Что такое сцепление в автомобиле
Выше уже отмечено, что сцепление обеспечивает отсоединение коробки передач от мотора. Для этого могут использоваться механизмы различного типа: гидравлические, фрикционные, электромагнитные. В зависимости от типа используемого сцепления особенности его конструкции и функционирования будет различным:
- у механизмов фрикционного типа передача вращения коленвала обеспечивается силами трения, возникающими между ведущими и ведомыми элементами;
- в сцеплениях, использующих гидравлическую энергию, отсоединение и присоединение КПП к двигателю обеспечивается давлением жидкости в замкнутой системе;
- принцип работы электромагнитных сцеплений основан на свойствах магнитных полей одинаковой и разной полярности.
Кроме того, сцепления разделяются на следующие подвиды:
- по числу используемых дисков – одно- или многодисковые;
- по условиям использования – сухие либо влажные (их элементы погружены в специальную ванну с маслом);
- по способу приведения в действие прижимного диска – механизмы с диафрагмой, расположенной в центре, и с круговыми пружинами.
Выбор того или иного типа сцепления зависит от множества факторов. Кроме того, большое значение имеет стоимость машины и престижность бренда. Так, на дорогих иномарках премиум-класса широко используются электромагнитные механизмы, обеспечивающие высокую точность срабатывания. На отечественных же моделях, в особенности не самых новых, в большинстве случаев используются сухие фрикционные механизмы замкнутого типа, главное преимущество которых – простота конструкции и обусловленная ей низкая стоимость.
Краткая историческая справка
Работая над созданием первых автомобилей, инженеры обнаружили необходимость в устройстве, которое передавало бы крутящий момент от мотора к колесам, но с разной амплитудой вращения, чтобы автомобиль приходил в движение плавно. Без такого устройства всякий раз при желании сбросить или увеличить скорость, нужно было бы полностью глушить двигатель. И это устройство изобрел немецкий инженер Карл Бенц в 1885 году. Сцепление тогда состояло из двух шкивов, соединенных кожаным ремнем. Водитель раздвигал шкивы рычагом, что позволяло размыкать и смыкать сцепление.
Следующим этапом совершенствования устройства было изобретение конусного сцепления немецкими инженерами Готлибом Даймлером и Вильгельмом Майбахом в 1889 году. В конструкции конусного сцепления кожаный ремень заменила пружина.
На смену такой конструкции пришла другая – многодисковая, которая работала в жидкой среде (в керосине или масле). Затем на диски стали надевать накладки «Ferodo», и автомобильная промышленность перешла на сухое однодисковое сцепление.
Прототип современного диафрагменного сцепления разработали автомеханики американской корпорации «General Motors» в 1936, однако из-за войны их массовое производство началось лишь в 1965 году и продолжается в наши дни.
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.
Из чего состоит сцепление автомобиля
И так, из чего состоит автомобильное сцепление? Выше мы уже показали ведомый диск, нажимной диск в сборе с корзиной, ниже покажем выжимной подшипник и гидравлическую систему сцепления. С помощью гидравлики приводится в работу все из чего стоит сцепление авто, а именно: Нажимая на педаль сцепления в движение приходит главный цилиндр сцепления, нагнетается гидравлическое давление в системе, тем самым приводится в движение рабочий цилиндр сцепления, он в свою очередь толкает вилку, которая нажимает на выжимной подшипник. Что происходит далее, было описано выше. Вкратце, подшипник давит на диафрагменную пружину, она поднимает ведомый диск и сцепление размыкается. При отпускании педали сцепления происходит обратный процесс.
Из чего состоит сцепление автомобиля:
1. Педаль;
2. Рабочий цилиндр;
3. Главный цилиндр;
4. Магистраль гидравлическая;
5. Вилка сцепления;
6. Выжимной подшипник;
7. Корзина сцепления (Нажимной диск + диафрагменная пружина);
8. Ведомый диск.
