Принцип работы однодискового сцепления

Сцепление автомобиля

Сцеплением называется силовая муфта, в которой передача крутящего момента обеспечивается силами трения, гидродинамическими силами или электромагнитным полем.

Такие муфты называются соответственно фрикционными, гидравлическими и электромагнитными.

Сцепление служит для временного разъединения двигателя и трансмиссии и плавного их соединения.

Временное разъединение двигателя и трансмиссии необходимо при переключении передач, торможении и остановке автомобиля, а плавное соединение – после переключения передач и при трогании автомобиля с места.

При движении автомобиля сцепление во включенном состоянии передает крутящий момент от двигателя к коробке передач и предохраняет механизмы трансмиссии от динамических нагрузок, возникающих в трансмиссии.

Так, нагрузки в трансмиссии возрастают при резком торможении с двигателем, пре резком включении сцепления, неравномерной работе двигателя и резком снижении частоты вращения коленчатого вала, наезде колес на неровности дороги и т.д.

На автомобилях применяют различные типы сцеплений (схема 1).

Схема 1 – Типы сцеплений, классифицированных по различным признакам.

Все указанные сцепления, кроме центробежных, являются постоянно замкнутыми, т.е. постоянно включенными и выключаемыми водителем при переключении передач, торможении и остановке автомобиля.

На автомобилях наибольшее применение получили фрикционные сцепления.

Однодисковые сцепления применяются на легковых автомобилях, автобусах и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности, а иногда и большой грузоподъемности.

Двухдисковые сцепления устанавливают на грузовых автомобилях большой грузоподъемности и автобусах большой вместимости.

Многодисковые сцепления используются очень редко – только на автомобилях большой грузоподъемности.

Гидравлические сцепления, или гидромуфты, в качестве отдельного механизма на современных автомобилях не применяются. Ранее они использовались в трансмиссии автомобилей, но только совместно с последовательно установленным фрикционным сцеплением.

Электромагнитные сцепления имели некоторое применение на автомобилях, но широкого распространения не получили в связи со сложностью их конструкции.

Требования к сцеплениям

Одним из основных показателей сцепления является его способность к передаче крутящего момента. Для ее оценки используется понятие величины коэффициента запаса сцепления ß, определяемой следующим образом:

ß = МСЦ / Мmax

где МСЦ – максимальный крутящий момент, который может передать сцепление,

Мmax – максимальный крутящий момент двигателя.

Помимо общих требований, касающихся каждого узла автомобиля, к сцеплению предъявляется ряд специфических требований, среди которых:

1. Плавность включения.

   В эксплуатации она обеспечивается квалифицированным управлением, но некоторые элементы конструкции предназначены для повышения плавности включения сцепления даже при низкой квалификации водителя.

2. Чистота выключения.

   Абсолютное выключение, при котором крутящий момент на выходном вале сцепления равен нулю, труднодостижимо, но если момент, передаваемый выключенным сцеплением, достаточно мал и не мешает включать передачи, то можно считать, что такое сцепление выключено практически чисто.

3. Надежная передача крутящего момента при любых условиях эксплуатации. Слишком низкое значение коэффициента запаса приводит к увеличению времени буксования сцепления при трогании автомобиля (особенно в тяжелых эксплуатационных условиях), повышенному его нагреву и износу. Излишне большая величина коэффициента запаса сопровождается увеличением размеров и массы сцепления, повышением усилия, необходимого для управления им, и ухудшением предохранения трансмиссии и двигателя от перегрузок. Обычно значение коэффициента запаса сцепления составляют 1,4 – 1,7 для легковых и 1,5 – 2,0 для грузовых автомобилей, увеличиваясь до 2,3 на тяжелых тягачах.
4. Минимальная величина момента инерции ведомых частей. Нарушение этого требования не скажется на выполнении сцеплением своих функций, однако будет приводить к удлинению процесса переключения передач и снижению срока службы синхронизаторов коробки передач.
5. Удобство управления. Это общее для всех органов управления требование конкретизируется в виде требований к ходу педали и требуемому для ее нажатию усилию. Действующие в России ограничения в настоящее время составляют 150 Н усилия для автомобилей, имеющих усилители привода сцепления, и 250 Н для автомобилей без усилителей. Ход педали обычно не более 160 мм.

