Сцепление автомобиля. принцип работы сцепления автомобиля

Устройство и составляющие сцепления

Устройство сцепления условно можно разделить на две части: механизм и привод. В целом в конструкцию узла входит:

Нажимной диск или корзина. Является основой для других конструктивных элементов сцепления. Имеет непосредственный контакт с выжимными пружинами, которые направлены к центру. Размер площадки пропорционален двум радиусам маховика ДВС. Прижимной участок отличается наличием шлифовки исключительно с одной стороны. Диск имеет плотное соединение с маховиком двигателя.
Ведомый диск. Располагается в зазоре прижимного участка и маховика. Имеет непосредственный контакт с КПП при помощи шлицевой муфты и фрикционных накладок. Вокруг муфты конструктивно находятся демпферные пружины, которые принимают на себя всю вибрацию.
Фрикционные накладки. Находятся в основании и изготавливаются из различных композитных материалов.
Выжимной подшипник. Визуально делится на две части, одна из которых имеет круглую основу для воздействия на пружины корзины. Подшипник расположен на кожухе вала. Существует два типа подшипников: оттягивающего или нажимного принципа. Первый тип нашел свое применение в Peugeot. Иногда подшипник имеет несколько пружин-фиксаторов.
Привод и педаль сцепления. В автоматических коробках сохранен только механизм.

Двойное сцепление, описание и принцип работы

Современные автомобили стали оснащать не только улучшенными коробками передач, но и двойным сцеплением. Такой ид один из лучших на сегодняшний день, расскажем о принципе работы и его устройстве.

Разновидность в автомобилях
Мокрое
Сухой механизм
Графическое описание
Видео

В многих нынешних роботизированных коробках передач установлено двойное сцепление. Помимо стандартного назначения сцепления, оно обеспечивает предварительный выбор последующей передачи, когда включена предыдущая. Такой выбор достигается благодаря поочередной работе фрикционных муфт.

Благодаря такой налаженной работе, крутящий момент непрерывно передается на ведущие колеса от двигателя.

Этапы регулировки сцепления

Чаще всего на современных автомобилях установлены сцепления двух видов:

с приводом механического типа – вилка сцепления соединяется с педалью в салоне с помощью троса;
с приводом гидравлического типа – педаль газа с рабочим цилиндром сцепления соединяет трубопровод, заполненный рабочей жидкостью.

Процедура регулировки зависит от типа узла.

Регулируем механическое сцепление

Для начала выясняем, ход педали уменьшается или увеличивается. Жмём на педаль до упора и замеряем, на каком расстоянии от пола она остановилась. Отпускаем педаль и снова проводим замеры. Из второго показателя вычитаем первый. У большинства моделей нормальная амплитуда хода — в диапазоне 12 — 14 см, ее можно уточнить в технических документах. Если цифра меньше, ход педали нужно увеличить, если больше – уменьшить.

После замеров переходим к самой процедуре регулировки:

Этап 1 – открываем капот, находим около рычага трансмиссии шток, который крепит идущий от педали сцепления трос.

Этап 2 – смазываем и ослабляем гайки, которыми закреплен шток, жидкой смазкой.

Этап 3 – с помощью гаечных ключей крутим гайку, которая находился ближе к педали. Если крутить гайку по направлению к педали сцепления, свободный ход педали станет больше, если в противоположном направлении – меньше.

Этап 4 – снова замеряем амплитуду хода педали. Если он в границах нормы, закручиваем до упора вторую гайку – контрольную. Это необходимо для фиксации выполненных регулировок. Если ход все еще слишком большой или маленький, подкручиваем гайку, которая находится ближе к педали.

Проверяем работу сцепления. Педаль должна нажиматься легко, без шума и трения. Автомобиль при старте не должен буксовать или двигаться рывками. Скорости должны переключаться плавно и точно.

Регулируем гидравлическое сцепление

Сцепления с гидравлическим приводом в большинстве своем саморегулирующиеся. Но настроить их вручную тоже можно, если у толкателя на рабочем цилиндре есть резьба и контрольная гайка. Вот как это сделать:

Этап 1 – проверяем уровень рабочей жидкости в сцеплении. Он должен быть на нормальном уровне.

