложный процесс, поскольку для этого требуется временное прекращения подачи крутящего момента с двигателя на трансмиссию. Но тогда, чтобы плавно переключить скорость, потребуется выключать двигатель.  Назначение сцепления – прерывание сообщения между коробкой передач и двигателем при его работе. То есть, этот узел прекращает передачу крутящего момента с двигателя на коробку передач при непрерывно работающем моторе.

Конструкция и принцип работы сцепления

Основная часть сцепления — это  диск, который с обеих сторон покрыт фрикционным материалом с повышенным коэффициентом трения. Его устанавливают на маховике, и когда на диск действует внешнее усилие, он вращается вместе с маховиком.

К диску сцепления подключается ведущий вал трансмиссии, через который на коробку передач передается крутящий момент. Привод сцепления, состоящий из корзины, нажимного диска и кожуха, и создает это прижимное внешнее усилие. При этом кожух, с которым монтируется корзина сцепления, должен быть прочно прикреплен к маховику, прижимая к диску сцепления нажимной диск. В этом положении крутящий момент от двигателя полностью передается на коробку передач.

Чтобы разомкнуть механизм сцепления или, как его еще называют муфту сцепления, и прекратить подачу крутящего момента на трансмиссию, применяется  специальная диафрагменная пружина. Ее контур всегда остается неподвижным, а лепестки в середине подпуржинены. Она расположена между нажимным диском и кожухом. Если на внутреннюю часть пружины нажать, то она отведет ведомый диск сцепления от основного диска.  Соответственно, подача крутящего момента приостановится. Этот процесс происходит при нажатии водителем педали сцепления. В момент, когда механическая схема сцепления разомкнута, можно переключать передачу. После того как переключение состоялось, педаль отпускается, работа сцепления возобновляется и крутящий момент снова передается на трансмиссию.

В диске сцепления расположено несколько демпферных пружин, предназначенных для выравнивания колебаний и порождаемых ими вибраций, источником которых является работающий двигатель. При этом устройство ведомого диска сцепления таково, что его ступица не жестко крепится на основном диске. То есть крутящий момент передается на диск сцепления, потом на пружины и только после этого на ступицу ведомого диска. Таким образом практически полностью гасятся крутящие колебания, создаваемые двигателем, обеспечивая большую плавность хода.

При нажатии на педаль сцепления усилие передается через главный и рабочий цилиндр, после чего специальная вилка рассоединяет диск и маховик. Главный и рабочий цилиндр сцепления состоят из корпуса, в котором размещаются толкатель и поршень, они заполнены жидкостью, которая по своим свойствам напоминает тормозную. При нажатии педали жидкость под давлением поступает в главный цилиндр, который передает давление в рабочий, где производится воздействие на вилку, разводящую муфту. После отпускания педали, жидкость через клапан опять возвращается в главный цилиндр, и диск соединяется с маховиком. Такая система позволяет уменьшить усилие, прикладываемое к педали за счет разности объема цилиндров.

Правильная работа со сцеплением 

Подача команд на подведение и разведения диска сцепления и маховика подается водителем путем нажатия на соответствующую педаль, которая находится под левой ногой. Принцип работы педали сцепления состоит в том, что через систему механических приводов она отводит диск от маховика. При ее отпускании диск опять соприкасается с маховиком, передавая крутящий момент на трансмиссию.

К первичному валу трансмиссии присоединяется сложный механический агрегат – коробка передач. Она тоже не может работать без сцепления, поскольку делать переключения без ее временного отключения от двигателя очень сложно, а для новичков данная задача вообще неразрешима.

Крутящий момент передается на шестерни первичного вала, который при нажатии на педаль сцепления останавливается.  В нейтральном положении коробки передач это не имеет значения, поскольку даже при двигающемся первичном валу он не входит в зацепление со вторичным валом.

Для передачи крутящего момента на вторичный вал водитель выжимает сцепление, чтобы первичный вал остановился. Затем  он рычагом включает нужную передачу, соединяя шестерни валов, после отпускания педали крутящий момент передается с первичного вала на вторичный.

При управлении автомобилем требуется знать некоторые моменты, которые позволят избежать распространенных ошибок:

1. Устройство и работа сцепления при нажатии на педаль приводят к тому, что крутящий момент перестает передаваться на ведущие колеса и автомобиль, проехав некоторое время по инерции остановится, а двигатель будет работать и никогда не заглохнет.
2. Если в коробке передач включена нейтральная передача, автомобиль не будет двигаться, двигатель при этом тоже не заглохнет.

Педаль сцепления имеет три условных положения, в которых и происходят основные фазы работы системы:

• верхнее положение при не нажатой педали;
• среднее или рабочее положение. На разных автомобилях это положение может находиться выше или ниже от пола, поэтому при пересадке на новый автомобиль его нужно найти;
• нижнее положение при полностью выжатой педали.

Именно в среднем положении происходит соприкосновение диска с маховиком, во избежание излишнего износа деталей, соединять их нужно очень плавно. Главная ошибка новичков, знающих, что сцепление нужно отпускать постепенно: после достижения зацепления диска и маховика они резко бросают педаль, машина несколько раз дергается и глохнет.

Чтобы правильно тронуться, нужно выжать педаль сцепления, включить первую передачу, быстро отпустить педаль до среднего положения и в нем педаль задерживается приблизительно на три секунды. После того как машина проехала около одного метра, педаль полностью отпускается.

При переходе на повышенную передачу сцепление нужно отпускать быстро, причем, чем передача выше, тем быстрее отпускается педаль. Все эти навыки достигаются постепенно в результате многократных тренировок.

Видео:Как работает сцепление?

Начало движения автомобиля на подъеме

Многие водители-новички испытывают серьезные трудности при старте автомобиля на подъеме. Но, зная принцип работы сцепления механической коробки и последовательность действий, они будут делать это намного увереннее. Данную последовательность действий можно использовать, когда в машине плохо работает ручной тормоз:

• изначально выжимаются педали сцепления и тормоза при работающем на холостых оборотах двигателе;
• педаль сцепления медленно и плавно отпускается до тех пор, пока не почувствуется зацеп диска сцепления и трансмиссии, в этот момент автомобиль начинает подрагивать;
• снимается нога с педали тормоза, при этом автомобиль не покатится назад, поскольку сцепление действует, как тормоз;
• нажимается педаль газа, и автомобиль начинает катиться вперед.

Почему частично отпущенное сцепление заменяется собой педаль тормоза? Данный эффект – результат уловленного силового баланса между силой гравитационного притяжения и статической силы трения колес. Их неподвижность обеспечивается балансом силы двигателя, который толкает автомобили вперед и той же силой трения покоя. Но такая работа со сцеплением при остановках повышает износ фрикционного материала диска сцепления.

Заключение

Устройство муфты сцепления и системы переключения передач в любом автомобиле  сложное, несмотря на простоту работы. Поэтому, чтобы избежать поломок, нужно знать принципы их правильной эксплуатации. В этом случае узел прослужит долго, позволяя избежать дорогостоящего ремонта, который потребует специальных навыков и оборудования.

Сцепление. Принцип работы, признаки неисправности и особенности замены

Как работает

Правильно выжимать педаль сцепления начинающих водителей учат в автошколах. Но даже после получения прав далеко не все представляют, что при этом происходит, каков принцип действия сцепления и зачем оно вообще нужно.

Сцепление по сути является посредником между двигателем автомобиля и коробкой переключения передач. В упрощенном виде его работа выглядит следующим образом.

Двигатель вырабатывает крутящий момент, который передается на маховик. Если к вращающемуся маховику прижать диск сцепления, тот также начнет крутиться за счет силы трения. Диск, в свою очередь, передает вращение первичному валу коробки передач.

В корзине сцепления имеется мощная диафрагменная пружина. Именно она и прижимает диск к маховику.

Надавливая на педаль сцепления, водитель воздействует на выжимной подшипник, который насажен на ось первичного вала и может свободно перемещаться по ней.

Подшипник давит на диафрагму пружины и та ослабляет свое прижимное действие на диск сцепления. В итоге диск отходит от маховика, а крутящий момент прекращает передаваться от двигателя на коробку передач.

Первичный вал КПП перестает вращаться, и теперь можно производить переключение передач, чтобы ввести в зацепление шестерни первичного и вторичного вала.

После отпускания педали первичный вал снова начинает вращаться. От него вращение передается на вторичный вал и далее посредством трансмиссии — на колеса.

Конструктивные особенности

Для передачи усилия от педали на выжимной подшипник в большинстве случаев используется механический трос, электрический привод или гидравлика.

Ведомый диск сцепления выполнен из специального фрикционного композитного материала с высоким коэффициентом трения. Благодаря термостойким компонентам такой материал способен выдерживать температуру до нескольких сотен градусов.

Диск имеет пружинные пластины и фрикционные накладки, которые присоединены к нему с помощью заклепок или клея. Чаще всего используется один ведомый диск, но в некоторых системах их может быть два или больше.

В зависимости от типа трения сцепление может быть сухим или влажным. В сухом в качестве рабочей среды выступает воздух, а во влажном используется масляная ванна.

В легковых автомобилях для отведения ведомого диска от маховика двигателя обычно применяется нажимная пружина диафрагменного типа. Она может быть плоской или конусообразной. В центральной части имеется около двадцати лепестков, на которые при нажатии педали давит выжимной подшипник.

