Виды сцепления автомобиля: демпферное, керамическое, двойное и т.д

Устройство и принципы работы сцепления

  • Устройство сцепления
  • Принцип работы сцепления
  • Виды сцепления
  • Сухой и мокрый типы
  • Двух и многодисковые сцепления
  • Особенности сцепления АКПП
  • Особенности керамического и металлокерамического сцепления
  • Ресурс узла

В каждом автомобиле с механической или роботизированной трансмиссии есть сцепление. Оно обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя к коробке передач. Зная устройство и принцип работы сцепления получится правильно его использовать и не спалить в определенных ситуациях.

Устройство сцепления

Сама конструкция сцепления автомобиля включает в себя три основных элемента:

  • диск;
  • корзину;
  • выжимной подшипник.

Диск — это рабочий элемент для контакта с маховиком, оснащенный фрикционными накладками. Композиционный материал состоит из волокон стекла и укрепляющих добавок. На него приходится вся нагрузка от трения о маховик (выдерживает температуру до 320 градусов). Накладки крепятся к основанию с двух сторон и фиксируются при помощи заклепок. Вот почему чрезмерно изнашивать деталь не стоит — заклепки поцарапают ведущий диск на маховике.

Корзина — это наружный кожух, при помощи которого комплект присоединяется к двигателю автомобиля. Внутри корзины есть диафрагменная пружина. Она работает не как пружины подвески, а прижимает своей площадью лишь центральную часть, передавая усилие на ведомый диск, через нажимной. Это достигается за счет многочисленных изогнутых лепестков и поперечных пружин в конструкции. При отпущенной в салоне машины педали, сцепление всегда включено, т.е. соединены вал МКПП и маховик двигателя.

Третий важный составляющий элемент, входящий в устройство сцепления автомобиля — выжимной подшипник. Он размещается позади корзины на одной оси с диском. Задача подшипника — сохранить вращение вала, но при этом сдвинуться в нужный момент, чтобы передать усилие на диафрагменную пружину и отключить передачу. Подшипник насажен на вал, входящий в КПП.

Принцип работы сцепления

Зная устройство, рассмотрим принцип работы сцепления и его действие в машине. Генератором оборотов является двигатель, к коленвалу которого присоединен маховик. На его внешней реберной части есть венец с зубцами для раскручивания стартером. Далее, когда вращение происходит за счет сгорания воздушно-топливной смеси в цилиндрах, маховик работает только своей боковой стороной с гладкой поверхностью. Это ведущий диск.

К нему, при отпущенной педали сцепления, всегда прижат ведомый диск, за счет чего и происходит передача крутящего момента к трансмиссии. Когда нужно повысить или понизить передачу в КПП, водитель выжимает педаль в салоне. Привод воздействует на выжимной подшипник. Последний сдвигается по оси ближе к маховику и давит на диафрагменную пружину. Ее лепестки прогибаются внутрь и отодвигают нажимной диск, который, в свою очередь, отпускает ведомый диск.

Так разъединяется контакт между ведущим и ведомым диском, что дает возможность переключить передачу в трансмиссии, изменив положение шестерней. После этого педаль отпускается и работа сцепления восстанавливается — крутящий момент снова передается.

Чтобы начать движение, потребуется:

  1. Запустить двигатель.
  2. Выжать педаль сцепления.
  3. Включить первую передачу.
  4. Надавить на педаль газа и добиться удержания 1500 оборотов на тахометре.
  5. Постепенно отпускать педаль сцепления, соединяя маховик с ведомым диском.
  6. Как только автомобиль тронется с места, нужно задержать ногу на педали сцепления и проехать так около 3 метров. Это поможет синхронизироваться дискам.
  7. После этого педаль отпускается и продолжается движение. При переключении на более высокие передачи такой задержки уже не требуется, поскольку синхронизация происходит гораздо быстрее.

Виды сцепления

Общее назначение и принцип работы у этого узла трансмиссии один, но сам механизм сцепления по исполнению и материалам бывает разным. Например, виды сцеплений классифицируются по способу управления. В большинстве автомобилей используется гидравлический тип. Для этого предусмотрен главный цилиндр, работающий с бачком тормозной жидкости. От него давление получает рабочий цилиндр, воздействующий на выжимной подшипник. Когда водитель нажимает педаль, гидропривод давит через вилку на муфту и разъединяет диски. Наличие гидравлического цилиндра значительно облегчает нажатие педали водителю.

Другая разновидность — тросовое сцепление или механическое. Здесь передача усилия от нажатия происходит через трос. Обычно такой тип применяется на мотоциклах, мотоблоках, старых марках автомобилей. Управление выносится в мототехнике на руль, а в авто на педаль. При нажатии приходится прикладывать значительные усилия. Встречается и комбинированный вариант, в котором совмещены механика и гидравлика.

Еще существует электромагнитное сцепление, которое включается и выключается под действием электромагнитного поля. Встречается в автомобилях с вариаторами. Кроме различия в приводе, виды сцепления делятся по условиям работы и составным частям. Рассмотрим это детальнее.

Сухой и мокрый типы

Сухой тип — это вращение рабочего диска внутри корзины, при котором охлаждение происходит за счет потока воздуха. Этот вид применяется в большинстве современных двигателей на автомобилях и мотоциклах. По мере изнашивания накладок мусор от них вылетает и оседает на внутренней поверхности кожуха КПП.

