Принцип роботи зчеплення. Пристрій зчеплення автомобіля

Зчеплення - невід`ємна частина будь-якого сучасного автомобіля. Саме цей вузол приймає на себе всі колосальні навантаження і удари. Особливо висока напруга відчувають пристрої на автомобілях з механічною КПП. Як ви вже зрозуміли, в сьогоднішній статті ми розглянемо принцип роботи зчеплення, його конструкцію і призначення.

Характеристика елемента

Зчеплення являє собою силову муфту, яка здійснює передачу крутного моменту між двома основними складовими автомобіля: двигуном і коробкою передач. Складається воно з декількох дисків. Залежно від типу передачі зусиль дані муфти можуть бути гідравлічними, фрикційними або ж електромагнітними.

Призначення

Автоматичне зчеплення призначене для тимчасового від`єднання трансмісії від двигуна і плавною їх притирання. Необхідність у ній виникає в міру того, як починається рух. Тимчасове роз`єднання мотора і КПП потрібно і при подальшому перемиканні швидкостей, а також при різкому гальмуванні і зупинці транспортного засобу.

Під час руху машини система зчеплення перебуває здебільшого у включеному стані. В цей час вона передає потужність від двигуна до коробки перемикання передач, а також охороняє механізми КПП від різних динамічних навантажень. Тих, які виникають в трансмісії. Таким чином, навантаження на неї зростають у міру гальмування двигуна, при різкому включенні зчеплення, зниженні частоти обертів коленвала або при наїзді транспортного засобу на нерівності дорожнього полотна (ями, вибоїни і так далі).

Класифікація за зв`язки провідних і ведених частин

Зчеплення класифікують за кількома ознаками. За зв`язку ведучих і ведених частин прийнято розрізняти такі типи пристроїв:

• Фрикційні.
• Гідравлічні.
• Електромагнітні.

За типом створення натискних зусиль

За цією ознакою розрізняють типи зчеплення:

• З центральної пружиною.
• Відцентрові.
• З периферійними пружинами.
• Полуцентробежние.

За кількістю ведених валів системи бувають одно-, дво- і багатодискові.

За типом приводу

• Механічний.
• Гідравлічний.

Всі вищевказані типи зчеплень (за винятком відцентрових) є замкнутими, тобто постійно вимкненими або включеними водієм при перемиканні швидкостей, зупинці і гальмуванні транспортного засобу.

На даний момент більшу популярність здобули системи фрикційного типу. Такі вузли використовуються як на легкових, так і на вантажних автомобіля, а також на автобусах малого, середнього та великого класу.

2-дискові зчеплення використовуються тільки на великотоннажних тягачах. Також вони встановлюються на автобуси великої місткості. Багатодискові ж практично не застосовуються автовиробниками в даний момент. Раніше вони використовувалися на большегрузов. Також варто відзначити, що гідромуфти в якості окремого вузла на сучасних машинах не застосуються. До недавнього часу вони використовувалися в коробках автомобілів, проте тільки спільно з послідовно встановленим фрикційним елементом.

Що стосується електромагнітних зчеплень, то вони на сьогоднішній день не набули широкого поширення в світі. Пов`язано це зі складністю їх конструкції і з дорогим обслуговуванням.

Принцип роботи зчеплення з механічним приводом

Варто відзначити, що даний вузол має однаковий принцип роботи незалежно від кількості ведених валів і типу створення натискних зусиль. Виняток становить тип приводу. Нагадаємо, він буває механічним і гідравлічним. І зараз ми розглянемо принцип роботи зчеплення з механічним приводом.

Як же діє даний вузол? У робочому стані, коли педаль зчеплення не порушена, ведений диск затиснутий між натискним і маховиком. У цей час передача крутящих зусиль на вал проводиться за рахунок сили тертя. Коли водій натискає ногою на педаль, трос зчеплення переміщається в кошику. Далі важіль повертається щодо свого місця кріплення. Після цього вільний кінець вилки починає тиснути на вижимний підшипник. Останній, переміщаючись до маховика, - тиснути на пластини, які відсувають натискний диск. В даний момент ведений елемент звільняється від прижимающих зусиль і таким чином відбувається від`єднання зчеплення.

Далі водій вільно виробляє перемикання передачі і починає плавно відпускати педаль зчеплення. Після цього система знову включає в зв`язок ведений диск з маховиком. У міру відпускання педалі зчеплення включається, відбувається притирання валів. Через деякий час (пару секунд) вузол повною мірою починає передавати крутний момент на двигун. Останній через маховик здійснює привід на колеса. Варто відзначити, що трос зчеплення присутній тільки на вузлах з механічним приводом. Нюанси конструкції іншої системи ми опишемо в наступному розділі.