Что способствует ускоренному износу сцепления

Когда трогаетесь с места, не следует резко давить на газ. Чем выше обороты двигателя при не полностью отпущенной педали сцепления, тем сильнее изнашивается диск сцепления. В идеале трогаться лучше на одном сцеплении. При этом нажимать педаль нужно резко, а отпускать плавно.

Некоторые водители имеют привычку на красном сигнале светофора удерживать сцепление нажатым. Это снижает срок службы выжимного подшипника и нажимной пружины. Разумнее в этом случае отпустить педаль и поставить КПП на нейтралку.

Быстрому износу выжимного подшипника способствует также длительная езда с выжатым сцеплением. Чаще такое случается с неопытными водителями, которые просто забывают отпустить педаль.

Встречается еще одна вредная привычка — держать ногу на педали, слегка ее нажимая. При этом ведомый диск не достаточно плотно прижимается к маховику и может стираться из-за пробуксовки.

Признаки неисправности

Неполное выключение. При этом затруднено переключение передач, слышны скрежет, треск и другие посторонние звуки.

Пробуксовка (неполное включение). Часто сопровождается неприятным горелым запахом. Происходит из-за неплотного прилегания дисков и маховика друг к другу. Наиболее частая причина — ведомый диск замаслен или сильно стерся и стал тонким. Также проблема может быть в износе рабочей поверхности маховика, ослаблении диафрагменной пружины или заедании привода сцепления.

Рывки при включении. К этому может привести повреждение фрикционных накладок ведомого диска, его замасливание, деформация прижимной пружины, износ демпферных пружин.

Сильный гул или визг при нажатой педали. Это говорит о скором выходе из строя выжимного подшипника.

Заклинивание педали. Может быть вызвано заеданием или обрывом троса, неисправностью рычага. В гидравлическом приводе возможна утечка жидкости.

Слишком большой рабочий ход педали. Машина начинает двигаться, только когда педаль практически полностью отпущена.

Появление хотя бы одного из этих признаков — повод для срочного обращения в автосервис. Если вы будете игнорировать их, то очень скоро настанет момент, когда ваше авто просто откажется двинуться с места, а к неисправностям сцепления могут добавиться проблемы с КПП.

Как лучше менять — целиком или по отдельности

Сама по себе замена элементов сцепления не слишком сложна. Но при этом приходится снимать, а затем снова ставить на место коробку передач. Именно это является наиболее трудоемкой и дорогостоящей частью работы.

Детали сцепления имеют примерно одинаковый срок службы. Если у вас износился диск, то велика вероятность того, что в скором времени полетит выжимной подшипник, ослабнет пружина или сломается вилка включения сцепления.

Если менять каждую деталь по отдельности, то каждый раз нужно будет платить немалые деньги за монтаж / демонтаж КПП.

К тому же, комплект, в который обычно входит диск, корзина, пружина и подшипник, стоит дешевле, чем совокупность деталей, купленных по отдельности.

Поэтому вывод очевидный — если у вас проблема со сцеплением, меняйте его целиком, а не каждую деталь по мере выхода из строя. В конечном итоге вы сэкономите деньги и не будете иметь лишней головной боли.

Товар из этой статьи

➤ Как работает сцепление в автомобиле: принцип работы и его виды

12.10.2017

Сцепление – вероятно, важнейший элемент трансмиссии, соединяющий коробку передач с маховиком двигателя. Как работает сцепление? Некоторые особенности варьируются в зависимости от видовой принадлежности механизма и типа коробки передач, но основные рабочие принципы остаются неизменными: о них мы расскажем дальше. Начинающих водителей и автовладельцев больше вопроса о том, как устроено и работает сцепление, интересует вопрос о том, зачем вообще оно нужно? Почему нельзя просто соединить двигатель с коробкой передач, ведь в автомобилях с АКПП педаль сцепления попросту отсутствует?

Во-первых, отсутствие педали в моделях с коробкой «автомат» не означает, что сцепление отсутствует – оно встроено в саму коробку и имеет иное строение. Во-вторых, технически возможно соединить коробку передач и двигатель напрямую, без «посредников». Но в таком случае коробка передач проживет не больше двух дней, автомобиль будет двигаться рывками, а для остановки придется глушить двигатель. Вспомните моменты, когда слишком быстро отпускали сцепление – автомобиль рывком бросало вперед: так бы приходилось ездить всегда, если бы конструкция транспортных средств не предусматривала наличие подобного механизма.

Устройство сцепления автомобиля

Чтобы понимать, как работает сцепление, необходимо знать, из чего оно состоит и как выглядит. Все детали механизма собраны в картер сцепления, который в свою очередь соединяется с картером двигателя.

Основные рабочие элементы механизма – ведомый и нажимной диски, которые либо прижимаются друг к другу, либо разъединяются под влиянием привода. Нажимной диск – большой, массивный, прочно крепится в кожухе и не имеет сцепки с валом КПП в отличие от ведомого диска, который намного тоньше, находится на шлицах вала КПП, которые с одной стороны обеспечивают его жесткую сцепку, а с другой – позволяют ему двигаться вдоль вала.

В рабочем состоянии два диска под давлением пружин и выжимного подшипника плотно соединены и передают крутящий момент от двигателя к на первичный вал. Если их разъединить (что и происходит, когда выжимается педаль сцепления), крутящий момент прерывается и, соответственно, прекращает вращаться ведомый диск с валом.

Как работает сцепление?

Легче всего понять принцип работы сцепления, если рассматривать его в формате «причина-следствие»: как действия водителя влияют на работу узла и автомобиля в целом:

1. Шаг. Чтобы включить сцепление, водитель переводит рычаг коробки передач в нейтральное положение, выжимает педаль, выбирает передачу. Реакция механизма: двигатель работает, вращается маховик двигателя, но ведомый диск пока не соприкасается с маховиком, они разомкнуты, поэтому автомобиль остается на месте.
2. Шаг. Водитель лишь немного отпускает педаль, после чего автомобиль начинает очень медленно двигаться. Реакция механизма: ведомый диск, до того остававшийся статичным, соприкасается с маховиком под действием пружин нажимного диска. Коэффициент вращения маховика очень высокий, при контакте он разгоняет ведомый диск: скорость диска увеличивается, вращения передаются на ведущие колеса, с которыми он непосредственно связан.
3. Шаг. Водитель не предпринимает никаких действий, удерживая педаль сцепления, но полностью ее не отпускает. Реакция механизма: маховик и ведомый диск продолжают соприкасаться, скорость вращения диска увеличивается и через некоторое время элементы вращаются с одинаковой скоростью. Движение автомобиля продолжается с увеличенной скоростью.
4. Шаг. Водитель медленно отпускает педаль, убирая с нее ногу. Реакция механизма: ведомый, нажимный диски и маховик вращаются с одинаковой скоростью, передают крутящий момент от двигателя сначала к коробке передач, а потом – на ведущие колеса. Сцепление полностью включено, автомобиль двигается плавно, со стабильной скоростью.

О видах сцепления

В большинстве современных автомобилей используется сухое однодисковое постоянно включенное сцепление – даже когда двигатель заглушен, оно связывает его с коробкой передач. Эта система считается наиболее практичной, но не отменяет существования других систем:

• отталкиваясь от типа трения, выделяют всего две разновидности сцепления – «сухую» и «мокрую». Второй вариант, когда составляющие элементы системы находятся в масляной ванне – очень редкий, в автомобилях, а тем более легковых, не используется, но встретить его все же можно – например, в конструкции некоторых байков. Сухое сцепление – абсолютный монополист рынка, его конструкция не предусматривает и даже исключает наличие смазывающей жидкости.
• еще один критерий классификации делит фрикционные сцепления по количеству потоков на однопоточные и двухпоточные. Однопоточные сцепления транслируют вращение двигателя только на один элемент, в данном случае, на первичный вал КПП, поэтому присутствуют в большинстве моделей легковых авто. Но не во всех – в моделях с коробкой «автомат» роботизированного типа используется двухпоточное сцепление. О заметных различиях говорить не приходится – разница только в том, что двухпоточные системы передают вращения не на один, а на два вала.
• если принимать за основу количество ведомых дисков в системе, то вариантов также будет всего два – однодисковое и многодисковое сцепления.
• самой широкой получается классификация, в основу которой положен тип привода, который используется для управления узлом – выделяют механическое, гидравлическое, электрическое и комбинированное сцепление. Главное отличие между ними заключается в том, какой именно элемент выступает «передатчиком» вращения от двигателя к коробке передач и дальше – трос, рычаг, цилиндры, жидкость, электродвигатели и др. Если говорить о комбинированном сцепление, то здесь привод может сочетать несколько элементов из числа перечисленных.

Педали нет, а сцепление есть: о сцеплении в АКПП

Сцепления в классическом его понимании – два сухих диска, взаимодействующих между собой после нажатия педали – в АКПП нет. Но принцип размыкания передач никто не отменял, он также используется в «автоматах», а значит, и сцепление в них присутствует. Но оно имеет иной вид. Какой именно, зависит от типа автоматической трансмиссии – принцип работы сцепления разный для моделей с вариатором, классическим «автоматом» и роботизированной системой. Но если обобщенно говорить об устройстве сцепления автомобиля, то сцепление в «автоматах» реализовано с помощью специальных муфт, турбин и давления масла.

