Гидравлический привод сцепления: облегченный труд водителя

Любой механизм должен иметь органы воздействия, а также управление. Не является в этом плане исключением сцепление автомобиля. Предназначенное для кратковременного разъединения трансмиссии и двигателя, оно является неотъемлемой частью любого транспортного средства, служит для обеспечения возможности управления машиной.

Для передачи воздействия от водителя на этот механизм на легковых автомобилях обычно используется гидравлический привод; одной из ответственных деталей подобного устройства является главный цилиндр сцепления.

Об устройстве гидравлического привода

Чтобы лучше понимать, о чем будет идти речь, надо хотя бы схематично представить конструкцию такого привода. Его назначение, устройство, роль в составе автомобиля оставим в стороне, в данном случае важен сам гидравлический привод.

Его реализацию, в качестве примера, как один из возможных вариантов, можно увидеть на приведенном ниже рисунке. Этого достаточно для понимания устройства и работы привода сцепления, а также понимания его роли и значения в составе автомобиля.

Из деталей привода на рисунке необходимо отметить такие узлы:

1. бачок для заливки тормозной жидкости (1), которая используется в качестве наполнителя гидравлического привода;
2. главный цилиндр сцепления (2);
3. гидротрубки (3,4,5) и шланг (7);
4. рабочий цилиндр сцепления (8);
5. педаль (6) и возвратная пружина (9).

Особенности выбора минерального масла. Можно ли использовать его в гидроприводе сцепления

Минеральное масло должно приспособиться к тяжелым условиям функционирования в передачах, ведь температурный режим может достигать +150 С. К маслам, соответственно, предъявлены жесткие требования, поскольку помимо выполнения функции смазки трущихся поверхностей они играют роль рабочего тела.

Так, минеральное масло должно обладать достаточным количеством эксплуатационных качеств:

• высокая стабильность в течение полного эксплуатационного срока;
• минеральное масло должно иметь интенсивную аэрацию;
• высокие показатели образования пены;
• минеральное масло должно характеризоваться присутствием в составе противокоррозионных присадок, обеспечивающих снижение действия коррозии;
• оптимальный уровень вязкости и плотности, который должно иметь минеральное масло. Если уровень и КПД высокие, показатель вязкости – минимальный, если нужно обеспечить в области поверхностей трения пленку – требуется высокий показатель вязкости;
• отсутствие качеств агрессивности в отношении деталей, используемых для уплотнения и по сравнению с другими элементами, работающими в системе.

Нередко на практике применяется специальное минеральное масло, которое изготовлено на базе веретенных компонентов с низким уровнем вязкости и присутствием присадок.

Однако стоит обратить особое внимание: в современных автомобилях минеральное масло в гидроприводе сцепления не используется, так как оно может разрушить резиновые элементы конструкции. Для этого применяют специальную тормозную жидкость DOT4. Также недопустимо смешивание тормозных жидкостей разных типов.

Как работает гидравлический привод

Не касаясь устройства отдельных узлов данного механизма, к этому можно будет вернуться немного позже, вполне достаточно упрощенно ознакомиться с его работой. Будем считать, что в привод залито необходимое количество тормозной жидкости, он исправен и полностью работоспособен.

При нажатии на педаль (6) усилие через шток передается в главный цилиндр привода сцепления (2). Он воспринимает это усилие, а затем через систему трубок и шлангов передает его на рабочий цилиндр сцепления. Последний через вилку сцепления и выжимной подшипник отключает трансмиссию от двигателя.

Устройство автомобилей



Привод сцепления служит для дистанционного управления сцеплением. Наибольшее распространение получили механический и гидравлический приводы.

Применение на автомобиле того или иного привода определяется типом сцепления, компоновкой автомобиля и рядом требований по обеспечению легкости и удобства управления. Так, полный ход педали сцеплении не должен превышать 190 мм, а усилие на педали – 150 Н для легкового автомобиля и 250 Н для грузового автомобиля. Поэтому общее передаточное число в существующих конструкциях привода сцепления находится в пределах от 25 до 50. В случае, если для обеспечения работы сцепления необходимо более высокое передаточное число, применяют усилители разных типов.