Типовое устройство сцепления — однодисковое, фрикционное

Фрикционным сцеплением называется дисковая муфта, в которой крутящий момент передается за счет силы сухого трения.

Широкое распространение на современных автомобилях получили однодисковые сухие сцепления. Однодисковым сцеплением называется фрикционная муфта, в которой для передачи крутящего момента применяется один ведомый диск.

Однодисковое сцепление (схема 2, а) состоит из ведущих и ведомых деталей, а также из деталей включения и выключения сцепления.

Схема 2 – Однодисковое фрикционное сцепление

а – включено; б – выключено; 1 – кожух; 2 – нажимной диск; 3 – маховик; 4 – ведомый диск; 5 – пластина; 6 – пружина; 7 – подшипник; 8 – педаль; 9 – вал; 10 – тяга; 11 – вилка; 12 – рычаг

Кожух 1 прикреплен болтами к маховику. Нажимной диск 2 соединен с кожухом упругими пластинами 5.

Это обеспечивает передачу крутящего момента от кожуха на нажимной диск и перемещение нажимного диска в осевом направлении при включении и выключении сцепления.

Ведомый диск 4 установлен на шлицах первичного (ведущего) вала 9 коробки передач.

Сцепление имеет привод, в который входят педаль 8, тяга 10, вилка 11 и муфта с выжимным подшипником 7.

При отпущенной педали 8 сцепление включено, так как ведомый диск 4 прижат к маховику 3 нажимным диском 2 усилием пружин 6.

Сцепление передает крутящий момент от ведущих деталей к ведомым через поверхности трения ведомого диска с маховиком и нажимным диском.

При нажатии на педаль 8 (схема 2, б) сцепление выключается, так как муфта с выжимным подшипником 7 перемещается к маховику, поворачивает рычаги 12, которые отодвигают нажимной диск 2 от ведомого диска 4. В этом случает ведущие и ведомые детали сцепления разъединены, и сцепление не передает крутящий момент.

Однодисковые сцепления просты по конструкции, дешевы в изготовлении, надежны в работе, обеспечивают хороший отвод теплоты от трущихся поверхностей, чистоту выключения и плавность включения. Они удобны в обслуживании при эксплуатации и ремонте.

Сцепление с периферийными пружинами несколько сложнее по конструкции (большое количество пружин). Кроме того, поломка одной из пружин в эксплуатации может быть не замечена, что приведет к повышенному износу сцепления.

Сцепление с одной центральной пружиной проще по конструкции и надежнее в эксплуатации.

При центральной диафрагменной пружине сцепление имеет меньшие массу и габаритные размеры, а также меньшее количество деталей, так как пружина кроме своей функции выполняет еще и функцию рычагов выключения сцепления. Кроме того, она обеспечивает равномерное распределение усилия на нажимной диск. Сцепления с центральной диафрагменной пружиной применяются на легковых автомобилях из-за трудности изготовления пружин с большим нажимным усилием при малых габаритных размерах сцепления.

Сцепление с центральной конической пружиной имеет преимущество в том, что нажимная пружина не соприкасается с нажимным диском и поэтому при работе сцепления меньше нагревается и дольше сохраняет свои упругие свойства. Кроме того, благодаря конструкции нажимного механизма сцепление может передавать большой крутящий момент при сравнительно небольшой силе пружины. Такие сцепления применяются на грузовых автомобилях большой грузоподъемности.

Приводы сцеплений

Приводы фрикционных сцеплений могут быть механическими, гидравлическими и электромагнитными.

Наибольшее применение на автомобилях получили механические и гидравлические приводы.

Механические приводы просты по конструкции и надежны в работе.

Однако они имеют меньший КПД, чем гидравлические приводы сцеплений.

Гидравлические приводы, имея большие КПД, обеспечивают более плавное включение сцепления и уменьшают усилие, необходимое для выключения сцепления.

Но гидравлические приводы сложнее по конструкции и в обслуживании, менее надежны в работе, более дорогостоящи и требуют больших затрат при обслуживании в эксплуатации.

