Сцепление википедия – Сцепление (механика) — Википедия

Содержание

Сцепление (механика) — Википедия РУ

Общие сведения

  Ведомый диск сцепления

Существует много различных типов сцепления, но большинство основано на одном или нескольких фрикционных дисках, плотно сжатых друг с другом или с маховиком пружинами. Фрикционный материал очень похож на используемый в тормозных колодках и раньше почти всегда содержал асбест, в последнее время используются безасбестовые материалы. Плавность включения и выключения передачи обеспечивается проскальзыванием постоянно вращающегося ведущего диска, присоединённого к коленчатому валу двигателя, относительно ведомого диска, соединённого через шлиц с коробкой передач.

Усилие от педали сцепления передается на механизм механическим (рычажным или тросовым) или гидравлическим приводом.

Нажатие на педаль сцепления (выжимание, выключение) разводит диски сцепления, в итоге оставляя между ними свободное пространство, а отпускание педали (включение) приводит к плотному сжатию ведущего и ведомого дисков.

При включенном сцеплении крутящий момент передается от коленчатого вала на маховик, затем на кожух сцепления и через пластинчатые пружины на ведущий (нажимной) диск. От маховика и ведущего нажимного диска, благодаря силам трения, крутящий момент передается зажатому между ними ведомому диску, ступица которого имеет шлицевое соединение с ведущим валом коробки передач.

Для выключения сцепления нажимают на педаль, которая через систему тяг и рычагов передает усилие на вилку, муфту, рычаги и пальцы отводят назад ведущий нажимной диск. При этом пружины сжимаются и освобождают ведомый диск, по обеим сторонам которого образуются зазоры, что прерывает передачу через него крутящего момента. В двухдисковом сцеплении для обеспечения необходимых зазоров между ведущими и ведомыми дисками в выключенном состоянии имеются отжимные пружины и регулировочный болт промежуточного диска. При плавном отпускании педали нажимные пружины возвращают все детали механизма выключения в исходное положение, ведомый диск прижимается к ведущему (нажимному) диску и маховику.

Если при включении сцепления просто «бросить» педаль, ведомый диск с силой прижмётся к ведущему (маховику) и затормозит его до такой степени, что двигатель может остановиться (заглохнуть) — то есть, сцепление сработает подобно тормозному механизму. Поэтому педаль сцепления после момента начала зацепления дисков нужно отпускать плавно. Конкретная техника работы педалью зависит от конструкции привода сцепления.

На современных автомобилях используются два типа привода сцепления — гидравлический и механический тросовый.

При гидравлическом приводе сцепления величина полного хода педали сцепления остаётся постоянной (что обеспечивается наличием у педали сцепления возвратной пружины), но меняется величина её рабочего хода, компенсируя уменьшение толщины ведомого диска в результате износа — чем меньше толщина остающегося диска, тем, при том же самом полном ходе педали сцепления, большим оказывается её рабочий ход, и тем «выше» (ближе к концу обратного хода педали при её отпускании) срабатывает сцепление. Педаль сцепления с гидравлическим приводом можно отпускать достаточно резко вплоть до того момента, когда ведущий и ведомый диски начинают входить друг с другом в зацепление (что ощущается по слабому рывку автомобиля в момент начала трогания) — после этого начинается рабочий ход педали, в ходе которого её необходимо отпускать плавно. С новым ведомым диском сцепление срабатывает «внизу» и автомобиль начинает трогаться уже при небольшом отпускании педали; при сильно изношенном ведомом диске, напротив, диски не входят в зацепление вплоть до самого конца хода педали. У педали сцепления с гидравлическим приводом всегда имеется небольшой (обычно не более 10…15 мм на педали) свободный ход в самом начале нажатия педали, обусловленный наличием конструктивного зазора в 2…3 мм между шарнирно соединённым с педалью сцепления толкателем и приводимым им в движение поршнем главного цилиндра сцепления — это необходимо для того, чтобы обеспечить полное включение сцепления при отпускании педали и исключить его пробуксовку при движении автомобиля.

У педали сцепления с тросовым приводом полный ход увеличивается по мере износа ведомого диска (педаль сцепления приподнимается относительно пола), вместе с ним увеличивается и её рабочий ход. Педаль следует отпускать плавно с самого начала, так как сцепление срабатывает всегда «внизу». Свободный ход педали обеспечивается регулировкой длины троса и составляет обычно порядка 30…40 мм.

Ведомый диск сцепления состоит из собственно диска с пружинными пластинами, к которым приклёпаны или приклеены независимо друг от друга две фрикционные накладки. Такое крепление накладок обеспечивает их расхождение при выключенном сцеплении, при включении пружинные пластины постепенно сжимаются, обеспечивая плавное включение. Центральная часть диска сцепления — ступица — имеет шлицевое соединение и перемещается по первичному валу коробки передач. Ступица соединена с диском подвижно, через демпферные пружины и фрикционные шайбы гасителя крутильных колебаний (видны на снимке), служащие для выравнивания колебаний крутящего момента, неизбежно возникающих под влиянием переменных нагрузок и инерции массы при передаче его от двигателя к ведущим колёсам и обратно. При некоторых условиях эти колебания могут привести к поломке валов.

Классификация

  • По способу управления — сцепления с механическим, гидравлическим, электрическим или комбинированным приводом (например, гидромеханическим).
  • По виду трения — сухие (фрикционные накладки работают в воздушной среде) и мокрые (работающие в масляной ванне).
  • По режиму включения — постоянно замкнутые и непостоянно замкнутые.
  • По числу ведомых дисков — одно-, двух- и многодисковые.
  • По типу и расположению нажимных пружин — с расположением нескольких цилиндрических пружин по периферии нажимного диска и с центральной диафрагменной пружиной.
  • По числу потоков передач крутящего момента — одно и двухпоточные.

Устройство и принцип действия автомобильного сцепления

Устройство автомобильного однодискового сцепления

1 — маховик
2 — накладки из фрикционного материала (феродо)
3 — ведомый диск сцепления
4 — пружины, прижимающие ведущий диск к маховику
5 — вилка выключения сцепления
6 — нажимная муфта
7 — вал педали сцепления
8 — педаль сцепления
9 — ведущий (нажимной) диск
10 — рычаг включения (или выжимной рычаг, на рисунке 3 шт)
11 — выжимной (упорный) подшипник
12 — ведущий (первичный) вал коробки передач

Однодисковое сцепление

Принцип действия:

При нажатии на педаль 8 вал 7 поворачивается, вначале выбирается зазор (свободный ход педали сцепления) между вилкой выключения сцепления 5 и нажимной муфтой 6. Затем муфта с выжимным подшипником 11 перемещается и выжимной подшипник нажимает на внутренние концы рычагов 10, которые отводят своими наружными концами нажимной диск 9 от ведомого диска 3. При этом нажимные пружины 4 сжимаются — сцепление выключено, и крутящий момент от двигателя к трансмиссии не передаётся. После отпускания педали муфта выключения сцепления с выжимным подшипником возвращаются в исходное положение под действием пружин. Под действием нажимных пружин нажимной диск 9 прижимается к маховику 1, при этом обжимая ведомый диск 3 — сцепление включено, крутящий момент передаётся от двигателя к коробке передач. Ведомый диск 3 имеет шлицы и перемещается по ответным шлицам первичного вала коробки передач 12. Плавную передачу крутящего момента при включении сцепления обеспечивают демпферные пружины, вмонтированные в ведомый диск.

Все детали сцепления закрыты кожухом (корзина сцепления), приворачиваемым к маховику болтами; оси выжимных рычагов через проушины крепятся к кожуху.

Сцепление мотоциклов с продольным расположением двигателя принципиальных отличий не имеет.

  • Выжимной подшипник обычно представляет собой специальный упорный шарикоподшипник; на некоторых автомобилях применяются упорные подшипники скольжения (графитные), в этом случае применяется термин подпятник (автомобили «Запорожец»; Москвич-412, кроме поздних выпусков).

Сцепление с диафрагменной нажимной пружиной

  Сцепление диафрагменного типа.
1 — коленвал
2 — маховик
3 — ведомый диск сцепления
4 — нажимной диск
5 — диафрагменная пружина
6 — первичный вал коробки передач
7 — нажимная муфта и выжимной подшипник
8 — кожух сцепления (корзина сцепления)
9 — соединения
10 — шпильки
11 — упоры

На легковых автомобилях, как правило, применяется сцепление с диафрагменной нажимной пружиной, вместо большого числа рычагов включения и цилиндрических пружин. Пружина сцепления плоская или имеет форму усечёного конуса, в центральной её части отштампованы лепестки (около двух десятков), служащих одновременно выжимными рычагами. При нажатии на педаль вилка выключения сцепления перемещает нажимную муфту и выжимной подшипник 7, внутренняя кромка пружины передвигается вперёд, пружина прогибается и её наружная кромка отводит нажимной диск 4, сцепление выключается. При отпускании педали детали движутся в обратном порядке, диафрагменная пружина возвращается к форме усечённого конуса, сцепление включается. Сцепление с диафрагменной нажимной пружиной легче и дешевле сцепления с рычагами, требуется меньше регулировок при ремонте.

