Сцепление: устройство, принцип работы

Ремонт ведомых дисков

Ведомый диск может иметь дефекты:

• износ фрикционных накладок
• ослабление заклепок крепления ступицы
• коробление диска
• износ шлицев ступицы

Диск выбраковывают при трещинах и изломах, предельном износе отверстий, а ступицу — при трещинах и предельном износе шлицев.

Ослабленные заклепки удаляют. Отверстия рассверливают одновременно в ступице, диске и маслоотражательной шайбе и приклепывают их заклепками в горячем состоянии. Подтягивать ослабленные заклепки не допускается.

Фрикционные накладки, изношенные по толщине, заменяют новыми. Новые накладки приклепывают пустотелыми заклепками из цветных металлов или приклеивают клеем ВС-ЮТ или БФ-52Т. Для изготовления заклепок используют медные или латунные трубки соответствующего диаметра. Головки заклепок в новых накладках должны утопать на 1,0-1,5 мм. Неплотность прилегания поверхности накладки не должна превышать 0,3 мм. При использовании накладок в виде отдельных секторов различие их по толщине в одном комплекте не должно превышать 0,1 мм. Для наклепки накладок к ведомым дискам применяют пневматический пресс.

Приклеивание накладок по сравнению с приклепыванием повышает производительность почти в 3 раза, дает экономию цветного металла, увеличивает поверхность трения накладок и срок их службы, уменьшает задиры рабочих поверхностей нажимных и промежуточных дисков. Технология приклеивания накладок рассмотрена выше.

Коробление ведомых дисков определяют по торцовому биению на приспособлении. Устраняют коробление правкой на плите перед приклепыванием (приклеиванием) накладок.

Сцепление с гидравлическим приводом

Судя с названия этого вида сцепления, думаю, Вам, итак, стало ясно, что в гидравлическом приводе все усилия, начиная с педали сцепления и заканчивая собственно механизмом, транспортируются с помощью такой себе жидкости. Она в свою очередь размещается в гидроцилиндрах и трубках, которые соединяют все нужные в механизме элементы. Механизм строения гидравлического сцепления не очень совпадает с механическим сцеплением.

Один достаточно большой диск располагается на остром конце ведущего вала и сделанного из стали кожуха. Кожух закрепляется за маховиком. Внутри кожуха имеется пружина с радиальными лепестками. Они являются, скажем, так, выжимными рычажками. На оси располагается управляющая педаль. Она же приподнята к кузову, а именно к кронштейну. Толкач основного цилиндра прикреплен к педали сцепления при содействии шарнира. Педаль попускается тогда, когда сцепление выключается и передача переключается.

Разновидности узлов

Существующие конструкции сцепления делятся на такие разновидности:

• по количеству фрикционных поверхностей: одно– и многодисковые;
• по способу управления: механические, с сервоприводом и гидравлические;
• по рабочей среде – сухие и влажные.

Многодисковая система внедрена вместе с моторами повышенной мощности. Причина следующая: одна группа фрикционных накладок тяжело переносит повышенные нагрузки и довольно быстро изнашивается. Благодаря конструкции с двумя дисками, разделенными проставкой, большой крутящий момент равномерно распределяется на 2 группы накладок (выжим происходит одновременно). Снижение удельной нагрузки дает увеличение срока службы узла.

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.

Сцепление с пневматическим усилителем

На тяжёлых грузовых автомобилях большой грузоподъёмности, к примеру, на МАЗах, устанавливается привод сцепления с пневматическим усилителем. Пневмоусиление предназначено для уменьшения мускульного усилия, прилагаемого на педаль сцепления.

Устройство таково: педаль, тяга, золотник (он же клапан управления), шланги, пневматическая камера, рычаги, тормозок, первичный вал с барабаном тормозка. Принцип действия: при отпущенной педали впускной клапан золотника закрыт, а выпускной открыт. При нажатии на педаль усилие через тягу и золотник передаётся на вилку выключения сцепления. В это же время в золотнике открывается впускной клапан и закрывается выпускной – корпус золотника надвигается на выпускной клапан, выпускной клапан прижимается к впускному и закрывается, а впускной этим движением открывается. Воздух через впускной клапан поступает в пневматическую камеру, которая за счёт давления воздуха помогает нажимать вилку выключения сцепления.