Мокрый тип — применяется на некоторых двигателях мототехники. Это двухтактные и четырехтактные силовые установки, имеющие общий картер с коробкой. За счет такой конструкции диски между ними оказываются частично погруженными в масло. Техническая жидкость обеспечивает охлаждение поверхности и смывает с нее мусор. Но частицы фрикционного материала находятся во взвешенном состоянии и «гуляют» по двигателю, что хуже сказывается на его работе. Масло требуется чаще менять и следить за уровнем.

Двух и многодисковые сцепления

Обычно в автомобилях используется однодисковая конструкция, принцип работы которой мы рассмотрели выше. Но в некоторых агрегатах применяется сразу несколько дисков. Это встречается в:

  • грузовых автомобилях;
  • мотоциклах «Днепр», «Урал»;
  • тракторах;
  • бронетехнике.

Наличие нескольких прослоек фрикционных элементов повышает передачу крутящего момента от двигателя, что обеспечивает уверенное движение многотонной техники или гарантированное отсутствие пробуксовки в трансмиссии. Это достигается за счет использования фрикционной поверхности на маховике и промежуточных ведущих дисков, расположенных между несколькими ведомыми. Благодаря такому устройству значительно увеличивается площадь соприкосновения и передачи усилия, что улучшает работу узла.

В некоторых легковых автомобилях двух- или многодисковое сцепление используется для более плавного хода. Так, когда один фрикцион задействован в переключении первой передачи, второй «ждет наготове», чтобы включить следующую передачу. Работа двигателя и коробки происходит более слаженно и плавно.

Особенности сцепления АКПП

Поскольку в народе под АКПП подразумеваются разные типы трансмиссии (что иногда ошибочно, но название прижилось), рассмотрим их по-очереди. Когда речь идет о роботизированной коробке, то в ней применяется тот же механизм сведения и разведения маховика с ведомым диском, что и в обычной «механике». Отличие состоит лишь в работе привода.

Работает система так:

  1. Водитель жмет на педаль акселератора.
  2. Обороты двигателя повышаются.
  3. Система дает команду исполнительным устройствам расцепить маховик и коробку, чтобы переключить передачу.
  4. Когда двигатель замедляет обороты, система работает так же, но для понижения передачи.

Для исправной работы автоматического блока предусмотрено два раздельных бачка с технической жидкостью. В первом меняется масло самой трансмиссии, а во втором — масло для исполнительного механизма. На резервуаре указан минимально допустимый уровень, за которым требуется следить. Если обслуживание игнорировать, работа автомобиля значительно ухудшится (начнутся проблемы с переключением, можно встать посреди перекрестка, выезжая со второстепенной дороги и т. д.).

В случае настоящих АКПП с планетарным механизмом, гидроблоком и гидротрансформатором, отдельного комплекта сцепления нет. Но его роль выполняет пакет фрикционов, используемый внутри узла. Там тоже находятся диски, трущиеся друг о друга и обеспечивающие передачу вращения от двигателя к ходовой части. Поскольку внутри используется масло, то такое исполнение внутри АКПП чем-то похоже на мокрый тип.

Здесь владельцу автомобиля важно следить за уровнем трансмиссионной жидкости, ее цветом и запахом. Если масло мутное, не просвечивается, сильно темное и воняет гарью, его однозначно пора менять, иначе мусор от фрикционов попадет в гидроблок и может забить гидротрансформатор. Обычно в большинстве АКПП масло положено менять каждые 60-80 тыс. км пробега.

Есть еще один тип коробки, который тоже ошибочно называют «автоматическим» — вариатор (CVT). Водителю здесь ничего переключать кулисой не требуется, поэтому третьей педали в салоне нет. Сам узел сцепления в автомобиле бывает:

  • центробежным автоматическим;
  • электромагнитным с электронным управлением;
  • многодисковым мокрого типа с электронным управлением.

Особенности керамического и металлокерамического сцепления

В некоторых разновидностях накладок, вместо органических материалов используют керамику. Она более устойчива к повышенным температурам, поэтому диск переносит нагрев до 400º С. Если используется смесь с металлом и керамикой, то фрикционные накладки способны кратковременно выдержать до 600º С. Но стоимость комплекта с керамикой или металлокерамикой значительно выше. Большинство водителей устраивает цена за обычные органические материалы, поскольку они не планируют гонять с пробуксовкой, а значит и смысла переплачивать нет.

Ресурс узла

Спалить новые накладки можно за один день, если попасть в песок, грязь или снег. Колеса постепенно зарываются, просаживаясь все глубже. Двигатель и маховик продолжают крутиться, но присоединяемый к ним диск не может передать усилие дальше, поскольку не способен преодолеть сопротивление колес, увязших в почве. Фрикционы нагреваются, появляется характерный специфический запах, толщина накладки уменьшается, стираясь о маховик и прижимной диск. Так узел сгорает и необратимо портится.

При обычной эксплуатации все зависит от качества деталей (кто производитель) и привычек езды. Если трогаться плавно, не держать ногу на педали в процессе движения, и не буксовать в песке, ресурса гарантированно хватит на 100 тыс. км. Нередко узел служит и дольше — до 150-200 тыс. км. После такого пробега его придется заменить.

Gopher-Max › Blog › Немного о сцеплении

Выдалось у меня свободных пол часика, и я решил написать о сцеплении.

