Как работает сцепление в автомобиле: принцип работы для «чайников»

Объясним, как устроено сцепление, как оно работает, как правильно включать и выключать сцепление на машине, особенно при езде на подъем.

Характеристика

Сцепление автомобиля – это узел, предназначенный для кратковременного отсоединения двигателя от коробки передач и плавного их соединения при переключении скоростей.

546224.jpg

Общие сведения[править | править код]

Существует много различных типов сцепления, но большинство основано на одном или нескольких фрикционных дисках, плотно сжатых друг с другом или с маховиком пружинами. Фрикционный материал очень похож на используемый в тормозных колодках и раньше почти всегда содержал асбест, в последнее время используются безасбестовые материалы. Плавность включения и выключения передачи обеспечивается проскальзыванием постоянно вращающегося ведущего диска, присоединённого к коленчатому валу двигателя, относительно ведомого диска, соединённого через шлиц с коробкой передач.

Усилие от педали сцепления передается на механизм механическим (рычажным или тросовым) или гидравлическим приводом.

Нажатие на педаль сцепления (выжимание, выключение) разводит диски сцепления, в итоге оставляя между ними свободное пространство, а отпускание педали (включение) приводит к плотному сжатию ведущего и ведомого дисков.

При включенном сцеплении крутящий момент передается от коленчатого вала на маховик, затем на кожух сцепления и через пластинчатые пружины на ведущий (нажимной) диск. От маховика и ведущего нажимного диска, благодаря силам трения, крутящий момент передается зажатому между ними ведомому диску, ступица которого имеет шлицевое соединение с ведущим валом коробки передач.

Для выключения сцепления нажимают на педаль, которая через систему тяг и рычагов передает усилие на вилку, муфту, рычаги и пальцы отводят назад ведущий нажимной диск. При этом пружины сжимаются и освобождают ведомый диск, по обеим сторонам которого образуются зазоры, что прерывает передачу через него крутящего момента. В двухдисковом сцеплении для обеспечения необходимых зазоров между ведущими и ведомыми дисками в выключенном состоянии имеются отжимные пружины и регулировочный болт промежуточного диска. При плавном отпускании педали нажимные пружины возвращают все детали механизма выключения в исходное положение, ведомый диск прижимается к ведущему (нажимному) диску и маховику.

Если при включении сцепления просто «бросить» педаль, ведомый диск с силой прижмётся к ведущему (маховику) и затормозит его до такой степени, что двигатель может остановиться (заглохнуть) — то есть, сцепление сработает подобно тормозному механизму. Поэтому педаль сцепления после момента начала зацепления дисков нужно отпускать плавно. Конкретная техника работы педалью зависит от конструкции привода сцепления.

На современных автомобилях используются два типа привода сцепления — гидравлический и механический тросовый.

При гидравлическом приводе сцепления величина полного хода педали сцепления остаётся постоянной (что обеспечивается наличием у педали сцепления возвратной пружины), но меняется величина её рабочего хода, компенсируя уменьшение толщины ведомого диска в результате износа — чем меньше толщина остающегося диска, тем, при том же самом полном ходе педали сцепления, большим оказывается её рабочий ход, и тем «выше» (ближе к концу обратного хода педали при её отпускании) срабатывает сцепление. Педаль сцепления с гидравлическим приводом можно отпускать достаточно резко вплоть до того момента, когда ведущий и ведомый диски начинают входить друг с другом в зацепление (что ощущается по слабому рывку автомобиля в момент начала трогания) — после этого начинается рабочий ход педали, в ходе которого её необходимо отпускать плавно. С новым ведомым диском сцепление срабатывает «внизу» и автомобиль начинает трогаться уже при небольшом отпускании педали; при сильно изношенном ведомом диске, напротив, диски не входят в зацепление вплоть до самого конца хода педали. У педали сцепления с гидравлическим приводом всегда имеется небольшой (обычно не более 10…15 мм на педали) свободный ход в самом начале нажатия педали, обусловленный наличием конструктивного зазора в 2…3 мм между шарнирно соединённым с педалью сцепления толкателем и приводимым им в движение поршнем главного цилиндра сцепления — это необходимо для того, чтобы обеспечить полное включение сцепления при отпускании педали и исключить его пробуксовку при движении автомобиля.

У педали сцепления с тросовым приводом полный ход увеличивается по мере износа ведомого диска (педаль сцепления приподнимается относительно пола), вместе с ним увеличивается и её рабочий ход. Педаль следует отпускать плавно с самого начала, так как сцепление срабатывает всегда «внизу». Свободный ход педали обеспечивается регулировкой длины троса и составляет обычно порядка 30…40 мм.

