Зачем нужно сцепление
Вы сидите за рулем своего автомобиля. Чтобы завести его, правой ногой вы нажмете на педаль тормоза до упора, левой – на педаль сцепления и повернете ключ в замке зажигания, а чтобы тронуться с места – включите первую передачу и начнете плавно отпускать педаль сцепления, а затем так же плавно отпускать педаль тормоза и плавно нажимать на педаль газа. К тормозу и газу вопросов нет, даже тем, кто сел за руль впервые, понятны процессы, которые запускаются нажатием этих педалей. Но почему всякий раз, чтобы завести или остановить машину, а также переключить скорость, нам необходимо выжимать педаль сцепления? В чем заключается основная задача сцепления и почему в конструкции автомобиля без него не обойтись, мы расскажем вам в данной статье.
Что такое сцепление
- два ведущих диска – маховик и корзина сцепления;
- один ведомый диск – диск сцепления со шпицами;
- первичный вал с зубчатой шестерней;
- вторичный вал с зубчатой шестерней;
- выжимной подшипник;
- педаль сцепления.
Краткая историческая справка
Работая над созданием первых автомобилей, инженеры обнаружили необходимость в устройстве, которое передавало бы крутящий момент от мотора к колесам, но с разной амплитудой вращения, чтобы автомобиль приходил в движение плавно. Без такого устройства всякий раз при желании сбросить или увеличить скорость, нужно было бы полностью глушить двигатель. И это устройство изобрел немецкий инженер Карл Бенц в 1885 году. Сцепление тогда состояло из двух шкивов, соединенных кожаным ремнем. Водитель раздвигал шкивы рычагом, что позволяло размыкать и смыкать сцепление.
Следующим этапом совершенствования устройства было изобретение конусного сцепления немецкими инженерами Готлибом Даймлером и Вильгельмом Майбахом в 1889 году. В конструкции конусного сцепления кожаный ремень заменила пружина.
На смену такой конструкции пришла другая – многодисковая, которая работала в жидкой среде (в керосине или масле). Затем на диски стали надевать накладки «Ferodo», и автомобильная промышленность перешла на сухое однодисковое сцепление.
Прототип современного диафрагменного сцепления разработали автомеханики американской корпорации «General Motors» в 1936, однако из-за войны их массовое производство началось лишь в 1965 году и продолжается в наши дни.
Принцип работы сцепления
Ведущий диск – маховик – жестко вмонтирован в коленчатый вал двигателя. К маховику, в свою очередь, болтами прикручена корзина сцепления. Ведомый диск сцепления прижимается к поверхности маховика благодаря диафрагменной пружине, которой оснащена корзина сцепления.
Когда машина заведена, двигатель провоцирует вращательные движения коленчатого вала и, соответственно, маховика. Через подшипник в корзину сцепления, маховик и ведомый диск вставлен первичный вал коробки передач. Вращения не передаются от маховика к первичному валу напрямую. Для этого в конструкции сцепления существует ведомый диск, который вращается с валом на одной скорости и перемещается по нему вперед-назад.
Положение, в котором шестерни первичного и вторичного валов не входят между собой в зацепление называется нейтральным. В таком положении автомобиль может только катиться, если дорога имеет наклон, но не ехать. Как передать вращения на вторичны вал, который опосредовано приведет в движение колеса? Это можно осуществить с помощью педали сцепления и коробки передач.
С помощью педали водитель изменяет положение диска на валу. Это работает так: когда водитель нажимает на педаль сцепления, выжимной подшипник давит на диафрагму – и диски сцепления разжимаются. Первичный вал в этом случае останавливается. После этого водитель перемещает рычаг на коробке передач и включает скорость. В этот момент зубчатые шестерни первичного вала зацепляются с зубчатыми шестернями вторичного вала. Теперь водитель начинает плавно отпускать педаль сцепления, прижимая ведомый диск к маховику. А поскольку первичный вал соединен с ведомым диском, он тоже начинает вращаться. Благодаря зацеплению между зубчатыми шестеренками валов вращение передается на колеса. Таким способом двигатель соединяется с колесами, и автомобиль начинает движение. Когда машина уже на полном ходу, можно полностью отпустить сцепление. Если в таком положении добавить газ, поднимутся обороты двигателя, а вместе с ними и скорость автомобиля.
Однако сцепление необходимо не только для того, чтобы машина трогалась с места и разгонялась. Без него не обойтись и при торможении. Чтобы остановиться, нужно выжать сцепление и плавно нажать на педаль тормоза. После остановки – выключить передачу и отпустить сцепление. При этом в работе сцепления происходят процессы, обратные тем, которые происходили в начале движения.
Рабочая поверхность у маховика и корзины сцепления выполнена из металла, а у ведомого диска сцепления – из специального фрикционного материала. Именно этот материал обеспечивает пробуксовку диска и позволяет ему проскальзывать между маховиком и корзиной сцепления, когда водитель придерживает сцепление в начале движения. Именно благодаря пробуксовке дисков автомобиль плавно трогается с места.