Двухдисковое сцепление

  Схема устройства двухдискового сцепления

На тяжёлых грузовых автомобилях, тракторах, бронетехнике, на некоторых тяжёлых мотоциклах («Урал», «Днепр»), а также на некоторых спорткарах применяются двухдисковые сцепления.

Двухдисковые механизмы устанавливаются для повышения срока службы сцепления, в связи с большой мощностью двигателей и необходимостью передавать увеличенные крутящие моменты.

Общее устройство 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
Не показаны на рисунке
  • Вилки рычагов
  • Рычаги выключения сцепления
  • Выжимной подшипник
  • Вилка выключения сцепления
  • Отжимные пружины
Принцип действия двухдискового сцепления

Выжимной подшипник нажимает на выжимные рычаги, они оттягивают нажимной диск. Нажимной диск отходит от первого ведомого и отпускает отжимные пружины. Они отпускают промежуточный ведущий диск, а он отходит за счёт других отжимных пружин от второго фрикционного, настолько же, насколько нажимной отошёл от первого фрикционного. При обратном движении отжимные пружины способствуют равномерному прижатию промежуточного диска ко второму ведомому и нажимного — к первому ведомому.

Нажимные диски перемещаются по шпилькам, ввёрнутым в маховик, к ним же прикреплена корзина сцепления. На шпильки надеты отжимные пружины.

Пневматический усилитель сцепления

Тяжёлые грузовые автомобили, например МАЗ имеют привод сцепления с пневматическим усилителем — предназначен для уменьшения усилия, прилагаемого на педаль выключения сцепления.

Устройство: педаль, тяга, золотник (клапан управления), шланги, пневмокамера, рычаги, тормозок, первичный вал с барабаном тормозка.
Принцип действия: при отпущенной педали впускной клапан золотника закрыт, а выпускной открыт. При нажатии на педаль усилие через тягу и золотник передаётся на вилку выключения сцепления. В это время в золотнике открывается впускной клапан и закрывается выпускной — корпус золотника надвигается на выпускной клапан, выпускной клапан прижимается к впускному и закрывается, а впускной этим движением открывается. Воздух через впускной клапан поступает в пневмокамеру, она за счёт давления помогает нажать вилку выключения сцепления.

Коническое сцепление

Старейший вид сцепления, широко использовалось на многих автомобилях начала XX века. Фрикционные поверхности имели коническую форму. Передавало больший момент при тех же габаритах по сравнению с однодисковым, было просто по устройству и в уходе. Однако тяжёлый диск такого сцепления обладал большой инерцией, и при переключении передач после выжима педали продолжал вращаться на холостом ходу, из-за чего включение передачи было затруднено или просто невозможно. Для торможения диска сцепления применялся специальный агрегат — тормоз сцепления, однако его использование было лишь половинчатым решением проблемы, как и замена одного конуса двумя менее массивными. Кроме того, сцепление было тяжёлым и громоздким. В результате в 1920-х годах от него отказались.

Также существовало сцепление с обратным конусом, работавшее на разжимание.

Синхронизаторы коробки передач по сути представляют собой конические сцепления, работающие за счёт трения бронзы (или другого металла с высоким коэффициентом трения) по стали.

Сцепление, работающее в масляной ванне

  Мотоциклетное многодисковое сцепление в разобранном виде:
слева — барабаны, справа — диски сцепления

На мотоциклах с поперечным расположением двигателя обычно применяется сцепление, работающее в масляной ванне.

Это вызвано тем, что мотоциклетные двигатели (как двухтактные, так и четырёхтактные) имеют общий картер для двигателя и коробки передач. Детали сцепления совмещены с моторной передачей и системой запуска двигателя, смазываются моторным маслом, которое должно обладать особыми свойствами.[1]

Также многодисковые сцепления в масляной ванне широко применялись на автомобилях начала XX века, но впоследствии вышли из употребления.

Фрикционы автоматической коробки передач являются по сути многодисковыми сцеплениями, работающими в масляной ванне.

Устройство мотоциклетного сцепления

На заднем (левом) конце коленвала находится ведущая (малая) звёздочка, соединённая цепной передачей (передняя передача или моторная передача) с ведущим (наружным) барабаном сцепления. Ведущий (наружный) барабан сцепления свободно вращается на первичном валу коробки передач и является одновременно большой (ведомой) звёздочкой моторной цепной передачи; также на ведущем барабане находится храповик пускового устройства (педали кикстартера). Ведомый (внутренний) барабан сцепления установлен на том же первичном валу КПП подвижно на шлицах и закреплён гайкой. В барабанах находится пакет из дисков сцепления — ведомых и ведущих. Ведущие диски связаны с наружным барабаном с помощью выступов, входящих в пазы. Ведомые диски с зубцами на внутренней окружности и связаны этими зубцами с ведомым (внутренним) барабаном. Собирается пакет следующим образом: во внутренний барабан устанавливается опорный ведомый диск, за ним ведущий, потом снова ведомый… Последним ставится нажимной диск, который притягивается к ведомому барабану цилиндрическими пружинами. Фрикционные накладки наклеены на ведущие диски и сделаны из пробки или специальной пластмассы. Феродо работать в масляной среде не может, замасливание автомобильного сцепления является одной из его неисправностей, пробка или пластмасса, в свою очередь, не может работать в условиях сухого трения (моментально сгорит). Плавное включение сцепления происходит благодаря тому, что пары ведущих и ведомых дисков, разделённые слоем масла, одновременно не «схватываются».

Механизм выключения мотоциклетного сцепления

Первичный вал коробки передач полый, через него проходит толкающий шток, передающий усилие посредством троса в гибкой оболочке от рычага на руле мотоцикла. Усилие от троса преобразуется червячным или рычажным механизмом. Шток заканчивается твердосплавным шариком (это и есть выжимной подшипник), далее усилие передаётся на грибок, отводящий нажимной диск, после чего пакет дисков сцепления разводится и крутящий момент не передаётся.

Неисправности сцепления

Неполное включение сцепления (пробуксовка)

  Поломка ведущего диска сцепления из-за нарушения температурного режима работы (перегрев).

Пробуксовка — при отпущенной полностью педали сцепления диски проскальзывают один относительно другого. От длительной пробуксовки диски значительно нагреваются, стальной ведомый диск может покоробиться, а чугунный маховик и нажимные диски могут покрыться трещинами. Фрикционные накладки изнашиваются и обгорают, в кабине появляется специфический неприятный запах.

Водитель замечает пробуксовку вначале на высших передачах, несмотря на увеличение оборотов двигателя скорость автомобиля не увеличивается. Если не ремонтировать, процесс прогрессирует, в дальнейшем на первой передаче машина не может тронуться с места.

Основной причиной пробуксовки является малый свободный ход педали сцепления, обычно он составляет 15—25 мм от крайнего верхнего положения педали до положения, когда выжимной подшипник начинает нажимать на рычаги выключения или на диафрагменную пружину. Необходимо восстановить (подрегулировать) свободный ход педали сцепления.

Если причина в ведомом диске, то его нужно демонтировать и осмотреть на предмет деформаций и механических дефектов.

При сильном износе фрикционных накладок подрегулировать свободный ход не удаётся, необходима замена накладок или ведомого диска.

Другой причиной пробуксовки является замасливание накладок, а также ослабление нажимных пружин (возможно произошёл отпуск стали при перегреве сцепления).

Неполное выключение сцепления (сцепление «ведёт»)

Неполное выключение сцепления обнаруживается при включении передачи, когда автомобиль неподвижен, это сопровождается сильным «хрустом» шестерён и ведёт к износу коробки передач. Возможная причина — увеличенный свободный ход педали сцепления.

Также это возможно при деформации выжимных рычагов; или выжимной подшипник заедает, не передвигается вместе с нажимной муфтой. Возможно, ведомый диск сцепления не передвигается по шлицам (загустела или загрязнилась консистентная смазка).

Первичный вал коробки передач вставляется в шарикоподшипник, расположенный в углублении маховика; возможно «ведение» сцепления связано с неисправностью этого подшипника. Впрочем, на многих автомобилях этот шарикоподшипник отсутствует, например на ВАЗ-2108.
В двухдисковом сцеплении данная проблема возникает при замасливании и последующем склеивании ведомых и нажимных дисков.

Рывки при включении сцепления

Если, несмотря на плавный отпуск педали сцепления автомобиль трогается «рывками» с места, следует сделать предположение о разрушении фрикционных накладок, короблении ведомого диска или о поломке демпферных пружин, или об износе фрикционных шайб.

Также возможно заедание ведомого диска при передвижении по шлицам первичного вала коробки передач, а также заедание нажимной муфты или разрушение выжимного подшипника.

Неисправности, связанные с системой гидропривода или механического привода

При попадании воздуха в гидравлический привод выключения сцепления возможно «проваливание» педали, и как следствие — неполное выключение сцепления. Необходимо удалить пузырьки воздуха с частью тормозной жидкости (прокачать сцепление), доливая свежую.[2]

В механизмах с тросовым приводом сцепление вообще не выключается, возможен обрыв троса.

