Принцип работы и общее устройство сцепления автомобиля. Принцип работы сцепления главный цилиндр сцепления


Принцип работы сцепления. Устройство сцепления автомобиля

Сцепление – неотъемлемая часть любого современного автомобиля. Именно этот узел принимает на себя все колоссальные нагрузки и удары. Особенно высокое напряжение испытывают устройства на автомобилях с механической КПП. Как вы уже поняли, в сегодняшней статье мы рассмотрим принцип работы сцепления, его конструкцию и назначение.

Характеристика элемента

Сцепление представляет собой силовую муфту, которая осуществляет передачу крутящего момента между двумя основными составляющими автомобиля: двигателем и коробкой передач. Состоит оно из нескольких дисков. В зависимости от типа передачи усилий данные муфты могут быть гидравлическими, фрикционными или же электромагнитными.

Назначение

Автоматическое сцепление предназначено для временного отсоединения трансмиссии от двигателя и плавной их притирки. Необходимость в ней возникает по мере того, как начинается движение. Временное разъединение мотора и КПП нужно и при последующем переключении скоростей, а также при резком торможении и остановке транспортного средства.

Во время движения машины система сцепления находится по большей части во включенном состоянии. В это время она передает мощность от двигателя к коробке переключения передач, а также предохраняет механизмы КПП от различных динамических нагрузок. Тех, которые возникают в трансмиссии. Таким образом, нагрузки на нее возрастают по мере торможения двигателя, при резком включении сцепления, снижении частоты оборотов коленвала либо при наезде транспортного средства на неровности дорожного полотна (ямы, выбоины и так далее).

Классификация по связи ведущих и ведомых частей

Сцепление классифицируют по нескольким признакам. По связи ведущих и ведомых частей принято различать следующие типы устройств:

  • Фрикционные.
  • Гидравлические.
  • Электромагнитные.

По типу создания нажимных усилий

По данному признаку различают типы сцепления:

  • С центральной пружиной.
  • Центробежные.
  • С периферийными пружинами.
  • Полуцентробежные.

По количеству ведомых валов системы бывают одно-, двух- и многодисковые.

По типу привода

  • Механический.
  • Гидравлический.

Все вышеуказанные типы сцеплений (за исключением центробежных) являются замкнутыми, то есть постоянно выключенными или включенными водителем при переключении скоростей, остановке и торможении транспортного средства.

На данный момент большую популярность обрели системы фрикционного типа. Такие узлы используются как на легковых, так и на грузовых автомобиля, а также на автобусах малого, среднего и большого класса.

2-дисковые сцепления используются только на крупнотоннажных тягачах. Также они устанавливаются на автобусы большой вместимости. Многодисковые же практически не применяются автопроизводителями в данный момент. Раньше они использовались на большегрузах. Также стоит отметить, что гидромуфты в качестве отдельного узла на современных машинах не применятся. До недавнего времени они использовались в коробках автомобилей, однако только совместно с последовательно установленным фрикционным элементом.

Что касается электромагнитных сцеплений, то они на сегодняшний день не получили широкого распространения в мире. Связано это со сложностью их конструкции и с дорогостоящим обслуживанием.

Принцип работы сцепления с механическим приводом

Стоит отметить, что данный узел имеет одинаковый принцип работы вне зависимости от количества ведомых валов и типа создания нажимных усилий. Исключение составляет тип привода. Напомним, он бывает механическим и гидравлическим. И сейчас мы рассмотрим принцип работы сцепления с механическим приводом.

Как же действует данный узел? В рабочем состоянии, когда педаль сцепления не затронута, ведомый диск зажат между нажимным и маховиком. В это время передача крутящих усилий на вал производится за счет силы трения. Когда водитель нажимает ногой на педаль, трос сцепления перемещается в корзине. Далее рычаг поворачивается относительно своего места крепления. После этого свободный конец вилки начинает давить на выжимной подшипник. Последний, перемещаясь к маховику, - давить на пластины, которые отодвигают нажимной диск. В данный момент ведомый элемент освобождается от прижимающих усилий и таким образом происходит отсоединение сцепления.