- верхнее – когда водитель на нее не нажимает;
- нижнее – когда водитель полностью выжимает ее, и она упирается в пол;
- среднее – рабочее – когда водитель плавно отпускает педаль, и ведомый диск сцепления соприкасается с маховиком.
Функции сцепления
- размыкать и смыкать механическую цепь, которая передает крутящий момент от двигателя автомобиля к его колесам;
- компенсировать вибрации и нагрузки от неравномерной работы двигателя;
- уберегать от механических повреждений и перегрузки трансмиссию при торможении.
Виды сцеплений
- фрикционные (механические);
- электромагнитные;
- гидравлические.
По количеству ведомых дисков сцепление бывает однодисковым и многодисковым. А по виду трения – сухим и мокрым.
Устройство автомобильного однодискового сцепления
Схема устройства двухдискового сцепления
- Фрикционная поверхность маховика двигателя — синий цвет слева
- Два ведомых диска — коричневый цвет
- Промежуточный ведущий диск — голубой цвет
- Нажимной ведущий диск — зелёный цвет
- Нажимные пружины — серый цвет
- Кожух — синий цвет справа
- Вилки
- Рычаги выключения сцепления
- Выжимной подшипник
- Вилка выключения сцепления
- Отжимные пружины
Нужно ли сцепление автомобилям с автоматической коробкой передач и электрокарам
Сцепления в классическом понимании в автомобилях с автоматической коробкой переключения передач (АКПП) нет. То есть, у водителя нет ни педали сцепления, ни дисков, которые работают на силе трения. Функции сцепления в автомобилях с АКПП выполняет специальный гидротрансформатор, который конвертирует крутящий момент. В электромобилях регулировка движения осуществляется системой управления, которая переключает машину, из-за чего коробка передач и сцепление им не нужно.
Выводы
Итак, в данной статье мы ознакомили вас с принципом работы сцепления, объяснили, какие функции оно выполняет в конструкции автомобиля. Как и любая деталь, сцепление имеет свойство изнашиваться. Точный срок годности данного механизма определить невозможно, поскольку он напрямую зависит от ловкости и аккуратности водителя. Также сцепление страдает от неровного дорожного покрытия с глубокими ямами и от пробок, поскольку водителю приходится часто сбрасывать скорость, а то и вовсе тормозить, а затем снова трогаться. Поэтому если вы слышите в салоне неприятный запах, есть повод заехать на СТО и произвести техосмотр.
Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!
Есть ли сцепление в коробке «автомат»?
Водителю на заметку
Каждый из нас хотя бы раз в жизни задавался вопросами, в чем разница между автоматической и механической коробкой передач, и есть ли сцепление на АКПП. Давайте вспомним принципы работы каждой из коробок и рассмотрим их основные отличия.
Механическая коробка передач
В автомобилях с МКПП водитель имеет в своем распоряжении сразу три педали: газа, тормоза и сцепления. Машина начинает ехать только в том случае, если водитель сначала нажмет на педаль сцепления, выберет нужную передачу, отпустит педаль сцепления и нажмет на газ. При каждом переключении передачи процедура повторяется.
Работа механической коробки в данном случае имеет довольно простой принцип: пока нажата педаль сцепления, ведомый и нажимной диски разомкнуты и вращательный момент с маховика не передается колесам. Как только педаль отпускают — диски плотно прижимаются к друг другу и машина едет.
Благодаря сцеплению обеспечивается комфортная езда как водителя, так и пассажиров. Машина маневренна, а коробка передач и маховик работают слаженно. И эта конструкция функционирует уже не одно десятилетие.
Но и в данной системе отыщутся слабые места. Со временем диски стираются и перестают плотно прилегать друг к другу. Разгоняться, тормозить и переключать передачи становится сложнее. В этом случае нужно менять комплект сцепления, купить который можно в интернете или на авторынке.
Автоматическая коробка передач
Сцепления в классическом понимании на машинах с коробкой «автомат» нет. Диски, которые бы тесно прижимались друг к другу, отсутствуют.
Но принцип переключения передач все же есть. Просто реализован он абсолютно по-другому. К тому же, не менее стар, чем механическая коробка. Автоматическая КПП была придумана более 100 лет назад.
Чтобы заставить ехать машину на АКПП, водитель нажимает педаль тормоза, переводя рычаг сцепления в положение D (drive). После нужно отпустить педаль тормоза и нажать на газ.
Работу ведомого и нажимного дисков здесь выполняет гидротрансформатор, который работает за счет трансмиссионной жидкости. Принцип не менее прост: скорость вращения маховика передается на турбины гидротрансформатора, который, в свою очередь, распределяет момент вращения на ведущие колеса.
Турбины находятся в герметичном корпусе и помещены в масло. И чем быстрее вращается маховик, тем больше вращающего импульса получают колеса.
Если одна из турбин начинает вращение, вторая его повторяет. Как только обе турбины начинают двигаться с одинаковой скоростью, они жестко сцепляются между собой.
Это мокрый тип сцепления. А масло используют, чтобы снизить трение и обеспечить стабильную работу механизма.