Педаль сцепления не возвращается в первоначальное положение, произошло отсоединение возвратной пружины.

Если при выключении сцепления слышен сильный шум, создаваемый выжимным подшипником — это говорит о его износе.

Если привод сцепления механический (рычажный или тросовый) — то по мере износа фрикционных накладок педаль сцепления будет постепенно подниматься, при гидравлическом приводе педаль не меняет своё положение, происходит снижение уровня тормозной жидкости в бачке.[2]

Некоторые особенности управления автомобилями со сцеплением и механической коробкой передач

  • Сцепление следует выключать полностью, резко «в пол», включать плавно, в определённый момент водитель почувствует, что машина «потянула», следует зафиксировать педаль сцепления в моменте схватывания на некоторое время, немного увеличить обороты двигателя (или сделать это заранее) и продолжать плавно отпускать педаль сцепления.
  • При движении вторую и последующие передачи включают, отпуская сцепление более быстро, но без «бросания».
  • При манёврах (надо продвинуть машину на несколько сантиметров) сцепление полностью не отпускается, с пробуксовкой машина перемещается на малое расстояние, затем сцепление выключается (езда на точке схватывания).

Данные навыки приходят и подсознательно закрепляются со временем, в процессе управления автомобилем.

  • Нельзя удерживать машину на подъёме за счёт пробуксовки сцепления, для этого существует стояночный тормоз.
  • Запуск двигателя производится в нейтральном положении коробки передач, однако для полной уверенности следует при запуске выключать сцепление, затем плавно его включать. Это дополнительная гарантия того, что автомобиль случайно не придет в движение. На многих современных автомобилях пуск двигателя возможен только при выжатом сцеплении, для чего контролируется положение педали, и эта информация передаётся в электронный блок управления двигателем.
  • В суровых зимних условиях моторное масло в двигателе и трансмиссионное масло в коробке передач настолько сильно загустевают, что стартер не может провернуть коленчатый вал вместе с первичным валом коробки, находящейся на «нейтрали». В таком случае двигатель запускают с выключенным сцеплением, а после небольшого прогрева, когда двигатель начнёт работать более-менее устойчиво, плавно пытаются включить сцепление. Если двигатель при этом попытается «заглохнуть» — продолжают прогрев до устойчивой работы.
  • Недопустима езда с прижатой педалью сцепления, это вызывает пробуксовку, перегрев и повышенный износ сцепления. Левая нога должна находиться рядом с педалью.
  • Тем не менее, при спортивном и экстремальном вождении допускается езда с пробуксовкой сцепления. Например, автомобиль на первой передаче движется по грязи или по глубокому снегу. Сопротивление движению настолько велико, что двигатель снижает обороты (и крутящий момент) вплоть до полной остановки. Водитель может кратковременно поднять обороты, вызвав пробуксовку сцепления.
  • При ремонте сцепления (сборка корзины) трудности возникают при центрировании ведомого диска, для облегчения данной задачи центрирование проводится на старом первичном валу коробки передач или вытачивается приспособление — ремонтный фальшвал.

Другие виды сцепления

  • Для высоких нагрузок, таких как грузовые и спортивные автомобили, применяется также керамическое сцепление с высоким коэффициентом трения, однако оно «схватывает» резко, поэтому непригодно для использования в стандартных автомобилях.
  • На некоторых модификациях автомобилей «Запорожец» с ручным управлением (для инвалидов) устанавливалось порошковое электромагнитное сцепление. Между ведущим и ведомым дисками находился ферромагнитный порошок, не мешающий раздельному вращению валов. После подачи электрического тока в обмотку электромагнита порошок «затвердевал» и передавал крутящий момент.
  • На бензопилах и бензокосаx применяется центробежное сцепление. На коленвале двигателя находится ведущий диск сцепления, фрикционные накладки, размещённые по дуге окружности притягиваются к центру диска пружинами. При повышении оборотов двигателя под действием центробежной силы фрикционные накладки прижимаются к ведомому барабану и пильная цепь (или косильная головка) приходит в движение. Если цепь бензопилы «заедает» в древесине — обороты снижаются, накладки притягиваются в первоначальное положение, двигатель при этом не глохнет, а цепь останавливается, что необходимо для безопасного труда.
  • На мотокультиваторах, например «Крот», роль сцепления выполняет клиновой ремень, при натяжении ремня происходит передача крутящего момента от двигателя к почвенным фрезам.

Сцепление в автоматических коробках передач

В классическом виде сцепление (предназначенное для разобщения двигателя и трансмиссии) в гидромеханических и вариаторных автоматических трансмиссиях отсутствует, используется оно только в роботизированных коробках передач. Тем не менее, фрикционные муфты в гидромеханических КПП применяются повсеместно, но с совершенно иными целями (для плавного переключения передач без прерывания потока мощности).

В роботизированных коробках передач выжимают сцепление и переключают передачи электроприводы, при этом, для большей плавности переключения существуют роботизированные коробки передач с двумя сцеплениями, работающими по очереди (одно сцепление в работе, другое, со следующей передачей, наготове).

В кулачковых коробках, используемых на спортивных автомобилях, педаль сцепления используется только при старте, далее переключение передач происходит без использования педали.

Примечания

  1. ↑ Как правило, применяется именно моторное, а не трансмиссионное масло.
  2. 1 2 В гидравлическом приводе сцепления применяется тормозная жидкость, как и в гидроприводе тормозов.

Ссылки

www.http-wikipediya.ru

Коробка переключения передач с двойным сцеплением — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Детальный вид коробки передач Volkswagen DSG-6
Схема работы коробки передач с двойным сцеплением

Трансмиссия с двумя сцеплениями (ТДС) представляет собой второе поколение роботизированных коробок передач. Данный вид роботизированных коробок передач в настоящее время является наиболее совершенным с точки зрения экономичности и скорости переключения.

Представляет собой две параллельных коробки передач, каждая со своим сцеплением. На первой нечётные передачи (1, 3, 5, 7), на второй — чётные (2, 4, 6, R). Предположим, автомобиль едет на первой передаче — на нечётной коробке включены 1-я передача и сцепление, на чётной — только 2-я передача. Когда нужно переключиться на 2-ю передачу, одно сцепление выключается, второе включается. Если блок управления видит, что разгон продолжается, на нечётной коробке включается 3-я передача. Когда настанет пора переключиться, снова потребуется выключить одно сцепление и включить другое. Такие роботы переключаются за 0,2 с и даже быстрее — но только на ту передачу, которая подготовлена заранее. Ошибки в предсказании (например, резкое ускорение из экономичного режима, а значит, срочный спуск на две-три передачи) приводят к задержке в разгоне. Разрыва тяги при этом не будет, коробка будет просто стоять на старой передаче.

Отсюда название преселективная коробка передач (с предварительным выбором). Несмотря на название, она не имеет ничего общего с преселективными механическими коробками (водитель указывает очередную передачу до того, как нажмёт сцепление, при этом взводятся пружины или переключаются пневмоклапаны, при нажатии сцепления они срабатывают).

Наиболее известные представители преселективной коробки передач (ПКП) разработаны VW group и Borg-Warner — DSG-6 (DQ250, мокрые сцепления) и LUK — DSG-7 (DQ200 — сухие[1] сцепления, DQ500 — мокрые[2]). Также известны коробки других производителей (например, Getrag) под другими названиями PDK, SST, DSG, PSG, EDC, S-tronic[3].

Небольшой объем коробки позволяет значительно сэкономить на масле. Так, например, в DSG-типы требуется не более двух литров масла типа DCTF, а для охлаждения плат мехатроника — литра жидкости с допуском G 004 000.

Преимущества и недостатки трансмиссии с двойным сцеплением[править | править код]

В принципе, трансмиссия с двойным сцеплением схожа по конструкции с обычной механической. Однако поскольку выжим и включение сцеплений и переключение передач осуществляет компьютер, с точки зрения водителя она ничем не отличается от любой другой автоматической трансмиссии.

Преимущества:

  • Скорость переключения передач в пределах 200 мс, что позволяет быстрее разгоняться. При этом коробка не испытывает ударных нагрузок, в отличие от однодисковых роботов гоночных конструкций — переключение муфт происходит тихо и медленно, пока автомобиль едет на другой половине коробки.
  • Высокий КПД, присущий любой трансмиссии со сцеплением.
  • Механическая часть простая и надёжная. Модели с сухим сцеплением вообще состоят из трёх модулей (механической части, блока сцеплений и мехатроника), и поломка одного редко перекидывается на остальные.
  • Упрощённая по сравнению с автоматом замена масла из-за более простой схемы трубопроводов: меньше гидроцилиндров, нет радиатора.
  • Робот экономнее даже ручной коробки. Причин несколько: 6 и даже 7 передач — это много по меркам недорогого автомобиля, блок управления может держать предельно низкие обороты и низшую передачу наготове, а при движении нужно поддерживать давление только в одном из сцеплений. (Для сравнения: на 2019 в некоторых дешёвых авто (KIA Rio) всё ещё 4-скоростные автоматы, и автомату нужно поддерживать давление в нескольких тормозах и фрикционах, а также прокачивать жидкость через радиатор.)