Далее водитель свободно производит переключение передачи и начинает плавно отпускать педаль сцепления. После этого система вновь включает в связь ведомый диск с маховиком. По мере отпускания педали сцепление включается, происходит притирка валов. Через некоторое время (пару секунд) узел в полной мере начинает передавать крутящий момент на двигатель. Последний через маховик осуществляет привод на колеса. Стоит отметить, что трос сцепления присутствует только на узлах с механическим приводом. Нюансы конструкции другой системы мы опишем в следующем разделе.

Принцип работы сцепления с гидравлическим приводом

Здесь, в отличие от первого случая, усилие от педали к механизму передается посредством жидкости. Последняя содержится в специальных трубопроводах и цилиндрах. Устройство данного типа сцепления несколько отличается от механического. На шлицевом конце ведущего вала трансмиссии и стального кожуха, закрепленного к маховику, устанавливается 1 ведомый диск.

Внутри кожуха есть пружина с радиальным лепестком. Она служит выжимным рычагом. Управляющая педаль при этом подвешивается на оси к кронштейну кузова. К ней также прикреплен толкатель главного цилиндра на шарнирном соединении. После того как происходит выключение узла и переключение передачи, пружина с радиальными лепестками возвращает педаль в исходное положение. Кстати, схема сцепления представлена на фото справа.

Но это еще не все. В конструкции узла присутствует как главный, так и рабочий цилиндр сцепления. По своей конструкции оба элемента очень схожи между собой. Оба состоят из корпуса, внутри которого присутствует поршень и специальный толкатель. Как только водитель нажимает педаль, задействуется главный цилиндр сцепления. Здесь при помощи толкателя поршень перемещается вперед, благодаря чему давление внутри увеличивается. Последующее его передвижение приводит к тому, что жидкость проникает в рабочий цилиндр через нагнетательный канал. Так вот, благодаря воздействию толкателя на вилку и происходит выключение узла. В то время, когда водитель начинает отпускать педаль, рабочая жидкость поступает обратно. Это действие приводит к включению сцепления. Данный процесс можно описать так. Сначала открывается обратный клапан, который сжимает пружину. Далее идет возврат жидкости из рабочего цилиндра в главный. Как только давление в нем становится меньше усилия нажатия пружины, клапан закрывается, а в системе образуется избыточное давление жидкости. Так происходит нивелирование всех зазоров, которые находятся в определенной части системы.

В чем отличие двух приводов?

Основное преимущество систем с механическим приводом заключается в простоте конструкции и неприхотливости в обслуживании. Однако в отличие от своих аналогов они имеют меньший коэффициент полезного действия.

Гидравлическое сцепление (фото его представлено ниже), благодаря высокой производительности, обеспечивает более плавное включение и выключение узлов.

Однако такой тип узлов гораздо сложнее по своей конструкции, из-за чего они менее надежны в работе, более прихотливы и затратны в обслуживании.

Требование к сцеплениям

Один из главных показателей данного узла – высокая способность к передаче усилий крутящего момента. Для оценки этого фактора используется такое понятие, как «величина коэффициента запаса сцепления».

Но, кроме основных показателей, которые касаются каждого узла машины, к данной системе предъявляется целый ряд других требований, среди которых следует отметить:

  • Плавность включения. При эксплуатации автомобиля данный параметр обеспечивается квалифицированным управлением элементами. Однако некоторые детали конструкции предназначены для увеличения степени плавного включения узла сцепления даже при минимальной квалификации водителя.
  • «Чистота» выключения. Данный параметр подразумевает полное выключение, при котором усилия крутящего момента на выходном валу соответствуют нулевому или близкому к нему значению.
  • Надежная передача мощности от трансмиссии к двигателю при любых режимах работы и эксплуатации. Иногда при заниженном значении коэффициента запаса сцепление начинает пробуксовывать. Что приводит к повышенному его нагреву и износу деталей механизма. Чем выше данный коэффициент, тем больше масса и размеры узла. Чаще всего это значение составляет порядка 1.4-1.6 для легковых автомобилей и 1.6-2 для грузовиков и автобусов.
  • Удобство управления. Данное требование является обобщенным для всех органов управления транспортного средства и конкретизируется в виде характеристики хода педали и степени усилий, требуемых для полного отключения сцепления. На данный момент в России действует ограничение в 150 и 250 Н для автомобилей с усилителями привода и без них соответственно. Сам ход педали зачастую не превышает отметки 16 сантиметров.