Рейтинг: 0/5 — 0 голосов

Другие страницы

Как работает корзина сцепления

В каждом автомобиле находится важная деталь — корзина сцепления, которая служит для переключения передач.

Основными деталями автомобильного сцепления являются: подшипник, два диска (ведущий и ведомой).

Корзина сцепления, по сути, и есть ведущий диск, который расположен на маховике двигателя машины. В корзину помещен ведомый диск, соединенный с валом коробки передач. Называется такой вид сцепления двухдисковым. За счет простоты и надежности встречается на всех автомобилях.

Рассмотрим, как работает корзина сцепления.

К внутреннему диску корзины плотно прижат ведомый диск, имеющий накладки. Ведомый вал присоединен через отверстие к валу коробки передач. Вокруг данного отверстия находятся лепестки. На первичном валу расположен выжимной подшипник, который перетягивает лепестки в сторону маховика. Это приводит к расцеплению ведомого и ведущего дисков. Данный момент соответствует выключенному сцеплению, когда переключаются передачи. Корзины сцепления, работающие таким образом, называются корзинами нажимного действия. Они используются чаще всего, но не всегда.

Корзины сцепления могут быть вытяжного действия. Их отличие состоит в том, что лепестки двигаются от маховика, а не в его сторону. Данный принцип позволяет сделать деталь с меньшей толщиной. Благодаря этому место под капотом занимается меньше.

Штатные корзины сцепления в некоторых случаях можно заменить. Обычно это делают в машинах, подлежащих тюнингу. Делается это с целью увеличения мощности автомобиля. В таких корзинах сцепления прижимная сила повышается в 1,5 раза. Такой эффект получается за счет специальной диафрагмы. При этом для производства детали используются более надежные материалы. А сама пружина выполняется сложной формы.

Причины выхода из строя корзины сцепления

Бывают случаи выхода из строя корзин сцепления. Причиной обычно является повреждение лепестков в процессе эксплуатации. С течением времени они теряют свои пружинящие свойства. Как результат, сцепление выключается не полностью, и передачи тяжело переключать. Если не починить корзину сцепления, спустя какое-то время повредится подшипник и диск сцепления. Оптимальным вариантом является своевременная замена корзины сцепления. Для этого нужно открутить коробку передач. А это возможно только после снятия привода с колес или карданного вала. Ремонт такой степени сложности лучше проводить на автосервисе.

Где поменять корзину сцепления

Поменять корзину сцепления Вы можете в СТО Нижнего Новгорода «Чисто-Сервис». Запись по телефонам: +7 (831) 424 50 90 или +7 (920) 295 1495

Как работает сцепление

В статье постараемся раскрыть главные принципы работы сцепления автомобиля, составные части и какие выделяют их виды.В статье постараемся раскрыть главные принципы работы сцепления автомобиля, составные части и какие выделяют их виды.

Резкий старт с места, или же большая нагрузка при движении быстро выводят сцепление с рабочего состояния, первым признаком поломки сцепления становится плохое переключение коробки передач, пробуксовка после того, как включили передачу, нажали на газ, обороты двигателя поднялись, а автомобиль не набирает скорость. Все это ведет к одному, пора менять сцепление. Но все же заменить не проблема, но вот для того чтоб не случилась такая беда заново, рассмотрим принцип работы сцепления.

Что такое сцепление?

Сцепление (или как его еще называют «фрикционная муфта») — это механизм автомобиля, который соединяет двигатель с трансмиссией и время от времени дает возможность рассоединять их при переключении передачи, торможения или же во время остановки. Основное задание сцепления — это фрикционное взаимодействие дисков, которые располагаются на обоих валах.

Еще одной функцией, которую исполняет сцепление — это возможность плавно трогать с места автомобиль. Постольку поскольку вал двигателя вращается, а вал трансмиссии пребывает в фиксированном неподвижном положении, начало движения машины без сцепления невозможно, так как оно помогает валам плавно притереться друг к другу, и в то же время обеспечивает плавное ускорение оборотов, которое обеспечивают валы, и наконец-то привести в движение автомобиль.

Если же случайно (или не случайно) слишком быстро и резко рассоединить те двое валов, то неподвижный вал трансмиссии заклинит вращающийся вал двигателя и Ваш автомобиль просто-напросто заглохнет (в лучшем случае), или же в механизме сцепления будут поломки, на которые понадобятся немалые материальные затраты. В основном, на современных автомобилях устанавливается механические сцепления.

Из чего состоит сцепление

Чтоб не ломать сцепление, нужно знать не только как оно работает поверхностно и какие его функции, но и с каких деталей оно состоит. К основным составляющим частям относят ведомую и ведущую части, механизм отключения и нажимную систему.

Момент вращения двигателя передается от маховика на детали ведущей части, последние в свою очередь передают крутящий момент на ведущий вал КПП. Момент трения обеспечивается благодаря нажимному механизму, который благодаря плотному сцеплению ведомой и ведущей части, дает долгожданный результат движения.

Немаловажным считается выключение сцепления. Так один диск, на котором расположены периферическим образом пружины, расположено в чугунном картере, тот в свою очередь располагается в блок-картере двигателя.В ведущую часть входит кожух сцепления и маховик, последний в свою очередь крепится к маховику коленчатого вала за счет шести специальных болтов. Нажимной диск размещается в средней части кожуха. Вращающий момент нажимного диска передается от маховика через три выступления, которые имеются в диске и входят в окна кожуха. Ведомый диск, ступица, ведущий вал коробки смены передач являются основными и обязательными составными ведомой части сцепления.

По обе стороны ведомого диска размещены фрикционные накладки, изготовлены из медно-асбестового состава (или же иного металлоасбестового состава), которые выдерживают необычайно высокую температуру и известны своими фрикционными свойствами. Со ступицей ведомый диск соединен заклепками либо же через пружины. Эти пружины являются составной частью пружинно-фрикционного гасителя вращающихся колебаний (то есть демпфера).

Сцепление с механическим приводом

Выжав педаль сцепления, мы знаем, что нужно переключить передачу, но как принцип работает внутри корзины, мало кто знает. В это время между маховиком и нажимным диском зажимается ведомый диск. Когда нажимается сцепная педаль, трос привода смещается в корзине и при этом происходит поворот рычага, который отвечает за крепление. В то же время свободный конец вилки начинает давить на выжимной подшипник. Он в свою очередь, перемещаясь к корзине, давит на диски. После этого маневра диски начинают двигать нажимной диск.

В этот же самый момент ведомый диск разгружается от той силы, с помощью которой этот ведомый диск прижимается к корзине (она же маховик). При заданной последовательности сцепление отсоединяется. Именно после этого, водитель автомобиля свободно может переключать передачу. Плавно отпуская педаль сцепления, водитель соединяет ведомый диск с корзиной. В результате таких манипуляций, вращающийся момент передается на ходовую часть и автомобиль приводиться в режим езды.

Как видим все усилия передаются через механические составные, никаких вспомогательных элементов нет.

Сцепление с гидравлическим приводом

Судя с названия этого вида сцепления, думаю, Вам, итак, стало ясно, что в гидравлическом приводе все усилия, начиная с педали сцепления и заканчивая собственно механизмом, транспортируются с помощью такой себе жидкости. Она в свою очередь размещается в гидроцилиндрах и трубках, которые соединяют все нужные в механизме элементы. Механизм строения гидравлического сцепления не очень совпадает с механическим сцеплением.

Один достаточно большой диск располагается на остром конце ведущего вала и сделанного из стали кожуха. Кожух закрепляется за маховиком. Внутри кожуха имеется пружина с радиальными лепестками. Они являются, скажем, так, выжимными рычажками. На оси располагается управляющая педаль. Она же приподнята к кузову, а именно к кронштейну. Толкач основного цилиндра прикреплен к педали сцепления при содействии шарнира. Педаль попускается тогда, когда сцепление выключается и передача переключается.

Диагностика сцепления в домашних условиях

На фотографии показаны элементы сцепления автомобиля Лада Приора

Чаще всего при поломке слышны характерные звуки. Для этого давим пару раз на педаль сцепления и внимательно слушаем. Если появляются посторонние звуки, к примеру, такие как скрип, стук или подобное, то стоит понять, откуда они идут и устранить их. При нажатии на педаль, она должна идти свободно, без рывков и задержек. Расстояние от пола до педали при включенном или выключенном состоянии не должна превышать 145 миллиметров.

Встречаются еще поломки во время езды, а именно когда переключаете передачу. Если тяжело включить передачу и при включении появляются нестандартный хруст, шум и другие звуки, то не стоит затягивать. Так же при включении передачи и нажатии на газ машина не так резва, как обычно, начинает плавно набирать ход, при этом мотор работает на максимум. Это первый признак поломки диска сцепления.

Видео про принцип работы сцепления и коробки передач:

Принцип работы сцепления автомобиля и его устройство

Автоликбез13 октября 2017

Коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания не соединяется с коробкой передач (трансмиссией) напрямую. Между агрегатами установлен посредник – сцепление, помогающее плавно передать крутящий момент. Узел считается довольно надежным, поскольку редко «хандрит» даже на бюджетных машинах. Но в случае поломки дальнейшее движение становится крайне затруднительным. Чтобы оценить важность данного элемента, предлагается рассмотреть устройство и принцип работы сцепления автомобиля.

