Что такое сцепление: типы и основные функции

Устройство и принцип работы сцепления автомобиля

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

Функции сцепления

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

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

Элементы муфты сцепления

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

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

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

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

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

Принцип работы

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

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

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

Виды сцепления

Сухое сцепление

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

Мокрое сцепление

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

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

Сухое двухдисковое сцепление

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

Сцепление двухмассового маховика

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

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

Ресурс сцепления

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

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

Особенности керамического сцепления

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

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

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

Что такое сцепление: типы и основные функции

Сцепление — элемент трансмиссии, который участвует в передаче крутящего момента от двигателя к колесам, меняя его величину и направление. Оно разъединяет и плавно соединяет двигатель с другими элементами трансмиссии, обеспечивает переключение передач на автомобилях с механической коробкой. Без него обычный запуск двигателя будет фатальным как для ДВС, так и для КПП.

Устройство сцепления

Если рассматривать узел в общих чертах, можно сказать, что сцепление состоит из трех основных деталей:

• маховика;
• диска сцепления (или ведомого диска);
• нажимного диска.

Маховик участвует в запуске мотора со стартера, обеспечивая плавную работу коленвала и передавая крутящий момент на ведомый диск сцепления. При отжатой педали сцепления ведомый диск плотно зажат между маховиком и нажимным диском, за счет силы трения это обеспечивает работу трансмиссии. При нажатии на педаль ведомый диск отодвигается, сцепление выключается, а крутящий момент от ДВС уже не передаётся на колеса.

Типы

по типу привода (модели с гидравлическим, механическим или электрическим способом управления);

• по типу трения (механизм может работать в масляной ванне или без нее);
• по количеству ведомых дисков;
• по типу расположения пружин;
• по режиму включения.

Самые распространённые сегодня – модели с одним или несколькими фрикционными, то есть работающими за счет силы трения (без дополнительной смазки), дисками. По числу ведомых элементов они могут быть однодисковыми, двухдисковыми или многодисковыми (три и более).

Материал, который используется для изготовления фрикционов напоминает тот, что применяется в тормозных колодках. Если раньше в обоих случаях в состав добавлялся асбест (на металлических дисках были асбестовые накладки), то сейчас используются именно безасбестовые варианты.

В Европе запрещено производство фрикционных дисков с добавлением асбеста. Во время работы механизма асбестовая накладка стирается, образуя пыль, опасную для здоровья.

На современные легковые авто чаще устанавливаются однодисковые сцепления. Они оптимальны для двигателей малой и средней мощности.

Сухое двухдисковое сцепление

Двухдисковые модели подходят для грузового транспорта и легковых машин с мощным мотором. За счёт особенностей конструкции они долговечнее однодисковых, но и стоят дороже, так что использовать их на маломощных авто просто нецелесообразно.

Многодисковые сцепления используются в строительной и тяжелой грузовой технике, мощных спортивных и тюнингованных авто, в том числе и в полноприводных.

Плавная работа сцепления обеспечивается проскальзыванием дисков при уменьшении сжимающего их усилия. Точная передача крутящего момента — плотностью соединения ведущей и ведомой поверхностей.

При больших нагрузках и длительной эксплуатации рабочие поверхности стираются, а сцепление начинает «буксовать». При неисправном сцеплении диски разъединяются не полностью, а нормальное переключение передач нарушается.

Что входит в комплект сцепления?

Комплект сцепления для автомобилей ВАЗ 2108-2115

Стандартный комплект сцепления для автомобиля продается в сборе и состоит из трех основных деталей:

• Корзина сцепления в сборе
  Чугунный нажимной диск, прикрепленный к металлическому литому корпусу, внутри которого диафрагменная пружина. От её формы и характеристик зависит, с каким усилием ведущий диск отводится от ведомого.
• Выжимной подшипник
  Через систему привода он связывается с педалью сцепления. Когда вы нажимаете на педаль, усилие передается на диафрагменную пружину, а ведущие и ведомые элементы разъединяются.
• Ведомый диск
  Участвует в работе трансмиссии, если педаль сцепления не выжата. Фрикционные накладки с обеих сторон обеспечивают зацепление с остальными элементами механизма. Часто именно ведомый диск первым выходит из строя.

Принципы работы

При работе двигатель внутреннего сгорания вырабатывает крутящий момент, который передается на вращающийся маховик. Сцепление служит «связующим звеном» между ДВС и коробкой передач, с которой этот самый крутящий момент передается на колеса.