Этап 2 – создаем условия для работы под машиной. Можно поставить автомобиль на рампу или стояки, воспользоваться подъемником или смотровой ямой.

Этап 3 – отыскиваем толкатель рабочего цилиндра.

Этап 4 – отцепляем пружину от вилки плоскогубцами. Отжимаем вилку вперед, насколько это возможно, замеряем расстояние между ней и штоком толкателя. Отпускаем вилку, проводим такие же замеры. Получаем размер зазора сцепления, который сверяем с нормативным. Если он не вписывается в диапазон, указанный в технической документации (обычно около 5 мм), проводим регулировку.

Этап 5 – снимаем пружину, установленную на кронштейн рабочего цилиндра и вилки.

Этап 6 – ослабляем фиксирующую гайку на резьбовом соединении толкателя, крутим регулировочную гайку в направлении рабочего цилиндра для увеличения размеров зазора. Либо в обратную сторону — для их уменьшения.

Этап 7 – затягиваем контрольную гайку, когда размеры зазора станут нормальными.

В конце проводим контрольную проверку работы сцепления.

Гидравлическое сцепление, как и механическое, можно регулировать вручную

Предназначение

Какие функции выполняет сцепление автомобиля? Прежде всего, данный узел необходим для плавного трогания автомобиля с места, о чем мы сказали в начале статьи. Если мотор с коробкой соединены жестко, то после включения передачи машина резко дергается вперед, так как на коробку передается сразу вся мощность от двигателя. Неправильное использование сцепления вызывает механическое повреждение деталей, а также приводит к частой остановке двигателя при трогании с места.

Благодаря работе сцепления, а именно скольжению ведущего и ведомого дисков, крутящий момент увеличивается постепенно. Движущие усилия возрастают не сразу, а потому машина трогается очень плавно и мягко.

Также коробка сцепления необходима для легкого переключения передач во время движения транспортного средства. Когда автомобиль едет с определенной скоростью, которая стабильно растет или уменьшается, возникает необходимость в переходе на повышенную или пониженную передачу, чему способствует своевременное разъединение валов узла между трансмиссией и двигателем. В противном случае для переключения передачи требовались бы более высокие усилия, что в дальнейшем спровоцировало бы быстрый износ КПП и других его механизмов. В частности, при принудительном переводе скорости повышается нагрузка на зубья шестерен. Таким образом, сцепление также выполняет функцию уменьшения нагрузки, которая действует на поверхность деталей КПП, что облегчает переход с одной передачи на другую. При этом коробка передач (фото данного механизма представлено ниже) терпит минимальные нагрузки от двигателя. А это значительно повышает срок службы деталей КПП, цена которых порой слишком велика.

DSG-6 DQ250 с «мокрым» сцеплением

О преселективной коробке с «мокрым» сцеплением стало известно еще в 2003 году. Узел был разработан компанией BorgWarner. Между DSG-6 DQ250 и DSG-7 DQ200 на самом деле мало общего. Единственное, что объединяет агрегаты – два сцепления, две механики, помещенные в одну коробку. Фактически DSG-6 DQ250 является обычной механикой, но переключение передач происходит без потери мощности. Основное отличие DSG-6 от других коробок передач заключается в наличии двух полых первичных валов, а сцепление здесь выглядит как набор фрикционов, помещенных в корзину (как на автоматической коробке передач).