Какую функцию выполняет сцепление?

Представьте, что после включения 1-й передачи первичный вал коробки подключается к работающему двигателю напрямую. Гипотетические сценарии развития событий выглядят так:

• мотору не хватит усилия, чтобы справиться с приложенной полной нагрузкой, в результате чего он заглохнет;
• силовому агрегату хватит мощности на преодоление нагрузки, отчего последует сильный рывок машины вперед;
• если в этот момент прибавить оборотов нажатием педали газа, то крутящий момент коленчатого вала может переломать зубья шестерен коробки передач.

Как видите, среди перечисленных вариантов отсутствует плавное движение с места, происходящее на автомобилях в реальной жизни. Причина следующая: без сцепления нормально тронуться с места невозможно. Более того, вы даже первую скорость не включите – прямая стыковка двух валов даст вышеупомянутый рывок. Переключение на высшие передачи тоже исключается.

Отсюда вывод: встроенное между первичным валом коробки скоростей и коленвалом двигателя сцепление нужно для плавного подключения одного агрегата к другому. Благодаря ему сила крутящего момента передается трансмиссии не сразу, а постепенно.

Отпуская крайнюю слева педаль и трогаясь с места, вы чувствуете возрастающее усилие и при необходимости можете прибавить газу, чтобы автомобиль не заглох. Аналогично совершается переход на 2-ю и последующие скорости. В машинах с автоматической коробкой передач (АКПП) нет педали сцепления, поскольку узел – посредник действует без участия водителя – переключение производит гидравлический либо электрический привод.

Принцип действия механизма

В работе узла сцепления задействованы следующие основные детали:

• маховик, жестко закрепленный на коленчатом валу силового агрегата;
• 2 диска – нажимной и ведомый, составляющие фрикционный механизм;
• кожух;
• нажимные пружины;
• подшипник;
• диафрагменная пружина в виде концентрических рычагов;
• вилка;
• рабочий цилиндр гидравлического привода, срабатывающий при нажатии педали.

Примитивнейший механизм, который применялся в прошлом столетии, не включал гидроцилиндр, значительно облегчающий работу водителю. Вместо него стоял механический тросовой привод.

Ведущий диск (он же – корзина) прикручен к маховику болтами и вращается вместе с ним. Нормальное состояние сцепления, когда педаль находится в отжатом положении, – «подключено». То есть, коленчатый вал мотора и первичный коробки передач соединены посредством диска, придавленного к плоскости маховика пружиной. Когда вы нажимаете педаль, узел работает по такому алгоритму:

1. Через тормозную жидкость усилие передается гидроцилиндру, толкающему вилку.
2. Вилка надавливает на подшипник, а он толкает концентрические рычаги, чьи концы упираются в нажимной диск.
3. Концы рычагов отводятся назад и освобождают диск, в результате связь между валами разрывается, при этом вращающийся коленвал не крутит шестерни коробки.
4. Когда нужно тронуться с места, вы постепенно отпускаете педаль. Подшипник высвобождает рычаги, которые под воздействием пружин давят на диск. Последний прижимается к маховику фрикционной поверхностью и автомобиль плавно движется вперед.
5. Алгоритм повторяется при каждом переключении скоростей.

Чтобы сделать стыковку двигателя с трансмиссией более плавной, устройство сцепления предусматривает несколько демпферных пружин внутри ведомого диска. В момент касания фрикционных накладок поверхности маховика они сжимаются и дополнительно сглаживают передачу усилия мотора.

Разновидности узлов

Выше было описано устройство и принцип работы самой распространенной конструкции сцепления сухого типа, устанавливаемого на автомобили с механической коробкой передач. В легковых машинах, оснащенных АКПП, применяются системы «мокрого» типа, где детали фрикционного механизма погружены в жидкость. Это позволяет снизить воздействие силы трения продлить ресурс узла.

Существующие конструкции сцепления делятся на такие разновидности:

• по количеству фрикционных поверхностей: одно– и многодисковые;
• по способу управления: механические, с сервоприводом и гидравлические;
• по рабочей среде – сухие и влажные.

Многодисковая система внедрена вместе с моторами повышенной мощности. Причина следующая: одна группа фрикционных накладок тяжело переносит повышенные нагрузки и довольно быстро изнашивается. Благодаря конструкции с двумя дисками, разделенными проставкой, большой крутящий момент равномерно распределяется на 2 группы накладок (выжим происходит одновременно). Снижение удельной нагрузки дает увеличение срока службы узла.

С действием механического (педального) привода вы уже познакомились. На автомобилях с автоматической коробкой обычно устанавливается привод от гидротрансформатора, включающий сцепление самостоятельно. Принцип работы прост: вместе с повышением оборотов коленчатого вала возрастает давление масла в трансформаторе. Когда оно достигает определенного порога, срабатывает клапан, отжимающий пружины и переключающий скорости автоматически.

Сцепление в автомобиле с роботизированной коробкой включается сервоприводом по команде электронного блока управления. Последний ориентируется на показания датчиков и в нужный момент посылает сигнал приводу выжать сцепление. Выбрать момент переключения на другую скорость может и водитель, посылая импульс посредством рукоятки КПП либо подрулевых лепестков.

Распространенные неисправности

Чаще всего в механизме сцепления возникают следующие неполадки:

• протечка манжеты гидроцилиндра;
• критический износ фрикционных накладок;
• ослабление диафрагменной пружины;
• замасливание и пробуксовка ведомого диска;
• поломка либо заедание вилки.

Только первая неисправность, связанная с утечкой тормозной жидкости, позволяет без проблем добраться до автосервиса. В остальных случаях сцепление может не включиться и ехать дальше не получится.

Совет. Если вам удастся перевести механическую КПП на 1-ю передачу, попытайтесь тронуться со стартера, не касаясь педали сцепления. Это позволит доехать до СТО на малой скорости своим ходом.

Иногда в результате поломки механизма сцепления на АКПП «повисает» включенная передача, что дает возможность добраться в гараж или мастерскую. Но после остановки дальнейшее движение исключено. Если машина с механической коробкой доставляется на сервис методом буксировки, то с автоматической – только эвакуатором.

Принцип работы сцепления автомобиля

Все знают о том, что у автомобиля есть сцепление. Многие начинающие автолюбители воспринимают эту педаль, которую не удается правильно отпустить, как некий излишний, создающий дополнительные проблемы элемент.

На самом деле, значение этого нехитрого механизма трудно переоценить. Именно сцепление обеспечивает возможность сначала завести двигатель, а потом поехать. Именно благодаря сцеплению при каждой остановке не нужно глушить двигатель. Без сцепления езда задним ходом была бы вообще невозможной. Ремонт двигателя или КПП были бы перманентным состоянием машины, если бы сцепление отсутствовало.

Главная функция сцепления – обеспечивать, а если нужно прерывать, процесс передачи вращения коленвала коробке передач и далее на колеса. Если мы заводим машину, нам совершенно ни к чему, чтобы машина сразу начинала ехать. Необходимость во временном кинематическом отсоединении коробки от двигателя возникает и тогда, когда мы переключаем передачи. При езде же надо, чтобы крутящий момент передавался на коробку.

Главное отличие сцепления от других устройств, которыми оснащены автомобили, состоит в том, что его обычное состояние – включено. Нажимая на педаль, мы его выключаем на короткое время, чтобы тронуться, включив передачу, переключить ее или остановиться, выключив скорость. Понять, как работает сцепление автомобиля, не зная о том, как оно устроено, невозможно.

В сцеплении всегда есть один или несколько фрикционных дисков, которые прижаты друг к другу или к маховику двигателя специальными пружинами.

На рабочей поверхности этих дисков установлены накладки из специального фрикционного материала. Именно они обеспечивают максимальное трение, когда сцепление включено.

На машинах с МКПП применяют, как правило, однодисковые сухие сцепления. Это означает, что ведомый диск у них один. Принимает вращение он от маховика и нажимного диска, между которыми находится. На нем установлены специальные демпферные пружины, которые гасят вибрации, которые возникают в механизме.

Читайте также: Как ездить на автомобиле с АКПП

Нажимной диск притягивается специальными пружинами к маховику и, соответственно, зажимает ведомый диск, обеспечивая передачу вращения. На диске присутствуют пружины, называемые выжимными. Их концы сходятся к центральной площадке. При нажатии на эту площадку выжимным подшипником и происходит процесс управления сцеплением. Двигает подшипник вилка, к которой присоединяется привод, идущий от педали сцепления.

Когда сцепление включено, крутящий момент от двигателя через маховик и нажимной диск передается на ведомый диск.

Когда педаль сцепления нажимается, через привод усилие передается на вилку, которая воздействует на выжимной подшипник, который давит на пружины прижимного диска, заставляя его сместиться и освободить ведомый диск.

Он выходит из плотного соединения с маховиком и прижимным диском, переставая принимать от них вращательный момент.

Системы привода сцепления устроены по-разному. Самым простым приводом является механический. В нем передача усилия от педали к вилке осуществляется с помощью троса, заключенного в кожух.

Гидравлический привод предполагает наличие главного цилиндра, на поршень которого через шток передается усилие от педали, и рабочего, поршень которого через шток воздействует на вилку. Эти цилиндры соединены между собой и имеют гидравлическую связь.