Для облегчения управления сцеплением в приводах часто применяют механические усилители в виде сервопружин, пневматические и вакуумные. Так, сервопружины уменьшают максимальное усилие выключения сцепления на 20…40%.

Неисправности и техническое обслуживание сцепления

Источник: https://carspec.info/sceplenie

Двухдисковое сцепление — грамотно передаем

Победа в гонке не всегда зависит от того, насколько у вас мощный двигатель, насколько вы удачливы или умелые, ловкие или смелые.

Победа в спортивном соревновании или светофорной гонке всецело подчинена единству и гармонии гонщика с его автомобилем.

Ни один узел или агрегат не сможет нормально функционировать, если плоды его усилий сводятся на нет другим узлом.

Описывать, что такое сцепление и зачем оно необходимо не буду.

Скажу только, что сцепление бывает разным: сухим, мокрым, однодисковым, двухдисковым и многодисковым и тд.

Все зависит от автомобиля, на который оно ставится и задач, которые выполняет данный автомобиль.

Большинство современных автомобилей оснащены фрикционным (сухим) однодисковым сцеплением и его им вполне достаточно.

Грузовики и специальная техника оснащены двухдисковым, но такой вид сцепления устанавливают и на спортивные авто. Объясню.

Подобный вид сцепления предназначен для мощных моторов, крутящий момент, которых способен нанести вред обычному сцеплению и всей трансмиссии.

Принцип действия двухдискового сцепления

Так же как и у однодискового сцепления, двухдисковое передает крутящий момент от маховика к коробке.

Отличается, только тем что двухдисковое способно передать больший крутящий момент, а так же имеет гораздо больший ресурс по сравнению с однодисковым.

Отличительная особенность в конструкциях — это количество ведомых дисков и наличие между ними проставки.

Устройство двухдискового сцепления

Узел состоит из таких деталей как:

• Два ведомых диска;
• Рычаги и вилки рычагов;
• Выжимной подшипник и выжимные пружины;
• Нажимной и промежуточные диски;
• Кожух и нажимные пружины.

При нажатии на педаль сцепления мы приводим в действие, как и в случае с однодисковым, выжимной подшипник, который, в свою очередь, давит на выжимные рычаги и оттягивает на себя нажимной диск. Диск отжат от ведомого (первого) и отжимные пружины получаются отпущены. Эти пружины отпускают промежуточный ведущий диск, который отходит за счет пружин второго фрикционного диска. Ход движения второго идентичный первому и имеет такой же шаг. Таким образом происходит двойной выжим одним движением. Аналогичным образом происходит обратное движение при котором происходит последовательное соединение дисков. Двухдисковое сцепление своего рода усиленный вариант однодискового с распределенным усилием и нагрузкой равномерно. Равномерность взаимодействия, ресурс и усилие отличает эти два вида сухого сцепления.

Двухдисковое сцепление на спортивных авто

Не стоит путать равномерное схватывание с плавным. Это две большие разницы.

Про плавный подхват можно забыть, он возникнет, только когда водитель окончательно приноровится и то оно не будет плавным, а лишь станет комфортнее.

Особенно, если брать в учет, что двухдисковое сцепление устанавливается в совокупности с облегченным маховиком.

Существует одна особенность.

Из-за легкого веса тюнингованный спортивный маховик успевает замедляться и при медленном переключении машина кивает, как в случае с забитыми песком форсунками.

Также стоит обратить внимание на то, что благодаря облегченному маховику на холостых оборотах и при разгоне до в диапазоне до 1500 оборотов возникает посторонние шумы и потрескивания. Это тарахтит трансмиссия, но этого не стоит опасаться, все в порядке. Даже на драг и дрифт корчах такое присутствует и пропадает при разгоне свыше 1500 об.

Эффект от двухдискового сцепления

Схватывание происходит гораздо жестче, что требует определенной привычки.

При высоких оборотах отсутствует прокручивание диска и крутящий момент в полной мере передается на трансмиссию.

Однако все это хорошо начинает работать при правильной балансировке крутящих элементов. По хорошему при замене сцепления и маховика необходимо сделать балансировку. Зачем?