Недостатки:

  • По стоимости близка к автомату[4].
  • Из расходных материалов — дорогое редкое масло (особенно модели с масляным сцеплением, там масла больше 5 л[5]), а также блок сцеплений. Из-за этого DSG не даёт решающее преимущество перед автоматом по стоимости владения.
  • Конструкция довольно молодая, слабым местом остаются электрические или электрогидравлические исполнительные механизмы[6], и часто (на 2018) автодилеры ремонтируют её заменой крупных узлов[6], а сторонних автосервисов, способных перебрать такую коробку, очень мало[7][6].
  • Не лучшее поведение на низких скоростях, присущее любой трансмиссии со сцеплением[8]. Производители смягчают этот вопрос очень короткой первой передачей[6].
  • Небольшая задержка перед резким ускорением при движении на средних скоростях[9], связанная с тем, что коробка держит наготове не ту передачу — например, 6-ю при движении на 7-й, в то время как для резкого ускорения нужна 5-я или 4-я. Интересно этот вопрос решён в McLaren MP4-12C: водитель может, по принципу трёхпозиционной кнопки фотоаппарата, дать коробке команду подготовить верхнюю или нижнюю передачу.
  • Как и любой робот, требует автоматическую систему удержания на подъёме, а также множество датчиков, отвечающих за правильный выжим сцепления[10].
  • Автомат более устойчив к частичным отказам и позволяет выехать хотя бы на одной передаче[10].
  • Автомат более масштабируемый в дорогих спортивных и представительских авто[8]. Автоматы уже имеют 8 или 9 скоростей, роботам иметь столько передач невыгодно, а 10-скоростной легковой робот так разработать и не смогли[11].

Двухдисковый робот применяется широко:

  • На легковых автомобилях классов B…D (малый — семейный), кроссовер[12] — на одной и той же машине можно и прикоснуться к быстрой езде, и ездить экономно. Так, роботизированный Volkswagen Polo Sedan (B-класс) разгоняется до 100 км/ч за 9,9 с — великолепный показатель для малых авто. Заявленный расход на ручной и роботе одинаков: 5,7 л/100 км в смешанном цикле. Конкуренты — автомат и вариатор, но характер их езды совершенно другой.
  • На спортивных автомобилях. 1200-сильный Bugatti Veyron оснащён 7-скоростным роботом и разгоняется до 100 км/ч за 2,5 секунды[8]. Конкуренты — роботы гоночных конструкций с одним сцеплением (Lamborghini Aventador) и автомат (Maserati GranTurismo), в том числе редкая схема «автомат со сцеплением» (спортивные комплектации Mercedes S-класса).

Двухдисковый робот встречается как экзотика:

  • На легковых автомобилях классов A (особо малый), E (бизнес-)[13]. В особо малых авто конкуренты — автомат и вариатор, в бизнес-классе — автомат.
  • На коммерческом транспорте. Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corporation первой оснастила грузовик двухдисковым роботом в 2011 году[14]. Впоследствии идею подхватили другие производители (John Deere — 2012, Volvo — 2014), но на 2019 такие грузовики очень редки: сложные конструкции не прибавляют грузовику рентабельности[10]. В грузовиках обычно много передач, и зачастую переключение между передачами мгновенное, а между рядами передач — нет. Конкуренты — ручная коробка и более опытный водитель, автомат и роботы более простых конструкций, частично унифицированные с ручными.
  • На гоночных автомобилях (Porsche 956). Конкурент — гоночные полуавтоматы (роботы, не умеющие стартовать и автоматически переключаться, что запрещено в гонках) с одним сцеплением, которые проще, легче и переключаются достаточно быстро (порядка 50 мс).

Двухдисковый робот неприменим:

  • На бюджетных автомобилях — из-за дороговизны в приобретении и эксплуатации. Там «правят бал» дешёвые ручные коробки (повсеместно), построенные из них роботы с одним сцеплением (Lada Vesta) и 4-скоростные автоматы (KIA Rio).
  • На внедорожниках и строительной технике[8] — в сложной грязи и на подъёмах предпочтительнее автомат. Гидротрансформатор позволяет устойчиво ездить сколь угодно медленно и в этом режиме умножает крутящий момент, становясь дополнительной понижающей передачей.
  • На крупных бизнес- и представительских — они тяжёлые и скоростные, и потому требуют много передач. Таких роботов на 2019 не существует, а 8-скоростные автоматы — существуют. Быстрый разгон можно обеспечить большим двигателем, а экономия топлива — не приоритет. Автомат со сцеплением бывает и здесь (Aurus Senat).

У автоблогеров очень много мнений, и некоторые неверны.

Миф: на светофорах надо ставить селектор в N. 
Реальность: Миф родом ещё из ручных коробок — «изнашиваешь выжимной подшипник». Также требование ставить N было в некоторых однодисковых роботах. В двухдисковом роботе один из подшипников всегда под нагрузкой, и соответственно эти подшипники очень прочны. В знаменитой коробке Volkswagen DSG подшипники действуют наоборот: под нагрузкой тот, что на сомкнутом сцеплении. Разработчики в конце концов остановились на таком алгоритме: долгое или уверенное нажатие тормоза полностью размыкает оба сцепления[6], и в переходе в N нет нужды. Коробка DSG сигнализирует об этом моменте тахометром, опуская обороты на 50…100.
Частичный миф: робот не любит пробок. 
Реальность: Действительно, при движении в пробке на 1-й передаче гидроавтомат никуда не переключается, а ручная и робот — трогается, расходуя время и сцепление. И тут есть два момента: во-первых, устойчивая скорость роботов специальной постройки порядка 7 км/ч, меньше, чем у ручных и роботов с «ручным» прошлым, и это помогает в пробках. Во-вторых, роботы любят очень рано переходить на минимальные обороты 2-й передачи, это удобно во дворах, но мешает в глухих пробках, и стоит придерживать 1-ю передачу, перейдя в режим ± или S.

ru.wikipedia.org

Saxomat — Википедия

Saxomat — фирменное название системы автоматического электропневматического привода сцепления производства Fichtel & Sachs AG, устанавливавшейся в качестве опции на целый ряд европейских автомобилей пятидесятых — шестидесятых годов, включая Fiat 1800, Saab, Volkswagen Beetle, Borgward, Goliath, DKW, BMW, NSU, Glas.

Фирма Opel продавала её под названием Olymat.

Близкая по функциональности система устанавливалась на рубеже пятидесятых — шестидесятых годов на автомобили Mercedes-Benz под названием Hydrac, она отличалась наличием гидротрансформатора, как в автоматической трансмиссии, вместо использовавшегося в системе Saxomat второго центробежного сцепления.

На восточногерманских автомобилях Trabant и Wartburg устанавливалась близкая по функциональности самостоятельно разработанная система, называвшаяся Hycomat (отличалась использованием гидроприводов вместо пневматики)

В практике отечественного автомобилестроения сходная по принципу действия система автоматического электропневматического привода сцепления, отличавшаяся отсутствием центробежного сцепления, использованием штатного гидропривода сцепления и конструктивным оформлением управляющего блока, устанавливалась на инвалидные модификации автомобилей ЗАЗ (ЗАЗ-968МР). Позднее существовала и устанавливалась по заказу аналогичная система для «Оки» и других отечественных автомобилей.

По мере распространения в Европе «настоящих» автоматических трансмиссий, автоматическое сцепление Saxomat и его аналоги вышли из употребления, но в девяностые годы их идея (но не принцип действия) была возрождена в лице системы Sentronic фирмой Saab. В наши дни применяются системы автоматического сцепления, имеющие сходную функциональность, но как правило иное техническое исполнение — например, российская электромагнитная система «МегаМатик», устанавливавшаяся на инвалидные модификации «Оки».

Управление автомобилем с полуавтоматической трансмиссией Saxomat напоминало нечто среднее между управлением автомобилями с механической и автоматической трансмиссией: педалей было всего две — тормоз и акселератор, но передачи водителю все же приходилось переключать вручную.

Чтобы тронуться с места на автомобиле с трансмиссией Saxomat, требовалось просто перевести рычаг коробки передач в положение первой передачи (сцепление выключалось автоматически при прикосновении к рычагу переключения) и отпустить рычаг, после чего срабатывал калиброванный клапан в блоке управления, постепенно наполняющий полость диафрагменного механизма воздухом, благодаря чему сцепление плавно отпускалось и машина трогалась без рывков. Для более динамичного старта требовалось достаточно резко нажать на педаль акселератора (чтобы «бросить» сцепление).