Менять масло в коробке DSG-6 DQ250 следует как минимум раз в 60 000 км. По возможности интервал замены технической жидкости следует сократить до 35-40 тыс. км. Рабочий объем агрегата – 7.2 л

Постоянная передача крутящего момента на колеса возможна за счет особого принципа работы коробки: во время переключения передач одно сцепление отключается, а второе в этом время включается. Работу сцепления обеспечивает давление масла, опять же, как на автомате. Масло поступает по каналам и за счет давления сжимает фрикционы. Дисковые пакеты постоянно находятся в масляной ванне, которая их одновременно и смазывает, и охлаждает. Подобная конструкция в целом положительно влияет на ресурс и сцепления, и самой коробки передач

Вот почему так важно производить своевременную замену смазывателя в DSG-6 DQ250, поскольку от его состоянии и качества зависит стабильность работы всего агрегата

Устройство фрикционного сухого сцепления

Сухое фрикционное сцепление состоит из следующих основных частей:

— Маховик; — Нажимной диск («корзина» сцепления); — Ведомый диск (диск сцепления); — Выжимной подшипник (подшипник выключения сцепления) и нажимная муфта; — Детали привода сцепления.

Маховик. Маховик закреплен непосредственно на коленчатом валу двигателя и именно через него производится передача крутящего момента на трансмиссию. Сегодня обычно используются двухмассовые маховики: одна его часть крепится на коленвале, а вторая играет роль ведущего диска сцепления — на ней закреплены фрикционные накладки, за счет которых обеспечивается вращение ведомого диска. Части маховика соединены через пружины, выполняющие функции демпферов, снижающих уровень вибраций.

Нажимной диск («корзина»). Этот узел состоит из корпуса (который по форме напоминает корзину, за что и получил свое название) и непосредственно нажимного диска, соединенного с корпусом через пружину (или пружины). Пружины постоянно прижимают нажимной диск к ведомому диску, за счет чего и производится передача крутящего момента от двигателя коробке передач. В «корзине» могут использоваться несколько пружин, расположенных по кругу, однако сейчас чаще применяется одна пружина (диафрагма), состоящая из ряда тангенциальных (расположенных по радиусу) пластин. С одной стороны пластины соединены с корпусом, а в центре — с выжимным подшипником. Корзина жестко закреплена на маховике, вращаясь с ним как единое целое.

Ведомый диск. Расположен между маховиком и нажимным диском, его ступица надета на первичный вал коробки передач. Диск имеет сборную конструкцию: его основу составляет металлический диск, на котором с двух сторон находятся фрикционные накладки. Также в диске предусмотрены демпфирующие пружины, которые смягчают удары и делают передачу крутящего момента более плавной.

Выжимной подшипник и нажимная муфта. Это подшипник особой конструкции, который упирается в центральную часть диафрагменной пружины и производит ее сжатие при выжимании сцепления. Выжимной подшипник здесь необходим по простой причине: корзина вращается вместе с маховиком, и если бы не было подшипника, нажимная муфта подвергалась бы сильному износу. Наличие подшипника решает эту проблему, так как муфта давит на его внешнюю часть, которая не вращается, а усилие на пружину передается через внутреннее кольцо.

Детали привода сцепления. Это компоненты включения и выключения сцепления. Сюда входят вилка выключения сцепления (с ее помощью движется нажимная муфта), тросы (механический привод), гидроцилиндры и трубки (гидропривод), педаль и т.д.

Предназначение

Кроме того, работа сцепления направлена на уменьшение уровня нагрузок, действующих на КПП во время экстренного торможения автомобиля. Когда машина резко снижает скорость, момент вращения ее колес значительно уменьшается. Но поскольку трансмиссия в это время соединена с мотором, она обладает инерцией вращения и сохраняет прежнюю частоту оборотов. Это может привести к значительному повреждению ее деталей. Сама защита от перегрузок осуществляется проскальзыванием ведомых и ведущих дисков. В таком случае момент вращения стабилизируется максимально.

«Мокрое» двойное

Различают два вида сцепления, сухое и мокрое (оно же многодисковое в масле). Так называемое «мокрое» имеет лучшее охлаждение. Чаще всего ставится на коробки передач, крутящий момент которых от 250 Нм и выше. Примером может быть автомобиль Bugatti Veyron, крутящий момент которого достигает 1250 Нм.

Вторая набор дисков закреплен на отдельных ступицах, которые находятся на первичном вале соответственного ряда передач. В нормальном положении механизм будет разомкнутым. Что касается замыкания, то производится это благодаря гидроцилиндрам под управлением модуля электрогидравлики. Исходное положение диски принимают за счет пружин.