Заключение

Итак, мы рассмотрели устройство и принцип работы сцепления. Как видите, данный узел имеет большое значение для автомобиля. От его работоспособности зависит исправность всего транспортного средства. Поэтому не следует рвать сцепление, резко убирая ногу с педали при движении. Чтобы максимально сохранить детали узла, необходимо плавно отпускать педаль и не практиковать длительных выключений системы. Так вы обеспечите долгую и надежную работу всех ее элементов.

fb.ru

Устройство сцепления принцип работы и основные неисправности

Всем доброго времени суток! Рад продолжить диалог на автомобильную и около автомобильную тематику. Недавно мы говорили о нюансах работы двухтактных двигателей, о разновидностях систем регулирования фаз газораспределения. На очереди у нас сцепление, которое является неотъемлемым атрибутом автомобиля независимо от типа трансмиссии. Хочу обсудить в этом выпуске устройство сцепления — для многих может быть интересно узнать, как оно работает и как правильно эксплуатировать его, чтобы добиться безотказной службы.

   Принцип функционирования

Прежде всего, взаимодействие между двигателем, сцеплением и коробкой передач необходимо для того, чтобы автомобиль мог беспрепятственно двигаться и останавливаться в требуемой точке. Впервые прообраз сцепления стал применяться создателями Мерседеса. Это позволило значительно упростить управление транспортным средством, поэтому сегодня работа автомобиля немыслима без этого важнейшего узла.

Итак, главный принцип работы устройства заключается в соединении первичного трансмиссионного вала и маховика силового агрегата. Благодаря такой схеме удается достичь плавности хода и переключения скоростей в коробке. Без сцепления затруднительно было бы трогаться с места. Оно устанавливается между коробкой передач и силовым агрегатом и дает возможность передавать крутящий момент от движка на колеса и, при необходимости, разрывать эту связь.

Однодисковое сцепление, как и другие его разновидности, подвержено серьезным нагрузкам в процессе эксплуатации. Многие из его составляющих требуют профилактики и своевременной замены. Неумелые и неопытные водители зачастую «палят» сцепление, и это выражение имеет под собой не только переносный смысл, поскольку в салоне автомобиля начинает ощущаться характерный запах гари.

   Что входит в комплект

Поскольку назначение сцепления мы в основном затронули, пришло время посмотреть, из каких конкретно узлов оно состоит. В процессе развития автомобилестроения было известно множество различных конструкций, но лучше всех проявила себя следующая компоновка:

  • диск сцепления, обладающий характерной круглой формой, включающий несколько основных элементов;
  • диск нажимной (корзина) — его основание включает в себя пружины, совмещенные с прижимной платформой и компактно размещенные. В основании этого узла действует выжимной подшипник;
  • подшипник выжимной, отвечает за механический привод в действие вилки, и размещается на первичном валу коробки передач;
  • маховик.

   Передача крутящего момента

Посмотрим теперь, как работает сцепление автомобиля в сборе. Ведомый диск постоянно зафиксирован вместе с маховиком при помощи диска нажимного. Чтобы автомобиль тронулся, ведомый диск должен соприкоснуться с маховиком, который вращается. Происходит это так: водитель выжимает педаль сцепления, что позволяет ему включить 1-ю скорость. Как только педаль отпускается, пружины диска нажимного соединяют ведомый диск с маховиком. Вследствие этого касания машина начинает постепенно двигаться. Скорость вращения диска и маховика постепенно выравнивается, чем и достигается движение транспортного средства.

Полностью крутящий момент передается тогда, когда выравниваются скорости вращения ведомого диска, диска сцепления и маховика. Если отпустить педаль слишком резко, машина может попросту заглохнуть — этим часто грешат начинающие водители. При переключении любой передачи, необходимо добиваться плавного хода педали, что позволит продлить срок эксплуатации этого узла, да и трансмиссии тоже.

