Принцип работы сцепления автомобиля

Механизм сцепления имеется в любом автомобиле, независимо от того, какой тип коробки передач в нем установлен. На него постоянно воздействуют огромные нагрузки, узел постоянно испытывает удары. Конечно, больше всех страдает сцепление, которое установлено в автомобиле с МКПП, нежели с АКПП. Для того чтобы понять принцип работы сцепления, необходимо рассмотреть его конструктивные особенности. Но обо всем по порядку.

Основные характеристики

Механизм необходим для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя к коробке передач. Причем у сцепления два состояния – в одном крутящий момент передается, а в другом нет (при нажатии на педаль в салоне). В большинстве автомобилей установлена конструкция, в основе которой два диска – ведущий (корзина) и ведомый. Также можно провести разделение по типу привода: фрикционные, гидравлические, электромагнитные.

Для чего нужно сцепление

В момент начала движения необходимо разделить КПП и коленвал двигателя. Если без этого включить первую скорость, то автомобиль, если и тронется, то очень резко. Также имеют место и удары по шестеренкам коробки передач. При выключении сцепления есть возможность включить первую скорость (например, в процессе трогания с места) и, плавно отпуская педаль, начать движение. Причем крутящий момент в процессе отпускания педали будет передаваться не в полном объеме. Это позволяет начать движение максимально плавно.

Выключение сцепления также помогает производить переключение скоростей в процессе движения. Согласитесь, достаточно сложно включить третью скорость, не разъединив диски. Конечно, проделать это можно, вот только стоит задуматься о том, какие нагрузки будет испытывать коробка в момент смены передач. А нагрузки могут быть значительными, особенно большие возникают в процессе торможения двигателем, при быстром отпускании педали сцепления, при езде по неровной дороге, а также во время снижения оборотов коленчатого вала.

Классификация механизма сцепления

Существует несколько общепринятых классификаций системы сцепления:

По типу связей ведомой и ведущей частей

Разновидностей сцепления несколько, причем его можно классифицировать по определенным признакам. От этих признаков может зависеть и то, как работает сцепление автомобиля, но, по большому счету, различия имеются небольшие. Как было сказано ранее, можно провести разделение по типу связи элементов:

1. Электромагнитный.
2. Фрикционный.
3. Гидравлический.

По принципу образования усилий нажима

Можно и по этой характеристике провести классификацию, тогда выделяем несколько видов:

1. Центробежные.
2. Полуцентробежные.
3. Конструкции с установленной пружиной в центре.
4. Конструкции с вмонтированными периферийными пружинами.

Тип привода

Здесь разделение не столь богатое, можно выделить всего два вида:

1. Гидравлический – с двумя рабочими цилиндрами.
2. Механический – использование тросика.

По количеству дисков

Также можно провести разделение и по числу ведомых дисков:

1. С одним.
2. С двумя.
3. Многодисковые конструкции.

Все те типы, которые были рассмотрены выше, кроме центробежного, замкнутые. Другими словами, сцепление всегда включено, выключается во время перемены скоростей МКПП, при остановке автомобиля.

Огромной популярностью сегодня пользуются конструкции фрикционного сцепления. Их используют не только в системах легковых автомобилей, но даже и на грузовиках, автобусах различного класса. Сцепление с двумя дисками в легковушках почти не применяется, но его можно встретить в тягачах, способных везти на себе десятки тонн груза. Многодисковые тоже применяется в основном на большегрузном автотранспорте. Поэтому в автомобилях вы его почти не встретите, зато в мотоциклах его применяют достаточно часто. Стоит отметить, что электромагнитный тип сцепления не прижился ввиду его сложности и высокой стоимости обслуживания. Гидравлическое автопроизводители тоже не любят использовать. Пару десятилетий назад еще можно было встретить автомобили с таким типом сцепления, но они, как правило, имели в конструкции и фрикционный элемент.

