Устройство и принцип работы двойного сцепления

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.

Сцепление на минитрактор — виды и их отличия

Сцепление для минитрактора – это обязательный элемент любой сельскохозяйственной машины

Основная функция этого важного узла заключается в поддержании соединения моторной части и приводной передачи, а также в отключении двух этих элементов друг от друга. Иными словами, муфта сцепления получает крутящий момент от двигателя, и передает его на механизм трансмиссии

Все поступающие на рынок минитрактора обязательно оборудуются уже готовым и правильно отлаженным сцеплением. Другое дело, когда требуется сделать сцепление для самодельного минитрактора. В таком случае необходимо изучить разновидности этих механизмов для минитрактора, а также конструктивные особенности отдельных видов.

По элементу, передающему крутящий момент от ДВС на коробку передач минитрактора, различают такие виды муфт:

• фрикционные – чаще всего заводские модели минитракторов оснащены именно этими видами узлов. Они состоят из ведущей и ведомой части, а также системы управления. Обороты, создаваемые коленчатым валом ДВС, передаются посредством ведущей и ведомой частей. Способность к работе компонентов сцепления напрямую зависит от фрикционных свойств материалов, из которых они изготавливаются. При необходимости этот показатель ведущей и ведомой части механизма можно повысить путем применения различных накладок, предназначенных для уменьшения силы трения в любую необходимую сторону;
• гидравлические – работа муфт сцепления этого типа основывается на усилии, создаваемом потоком рабочей жидкости. Впоследствии именно рабочая жидкость воздействует на ведомую часть минитрактора. Если сила потока стабильная на протяжении всего периода работы минитрактора, она именуется гидростатической муфтой. Если усилие потока переменное, то такая муфта именуется гидродинамической. Последний вид получил широкое распространение в конструкции большинства современных мнитракторов. Такие узлы поддаются меньшому износу и отличаются более стабильной работой тягового устройства. Чаще всего гидравлический муфты применяются в случаях, когда в хозяйстве регулярно используется сеялка, косилка и борона для минитрактора;
• электромагнитные – в конструкции муфт этого типа соединение мотора и трансмиссии минитрактора обеспечивается магнитным полем, реже – специальным порошком, обладающим магнитными свойствами. Как магнитное поле, так и порошок призваны активизировать движущую силу и замкнуть созданное магнитное поле между деталями устройства.

В зависимости от характера трущихся между собой плоскостей, муфты могут быть следующих видов:

• сухими – способны функционировать без наличия смазки;
• мокрыми – работают только в условиях масляной ванны.

По числу предусмотренных в конструкции дисков, различают следующие виды конструкций:

• однодисковые;
• многодисковые.

Основной деталью многодискового устройства считается корпус, внутри которого расположена выемчатая поверхность. В нее вставляются диски с пазами, расположенными по внешней окружности. При работе они без препятствий вращаются вокруг своей оси, и поочередно передают создаваемый двигателем крутящий момент от маховика мотора на элементы трансмиссии.

Особенности сборки многодискового сцепления

Самодельные минитрактора, в конструкции которых двигатель расположен в поперечной плоскости, лучше всего оборудовать многодисковыми муфтами, помещенными в масляные ванны. Особенностью такого сцепления является совмещение его элементов с пусковым устройством минитрактора. Таким образом, при работе муфты ее детали смазываются маслом параллельно с элементами мотора.

Изготовление многодисковой муфты для минитрактора лучше всего выполнять в таком порядке:

1. Для начала нужно найти старую, но полностью исправную муфту сцепления от мотоциклов «ИЖ» или «Планета»;
2. Далее необходимо взять звездочку от мотоцикла и соединить ее с барабаном, расположенным в наружной плоскости сцепления;
3. После этого ведущий барабан сцепления нужно оборудовать храповиком;
4. Ведомых дисков в конструкции мотоциклетного сцепления, как правило, немного больше чем ведущих. Их нужно установить на тот же вал, на которой установлены основные. При этом ведомые диски должны свободно передвигаться;
5. В конце всю получившуюся конструкцию потребуется надежно скрепить гайками.

Следует помнить, что ведущие диски сцепления соединяются с внешним барабаном выступами, в то время, как ведомые соединены с ним зубцами. Чтобы не допустить ошибок при сборке дисков, вначале следует установить основной ведущий диск, а после него – ведомый. Все дальнейшие диски должны быть расположены в таком же порядке.