Балансировка маховика и сцепления

Множество неприятностей можно избежать при хорошо сбалансированном маховике и сцеплении. Например можно избавится от вибрации, уменьшить расход топлива и продлить срок службы двигателя.

Каким образом?
Вообще, по хорошему необходимо, также, балансировать коленвал. Но если мы его не снимали, а свапнули двигатель (поставили более мощный), то балансировка не потребуется. Но вернемся к маховику и сцеплению.

Изначально, на заводе, при условии идеально выполненного литья и сборки маховика и сцепления не исключены, а порой и даже обязательны неравномерные распределения массы.

Проще говоря, плотность материала из которого изготовлено изделие, в некоторых местах разное. В связи с этим, при инерции вращения, возникает дисбаланс, точно так же как и на колесах. Последствия дисбаланса коле многим известна.

А вот о дисбалансе сцепления и маховика не многие знают.

Прежде всего необходимо отбалансировать маховик, потом сцепление, потом в сборе.

Проще всего отвезти в специализированные мастерские и получить пригодные детали для установки. Однако, вполне можно справится с этим в домашних условиях.

Для этого необходимо разместить маховик в свободном вывешивании, чтобы определить место дисбаланса. Это просто, когда маховик свободно висит, то самая тяжелая его часть оказывается снизу.

Далее устраняем лишний металл с помощью высверливания. Таким же образом проверяем дисбаланс в сборе и уже разницу исправляем дополнительными грузами. Конечно, гаражная балансировка не панацея от всех бед, но это гораздо лучше, что ее отсутствие. А с учетом, более жесткого спортивного сцепления и мощного двигателя это особенно актуально.

Источник: https://autoburum.com/blog/240-dvuhdiskovoje-sceplenije-gramotno-peredajem-krutashhij-moment

Устройство автомобилей



Однодисковые сцепления получили наибольшее применение вследствие простоты конструкции, незначительного момента инерции ведомых деталей, лучшего теплоотвода и полноты выключения.

Конструкцию однодисковых сцеплений и особенности их работы рассмотрим на примере сухого однодискового сцепления автомобилей марки «ВАЗ» и «ЗИЛ».

***

Сцепление легкового автомобиля

Устройство однодискового сцепления легкового автомобиля ВАЗ-2110 представлено на рис. 1. Конструктивно оно представляет собой постоянно замкнутое, сухое сцепление с мембранной центральной нажимной пружиной и механическим приводом.

Стальной штампованный кожух сцепления 3 крепится к маховику 6 шестью болтами 4, а с нажимным диском 5 соединяется тремя парами упругих стальных пластин 18, которые обеспечивают перемещение нажимного диска в осевом направлении и передают крутящий момент с кожуха на нажимной диск. Кожух центрируется относительно маховика с помощью штифтов.

На кожухе с внутренней стороны устанавливаются кольца 19, являющиеся опорами для мембранной пружины. На нажимном диске выполнен кольцевой выступ, на который нажимная пружина опирается своим наружным краем.

Нажимная пружина 11 выполняется методом штамповки из листовой стали и в свободном состоянии имеет форму усеченного конуса.

Ведущие детали сцепления проходят статическую балансировку путем высверливания металла на нажимном диске.

Ведомый диск 7 сцепления состоит из диска с фрикционными накладками 16 и гасителя крутильных колебаний.

Диск стальной, с радиальными прорезями, делящими его на сектора, отогнутые поочередно в разные стороны, что придает волнообразную форму его рабочей поверхности.

К секторам ведомого диска независимо одна от другой приклепаны фрикционные накладки 16.

Головки заклепок утопают в отверстиях накладок, а их стержни расклепаны на поверхности ведомого диска.

Для этого в противоположной фрикционной накладке выполнены отверстия бόльшего диаметра.
Такое крепление накладок способствует повышению плавности включения сцепления.

Ведомый диск соединяется со ступицей 15 с помощью гасителя крутильных колебаний, позволяющего смещаться ступице относительно диска в тангенциальном направлении (по касательной) за счет деформации пружин 17 гасителя.

Поглощение энергии колебаний происходит при совершении работы трения фрикционных элементов, расположенных между ведомым диском и диском, к которому приклепана ступица.

Усилие, сжимающие эти диски, установлено при сборке на заводе-изготовителе.