Не для кого не секрет, что при увеличении мощности двигателя, растет нагрузка на сцепление, которое не всегда в силе переварить увеличившийся крутящий момент.
С этим мы столкнулись при постройке вот этого турбо проекта на основе Lancer 9 1.6

Читайте также  Вероятность утечки масла из-под корпуса термостата, расшифровка ошибки р1768

Тюненых сцеплений сходу обнаружить не удалось, пришлось копать.
В этом очень помогла вот такая табличка по сцеплениям на различные версии лансеров.
www.infodozer.com/catalog…y/search.php?model=LANCER

От неё в дальнейшем и отталкивался.
И вообще, очень полезный сайт — есть и номера и размеры.
Юзайте на здоровье!

В итоге, по данным с сайта, было подобрано шестилепестковое керамическое демпферное сцепление (6200104) и корзина (MB-013) от ACT, которое гарантировано переваривает 350 ньютон.
Номер комплекта — MB4-HDG6.

Ну и вкратце о видах дисков сцеплений
Сразу оговорюсь, что ниже я напишу о самых популярных видах, а не о всех возможных.

Итак, что такое диск сцепления?
Это каркас и фрикционные накладки.
Характеристики дисков сцепления в основном зависят от этих самых накладок, поэтому их принято делить на виды по материалу из которого они изготовлены.

Органические
Самый распространенный вид. Недорогое и неприхотливое. Стоит на более чем 90% мирового автопарка.
Такой тип накладок обеспечивает мягкое включение сцепления и плавное начало движения, при этом имеет низкую надежность и износостойкость при жесткой, динамической эксплуатации.
При пробуксовке сцепление сильно нагревается, а поскольку теплостойкость лучших органических накладок не превышает 250 С, а в большинстве случаев — 200 С, накладки перегреваются, запекаются, теряют свой коэффициент трения, и, что еще хуже, растрескиваются и высыпаются.
Существует и усиленная, по отношению к стоку, органика.

По моему личному мнению, если есть возможность выбора между органикой и другими видами сцепления для ежедневной езды — выбирайте органику — она самая мягкая и плавная.

Карбоновые
Такие диски сцепления разработаны наиболее износостойкими, максимально прочными и предельно высокотемпературными решениями в альтернативу органическим. В их состав включено, как керамическое, так и углеродное волокно. А по своим фрикционным особенностям карбоновые накладки походят на органические, однако выдерживают гораздо большее число ньютон, без увеличения прижимной мощности корзины. Также обладают достойным уровнем износостойкости.

Кевларовые
Кевларовые сцепления обладают износостойкостью, в 5-10 раз превышающей стойкость к истиранию органических накладок. Накладки получаются очень долговечными. Они обладают повышенной жаропрочностью и мало изнашивают рабочие поверхности маховика и прижимного диска. Накладки очень чувствительны к чистоте и качеству установки и требуют аккуратной обкатки в течение длительного срока (1000 км). Теплостойкость кевларовых накладок достигает 370 С. Диск сцепления с такими накладками хорош при продолжительной жесткой эксплуатации машины.

Металлокерамические
Металлокерамика бывает разная: алюминиевая, чугунная, медная.
В большинстве производимых сцеплений применяют металлокерамические накладки, изготовленные на медной основе. Диски сцепления с этими накладками обладают высоким коэффициентом трения и выдерживают весьма высокие температурные режимы (до 600 С). Они очень популярны в автоспорте и тюнинге, поскольку при равных размерах диска передаваемый крутящий момент может возрасти вдвое. Недостаток таких накладок — их агрессивность к сопряженным деталям. Они относительно быстро изнашивают поверхности трения маховика и прижимного диска корзины. Посему рекомендованы для эксплуатации на спортивных и гоночных автомобилях.

Существуют диски с тремя, четырьмя, шестью и восемью медными кнопками (лепестками) на одну сторону.

— Трехкнопочные диски рекомендуются в ситуациях, где требуется минимальный вес сцепления при максимальной мощности. Трехкнопочные диски включаются очень жестко и малоприменимы на дорожных автомобилях.
— Четырехкнопочные диски работают дольше и мягче трехкнопочных.
— Шестикнопочные диски самые плавные и долговечные из гоночных дисков и рекомендуются для раллийных и кольцевых автомобилей, а также в определенных случаях для серийных автомобилей.
— Восьмикнопочные диски разработаны для использования на серийных автомобилях, где мощность и высокотемпературные качества предпочтительнее плавности включения.

Также диски сцепления делятся на демпферные и с жесткой втулкой
Демпферы устраняют или смягчают ударный момент, образующийся при синхронизации скорости коленчатого вала со скоростью первичного вала КПП.
Диски с жесткой втулкой в основном используются для гоночных автомобилей, где предпочтение отдается мощности, легкости и жесткости работы. С ними автомобиль менее удобен при повседневной эксплуатации, так как плавно тронуться с места практически невозможно.

Классификация сцепления: виды, плюсы и минусы

Одной из важных систем любого транспортного средства считается сцепление. Его предназначение заключается в кратковременном разъединении мотора и КПП и дальнейшем их соединении, что требуется для начала движения авто и переключения скоростей. Ниже мы вам расскажем, что представляет собой демпферное сцепление, какие бывают виды сцепления, фото, принцип работы и в чем заключаются их различия (автор видео — S. Orazov).

По типу управления

В этом разделе подробно описаны типы сцепления по принципу работы и методам управления.

