О чем речь? Сцепление — это одна из ключевых систем в автомобиле, отвечающая за передачу крутящего момента от двигателя к трансмиссии и дальнейшее сообщение его колесам.
На что обратить внимание? Основная функция сцепления заключается в соединении или разъединении двигателя и трансмиссии. Во время переключения скоростей или остановки автомобиля сцепление позволяет временно прекратить передачу крутящего момента от двигателя на колеса. Это позволяет безопасно остановиться или переключить передачи без повреждения трансмиссии. Зная принцип работы сцепления, можно грамотно его эксплуатировать и избежать поломок.
В этой статье:
Что такое сцепление автомобиля и для чего оно нужно
Прежде чем рассмотреть принцип работы сцепления, обратимся к устройству автомобиля с механической коробкой переключения передач. Коленчатый вал мотора непрерывно вращается, передавая через трансмиссию крутящий момент на ведущие колеса. Однако жесткая связь двигателя и колес требуется не всегда. Если бы они и не размыкались, то при торможении двигатель сразу бы глох, а переключение передач без остановки оказалось бы невозможным.
Сцепление расположено между коробкой переключения передач и маховиком двигателя. Работа данного узда основана на трении, обеспечивающем передачу крутящего момента от мотора к коробке передач и далее на колеса. В тот момент, когда передачи крутящего момента не требуется, вращающий вал двигателя разъединяется с трансмиссией.
В результате сцепление позволяет машине и стоять неподвижно, и плавно трогаться с места, и понижать либо повышать передачу при работающем моторе, без его остановки.
Устройство сцепления автомобиля
Для примера рассмотрим однодисковое сцепление. В него входят 11 основных деталей:
- вал педали;
- педаль;
- накладки;
- вилка выключения;
- ведомый и ведущий диски;
- прижимные пружины;
- маховик;
- муфта;
- рычаги;
- выжимной подшипник;
- вал КПП.
Устройство сцепления автомобиля
На многих моделях авто есть следующая особенность конструкции сцепления. В ней часть рычагов заменена на диафрагменные пружины. Это характерно для легковых автомобилей. Кроме того, в ряде случае используется лепестковая конструкция.
Для производства дисков сцепления применяется сталь, но на многих образцах наносится керамическое покрытие, которое позволяет усилить трение и избежать проворотов.
Виды сцеплений
На современных транспортных средствах чаще всего встречаются следующие типы сцепления:
- сухое двухдисковое;
- сухое однодисковое;
- мокрое;
- двухмассового маховика.
Рассмотрим эти конструкции более подробно.
Сухое сцепление
Изобретено в конце XIX Карлом Берцем и с того момента практически не изменилась до сегодняшних дней. Принцип работы такого сцепления рассмотрен выше, и его можно встретить на автомобилях чаще всего.
Название данной конструкции сцепления объясняется тем, что трение возникает между сухими поверхностями конструктивных элементов, благодаря чему и передается крутящий момент.
За счет сравнительной простоты конструкции именно сухое сцепление наиболее распространено в автомобильной промышленности.
Среди недостатков данной системы сцепления следует отметить повышенный износ дисков, так как они испытывают значительную нагрузку при трении. Кроме того, при эксплуатации происходит интенсивный нагрев материалов, что приводит к изменению размеров деталей, вызывая неполадки в работе сцепления.
Виды сцеплений
Мокрое сцепление
В данном типе сцепления все его элементы помещены в картер, в котором образуется специальная масляная ванна.
Масло в таком сцеплении позволило значительно снизить интенсивность износа деталей. В продвинутых конструкциях даже встречается система циркуляции масла и его охлаждения. Это предотвращает перегрев дисков и положительно сказывается на эффективности работы всей конструкции.
Еще одним плюсом мокрого сцепления является более четкая передача крутящего момента на сопряженные с коленчатым валом узлы.
Традиционно такие системы сцепления устанавливаются на автомобилях с роботизированным механизмом, отличительной чертой которого является передача крутящего момента от разных дисков, и при переключении скорости передача не разъединяется полностью. В результате удается обеспечить сохранение мощности. Работа системы обеспечивается электронным блоком управления, отдельные детали движутся посредством гидравлического механизма. Плюсом такого сцепления является исключительная плавность переключения передач, торможения, однако стоимость подобных систем очень высока.
Принцип работы сцепления автомобиля
Конструкция сцепления основана на плавном смыкании и размыкании двух металлических дисков, один из которых жестко соединен с валом мотора, а второй – с коробкой переключения передач.
