Привод сцепления и его виды
Привод предназначен для дистанционного управления сцеплением непосредственно водителем из салона. Нажатие на педаль сцепления напрямую воздействует на нажимной диск.
Известны следующие виды привода:
- механический;
- гидравлический;
- электрогидравлический;
- пневмогидравлический.
Наибольшее распространение получили первые два вида. На грузовиках и автобусах используется пневмогидравлический привод. Электрогидравлический устанавливают в машинах с роботизированной коробкой передач.
В некоторых автомобилях для облегчения управления применяется пневматический или вакуумный усилитель привода.
Механический привод
Механический или тросовый привод отличается простой конструкцией и невысокой ценой. Он неприхотлив в обслуживании и состоит из минимального количества элементов. Механический привод устанавливается в легковых и малотоннажных грузовых автомобилях.
К элементам механического привода относятся:
- трос сцепления;
- педаль сцепления;
- вилка выключения сцепления;
- выжимной подшипник;
- механизм регулировки.
Трос сцепления, заключенный в оболочку, является основным элементом привода. Трос сцепления крепится к вилке, а также к педали, находящейся в салоне автомобиля. В момент выжимания педали водителем действие через трос передается на вилку и выжимной подшипник. В результате происходит разъединение маховика двигателя с трансмиссией и, соответственно, выключение сцепления.
В соединении троса и рычажного привода предусмотрен регулировочный механизм, обеспечивающий свободный ход педали сцепления.
Ход педали сцепления представляет собой свободное перемещение до момента срабатывания привода. Расстояние, пройденное педалью без особого усилия водителя при нажатии, и есть свободный ход.
Если переключение передач сопровождается шумом, а в начале движения наблюдаются небольшие рывки автомобиля, то необходима регулировка хода педали.
Зазор в сцеплении должен находиться в пределах 35-50 мм свободного хода педали. Нормативы этих показателей указаны в технической документации автомобиля. Регулировка хода педали осуществляется путем изменения длины тяги с помощью регулировочной гайки.
В грузовых автомобилях используется не тросовый, а рычажный механический привод.
К плюсам механического привода относятся:
- простота устройства;
- невысокая стоимость;
- надежность в эксплуатации.
Главным минусом считается более низкий КПД по сравнению с гидроприводом.
Гидравлический привод сцепления
Гидропривод имеет более сложную конструкцию. К его элементам, помимо выжимного подшипника, вилки и педали, относится также гидравлическая магистраль, которая заменяет трос сцепления.
По сути эта магистраль аналогична гидроприводу тормозной системы и состоит из следующих элементов:
- главный цилиндр сцепления;
- рабочий цилиндр сцепления;
- бачок и трубопровод с тормозной жидкостью.
Устройство главного цилиндра сцепления напоминает устройство главного тормозного цилиндра. Главный цилиндр сцепления состоит из поршня с толкателем, расположенных одном в корпусе. Также к его элементам относятся резервуар для жидкости и уплотнительные манжеты.
Рабочий цилиндр сцепления, имеющий схожую с главным цилиндром конструкцию, дополнительно оснащен клапаном для удаления воздуха из системы.
Механизм действия гидропривода такой же, как и у механического, только усилие передается с помощью находящейся в трубопроводе жидкости, а не через трос.
Во время нажатия водителем на педаль усилие через шток передается на главный цилиндр сцепления. Затем за счет несжимаемого свойства жидкости в действие приводятся рабочий цилиндр сцепления и рычаг привода выжимного подшипника.
В качестве плюсов гидропривода можно выделить следующие его особенности:
- гидравлическое сцепление позволяет передавать усилие на значительное расстояние с высоким КПД;
- сопротивление перетеканию жидкости в элементах гидропривода способствует плавному включению сцепления.
Главный минус гидропривода – более сложный ремонт по сравнению с механическим. Течь рабочей жидкости и попадание в систему гидропривода воздуха — вот, пожалуй, наиболее распространенные поломки, которыми могут «похвастаться» главный и рабочий цилиндры сцепления.
Гидропривод применяется в легковых автомобилях, а также на грузовых автомобилях с опрокидывающейся кабиной.
Типовое устройство сцепления — однодисковое, фрикционное
Фрикционным сцеплением называется дисковая муфта, в которой крутящий момент передается за счет силы сухого трения.
Широкое распространение на современных автомобилях получили однодисковые сухие сцепления. Однодисковым сцеплением называется фрикционная муфта, в которой для передачи крутящего момента применяется один ведомый диск.
Однодисковое сцепление (схема 2, а) состоит из ведущих и ведомых деталей, а также из деталей включения и выключения сцепления.
Схема 2 – Однодисковое фрикционное сцепление
а – включено; б – выключено; 1 – кожух; 2 – нажимной диск; 3 – маховик; 4 – ведомый диск; 5 – пластина; 6 – пружина; 7 – подшипник; 8 – педаль; 9 – вал; 10 – тяга; 11 – вилка; 12 – рычаг
Ведущими деталями являются маховик 3 двигателя, кожух 1 и нажимной диск 2, ведомыми – ведомый диск 4, деталями включения – пружины 6, деталями выключения – рычаги 12 и муфта с подшипником 7.