На сегодняшний день демпферное двойное сцепление автомобиля может отличаться от других типов по способу управления:

  1. С механическим приводом. Такой механизм обычно устанавливается на небольшие легковые машины. Основными плюсами его использования являются низкая цена и простота устройства. Важным компонентом демпферного сцепления автомобиля является тросик, выполняющий функцию соединения вилки и педали. Когда выжимается педаль, усилие посредством тросика передается на передачу. Такие приводы оборудуются механизмом, дающим возможность регулировать свободный ход педали, в частности, речь идет о регулировочной гайке.
  2. Демпферное устройство с гидравлическим приводом. В роли расходного вещества в данном случае выступает тормозная жидкость. Устройство гидравлики следующее — сама педаль, цилиндры, расширительный бачок, соединительные патрубки. Когда нажимается педаль, поршень основного цилиндра будет перемещаться с помощью толкателя, в результате чего «тормозуха» отходит от бачка и попадает в рабочий цилиндрик по патрубкам. Под воздействием тормозного материала осуществляется движение поршнем. Для ликвидации воздушных пробок системы оснащаются специализированными штуцерами.
  3. Принцип работы электрического механизма основан на добавлении в систему электромагнитного элемента. Процесс передачи энергии производится за счет электромагнитных сил.
  4. Комбинированное. Данный фрикционный механизм системы позволит обеспечить оперативное включение и отключение элемента с наименьшей скоростью вращения. Дальнейший рост крутящего момента осуществляется с применением гидродинамической передачи.
  5. С усилителем и без него.
  6. Демпферные системы автомобиля, различающиеся по типу создания усилия — при помощи пружин либо электромагнита.
  7. Не автоматические устройства, как правило, с воздействием водителя на педаль, могут быть оснащены усилителем или нет.
  8. Полуавтоматические, такие узлы обычно подают сигнал, когда меняется положение педали либо селектора коробки.
  9. Автоматические.

По типу трения

По виду трения демпферные сцепления автомобиля можно разделить на два типа:

  1. Сухие. Принцип работы сухого устройства основан на передаче вращающего момента от мотора машины к трансмиссионной системе при помощи сухого трения. Оно образуется в ходе функционирования ведущего и ведомого шкивов.
  2. Мокрые. Такое двойное сцепление работает в масле. Передача энергии с мотора на коробку передач, как видно по фото, также осуществляется посредством сжатия ведущих и ведомых компонентов системы, обрабатываемых маслом. Основным минусом является сложность конструкции, а также достаточно высокая цена на обслуживание и ремонт, в результате чего современные авто практически не оснащаются такими сцеплениями.

Классификация механизмов в таблице

По режиму включения

По режиму включения керамическое сцепление автомобиля может подразделяться на:

  1. Постоянно замкнутое. Если механизм постоянно замкнутый, то это означает, что выжимной диск будет постоянно прижиматься к так называемой корзине механизма. Такие устройства характерны для классических моделей отечественных авто.
  2. Не постоянно замкнутое. То есть диск системы, как видно по фото, не постоянно прилегает к корзине. Такое механизмы характерны для автомобилей Волга и других.

По числу ведомых дисков

Системы также различаются между собой по количеству ведомых шкивов:

  1. Однодисковые элементы обычно устанавливаются на легковых и грузовых транспортных средствах, где передающихся вращающий момент варьируется в районе 0.7-0.8 кНм. Подробное устройство системы можно увидеть на фото.
  2. Что касается двухдисковых компонентов, то их эксплуатация актуальна в транспортных средствах с высоким крутящим моментом.
  3. Если говорить и многодисковых системах, то они могут быть сухими либо мокрыми. В любом случае, они используются в специализированных механизмах, к примеру, коробках-автомат, предохранительных муфтах и так далее.

По типу и расположению нажимных пружин

По данному параметру расположения демпферных пружин сцепления разделяются:

  • на механизмы, где демпферные пружинки установлены на периферии нажимного вала;
  • на устройства с централизованной диафрагменной пружиной.

Однодисковое устройство

По числу потоков передач крутящего момента

По этому показателю системы можно поделить на:

  1. Однопоточные. Самый распространенный вариант установки механизма между маховиком мотора автомобиля и ведущим шкивом трансмиссии представлен на фото. Собственно роль ведущего шкива выполняет непосредственно маховик. К торцевой части устройства при помощи пружин подсоединяется ведомый шкив с фрикционами, монтированный при помощи специальных креплений к валу трансмиссии. Основной плюс — это универсальность таких систем, чего не скажешь о двухпоточных.
  2. Двухпоточные. По факту данный вид являет собой совмещение двух однодисковых устройств, и каждое из них оборудовано как ведомыми, так и ведущими шкивами, которые сжимаются посредством специализированных пружинок. Основным минусом системы является ее не универсальность — такие механизмы применяются только на тракторах и другой сельскохозяйственной технике.

Требования к конструкции

К сцеплению автомобиля, как известно, предъявляются определенные требования, оно должно обеспечивать:

  • беспроблемное, а главное — плавное включение, что позволяет снизить уровень нагрузок на коробку передач и улучшить динамику в целом;
  • полное выключение в деактивированном положении, это позволит снизить вероятность того, что автомобиль поведет, соответственно снизится вероятность опасной остановки ДВС;
  • надежное включение при активированном положении, что способствует снижению вероятности пробуксовки;
  • оптимальный отвод тепла, соответственно, вашему транспортному средству не будут грозить проблемы с перегревом устройства;
  • долгий срок эксплуатации и износостойкость поверхностей трущихся элементов;
  • комфорт в плане управления и удобство.