Ведомый диск сцепления состоит из собственно диска с пружинными пластинами, к которым приклёпаны или приклеены независимо друг от друга две фрикционные накладки. Такое крепление накладок обеспечивает их расхождение при выключенном сцеплении, при включении пружинные пластины постепенно сжимаются, обеспечивая плавное включение. Центральная часть диска сцепления — ступица — имеет шлицевое соединение и перемещается по первичному валу коробки передач. Ступица соединена с диском подвижно, через демпферные пружины и фрикционные шайбы гасителя крутильных колебаний (видны на снимке), служащие для выравнивания колебаний крутящего момента, неизбежно возникающих под влиянием переменных нагрузок и инерции массы при передаче его от двигателя к ведущим колёсам и обратно. При некоторых условиях эти колебания могут привести к поломке валов.

Какие функции выполняет

В автомобиле сцепление выполняет сразу несколько функций: во-первых, оно обеспечивает постоянное взаимодействие дисков, располагающихся сразу на двух валах. Вторая важная функция — обеспечение плавного старта автомобиля с места.

Стоит отметить, что при отсутствии сцепления автомобиль не двинулся бы с места за счёт того, что именно данный узел позволяет валу двигателя взаимодействовать с валом трансмиссии, который находится в неподвижном и фиксированном состоянии. За счёт сцепления обороты, обеспечиваемые валами, начинают постепенно увеличиваться, в итоге транспортное средство стартует, начинается движение с места.

Другими словами, сцепление необходимо для соединения вала коробки передач и маховика двигателя в момент переключения передачи

Если валы по стечению обстоятельств или намерено были разъединены слишком быстро, неподвижный вал трансмиссии спровоцирует неприятные последствия — заклинит вал двигателя. Итог крайне печален — либо автомобиль попросту заглохнет на месте, либо из строя выйдут те или иные механизмы сцепления. В случае поломки может потребоваться довольно дорогостоящий ремонт с заменой неисправных деталей.

Классификация[править | править код]

  • По способу управления — сцепления с механическим, гидравлическим, электрическим или комбинированным приводом (например, гидромеханическим).
  • По виду трения — сухие (фрикционные накладки работают в воздушной среде) и мокрые (работающие в масляной ванне).
  • По режиму включения — постоянно замкнутые и непостоянно замкнутые.
  • По числу ведомых дисков — одно-, двух- и 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 и двухпоточные.

Зачем сцепление необходимо для начала движения автомобиля с места

Как тронуться сцепление

Начнем с того, что сцепление можно выжимать резко, однако отпускать педаль нужно плавно. При этом в самом начале движения, чтобы автомобиль максимально плавно тронулся с места, необходимо деликатное отпускание педали сцепления.

Если иначе, чем плавнее водитель отпускает педаль, тем «мягче» смыкаются диски, тяга от двигателя передается  не резко, а постепенно, не создается ударных нагрузок и т.д. В дальнейшем, когда автомобиль начал движение, сцепление можно отпускать быстрее, однако слишком резко бросать педаль также не стоит.

Как ездить на механической коробке передач

Рекомендуем также прочитать статью о том,

как ездить на «механике» правильно

. Из этой статьи вы узнаете о том, как переключать передачи МКПП, на что обратить внимание при трогании с места и т.д.

В случаях, когда при трогании водитель отпускает педаль слишком резко, автомобиль дергается вперед и двигатель обычно глохнет. Если же в этот момент вместо тормоза сильно нажать на газ, есть риск, что мотор не заглохнет и машина может рвануться вперед, что часто становится причиной ДТП.

Как правило, водители-новички, а также те, кто раньше ездил только на АКПП, определенное время учатся правильно отпускать сцепление. Важно контролировать педаль, выжимать сцепление  до упора перед включением передачи, а также чувствовать момент начала смыкания дисков сцепления и тот момент, когда диски полностью сомкнулись. Это позволяет правильно стартовать с места, дозировать тягу педалью газа, не изнашивать мотор, сцепление и коробку.

Некоторые особенности управления автомобилями со сцеплением и механической коробкой передач[править | править код]

  • 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.

Ресурс сцепления

Ресурс сцепления главным образом зависит от условий эксплуатации автомобиля, а также от стиля езды водителя. В среднем, срок службы сцепления может доходить до 100-150 тысяч километров пробега. В результате естественного износа, возникающего в момент соприкосновения дисков, фрикционные поверхности изнашиваются и требуют замены. Основная причина – проскальзывание дисков.

Двухдисковое сцепление обладает большим ресурсом за счет увеличенного числа рабочих поверхностей. Выжимной подшипник сцепления задействуется при каждом разрыве соединения двигателя и коробки передач. Со временем в подшипнике вырабатывается и теряет свойства вся смазка, в следствие чего он перегревается и выходит из строя.