Некоторые особенности управления автомобилями со сцеплением и механической коробкой передач

• Сцепление следует выключать полностью, резко «в пол», включать плавно, в определённый момент водитель почувствует, что машина «потянула», следует зафиксировать педаль сцепления в моменте схватывания на некоторое время, немного увеличить обороты двигателя (или сделать это заранее) и продолжать плавно отпускать педаль сцепления.
• При движении вторую и последующие передачи включают, отпуская сцепление более быстро, но без «бросания».
• При манёврах (надо продвинуть машину на несколько сантиметров) сцепление полностью не отпускается, с пробуксовкой машина перемещается на малое расстояние, затем сцепление выключается (езда на точке схватывания).

Данные навыки приходят и подсознательно закрепляются со временем, в процессе управления автомобилем.

• Нельзя удерживать машину на подъёме за счёт пробуксовки сцепления, для этого существует стояночный тормоз.
• Запуск двигателя производится в нейтральном положении коробки передач, однако для полной уверенности следует при запуске выключать сцепление, затем плавно его включать. Это дополнительная гарантия того, что автомобиль случайно не придет в движение. На многих современных автомобилях пуск двигателя возможен только при выжатом сцеплении, для чего контролируется положение педали, и эта информация передаётся в электронный блок управления двигателем.
• В суровых зимних условиях моторное масло в двигателе и трансмиссионное масло в коробке передач настолько сильно загустевают, что стартер не может провернуть коленчатый вал вместе с первичным валом коробки, находящейся на «нейтрали». В таком случае двигатель запускают с выключенным сцеплением, а после небольшого прогрева, когда двигатель начнёт работать более-менее устойчиво, плавно пытаются включить сцепление. Если двигатель при этом попытается «заглохнуть» — продолжают прогрев до устойчивой работы.
• Недопустима езда с прижатой педалью сцепления, это вызывает пробуксовку, перегрев и повышенный износ сцепления. Левая нога должна находиться рядом с педалью.
• Тем не менее, при спортивном и экстремальном вождении допускается езда с пробуксовкой сцепления. Например, автомобиль на первой передаче движется по грязи или по глубокому снегу. Сопротивление движению настолько велико, что двигатель снижает обороты (и крутящий момент) вплоть до полной остановки. Водитель может кратковременно поднять обороты, вызвав пробуксовку сцепления.
• При ремонте сцепления (сборка корзины) трудности возникают при центрировании ведомого диска, для облегчения данной задачи центрирование проводится на старом первичном валу коробки передач или вытачивается приспособление — ремонтный фальшвал.

Устройство гидравлического привода

При таком конструктивном решении усилие передаётся уже другим способом. Схема гидравлического привода не предполагает наличие троса, реализация механизма с данным типом управления немного сложнее и трос заменяет гидравлическая магистраль. Усилие передаётся посредством несжимаемой жидкости, проходящей по магистрали и поскольку гидропривод аналогичен тому, что применяется в тормозной системе, для работы используют ту же жидкость. Устройство сцепления с управлением с помощью гидравлического привода включает следующие элементы:

• Педаль.
• Главный цилиндр, состоящий из поршня с толкателем, резервуара для жидкости и уплотнительных манжет.
• Рабочий цилиндр имеет похожую конструкцию.
• Магистраль, соединяющая цилиндры.
• Бачок с жидкостью.
• Дополнительно цилиндры оснащаются клапанами для отвода воздуха из системы.

Принцип работы достаточно простой и схож с механическим вариантом управления, отличие только в методе передачи усилия. Когда автомобилист жмёт на ножной рычаг в салоне автомашины, поршень главного цилиндра приводится в движение, жидкость сжимается и под давлением перемещается по трубопроводу в рабочий цилиндр, толкая поршень, что задействует вилку выключения сцепления.