Помимо этого, данные механизмы, как и другие узлы транспортного средства, должны обладать такими параметрами, как обеспечение наиболее оптимальных габаритов и небольшого веса. Устройство должно быть максимально надежным и технологичным, обладать высоким сроком эксплуатации.

Читайте также  Периодичность замены топливного фильтра и его установка: фото и видео

Видео «Двойной выжим сцепления»

О том, как правильно делать двойной выжим сцепления, смотрите ниже (автор видео — Канал TheDivisionCommander).

Система сцепления автомобиля

Система сцепления автомобиля служит для плавного соединения коленвала двигателя с валом коробки передач для того, чтобы передать крутящий момент. Это необходимо при движении с места и при переключении передач в пути.

Существует несколько типов сцепления: механическое (фрикционное), электрическое, гидравлическое, а также их комбинированные варианты.

Все сцепления схожи по принципу работы, по сути являются механическими с различными модификациями отвечающих заданным условиям комфорта и эксплуатации. Конструктивно состоит из множества элементов, разнообразие сочетаний которых определяет тип сцепления:

  • одно и двухпоточное, представляет собой сочетание двух однопоточных, на легковых автомобилях применяют однопоточное сцепление;
  • по трению: мокрое (в масле) и сухое (в воздушной среде);
  • постоянно, применяемое на легковых автомобилях и непостоянно замкнутое;
  • по количеству имеющихся ведомых дисков: 1-дисковые (наиболее распространенные), 2-дисковые и многодисковые.
  • от того, какие используются пружины, могут быть такие типы: с диафрагменной (по центру) пружиной и с цилиндрическими (по окружности) пружинами.

Чаще всего сейчас на автомобилях встречается однодисковое сцепление сухого типа.

Конструктивные особенности и принцип работы

  1. Механическое сцепление делает свою работу, используя силы трения.
  2. Гидравлический тип соединения вала мотора с валом коробки происходит благодаря потоку жидкости.
  3. Электромагнитный тип работает за счёт магнитного поля.

Рассмотрим отдельно каждый вид сцепления и его приводы.

Механическое

Сцепление с механическим приводом

Структура механического сцепления обычно представляет собой один и более фрикционных дисков, которые сжаты с маховиком или между собой пружинами. Привод механического сцепления осуществляется по средствам троса.

Маховик болтами крепится к коленвалу мотора. Он используется в качестве ведущего диска.

Сейчас распространено использование двухмассового маховика, который стабилизирует крутящие нагрузки на вал. Обе части его соединяются одна с другой пружинами.

Корзина бывает нажимного (лепестки сдвигаются внутрь, к маховику) и вытяжного вида (например, на некоторых французских моделях). Для каждого вида применяется свой выжимной подшипник. Крепление корзины к маховику производится болтами.

Ведомый диск входит в шлицы вала коробки и способен по ним смещаться. Дисковые демпферные пружины выполняют функцию сглаживания колебаний в момент переключения передач.

Фрикционные накладки крепятся заклепками к основанию ведомого диска. Выполнены они из композитного вещества: чаще — из кевларовых нитей или углеродного волокна, иногда – из керамики. Особо прочные – это металлокерамические накладки. Они рассчитаны выдерживать температуру вплоть до 600°С кратковременно.

Выжимной подшипник закреплен на защитном кожухе и имеет выжимную площадку. Находится на первичном вале.

Принцип работы

К коленвалу двигателя крепится маховик и выполняет функцию ведущего диска. Кроме этого есть «корзина» (т.е. нажимной диск) и ведомый диск (с фрикционными накладками). «Корзина» придавливает ведомый диск к маховику, что способствует передаче крутящего момента к коробке передач от мотора.

Нажимной диск имеет круглую форму с лучевым основанием и плотно соединен с маховиком. На нем находятся выжимные пружины лепесткового типа, которые взаимодействуют с прижимной площадкой. Размер площадки соответствуют диаметру маховика. Между площадкой и маховиком размещен ведомый диск. Выжимной подшипник давит на выжимные пружины по центру выжимного диска. Движение от надавливания на педаль сцепления переходит через трос далее на выжимную вилку, а она уже смещает выжимной подшипник. По центру диска подшипник давит на выжимные пружины. В итоге площадка выходит с зацепления с ведомым диском.

Гидравлическое

Гидравлический привод сцепления

Гидравлическим называется механическое сцепление с гидравлическим приводом. Основные составляющие – это, прежде всего цилиндры: главный и рабочий. Если утопить педаль сцепления, тогда шток главного гидроцилиндра соответственно сместится. Возникшее давление переходит по трубке в рабочий цилиндр, который двигает выжимную вилку, а та смещает подшипник.

Двухдисковое

Таким сцеплением комплектуются тяжелые грузовики, тракторы, танки, некоторые мотоциклы и спортивные кары.

Оно используется, если присутствуют крутящие моменты повышенной мощности. Его установка обеспечивает более продолжительный ресурс применяемых деталей конструкции.

Здесь используются 2 ведомых диска, а «корзина» обладает двумя рабочими поверхностями. В конструкцию добавлена система управления синхронным нажатием.

Мокрого трения

Механизмы этого сцепления выполняют свои функции в масляной среде.