   Функционал исполнительного и главного цилиндров и неисправности

Важнейшим узлом сцепления является его привод, в который входит главный цилиндр, сама педаль, рабочий цилиндр, нажимной подшипник, систему трубопроводов, вилка включения. Размещается исполнительный (рабочий) цилиндр на картере сцепления. В разных моделях и марках авто его устройство не имеет принципиально разных конструктивных отличий. В его корпусе размещены поршень с толкателем, штуцер, уплотнитель под кольцо, пружина для выхода воздуха. Любой из этих элементов при выходе из строя подвергает риску неработоспособности сразу всю систему.

Функции рабочего цилиндра во многом совпадают с теми же, что выполняет главный. Они толкают рабочую жидкость по системе трубопроводов. Первый и наиболее часто встречающийся признак появления неисправностей в работе этого узла — провал педали либо чересчур мягкий ход. Он может означать то, что исполнительный цилиндр износился и начал подтекать. Вместе с демонтажом рабочего часто требует замены и главный цилиндр.

Если по Вашим ощущениям усилие при нажатии на педаль изменилось, первым делом нужно проверить уровень тормозной жидкости в системе, а также состояние, в котором находится гидравлический привод и шланги. Рабочую жидкость специалисты рекомендуют заменять спустя каждые 50 тысяч пройденных километров. При ее замене обязательно следует стравливать из системы весь воздух.

Современное сцепление характеризуется следующими основными неисправностями:

  • провал педали или посторонние шумы;
  • неполное включение или выключение передачи;
  • затрудненное или резкое включение.

Зачастую к появлению проблем приводит неправильная эксплуатация со стороны самого водителя. Это может потребовать высокозатратного ремонта, поэтому куда экономнее будет научиться пользоваться сцеплением правильно. В ходе эксплуатации нужно постоянно контролировать уровень рабочей жидкости. При его недостаточном уровне нужно срочно устанавливать места вероятного подтекания и менять вышедшие из строя элементы.

Надеюсь, уважаемые читатели, что Вам была полезной представленная сегодня в блоге статья и схема работы узла. Мы немного больше стали знать об устройстве сцепления и принципах его взаимодействия в комплексе с двигателем и коробкой передач. А пока рекомендую прочитать  три части моего обзора автомобиля Ford Focus 2, владельцем которого я был на протяжении 6 лет, в тексте найдете много полезной информации, а также советы тем, кто рассматривает его для покупки. Читайте новые публикации в самые ближайшие дни! На сегодня пока!

С уважением, автор блога Андрей Кульпанов

Место для контестной рекламы

Автор:Андрей

avto-kul.ru

Принцип работы и устройство сцепления автомобиля

Сцепление одним из важных узлов любого самоходного транспортного средства. Задача данного механизма заключается в плавном включении передачи усилийнепосредственно от маховика к первичному валу КПП в процессе движения авто и переключения скоростей. Сцеплениерешает задачи по корректному отключению или подключению силового агрегата к трансмиссии, а также передаче крутящих моментов. Чтобы уяснитьпринцип работы сцепления автомобиля необходимо подробно разобраться в конструкции этого узла.

Устройство сцепления автомобиля

  • Нажимной диск (НД) представляет собой плоский элемент выпуклой круглой конфигурации. В основании этого узла смонтированы специальные выжимные устройства в виде пружин.Они соединяются со специальной прижимной площадкой, такой же формы, как и НД. Диаметр последней детали идентичен маховику.Одну из его сторон тщательно отшлифовывают для максимального и эффективного контакта. Пружины установлены по направлению к центру НД.В процессе выжима они воспринимают механическую нагрузку. Нажимной диск надежно зафиксирован на маховике. В промежутке между прижимным узлом и маховиком смонтирован диск сцепления.

  • Диск сцепления (ВД, его еще называют ведомым диском) выполнен в аналогичной плоской круглой конфигурации. Его конструкция включает набор из фрикционных накладок и лучевого основания. Помимо этого сюда включена шлицевая муфта, которая обеспечивает подключениевала КПП. Плюс к этому, в числе составляющих механизма демпферные пружины, размещенные по кругу поверхности шлицевой муфты. Эти механизмы сглаживают вибрацию, возникающую в процессе включения привода сцепления.

  • Фрикционные накладки (ФН) прочно монтируются к диску сцепления с помощью стальных или полимерных заклепок. Производители их изготавливают из самых различных материалов: керамики, композиционных материалов, кевлара и так далее. Последний материал является наиболее надежным в плане механических нагрузок и воздействия агрессивной среды.