При езде водитель переключал передачи как обычно, но без выжима сцепления, также выключая сцепление прикосновением к рычагу и включая его нажатием на акселератор, причём переключения в большинстве случаев производились мягко и без рывков. Система допускала использование торможения двигателем. Как и автомобиль с автоматической коробкой передач, машину с Saxomat-ом можно было полностью остановить, не выключая передачи, при этом срабатывало центробежное сцепление, и двигатель, работающий на холостом ходу, оказывался разобщен с трансмиссией, — чтобы тронуться, было достаточно просто нажать на акселератор; этот режим работы был особенно удобен для движения в заторах.

На автомобилях с системой Saxomat вращение на первичный вал коробки передач передавалось через два независимых друг от друга сухих однодисковых сцепления — большего и меньшего диаметра, первое из которых устанавливалось непосредственно на маховике двигателя, а второе — было связано с ним через муфту свободного хода, которая не давала первичному валу коробки передач вращаться со скоростью более высокой, чем развиваемая коленчатым валом двигателя. Крутящий момент передавался с двигателя на трансмиссию только тогда, когда оба сцепления были включены, однако благодаря муфте свободного хода мог передаваться в обратном направлении в режиме торможения двигателем даже при выключенном центробежном сцеплении. Описанную конструкцию не следует путать с многодисковым сцеплением или преселективными коробками передач с двумя сцеплениями, каждое из которых управляет собственным первичным валом.

Управление первым и вторым сцеплениями осуществлялось раздельно, двумя полностью независимыми друг от друга автоматами — центробежным, управлявшим диском сцепления большего диаметра и обеспечивавшим трогание с места и разобщение двигателя с трансмиссией при падении оборотов двигателя до определённого порогового значения, и электропневматическим, управлявшим диском сцепления меньшего диаметра и обеспечивавшим переключение передач.

Центробежный автомат, управлявший первым сцеплением, по принципу действия напоминал центробежное сцепление, используемое в наше время на скутерах — в нём имелось десять цилиндрических грузиков, которые при повышении оборотов двигателя до 950…1000 об/мин смещались наружу под воздействием центробежной силы и при посредстве нажимного диска начинали нажимать на ведомый диск сцепления, прижимая его к маховику. Полное включение центробежного сцепления (без проскальзывания дисков) происходило при оборотах двигателя в районе 1500 об/мин. При падении оборотов двигателя ниже 950…1000 об/мин оно автоматически выключалось и позволяло полностью остановить машину со включенной передачей, а затем тронуться, не прикасаясь к рычагу переключения передач. При этом за счёт наличия муфты свободного хода в приводе второго сцепления возможность использования торможения двигателем сохранялась и после срабатывания первого (центробежного) сцепления, вплоть до достижения коленчатым валом оборотов холостого хода, а при заглушенном двигателе — и вплоть до полной остановки, так как крутящий момент от трансмиссии передавался на коленчатый вал через заблокированную муфту свободного хода в обход первого сцепления. Та же самая муфта свободного хода обеспечивала запуск двигателя буксировкой и позволяла оставлять автомобиль припаркованным на наклонном участке дороги со включенной передачей без опасения скатывания — при условии, что была включена передача переднего хода когда автомобиль был припаркован на спуске, и заднего хода — если он стоял на подъёме.

Схема электропневматического блока клапанов системы Saxomat (на обмотку соленоида 1 подан ток, промежуточная полость В разобщена с атмосферной полностью С, но сообщается с вакуумной полостью А, разрежение из которой подаётся в исполнительное устройство).

Электропневматический автомат, управлявший вторым сцеплением, представлял собой блок клапанов, управляемых электричеством либо разницей давлений. Исполнительным устройством служила диафрагма, приводимая в действие разницей между разрежением во впускном коллекторе двигателя и атмосферным давлением — как в вакуумном усилителе тормозов, её шток был посредством рычага соединён с обычным выжимным подшипником сцепления.

В электропневматическом автомате имелись три расположенные друг за другом на одной оси полости — атмосферная (C на схеме), связанная через редукционный клапан (4) с атмосферой, вакуумная (A), связанная через обратный клапан (3) со впускным коллектором, из которого при работающем двигателе отбиралось разрежение, и промежуточная (B), соединённая с двумя другими и с вакуумным исполнительным устройством. Канал, соединяющий эти полости между собой, мог перекрываться электромагнитным клапаном (1), причём при отсутствии напряжения на соленоиде клапана он разъединял вакуумную и промежуточную полости между собой, позволяя промежуточной сообщаться с атмосферной, а при подаче напряжения — соединял промежуточную с вакуумной, одновременно прекращая сообщение между промежуточной и атмосферной. На случай остановки двигателя разрежение запасалось в ресивере, за счёт чего система какое-то время могла работать и при заглушенном моторе (разрежения в нём хватало на одно переключение передачи).

В обычном состоянии (сцепление выключено) тарелка электромагнитного клапана (2) перекрывала канал, соединяющий вакуумную полость с промежуточной, при этом атмосферная полость, промежуточная полость и полость исполнительного устройства были заполнены воздухом под атмосферным давлением.

Как только водитель при включённом зажигании касался рычага коробки передач и сдвигал его в любом направлении на несколько миллиметров, срабатывал микровыключатель в его основании, который подавал напряжение на обмотку соленоида электромагнитного клапана (1). При этом шток клапана (2) выдвигался из соленоида и открывал канал между вакуумной полостью A и промежуточной полостью B, одновременно перекрывая канал, соединяющий промежуточную полость с атмосферной C. При этом в промежуточной полости возникало разрежение, которое также передавалось в полость исполнительного устройства. Исполнительное устройство срабатывало, выключая второе сцепление, после чего водитель мог включить нужную передачу или нейтраль.

После включения нужной передачи водитель отпускал рычаг переключения передач, что отключало обмотку соленоида от напряжения. Шток электромагнитного клапана вдвигался в соленоид, разобщая вакуумную полость с промежуточной и одновременно соединяя промежуточную полость с атмосферной. Разреженный воздух в промежуточной полости при этом смешивался с воздухом под атмосферным давлением, находящимся в атмосферной полости, и в обеих полостях устанавливалось некое промежуточное давление — выше разрежения во впускном коллекторе, но ниже атмосферного.

Так как атмосферная полость была связана с атмосферой не непосредственно, а через редукционный клапан (4), этого промежуточного давления совместно с усилием сжатой пружины клапана оказывалось достаточно для того, чтобы закрыть редукционный клапан, остановив поступление воздуха из атмосферы в атмосферную камеру и, соответственно, дальнейшее падение давления в ней и в промежуточной камере. При этом второе сцепление оказывалось в промежуточном положении, соответствующем моменту начала «схватывания», когда диск сцепления входит в контакт с маховиком, и, если обороты двигателя превышали порог срабатывания центробежного сцепления, машина начинала плавно трогаться. На этом заканчивалась первая фаза отпускания сцепления.

Наряду с редукционным клапаном атмосферная полость была связана с атмосферой также через калиброванный жиклёр, через который она продолжала постепенно заполняться атмосферным воздухом. Так как давление в ней при этом оставалось выше порога срабатывания редукционного клапана, он оставался закрытым и поступление воздуха было очень медленным, соответствующим плавному отпусканию сцепления при трогании. В течение этой второй фазы отпускания сцепления происходило уравнивание давления в атмосферной и промежуточной полостях (а значит — и в полости исполнительного устройства) с атмосферным, вследствие чего второе сцепление плавно включалось. Когда давления сравнивались, второе сцепление включалось полностью.

Описанный выше режим работы управляющего блока использовался при плавном трогании, когда водитель почти не касался педали акселератора и разрежение во впускном тракте выше дроссельной заслонки оставалось незначительным. Если же водитель после отпускания рычага переключения передач резко нажимал на педаль акселератора, возникающее при этом выше дроссельной заслонки разрежение передавалось по трубке в полость под диафрагмой принудительного вакуумного привода редукционного клапана. Атмосферное давление сдвигало диафрагму этого привода, которая через шток (5) толкала редукционный клапан, открывая его и сообщая атмосферную и промежуточную полости непосредственно с атмосферой, вследствие чего они, а также и полость вакуумного исполнительного устройства, заполнялись воздухом под атмосферным давлением и второе сцепление быстро включалось — тем быстрее, чем сильнее водитель нажимал на акселератор. Автомобиль динамично трогался с места.

Переключение передач в движении происходило полностью аналогичным образом — водитель выключал служившее для переключения передач второе сцепление касанием рычага переключения передач, а выключал — либо просто отпуская рычаг (плавно), либо резким нажатием акселератора («бросая» второе сцепление).

Система Saxomat и её аналоги существенно упрощали управление автомобилем, однако вследствие сложной для тех лет конструкции надежность автоматического сцепления всё же оставляла желать лучшего — в этом система уступала как обычной механической, так и гидромеханической автоматической трансмиссии. В частности, очень сложно было обеспечить полную герметичность уплотнений многочисленных клапанов электропневматического автомата, при наличии же негерметичности какого либо уплотнения вся его работа, построенная на точно заданной при проектировании и настройке разнице давлений в различных полостях, нарушалась.