Сцепление движется посредством троса, который соединяет педаль с механизмом через подкапотное пространство. Когда педаль нажимается, мотор и трансмиссия разъединяются.
Основными деталями конструкции сцепления являются:
- маховик коленчатого вала;
- ведущий диск (нажимной);
- ведомый диск.
Диск, через который выполняется передача усилия мотора, называют ведущим или нажимным. Он соединен при помощи шарниров со штампованным металлическим кожухом, а тот жестко прикреплен болтами к маховику коленвала. Данный способ соединения обеспечивает возможность изменения расстояния между ведущим диском и кожухом.
При продольном смещении нажимной диск сцепления прижимает к маховику ведомый диск, который сопряжен с первичным валом при помощи коробки переключения передач. В рабочем режиме ведомый диск прочно зажат нажимным диском и маховиком, при нажатии на педаль сцепления он освобождается.
До плотного соединения дисков между собой их поверхности немного проскальзывают друг по другу, что позволяет добиться плавного переключения передач. Для этого в ведомый диск устанавливают несколько подпружиненных пластин, поверхность диска покрывается материалом, который выдерживает высокие температуры и трение. Аналогичным образом ведущий диск также подпружинен и защищен теплоустойчивыми прокладками.
Принцип работы сцепления автомобиля
Когда педаль сцепления отпускается, ведомый и ведущий диски плотно прижимаются к маховику. Вал коробки при этом вращается с той скоростью, которую имеет коленчатый вал, происходит передача крутящего момента на трансмиссию, а затем посредством приводных валов – к колесам. Транспортное средство сдвигается с места.
Однако скорость вращения двух валов не может сравняться в один момент, поскольку в этом случае автомобиль резко толкнет, а затем мотор заглохнет. Чтобы этого не произошло, педаль сцепления выжимается постепенно, чтобы сила трения между ведомым и ведущим диском увеличивалась плавно. Кроме того, при помощи нажатия на педаль газа можно регулировать скорость вращения коленчатого вала, что позволяет менять скорость движения транспортного средства.
Описанный вид сцепления называют сухим, постоянно замкнутым или дисковым. Для его функционирования требуются сухие диски, поверхности которых соединяются друг с другом при отпускании педали.
Возможные неисправности сцепления и их признаки
О том, что в механизме сцепления есть неполадки, говорят следующие проявления:
- Сцепление ведет (ведущий и ведомый диск размыкаются не полностью).
- Механизм пробуксовывает (трение между поверхностями дисков недостаточно сильное, они проскальзывают).
- Транспортное средство совершает толчки в момент начала движения, при понижении или повышении передачи.
- При выключении сцепления возникает сильная вибрация, слышен шум.
- Сцепление не удается выключить.
- Педаль сцепления не поднимается вверх, то есть находится в нижнем крайнем положении, даже когда на нее не нажимают.
Данные неполадки могут объясняться следующими причинами:
Износ отельных деталей конструкции
Наиболее часто изнашивается ведомый диск, его шлицы, вилки, накладки. Также часто выходят из строя пружины. Данные неисправности устраняются заменой соответствующих запчастей.
Ослабление опор двигателя
Это приводит к изменению геометрии маховика и коленчатого вала, в результате диски прижимаются друг к другу не полностью. Эта неполадка устраняется укреплением опор и их установкой в штатное положение.
Износ подшипника
Деталь, сопряженная с ним, начинает вращаться медленнее, при этом слышен характерный шум. Решение проблемы только одно – замена подшипника.
Повреждение троса
В этом случае педаль сцепления не может нормально зажиматься, так как она разъединена с прочими элементами системы. В итоге сцепление включено всегда. В ходе ремонта изношенный трос заменяют на новый.
Повреждение троса
Во многих случаях не удается понять причину неисправности без тщательной диагностики. Однако для ее выполнения необязательно ехать на СТО. Можно справиться собственными силами. Для этого выполните следующие действия:
- Выйдите на ровный и прямой отрезок дорогой протяженностью около 1 километра.
- Разгоните автомобиль не менее чем до 60 км/ч.
- Отпустите педаль акселератора, чтобы автомобиль сбавил обороты.
- Когда мотор начнет «захлебываться», резко нажмите на педаль акселератора.
В этот момент нужно обратить внимание на приборы. Если система сцепления исправна, то стрелки тахометра и спидометра двигаются по шкале с одинаковой скоростью. Если же присутствует неисправность, то показания тахометра будут меняться быстрее, так как крутящий момент не передается в полной мере от двигателя к колесам.