Когда водитель не нажимает на педаль сцепления, ведомый диск плотно прижат к ведущей поверхности, тем самым вращающий импульс передаётся на первичный вал КПП. При нажатии на педаль ведомая поверхность разъединяется с ведущей, а крутящий момент останавливается. Система готова к переключению передач.

1. при нажатии на сцепление останавливается ведомый диск, а, следовательно, и первичный вал.
2. шестерня передач на первичном валу переводится в нужное положение рычагом КПП.
3. когда вы отпускаете педаль сцепления, вращающий импульс передается на вторичный вал.
4. со вторичного вала через полуоси, карданную и главную передачу крутящий момент передается на колеса.

Выжатая педаль сцепления помогает затормозить, не останавливая при этом сам двигатель.

Ведомая и ведущая поверхности вступают в зацепление не в верхнем, а в среднем (рабочем) положении педали. Если в этот момент резко отпустить сцепление, есть большая вероятность, что авто заглохнет.

На каждом транспортном средстве рабочее положение педали индивидуально. Это важно учитывать, если вы пересаживаетесь с одного автомобиля на другой.

Что входит в комплект сцепления?

Сцепление – это та часть автомобиля, которая помогает плавно переключать передачи, обеспечивая плавное и бесперебойное соединение между двигателем и валом механической коробки передач.

Что именно делает сцепление?

Проще говоря, то, что делает сцепление, – это отделение двигателя от колес, которое позволяет переключать передачи во время движения.

Из чего состоит сцепление?

Этот механизм представляет собой интегрированную систему, состоящую из нескольких основных частей, расположенных между маховиком и входным валом трансмиссии. Элементы, из которых он состоит, взаимосвязаны, что означает, что когда необходимо заменить какой-либо из элементов, целесообразно заменить их все вместе в виде набора.

Что входит в комплект сцепления?

Стандартный комплект сцепления состоит из трех основных элементов – нажимной диск, выжимной (выжимной подшипник) и приводной диск.

Нажимной диск

Роль этого диска заключается в обеспечении надежного контакта между маховиком и приводным диском. Этот диск крепится к маховику и вращается вместе с ним, оказывая давление на приводной диск.

Приводной Диск

Этот диск имеет функции подключения. Он прикреплен к маховику с одной стороны и к нажимной пластине (диску) с другой стороны. На обеих сторонах диска привода имеется фрикционный материал, поэтому его также называют трением.

Выжимной подшипник

Подшипник соединен с педалью сцепления через вилку и систему привода (механическую, пневматическую или гидравлическую). Когда вы нажимаете педаль, она перемещается вдоль оси первичного вала трансмиссии к корпусу сцепления (корзине), нажимает на пружину диафрагмы и, в свою очередь, сбрасывает давление приводного диска. Современные выжимные подшипники бывают сферическими, механическими или гидравлическими.

Как все компоненты работают вместе?

Давайте предположим, что в этот самый момент вы садитесь в машину и отправляетесь в путь. Когда вы хотите переключить передачу, вы (как и должно быть) нажимаете педаль, чтобы сделать это. Нажав на нее, вы фактически толкаете нажимную вилку, которая, в свою очередь, толкает выжимной подшипник, толкая его к пружине мембраны (диафрагмы).

Пружина в свою очередь тянет прижимную пластину. После вытягивания нажимной диск отсоединяется от приводного диска, и трение между приводным диском и маховиком прекращается. Это прерывает вращение, и как только оно прекращается, вы можете легко переключать передачи, когда автомобиль находится в движении.

И наоборот … Когда муфта приводится в действие, нажимная пластина оказывает постоянный крутящий момент на приводной диск. Поскольку прижимная пластина прикреплена к маховику, который, в свою очередь, прикреплен к двигателю автомобиля, приводной (ферро) диск также вращается, так что он может передавать вращающую силу на коробку передач.

Когда заменяется сцепление?

Элементы, из которых состоит сцепление, подвергаются серьезным нагрузкам, поэтому они изнашиваются относительно быстро. Как правило, нет конкретного времени, в которое необходимо заменить сцепление, и когда это необходимо, зависит в очень большой степени от стиля вождения. Современные сцепления могут работать без проблем даже после пробега в 100 000 км, но также могут проявлять признаки износа после пробега в 30 000 км.