В конце потребуется установить прижимной диск, который необходим для стяжки конструкции многодискового сцепления пружинами. Самодельная конструкция также должна быть оборудована фрикционными накладками, установленными на ведущие диски муфты. Их можно сделать из пробковых материалов или пластмассы.

Между дисками постоянно находиться масло. Благодаря этому ведущие и ведомые элементы не будут срабатывать сразу. Это сделает запуск минитрактора более плавным и исключит пробуксовки.

В результате, изготовленное самодельное сцепление для минитрактора должно выглядеть так, как указано на изображении.

Чтобы не монтировать монтажа фрикционные детали, смазочный материал должен поступать в многодисковую муфту сцепления непрерывно и в полном объеме. Если он отсутствует, для смазки сцепления можно воспользоваться керосином.

Единственным недостатком самодельного многодискового сцепления является необходимость масляной среды, что может усложнить ремонт самодельного узла. Тем не менее, многодисковое сцепление обладает повышенной надежностью и в разы превосходит все другие виды муфт по устойчивости к износу и долговечности.

Механизмы сцепления в «молодые годы» мирового машиностроения

Изобретение механизма сцепления приписывается Карлу Бенцу. Так это или не так, достоверно установить невозможно: производством и совершенствованием первых автомобилей в XIX веке одновременно занималось сразу несколько компаний, и все они шли по своему развитию, что называется, «ноздря в ноздрю». Старейшим видом сцепления, широко распространённого на большинстве автомобилей конца XIX – начала XX века, было сцепление конического типа. Его фрикционные поверхности имели коническую форму. Такое сцепление передавало бо́льший крутящий момент, при тех же габаритах, по сравнению с нынешним однодисковым, было предельно простым по своему устройству и в уходе за ним.

Комфортабельный «Мерседес Бенц НР-50» – автомобиль с конической фрикционной муфтой.

Однако тяжёлый конический диск такого типа сцепления обладал большой инерцией, и при переключении передач после выжима педали ещё продолжал вращаться на холостом ходу, из-за чего включение передачи было затруднённой операцией. Для торможения диска сцепления применили специальный агрегат – тормоз сцепления, однако его использование было лишь половиной решения проблемы, как и замена одного конуса двумя менее массивными. В итоге, уже в 1920-х годах от такой тяжёлой и громоздкой (к кому же требующей значительных мускульных усилий в использовании) конструкции, как коническое сцепление, полностью отказались. Также существовало сцепление с обратным конусом, работавшее на разжимание.

Однако сам принцип данного механизма нашёл новое воплощение в конструкции современных коробок переключения передач с синхронизаторами. Синхронизаторы коробки передач, по сути, и представляют собою маленькие конические сцепления, которые работают за счёт трения бронзы (или другого металла с высоким коэффициентом трения) по стали.

Принцип работы двухдискового сцепления

Принцип действия сцепления различных типов сходно, как и их устройство. Однако, функционируют они по-разному. Давайте рассмотрим, как работает двухдисковое сцепление.

В первую очередь следует обратить внимание, на то, что двухдисковое сцепление всегда используется на сильно нагруженном механически транспорте. То есть, когда идет большая нагрузка на силовой агрегат автомобиля и нужна более сильная связь между двигателем и сцеплением

Такими транспортными средствами могут быть:

• Бронетанковая техника;
• Грузовые автомобили;
• Тяжелые мотоциклы;
• Спорткары.

Работает двухдисковое сцепление следующим образом: с помощью выжимного подшипника возникает усилие, которое передается на выжимные рычаги, которые оттягивают нажимной диск. Затем, нажимной диск отключается от первого ведомого диска, и происходит отжим пружин. Эти пружины отсоединяют промежуточный ведущий диск, и тот, в свою очередь отходит от второго – фрикционного диска. Это происходит за счет того, что используются другие отжимные пружины. Когда происходит обратное движение, то отжимные пружины равномерно прижимают промежуточный диск к второму ведомому диску и прижимают нажимной диск к первому ведомому. Для равномерного хода нажимных дисков, сделаны шпильки, которые ввернуты в маховик. Прижимные или нажимные диски перемещаются по этим шпилькам. К этим же шпилькам прикреплена сама корзина сцепления, а также на них одеты отжимные пружины.

Как изготовить механизм сцепления своими руками?

Сцепление на мотоблок работает по принципу, предусматривающему повышенное трение составляющих, поэтому быстрого износа избежать не получится. В таком случае стоит попытаться сделать механизм своими руками. Конструкция самодельного сцепления будет составлена из:

• первичного вала КПП и маховика автомобиля Москвич;
• ступицы и поворотного кулака от Таврии;
• Б-профиля;
• Двух ручьевого ведомого шкива;
• Коленчатого вала от ГАЗ-69.