***

Механический привод сцепления

Механический привод сцепления прост по конструкции и надежен в эксплуатации, но обладает меньшим КПД по сравнению с гидравлическим приводом, поскольку в шарнирных сочленениях составляющих привод тяг, рычагов, в оболочках гибких валов теряется много энергии из-за сил трения. Поэтому такой тип привода применяется, как правило, если сцепление находится вблизи от органов управления (педали сцепления).

Существуют тросовый и рычажный механические приводы сцепления.

Тросовый привод (рис. 1, а) применяется на легковых переднеприводных автомобилях. Педаль 14 имеет верхнюю опору на кронштейне 16 и соединена с наконечником 10 троса. Трос заключен в оболочку 1, имеющую два наконечника. Верхний наконечник 12 оболочки выведен в салон автомобиля и упирается в упорную пластину 11, а нижний наконечник 2 оболочки закреплен в кронштейне 3 на картере сцепления. Нижний наконечник 5 троса через поводок 8 соединен с рычагом 9 вилки выключения сцепления. Регулировка хода педали осуществляется шайбами 6.

При нажатии на педаль сцепления трос перемещается внутри оболочки и перемещает рычаг вилки выключения сцепления, которая в дальнейшем воздействует на муфту выключения сцепления.



Рычажный привод грузового автомобиля (рис. 1, б) обеспечивает передачу усилия на сцепление при его выключении следующим образом. При воздействии на педаль 14, закрепленную на валу 20, поворачивается рычаг 18, связанный с противоположным концом вала. Рычаг вала перемещает прикрепленную к нему на оси тягу 19, которая связана с рычагом 17 вилки выключения сцепления. Вместе с вилкой перемещается прижатая к ней с помощью пружины муфта выключения сцепления. После выбора зазора между подшипником выключения сцепления и рычагами начнется выключение сцепления.

Зазор в сцеплении должен быть равен 3…4 мм, что соответствует 35…50 мм свободного хода педали сцепления. Регулировка зазора осуществляется изменением длины тяги 19 (рис. 1) с помощью регулировочной гайки 22. Отсутствие зазора или его недостаточная величина в приводе такой конструкции может привести к неполному включению сцепления и, как следствие, к пробуксовке сцепления. Увеличение зазора больше нормы приводит к неполному выключению сцепления, в результате чего возникает шум и треск зубчатых колес при переключении передач.

***

Как устроен гидропривод

Устройство главного цилиндра сцепления может быть конструктивно выполнено различным способом, но в целом по принципу действия совпадает во всех вариантах. Для примера на рисунке ниже приведен главный цилиндр сцепления в разрезе.

Среди основных деталей можно выделить

• (2) — толкатель, связывающий механизм с педалью;
• (3) главный цилиндр;
• (4) поршень;
• пробки и возвратная пружина.

Из рисунка видно, что цилиндр сцепления разделен на две части перегородкой. Верхняя половина служит для заправки гидропривода жидкостью, поступающей в цилиндр из бачка (5), и хранения ее необходимого рабочего запаса. Если все настроено и отрегулировано правильно, то ее уровень должен составлять три четверти от рабочего объема.

Нижняя часть служит в качестве рабочей зоны. В исходном состоянии поршень (4) пружиной поджат к разделительной стенке, между толкателем и поршнем образуется зазор А, и через него жидкость заполняет рабочую зону.

При нажатии на педаль толкатель, перемещаясь, перекрывает зазор А, перетекание из верхней части в нижнюю прекращается, начинает перемещаться поршень, передавая через систему трубок и шлангов на рабочий цилиндр усилие от ноги водителя.