Принцип роботи зчеплення з гідравлічним приводом

Тут, на відміну від першого випадку, зусилля від педалі до механізму передається за допомогою рідини. Остання міститься в спеціальних трубопроводах і циліндрах. Пристрій даного типу зчеплення дещо відрізняється від механічного. На шлицевом кінці ведучого вала трансмісії і сталевого кожуха, закріпленого до маховика, встановлюється 1 ведений диск.

Усередині кожуха є пружина з радіальним пелюсткою. Вона служить вижимним важелем. Керуюча педаль при цьому підвішується на осі до кронштейна кузова. До неї також прикріплений штовхач головного циліндра на шарнірному з`єднанні. Після того як відбувається вимикання вузла і перемикання передачі, пружина з радіальними пелюстками повертає педаль у вихідне положення. До речі, схема зчеплення представлена на фото праворуч.

Але це ще не все. У конструкції вузла присутня як головний, так і робочий циліндр зчеплення. По своїй конструкції обидва елементи дуже схожі між собою. Обидва складаються з корпусу, всередині якого присутній поршень і спеціальний штовхач. Як тільки водій натискає педаль, задіюється головний циліндр зчеплення. Тут за допомогою штовхача поршень переміщається вперед, завдяки чому тиск усередині збільшується. Подальше його пересування призводить до того, що рідина проникає в робочий циліндр через нагнітальний канал. Так от, завдяки впливу штовхача на вилку і відбувається вимикання вузла. У той час, коли водій починає відпускати педаль, робоча рідина надходить назад. Ця дія призводить до включення зчеплення. Даний процес можна описати так. Спочатку відкривається зворотний клапан, який стискає пружину. Далі йде повернення рідини з робочого циліндра в головний. Як тільки тиск у ньому стає менше зусилля натискання пружини, клапан закривається, а в системі утворюється надлишковий тиск рідини. Так відбувається нівелювання всіх зазорів, які знаходяться в певній частині системи.

У чому відмінність двох приводів?

Основна перевага систем з механічним приводом полягає в простоті конструкції і невибагливості в обслуговуванні. Однак на відміну від своїх аналогів вони мають менший коефіцієнт корисної дії.

Гідравлічні зчеплення (фото його представлено нижче), завдяки високій продуктивності, забезпечує більш плавне включення і виключення вузлів.

Однак такий тип вузлів набагато складніше за своєю конструкцією, через що вони менш надійні в роботі, більш вибагливі і затратні в обслуговуванні.

Вимога до зчепленням

Один з головних показників даного вузла - висока здатність до передачі зусиль крутного моменту. Для оцінки цього фактора використовується таке поняття, як «величина коефіцієнта запасу зчеплення».

Але, крім основних показників, які стосуються кожного вузла машини, до даної системи пред`являється цілий ряд інших вимог, серед яких слід відзначити:

• Плавність включення. При експлуатації автомобіля даний параметр забезпечується кваліфікованим управлінням елементами. Проте деякі деталі конструкції призначені для збільшення ступеня плавного включення вузла зчеплення навіть при мінімальній кваліфікації водія.
• «Чистота» вимикання. Даний параметр увазі повне вимикання, при якому зусилля крутного моменту на вихідному валу відповідають нульовому або близькій до нього значенням.
• Надійна передача потужності від трансмісії до двигуна при будь-яких режимах роботи і експлуатації. Іноді при заниженому значенні коефіцієнта запасу зчеплення починає пробуксовувати. Що призводить до підвищеного його нагріванню і зносу деталей механізму. Чим вище даний коефіцієнт, тим більше маса і розміри вузла. Найчастіше це значення складає близько 1.4-1.6 для легкових автомобілів і 1.6-2 для вантажівок і автобусів.
• Зручність управління. Дана вимога є узагальненим для всіх органів управління транспортного засобу і конкретизується у вигляді характеристики ходу педалі і ступеня зусиль, необхідних для повного відключення зчеплення. На даний момент в Росії діє обмеження в 150 і 250 Н для автомобілів з підсилювачами приводу і без них відповідно. Сам хід педалі часто не перевищує позначки 16 сантиметрів.

Висновок

Отже, ми розглянули будову та принцип роботи зчеплення. Як бачите, даний вузол має велике значення для автомобіля. Від його працездатності залежить справність всього транспортного засобу. Тому не слід рвати зчеплення, різко прибираючи ногу з педалі при русі. Щоб максимально зберегти деталі вузла, необхідно плавно відпускати педаль і не практикувати тривалих виключень системи. Так ви забезпечите довгу і надійну роботу всіх її елементів.