Последующие работы по сборке механизма выглядят следующим образом:

1. Для начала потребуется сточить коленчатый вал так, чтобы он не цеплял другие элементы мотоблока;
2. На вал насаживаем штатную ступицу мотоблока;
3. Далее на валу необходимо проточить место под подшипник. Эту операцию следует выполнять максимально точно, чтобы подшипник идеально сел на вал. В результате ступица должна прилегать без каких-либо зазоров, а шкив должен прокручиваться;
4. Затем переверните коленвал и проделайте то же самое на обратной его стороне;
5. Далее дрелью с 5-миллиметровы сверлом проделайте 6 отверстий в шкиве. Дистанция между ними должна быть одинаковой. Так как будут использоваться 10-миллиметровые болты, то на обратной стороне колеса, приводящего в движение приводной ремень, также необходимо рассверлить отверстия;

1. Далее установите шкив на маховик, и стяните обе запчасти болтом. После этого отметьте места сверления на маховике так, чтобы они совпадали с 6 отверстиями в шкиве;
2. Снимите шкив и просверлите отверстия в маховике;
3. После этого снова наденьте шкив и надежно стяните конструкцию болтами;
4. Внутреннюю поверхность коленвала и маховика проточите, чтобы они не бились друг о друга.

Готовая конструкция может устанавливаться на штатное место в мотоблоке. Не забудьте подключить тросы, выводя их как можно дальше от элементов трения.

Если в конструкции вашего мотоблока не установлено сцепление, то можно изготовить рамку сцепления на мотоблок своими руками. Данная система должна передавать крутящий момент от коленвала двигателя на КПП.

Процесс основан на воздействии муфты сцепления на мотоблок. При этом происходит разъединение мотора и редуктора. За счет этой системы культиватор начинает плавно двигаться с места и останавливается без выключения мотора.

Журнал Автомобилисты

К сожалению использование силового агрегата (ДВС) и коробки передач невозможно без использования сцепления. Так или иначе, автомобиль не сможет адекватно реагировать на управление водителем, например, при старте машины, или что хуже, во время остановки.

Как работает сцепление

Давайте рассмотрим, как работает сцепление. На сегодняшний день получило широкое распространение сухое однодисковое, включенное постоянно сцепление. То есть, получается, что когда автомобиль находится на стоянке, или во время постоянной езды (с определенной постоянной скоростью), то сцепление по умолчанию всегда включено и работает как связь между коробкой перемены передач (механической или автоматической) и маховиком двигателя. Получается, что принцип работы сцепления состоит в постоянном соединении маховика силового агрегата и КПП, а при необходимости – их разъединении.

Продолжим отвечать на вопрос как работает сцепление. Посмотрим, что же происходит во время полного выжима педали привода сцепления. Когда происходит нажатие на педаль сцепления водителем, то через привод, усилие передается на выжимной подшипник, таким образом, передается усилие на специальные выжимные пружины. И вся рабочая поверхность сцепления отжимается от диска корзины сцепления. Благодаря высвобождению диска, на первичный вал КПП останавливает вращение, в то время как силовой агрегат продолжает свою работу.

В заключение отвечая на вопрос – как работает сцепление следует рассказать, что же происходит, во время того как педаль не нажата. Когда сцепление находится в рабочих положениях, в шлицевую муфту поступает первичный вал. Под воздействием выжимных пружин на прижимном диске корзины сцепления происходит полное соприкосновение, при котором маховик прижимается к диску сцепления. Благодаря этому крутящий момент, который создается на двигателе, полностью передается с помощью диска сцепления на коробку перемены передач.

1. Маховик;
2. Накладок самого диска сцепления.
3. Прижимных поверхностей корзины сцепления

Принцип работы сцепления, которое постоянно выключено, прямо противоположно описанному выше. Однако такой вид сцепления не получил широкого распространения, и поэтому мы не будем останавливаться на более детальном рассмотрении этого вопроса.

Принцип действия сцепления сводится к тому, что в определенные моменты оно не работает, при этом, постоянно сцепление включено и работает вместе с маховиком и кпп.

Принцип работы двухдискового сцепления

Принцип действия сцепления различных типов сходно, как и их устройство. Однако, функционируют они по-разному. Давайте рассмотрим, как работает двухдисковое сцепление.