Ведомый диск
Этот диск расположен между маховиком и нажимной пластиной. С обеих сторон на нем имеется фрикционный материал (похожий на материал тормозных колодок).
При включенном сцеплении он плотно зажат, и крутящий момент передается благодаря силе трения. В него вставлен приводной вал коробки, по которому передается крутящий момент.
Маховик
Маховик установлен на коленчатом валу двигателя и выступает в качестве основного диска. Он обычно двухмассовый и состоит из двух частей, соединенных между собой пружинами.
Прижимная пластина
Задача данной детали — создать давление на ведомый диск. В более старых моделях автомобилей это давление создается с помощью винтовых пружин, а в современных моделях давление создается с помощью мембранной пружины.
Выжимной подшипник
Функция этого подшипника состоит в том, чтобы сбросить нагрузку на пружину с помощью троса или гидравлического управления, чтобы передача крутящего момента была прервана.
Корпус
Все компоненты разъема собраны вместе в общем корпусе или так называемой «корзине». В стандартном исполнении корпус крепится к маховику.
Типы механизмов
Хотя все эти механизмы имеют сходный принцип действия, они подразделяются на несколько групп:
- в зависимости от типа привода;
- по типу трения;
- по количеству дисков;
- по способу зацепления.
По количеству дисков
С учетом этого критерия разъемы можно разделить на однодисковые, двухдисковые и многодисковые. Однодисковые сцепления используются в основном в легковых автомобилях, двухдисковые сцепления предназначены в основном для установки в грузовиках и автобусах большой вместимости, а многодисковые сцепления используются в мотоциклах.
По типу трения
По этому критерию разъемы делятся на «сухие» и «мокрые». Работа «сухих» сцеплений основана на силе трения, возникающей в результате взаимодействия сухих поверхностей: главных, компрессионных, приводных дисков и т.д. «Сухие» однодисковые сцепления наиболее распространены в автомобилях с механическая коробка передач.
В «мокрых» муфтах поверхности трения погружены в масло. По сравнению с «сухими» сцеплениями, этот тип обеспечивает более плавный контакт между дисками, блок охлаждается более эффективно благодаря циркуляции жидкости, и сцепление может передавать больший крутящий момент на трансмиссию.
В зависимости от типа привода
В зависимости от типа привода сцепления делятся на:
- механические;
- гидравлические;
- электрические.
Принцип работы сцепления автомобиля
Принцип работы сцепления базируется на приведении в действие маховика за счет возникновения силы трения, создающейся диафрагменной пружиной. Работа сцепления автомобиля возможна в 2 режимах: «включено» и «выключено». В основном, ведомый диск присоединен к маховику. Передача вращающего момента осуществляется от маховика к ведомому диску. От последнего сила вращения через шлицевое соединение передается первичному валу КП.
Чтобы дезактивировать муфту, водитель давит на педаль, соединенную с вилкой механо- или гидро- приводом. Последняя перемещает выжимной подшипник, который воздействует на лопасти диафрагменной пружины, прекращая давление на нажимной диск. Происходит разъединение движка с трансмиссией.
После отпускания педали сцепления вилка уже не активирует выжимной подшипник и пружину. Происходит прижим нажимным диском ведомого к маховику и обеспечивается соединение двигателя с трансмиссией.
Сухое двухдисковое сцепление
Двухдисковый механизм передает больше вращающего момента при одинаковых размерах деталей узла. Он предполагает наличие 2 ведомых дисков с промежуточной прокладкой между их рабочими поверхностями. Чаще всего используется на грузовых и легковых авто, снабженных мощным двигателем.
Мокрое сцепление
Эта схема работы сцепления предполагает трение поверхностей в масляной ванне, плавное соприкосновение дисков и более эффективное охлаждение. Обеспечивается передача на трансмиссию большего крутящего момента.
Применение этого типа сцепки рационально на роботизированной технике с двойным сцеплением. На четные и нечетные КП происходит подача вращающегося момента от разных ведомых дисков. Схема работы сцепления мокрого типа применяется в паре с гидравликой. Переключение скоростей совершается без разрыва потока мощности. Установка более современная, дорогостоящая и сложная в плане производства.