Зависимо от конструкции двойного сцепления, пакеты фрикционных дисков могут располагаться по-разному, концентрически или параллельно. Концентрически когда муфты будут расположены в одной плоскости и перпендикулярны первичному валу. В таком положении муфты более компактны. Обычно применяют в кпп с передним приводом колес и поперечным расположением двигателя.

Как правило, внутренняя муфта отвечает за переключение четных передач, а внешняя за нечетные передачи. Становится ясно, что такой набор рассчитан на передачу большого крутящего момента.

Параллельное — когда муфты располагаются друг за другом. Как правило, такое расположение используют для заднеприводных автомобилей.

Устройство автомобилей

Привод сцепления служит для дистанционного управления сцеплением. Наибольшее распространение получили механический и гидравлический приводы.

Применение на автомобиле того или иного привода определяется типом сцепления, компоновкой автомобиля и рядом требований по обеспечению легкости и удобства управления. Так, полный ход педали сцеплении не должен превышать 190 мм, а усилие на педали – 150 Н для легкового автомобиля и 250 Н для грузового автомобиля. Поэтому общее передаточное число в существующих конструкциях привода сцепления находится в пределах от 25 до 50. В случае, если для обеспечения работы сцепления необходимо более высокое передаточное число, применяют усилители разных типов.

***

Механический привод сцепления

Механический привод сцепления прост по конструкции и надежен в эксплуатации, но обладает меньшим КПД по сравнению с гидравлическим приводом, поскольку в шарнирных сочленениях составляющих привод тяг, рычагов, в оболочках гибких валов теряется много энергии из-за сил трения. Поэтому такой тип привода применяется, как правило, если сцепление находится вблизи от органов управления (педали сцепления).

Существуют тросовый и рычажный механические приводы сцепления.

Тросовый привод (рис. 1, а) применяется на легковых переднеприводных автомобилях. Педаль 14 имеет верхнюю опору на кронштейне 16 и соединена с наконечником 10 троса. Трос заключен в оболочку 1, имеющую два наконечника. Верхний наконечник 12 оболочки выведен в салон автомобиля и упирается в упорную пластину 11, а нижний наконечник 2 оболочки закреплен в кронштейне 3 на картере сцепления. Нижний наконечник 5 троса через поводок 8 соединен с рычагом 9 вилки выключения сцепления. Регулировка хода педали осуществляется шайбами 6.

При нажатии на педаль сцепления трос перемещается внутри оболочки и перемещает рычаг вилки выключения сцепления, которая в дальнейшем воздействует на муфту выключения сцепления.

Рычажный привод грузового автомобиля (рис. 1, б) обеспечивает передачу усилия на сцепление при его выключении следующим образом. При воздействии на педаль 14, закрепленную на валу 20, поворачивается рычаг 18, связанный с противоположным концом вала. Рычаг вала перемещает прикрепленную к нему на оси тягу 19, которая связана с рычагом 17 вилки выключения сцепления. Вместе с вилкой перемещается прижатая к ней с помощью пружины муфта выключения сцепления. После выбора зазора между подшипником выключения сцепления и рычагами начнется выключение сцепления.

Зазор в сцеплении должен быть равен 3…4 мм, что соответствует 35…50 мм свободного хода педали сцепления. Регулировка зазора осуществляется изменением длины тяги 19 (рис. 1) с помощью регулировочной гайки 22. Отсутствие зазора или его недостаточная величина в приводе такой конструкции может привести к неполному включению сцепления и, как следствие, к пробуксовке сцепления. Увеличение зазора больше нормы приводит к неполному выключению сцепления, в результате чего возникает шум и треск зубчатых колес при переключении передач.

***

Двойное сцепление и принцип его работы

Изначально двойное сцепление создавалась для гоночных автомобилей, оснащенных механической трансмиссией. Механическая КПП не позволяла быстро набирать нужную скорость из-за возникающих при переключении передач потерь, которые образуются за счет разрыва потока мощности, идущего от двигателя к ведущим колесам. Применение двойного сцепления практически полностью избавило автолюбителей от данного недостатка. Скорость переключения передачи составляет всего восемь миллисекунд.