В первую очередь следует обратить внимание, на то, что двухдисковое сцепление всегда используется на сильно нагруженном механически транспорте. То есть, когда идет большая нагрузка на силовой агрегат автомобиля и нужна более сильная связь между двигателем и сцеплением

Такими транспортными средствами могут быть:

• Бронетанковая техника;
• Грузовые автомобили;
• Тяжелые мотоциклы;
• Спорткары.

Работает двухдисковое сцепление следующим образом: с помощью выжимного подшипника возникает усилие, которое передается на выжимные рычаги, которые оттягивают нажимной диск. Затем, нажимной диск отключается от первого ведомого диска, и происходит отжим пружин. Эти пружины отсоединяют промежуточный ведущий диск, и тот, в свою очередь отходит от второго – фрикционного диска.

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.

Корзина сцепления и ведущий диск

Прижимной диск вместе с корпусом обеспечивает надежный контакт между ведомым диском и маховиком двигателя, а при нажатии на педаль сцепления отодвигается назад, размыкая эту связку. Корзина сцепления – это комплект диска, кожуха и диафрагменной пружины, которая отводит ведущий диск от ведомого с помощью выжимного подшипника. Тангенциальные (возвратные) пружины установлены внутри и создают усилие в обратном направлении, благодаря чему при включении сцепления ведущий диск приводится к ведомому.

Корзина сцепления: прижимной (ведущий) диск, кожух, лепестковая пружина

В системе сцепления кожух корзины жестко соединен с маховиком двигателя и вращается вместе с ним, при этом соединения корзины с первичным валом коробки передач нет. Вал коробки передач проходит от ведомого диска через отверстие в лепестковой пружине без соприкосновения с деталями корзины.

Как правило, в автомобилях устанавливаются корзины нажимного действия: при нажатии педали сцепления лепестки диафрагменной пружины нажимаются в сторону маховика. В корзине вытяжного действия при нажатии педали диафрагменная пружина вытягивается от маховика.

Схема работы сцепления вытяжного типа: пружина в невыжатом, полувыжатом и полностью выжатом состоянии (в третьем случае ведущий диск полностью отсоединен от ведомого)

Корзина нажимного действия конструктивно проще, но вытяжного – меньше по размеру, и устанавливается в тех случаях, когда необходим малогабаритный узел.

Материалы изготовления у каждого производителя разные, но в большинстве случаев кожух и пружины делаются из стали разных сортов, а прижимной диск – из чугуна, обладающего высокой износостойкостью.

Выжимной подшипник

Выжимной подшипник связан с педалью сцепления через вилку и систему привода (гидравлического, пневматического или механического) и при нажатии на педаль движется вдоль оси первичного вала трансмиссии к корзине сцепления, нажимает на диафрагменную пружину, а она в свою очередь снимает давление с ведущего и ведомого дисков. Современные выжимные подшипники бывают шариковые (или роликовые) – механические, и гидравлические, которые приводятся в действие давлением в гидравлической системе сцепления. Вторые легче в управлении, но и цена их на порядок больше.

Виды выжимных подшипников: шариковый (слева) и гидравлический (справа)

Как и многие другие современные автозапчасти, выжимной подшипник делается неразборным и необслуживаемым. Смазкой его наполняют при изготовлении, и обновлять или менять ее не нужно.

Поломка выжимного подшипника прежде всего будет слышна: при нажатии сцепления появляется характерный звук, который усиливается по мере выжимания педали. Появление такого шума говорит об износе подшипника и необходимости его замены.

Пневматический усилитель

Некоторые автомобили, которые имеют повышенные нагрузки при работе, имеют пневматический усилитель. К примеру, такой усилитель устанавливают на автомобилях марки КАМАЗ. Данный усилитель предназначен для уменьшения основного усилия, которое прикладывает водитель к педали выключения сцепления.

Стоит также отметить, что существуют различные виды коробок передач – механическая, автоматическая и роботизированная. Отсюда следует различие в сцеплениях, применимых на таких автомобилях. Так, например, на механических КПП, используют одно, сухое сцепление, а на автоматических КПП, используют в основном многодисковое влажное сцепление. На роботизированных КПП используют два сцепления, при этом они работают попеременно.

Существуют также два варианта выжима сцепления:

1. С электрическим актуатором;
2. С гидравлическим актуатором.

Надеемся вы получили представление о том, как работает сцепление в автомобиле и узнали много интересного о видах сцепления, его устройстве и усилителе. Как видно из статьи, работа сцепления не сложна, однако сам механизм сцепления достаточно сложен. Поэтому не следует забывать о своевременном техническом обслуживании сцепления, в частности – его регулировке.