Оно применяется на мотоциклах, которые имеют поперечное расположение мотора.

Это обусловлено конструктивной особенностью самих мотоциклетных моторов. Здесь используется один и тот же картер: как для коробки передач, так и мотора.

Принцип работы. Шток, который пропускается через пустотелый вал коробки, посылает возвратно-поступательное движение от троса рычага сцепления.

Роль выжимного подшипника играет шарик на торце штока. Он воздействует на грибок. В результате отводится нажимной диск, сжатие между пакетом дисков ослабляется, вал коробки перестает крутиться.

Саморегулирующееся

Бывает таких видов: SAC, XTend, SAT.

Self Adjusting Clutch (SAC). Используется дополнительная пружина. В процессе износа накладок ведомый диск начинает увеличивать давление, в результате чего происходит равномерный прижим до полной выработки накладок.

XTend. Механизм расположен посередине между «корзиной» с одной стороны и пружиной диафрагмы с другой.

В процессе износа по клиновидным ползунам сдвигается верхнее установочное кольцо. Уровень износа устанавливается по пружиной защелке. Она фиксируется и смещается до ограничителя.

Сверху и снизу имеются установочные кольца для компенсации постоянного износа накладок.

Self-Adjusting Technology (SAT). Зубчатая планка на опорном кольце сдвигает храповой механизм, используя червячную передачу, по мере износа накладок. Опорное кольцо конической формы. Оно находится между центральной пружиной и «корзиной». Все это фиксирует собачка. Проконтролировать износ можно по выходу зубчатой планки.

Данное устройство можно использовать на машинах, где они не были установлены заводом-изготовителем.

Электрическое

Конструктивным отличием электрической системы от механической является электромотор. Он включается в момент перемещения педали сцепления вниз. Электромотор двигает трос, и тот уже смещает выжимной подшипник через коромысло.

Электронное

Выполнено на основе электронной педали сцепления на базе механической коробки передач. Сцепление переключается электродвигателем автоматически.

Варианты исполнения

EKM. Здесь, в принципе, педаль уже не нужна, т.к. управляют системой блоки: электронный и гидравлический. Данные от датчиков на коленвале, системе подачи топлива, педали газа идут в блок управления, который передает команды гидравлическому блоку. А тот, в свою очередь, руководит механизмом сцепления.

Такая система обеспечивает экономию топлива до 10%. Переключение передач выполняется быстро и плавно.

Electronic Clutch System. Важными характеристиками такого вида являются то, что если прекратить давить на педаль газа во время движения, например, при движении по городу или на спуске, то двигатель не глохнет, торможение двигателем при спуске не происходит (машина двигается накатом).

Особенности некоторых видов

Автоматические КПП чаще всего имеют влажное (иногда, сухое) сцепление многодискового типа. Исходное движение задает не педаль, а актуатор (сервопривод).

Актуаторы бывают электрические (управляющий электронный блок и шаговый двигатель) и гидравлические (гидрораспределитель и исполнительный гидроцилиндр).

Принцип работы. При достижении заданных оборотов вращения двигателя управляющий блок отсылает сигнал на сервопривод. Тот срабатывает и отсоединяет вал двигателя от вала коробки, используя передаточный механизм. После определения автоматикой необходимой передачи выполняется переключение.

Роботизированные КПП работают от электроприводов. Среди них имеются виды с 2-мя сцеплениями, которые включаются поочередно.

Принцип работы. Когда обороты мотора возрастают, в распределителе начинает увеличиваться давление масла. При заданном значении давления распределитель направляет это давление на актуатор, который запускает весь процесс. Давление приходит к исходному значению после переключения передачи, и двигатель вновь начинает крутить вал коробки.

Вариаторы существуют: цепные, тороидальные, клиноременные. Клиноременные популярны больше других. При росте оборотов мотора сходятся «щеки» шкива под влиянием центробежной силы, натягивая ремень. Ремень приводит в движение ведомый шкив.

Керамическое сцепление служит для высоких нагрузок, поэтому используется в гоночных автомобилях и тяжелых грузовиках. Для легкового транспорта оно не оправдано, так как происходит быстрое схватывание крутящего момента мотора.

Электромагнитное порошковое сцепление можно было встретить на определенных моделях автомобилей с ручным управлением. Суть его заключалась в том, что порошок, находящийся между дисками принимал требуемую жесткость тогда, когда подавалось напряжение на обмотку электромагнита. В итоге диски получали сцепление между собой, и вал мотора начинал крутить вал коробки передач. Не получило распространения из-за очень маленького ресурса.

Кулачковые КПП применяются в гоночных машинах. При этом педаль сцепления нужна только на старте. Далее она не участвует в переключении передач.

Новые разработки

Компания Nissan планируют полностью исключить механику между рулем и колесами, ее заменит электроника. Такая система называется «steer-by-wire».

Европейские конструкторы работают над созданием двухмассовых маховиков с маятниковой системой. Здесь должны добавиться самоопределяющиеся в пространстве 3-4 детали. За счет движения в противофазе они должны более эффективно гасить колебания. Существует несколько вариантов размещения таких деталей: внутри или снаружи маховика, а также на корпусе корзины. Немцы уже выпустили первые образцы с таким типом сцепления.

Заключение

Сцепления постоянно совершенствуются, как и другие узлы и системы автомобилей. Причем, каждый вид имеет как достоинства, так и недостатки. Главное, это иметь понятие о том виде сцепления, которое установлено на вашем автомобиле и правильно его эксплуатировать.

