Как работает сцепление?
Подавляющее большинство автотранспортных средств имеют трансмиссию. Цель трансмиссии — адаптировать мощность двигателя внутреннего сгорания (или электродвигателя в случае электромобиля) к дорожным условиям и условиям движения.
Есть несколько типов трансмиссий:
- MT (механическая коробка передач)
- AMT (автоматизированные механические коробки передач)
- DCT (коробка передач с двойным сцеплением)
- AT (автоматические коробки передач)
- CVT (бесступенчатая коробка передач)
Независимо от типа трансмиссии связь между двигателем внутреннего сгорания и коробкой передач осуществляется через соединительное устройство. В зависимости от типа трансмиссии сцепным устройством может быть сцепление, двойное сцепления или гидротрансформатор.
Где: 1 — переднее колесо, 2 — двигатель внутреннего сгорания, 3 — соединительное устройство (сцепление), 4 — коробка передач / трансмиссия, 5 — продольный вал (карданный вал), 6 — дифференциал, 7 — планетарный вал, 8 — заднее колесо
В таблицах ниже приведены возможные соединительные устройства для каждого типа трансмиссии.
| Однодисковое сухое сцепление | Многодисковое мокрое сцепление | Гидротрансформатор | |
| Механическая коробка передач | да | нет | нет |
| Автоматизированные механические коробки передач | да | да | нет |
| Коробка передач с двойным сцеплением | да (двойной выжим) | да (двойной выжим) | нет |
| Автоматические коробки передач | нет | да | да |
| Бесступенчатая коробка передач | нет | да | да |
Все механические трансмиссии оснащены однодисковым сухим сцеплением. Сцепление расположено между двигателем и коробкой передач.
Основные функции сцепления на автомобиле с механической коробкой передач:
- позволяет отключать двигатель от коробки передач (например, когда автомобиль неподвижен или время переключения передач);
- выполняет постепенное соединение двигателя с коробкой передач (например, при трогании с места или после переключения передач);
- удерживает двигатель подключенным к коробке передач без пробуксовки;
Отсоединение двигателя от коробки передач при включенной передаче необходимо, чтобы частота вращения двигателя не опускалась ниже частоты вращения холостого хода. Если не отключать коробку передач, двигатель заглохнет.
Кроме того, при переключении на повышенную (или пониженную) передачу на механической коробке передач крутящий момент не должен передаваться на колеса. Это достигается отключением двигателя от коробки передач через сцепление.
Существуют разные типы сцепления, мы можем классифицировать их в основном по таким функциям:
- количество фрикционных дисков (один диск или многодисковое исполнение);
- тип трения (сухое или мокрое);
- тип привода (механический (трос или стержень) или гидравлический);
Чтобы разобраться в принципе работы сцепления мы будем использовать однодисковое сухое сцепление в качестве примера. Подробнее о многодисковом мокром сцеплении мы расскажем позже.
На изображении ниже вы можете увидеть схему однодискового сцепления. Коленчатый вал двигателя, маховик, пружина (спираль или диафрагма) и нажимной диск соединены вместе, они прикреплены друг к другу. С другой стороны, диск сцепления соединен с первичным валом коробки передач.
Когда педаль сцепления отпускается (как на изображении ниже), пружина нажимает на нажимной диск, который прижимает диск сцепления к маховику. Таким образом, вращение коленчатого вала передается на первичный вал коробки передач. Пружины создают достаточную прижимную силу, чтобы сцепление не проскальзывало.
Когда педаль сцепления нажата, с помощью механизма рычажного типа, пружина на нажимном диске снимается, и диск сцепления отрывается от маховика. Таким образом, коленчатый вал отсоединяется от первичного вала коробки передач.
Для лучшего понимания функции сцепления мы рассмотрим изображение ниже. Кроме выжимного подшипника, пружина является диафрагмой (а не спиралью), а также у нас есть фиксирующие элементы диафрагменной пружины с крышкой сцепления.
