Устройство автомобиля с механической коробкой передач в обязательном порядке предполагает наличие механизма сцепления в устройстве трансмиссии. При этом следует отметить важность данного узла, так как именно благодаря сцеплению передается крутящий момент от мотора на колеса, а также удается мягко и плавно трогаться с места и далее переключать передачи КПП.
Если просто, сцепление связывает коробку и двигатель, позволяя передавать усилие ДВС на трансмиссию. При этом, если возникает такая необходимость, сцепление позволяет «размокнуть» жесткую связь ДВС и КПП. В этой статье мы подробно рассмотрим, для чего нужно сцепление и как работает сцепление автомобиля, а также на что обратить внимание в рамках эксплуатации машины с МКПП.
Назначение и устройство сцепления
Сцепление служит для кратковременного разъединения двигателя от трансмиссии и плавного их соединения при трогании с места, а также при переключении передач. Сцепление состоит из привода и механизма сцепления.
Устройство сцепления автомобиля
Схема гидравлического привода выключения сцепления и механизма сцепления:
- коленчатый вал;
- маховик;
- ведомый диск;
- нажимной диск;
- кожух сцепления;
- нажимные пружины;
- отжимные рычаги;
- нажимной подшипник;
- вилка выключения сцепления;
- рабочий цилиндр;
- трубопровод;
- главный цилиндр;
- педаль сцепления;
- картер сцепления;
- шестерня первичного вала;
- картер коробки передач;
- первичный вал коробки передач.
Привод выключения сцепления
Привод выключения сцепления (гидравлического типа) состоит из:
- педали,
- главного цилиндра,
- рабочего цилиндра,
- вилки выключения сцепления,
- нажимного подшипника,
- трубопроводов.
При нажатии на педаль сцепления, усилие ноги водителя, через шток и поршень, передается жидкости, которая, в свою очередь, передает давление от поршня главного цилиндра на поршень рабочего. Далее шток рабочего цилиндра перемещает вилку выключения сцепления и нажимной подшипник, который и передает усилие на механизм сцепления. Когда же водитель отпустит педаль, то под воздействием возвратных пружин все детали привода займут исходные позиции.
Механизм сцепления
Механизм сцепления представляет собой устройство, в котором происходит передача крутящего момента за счет работы сил трения. Именно механизм сцепления позволяет кратковременно разъединять двигатель и коробку передач, а затем вновь плавно их соединять.
Кроме того, сцепление предохраняет детали трансмиссии от перегрузок. При неравномерном вращении коленчатого вала двигателя в трансмиссии возникают колебания. Для их гашения в сцеплении имеется гаситель колебаний или демпфер. Элементы механизма заключены в картер сцепления, который крепится к картеру двигателя.
Детали механизма сцепления
Механизм сцепления состоит из:
- картера и кожуха,
- ведущего диска (которым является маховик коленчатого вала двигателя),
- нажимного диска с пружинами,
- ведомого диска со специальными износостойкими накладками и гасителем колебаний.
Ведомый диск, связанный с первичным валом коробки передач, постоянно прижат к маховику нажимным диском под воздействием очень сильных пружин. За счет огромных сил трения между маховиком, ведомым и нажимным дисками, все это вместе, как единое целое, вращается при работе двигателя. Но это только тогда, когда водитель не трогает педаль сцепления, независимо от того едет ли или стоит на месте его автомобиль.
А для начала движения машины, необходимо прижать ведомый диск, связанный с ведущими колесами (через первичный вал коробки передач и другие составляющие трансмиссии), к вращающемуся маховику, то есть – включить сцепление.
Схема работы сцепления
Как правильно включать сцепление? Вначале приотпускаем педаль, то есть даем возможность пружинам нажимного диска подвести ведомый диск к маховику до их легкого соприкосновения. За счет сил трения диск, проскальзывая некоторое время относительно маховика, тоже начнет вращаться, а ваш автомобиль потихоньку двигаться. Затем на две – три секунды удерживаем педаль сцепления в средней позиции для того, чтобы скорость вращения маховика и диска уравнялись.
Машина при этом немного увеличивает скорость движения. И, наконец, когда маховик вместе с нажимным и ведомым дисками уже вращаются вместе без проскальзывания с одинаковой скоростью, 100%-но передавая крутящий момент к коробке передач и далее на ведущие колеса автомобиля, остается только полностью отпустить педаль сцепления и убрать с нее ногу.
Если при начале движения педаль сцепления резко бросить, то автомобиль «прыгнет» вперед, а двигатель заглохнет. В худшем же варианте, что-нибудь еще и сломается, так как в этот момент возникает сильная ударная волна, которая многократно увеличивает нагрузки на все детали двигателя и агрегаты трансмиссии.
Для выключения сцепления водитель нажимает на педаль, при этом нажимной диск отходит от маховика и освобождает ведомый диск, прерывая передачу крутящего момента от двигателя к коробке передач. Нажимать на педаль сцепления следует достаточно быстрым, но не резким, спокойным движением до конца хода педали.
Общие сведения [ править | править код ]
Существует много различных типов сцепления, но большинство основано на одном или нескольких фрикционных дисках, плотно сжатых друг с другом или с маховиком пружинами. Фрикционный материал очень похож на используемый в тормозных колодках и раньше почти всегда содержал асбест, в последнее время используются безасбестовые материалы. Плавность включения и выключения передачи обеспечивается проскальзыванием постоянно вращающегося ведущего диска, присоединённого к коленчатому валу двигателя, относительно ведомого диска, соединённого через шлиц с коробкой передач.