Благодаря различию диаметров поршня и выходного отверстия его значение увеличивается, этого становится достаточно для срабатывания сцепления. Такая конструкция привода позволяет при легком нажатии на педаль обеспечивать требуемое усилие для срабатывания всего механизма.

При отпускании педали поршень под воздействием пружины и существующего в системе давления возвращается в исходное положение, туда же перемещается толкатель, благодаря чему восстанавливается свободное проникновение жидкости между двумя частями цилиндра.

Какие бывают виды приводов сцепления и их принцип работы

Привод сцепления на автомобиле предназначен для краткосрочного отсоединения коленчатого вала двигателя от коробки передач, а также для их совмещения, которые необходимы для переключения передач, а также, для того, чтобы автомобиль мог тронуться с места и начать движение.

На сегодняшний день в автомобилях применяются следующие виды приводов сцепления:

• привод сцепления механический;
• гидравлический привод сцепления;
• электрогидравлический привод.

Последний из вышеназванных приводов сцепления в отличие от первых двух применяется в автомобилях крайне редко и используется в роботизированных коробках передач. Поэтому более конкретно на нем останавливаться не будем, и давайте рассмотрим первые два.

Привод сцепления механический

Данный привод, как правило, применяется в небольших легковых автомобилях. Отличается он от других приводов сцепления своей невысокой стоимостью и простотой конструкции, которая состоит из:

• педали сцепления;
• троса привода сцепления;
• рычажной передаче;
• механизма отвечающего за регулирования свободного хода педали сцепления.

Характерные неисправности

Несмотря на свою простоту, главный цилиндр также может послужить источником серьезных неприятностей. Наиболее распространенными причинами дефекта могут быть:

• недостаток рабочей жидкости;
• попадание в систему гидропривода воздуха.

В первом случае нужно просто проверить в бачке уровень жидкости, при ее недостаточном количестве надо долить до установленного значения. Для исключения подобного необходимо периодически контролировать положение жидкости в бачке при проведении регламентных работ, а также техническом обслуживании.

Причинами попадания воздуха в главный и рабочий цилиндры, приводящими к отказу сцепления, могут быть трещины в шлангах, износ деталей или подтекание системы в местах соединения ее различных участков.

С целью восстановления работоспособности системы необходимо устранить такие источники подтекания и попадания воздуха в магистраль, главный и рабочий цилиндры, а также прокачать всю систему для удаления из нее уже попавшего воздуха. Эту процедуру можно выполнить вполне самостоятельно, не прибегая к помощи автомастерской. Из-за конструктивных особенностей, которыми обладает главный цилиндр у разных автомобилей, описать правильно эту процедуру затруднительно, хотя вкратце можно отметить, что проводится она нажатием на педаль сцепления. При этом на специальный штуцер или клапан надевается дополнительный шланг, через него рабочая жидкость поступает в отдельную емкость с тормозной жидкостью.

Ее уровень в бачке, с которым связан главный цилиндр, не должна опускаться при этом ниже установленного уровня, иначе вновь возможно попадание воздуха. Вместе с жидкостью воздух уходит из системы. Когда его пузырьки прекратят выделяться, можно считать, что система прокачана, и воздух из нее удален. После этого все приводится в первоначальное состояние, проводится необходимая регулировка узлов и механизмов (выставляются зазоры, свободный ход).

Главный цилиндр предназначен для передачи усилия с педали и преобразования его значения до величины, которой должно быть достаточно для перемещения вилки сцепления. При этом сработает механизм сцепления и связь между двигателем и колесами автомобиля будет разорвана.

Нюансы эксплуатации сцепления

Зачастую водители склонны связывать неравномерность и рывки при движении автомобиля с неисправностями сцепления. Эта логика в большинстве случаев ошибочна.

Например, автомобиль при переключении передач с первой на вторую, резко сбрасывает обороты. Здесь виновато не само сцепление, а датчик положения педали сцепления. Находится он за самой педалью сцепления. Неисправности датчика устраняются путем несложного ремонта, после которого сцепление будет вновь работать плавно и без рывков.