Таким образом, на АКПП осуществляется «автоматическое» сцепление, только без использования педалей и прижимных дисков.
Многие производители выпускают авто как на механических, так и переходят на автоматические коробки, например «Хендай»: главный цилиндр сцепления купить и заменить так же просто, как и любую другую деталь.
Сцепление в коробке автомат
Как известно, на трансмиссию передается крутящий момент от двигателя. При этом передача момента на автомобилях с МКПП происходит через механизм сцепления. Также сцепление присутствует и в устройстве роботизированных коробок передач. Что касается АКПП, владельцы таких автомобилей часто интересуются, есть ли сцепление на коробке автомат, как оно работает, когда менять сцепление АКПП и т.п.
В этой статье мы рассмотрим, как реализована передача крутящего момента от силового агрегата на машинах с автоматом, а также какие особенности и отличия сцепления на коробке автомат можно выделить по сравнению с МКПП или РКПП.
Коробка автомат и сцепление
Чтобы было понятнее, начнем с привычной механики. Конструкция сцепления на таких КПП простая. В основе лежит взаимодействие двух дисков: ведомого и ведущего. В двух словах, ведомый диск прижимается к ведущему диску усилием пружин, за счет чего и происходит передача крутящего момента от двигателя.
Как только водитель нажмет на педаль сцепления, диски разжимаются, отодвигаясь один от другого. Передача момента от ДВС прекращается, при этом появляется возможность переключать передачи.
Если просто, пока автомобиль с МКПП движется на той или иной передаче, сцепление замкнуто, для переключения передачи (как пониженной, так и повышенной) выжимается педаль сцепления, диски сцепления при этом размыкаются, водитель включает нужную передачу, после чего отпускает педаль сцепления.
Далее сцепление снова замыкается и крутящий момент продолжает передаваться от ДВС на КПП. Кстати, по такому же принципу работают и роботизированные коробки передач, только в этом случае за выжим сцепления и выбор/включение нужной передачи отвечают исполнительные устройства под управлением ЭБУ.
Отметим, что сам механизм сцепления надежный и выносливый, но только при условии правильного обращения. Если сцепление передерживать, выжимать не полностью, буксовать и т.д., тогда быстро выходит из строя выжимной подшипник, сцепление «подпаливается», его диски стираются.
В результате связь изношенных дисков ухудшается, нет должного прилегания поверхностей, сцепление начинает пробуксовывать. Не удивительно, что машина с изношенным сцеплением хуже разгоняется, так как теряется часть крутящего момента от силового агрегата, при езде передачи могут включаться с трудом и т.д.
- Теперь перейдем к гидромеханической АКПП. Что касается данной трансмиссии и вопроса, есть ли на автоматической коробке передач сцепление, а также как переключаются передачи, сразу ответим, что привычного сцепления по аналогии с механикой там нет.
Другими словами, полное отсутствие сухих дисков, прилегающих друг к другу и размыкающихся в нужный момент, корзины сцепления, выжимного подшипника и т.д. При этом разрыв мощности (отключение передачи крутящего момента от ДВС на КПП при переключении передач) на автомате все же имеет место быть.
Получается, сцепление на АКПП есть, но оно сильно отличается от МКПП и работает по другому принципу. Сцеплением на автомате является отдельное устройство, известное под названием гидротрансформатор (ГДТ) или преобразователь (конвертер) крутящего момента.
Также в гидротрансформаторе важную функцию выполняет трансмиссионное масло (жидкость ATF), которая является не просто смазкой, а рабочим телом. Если просто, гидротрансформатор можно представить как герметичный корпус, в котором установлены две крыльчатки (турбины) друг напротив друга.
Рекомендуем также прочитать статью о том, почему АКПП пинается и толкается. Из этой статьи вы узнаете о причинах толчков коробки автомат при переключении передач и режимов автоматической трансмиссии.
Вращается одна крыльчатка благодаря приводу от двигателя, далее через трансмиссионную жидкость усилие передается на вторую крыльчатку, которая также начинает вращаться и передает крутящий момент на КПП. В зависимости от скорости вращения первой турбины, с такой же скоростью будет вращаться и вторая.
Если иначе, ведущая и ведомая турбины находятся в масле, образуя сцепление «мокрого» типа. Именно масло в гидротрансформаторе позволяет наилучшим образом передавать момент от ДВС, выдерживает высокие температуры, так как во время работы ГДТ жидкость сильно разогревается, эффективно защищает детали гидротрансформатора от коррозии и преждевременного износа.
Еще отметим, что современные автоматы также имеют возможность блокировки гидротрансформатора. Когда обороты ведущей и ведомой турбин выравниваются, происходит их жесткое зацепление посредством муфт. Такое решение позволяет повысить КПД АКПП и уменьшить потери полезной энергии при передаче крутящего момента.
Источник https://autoxs.ru/stati/pro-avto/1025-zachem-nuzhno-sceplenie.html
Источник https://universeofcars.ru/est-li-sceplenie-v-korobke-avtomat/
Источник https://auto-self.ru/sceplenie-v-korobke-avtomat/