Назначение и принцип работы сцепления

11.04.2021 5 406 Сцепление

Одной из важных систем любого транспортного средства считается сцепление. Его предназначение заключается в кратковременном разъединении мотора и КПП и дальнейшем их соединении, что требуется для начала движения авто и переключения скоростей. Ниже мы вам расскажем, что представляет собой демпферное сцепление, какие бывают виды сцепления, фото, принцип работы и в чем заключаются их различия (автор видео — S. Orazov).

По типу управления


Гидравлический механизм в демонтированном виде
В этом разделе подробно описаны типы сцепления по принципу работы и методам управления.

Читайте также  Меняем моторное масло в nissan almera classic: инструкции, фото и видео

На сегодняшний день демпферное двойное сцепление автомобиля может отличаться от других типов по способу управления:

  1. С механическим приводом. Такой механизм обычно устанавливается на небольшие легковые машины. Основными плюсами его использования являются низкая цена и простота устройства. Важным компонентом демпферного сцепления автомобиля является тросик, выполняющий функцию соединения вилки и педали. Когда выжимается педаль, усилие посредством тросика передается на передачу. Такие приводы оборудуются механизмом, дающим возможность регулировать свободный ход педали, в частности, речь идет о регулировочной гайке.
  2. Демпферное устройство с гидравлическим приводом. В роли расходного вещества в данном случае выступает тормозная жидкость. Устройство гидравлики следующее — сама педаль, цилиндры, расширительный бачок, соединительные патрубки. Когда нажимается педаль, поршень основного цилиндра будет перемещаться с помощью толкателя, в результате чего «тормозуха» отходит от бачка и попадает в рабочий цилиндрик по патрубкам. Под воздействием тормозного материала осуществляется движение поршнем. Для ликвидации воздушных пробок системы оснащаются специализированными штуцерами.
  3. Принцип работы электрического механизма основан на добавлении в систему электромагнитного элемента. Процесс передачи энергии производится за счет электромагнитных сил.
  4. Комбинированное. Данный фрикционный механизм системы позволит обеспечить оперативное включение и отключение элемента с наименьшей скоростью вращения. Дальнейший рост крутящего момента осуществляется с применением гидродинамической передачи.
  5. С усилителем и без него.
  6. Демпферные системы автомобиля, различающиеся по типу создания усилия — при помощи пружин либо электромагнита.
  7. Не автоматические устройства, как правило, с воздействием водителя на педаль, могут быть оснащены усилителем или нет.
  8. Полуавтоматические, такие узлы обычно подают сигнал, когда меняется положение педали либо селектора коробки.
  9. Автоматические.

Сцепление автомобиля. Диск сцепления

В любом автомобиле основным узлом является силовая установка – она обеспечивает преобразование энергию сгорания топлива в механическую энергию – вращение коленчатого вала. Вся работа силовой установки направлена только на получение этого вращения.

Но для движения автомобиля получение вращения недостаточно. Условий движения автомобиля очень много – ему нужно начать движение, где должно обеспечиваться максимальное тяговое усилие, после набрать скорость, где уже тяговое усилие не так важно, но требуется высокая скорость вращения, а также автомобиль должен менять скорость движения быстро меняя скорость вращения и тяговое усилие.

По типу трения


Мокрое устройство сцепления
По виду трения демпферные сцепления автомобиля можно разделить на два типа:

  1. Сухие. Принцип работы сухого устройства основан на передаче вращающего момента от мотора машины к трансмиссионной системе при помощи сухого трения. Оно образуется в ходе функционирования ведущего и ведомого шкивов.
  2. Мокрые. Такое двойное сцепление работает в масле. Передача энергии с мотора на коробку передач, как видно по фото, также осуществляется посредством сжатия ведущих и ведомых компонентов системы, обрабатываемых маслом. Основным минусом является сложность конструкции, а также достаточно высокая цена на обслуживание и ремонт, в результате чего современные авто практически не оснащаются такими сцеплениями.


Классификация механизмов в таблице

Виды механизмов сцепления

Механизмы сцепления можно классифицировать:

  • по способу управления – сцепление с механическим, гидравлическим, электрическим или комбинированным приводом (например, гидромеханическим);
  • по виду трения – сухое (когда фрикционные накладки работают в воздушной среде) или мокрое (сцепление, работающее в масляной ванне);
  • по режиму включения – постоянно замкнутые и непостоянно замкнутые;
  • по числу ведомых дисков – одно-, двух-, или 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-, или двухпоточные.

Механический вариант является наиболее простым по конструкции и принципу действия. В случае его использования, водитель или механизатор, нажимая на педаль, посредством тяг и тросов передаёт усилие непосредственно на вилку сцепления. В гидравлическом варианте сцепления задействуется также поршень с гидравлической жидкостью. Как правило, данный вариант применяется на большегрузном автотранспорте, чтобы облегчить работу водителя. При использовании гидравлического привода сцепления величина полного хода педали остаётся постоянной (это обеспечивается наличием у педали сцепления возвратной пружины). Однако величина её рабочего хода меняется, компенсируя уменьшение толщины ведомого диска в результате износа: чем меньше становится толщина диска, тем, при том же полном ходе педали сцепления, бо́льшим оказывается её рабочий ход, и тем «выше» (ближе к концу обратного хода педали при её отпускании) срабатывает сцепление.