Гидравлический привод может быть также оборудован демпфирующим устройством с целью гашения колебаний от взаимодействия выжимного подшипника с деталями выключения сцепления. Пневматические или гидравлические усилители часто используются для грузового транспорта.

Поскольку механизм с гидравлическим приводом является более совершенным и сложным устройством, передающим усилие на дальнее расстояние с высоким КПД, стоимость его выше, при этом он отличается плавностью включения сцепления, что обусловлено сопротивлением перемещению жидкости в элементах конструкции. Среди преимуществ гидропривода также устойчивость к износу деталей, но и ремонт сложнее, чем в случае с механическим устройством.

Заключение

Механический и гидравлический приводы наделены своими особенностями функционирования, плюсами и минусами применения, при этом устройства этих типов обеспечивают комфорт управления транспортным средством. В легковых машинах жёсткость диафрагменной пружины нажимного диска небольшая, так что водителю не нужно прилагать больших усилий, но на грузовиках узел габаритнее, и чтобы привести в действие корзину, от водителя потребуется большее усилие, поэтому в конструкцию вводят усилители.

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.

Возможные неисправности и ухудшения работы сцепления и тормозной системы после замены ТЖ

Современные виды тормозных составов можно смешивать, однако есть строгие ограничения. Распространяется это правило только на те автожидкости, которые соответствуют одним и тем же характеристикам. Однако стоит учитывать тот факт, что продукция разных производителей может иметь не только различную рецептуру изготовления, но и разную основу. По этой причине допускать смешивание жидкостей не стоит, поскольку после их замены тормозная система может выйти из строя.

Изменение оттенка является одним из главных признаков необходимости замены состава. Оно свидетельствует не о наличии моющих присадок, что применимо для моторных масел, а о загрязнении частичками пыли и продуктами износа. Если не менять жидкость сцепления и в гидроприводе очень долго, то в ней могут начаться необратимые изменения, к примеру, повышение вязкости. Все этой может стать причиной заклинивания тормозных цилиндров, отказа тормозов и поломки сцепления. На внутренних деталях и агрегатах системы могут появиться лакообразные отложения. Потемневшую жидкость желательно менять сразу же, не дожидаясь окончания эксплуатационного срока.

Замену жидкости необходимо производить не только своевременно, но и правильно. Во время прокачки тормозной системы старая жидкость заменяется на новую без примеси воздушных пузырьков. Для осуществления данной процедуры достаточно объема состава, превышающего объем емкости в полтора раза. Если в систему попал воздух, то педаль тормоза будет срабатывать со второго-третьего раза. Прокачка проводится до тех пор, пока педаль не станет жесткой и не будет останавливаться в одной и той же точке.

Что такое муфта сцепления?

Муфта сцепления (муфта выключения сцепления, нажимная муфта) — узел фрикционного сцепления в трансмиссии с ручным управлением; компонент привода сцепления, обеспечивающий его выключение при переключении передач.

Муфта выключения сцепления выполняет две функции:

• Крепление и правильное позиционирование подшипника выключения сцепления (выжимного подшипника);
• Передача усилия от привода сцепления (от вилки выключения сцепления) на подшипник и далее на лепестки диафрагменной пружины/рычаги;
• Защита выжимного подшипника от механических воздействий и износа (предотвращает поломки и износ подшипника, возможные при прямом контакте с ним вилки).

Обратите внимание: термин «муфта сцепления» также используется по отношению к более крупному узлу — автомобильному сцеплению различных типов (как правило — к фрикционному одно- и двухдисковому). В данной статье рассматриваются именно муфты выключения сцепления

Как осуществляется прокачка системы сцепления

После ремонта или замены ГЦС всегда нужно прокачивать гидравлический привод сцепления. Эта процедура позволит устранить из магистрали пузырьки воздуха, мешающие нормальной работе сцепления. При проведении ремонтных работ воздух всегда попадает в магистраль гидропривода и создает проблемы в работе сцепления. Процесс прокачки занимает не так много времени и не вызывает особых сложностей. В автосервисах при замене тормозного цилиндра используются мощные вакуумные насосы, удаляющие воздух из магистрали, поэтому можно обойтись без прокачки привода сцепления.