Когда использовать сцепление?
Из уст автомобилистов очень часто можно услышать фразу относительно того, что педаль сцепления в авто считается самой легкой. Ведь она в отличие от педалей тормоза и газа, не отвечает ни за торможение, ни за ускорение авто. Однако такое утверждение в корне неверно. Поскольку именно педаль сцепления позволяет опытным автомобилистам управлять транспортом максимально эффективно. С помощью педали сцепления можно достичь максимальных показателей производительности, а также существенно увеличить срок службы транспортного средства. Однако при неправильном использовании элемента все это может перевернуться в противоположную сторону. То есть возможны даже серьезные неполадки с важнейшими узлами авто. Чтобы этого не произошло важно правильно пользоваться педалью сцепления. При старте авто для предотвращения повреждения педали необходимо выдавить педаль сцепления и установить первую передачу. Коленвал и коробка должны соединиться ровно, без рывков. А чтобы перейти правильно от нейтральной передачи к первой нужно сделать следующее:
- Намного выжать педаль;
- Сделать паузу на несколько секунд;
- Отпустить педаль.
Не следует слишком сильно передерживать сцепление, иначе диск может преждевременно износится.
Эксплуатация сцепления
При эксплуатации автомобиля необходимо периодически проверять уровень в бачке, питающем жидкостью гидравлический привод сцепления. Если уровень окажется меньше нормы, то его обязательно следует восстановить, долив тормозной жидкости.
В противном случае, когда ее уровень понизится до нуля, усилие вашей ноги на педали сцепления будет передаваться в никуда.
Пониженный уровень жидкости или неправильная регулировка сцепления может привести к тому, что передачи на вашем автомобиле будут включаться с огромным усилием или вообще включаться не будут. И если, при полностью нажатой педали
сцепления, вам все-таки удастся «впихнуть» первую передачу, то автомобиль самопроизвольно начнет медленное движение, хотя в данный момент двигатель еще должен быть отделен от ведущих колес.
Основные неисправности сцепления
Неправильная эксплуатация, в особенности слишком длительное нажатие на педаль сцепления, могут стать причиной выхода этого агрегата из строя. К наиболее распространенным проблемам с ним относятся следующие:
- деформация и износ фрикционных накладок диска сцепления;
- повреждение самого диска;
- попадание масла на накладки диска сцепления, из-за чего они утрачивают свои фрикционные свойства и быстрее изнашиваются;
- износ крепежных шлицев, с помощью которых диск сцепления фиксируется на валу;
- поломка или исчерпание ресурса пружин-демпферов;
- ослабление либо выход из строя диафрагменной пружины;
- поломка либо износ выжимного подшипника;
- повреждение поверхности маховика;
- деформация нажимного диска;
- выход из строя вилки выключения сцепления.
Также различные поломки могут произойти в механизме привода сцепления. Их характер зависит в первую очередь от типа привода.
Свободный ход педали
Одним из параметров, характеризующих исправность и правильность регулировки всей системы, является свободный ход педали сцепления. Так называется то расстояние, которое свободно проходит педаль сцепления до его срабатывания. Появляется свободный ход из-за наличия зазоров в отдельных узлах и элементах привода. Наглядно он показан на приведенном выше рисунке и не должен превышать тридцати пяти миллиметров. Ощущается зазор как движение педали сцепления без усилий при нажатии на нее.
Другими словами, вначале при нажатии на педаль она движется свободно, а потом начинает ощущаться сопротивление движению. Вот этот промежуток – движение без усилий и называется свободным ходом. Его слишком большое значение свидетельствует о существенном износе деталей или необходимости регулировки. Если этого не выполнить, то возможно возникновение проблем с включением или переключением передач.