Электрический привод в своем составе имеет электромотор, который включается при воздействии на педаль сцепления. Электромотор тянет трос, который воздействует на вилку.

В автомобилях с автоматическими коробками переключения передач педаль сцепления отсутствует, но это не означает, что его там нет. Просто сцеплением управляют без участия человека.

Сцепление на таких коробках обычно многодисковое влажное, хотя встречаются и сухие варианты. Управление сцеплением осуществляет механизм, называемый актуатором. Он бывает электрическим или гидравлическим. В первом случае управление сцеплением осуществляется через двигатель с сервоприводом, а во втором – через маслопроводящие каналы.

Роботизированные коробки используют два сцепления, одно из которых работает на четных передачах, а второе – на нечетных. Их попеременная работа является очень эффективной и быстрой.

Сцепление является если не главным, то очень важным узлом автомобиля. От его правильной работы зависит комфортность эксплуатации автомобиля, а также надежная и безаварийная работа двигателя и КПП. Неисправное или не отрегулированное сцепление наверняка приведет к серьезным поломкам или аварии.

Что такое сцепление в автомобиле? | Как работает автомобильное сцепление

Сцепления в автомобилях — это механические устройства, расположенные между двигателем и трансмиссией. Они передают вращательную силу двигателя трансмиссии и ведущим колесам. Включение сцепления отделяет двигатель от трансмиссии, отключая поток мощности. Выключение сцепления соединяет двигатель с трансмиссией, передавая мощность на колеса.

Есть ли у автомобилей с автоматической коробкой передач сцепление?

Обычно вы слышите о сцеплениях в механических коробках передач.Но в автоматике тоже используются муфты, только по-другому. Автомобили с автоматической коробкой передач используют преобразователь крутящего момента вместо ручного сцепления для передачи мощности от двигателя к коробке передач. Преобразователи крутящего момента состоят из турбины, рабочего колеса, статора и муфты блокировки. Таким образом, хотя это и отличается от сцепления в механической коробке передач, в автоматике по-прежнему используется сцепление.

В некоторых автоматах вместо гидротрансформатора используется система с двойным сцеплением. Хотя эти системы переключают передачи автоматически, они обычно также имеют ручной режим.Автомобили с коробкой передач с двойным сцеплением обычно имеют лепестковые переключатели на рулевом колесе для ручного переключения передач.

Как работает сцепление?

Муфты работают, отключая мощность двигателя от трансмиссии, чтобы приводной вал не вращался. Без сцепления единственный способ остановить двигатель от раскручивания колес — выключить автомобиль. Муфты позволяют плавно переключать передачи как в механической, так и в автоматической коробке передач.

Механическая коробка передач

В механической коробке передач сцепление передает мощность от маховика на трансмиссию.Сцепление можно включать и выключать, чтобы поддерживать постоянную нагрузку на двигатель при переключении передач. Это предотвращает чрезмерные нагрузки на двигатель и предотвращает его остановку.

Наряду с маховиком муфты состоят из диска сцепления, нажимного диска, выжимного подшипника, диафрагменной пружины и крышки. Маховик соединяется с двигателем через коленчатый вал, постоянно вращаясь вместе с ним. Крышка сцепления прикрепляется к маховику и вмещает диск сцепления, нажимной диск и диафрагменную пружину.Диск сцепления находится между маховиком и нажимным диском и соединен с трансмиссией через входной вал.

Маховик и диск сцепления покрыты материалом с высоким коэффициентом трения. Таким образом, когда на диск сцепления оказывается давление, сила трения заставляет его вращаться вместе с маховиком. Мощность передается от диска сцепления на входной вал, который затем передает мощность через трансмиссию.

Почти все механические трансмиссии имеют педаль сцепления для включения и выключения сцепления для переключения передач.Педаль сцепления находится на полу слева от педали тормоза и приводится в действие с помощью гидравлической или механической системы.

Когда педаль сцепления нажата, выжимной подшипник прижимается к диафрагменной пружине. При этом нажимной диск отводится от диска сцепления, чтобы он мог свободно вращаться. Электроэнергия отключается от двигателя, поэтому вы можете переключить передачу. Педаль сцепления отпускается после переключения передачи, и поток мощности продолжается.

Автоматическая коробка передач

Если механические коробки передач имеют сцепление, в большинстве автоматических коробок передач используется преобразователь крутящего момента.Преобразователи крутящего момента соединяют двигатель и трансмиссию, поэтому колеса могут вращаться. Они состоят из крыльчатки, турбины, статора и муфты блокировки. Гидротрансформатор прикрепляется к гибкой пластине или маховику, который соединяется с двигателем. В нем используется гидравлическая жидкость для передачи мощности от двигателя к трансмиссии.

Муфта блокировки включается, когда турбина достигает скорости рабочего колеса. Это позволяет им вращаться с одинаковой скоростью. Когда автомобиль останавливается, двигатель и крыльчатка продолжают вращаться.Но когда срабатывают тормоза, турбина удерживается на месте, поэтому она перестает вращаться. Так же, как сцепление в руководстве, это предохраняет двигатель от остановки.

Как узнать, нужно ли вам новое сцепление?

Есть несколько индикаторов того, что вам может понадобиться новое сцепление. Некоторые из симптомов плохого сцепления включают скрежет, проблемы с включением передачи и шум педали сцепления. Замена сцепления — это всего лишь часть обычного обслуживания автомобиля. Сцепления обычно служат 50 000–100 000 миль, но при неправильном использовании могут сгореть гораздо раньше.

Если у вашей автоматической коробки передач возникают проблемы с переключением передач или коробка передач буксует, возможно, неисправен преобразователь крутящего момента. Хотя гидротрансформатор можно отремонтировать, его замена обычно более рентабельна.

Источники: Автомобиль и водитель, HowStuffWorks, Learn Engineering, Engineering Explained

Об авторе

Элисон является автором более 100 статей на ресурсном центре CJ. Она использовала свой любознательный характер, чтобы помочь миллионам читателей узнать больше об их любимых автомобилях.Читать полную биографию →

Как работает сцепление?

29 марта 2018

Сцепление является частью автомобиля, здесь работа сцепления объясняется логически, шаг за шагом.

Вы когда-нибудь задумывались, что происходит внутри автомобиля, когда вы нажимаете педаль сцепления? Или зачем нужно нажимать педаль сцепления перед переключением передач в автомобиле с механической коробкой передач? Эта статья дает вам логические ответы на эти вопросы. В конце статьи мы также поймем решающую роль, которую играет сцепление при старте в гору (рис. 1).

Рис. 1 Роль сцепления

Чтобы понять необходимость сцепления, давайте сначала разберемся с анатомией автомобиля с двигателем внутреннего сгорания (рис. 2). Двигатели внутреннего сгорания имеют очень ограниченный диапазон крутящего момента, и по этой причине, чтобы эффективно изменять скорость ведущих колес, автомобили с двигателями внутреннего сгорания нуждаются в системе трансмиссии. Использование этой трансмиссии гарантирует, что двигатель работает в оптимальном диапазоне оборотов, и, переключая передачу в соответствии с условиями движения, трансмиссия помогает контролировать скорость вращения ведущих колес.

Рис. 2 Изменение крутящего момента двигателя IC

Зачем нужно сцепление?

В автомобиле с механической трансмиссией такое переключение передач — непростая задача. Для плавного переключения передач с механической коробкой передач (рис. 3) необходимо прекратить подачу мощности двигателя на трансмиссию. Однако выключать двигатель только для этого переключения передач нецелесообразно. Для этого используется сцепление. Короче говоря, сцепление — это механизм, отключающий поток мощности к трансмиссии, не выключая двигатель.Давайте разберемся, как это работает.

Рис. 3 Сцепление и трансмиссия

Работа сцепления

Основная часть сцепления состоит из диска, покрытого с обеих сторон материалом с высоким коэффициентом трения. Здесь показан упрощенный диск сцепления (Рис: 4).

Рис. 4 Упрощенный диск сцепления

Этот диск находится на маховике; если внешняя сила давит на диск сцепления, диск сцепления также будет вращаться вместе с маховиком из-за силы трения. Входной вал трансмиссии соединен с диском.Таким образом, когда к диску приложена внешняя сила, мощность двигателя будет передаваться в систему трансмиссии (Рис. 5A). Эта внешняя сила обеспечивается системой прижимной пластины: пружина; (Рис. 5B) крышка этой системы прочно прикреплена к маховику. Таким образом, нажимной диск будет плотно прижиматься к диску фрикционной муфты, и мощность двигателя будет передаваться в систему трансмиссии. Но это так при нормальном вождении

Рис. 5A Диск сцепления требует внешнего усилия Рис. 5B Механизм крышки и прижимной пластины.

Итак, как происходит отключение мощности с помощью сцепления? Для разъединения в узел прижимной пластины вводится пружина особого вида. Эта пружина известна как диафрагменная пружина (рис. 6). Чтобы лучше понять эту диафрагменную пружину, предположим, что движение диафрагменной пружины зафиксировано по этой окружности. В этом случае, если вы нажмете на центральную часть пружины, как показано, внешняя часть должна переместиться в противоположном направлении. Пружина диафрагмы находится между прижимной пластиной и крышкой.