  • Выжимной подшипник (ВП) —достаточно сложная деталь.В зависимости от принципа срабатывания он разделяется на устройства нажимного или оттягивающего типа. Одна из сторон ВП выполняется в виде круглой нажимной площадки, размер которой соответствует диаметру пружин,которые смонтированы в центре НД. Данный механизм размещен на первичном вале, торец которого выступает из КПП. Для фиксации ВП в некоторых автомобилях используются стопорные пружины. Подшипник фиксируется на защитном кожухе вала КПП. В действие эту деталь приводит специальная вилка привода. Онакоторая воздействует на оправку, на которой имеются специальные выступы.

  • Система привода (привод) может быть реализована механическим, гидравлическим, электронным и комбинированным узлом. Последнеерешение представляет собой тандем нескольких предыдущих. На сегодняшний день такие системы пользуются хорошей популярностью. Рассмотрим более подробно три основных вида:

  • Механический привод. Для передачи усилия в механическом приводе используется специальный трос. Одна часть каната подключена к педали, а другая соединяется с выжимной вилкой. Трос размещается внутри кожуха, надежно зафиксированного возле педали и вилки. Такая конструкция обеспечивает ему необходимую защиту от механических воздействий.

  • Гидравлический привод. В число основных элементов, выполняющих передачу силы нажатия,входят2 гидроцилиндра, объединенныхтрубопроводом высокого давления. Во время механического воздействия на педаль, в действие приводиться шток ГЦ (главного цилиндра). На его торце имеется специальный поршень, которыйсдавливает гидрожидкость внутри устройства.Впроцессе этого появляется повышенное давление, которое потом передается через шланг к рабочему цилиндру. Его наконечник также оснащен штоком, соединенным с поршнем, толкающим шток.В свою очередь,шток воздействует на вилку. В качестве рабочей среды чаще всего используют тормозную жидкость. Она заливается в специальный бачок, пода в систему реализуется самотеком.

  • Электронный привод. В данной системе передача усилия производится с использованием электрического силового агрегата. Его включение происходит во время нажатия на педаль, посредством воздействия на трос. В этот моментэлектрическая энергия переходит в механическое перемещение.

Педаль сцепления—элемент, обеспечивающий оперативное управление всей системой. Она смонтирована в салоне и всегда размещена слева. В современных машинах, оснащенных автоматической КПП, она отсутствует. Механизм сцепления в автоматах работает без участия водителя,полностью автономно.

Принцип работы сцепления авто

Передача крутящих моментовреализуется за счет воздействия силы трения на ВД(ведомый диск). Во время включения ВД зажат между НД и маховиком. В процессе нажатия на педаль перемещается трос, который выполняетповорот рычага. В процессе этого действия свободный край вилки воздействует на ВП (выжимной подшипник). Он перемещается к маховику и воздействуетна пластины,которые отодвигаютНД. Таким образом, освобождается диск сцепления, благодаря чему водитель с легкостью переключает скорость. После отпускания педали ведомый диск вновь фиксируется между НД и маховиком.

В гидравлических системах привода происходят идентичные операции, исключением является механизм передачи усилий. Механическое воздействие от педали на ведомый диск передает жидкость, размещенная в цилиндре. 

vipwash.ru

Сцепление автомобиля. Принцип его работы.

  Я мою машину 2 раза в год!                                                                    Рассказывает автоблогер Алексей Симонов: На машину нужно просто  читать далее>>>

 

Сцепление расположено между двигателем и коробкой передач. Закреплено на задней поверхности маховика крепежными болтами. Ступица диска сцепления жестко соединена с входным валом коробки передач. Во время движения водитель может нажимать или отпускать педаль сцепления, чтобы временно разъединить двигатель и коробку передач или чтобы постепенно соединить двигатель и коробку передач. Это обеспечивает прерывание или передачу потока мощности от двигателя на коробку передач.

Основные компоненты системы:

–   Компоненты привода: Нажимной диск. На жимной диск сцепления закреплен на маховике крепежными болтами.

–   Ведомые  компоненты:  Ведомый  диск  со ступицей диска. Ступица диска перемещается вдоль входного вала. Контакт между компонентами привода и ведомыми компонентами поддерживается с помощью усилия пружины. Давление создается с помощью диафрагменной пружины, расположенной в узле нажимного диска.