Стук при отпускании педали сцепления
Однозначно назвать причину этого явления достаточно сложно. Стук при отпускании педали сцепления может быть вызван как износом деталей самого сцепления, так и включением передачи в КПП. Если это связано с износом деталей сцепления, то необходимо проведение его диагностики, хотя в большинстве случае все может свестись к рекомендации замены, как минимум, корзины, хотя и не обязательно, что после этого стук при отпускании педали сцепления прекратится.
Не стоит забывать, что при отпускании педали автомобиль начинает двигаться, и вполне возможно, что возникающий стук при отпускании педали сцепления с этим никак не связан. Источником его могут быть совсем другие узлы, например, элементы подвески.
Шум при отпущенной педали сцепления
Такой дефект классифицируется однозначно. Шум при отпущенной педали сцепления вызван износом или повреждением выжимного подшипника. Причиной этого может быть как износ подшипника, так и неправильная манера езды. Здесь надо напомнить, что при движении автомобиля левая нога не должна касаться педали. Если этого не выполнять, то возможен описанный дефект. Кроме того, причиной может быть и начало движения на высоких оборотах двигателя.
Кроме того, что педаль сцепления включает-выключает связь двигателя и трансмиссии, она может служить своеобразным индикатором его технического состояния, сигнализируя о вероятных неисправностях или приближении отказа в ближайшее время. Немаловажное значение имеет также то, что необходимо грамотное и правильное использование возможностей, предоставляемых этими элементами конструкции автомобиля.
Провалилась педаль сцепления
Когда нажимают на педаль она без всякого усилия уходит вниз, не возвращаясь в нормальное положение. Причин этого может быть несколько, вот некоторые из возможных:
- тросик сцепления в месте заделки его наконечника порвался (в случае механического привода). Такой дефект устраняется заменой тросика, и проводить его необходимо в условиях сервисного центра или мастерской;
- слетела или лопнула возвратная пружина (9). В тех случаях, когда пружина слетела, то после того, как ее поставить на место, дефект – провалилась педаль сцепления, будет устранен. В противном случае надо добираться опять же до мастерской.
- поломалась вилка включения (14) из-за чего и провалилась педаль сцепления. Понятно, что в этом случае ремонт возможен в условиях гаража или мастерской;
- попал воздух в систему гидропривода. Тогда необходима прокачка привода для удаления попавшего воздуха.
Добраться до автосервиса можно в принципе самостоятельно, используя такой прием. Выключить двигатель, включить передачу (первую или вторую), повернуть ключ, завести мотор и одновременно прибавить газ, при этом автомобиль сразу начнет двигаться. Вот так и ехать, не переключая передачи и не останавливаясь.
Вибрирует педаль сцепления
В данном случае, скорее всего, причиной появления вибрации будет являться износ или деформация отдельных деталей механизма сцепления. Устраняется это только заменой.
Скрипит педаль сцепления при нажатии
У этого явления также есть несколько причин. Скрип педали сцепления может быть вызван дефектом, например, той же вилки (14) и устраняется ее заменой. Износ других элементов привода также может вызвать скрип педали сцепления. Для предотвращения его в этом случае необходимо смазать все возможные места возникновения скрипа (сочленения деталей) и заменить изношенные.
Причиной, вызывающей скрип педали сцепления, может быть непосредственно какая-нибудь из применяемых пружин или сам тросик сцепления. Относиться к такому явлению надо очень осторожно, скрип педали сцепления надо воспринимать как предвестник отказа одной из деталей привода, например, обрыва тросика.
Есть ли не совсем типичные примеры неисправности сцепления?
Помимо типовых случаев неисправности сцепления на практике встречаются и другие примеры его неправильной работы. Рассмотрим несколько случаев.
В первом случае через несколько месяцев после покупки машины сцепление постепенно стало буксовать все больше и больше, пока машина практически не перестала трогаться с места. Новый владелец «сдался» и поехал в сервис, где сняли коробку передач и демонтировали само сцепление. К удивлению механиков и хозяина, ведомый диск оказался в отличном состоянии – судя по всему, его меняли незадолго до продажи автомобиля.
 |
 |
Сцепление отчаянно буксует, а снятый диск – практически без следов износа!