Рис. 6 Мембранная пружина

Чтобы лучше понять эту конфигурацию, возьмем поперечное сечение узла. Наружная часть диафрагменной пружины соединена с нажимным диском (Рис. 7A). Это означает, что если вы нажмете на внутреннюю часть, как показано, нажимной диск отодвинется от фрикционного диска (Рис: 7B). Таким образом, поток мощности прекратится к передаче.

Рис. 7A Диск сцепления перед нажатием педали сцепления Рис. 7B Диск сцепления требует внешнего усилия

Это именно то, что происходит, когда вы нажимаете педаль сцепления.Гидравлическая система передает движение муфты к центру диафрагменной пружины; когда пружина диафрагмы нажата, поток мощности прекращается (Рис. 8A). За это время вы можете переключать передачи; педаль сцепления отпускается после переключения передачи, и поток мощности снова продолжается (Рис: 8B)

Рис. 8A Когда диафрагменная пружина нажата, поток мощности прекращается. Рис. 8B Педаль сцепления отпускается после переключения передачи, и поток мощности продолжается против

Использование винтовой пружины

в реальном сцеплении можно увидеть несколько винтовых пружин на диске сцепления (рис. 9).Для чего нужны эти пружины? Они используются для сглаживания колебаний и вибраций выходной мощности двигателя. Понятно, что хаб и диск напрямую не связаны. Мощность двигателя сначала достигает диска, затем она передается на пружины и, наконец, на выходную ступицу. Это означает, что пружины будут гасить большую часть колебаний потока мощности от двигателя, и передача движения транспортному средству будет намного более плавной.

Рис: 9 Детали диска сцепления

Начало подъема

Теперь давайте рассмотрим чрезвычайно важную и сложную задачу по вождению автомобилей с механической коробкой передач; начиная с подъема.Даже в машине без ручного тормоза вы можете использовать эту технику сцепления, чтобы трогаться с места, указывая в гору. При старте в гору сначала нажимаются педаль тормоза и сцепления при работающем двигателе. (Рис. 10) Теперь частично отпустите педаль сцепления, пока не почувствуете, что сцепление «укусило». Укус сцепления ощущается у вас на ноге; может казаться, что двигатель дрожит. В этот момент, даже если вы отпустите педаль тормоза, вы увидите, что автомобиль не катится. Частично отпущенное сцепление действует как тормоз.Теперь вы можете нажать на педаль газа, и машина поедет вперед. Большой вопрос здесь в том, как частично выключенное сцепление действует как тормоз?

Рис. 10 Три педали в машине

Это явление торможения — не что иное, как игра баланса сил (Рис. 11). В идеально сбалансированном состоянии колеса транспортного средства не смогут катиться, и сила тяжести будет такой же, как сила статического трения на колесах.

Рис. 11 Баланс стартовых усилий при подъеме в гору

Колесам транспортного средства препятствует качение другого баланса сил; баланс сил между поступательной силой двигателя и той же силой статического трения (Рис. 12A).Когда вы частично отпускаете сцепление, и оно балансирует для сцепления, вы неосознанно выполняете все эти уравновешивания сил. Когда эти силы находятся в идеальном балансе, колеса, система трансмиссии и диск сцепления не могут вращаться. Вот как «прикус» сцепления действует как тормоз; но помните, что сила трения между трущимися поверхностями в этом случае создает прямую силу двигателя. Это приведет к износу фрикционного материала на диске сцепления (Рис. 12B).

Рис. 12A Баланс крутящего момента в автомобиле Рис. 12B Неподвижный диск сцепления

ОБ АВТОРЕ

Сабин Мэтью, ИИТ Дели, аспирант в области машиностроения. Основатель Lesics Engineers Pvt Ltd и YouTube-канала LESICS. Он дает качественное инженерное образование на своем канале в YouTube. А «ЛЕСИКС» охватывает огромное количество инженерных тем. Сабин очень увлечен пониманием физики сложных технологий и их объяснением простыми словами.Чтобы узнать больше об авторе, перейдите по этой ссылке

---

Аккуратная анимация, объясняющая, как работает сцепление в автомобиле

Американцы водят больше, чем когда-либо прежде, но сколько водителей на самом деле понимают, как работает их машина?

Когда-нибудь заглядывал под капот своей машины и понятия не имел, что к чему? Возьмем, к примеру, сцепление автомобиля. Если у вас был автомобиль, особенно с рычагом переключения передач, вы, несомненно, слышали этот термин раньше, но знаете ли вы, что он делает?

Для тех из вас, кто интересуется, что именно делает эта важная часть транспортного средства, сотрудники Learn Engineering на YouTube создали простую анимацию, которая простым языком описывает все, что вам нужно знать.Нет никаких гарантий, но после просмотра этого видео вы, возможно, сможете сказать, что знаете, о чем говорите, в чате со своим механиком.

По сути, сцепление использует трение для включения или выключения мощности, исходящей от двигателя. Его основная цель — отключить поток мощности к трансмиссии, не выключая двигатель, до тех пор, пока не будет выполнено переключение передач.

Когда вы нажимаете педаль сцепления, гидравлическая система передает движение сцепления к центру диафрагменной пружины.Когда пружина нажата, поток мощности прекращается, что позволяет вам переключать передачи.

Flickr | Эндрю Давидофф

Конечно, исследования показывают, что механические трансмиссии и их действительно крутая технология сцепления на протяжении десятилетий находились под угрозой исчезновения в Соединенных Штатах. Исследование Эдмундса показало, что в 2016 году менее 3 процентов всех автомобилей, проданных в Америке, были с ручным переключением передач. По данным Los Angeles Times, это кошмар для редукторов, поскольку такие автопроизводители, как Ferrari, Lamborghini, Lexus и Mercedes-Benz, перестали предлагать модели с ручным переключением передач.

Автомобили с автоматической коробкой передач, очевидно, не имеют педалей сцепления. Вместо этого у них есть устройство, называемое преобразователем крутящего момента… вместе со многими другими движущимися частями. Оказывается, АКПП намного сложнее механических. Сообщение от Jalopnik, в котором объясняется, как работает автоматическое переключение передач, относит эту систему к «в значительной степени черной магии».

Flickr | матрамурена

Теперь вы знаете, что на самом деле делает автомобильное сцепление. Но кто знает, сколько еще будут автомобили с этой волшебной третьей педалью.Вы знаете, как управлять рычагом переключения передач?

Как работает сцепление?

Что такое сцепление?

A Сцепление — это простое устройство, но не только для автомобилей, которое позволяет плавно синхронизировать две шестерни / валы с разной скоростью.

В автомобилях сцепление используется для соединения / разъединения трансмиссии и коленчатого вала.

Что он делает?

В основном сцепление действует как тормоз для двигателя, поэтому неправильное переключение может привести к остановке вашего автомобиля или велосипеда, сцепление замедляет двигатель, чтобы колеса могли догнать.(очень элементарное объяснение)

Какие части?

На приведенной выше схеме показана основная форма большинства сцеплений.

В сцеплении эти три части зажаты вместе, создавая трение и синхронизируя двигатель и колеса (через коробку передач).

Для обозначения двигателя у нас есть маховик, который прикреплен к кривошипу и движется вместе с двигателем. Диск сцепления

Между маховиком и нажимным диском находится диск сцепления.Диск сцепления имеет фрикционные поверхности, похожие на тормозную колодку, с обеих сторон, которые создают или прерывают контакт с металлическими поверхностями маховика и нажимного диска, обеспечивая плавное зацепление и расцепление.

Когда педаль сцепления нажата, нажимной диск отпускается, позволяя самому себе и маховику вращаться независимо от диска, что предотвращает передачу крутящего момента от двигателя на коробку передач. Обычно прижимная пластина изготавливается из чугуна или стали, в ней используется пружина диафрагменного типа для приложения силы к диску, когда он зацеплен, который крепится к узлу с помощью ряда ремней.

Выжимной подшипник прилегает к нажимному диску как в толкающем, так и в тянущем исполнении, что сжимает диафрагму и освобождает диск при нажатии педали сцепления. После приложения силы диафрагма снимает напряжение, позволяя диску вращаться независимо от узла.

На двух изображениях ниже показано, как работает сцепление при включении и выключении.

В мире велосипедов есть два типа сцеплений DRY и WET / Oil.

Мокрое сцепление — это когда весь узел погружен в моторное масло и смазывается им. Из-за вязкости масла этому подходу можно отнести некоторую потерю мощности, но они значительно увеличивают срок службы сцепления и уменьшают шум.

Сухое сцепление, как следует из названия, не имеет ничего общего между всем механизмом, оно намного лучше передает мощность, поскольку нет сторонних материалов, ограничивающих его, но они громкие и создают дребезжащий звук, а срок службы сцепления составляет низкий по сравнению с мокрой установкой (большинство Ducati известны тем, что имеют сухое сцепление, и это один из определяющих звуков Ducati)

На мотоциклах торможение двигателем может привести к блокировке заднего колеса, проскальзывающая муфта такого типа просто проскальзывает по передаче и не включает ее, если не совпадают обороты, в основном это функция безопасности.

• Что можно сделать для повышения производительности

Простое добавление дополнительных дисков сцепления заставит систему включиться намного быстрее и эффективнее (приближаясь к установке сухого сцепления). Проблема в том, что внешние колодки изнашиваются немного быстрее.

Как обнаружить признаки отказа сцепления в автомобиле

Что делает сцепление?