Кожух 1 прикреплен болтами к маховику. Нажимной диск 2 соединен с кожухом упругими пластинами 5. Это обеспечивает передачу крутящего момента от кожуха на нажимной диск и перемещение нажимного диска в осевом направлении при включении и выключении сцепления. Ведомый диск 4 установлен на шлицах первичного (ведущего) вала 9 коробки передач.
Сцепление имеет привод, в который входят педаль 8, тяга 10, вилка 11 и муфта с выжимным подшипником 7.
При отпущенной педали 8 сцепление включено, так как ведомый диск 4 прижат к маховику 3 нажимным диском 2 усилием пружин 6. Сцепление передает крутящий момент от ведущих деталей к ведомым через поверхности трения ведомого диска с маховиком и нажимным диском. При нажатии на педаль 8 (схема 2, б) сцепление выключается, так как муфта с выжимным подшипником 7 перемещается к маховику, поворачивает рычаги 12, которые отодвигают нажимной диск 2 от ведомого диска 4. В этом случает ведущие и ведомые детали сцепления разъединены, и сцепление не передает крутящий момент.
Однодисковые сцепления просты по конструкции, дешевы в изготовлении, надежны в работе, обеспечивают хороший отвод теплоты от трущихся поверхностей, чистоту выключения и плавность включения. Они удобны в обслуживании при эксплуатации и ремонте.
В однодисковых сцеплениях сжатие ведущих и ведомых деталей может производиться несколькими цилиндрическими пружинами, равномерно расположенными по периферии нажимного диска. Оно также может осуществляться одной диафрагменной пружиной или конической пружиной, установленной в центре нажимного диска.
Сцепление с периферийными пружинами несколько сложнее по конструкции (большое количество пружин). Кроме того, поломка одной из пружин в эксплуатации может быть не замечена, что приведет к повышенному износу сцепления.
Сцепление с одной центральной пружиной проще по конструкции и надежнее в эксплуатации. При центральной диафрагменной пружине сцепление имеет меньшие массу и габаритные размеры, а также меньшее количество деталей, так как пружина кроме своей функции выполняет еще и функцию рычагов выключения сцепления. Кроме того, она обеспечивает равномерное распределение усилия на нажимной диск. Сцепления с центральной диафрагменной пружиной применяются на легковых автомобилях из-за трудности изготовления пружин с большим нажимным усилием при малых габаритных размерах сцепления.
Сцепление с центральной конической пружиной имеет преимущество в том, что нажимная пружина не соприкасается с нажимным диском и поэтому при работе сцепления меньше нагревается и дольше сохраняет свои упругие свойства. Кроме того, благодаря конструкции нажимного механизма сцепление может передавать большой крутящий момент при сравнительно небольшой силе пружины. Такие сцепления применяются на грузовых автомобилях большой грузоподъемности.
Работа главного цилиндра сцепления
Главный цилиндр сцепления работает следующим образом. При нажатии на педаль 21 толкатель 14 перемещает поршень 4, сжимая пружину 8.
Как только манжета 10 перекроет перепускное отверстие б, внутри цилиндра в полости а создается давление, и жидкость через отверстие в штуцере 7 и по соединительной трубке 2 проходит в рабочий цилиндр 29, вызывая перемещение поршня 36, толкателя 27 и связанной с ним через наконечник 24 и палец 23 вилки 22 выключения сцепления. Сцепление выключается. При том растягивается оттяжная пружина 25 вилки и сжимаются нажимные пружины 14.
При отпускании педали сцепления последняя возвращается в исходное положение пружиной 75, а поршень 12 главного цилиндра под действием возвратной пружины 8 перемещается вслед за толкателем 17 до упора в шайбу 14. При этом давление в системе падает, и нажимной диск сцепления, переменяясь под действием нажимных пружин, вновь прижимает ведомый диск к маховику. Сцепление включается. Перемещение нажимного диска до его упора в ведомый диск вызывает перемещение связанной с ним через отжимные рычажки пяты и упертого в нее подпятника.
Далее подпятник и связанная с ним вилка выключения сцепления перемещаются под действием оттяжной пружины 25, которая постоянно прижимает шток толкателя 27 к поршню 36 и передвигает последний в крайнее переднее положение. При этом поршень вытесняет жидкость из внутренней полости рабочего цилиндра 29. Жидкость по трубке 2 возвращается в полость а главного цилиндра.
При резком отпускании педали сцепления жидкость, возвращающаяся из рабочего цилиндра в главный, не успевает заполнить пространство, освобождаемое поршнем 12, и в полости а создается разрежение.
Под действием этого разрежения жидкость из полости д (куда она поступает через отверстие в) перетекает в полость а через отверстия г в головке поршня, отодвигая клапан 11 и края манжеты 10. Канавки на поверхности манжеты 10 облегчают проход жидкости из полости д в полость а. В дальнейшем избыточная жидкость но мере поступления ее из трубопровода вытесняется из полости а через компенсационное отверстие б в бачок 3. Перетекание жидкости из соединительной трубки в главный цилиндр сцепления прекращается, как только поршень рабочего цилиндра под действием нажимных пружин и оттяжной пружины вилки выключения сцепления возвратится в крайнее переднее положение.