Где: 1 — коленчатый вал, 2 — маховик, 3 — диск сцепления (фрикционный), 4 — прижимная пластина, 5 — диафрагменная пружина, 6 — входной вал (коробка передач), 7 — выжимной подшипник сцепления, 8 — крышка сцепления (чехол), 9 — кольцо (опора диафрагменной пружины), 10 — установочный штифт, 11 — заклепка
Когда водитель автомобиля нажимает на педаль сцепления, выжимной подшипник (7) нажимает на внутреннюю часть диафрагменной пружины (5). Сила давления диафрагменной пружины на нажимной диск (4) снимается, и диск сцепления (3) больше не нажимает на маховик.
Если сцепление разомкнуто: коленчатый вал (1) + маховик (2) + крышка сцепления (8) + диафрагменная пружина (5) + нажимной диск (4) + выжимной подшипник (7, внешнее кольцо) вращаются, при этом диск сцепления (3) + выжимной подшипник (7, внутреннее кольцо) + первичный вал коробки передач (6) неподвижны (если включена передача и автомобиль остановлен).
Когда мы медленно отпускаем педаль сцепления, диафрагменная пружина начинает давить на нажимной диск. Контролируя положение педали сцепления, мы регулируем силу, прилагаемую нажимным диском к фрикционному диску. Величина усилия пружины напрямую зависит от крутящего момента сцепления. Когда сила нажатия пружины достаточно высока, сцепление перестает проскальзывать, и двигатель полностью соединяется с коробкой передач.
Где: 1 — двухмассовый маховик, 2 — крышка сцепления, 3 — механический расцепитель, 4 — устройство гашения колебаний педали, 5 — главный цилиндр, 6 — педаль, 7 — рабочий цилиндр, 8 — диск сцепления (фрикционный)
Выжимной подшипник
Где: 1 — упорное кольцо (внешний / внешнее кольцо), 2 — внутреннее кольцо, 3 — крепление для вилки разблокировки
Выжимной подшипник сцепления выполняет роль соединения неподвижной части (рычага) с подвижной вращающейся частью (диафрагменная пружина). Внутреннее кольцо контактирует с толкающим рычагом, в то время как внешнее кольцо давит на диафрагменную пружину. Через выжимной подшипник сцепления можно приводить в действие вращающуюся диафрагменную пружину с неподвижным рычагом.
Диафрагменная пружина
Роль пружины — удерживать сцепление в замкнутом состоянии (двигатель соединен с коробкой передач), когда педаль сцепления не нажата. В настоящее время почти все сцепления имеют диафрагменные пружины. Более старые версии имели несколько (6-8) винтовых пружин вокруг нажимного диска. Пружина должна оказывать достаточное давление / силу на нажимной диск, чтобы сцепление не проскальзывало, даже если двигатель развивает максимальный крутящий момент.
Прижимная пластина
Прижимной диск соединен с крышкой сцепления и вращается вместе с первичным валом коробки передач. Роль прижимной пластины заключается в том, чтобы прижимать диск сцепления к маховику при отпускании педали сцепления. Прижимная пластина довольно тяжелая, имеет небольшой объем. Причина в том, что во время пробуксовки сцепления необходимо отвести некоторое количество тепла. Тепло «улавливается» нажимной пластиной и маховиком, а затем выбрасывается в атмосферу.
Фрикционный диск
Фрикционный диск — важнейший компонент сцепления. Он выполняет роль соединения вращающейся части (маховика двигателя) с другой частью, которая может быть неподвижной или вращающейся (нажимной диск). Благодаря этому в течение всего срока службы фрикционный диск должен выдерживать высокие механические и термические нагрузки. Тем не менее, фрикционный диск должен удовлетворять следующим требованиям:
- иметь коэффициент трения между пределами для разных значений крутящего момента, скольжения или температуры;
- выдерживать высокие механические нагрузки;
- работать в условиях высоких температур;
Уровень износа фрикционного диска зависит, в первую очередь, от количества тепла, выделяемого в моменты соединении / разъединении коробки передач и двигателя. Количество тепла (энергии) зависит от скольжения и передаваемого крутящего момента. Пробуксовка сцепления — это разница скоростей между маховиком (двигателем) и нажимным диском (первичный вал коробки передач).