Другая ситуация: при переключении передач автомобиль немного дергается, а при трогании с места может заглохнуть. В чем может быть причина? Чаще всего в этом виноват клапан задержки сцепления. Этот клапан обеспечивает определенную скорость, при которой может схватываться маховик, независимо от того, насколько быстро была «брошена» педаль сцепления. Для начинающих водителей эта функция необходима, т.к. клапан задержки сцепления предотвращает чрезмерный износ поверхности диска сцепления.

Устройство механического привода

Как уже было сказано, механический привод имеет предельно простое устройство и состоит из следующих конструктивных элементов:

• педаль привода сцепления;
• трос;
• устройство регулирования;
• рычажный привод;
• выжимной подшипник.

и так до тех пор пока система не заполнится тормозной жидкостью. Внимание! Перекачивать систему ни в коем случае нельзя, иначе новое сцепление работать не будет! Лучше всего будет исключить самостоятельную замену и регулировку узлов трансмиссии.

Во всех автомобилях оснащенных сухим однодисковым сцеплением должно быть устройство передающее силы от педали с системе сцепления.

Для обеспечения передачи усилия было разработано не мало предложений. С начала усилие передавалось от педали к вилке (рычажному устройству) по средству троса, а вилка сцепления выжимала подшипник. Таким образом выжималось сцепление.

Но с развитием автомобилестроения эта система начала исчерпывать себя из-за уменьшения свободного места в моторном отсеке. И размещение троса сцепления по прямой линии и избежание его трения о части мотора становилось все сложнее. Это негативно могло сказаться на комфортности управления автомобилем и к неизбежности частого ремонта.

В гидравлической системе вместо троса сцепления установлены трубки высокого давления ведущие от ГЦС (главного цилиндра сцепления) к рабочему цилиндру в сборе с выжимным подшипником, который встроен в коробку передач. По трубкам от ГЦС к подшипнику поступает жидкость изначально закаченная из расширительного бачка. Устройство подобно тормозной системе.

Принцип работы гидравлического сцепления.

Выжимая педаль сцепления, штуцер толкает жидкость по трубкам к рабочему цилиндру со встроенным подшипником выжимающим сцепление. На подшипнике расположены пружины возвращающие его в обратное положение. Отпуская педаль сцепления, жидкость снова уходит в рабочий цилиндр. Как работает сам механизм системы, Вы можете посмотреть пройдя по ссылке ВИДЕО

Трубки высокого давления по которым поступает жидкость могут быть металлическими и пластиковыми в зависимости от того, на сколько далеко они расположены от частей двигателя. И как правило по трубкам сцепления движется тормозная жидкость, но это в зависимости от конструктивных нюансов производителя автомобиля.

Регулировка гидравлического сцепления.

Прокачка гидравлической системы.

После замены компонентов трансмиссии оснащенной гидравлическим приводом, необходимо прокачать систему сцепления. Принцип основан на прокачке тормозной системы автомобиля.

1. Нажимая на педаль сцепления клапан в бачке открывается и передает жидкость в ГЦС
2. Отпуская педаль, жидкость уходит в РЦС (рабочий цилиндр)

и так до тех пор пока система не заполнится тормозной жидкостью. Внимание! Перекачивать систему ни в коем случае нельзя, иначе новое сцепление работать не будет! Лучше всего будет исключить самостоятельную замену и регулировку узлов трансмиссии.

После всего не забудьте долить тормозную жидкость в расширительный бачек.

Для покупки сцепления перейдите в КАТАЛОГ или Запрос по ВИНу . Или позвоните нам по телефону указанному в Контактах.

На сегодняшний день система Electronic Clutch System находится на стадии тестирования, поэтому применяется ограниченно, но в будущем она может получить самое широкое распространение.