Чтобы самостоятельно прокачать гидропривод сцепления, следует установить авто на яму или поднять на подъемнике – это упростит доступ к главному цилиндру. В расширительный бачок следует залить новую «тормозуху», а на штуцере закрепить прозрачную трубку, конец которой опускают в сосуд с тормозной жидкостью. Прокачка системы выполняется путем частого нажатия на педаль сцепления до тех пор, пока не прекратится выход воздуха через штуцер.

После прокачки остается закрутить штуцер и проверить работу сцепления автомобиля.

Может показаться, что процедура прокачки не является очень важной, но особенности устройства ГЦС не дают возможность нормально работать гидравлическому приводу сцепления при наличии воздуха в магистрали. Даже, если установлен новый главный цилиндр надежного производителя, то все равно из-за неправильной прокачки системы станут проявляться признаки неправильной работы сцепления.

Статьи по теме

Жидкая резина для автомобиля: преимущества и особенности использования

Стук в рулевой рейке: ищем причину, разбираемся с последствиями

Как поменять моторчик дворников: простые советы опытных автовладельцев

Как убрать стук рейки и продлить срок ее службы

Стук рулевой тяги: причины, диагностика, замена

Рулевой люфт автомобиля: особенности диагностики и ремонта

Шумы под капотом: что делать, если они появились

Как осуществить ремонт рулевой рейки БМВ

Медсправка на права-2020: стоимость, врачи, проблемы

Сколько хранится моторное масло: разбираемся в сроках и условиях хранения.

Замена ролика приводного ремня: он тоже не вечный

Штраф за просроченные права: что делать и как избежать

Штраф за езду без страховки: будет ли увеличение

Уходит антифриз из расширительного бачка: причины и диагностика

Направление протектора: правила зимней езды

Конструкция и принцип работы главных цилиндров сцепления

Типовая схема гидравлического привода выключения сцепления

Наиболее просто устроены ГЦС с вынесенным и установленном на корпусе бачком. Основу устройства составляет литой корпус цилиндрической формы, на котором выполнены проушины для монтажных болтов и другие детали. С одного торца корпус закрыт резьбовой пробкой или пробкой со штуцером для соединения с трубопроводом. Если корпус закрыт глухой пробкой, то штуцер располагается на боковой поверхности цилиндра.

В средней части цилиндра выполняется штуцер для соединения с бачком посредством шланга или посадочное место для установки бачка непосредственно на корпус. Под штуцером или в посадочном месте в корпусе цилиндра выполнено два отверстия: компенсационное (впускное) отверстие малого диаметра и перепускное отверстие увеличенного диаметра. Отверстия располагаются таким образом, чтобы при отпущенной педали сцепления компенсационное отверстие располагалось перед поршнем (со стороны контура привода), а перепускное — за поршнем.

В полости корпуса установлен поршень, с одной стороны которого располагается толкатель, связанный с педалью сцепления. Торец корпуса со стороны толкателя закрыт гофрированным защитным резиновым колпачком. При отжатой педали сцепления поршень отводится в крайнее положение расположенной внутри цилиндра возвратной пружиной. В двухпоршневых ГЦС используется два поршня, расположенных друг за другом, между поршнями находится уплотнительное кольцо (манжета). Применение двух поршней улучшает герметичность контура привода сцепления и повышает надежность работы всей системы.