Окна в ступице делаются одинаковыми, а в ведомом диске часть окон имеет бόльшую длину, поэтому не все пружины начинают деформироваться одновременно. Это позволяет расширить диапазон колебаний, при которых гаситель начинает эффективно работать.

***



Общее устройство такого сцепление во многом похоже на устройство рассмотренного выше сцепления легкового автомобиля, но здесь в качестве нажимного устройства вместо центральной мембранной пружины применяются периферийно расположенные цилиндрические витые пружины.

Чугунный нажимной диск 2 расположен в стальном штампованном кожухе 12, прикрепленном восемью центрирующими болтами 21 к маховику 1 двигателя.

Диск соединяется с кожухом четырьмя упругими пластинами 14, концы которых заклепками крепятся к кожуху и болтами с втулками – к нажимному диску.

Через эти пластины усилие передается от кожуха сцепления на нажимной диск, в то же время, благодаря упругой деформации пластин, диск может перемещаться в осевом направлении.

Между кожухом и диском установлено шестнадцать нажимных пружин 13. Пружины центрируются на нажимном диске с помощью специальных выступов и опираются на него через теплоизолирующие шайбы 15.

К стальному диску заклепками приклепывают фрикционные накладки, которые увеличивают коэффициент трения, а радиальные прорези в диске предотвращают его коробление при нагревании, а также служат своеобразными каналами для отвода теплоты от диска.
Диск балансируется с помощью балансировочных пластин.

Гаситель крутильных колебаний устроен следующим образом.
Ведомый диск 3, кольцо 33 гасителя и стальные фрикционные пластины 31 соединены друг с другом заклепками.

К ступице 30 приклепаны два диска 29 гасителя и маслоотражатель 32.
Упругой муфтой гасителя является восемь равномерно расположенных по окружности пружин 28.

Каждая пружина вместе с опорными пластинами 27 размещена в прямоугольных вырезах ведомого диска 3 и дисков 29 гасителя.

Фрикционным элементом являются поверхности трения фрикционных пластин 31 и внутренние поверхности дисков 29 гасителя.

При сжимании пружин гасителя возможно поворачивание ступицы относительно ведомого диска, при этом преодолеваются силы упругости пружин и силы трения в фрикционном элементе (рис. 3).

Максимальный угол закручивания определяется полным сжатием пружин до соприкосновения витков.

Четыре рычага 5 выключения сцепления (рис. 2) соединены с помощью осей 18 и игольчатых подшипников 20 с нажимным диском 2 и вилками 6.

Вилки присоединены к кожуху регулировочными гайками 16, имеющими сферическую опорную поверхность.

Гайки прижимаются к кожуху стопорными пластинами 17, каждая из которых закреплена на кожухе двумя болтами.

Благодаря сферической поверхности гаек вилки могут покачиваться относительно кожуха, что необходимо при повороте рычагов выключения (при выключении и включении сцепления). Этими же гайками регулируется положение рычагов при сборке сцепления.

***

Сухое двухдисковое сцепление



Олимпиады и тесты

Источник: http://k-a-t.ru/mdk.01.01_transmjssia/sceplenje_3/

Журнал Автомобилисты

К сожалению использование силового агрегата (ДВС) и коробки передач невозможно без использования сцепления.

Так или иначе, автомобиль не сможет адекватно реагировать на управление водителем, например, при старте машины, или что хуже, во время остановки.

Как работает сцепление

Давайте рассмотрим, как работает сцепление. На сегодняшний день получило широкое распространение сухое однодисковое, включенное постоянно сцепление.

То есть, получается, что когда автомобиль находится на стоянке, или во время постоянной езды (с определенной постоянной скоростью), то сцепление по умолчанию всегда включено и работает как связь между коробкой перемены передач (механической или автоматической) и маховиком двигателя. Получается, что принцип работы сцепления состоит в постоянном соединении маховика силового агрегата и КПП, а при необходимости – их разъединении.

Продолжим отвечать на вопрос как работает сцепление. Посмотрим, что же происходит во время полного выжима педали привода сцепления.

В заключение отвечая на вопрос – как работает сцепление следует рассказать, что же происходит, во время того как педаль не нажата.