Преселективная коробка передач (другое название — КПП с двойным сцеплением), по сути, представляет собой комбинацию двух коробок в одном корпусе. При уже включенной текущей передаче преселективная коробка обеспечивает выбор следующей передачи за счет поочередного действия двух фрикционных муфт сцепления.

Управление преселективной коробкой осуществляется за счет электроники, а переключение скоростей происходит плавно и своевременно. Пока одно сцепление работает, второе находится в режиме ожидания и начнет выполнять свои функции сразу же после поступления соответствующей команды блока управления.

Неисправности сцепления

Основными причинами возникновения неисправностей сцепления служат неправильная эксплуатация автомобиля и установка деталей ненадлежащего качества (бракованных или контрафактных). Поломки могут появиться и в результате естественного износа деталей при интенсивном и продолжительном пользовании автомобилем. Но, следует отметить, что ресурс качественного и правильно эксплуатируемого сцепления достаточно высок. Внешними признаками неисправности сцепления могут быть:

неполное выключение (сцепление «ведет»);
неполное включение (сцепление «буксует»);
рывки при работе сцепления;
вибрация при включении сцепления;
шум при выключении сцепления.

Причин такого поведения системы может быть несколько. Вот основные из них:

износ и повреждения накладок ведомого диска;
деформация ведомого диска;
замасливание накладок ведомого диска;
износ шлицев ведомого диска;
износ или поломка демпферных пружин;
поломка или ослабление диафрагменной пружины;
износ или поломка подшипника выключения сцепления;
износ поверхности маховика;
износ поверхности нажимного диска;
заедание вилки выключения сцепления.

Помните! Своевременный ремонт и диагностика системы сцепления — залог безопасной и комфортной езды. «БелАвтоКомплект» — Мы не придумываем ТУ. Мы соответствуем ГОСТу.

Основные признаки, по которым можно понять, что пора регулировать сцепление

Примерный интервал пробега, через который рекомендуют проводить проверку и настройку работы сцепления – 10 000 километров. Стоит свериться с графиком обслуживания авто, установленным заводом-изготовителем, – здесь могут быть указаны другие цифры.

Регулировка сцепления обязательна после замены/ремонта сцепления или его элементов, например, приводящего троса. Процедура требуется даже при подозрениях на отклонение амплитуды педали от нормальных показателей:

авто трогается с места рывками;
педаль сцепления западает или “ходит”с трудом;
уровень жидкости в гидравлическом приводе снижается;
при переключении передач вы замечаете удары, шум и вибрацию.

Убедиться, что сцепление нуждается в регулировке, поможет простой тест. Заводим двигатель, плавно отпускаем педаль сцепления и медленно трогаемся. Если машина осталась на месте, когда сцепление полностью отпущено, значит, ход педали увеличен. Если машина начала движение еще до того, как вы сняли ногу с педали, её ход чересчур мал.

Особенности работы на автоматических коробках

В обычных АКПП такой элемент трансмиссии, как сцепление, попросту отсутствует. Зато на роботизированных и кулачковых «автоматах» она предусмотрена. Кстати, на последнем типе трансмиссий сцепление работает только при старте. В процессе движения данный элемент не функционирует.

На большинстве автоматических коробок используется многодисковое сцепление влажного типа. Однако выжим здесь происходит не путем нажатия определенной педали (которой попросту здесь нет), а сервоприводом (другими словами, актуатором). На данный момент принято различать несколько типов данных устройств:

Электрический. Подобный сервопривод представляет собой шаговый двигатель. Он управляется при помощи ЭБУ (электронного блока управления).
Гидравлический. Такой актуатор выполняется в виде гидроцилиндра. Он приводится в действие специальным гидравлическим распределителем.

На КПП типа «робот» используются два типа сцеплений. Они функционируют переменно. При выжиме первого для автоматического переключения определенной передачи второе ожидает команды для выжима следующей.