А вот рабочие поверхности корзины и маховика оказались предельно изношенными – настолько, что новый диск контактировал с ними буквально в паре мест по радиусу, а не прижимался по всей поверхности. Разумеется, говорить о нормальной работе сцепления не приходилось – две тонкие «полосы контакта» никак не могли передать крутящий момент от маховика к первичному валу коробки передач.
Вдобавок корзина имела явные следы перегрева в прошлом, на что красноречиво указывал синий цвет рабочей поверхности диска. А внутри «колокола» коробки передач обнаружились остатки фрикционных накладок старого диска в виде характерного черного порошка.
 |
 |
Вывод прост: сцепление «сожгли», но вместо полноценной замены узла в сборе ограничились установкой дешевейшего ведомого диска. Это условно восстановило работоспособность сцепления, что позволило продать машину без лишних вложений.
Второй пример немного похож на первый: сцепление тоже начало сильно буксовать, хотя после вскрытия следов выработки на поверхностях маховика, корзины и накладках диска не наблюдалось. Зато там в изобилии присутствовало моторное масло, попавшее в сцепление из-за негерметичного заднего сальника коленчатого вала. Под машиной давно появлялись характерные капли (и даже лужицы) масла, но хозяин решил отложить решение вопроса «до лучших времён», поскольку демонтаж коробки передач — не самая дешевая процедура. В итоге пришлось не только платить за сборочно-разборочные работы и замену потёкшего сальника, но и менять ведомый диск.
 |
Третий случай – пожалуй, наиболее нетипичный. При очередном переключении передач во время движения со стороны коробки передач раздались посторонние звуки, которые возникали при попытке отпустить сцепление даже при выключенной передаче! Владельцу пришлось на буксире ехать в сервис, где в снятом сцеплении обнаружился редкий казус: центральная часть ведомого диска (со шлицами) проворачивалась относительно остального диска.
При этом первичный вал мог «стоять», в то время как прижатые корзиной и маховиком накладки ведомого диска вращались. Разумеется, ни о каком переключении передач при такой поломке речь не шла, из-за чего и пришлось прибегнуть к буксирному тросу. Однако возникла эта проблема отнюдь не на ровном месте: владелец признался, что накануне ему довелось дважды буксировать автомобиль аналогичной массы, причем процесс сопровождался рывками и стартами на подъемах. Итог вполне закономерен.
Наряду с тормозными дисками и колодками сцепление относится к тем узлам, ресурс которых прямо связан с манерой езды водителя и особенностями эксплуатации машины.
Как избежать проблем со сцеплением?
Чтобы продлить жизнь сцеплению, достаточно соблюдать несколько несложных правил. Во-первых, нужно следить за его правильной регулировкой, иначе сцепление может как «вести», так и «буксовать». Во-вторых, нельзя перегружать сцепление – к примеру, интенсивно и долго буксовать в снегу или грязи, резко стартовать, переключать передачи при не полностью выжатой педали сцепления, держать её в полувыжатом состоянии и так далее. Наконец, нужно с осторожностью относиться к просьбам «дотащить на буксире», особенно если состояние сцепления неизвестно, а масса буксируемого автомобиля аналогична или превышает вес собственной машины. Конечно, сцепление может выйти из строя вследствие банального износа или заводского брака, но зачастую в его преждевременной кончине виноват тот, кто выжимает крайнюю левую педаль.
Что в итоге
С учетом вышесказанного становится понятно, что сцепление автомобиля является важным узлом. Также от качества его работы напрямую зависит эффективность работы самой КПП, а также комфорт при переключении передач.
Что касается нажимного диска сцепления, корзина является одним основных составных элементов в устройстве механизма сцепления. По этой причине любые повреждения, дефекты и поломки корзины могут приводить к тому, что работа всего механизма сцепления будет нарушена.