Когда сцепление находится в рабочих положениях, в шлицевую муфту поступает первичный вал.

Под воздействием выжимных пружин на прижимном диске корзины сцепления происходит полное соприкосновение, при котором маховик прижимается к диску сцепления.

Благодаря этому крутящий момент, который создается на двигателе, полностью передается с помощью диска сцепления на коробку перемены передач.

Принцип работы сцепления для чайников можно свести к следующему – в результате работы сцепления происходит плотный прижим друг к другу рабочих поверхностей трех составляющих:

1. Маховик;
2. Накладок самого диска сцепления.
3. Прижимных поверхностей корзины сцепления

Принцип работы сцепления, которое постоянно выключено, прямо противоположно описанному выше. Однако такой вид сцепления не получил широкого распространения, и поэтому мы не будем останавливаться на более детальном рассмотрении этого вопроса.

Принцип действия сцепления сводится к тому, что в определенные моменты оно не работает, при этом, постоянно сцепление включено и работает вместе с маховиком и кпп.

Принцип работы двухдискового сцепления

Принцип действия сцепления различных типов сходно, как и их устройство. Однако, функционируют они по-разному. Давайте рассмотрим, как работает двухдисковое сцепление.

В первую очередь следует обратить внимание, на то, что двухдисковое сцепление всегда используется на сильно нагруженном механически транспорте. То есть, когда идет большая нагрузка на силовой агрегат автомобиля и нужна более сильная связь между двигателем и сцеплением.

Такими транспортными средствами могут быть:

• Бронетанковая техника;
• Грузовые автомобили;
• Тяжелые мотоциклы;
• Спорткары.

Работает двухдисковое сцепление следующим образом: с помощью выжимного подшипника возникает усилие, которое передается на выжимные рычаги, которые оттягивают нажимной диск.

Затем, нажимной диск отключается от первого ведомого диска, и происходит отжим пружин. Эти пружины отсоединяют промежуточный ведущий диск, и тот, в свою очередь отходит от второго – фрикционного диска.

Это происходит за счет того, что используются другие отжимные пружины.

Для равномерного хода нажимных дисков, сделаны шпильки, которые ввернуты в маховик. Прижимные или нажимные диски перемещаются по этим шпилькам. К этим же шпилькам прикреплена сама корзина сцепления, а также на них одеты отжимные пружины.

Устройство сцепления

В настоящее время существует два основных вида сцепления, это:

• Сцепление с одним диском, в котором, для осуществления механической связи между КПП и силовым агрегатом используется один диск;
• Двухдисковое – для механической связи используется два диска.

Однодисковое сцепление состоит из:

1. Педали сцепления;
2. Ведущего (нажимного диска);
3. Ведомого диска сцепления;
4. Накладки, выполненной из фрикционного (обладающего высоким трением) материала;
5. Пружины, которая прижимает ведущий диск к маховику;
6. Нажимной муфты сцепления;
7. Вала педали сцепления;
8. Ведущего нажимного диска;
9. Выжимного упорного подшипника;
10. Рычага включения.

Пневматический усилитель

Некоторые автомобили, которые имеют повышенные нагрузки при работе, имеют пневматический усилитель.

К примеру, такой усилитель устанавливают на автомобилях марки КАМАЗ.

Данный усилитель предназначен для уменьшения основного усилия, которое прикладывает водитель к педали выключения сцепления.

Стоит также отметить, что существуют различные виды коробок передач – механическая, автоматическая и роботизированная. Отсюда следует различие в сцеплениях, применимых на таких автомобилях.

На роботизированных КПП используют два сцепления, при этом они работают попеременно.

Существуют также два варианта выжима сцепления:

1. С электрическим актуатором;
2. С гидравлическим актуатором.

Надеемся вы получили представление о том, как работает сцепление в автомобиле и узнали много интересного о видах сцепления, его устройстве и усилителе.

Как видно из статьи, работа сцепления не сложна, однако сам механизм сцепления достаточно сложен.

Поэтому не следует забывать о своевременном техническом обслуживании сцепления, в частности – его регулировке.

Источник: http://avtomobilisty.com/kak-ustroeno-i-rabotaet-sceplenie.html