Основные неисправности сцепления
Сцепление «ведет» (выключается не полностью) из-за большого свободного хода педали сцепления, перекоса нажимного подшипника, коробления ведомого диска или поломки пружин. Для устранения неисправности следует отрегулировать свободный ход педали, удалить воздух из гидропривода, заменить неработоспособные диски и пружины.
Сцепление «пробуксовывает» (включается не полностью) из-за малого свободного хода педали, замасливания или износа фрикционных накладок ведомого диска, поломки пружин. Для устранения неисправности необходимо отрегулировать свободный ход педали, промыть или поменять диски, пружины.
Сцепление включается резко вследствие заеданий в механизме привода, задирах на рабочих поверхностях дисков, маховика и разрушения фрикционных накладок ведомого диска. Для устранения неисправности следует заменить неисправные узлы привода, устранить задиры на поверхностях дисков, заменить ведомый диск.
Подтекание тормозной жидкости в приводе выключения сцепления возможно из главного или рабочего цилиндров, а также в соединительных трубках. Для устранения неисправности следует визуально определить место утечки и заменить неисправные узлы, с последующей прокачкой всего гидропривода (удалить из него воздух).
Классификация [ править | править код ]
- По способу управления — сцепления с механическим, гидравлическим, электрическим или комбинированным приводом (например, гидромеханическим).
- По виду трения — сухие (фрикционные накладки работают в воздушной среде) и мокрые (работающие в масляной ванне).
- По режиму включения — постоянно замкнутые и непостоянно замкнутые.
- По числу ведомых дисков — одно-, двух- и многодисковые.
- По типу и расположению нажимных пружин — с расположением нескольких цилиндрических пружин по периферии нажимного диска и с центральной диафрагменной пружиной.
- По числу потоков передач крутящего момента — одно и двухпоточные.
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.
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.
Как работает сцепление в роботизированных коробках передач
Коробки – автомат (робот) также имеют многодисковое «мокрое» сцепление или же оснащаются «сухим» сцеплением. При этом за включение и выключение сцепления в данном случае отвечает не водитель, который нажимает на педаль, а сервомеханизм (актуатор сцепления).
Переключение передач на РКПП также осуществляется за счет подобных механизмов. Актуаторы могут быть электрическими (управляются ЭБУ коробкой) или гидравлическими (управление осуществляется гидравлическим распределителем). При этом, как уже было сказано выше, за выжим сцепления может отвечать как электропривод, так и гидропривод (гидравлический актуатор сцепления).
В первом случае ЭБУ коробкой на основании показаний нескольких датчиков определяет момент переключения передачи и посылает управляющий сигнал на актуатор сцепления (сервопривод). Электродвигатель начинает работать, отсоединяя КПП от ДВС. Затем автоматика производит включение нужной передачи.
Гидропривод работает таким образом, что во время увеличении оборотов двигателя, маслонасос в коробке под давлением нагнетает масло в распределитель. Когда давление масла в распределителе доходит до определенной отметки, масло подается по специальным масляным каналам и воздействует на актуатор.
Рекомендуем также прочитать статью о том, как выполняется замена сцепления на ДСГ. Из этой статьи вы узнаете об особенностях замены сцепления DSG, а также что нужно учитывать в рамках такой замены.
В результате срабатывает механизм, отвечающий за выключение сцепления. Затем, после переключения передачи, давление снижается, сцепление снова «подсоединяет» двигатель к трансмиссии.
При этом не всегда «робот» работает быстро и плавно. В результате водитель замечает паузу, также во время переключений могут быть ощутимы рывки и толчки. Чтобы избавиться от таких недостатков, конструкторы предложили двойное сцепление для коробки робот.
В преселективных роботах с двойным сцеплением (типа ДСГ) указанные сцепления работают поочередно. Когда происходит выжим первого сцепления, чтобы включить, например, четную передачу, второе сцепление ожидает выжима для переключения на следующую нечетную передачу.
К преимуществам можно отнести то, что скорость срабатывания сцепления намного выше, переключение передач происходит незаметно для водителя. Результат- повышение топливной экономичности, практический полное отсутствие разрыва потока мощности в момент переключений, а также высокий уровень комфорта.
Как правильно пользоваться сцеплением на автомобиле
На практике работа со сцеплением автомобиля в основном выражается в выработке навыка правильного трогания с места, особенно на подъеме. При оживленном городском движении умелая работа с педалью позволит автомобилю двигаться плавно и не заглохнуть при резком торможении.
При начале движения, нужно, отпуская педаль сцепления, уловить момент соприкосновения дисков, уравновесить скорости их вращения, и дальше плавно отпустить педаль. Ориентир – число оборотов двигателя. Если двигатель работает равномерно, значит, сцепление включается правильно.
Сцеплением следует пользоваться лишь при старте, переключении передач и при остановке автомобиля. Выполнение этого требования продлит срок его службы.
- Резкое или, наоборот, замедленное отпускание педали сцепления при старте приводит к ускоренному износу рабочей поверхности дисков.
- Остановка на светофоре при нажатой педали и включенной передаче не лучшим образом скажется на работе нажимных пружин, подшипника и вилки выключения.
Две главные неисправности механизма сцепления – это недостаточно плотное соприкосновение дисков и недостаточно полное их разъединение.
- В первом случае сцепление пробуксовывает, а у автомобиля будет наблюдаться плохая динамика разгона. Обычно это является результатом износа ведомого диска, его фрикционных накладок.
- Во втором случае в результате неполного разъединения дисков при включенной передаче и нажатой педали автомобиль пытается поехать.
Если эти неисправности не устраняются регулировкой привода, то необходим ремонт самого механизма в стационарных условиях.