Из-за чего возникают неисправности сцепления
Как правило, неполадки сцепления не возникают одномоментно. Так, пробуксовки между дисками могут появляться при износе авто на больших пробегах, так как фрикционные накладки ведомого диска значительно изнашиваются, а поверхности нажимного диска и маховика вырабатываются.
Также сцепление иногда сгорает при длительном времени работы дисков с максимальной нагрузкой. С этой неисправностью часто сталкиваются водители, практикующие вызволение застрявшего на бездорожье или снегу автомобиля «враскачку». К аналогичным последствиям приводит привычка стартовать с места при резком нажатии на газ.
Часто сцепление сжигают малоопытные водители, которые постоянно удерживают его частично включенным, немного нажимая на педаль и пытаясь таким образом избавиться от рывков при трогании с места.
Износ выжимного подшипника определить очень просто. Во время холостой работы двигателя возникает шум в коробке переключения передач, который исчезает после выжимания педали сцепления. В этом случае необходимо заменить неисправный подшипник, иначе в дальнейшем подобная неисправность может вызывать поломку всей корзины.
Вибрации, как правило, проявляются по причине ослабших демпферных пружин ведомого диска, а также из-за расслоения фрикционных накладок. Эти неполадки можно заметить в момент, когда авто трогается с места.
Обычно причиной такой неисправности оказывается неправильная эксплуатация трансмиссии: резкие рывки при начале движения, удары, попытки выехать из грязи при нажатой до упора педали акселератора.
Из-за чего возникают неисправности сцепления
Как избежать поломок
Принцип работы сцепления позволяет понять, почему его износ зависит от стиля вождения автомобиля и условий его использования.
В частности, часто получают повреждения накладки ведомого диска. Это характерно для авто, на которых во время движения левая педаль всегда оказывается немного зажатой. Это может происходить даже в том случае, когда нога едва заметно давит на педаль. В результате появляется пробуксовка, которая постоянно вызывает перегрев и преждевременный износ фрикциона, а также корзины и маховика. Если пробуксовка происходит с сильным трением, то сцепление вообще может сгореть. В этом случае из-под капота начинает ощущаться характерный запах гари.
В этой связи сцепление надо выжимать исключительно для остановки и включения соответствующей передачи, во время движения нога не должна касаться педали.
Кроме того, преждевременной износ сцепления могут вызывать резкие рывки с места, выезд из снега или грязи «враскачку». Негативно влияет на данную систему и езда при максимально допустимой загрузке, буксировка другого транспортного средства.
Также необходимо контролировать состояние деталей сцепления, проверять правильность настройки его привода, иначе его может начать вести либо возникнут пробуксовки. Независимо от того, тросовый или гидравлический привод установлен на автомобиле, свободное движение педали должно быть отрегулировано корректно. В случае с гидросистемой дополнительно необходимо следить, чтобы в нее не попадал воздух, а также производить своевременный долив жидкости или ее замену.
Часто задаваемые вопросы о работе сцепления
В конце или вначале движения педали должно включаться сцепление?
Сцепление должно полностью включаться в конце рабочего хода педали. При этом на каждой модели авто собственная величина рабочего хода, соответствующие данные указываются в руководстве по эксплуатации.
В какой момент необходимо проводить замену сцепления?
Если не перегружать детали сцепления, то замена его потребуется не раньше чем по прохождении автомобилем 100 000 километров. При постоянной эксплуатации в экстремальных режимах детали могут износиться уже после 50 000 километров.
Практически любая проблема в системе сцепления отчетливо проявляет себя в ходе эксплуатации авто. Точную причину неисправности поможет определить диагностика в автосервисе.
Сколько времени можно эксплуатировать сцепление?
Это зависит от стиля вождения и конструкции автомобиля. На одних модели сцепления хватает на 100 000–150 000 километров, на отдельных марках оно может работать и 200 000 километров.
Помните, что наиболее серьезным нагрузкам подвергается диск сцепления, который изнашивается быстрее других деталей. Диаметр его постепенно уменьшается, нажатие диафрагмы ослабевает, сцепление выходит из строя.
Почему резко включается сцепление?
Причина данной неисправности может заключаться в следующем:
- коробление ведомого диска;
- внутренне концы выжимных рычагов расположены в разных плоскостях либо под кривым углом относительно оси коленвала;
- присутствие небольших трещин на покрытии ведущего диска, возникающих при постоянном перегреве сцепления.
Если в коробке передач слышен посторонний шум, то, скорее всего, износились подшипники, вал или шестерни коробки переключения передач.