Как работает механический привод сцепления

Работает узел одинаково, независимо от того, сколько дисков установлено, какое число валов, по какому принципу происходит образование усилия нажима. Но сейчас речь пойдет о механическом приводе сцепления. Гидравлику рассмотрим немного позже и найдем преимущества, недостатки и отличия. Покуда вы не нажмете на педаль, ведомый диск будет плотно прижат ведущим к маховику. Весь крутящий момент передается на первичный вал коробки от коленвала. При выжимании педали приводится в движение тросик, который тянет рычаг вилки. Последняя приводит в движение выжимной подшипник, который воздействует на лепестки корзины.

При надавливании подшипника на лепестки корзины происходит смещение ведомого диска, между ним, маховиком и ведущим диском, образуется зазор. В результате этого разрывается связь между коробкой и двигателем. Если посмотреть на механизм в процессе работы, можно увидеть, что маховик с корзиной продолжают вращаться, тогда как ведомый диск (расположенный внутри корзины) остается неподвижным. Теперь можно включить первую скорость и плавно отпустить педаль. Медленное отпускание педали – это плавное наращивание оборотов первичного вала с нуля. Когда бросите ее полностью, число оборотов первичного вала КПП будет равно числу оборотов коленвала двигателя. Только в системах с механическим приводом есть тросик. Но его функции может выполнять и жидкость.

Как работает гидропривод сцепления

Как было сказано ранее, вместо тросика используется жидкость (например, тормозная). Отличий достаточно много, так как в конструкции вместо одного троса использованы цилиндры и трубопроводы. Давайте рассмотрим особенности и устройство сцепления автомобиля с гидроприводом. На первичном валу КПП установлен диск (ведомый). Крепится он при помощи шлицевого соединения. На маховике болтами прикручена корзина, в конструкции которой присутствует радиальный лепесток с пружиной. Педаль в салоне прикреплена к кузову и имеет связь при помощи шарнира с главным цилиндром сцепления. Если быть точнее, то педалью вы приводите в движение поршень в этом цилиндре.

Аналогичной конструкции механизм находится в районе рычага вилки, только называется он рабочим цилиндром. Они связаны трубкой, способной выдержать большое давление. Когда нужно произвести переключение скоростей, вы нажимаете на педаль. Поршень в главном цилиндре сжимает жидкость, создает давление в трубопроводе и толкает поршень рабочего цилиндра. Последний приводит в движение вилку сцепления, которая с помощью выжимного подшипника давит на поверхность корзины и отсоединяет коленвал от первичного вала КПП. При отпускании педали она возвращается в начальное положение под действием пружины.

Конструкция цилиндров очень похожа. Они состоят из нескольких частей:

1. Цельнометаллический корпус.
2. Поршень (по виду похож на наперсток).
3. Толкатель – стержень из цельного металла.
4. Резиновые уплотнительные кольца.
5. Отверстия для прокачки с конусообразными штуцерами.

При нажатии на педаль усилие передается через толкатель на поршень. За счет того, что поршень плотно зажат в цилиндре (во многом благодаря уплотнительным кольцам), начинает создаваться давление в трубке. Далее эта жидкость начинает воздействовать на поршень рабочего цилиндра. По сути, тот же тросик, только жидкий.

При отпускании педали сцепления поршень рабочего цилиндра под действием пружины возвращается в исходное положение, а вся жидкость перемещается обратно к главному цилиндру. После уменьшения давления происходит закрывание клапана. В гидравлической системе привода начинает образовываться избыточное давление. В результате этого все зазоры, которые имеют место в системе привода сцепления, держатся на одном уровне.

Отличия приводов

Касательно механического привода, то его преимущество в том, что нет надобности его обслуживать. При появлении дефектов на тросике его просто меняют, благо стоимость небольшая. Но вот комфорт при езде на механике хуже. Страдает и плавность включения. С этой стороны если смотреть, то гидравлика обеспечивает плавное выключение узла. Но конструкция сложная, нужно следить за тем, чтобы в системе всегда находилась жидкость. А в случае ремонта, конечно, вы потратите намного больше денег.

Вместо заключения

Вот и провели классификацию, рассмотрели принцип работы сцепления автомобиля, теперь можно и выдать пару рекомендаций. Надежное сцепление – это залог исправности всего автомобиля. Не бросайте резко педаль, отпускайте ее плавно, это позволит увеличить срок службы всех механизмов. Также не следует долгое время держать педаль в выжатом положении.