Другие виды сцепления[править | править код]

  • 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.
  • На некоторых модификациях автомобилей «Запорожец» с ручным управлением (для людей с инвалидностью) устанавливалось порошковое электромагнитное сцепление. Между ведущим и ведомым дисками находился ферромагнитный порошок, не мешающий раздельному вращению валов. После подачи электрического тока в обмотку электромагнита порошок «затвердевал» и передавал крутящий момент.
  • На бензопилах и бензокосаx применяется центробежное сцепление. На коленвале двигателя находится ведущий диск сцепления, фрикционные накладки, размещённые по дуге окружности, притягиваются к центру диска пружинами. При повышении оборотов двигателя под действием центробежной силы фрикционные накладки прижимаются к ведомому барабану и пильная цепь (или косильная головка) приходит в движение. Если цепь бензопилы «заедает» в древесине — обороты снижаются, накладки притягиваются в первоначальное положение, двигатель при этом не глохнет, а цепь останавливается, что необходимо для безопасного труда.
  • На мотокультиваторах, например «Крот», роль сцепления выполняет клиновой ремень, при натяжении ремня происходит передача крутящего момента от двигателя к почвенным фрезам.

Нога на сцеплении

Некоторые, а особенно начинающие водители, не знают куда деть свою ногу и постоянно держат ее над сцеплением. При таком положении ноги «на весу», ступня рано или поздно начнет касаться педали, что и будет причиной повышенного износа сцепления. Связано это с тем, что даже небольшое давление на педаль может спровоцировать давление на выжимной подшипник, что и окажет пагубное влияние. Начинающим водителям стоит привыкнуть держать ногу в спокойном состоянии и использовать сцепление только при необходимости. Во многих машинах для левой ноги есть специальная площадка отдыха, куда и стоит класть левую ногу, когда вам не нужно использовать сцепление. Если же такой площадки нет в вашем автомобиле, то просто положите ногу на пол. Чтобы с площадки или с пола нажать на сцепление, в случае необходимости, не понадобится сильно больше времени, чем если вы постоянно будет держать ногу «на весу» у сцепления.

Источник

Видео

title Как работает сцепление, принцип действия

title Как правильно отпускать сцепление и работать с педалями.

Нашли в тексте ошибку? Выделите её, нажмите Ctrl + Enter и мы всё исправим!

Назначение

Сцепление, или соединительная муфта, является неотъемлемой составляющей любого автотранспорта. Именно это устройство берёт на себя ключевые нагрузки и удары. Узел представляет собой силовое зажимное устройство, которое передаёт вращательный импульс между главными частями автомобиля: трансмиссией и двигателем. Сформирован узел из небольшого количества дисков.

5cfb4610-028a-47bd-a47c-3ff695289df9.jpg

Автосцепление направлено на временное отделение коробки скоростей от двигателя и мягкого их подключения. Необходимость плавности притирки появляется во время хода авто. Переходное отсоединение движка и коробки переключения передач (КПП) важно и при дальнейшем переключении скоростного режима, и при немедленном торможении или остановке авто.

Важно! Нагрузка на сцепление возрастает во время затормаживания, при резком его включении, а также при наезде авто на неровность дорожного полотна.

Во время хода транспортного средства система соединительной муфты в основном находится во включённом положении. Она служит передатчиком мощности от движка к КПП, а также защищает детали последнего от разнообразных интенсивных действий, которые образуются в трансмиссии.

Что значит свободный ход?

Что означает это понятие? Оно характеризует свободу передвижения педали сцепления до момента его срабатывания. Его Вы можете чувствовать, когда жмете на нее. В самом начале, как только Вы начали жать на педаль, она будет идти достаточно свободно. То есть Вы не ощущаете особого сопротивления.

После срабатывания Вы отметите появление большей жесткости при надавливании. Именно этот промежуток, пока Вы жмете без особых усилий, легко, называется свободным ходом.

Как понять, что пришла пора проверки этого показателя? Все очень просто! Просто обратите свое внимание на то, как ведет себя автомобиль, когда Вы переключаете передачу.

Если вы столкнетесь с ударами или несильными рывками в самом начале движения, или же включение передачи сопровождается шумом, значит, Вам следует обязательно проверить свободный ход вашего автомобиля. Итак, запускаем двигатель и медленно отпускаем педаль.

Если движение машины будет начинаться сразу, как только Вы начали ее отпускать, свободного хода у вашей машины нет. В случае если авто не тронулось с места, а педаль опущена полностью, норма превышена.

Найдите в Вашем арсенале обычную линейку. С ней можно замерить расстояние от пола до резиновой накладки на вашей педали. Средняя норма – 160 мм. Если у Вас в результате замера вышло больше, нужно произвести регулировку. Осторожно нажмите на педаль. Затем при помощи линейки замерьте расстояние, когда она ходит свободно до момента появления сопротивления.

Сверьте полученную величину с техническими требованиями вашего авто. Эта цифра должна попадать в допустимый предел. Если она отличается от нормативных показателей, значит, самое время немного потрудиться в гараже.

Примечания[править | править код]

  1. Как правило, применяется именно моторное, а не трансмиссионное масло.
  2. 1 2 В гидравлическом приводе сцепления применяется тормозная жидкость, как и в гидроприводе тормозов.
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...