Кроме того, Saxomat всё же требовал определённого навыка при использовании — например, хотя сцепление и управлялось автоматикой, водителю приходилось самостоятельно переключать передачи и, работая педалью акселератора, уравнивать скорости валов в коробке передач для достижения плавного и бесшумного переключения — что значительно усугублялось тем, что часто эту систему применяли в паре с коробками передач, у которых синхронизаторы имелись лишь на двух-трёх высших передачах.

Более того, несовершенство действовавшего по сравнительно примитивному алгоритму элекропневматического автомата, не имевшего возможности полноценно адаптироваться к реальным дорожным условиям, порой становилось причиной толчков при трогании или переключении передач, делая езду менее комфортной по сравнению с обычным приводом сцепления от педали и затрудняя трогание в тяжёлых дорожных условиях (подъём, грязь).

Полноценно задачу автоматизации управления сцеплением позволило решить лишь внедрение электронных устройств с программным управлением, ставших доступными на массовых автомобилях только в последние десятилетия. В шестидесятые же годы система Saxomat и её аналоги довольно быстро вышли из употребления — вскоре после распространения в Европе настоящих автоматических коробок передач.

В девяностые годы на автомобилях SAAB кратковременно предлагалась похожая на Saxomat по функциональности, но полностью отличная по конструктивному исполнению система автоматического сцепления Sentronic, использовавшая микрокомпьютерное управление и лишённая практически всех свойственных Saxomat и его аналогам недостатков, но также не отличавшаяся рекордной надёжностью (на многих автомобилях трансмиссия Sentronic была в процессе эксплуатации заменена традиционным сцеплением, был даже выпущен специальный набор для такой переделки).

  1. Volkswagen Saxomat (англ.). — Germany: Volkswagenwerk, 1961. — No. 15202129. — P. 2. Архивировано 21 марта 2016 года.

ru.wikipedia.org

виды, устройство и принцип работы

Сцеплением называется механизм трансмиссии, передающий крутящий момент от двигателя к коробке передач за счет силы трения. Также оно позволяет кратковременно отсоединить двигатель от трансмиссии и вновь их плавно соединить. Существует достаточно много разновидностей муфт сцепления. Они различаются по количеству ведомых дисков (однодисковое, двухдисковое или многодисковое), по типу рабочей среды (сухое или мокрое) и по типу привода. Разные виды сцеплений имеют соответствующие преимущества и недостатки, но наибольшее распространение на современных автомобилях получило однодисковое сухое сцепление либо с механическим, либо гидравлическим приводом.

Функции сцепления

Муфта сцепления устанавливается между двигателем и коробкой передач и является одним из наиболее нагруженных элементов трансмиссии. Она выполняет следующие основные функции:

  1. Плавное разъединение и соединение двигателя и коробки передач.
  2. Передача крутящего момента без проскальзывания (без потерь).
  3. Компенсация вибраций и нагрузок от неравномерности работы двигателя.
  4. Снижение нагрузок на элементы двигателя и трансмиссии.

Элементы муфты сцепления

Конструкция муфты сцепления

Стандартная муфта сцепления, применяющаяся на большинстве автомобилей с механической коробкой передач, включает следующие основные элементы:

  • Маховик двигателя — ведущий диск.
  • Ведомый диск сцепления.
  • Корзина сцепления — нажимной диск.
  • Выжимной подшипник сцепления.
  • Муфта выключения сцепления.
  • Вилка сцепления.
  • Привод сцепления.

На ведомый диск сцепления с обеих сторон установлены фрикционные накладки. Его функция — передача крутящего момента за счет силы трения. Встроенный в корпус диска пружинный демпфер крутильных колебаний смягчает соединение с маховиком и гасит вибрации и нагрузки от неравномерности работы двигателя.

Схема расположения диска сцепления, корзины и выжимного подшипника с муфтой выключения

Нажимной диск и диафрагменная пружина, воздействующие на ведомый диск сцепления, в сборе представляют собой единый узел, получивший название «корзина сцепления». Ведомый диск сцепления расположен между корзиной и маховиком и соединен с первичным валом коробки передач с помощью шлицев, по которым он может перемещаться.

Диафрагменная пружина корзины может быть либо нажимного, либо вытяжного принципа действия. Отличие – в направлении приложения усилия от привода сцепления: к маховику или от маховика. Особенность конструкции пружины вытяжного действия позволяет использовать корзину, толщина которой значительно меньше. Это делает узел максимально компактным.

Принцип работы

Принцип работы сцепления основан на жестком соединении ведомого диска сцепления и маховика двигателя за счет возникающей силы трения от усилия, которое создает диафрагменная пружина. Сцепление имеет два режима: «включено» и «выключено». Основное время работы ведомый диск прижат к маховику. Крутящий момент от маховика передаётся ведомому диску, а от него через шлицевое соединение на первичный вал коробки передач.

Схема работы диафрагменной пружины

Для выключения муфты водитель нажимает на педаль, которая соединена с вилкой механическим или гидравлическим приводом. Вилка перемещает выжимной подшипник, который, нажимая на концы лепестков диафрагменной пружины, прекращает её давление на нажимной диск, а он, в свою очередь, освобождает ведомый. В этот момент двигатель разъединен с трансмиссией.

После включения нужной передачи в коробке передач водитель отпускает педаль сцепления, вилка перестаёт воздействовать на выжимной подшипник, а тот на пружину. Нажимной диск прижимает ведомый к маховику. Двигатель соединен с трансмиссией.

Виды сцепления

Сухое сцепление

Принцип действия сцепления данного типа основан на силе трения, возникающей при взаимодействии сухих поверхностей: ведущего, ведомого и нажимного дисков. Это обеспечивает жесткую связь двигателя и коробки передач. Сухое однодисковое сцепление – самый распространенный вид, использующийся на основной массе автомобилей с механической КПП.

Мокрое сцепление

Данный вид сцепления предполагает работу трущихся поверхностей в масляной ванне. По сравнению с сухой, такая схема обеспечивает более плавное соприкосновения дисков; узел эффективнее охлаждается за счет циркуляции жидкости и может передавать  больший момент на трансмиссию.

Двойное сцепление мокрого типа

Мокрая схема обычно применяется на современных роботизированных КПП с двойным сцеплением. Особенность работы такого сцепления заключается в том, что на четные и нечетные передачи КПП подается крутящий момент от отдельных ведомых дисков. Привод сцепления — гидравлический, управляемый электроникой. Переключение скоростей происходит при постоянной передаче крутящего момента на трансмиссию без разрыва потока мощности. Данная конструкция является более дорогой и сложной в производстве.

Сухое двухдисковое сцепление

Элементы двухдискового сцепления

Сухое двухдисковое сцепление предполагает наличие двух ведомых дисков и промежуточной проставки между ними. Данная схема способна передать больше крутящего момента при тех же размерах механизма сцепления. Сама по себе она проще в производстве по сравнению с мокрой. Обычно применяется на грузовиках и легковых автомобилях с особо мощными двигателями.

Сцепление двухмассового маховика

Двухмассовый маховик состоит из двух частей. Одна из них связана с двигателем, вторая – с ведомым диском. Обе составляющие маховика имеют небольшой свободный ход относительно друг друга в плоскости вращения и соединены пружинами между собой.

Схема двухмассового маховика

Особенностью сцепления двухмассового маховика является отсутствие пружинного демпфера крутильных колебаний в ведомом диске. Функция гашения колебаний заложена в конструкцию маховика. Помимо передачи крутящего момента он максимально эффективно сглаживает вибрации и нагрузки, возникающие от неравномерности работы двигателя.

Ресурс сцепления

Ресурс сцепления главным образом зависит от условий эксплуатации автомобиля, а также от стиля езды водителя. В среднем, срок службы сцепления может доходить до 100-150 тысяч километров пробега. В результате естественного износа, возникающего в момент соприкосновения дисков, фрикционные поверхности изнашиваются и требуют замены. Основная причина – проскальзывание дисков.

Двухдисковое сцепление обладает большим ресурсом за счет увеличенного числа рабочих поверхностей. Выжимной подшипник сцепления задействуется при каждом разрыве соединения двигателя и коробки передач. Со временем в подшипнике вырабатывается и теряет свойства вся смазка, в следствие чего он перегревается и выходит из строя.

Особенности керамического сцепления

Ресурс сцепления и эффективность его работы на пределе нагрузок зависит и от свойств материала, обеспечивающего зацепление дисков. Стандартный состав накладок дисков сцепления большинства автомобилей включает спрессованную смесь стеклянных и металлических волокон, смолы и каучука. Поскольку принцип работы сцепления базируется на силе трения, фрикционные накладки ведомого диска рассчитаны на работу при высоких температурах, доходящих до 300-400 градусов Цельсия.

Диск сцепления с керамическими фрикционными накладками

В мощных спортивных автомобилях нагрузки на сцепление намного превышают обычные нормы. Для некоторых трансмиссий может применяться керамическое и металлокерамическое сцепление. В состав материала таких накладок входит керамика и кевлар. Металлокерамический фрикционный материал менее подвержен износу и выдерживает нагрев до 600 градусов без потери рабочих качеств.