Как долго вы наслаждаетесь отлично работающим сцеплением, зависит от того, проводите ли вы регулярный осмотр, правильно ли вы его обслуживаете и, прежде всего, от того, как вы его используете. Если ваш стиль вождения агрессивный, если вы постоянно загружаете сцепление, логично, что оно изнашивается быстрее, и вы попадаете в ситуацию, его нужно заменить, потому что он просто не работает.

Знаки, указывающие на то, что сцепление требует внимания
Если есть какие-либо проблемы с каким-либо из элементов сцепления, их легко заметить, так как их симптомы достаточно очевидны и их нельзя пропустить. Вот некоторые из наиболее распространенных симптомов проблемы передачи:

Педаль мягкая при нажатии

Обычно, когда педаль нажата, она оказывает небольшое давление (это тяжелее). Однако, если есть проблема, тогда педаль становится чрезвычайно мягкой.

скольжение

Проскальзывание легче всего заметить при движении в гору. Если педаль нажата в этот момент, но вместо включения сцепления, обороты автомобиля только увеличиваются, не влияя на его скорость, это означает, что сцепление проскальзывает и возникает проблема. Скольжение происходит чаще всего из-за износа фрикционного материала, прикрепленного к приводному диску. Поскольку задачей этого материала является сцепление с пластиной, он логически изнашивается быстрее всего. И когда это происходит, сцепление не может должным образом передавать крутящий момент двигателя на коробку передач и колеса, и это приводит к все большему скольжению.

Переключение передач (передач) с усилием

Если коробка передач находится в идеальном состоянии, передачи переключаются плавно и легко. Однако, если есть проблема, то для переключения необходимо приложить больше усилий.

Залипание

«Липкое» сцепление – это состояние, при котором при нажатии на педаль сцепление не отпускается должным образом. Это происходит потому, что вал продолжает вращаться, что предотвращает переключение передач.

Шум

Если вы слышите металлический шум при попытке переключения передач, это также указывает на проблему с элементом в коробке передач.

Педаль остается на полу

Когда сцепление в порядке, после нажатия педали оно возвращается в исходное положение, как только переключаются передачи. Если этого не происходит и после нажатия она остается на полу, это признак того, что существует серьезная проблема с одним из элементов сцепления.

«Жесткий» разъем

Эту проблему легко заметить, потому что когда вы нажимаете педаль, она довольно жесткая, и вам придется приложить значительное усилие, чтобы нажать на нее.

Почему специалисты рекомендуют покупать комплект сцепления при смене?

Если вы решите заменить только один из компонентов сцепления, вас никто не остановит. Вы можете сделать это, если хотите, но такой подход не является ни уместным, ни дорогостоящим. Заменив только один или два компонента, вы не только не сэкономите, но и существенно не улучшите характеристики сцепления. Почему?

Поскольку, как мы упоминали вначале, сцепление представляет собой интегрированную систему, элементы которой соединяются, как только один из элементов изнашивается, это означает, что если не одновременно с ним, то очень скоро после него другие элементы износятся также.

Именно поэтому все производители предлагают набор муфт, которые включают в себя: нажимной диск, приводной диск и выжимной подшипник. Таким образом, всю систему можно легко заменить, и все его элементы будут работать правильно.

В одном из комплектов сцепления производители также предлагают маховик. Он не является частью сцепления, но, поскольку он подключен к нему, рекомендуется также заменить его на новый.

Обычно в комплекты сцепления также входят подшипники, пружины и центрирующие инструменты.

Можно ли поменять сцепление в домашних условиях?

Правда заключается в том, что замена комплекта сцепления самостоятельно – задача не из легких. Чтобы быть в состоянии сделать это, вы должны иметь не только очень хорошие технические знания, но и навыки механика. Снятие изношенного сцепления с новым комплектом занимает много времени и требует много инструментов.

Поэтому совет экспертов заключается не в том, чтобы не пытаться сделать это самостоятельно, а в том, чтобы найти надежного механика или сервисный центр, где они будут выполнять разборку и сборку сцепления в соответствии со всеми правилами.

Источник https://techautoport.ru/transmissiya/sceplenie-i-mufty/sceplenie.html

Источник https://www.tts.ru/blog/transmissiya/chto-takoe-stseplenie-tipy-i-osnovnye-funktsii/

Источник https://avtotachki.com/chto-vhodit-v-komplekt-sczepleniya/