Например, если нам предстоит трогаться с места с большим уклоном (например, 10%), нам нужно увеличить обороты двигателя. Повышение оборотов увеличивает крутящий момент, необходимый для трогания. Комбинация между высокими оборотами и крутящим моментом приведет к выделению большого количества тепла. Подобные события ускоряют износ фрикционного диска сцепления.
С другой стороны, если мы отпускаем педаль сцепления слишком быстро, чтобы уменьшить фазу пробуксовки, если разница между оборотами двигателя и коробки передач велика, это вызовет колебания в трансмиссии или даже остановит двигатель.
Наилучший сценарий — как можно более плавное отпускание педали сцепления, при этом двигатель будет работать на малы оборотах (если это разрешено) за короткое время. Опытный водитель легко справится с этим, а новичку — сложнее.
Автомобильное сцепление — как правильно пользоваться
Как в автомобиле правильно сидеть за рулем и правильно управлять сцеплением
Как правильно пользоваться сцеплением — принцип работы, как выжимать сцепление и отпускать педаль
Как правильно управлять автомобилем и как правильно нажимать на педали управления, учат в автошколах, но бывает такое, что и долгие годы шоферского опыта не приучают бережно относиться к сцеплению в машине – оно просто быстро изнашивается и требует замены (а без сцепления, пока его не заменишь авто не сможет ездить)
Для того чтобы понять, как правильно пользоваться автомобильным сцеплением, нужно хорошо представить схему его работы и предназначение отдельных составляющих, например, нажимного диска, который автомобилисты давно окрестили «корзиной».
Что такое автомобильное сцепление
Конструктивно сцепление (фрикционная муфта) в автомобиле предназначено для соединения и разъединения вала двигателя с автоматической или механической коробкой передач.
Это позволяет трогаться с места без резких рывков и обеспечивает плавное переключение скоростей на ходу, предотвращая перегрузку составляющих трансмиссии из-за изменения числа оборотов коленчатого вала.
Существуют разные конструкции приводов для передачи усилия от педали на нажимные механизмы, такие как механический, гидравлический и электрический.
Где находится сцепление в автомобиле
Назначение сцепления заключается в передаче крутящего момента с коленчатого вала двигателя к коробке передач, то конструктивно оно находится между двумя этими агрегатами.
Конкретное расположение может зависеть от компоновки базовых узлов, переднего или заднего привода трансмиссии, но в любом случае это будет спереди автомобиля под капотом.
Устройство сцепления автомобиля
Являясь соединительным узлом для передачи вращения, конструкция фрикционной муфты в автомобиле не отличается особой сложностью.
Основными составляющими являются: Нажимной диск – имеет выжимные пружины в основании и предназначен для соединения с маховиком. Из-за лепестковой конструкции получил у звание «корзинка» за сходство во внешнем облике. Ведомый диск – имеет муфту, лучевое основание и накладки.
Специальные демпферные пружины способствуют уменьшению тряски при переключении. Выжимной подшипник – находится на первичном валу и приводит в действие вилку привода. Некоторые конструкции могут использовать стопорные пружины для более надежной фиксации.
Педаль сцепления – с помощью нее водитель из кабины управляет рабочим процессом, передавая указание соединить или разъединить ведущий вал двигателя и коробку передач. В автомобилях с автоматической коробкой передач (АКПП) педали нет, работа системы происходит с помощью специального сервопривода.
Современные производители автомобилей, предлагают покупателям разные конструктивные варианты фрикционных муфт. Различия могут касаться: количества дисков – одно- или многодисковые системы; среды работы – сухие или влажные варианты; привода в действие – механические, гидравлические, электрические способы; способа нажатия на прижимной диск – сцепление с центральной диафрагмой или пружинами по кругу.
Для чего необходимо сцепление в автомобиле
Разобраться, как работает устройство сцепления машины, очень просто – пока педаль не нажата, ведущий и ведомый диски соприкасаются, передавая крутящий момент с маховика двигателя на коробку передач, а затем, через карданный вал – на колеса. Нажатие на педаль разъединяет диски, вращение перестает передаваться, и водитель может переключить скорость. Затем нужно медленно опускать нажим, чтобы не сжечь фрикционную муфту при слишком резком контакте дисков, при этом важно, не удерживать педаль в нажатом состоянии слишком долго.