Чтобы понять, почему сцепление так важно, стоит напомнить себе, что именно делает сцепление.Он отделяет двигатель от колес и позволяет переключать передачи, а также полностью останавливаться при работающем двигателе.

Сцепление состоит из трех основных элементов — диска сцепления, нажимного диска и маховика. Когда сцепление включено, и ваша нога не нажата на педали, пружины внутри сцепления толкают три части вместе, так что двигатель и трансмиссия соединяются и работают с одинаковой скоростью. Когда вы опускаете ногу, пружина отталкивает нажимной диск от диска сцепления, так что нажимной диск и маховик вращаются с разной скоростью — это позволяет вам переключать передачи.

Как долго прослужит сцепление?

Срок службы сцепления — вопрос, на который сложно ответить. Есть много факторов, которые влияют на то, как долго он продлится, но в целом они рассчитаны на 50 000–100 000 миль. Часто они будут делать больше, если автомобиль регулярно обслуживался и ремонтировался. Но место, где вы живете, и стиль вождения могут сократить продолжительность жизни — например, если вы находитесь в городе и проводите много времени в пробке!

Внезапный и постепенный отказ

Сцепления имеют тенденцию выходить из строя одним из двух способов — внезапно или постепенно.При внезапной поломке сцепление полностью перестает работать и машина не движется. При постепенном выходе из строя могут возникнуть проблемы, например, машина не останавливается при нажатии на педаль.

Внезапный отказ чаще всего вызван обрывом или ослаблением троса сцепления, соединяемым или отказавшим гидравлическим главным / рабочим цилиндром. Также могут быть утечки в гидравлической линии или даже диск может быть загрязнен чем-то вроде грязи или мусора.

Постепенный выход из строя — это более распространенная ситуация, когда в вашем автомобиле есть такие вещи, как растянутый трос сцепления, погнутая тяга или выход из строя главного / рабочего цилиндра.У вас даже может быть низкий уровень гидравлической жидкости или сломанная опора трансмиссии. Некоторые из этих проблем могут возникнуть, когда вы пойдете на ТО Worthing, но большинство — нет.

Признаки аварии

Внезапный отказ — это ситуация «все или ничего», но при постепенных отказах есть признаки, которые могут указывать на проблему. Вы можете заметить, что сцепление заедает, кажется губчатым, вибрирует или педаль болтается. Когда вы нажимаете на педаль, может раздаваться скрип или ворчание, или вы можете увеличить обороты двигателя, но у вас будет плохое ускорение.

Проблемы с переключением передач и «пробуксовка» сцепления, вызывающая кратковременную потерю ускорения, также являются признаками проблемы и требуют поездки к вашему специалисту по ремонту автомобилей в Западный Суссекс. Они могут использовать диагностику автомобиля, чтобы убедиться, что проблема в сцеплении, а также проверить другие ключевые области, такие как тормоза, шины и даже ветровые стекла.

Что такое коробка передач с DCT или двойным сцеплением?

Если вы изучали современные автомобили, то наверняка видели ссылки на трансмиссии с двойным сцеплением (DCT).И вы вполне могли спросить себя: «Что такое DCT? Что такое трансмиссия с двойным сцеплением?» Если вы достаточно молоды, вы также можете спросить себя: «Что такое сцепление?» Чтобы все это объяснить, давайте вернемся на минуту назад во времени.

Была эпоха, когда обучение вождению означало научиться овладевать тонкостями переключения передач вручную, одновременно манипулируя педалью сцепления, акселератором и рычагом переключения передач. Хотя акселератор (педаль газа) и селектор передач (переключатель) знакомы практически всем нынешним водителям, педаль сцепления может и не быть.

В автомобиле с механической коробкой передач муфта отключает двигатель от трансмиссии на некоторое время, чтобы водитель мог переключаться с одной передачи на другую. Водитель нажимает педаль сцепления, чтобы включить сцепление. При трогании с места на автомобиле с механической коробкой передач ваши ноги немного танцуют, когда вы включаете первую передачу или задний ход, отпускаете педаль сцепления и добавляете необходимое ускорение с помощью акселератора. Процедура требует определенных навыков, которые некоторым сложно освоить.

Таким образом, чтобы облегчить управление автомобилями, изобретатели и мастеры искали способы автоматизировать процесс, чтобы машина выполняла то, что раньше выполнял водитель.

Сегодня переключением передач за нас занимаются несколько различных типов автоматических трансмиссий. Обычная автоматика использует преобразователи крутящего момента для облегчения переключения передач. Бесступенчатые трансмиссии (CVT) используют ремни или цепи и шкивы для управления передаточными числами. Тема этой статьи — коробка передач с двойным сцеплением (DCT) — внутренне работает аналогично механической коробке передач, но не требует от водителя нажатия педали сцепления.

Французский инженер Адольф Кегресс широко известен как отец DCT. В поисках эффективного способа автоматизации выбора передач в транспортных средствах он придумал концепцию, которая в конце 1930-х годов переросла в трансмиссию с двойным сцеплением, но вмешалась Вторая мировая война и помешала ему реализовать свою идею.

Идея начала обретать форму только в 1980-х годах. Как и во многих автомобильных улучшениях, движущими силами были гонки.

Porsche разработал коробку передач PDK (Porsche Doppelkupplungsgetriebe) в 1980-х годах и использовал ее в очень успешных гоночных автомобилях 962.В 1986 году 962 с коробкой передач PDK выиграл свою первую гонку чемпионата мира по спортивным прототипам в Монце в Италии и стал одним из самых известных гоночных автомобилей всех времен.

Коробка передач PDK с двойным сцеплением с тех пор стала основным элементом уличных автомобилей Porsche. Многие другие автомобили, ориентированные на производительность, теперь используют DCT.

Как мы уже говорили ранее, с точки зрения автомобилестроения, муфта отключает коленчатый вал двигателя от трансмиссии, поэтому водитель может переключаться с одной передачи на другую, не вызывая потенциального заклинивания механизма.

Коробка передач с двойным сцеплением имеет, что неудивительно, два сцепления. Почему? Поскольку DCT — это, по сути, две трансмиссии, работающие согласованно, каждая из которых требует сцепления по той же причине, по которой механическая коробка передач требует сцепления.

Кроме того, трансмиссии с двойным сцеплением не требуют, чтобы водитель вручную переключал одну передачу на другую с помощью рычага переключения передач. Вместо этого процесс выбора передачи автоматизирован, так что DCT может работать как автоматическая коробка передач.Но, как мы объясним, он не выбирает передачи так, как обычная автоматическая коробка передач с гидротрансформатором выполняет эту задачу.

Магия коробки передач с двойным сцеплением заключается в том, что она может очень быстро переключаться с одной передачи на другую. Это быстрое переключение возможно, потому что, когда передача включена в одну из двух внутренних трансмиссий в DCT, следующая передача предварительно выбирается во второй из двух внутренних трансмиссий и готова к немедленному включению.

Таким образом, переключение с одной передачи на другую занимает всего миллисекунды, что делает переключение передач с DCT намного быстрее, чем с традиционной механической коробкой передач или обычной автоматической коробкой передач. Это особенно полезно для спортивных и гоночных автомобилей, где доли секунды могут быть разницей между победой и поражением.

Коробка передач с двойным сцеплением имеет два сцепления, но без педали сцепления. В традиционной механической коробке передач включение сцепления требует, чтобы водитель использовал педаль сцепления.С DCT электроника управляет включением сцепления, отдавая команды внутренней гидравлике трансмиссии.

Каждое из двух сцеплений связано с одной или другой из двух внутренних трансмиссий. Чаще всего одна из этих трансмиссий содержит шестерни с нечетными номерами, а другая управляет шестернями с четными номерами. (Одна из трансмиссий также содержит заднюю передачу для резервного копирования.)

Во время движения автомобиля с DCT, в зависимости от выбранной передачи, одна из внутренних трансмиссий входит в зацепление с двигателем и приводит в движение автомобиль, в то время как другая отключается. от двигателя, но с предварительно выбранной для использования следующей передачей.Переключение передач происходит быстро и без прерывания потока крутящего момента через трансмиссию.

В типичном DCT при движении в автоматическом режиме трансмиссия предварительно выбирает следующую передачу, а затем выполняет все действия, необходимые для переключения между передачами. DCT будет включать и выключать две муфты по мере необходимости для переключения на повышенную передачу при ускорении и на пониженную при замедлении. Переключение передач осуществляется последовательно, то есть в числовом порядке, вверх и вниз. Тем не менее, DCT может быстро переключаться между полным диапазоном передач благодаря процессу предварительного выбора передачи с двойным сцеплением.

Помимо автоматического режима, современный DCT может также работать как ручной без сцепления. Это означает, что водитель может выбрать следующую передачу вручную, обычно с помощью рычагов (подрулевых переключателей) на рулевом колесе. Водителю не нужно использовать педаль сцепления или каким-либо образом включать сцепление. Электроника и гидравлика трансмиссии автоматически включают оба внутренних сцепления. Ручное переключение позволяет очень быстро переключать передачи вверх и вниз и дает водителю полный контроль над поведением трансмиссии.

Чем DCT отличается от других автоматических коробок передач? — Найдите лучшие автомобильные предложения!