У педали сцепления с механическим тросовым приводом полный ход прибавляется по мере износа ведомого диска (педаль сцепления приподнимается вверх относительно уровня пола), вместе с этим увеличивается и её рабочий ход. Свободный ход педали устанавливается регулировкой длины троса. Он составляет в нормальном положении порядка 30…40 мм.

По своей конструкции, сцепление бывает электромагнитного, фрикционного или гидравлического типа. Фрикционный вариант сцепления обеспечивает передачу вращающего момента при помощи силы трения. Сцепление электромагнитного вида контролируется посредством магнитного поля. В гидравлическом варианте сцепления связь обеспечивается под воздействием потока гидравлической жидкости.

Сцепление является электромагнитным, если сжатие ведущих и ведомых элементов механизма производится посредством электромагнитных сил. Электромагнитное сцепление постоянно находится в разомкнутом состоянии. Этот редкий вид сцепления устанавливался на некоторых модификациях машин с ручным управлением. Между ведущим и ведомым дисками находился ферромагнитный порошок, не мешающий раздельному вращению валов. Но после подачи электрического тока в обмотку электромагнита порошок «затвердевал» и передавал крутящий момент.

Для высоких нагрузок, таких как грузовые и спортивные автомобили, применяется также керамическое сцепление с высоким коэффициентом трения, однако оно «схватывает» резко, поэтому непригодно для использования в стандартных автомобилях.

Наиболее распространённый тип – фрикционный. В зависимости от количества используемых дисков, оно может быть однодисковым, двухдисковым или многодисковым.

По режиму включения

По режиму включения керамическое сцепление автомобиля может подразделяться на:

  1. Постоянно замкнутое. Если механизм постоянно замкнутый, то это означает, что выжимной диск будет постоянно прижиматься к так называемой корзине механизма. Такие устройства характерны для классических моделей отечественных авто.
  2. Не постоянно замкнутое. То есть диск системы, как видно по фото, не постоянно прилегает к корзине. Такое механизмы характерны для автомобилей Волга и других.

По числу ведомых дисков


Многодисковый механизм сцепления
Системы также различаются между собой по количеству ведомых шкивов:

  1. Однодисковые элементы обычно устанавливаются на легковых и грузовых транспортных средствах, где передающихся вращающий момент варьируется в районе 0.7-0.8 кНм. Подробное устройство системы можно увидеть на фото.
  2. Что касается двухдисковых компонентов, то их эксплуатация актуальна в транспортных средствах с высоким крутящим моментом.
  3. Если говорить и многодисковых системах, то они могут быть сухими либо мокрыми. В любом случае, они используются в специализированных механизмах, к примеру, коробках-автомат, предохранительных муфтах и так далее.

По числу потоков передач крутящего момента

По этому показателю системы можно поделить на:

  1. Однопоточные. Самый распространенный вариант установки механизма между маховиком мотора автомобиля и ведущим шкивом трансмиссии представлен на фото. Собственно роль ведущего шкива выполняет непосредственно маховик. К торцевой части устройства при помощи пружин подсоединяется ведомый шкив с фрикционами, монтированный при помощи специальных креплений к валу трансмиссии. Основной плюс — это универсальность таких систем, чего не скажешь о двухпоточных.
  2. Двухпоточные. По факту данный вид являет собой совмещение двух однодисковых устройств, и каждое из них оборудовано как ведомыми, так и ведущими шкивами, которые сжимаются посредством специализированных пружинок. Основным минусом системы является ее не универсальность — такие механизмы применяются только на тракторах и другой сельскохозяйственной технике.

Требования к конструкции

К сцеплению автомобиля, как известно, предъявляются определенные требования, оно должно обеспечивать:

  • беспроблемное, а главное — плавное включение, что позволяет снизить уровень нагрузок на коробку передач и улучшить динамику в целом;
  • полное выключение в деактивированном положении, это позволит снизить вероятность того, что автомобиль поведет, соответственно снизится вероятность опасной остановки ДВС;
  • надежное включение при активированном положении, что способствует снижению вероятности пробуксовки;
  • оптимальный отвод тепла, соответственно, вашему транспортному средству не будут грозить проблемы с перегревом устройства;
  • долгий срок эксплуатации и износостойкость поверхностей трущихся элементов;
  • комфорт в плане управления и удобство.

Помимо этого, данные механизмы, как и другие узлы транспортного средства, должны обладать такими параметрами, как обеспечение наиболее оптимальных габаритов и небольшого веса. Устройство должно быть максимально надежным и технологичным, обладать высоким сроком эксплуатации.

Сцепление в автоматических коробках передач

В классическом виде сцепление (предназначенное для разобщения двигателя и трансмиссии) в гидромеханических и вариаторных автоматических трансмиссиях отсутствует, используется оно только в роботизированных коробках передач. Тем не менее, фрикционные муфты в гидромеханических КПП применяются повсеместно, но с совершенно иными целями (для плавного переключения передач без прерывания потока мощности).

В роботизированных коробках передач выжимают сцепление и переключают передачи электроприводы, при этом, для большей плавности переключения существуют роботизированные коробки передач с двумя сцеплениями, работающими по очереди (одно сцепление в работе, другое, со следующей передачей, наготове).

В кулачковых коробках, используемых на спортивных автомобилях, педаль сцепления используется только при старте, далее переключение передач происходит без использования педали.