–   Рабочие компоненты: Система  состоит из педали сцепления, диафрагменной пружину, вилки и выжимного подшипника. При нажатии педали сцепления  нажимается  выжимной  подшипник.  Подшипник прижимает диафрагменную пружину нажимного диска, и сцепление выключается.

Основные приципы работы.

1. Автомобиль трогается с места плавно:

Перед запуском двигателя автомобиль должен быть неподвижен. Если двигатель и коробка передач соединены жестко, после включения передачи автомобиль резко дергается вперед, так как на коробку передач сразу же передается вся мощность от двигателя. Это вызывает повреждение механических деталей, а также приводит к тому, что обороты двигателя быстро уменьшаются и двигатель глохнет, поскольку крутящего момента двигателя недостаточно для преодоления большой инерции автомобиля.

Если при трогании с места используется сцепление, двигатель и коробка передач временно разъединяются, затем сцепление начинает постепенно включаться. Благодаря скольжению между ведущими и ведомыми дисками крутящий момент, передаваемый со  сцепления,  увеличивается  постепенно.  Движущая сила автомобиля увеличивается постепенно, поэтому автомобиль трогается с места плавно.

2. Легкое переключение передач:

Во время движения требуется часто переключать передачи в соответствии с изменяющимися дорожными условиями. Если бы сцепление временно не разъединяло двигатель и коробку передач, разъединить зацепленные шестерни было бы сложно вследствие повышенной нагрузки на них. Кроме того, было бы сложно ввести в зацепление шестерни, вращающиеся с различными скоростями. При принудительном зацеплении на зубья шестерен воздействовала бы огромная нагрузка, что могло бы привести к повреждению шестерен. Использование сцепления для временного разъединения двигателя  и  коробки  передач  позволяет  значительно уменьшить нагрузку, действующую на сопрягающиеся поверхности шестерен, что облегчает их разъединение.

После отсоединения коробки передач от двигателя на другие, находящиеся в зацеплении шестерни воздействует малая сила инерции. Выбирайте соответствующую передачу, чтобы окружная скорость входящих в зацепление шестерен была равной или приблизительно равной. Это позволит избежать или уменьшить нагрузки на шестерни.

3.  Защита коробки передач от перегрузки:

Во время экстренного торможения скорость вращения колес резко уменьшается. Коробка передач соединена с двигателем и обладает инерцией вращения, поэтому сохраняет исходную частоту вращения. Это вызывает появление  инерционного  крутящего  момента,  значительно  большего  крутящего  момента двигателя, что приводит к повреждению деталей трансмиссии. Так как сцепление для передачи крутящего момента использует трение, когда нагрузка коробки передач превышает момент трения, ведущие и ведомые детали сцепления проскальзывают,  обеспечивая  таким  образом  защиту от перегрузки.

Гидропривод сцепления Джили Эмгранд

Условные обозначения
1.   Трубка гидропривода сцепления 9.   Смазочная втулка
2.   Гайки крепления главного цилиндра сцепления 10.  Гайка крепления педали
3.   Штифт φ8 x 24 11.  Крепежная гайка кронштейна педали сцепления и педали тормоза
4.   Шплинт 12.    Крепежный болт кронштейна педали сцепления и педали тормоза
5.   Главный цилиндр сцепления 13.    Кронштейн педали сцепления
6.   Болт шарнира педали сцеплений / педали тормоза 14.    Хомут винтовой стальной
7.   Возвратная пружина педали сцепления 15.    Шланг главного цилиндра сцепления
8.   Педаль сцепления

 

Узел сцепления с рабочим цилиндром

Условные обозначения

1.   Ведомый диск сцепления

2.   Нажимной диск сцепления

3.   Выжимной подшипник

4.   Коробка передач

5.   Вилка выключения сцепления

6.   Рабочий цилиндр сцепления

7.   Болты цилиндра сцепления

8.   Чехол вилки выключения сцепления

9.   Шланг гидропривода сцепления

10.  Гидравлическая трубка главного цилиндра

11.  Скоба крепления шланга гидропривода сцепления

Похожие статьи

 

 

 

 

www.em-grand.ru


Смотрите также