Производители используют различные конструкции муфты сцепления, оптимальные для определенного автомобиля, исходя из его назначения и стоимости. Сухое однодисковое сцепление остается достаточно эффективной и недорогой в изготовлении конструкцией. Данная схема широко применяется на легковых автомобилях бюджетного и среднего классов, а также на внедорожниках и грузовиках.

techautoport.ru

сцепление — Викисловарь

Морфологические и синтаксические свойства[править]

падеж ед. ч. мн. ч.
Им. сцепле́ние сцепле́ния
Р. сцепле́ния сцепле́ний
Д. сцепле́нию сцепле́ниям
В. сцепле́ние сцепле́ния
Тв. сцепле́нием сцепле́ниями
Пр. сцепле́нии сцепле́ниях

сцеп-ле́-ни·е

Существительное, неодушевлённое, средний род, 2-е склонение (тип склонения 7a по классификации А. А. Зализняка).

Приставка: с-; корень: -цепл-; суффикс: -ениj; окончание: [Тихонов, 1996].

Произношение[править]

  • МФА: [st͡sɨˈplʲenʲɪɪ̯ə] 

Семантические свойства[править]

Значение[править]
  1. действие по значению гл. сцеплять; соединение частей в подвижное соединение ◆ Отсутствует пример употребления (см. рекомендации).
  2. место, где что-либо сцеплено ◆ Сцепление колец.
  3. техн. механизм, обеспечивающий передачу крутящего усилия с одного вала на другой и возможность быстрого прекращения или возобновления такой передачи ◆ Пока дежурный вахтер искал моего инструктора, я слонялся по гаражу, заглядывал в яму, где два слесаря меняли сцепление видавшему виды газику, и читал газету, оставленную кем-то из инструкторов на скамейке. Левин Борис, «Блуждающие огни», 1995 г. (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы) ◆ Заскрежетало сцепление, дико взревел двигатель, сквозь кусты мелькнули красные и синие сигнальные огни, и патрульная машина, сорвавшись с места, бешено набирая скорость, понеслась к городу и исчезла за стеной. Аркадий Стругацкий, Борис Стругацкий, «Пикник на обочине», 1971 г. (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы)
  4. автомоб. орган управления сцеплением [3] ◆ Затем следует постепенно отпускать сцепление.
Синонимы[править]
Антонимы[править]
Гиперонимы[править]
Гипонимы[править]

Родственные слова[править]

Список всех слов с корнем «цеп-/цепл-/цап-/цапл-/цапелʲ-» [править]
  • фамилии: Зацепин, Цапок, Цеповяз
  • топонимы: Зацепное, Зацепский вал, Зацепский тупик, Сцепное, улица Зацепа, Цеповая, Цеповки, Цеповский, Цепочкино, Цепошников
  • существительные: зацеп, зацепинг, зацепка, оцепенение, оцепененье, оцепление, оцепленье, перецепка, подцепление, подцепленье, прицеп, прицепитель прицепка, прицепщик, прицепщица, расцепка, расцепление, расцепленье, сцеп, сцепка, сцепление, сцепленье, сцепщик, сцепщица, цапелька, цапля, цеп, цепень, цепище, цепка, цепкость, цепляние, цеплянье, цепочечка, цепочка, цепь
  • прилагательные: зацепной, зацепочный, зацепский, незацепной, неотцепной, неприцепной, несцепной, нецепкий, нецепной, отцепной, отцепочный, оцепенелый, прицепной, прицепочный, сцепной, цепеобразный, цепкий, цепной, цеповидный, цепообразный, цепочный
  • глаголы: выцепить, выцепиться, выцеплять, выцепляться, зацапать, зацепенеть, зацепить, зацепиться, зацепливать, зацепливаться, зацеплять, зацепляться, нацапать, нацапаться, нацепить, нацепиться, нацеплять, нацепляться, отцапать, отцапаться, отцепить, отцепиться, отцеплять, отцепляться, оцепеневать, оцепенеть, оцепенять, оцепить, оцеплять, оцепляться, перецапать, перецапаться, перецепить, перецеплять, перецепляться, прицепить, прицепиться, прицепливать, прицепливаться, прицеплять, прицепляться, процапаться, расцапать, расцапаться, расцепить, расцепиться, расцеплять, расцепляться, сцапать, сцапаться, сцепить, сцепиться, сцепливать, сцепливаться, сцеплять, сцепляться, уцепить, уцепиться, уцеплять, уцепляться, цапать, цапаться, цепануть, цепануться цепенеть, цеплять, цепляться
  • наречия: нецепко, цепеобразно, цепко, цеповидно, цепообразно, цепью, цепями
  • междометия: цап, цап-царап

Этимология[править]

Фразеологизмы и устойчивые сочетания[править]

Перевод[править]

ru.wiktionary.org

Сцепление автомобиля: назначение и устройство

Содержание статьи

Назначение и устройство сцепления

Сцепление служит для кратковременного разъединения двигателя от трансмиссии и плавного их соединения при трогании с места, а также при переключении передач. Сцепление состоит из привода и механизма сцепления.

Устройство сцепления автомобиля

Схема гидравлического привода выключения сцепления и механизма сцепления:

  1. коленчатый вал;
  2. маховик;
  3. ведомый диск;
  4. нажимной диск;
  5. кожух сцепления;
  6. нажимные пружины;
  7. отжимные рычаги;
  8. нажимной подшипник;
  9. вилка выключения сцепления;
  10. рабочий цилиндр;
  11. трубопровод;
  12. главный цилиндр;
  13. педаль сцепления;
  14. картер сцепления;
  15. шестерня первичного вала;
  16. картер коробки передач;
  17. первичный вал коробки передач.

Привод выключения сцепления

Привод выключения сцепления (гидравлического типа) состоит из:

  • педали,
  • главного цилиндра,
  • рабочего цилиндра,
  • вилки выключения сцепления,
  • нажимного подшипника,
  • трубопроводов.

При нажатии на педаль сцепления, усилие ноги водителя, через шток и поршень, передается жидкости, которая, в свою очередь, передает давление от поршня главного цилиндра на поршень рабочего. Далее шток рабочего цилиндра перемещает
вилку выключения сцепления и нажимной подшипник, который и передает усилие на механизм сцепления. Когда же водитель отпустит педаль, то под воздействием возвратных пружин все детали привода займут исходные позиции.

Механизм сцепления

Механизм сцепления представляет собой устройство, в котором происходит передача крутящего момента за счет работы сил трения. Именно механизм сцепления позволяет кратковременно разъединять двигатель и коробку передач, а затем вновь
плавно их соединять.

Кроме того, сцепление предохраняет детали трансмиссии от перегрузок. При неравномерном вращении коленчатого вала двигателя в трансмиссии возникают колебания. Для их гашения в сцеплении имеется гаситель колебаний или демпфер. Элементы механизма заключены в картер сцепления, который крепится к картеру двигателя.

Детали механизма сцепления

Механизм сцепления состоит из:

  • картера и кожуха,
  • ведущего диска (которым является маховик коленчатого вала двигателя),
  • нажимного диска с пружинами,
  • ведомого диска со специальными износостойкими накладками и гасителем колебаний.

Ведомый диск, связанный с первичным валом коробки передач, постоянно прижат к маховику нажимным диском под воздействием очень сильных пружин. За счет огромных сил трения между маховиком, ведомым и нажимным дисками, все это вместе, как единое целое, вращается при работе двигателя. Но это только тогда, когда водитель не трогает педаль сцепления, независимо от того едет ли или стоит на месте его автомобиль.

А для начала движения машины, необходимо прижать ведомый диск, связанный с ведущими колесами (через первичный вал коробки передач и другие составляющие трансмиссии), к вращающемуся маховику, то есть – включить сцепление.

Схема работы сцепления

Как правильно включать сцепление? Вначале приотпускаем педаль, то есть даем возможность пружинам нажимного диска подвести ведомый диск к маховику до их легкого соприкосновения. За счет сил трения диск, проскальзывая некоторое
время относительно маховика, тоже начнет вращаться, а ваш автомобиль потихоньку двигаться. Затем на две – три секунды удерживаем педаль сцепления в средней позиции для того, чтобы скорость вращения маховика и диска уравнялись.

Машина при этом немного увеличивает скорость движения. И, наконец, когда маховик вместе с нажимным и ведомым дисками уже вращаются вместе без проскальзывания с одинаковой скоростью, 100%-но передавая крутящий момент к коробке передач
и далее на ведущие колеса автомобиля, остается только полностью отпустить педаль сцепления и убрать с нее ногу.

Если при начале движения педаль сцепления резко бросить, то автомобиль «прыгнет» вперед, а двигатель заглохнет. В худшем же варианте, что-нибудь еще и сломается, так как в этот момент возникает сильная ударная волна, которая многократно увеличивает нагрузки на все детали двигателя и агрегаты трансмиссии.

Для выключения сцепления водитель нажимает на педаль, при этом нажимной диск отходит от маховика и освобождает ведомый диск, прерывая передачу крутящего момента от двигателя к коробке передач. Нажимать на педаль сцепления следует достаточно быстрым, но не резким, спокойным движением до конца хода педали.