В обычных автоматических трансмиссиях используется преобразователь крутящего момента для передачи мощности двигателя на трансмиссию и далее на ведущие колеса. По сути, гидравлическое устройство передачи крутящего момента, преобразователь крутящего момента обеспечивает передачу мощности, но также может отделять мощность от трансмиссии, когда двигатель работает на очень низких оборотах. Это позволяет водителям останавливаться и сидеть без дела, не выключая передачу.В DCT две муфты сцепления выполняют действие сцепления и разъединения.

Бесступенчатые трансмиссии (CVT) — это еще один тип автоматических трансмиссий, и они становятся все более популярными. В вариаторе используется система подвижных шкивов в сочетании с ремнем или цепью для регулировки передаточного числа в широком диапазоне. Трансмиссия CVT не предусматривает дискретного переключения передач с одной на другую, как в обычном автоматическом или DCT. Вместо этого он может изменять передаточное число в зависимости от требований к мощности.

CVT обычно предлагают отличную топливную экономичность, но у них есть характеристики, которые некоторые водители считают нежелательными. Чтобы бороться с этим, автопроизводители обычно программируют определенные рабочие передаточные числа вариатора, делая ощущение ускорения и звук более похожим на обычную автоматическую коробку передач. Некоторые даже предлагают подрулевые переключатели, чтобы водитель мог контролировать заранее запрограммированные передаточные числа, например, в современных моделях Subaru.

В отличие от вариатора, коробка передач с двойным сцеплением переключает передачи, как обычная автоматическая коробка передач, но делает это быстрее и с гораздо меньшими потерями мощности при переходе.DCT также чувствует себя и звучит более удовлетворительно для ушей энтузиаста вождения.

Почему некоторые люди не любят коробки передач с двойным сцеплением — Найдите лучшие автомобильные предложения!

Как и вариаторы, трансмиссии DCT обычно обеспечивают экономию топлива от хорошей до отличной по сравнению с другими типами трансмиссий, но у них есть несколько недостатков.

• Некоторым водителям быстрое переключение передач с некоторыми DCT может показаться резким и неудобным. трансмиссии со сцеплением, как правило, не так хорошо умеют ползать вперед на чрезвычайно низких скоростях на светофоре или медленно двигаться к месту парковки

По этим причинам многие автопроизводители предпочитают использовать в своих автомобилях традиционные автоматические трансмиссии с гидротрансформатором или вариаторы. вместо DCT.Но для автомобилей с высокими характеристиками коробки передач с двойным сцеплением остаются популярным выбором.

Некоторые современные автомобили предлагают коробки передач с двойным сцеплением. Среди них Audi R8, Ford Mustang Shelby GT500, Nissan GT-R и Porsche 718 и 911. Но DCT не ограничиваются высококлассными спортивными автомобилями. Вы найдете их, например, в Kia Forte GT и Volkswagen GTI. Одно из самых странных применений этой технологии — в моделях Hyundai Ioniq Hybrid и Plug-in Hybrid.

Достижения в технологии обычных автоматических трансмиссий, похоже, угрожают будущей популярности трансмиссий с двойным сцеплением.Некоторые предсказывают, что все меньше и меньше моделей будут предлагать технологию DCT в будущем. Но те автомобили, у которых они сейчас есть, выигрывают от их способности быстро переключать передачи с минимальной потерей крутящего момента.

5 вещей, которые нельзя делать при вождении автомобиля с механической коробкой передач | Обзоры автомобилей Канада | Новые и подержанные автомобильные новости и советы |

# 1 Не включайте передачу, когда вы стоите на светофоре

Почему это плохо: Ваше сцепление пострадает от ненужного износа.

Когда вы сидите на светофоре и включаете передачу, вы, по сути, вдавливаете три основные части сцепления друг в друга: пружину, подшипник и диафрагму. В конце концов, это их изнашивает.

Если у вас изнашивается сцепление, вам придется его заменить, а это задача не из дешевых. Это будет стоить вам много денег и времени. Вместо этого включите нейтраль и отпустите сцепление. Это позволяет ему, так сказать, «расслабиться».

Распространенный аргумент в пользу противоположной стороны заключается в том, что включенная передача позволяет вам сразу же двинуться с места, если это необходимо.Если вы не ленивец, то, вероятно, вам потребуется всего лишь секунда, чтобы включить передачу. Так что не беспокойтесь об этом. Защитите свое сцепление.

Люди часто говорят, что лучше оставить машину включенной, если вам нужно сразу же уехать. Что ж, давайте будем честными, сколько времени у вас уходит на то, чтобы включить передачу? Ну разве ты ленивец, наверное, под вторым, верно? Вы не экономите время.

Итог: Когда вы включаете нейтраль на стоп-сигнале, вы уменьшаете общий износ сцепления.

Давайте просто на минутку оценим этого ленивца за рулем.Замечательная попытка, мистер Ленивец.

---

# 2 Не используйте сцепление, чтобы удержаться на холме

Почему это плохо : Изнашивается фрикционный материал и сцепление.

Распространенная привычка людей — нажимать на педаль сцепления (многократно нажимать на нее), чтобы избежать скатывания с холма. То, что вы на самом деле делаете, это сжигает фрикционный материал на вашем диске сцепления.

Это означает, что ваше сцепление вращается с одной скоростью, в то время как нажимной диск вашего двигателя (который зажат между этим диском и маховиком) движется с другой скоростью.Они работают друг против друга! Это изнашивает фрикционный материал и, следовательно, сцепление.

Вместо этого попробуйте несколько простых приемов!

• В некоторых автомобилях есть так называемая фиксация тормоза. Когда вы находитесь на холме, и вы нажимаете сцепление, когда вы медленно снимаете ногу с тормоза, тормоз удерживает вас! Отсюда и название, да!
• Однако у некоторых автомобилей нет фиксаторов тормоза. В этой ситуации вам просто нужно быстро нажать на педаль газа, одновременно выключая сцепление.Постарайтесь сделать переход как можно более плавным. Можно немного откатиться, но это не будет ничего значительного.
• Что произойдет, если вы окажетесь на крутом холме, а за вами будет машина? Внезапно машина превращается в Феррари, и вы представляете, как несетесь обратно в нее со скоростью света. Расслабьтесь, у вас есть простой способ маневрировать, если вы столкнетесь с подобной ситуацией. Поднимите электрический тормоз. Нажмите педаль сцепления. Поставьте ногу на тормоз. Теперь вы можете медленно отпустить ногу с тормоза, включить передачу, ослабить сцепление и, когда почувствуете, что оно начинает кусаться, отпустите E-тормоз и вперед! *

* Для большей уверенности потренируйтесь на плоской поверхности, чтобы овладеть ею

Итог: Есть способы избежать скатывания с холма, не удерживая сцепление.

---

# 3 Не держите руку на рычаге переключения передач

Почему это плохо : Это изнашивает ваше сцепление, и это просто небезопасно.

Это немного удивительно. Вес вашей руки может привести к трению деталей, отвечающих за переключение передач. Через какое-то время это их действительно раздражает. Это заставит вашу машину выскочить из строя, и, откровенно говоря, это отстой.

Не думаете, что ваша рука весит очень много? Ты прав. Но тот факт, что ваша рука приподнята, означает, что дополнительное давление проходит через ваше плечо, мимо предплечья, через вашу руку.

Если отвесить руки, удерживать рычаг переключения передач не рекомендуется из соображений безопасности. Нам не нравится это слышать, но вы должны держать обе руки на рулевом колесе во время вождения, если только вы не переключаете передачи.

Итог: Ваше переключение передач — это не упор для рук.

---

Держите их на 10 и 2, ребята.

---

# 4 Не нажимайте педаль газа, когда двигатель работает на низких оборотах

Почему это плохо: Вредно для вашего двигателя.

Когда вы начинаете нажимать педаль газа на низких оборотах, вы посылаете своему автомобилю смешанный сигнал.

Ваша машина думает, что она должна расслабляться, в то время как ваша нога говорит ей наступить на нее. Это приводит к перегрузке двигателя, что в конечном итоге приводит к необходимости ремонта.

Это то, что называется «тащить двигатель».

Вместо того, чтобы поливать его, когда вы находитесь на передаче 5 ^-й , просто переключите на пониженную передачу. Вы даже можете пропустить пару передач, если это необходимо, при условии, что вы соответствуете оборотам (метод, предотвращающий сотрясение трансмиссии при понижении передачи).

Итог: Не тащите двигатель. В конечном итоге это вызовет у вас серьезные проблемы.

---

# 5 Не держите ногу на сцеплении во время вождения

Почему это плохо: Это приведет к износу вашего сцепления.

Вы слышали этот термин раньше. Это называется «езда на сцеплении».

Давайте выразим это как можно проще. Клатч — это не место отдыха для вашей ноги. Даже если вы думаете, что никакого давления нет, безусловно, оно есть, и это плохие новости.

Ваша нога выжимает педаль сцепления вниз, а затем заставляет ее ослабить провисание. Это, в свою очередь, вызывает проскальзывание фрикционного диска сцепления, вызывая нагревание и, в конечном итоге, изнашивая сцепление.

Что все это значит? Приличный счет, когда вам в конце концов придется заменить сцепление.

Если поставить ногу на педаль, это также означает, что сцепление может быть задействовано не полностью. Это может вызвать серьезное проскальзывание диска сцепления (а также износ сцепления).

Итог: Ставить ногу на сцепление — плохая привычка, поэтому старайтесь избегать ее как можно чаще.

.

No related posts.