Работают такие цилиндры следующим образом. Когда педаль сцепления отпущена, поршень под воздействием возвратной пружины находится в крайнем положении и в контуре привода сцепления поддерживается атмосферное давление (так как рабочая полость цилиндра связана с бачком через компенсационное отверстие). При нажатии на педаль сцепления поршень под воздействием усилия ноги движется и стремится сжать жидкость в контуре привода. При движении поршня компенсационное отверстие закрывается и давление в контуре привода повышается. Одновременно через перепускное отверстие жидкость поступает за обратную сторону поршня. За счет роста давления в контуре поршень рабочего цилиндра перемещается и двигает вилку выключения сцепления, которая толкает выжимной подшипник — сцепление выключается, можно переключать передачу.

В момент отпуска педали поршень в ГЦС возвращается в первоначальное положение, давление в контуре падает и сцепление включается. При возврате поршня скопившаяся за ним рабочая жидкость выдавливается через перепускное отверстие, что приводит к замедлению движения поршня — это обеспечивает плавное включение сцепления и возврат всей системы в первоначальное состояние.

Если в контуре происходит утечка рабочей жидкости (что неизбежно вследствие недостаточной плотности соединений, порчи уплотнений и т.д.), то нужное количество жидкости поступает из бачка через компенсационное отверстие. Также это отверстие обеспечивает постоянство объема рабочей жидкости в системе при изменении ее температуры.

Конструкция и работа цилиндра с интегрированным резервуаром для рабочей жидкости несколько отличается от описанной выше. Основу этого ГЦС составляет литой корпус, установленный вертикально или под наклоном. В верхней части корпуса выполнен резервуар для рабочей жидкости, под резервуаром расположен цилиндр с подпружиненным поршнем, а через резервуар проходит соединенный с педалью сцепления толкатель. На стенке резервуара может располагаться пробка для долива рабочей жидкости или штуцер для соединения с вынесенным бачком.

Поршень в верхней части имеет углубление, вдоль поршня высверлено отверстие малого диаметра. Толкатель установлен над отверстием, в отведенном состоянии между ними остается зазор, через который в цилиндр поступает рабочая жидкость.

Работает такой ГЦС несложно. При отпущенной педали сцепления в гидравлическом контуре наблюдается атмосферное давление, сцепление включено. В момент нажатия на педаль толкатель движется вниз, перекрывает отверстие в поршне, герметизируя систему, и толкает поршень вниз — давление в контуре повышается, и рабочий цилиндр приводит в действие вилку выключения сцепления. При отпуске педали описанные процессы выполняются в обратном порядке. Утечки рабочей жидкости и изменение ее объема вследствие нагрева компенсируются через отверстие в поршне.

Меры предосторожности

Схема устройства сцепления Во время выполнения работы пользуйтесь средствами защиты рук. Проще всего надеть медицинские перчатки. Состав тормозной жидкости способен повредить кожу рук, а также краску, резиновые покрытия и пластик в открытых местах автомобиля. Убедитесь в чистоте инструментов. В систему не должно попасть грязи, пыли, металлической стружки и тому подобного. Если работаете уже использовавшимся ранее шлангом и шприцем, промойте их как можно лучше. Протрите ключ, которым будете откручивать клапан штуцера. Многие расширительные бачки имеют на горлышке мелкую сетку, чтобы автоматически предотвращать попадание грязи в систему.

Принцип работы и механизм

Вся работа сцепления построена на трении между дисками. Ведущий диск является частью ДВС, а ведомый диск – элемент трансмиссии. Когда водитель отпускает педаль, то пружины сжимают диски вместе. В итоге за счет фрикционных поверхностей, диски притираются и продолжают вращение с равной угловой скоростью. От силы лепестков пружин зависит показатель абразива диска.

Когда водитель выжимает сцепление, основа привода перемещают вилку, которая впоследствии оказывает влияние на подшипник. Последний перемещается до упора. Пружины в этот момент уже готовы прижать два диска, что значит, что вилка разорвала связь между трансмиссией и маховиком ДВС. Все трансмиссионные удары, когда водитель резко бросает педаль, когда ТС тронулось с места, поглощают и сглаживает отдельный тип пружин.

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.