Принцип работы сцепления
На словах это объясняется просто – фрикционная муфта обеспечивает взаимодействие маховика двигателя и коробки передач, обеспечивая их разъединения для переключения скоростей.
Но сколько же времени уходит у начинающих водителей, чтобы на практике освоить, как правильно выжимать педаль, чтобы был плавный и мягкий старт с места без рывков и дерганий.
Не один час пройдет, пока автолюбитель станет ездить хорошо, но не следует забывать, что маневры на дороге могут испортить сцепление вашего автомобиля.
Автомобиль с автоматической коробкой передач
В автоматическом варианте сцепление происходит по «мокрому» типу с помощью трансмиссионного масла, заключенного в гидротрансформатор и двух крыльчаток. Лопасти маховика увлекают за собой поток масла, которое закручивает насосное колесо – вот по такой схеме передается вращение в автоматической коробке передач (АКПП)
У такого автомобиля с автоматикой отсутствует педаль сцепления, поэтому в целом сам процесс вождения будет проще и легче (особенно много поклонников автоматической коробки среди женщин).
Автомобиль с механической коробкой передач
Фото: педаль сцепления — с левой стороны
В автомобиле педаль сцепления расположена в самой левой позиции из трех педалей – педаль в центре — это тормоз, педаль с правой стороны это – газ, левая педаль – это сцепление, — и с её помощью водитель управляет подключением двигателя к коробке передач.
Ручной режим работы требует большего внимания по сравнению с «автоматом», но для многих пользователей это дело привычки и вопрос цены.
Автомобиль с автоматом (АКПП) будет гораздо дороже при покупке и обслуживании, по причине которой, многие водители выбирают автомобили, с ручным управлением где есть педаль сцепления.
Правильное использование педали сцепления
Новичку будет полезно узнать, как правильно пользуются автомобильным сцеплением опытные автомобилисты и как работает сцепление.
Применяя простые рекомендации в повседневных поездках, новичок гораздо быстрее достигнет мастерства, если научится правильно переключать передачи и включать нужную скорость, снижая нагрузку на резину и тормозные диски.
Это касается таких моментов вождения, как кратковременные остановки, например, на светофоре и на поворотах.
Как правильно выжимать сцепление
По сути, правильное использование фрикционной муфты подразумевает четкое выполнение двух взаимосвязанных операций – педаль нужно нажать, а затем отпустить.
Простые советы подскажут вам, как правильно выжимать сцепление:
Педаль нажимается до упора и без задержек. Так как главное – это опыт, лучше не жалеть времени на тренировки, найдя для этого подходящую площадку и взяв в компанию опытного водителя.
В самом начале обучения важное значение имеет обувь – чтобы ощущения были более выраженными, она должна быть на тонкой подошве и без каблуков.
Как правильно отпускать сцепление
Ослабляя нажатие на педаль, водитель начинает соединять маховик двигателя и ведомый диск для передачи вращения на коробку передач.
Делать это надо очень аккуратно и плавно – есть несколько рекомендаций для начинающих автолюбителей, как отпускать сцепление, чтобы езда была максимально комфортной:
Педаль не должна быть выжатой долгое время, педаль необходимо постепенно отпускать без резких бросков, слегка задержавшись, когда она будет вдавлена наполовину.
Движение автомобиля нужно начинать с первой передачи. Трогаться со второй передачи можно только зимой, когда дорога или некоторые участки дороги очень скользкие (если на первой передаче трогаться по скользкому, то колеса будут буксовать, и трудно будет вообще стронутся с места).
Источник https://ev-auto.ru/sceplenie-chto-eto-kak-rabotaet-i-zachem-nuzhno
Источник https://s-zametki.ru/spravochnoe-byuro/avtomobilnoe-stseplenie-kak-pravilno-polzovatsya
Источник
Источник