Основные неисправности сцепления

Сцепление «ведет» (выключается не полностью) из-за большого свободного хода педали сцепления, перекоса нажимного подшипника, коробления ведомого диска или поломки пружин. Для устранения неисправности следует отрегулировать свободный ход педали, удалить воздух из гидропривода, заменить неработоспособные диски и пружины.

Сцепление «пробуксовывает» (включается не полностью) из-за малого свободного хода педали, замасливания или износа фрикционных накладок ведомого диска, поломки пружин. Для устранения неисправности необходимо отрегулировать свободный ход педали, промыть или поменять диски, пружины.

Сцепление включается резко вследствие заеданий в механизме привода, задирах на рабочих поверхностях дисков, маховика и разрушения фрикционных накладок ведомого диска. Для устранения неисправности следует заменить неисправные узлы привода, устранить задиры на поверхностях дисков, заменить ведомый диск.

Подтекание тормозной жидкости в приводе выключения сцепления возможно из главного или рабочего цилиндров, а также в соединительных трубках.
Для устранения неисправности следует визуально определить место утечки и заменить неисправные узлы, с последующей прокачкой всего гидропривода (удалить из него воздух).

Эксплуатация сцепления

При эксплуатации автомобиля необходимо периодически проверять уровень в бачке, питающем жидкостью гидравлический привод сцепления. Если уровень окажется меньше нормы, то его обязательно следует восстановить, долив тормозной жидкости.
В противном случае, когда ее уровень понизится до нуля, усилие вашей ноги на педали сцепления будет передаваться в никуда.

Пониженный уровень жидкости или неправильная регулировка сцепления может привести к тому, что передачи на вашем автомобиле будут включаться с огромным усилием или вообще включаться не будут. И если, при полностью нажатой педали
сцепления, вам все-таки удастся «впихнуть» первую передачу, то автомобиль самопроизвольно начнет медленное движение, хотя в данный момент двигатель еще должен быть отделен от ведущих колес.

Как это может случиться и почему машина едет?

Описанная неприятность называется – сцепление ведет. Суть происходящего в следующем. В то время, когда ведомый диск сцепления не должен иметь контакта с маховиком, он все-таки за него немного цепляется, и поэтому часть крутящего момента передается на вал коробки передач и далее на ведущие колеса.

Со сцеплением может случиться неприятность и другого рода. Так как каждый раз, отпуская педаль сцепления, мы заставляем обе поверхности ведомого диска сильно тереться о железный маховик и не менее железный нажимной диск, то естественно боковые поверхности ведомого диска со временем изнашиваются.

Это нормальный процесс, предусмотренный конструкцией автомобиля, и ведомый диск является расходным материалом. Однако наступает момент, когда и первая передача включена, и педаль сцепления наверху, и «газуете» вы так, что у проезжающих мимо водителей «сердце кровью обливается». Но износ накладок ведомого диска уже настолько велик, что теперь он не зажимается между маховиком и нажимным диском с должным усилием, и, прокручиваясь, не передает крутящий момент от двигателя к трансмиссии. Описанное явление называется – сцепление пробуксовывает.

Конечно, здесь описан пример совсем уж глухого и слепого водителя, потому что машина намного раньше «предупреждала» его о том, что такой случай может произойти в ближайшее время. Еще раньше, на подходе к максимальному износу, ведомый диск начал пробуксовывать, сначала на четвертой передаче, затем на третьей и так далее.

Начало критического износа легко определить, двигаясь на четвертой передаче со скоростью 40 – 45 км/ч. Если при активном нажатии на педаль газа обороты
двигателя начинают увеличиваться, а машина продолжает движение с постоянной скоростью, то в подтверждение своей догадки вы еще и унюхаете специфический запах «подгорающих» накладок диска. Значит, пора покупать новый диск.

«Шелест» в районе сцепления и его пропадание при полностью нажатой педали сцепления означает, что вы должны готовится к замене выжимного подшипника. Резкие старты и ускорения машины, постоянное держание ноги на педали сцепления при
движении ведут к ускоренному износу не только сцепления, но и других агрегатов автомобиля.

Укорачивает срок службы сцепления и еще одна плохая привычка. Это когда водитель долго удерживает педаль сцепления в нажатом состоянии, например, на все время остановки перед красным сигналом светофора.

avtonov.info

Сцепление

При создании первых автомобилей с двигателями внутреннего сгорания сразу же выяснилась необходимость в механизме для передачи крутящего момента от двигателя к колесам автомобиля с учетом определенных условий. Выяснилось, что автомобилю нужен холостой ход и возможность изменить передаточное число для движения на разной скорости. Сцепление — часть этого механизма, который называется трансмиссией.

Для замены сцепления на Ferrari F50 необходимо отсоединить переднюю часть автомобиля от задней. Стоит такая операция от 18 до 20 тысяч условных единиц

Основной механизм трансмиссии — коробка переключения передач. На заре автомобилестроения она могла быть только механической. Менять передаточное число, не прерывая передачу крутящего момента, невозможно. Механизм, придуманный для осуществления этой задачи, называется сцеплением.

История создания сцепления

Предшественниками современного сцепления были разные механизмы. Одно из первых изобретений принадлежало Карлу Бенцу. На его автомобиле Benz Velo эту функцию выполняли два соединённых кожаным ремнём шкива. Раздвигая эти шкивы рычагом, водитель размыкал и смыкал сцепление. Несколько позже появился дополнительный шкив холостого хода, на который вручную перебрасывали ремень во время стоянки. У водителей было много претензий к этой конструкции. Намокнув, ремень начинал проскальзывать. Его постоянно нужно было поправлять, чуть ли не на каждом небольшом пригорке он слетал со шкивов. Да и ресурс у него был совсем небольшим. В 1889 году Готлиб Даймлер совместно с Вильгельмом Майбахом придумали конусообразное сцепление.

В автомобилях с двигателями мощностью свыше 300 лошадиных сил используются керамические диски сцепления, устойчивые к перегреву в нечеловеческих условиях работы

Схема сухого однодискового сцепления, отдаленно похожего на современное, была предложена в 1904-м году французской фирмой «Де Дион, Буттон и Трипардо». Подходящих материалов для диска сцепления французы не придумали, и он был не способен передавать крутящий момент без проскальзывания.

Современный вид сцеплению придали инженеры компании «Адам Опель» в 1965 году, установив в корзину сцепления диафрагменную пружину вместо радиальных пружин. Она имеет форму усеченного конуса из десятка упругих лепестков, выполняющих роль рычажков выключения. Благодаря этому сцепление стало работать значительно мягче. Дальнейшая эволюция заключалась в экспериментах с материалами, из которых делали диск и корзину, и с конструкцией отдельных элементов, таких как выжимной подшипник.

Устройство и принцип работы сцепления

Компоненты традиционного механического сцепления всех автомобилей похожи друг на друга. В их состав входит педаль сцепления, приводной механизм (гидравлический, пневматический, или механический), вилка сцепления, выжимной подшипник, ведомый диск, корзина сцепления, и маховик двигателя. Нажимая на педаль сцепления, водитель толкает вилку сцепления, далее, через выжимной подшипник, усилие передается на лепестки корзины.

Корзина отжимает ведомый диск сцепления от маховика, размыкая передачу крутящего момента.

Особенности эксплуатации сцепления

Ресурс диска, самого нагруженного элемента сцепления, при условии нормальной эксплуатации, составляет минимум сто тысяч километров пробега. Многое зависит от стиля вождения и привычек водителя. «Сжечь» сцепление можно очень быстро.

Меняется сцепление в сборе, так как это довольно трудоемкая работа, и если после замены, допустим, диска сцепления, появится гул выжимного подшипника, то придется опять снимать коробку передач. При замене сцепления обязательно стоит проверить состояние вилки на предмет трещин и деформаций.

Сложнее всего дается самостоятельная замена сцепления на автомобилях с задним приводом из-за сложности доступа. Верхний винт, крепления картера сцепления иногда приходится отвинчивать наощупь

Основной признак износившегося диска сцепления – необычно медленный разгон автомобиле при быстром росте оборотов двигателя, сопровождаемый запахом гари.

Проверить степень износа сцепления можно разными способами. Самый распространенный — поставить машину на стояночный тормоз и на первой передаче медленно отпустить педаль сцепления, добавив немного газа. Если машина заглохла — все в порядке. Если продолжает работать и стоять на месте — сцепление буксует, а значит, сильно изношено.

Дальнейшая эволюция сцепления

Сейчас многие производители устанавливают на автомобили полуавтоматические коробки передач. В этом случае в состав трансмиссии также входит механизм сцепления, хотя его конструкция значительно отличается от описанного в этой статье.

Сцепление отсутствует в конструкции электромобилей

Хорошим примером такого механизма может послужить коробка передач DSG компании Фольксваген, оснащенная двойным сцеплением, которое, в зависимости от поколения коробки, может быть как «сухим», так и погруженным в специальное масло с целью увеличения ресурса и борьбы с перегревом.

blamper.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о