Устройство привода выключения сцепления

Штампованная педаль сцепления 21 установлена на сварном кронштейне 12, укрепленном на кузове болтами 11 и шпильками 8 с гайками 7. Педаль сцепления качается на оси 16, которая неподвижно закреплена в кронштейне 12. Педаль фиксируется от проворачивания лыской, входящей в фигурное отверстие в одной из щек кронштейна педали.

Аксиальное перемещение оси ограничено шплинтом 13 и уступом лыски. В ступицу педали вставлены две вращающиеся на оси полиамидные втулки 17, имеющие буртики на одном из торцов.

Втулки имеют высокую износостойкость и не требуют смазки в процессе эксплуатации. На площадку педали надета резиновая накладка 31. Педаль удерживается в исходном (крайнем заднем) положении усилием оттяжной пружины 15. При этом нерегулируемый толкатель 14, шарнирно соединенный с педалью пальцем 19, упирается в ограничительную шайбу 5, зафиксированную в осевом направлении стопорным кольцом.

В исходном положении педали поршень 12 главного цилиндра сцепления под действием пружины 8 упирается торцом в шайбу 14. Между толкателем 14 и поршнем 4 предусмотрен постоянный зазор а = 0,2 — 1,0 мм, который обеспечивается в указанных пределах выбранными размерами этих деталей и ограничительной шайбы 5.

Указанный зазор обеспечивает поршню главного цилиндра возможность занять исходное положение (при включенном сцеплении), гарантирующее сообщение полости а цилиндра с наполнительным бачком 3 через компенсационное отверстие б.

В приводах сцепления и управления ножными тормозами оси педалей, полиамидные втулки, толкатели, накладки педалей и крепежные детали взаимозаменяемы. Главный цилиндр сцепления предназначен для создания давления в системе гидравлического привода сцепления. Цилиндр имеет чугунный корпус 9 внутреннего диаметра 22 мм с фигурным фланцем; во фланец ввернуты две шпильки 18, с помощью которых цилиндр и кронштейн 12 педали крепятся к щиту передней части кузова. Между фланцем корпуса цилиндра и щитом передней части кузова при сборке устанавливают до четырех (по потребности) регулировочных прокладок 6, изготовленных из листовой стали толщиной 0,5 мм каждая. Эти прокладки помогают установить исходное положение педали сцепления, которое должно обеспечивать полный ее ход L до упора в резиновый коврик пола, равный 150—155 мм.

Рис. Привод выключения сцепления: 1 — кронштейн крепления соединительной трубки; 2 — соединительная трубка; 3 — главный цилиндр сцепления в сборе; 4 — поршень главного цилиндра сцепления; 5 — ограничительная шайба; 6 — регулировочная прокладка; 7 и 28 — гайки; 8 — шпилька крепления главного цилиндра; 9 — питательный бачок главного цилиндра сцепления; 10 — гайкодержатель; 11 — болт крепления кронштейна педали сцеплении; 12 — кронштейн педали сцепления: 13 — шплинт оси педали сцепления; 14 — толкатель поршня главного цилиндра сцепления; 15 — оттяжная пружина педали сцепления; 16 — ось педалей сцепления и тормоза; 17 — втулка оси педалей сцепления и тормоза; 18 и 33 — шайбы; 19 и 23 — пальцы; 20 и 32 — шплинты; 21 — педаль сцеплении; 22 — вилка выключения сцепления; 24 — наконечник толкателя; 26 — оттяжная пружина вилки выключения сцепления; 26 — контргайка; 27 — толкатель вилки; 29 — рабочий цилиндр привода включения сцепления; 30 — шпилька крепления рабочего цилиндра; 31 — накладка педали; 34 — защитный колпак; 35 — стопорное кольцо; 36 — поршень рабочего цилиндра; 37 — уплотнительная манжета; 38 — распорный грибок; 39 — пружина; 40 — клапан выпуска воздуха; 41 — защитный колпачок клапана; 42 — скоба крепления трубки; 43 — прокладка

На верху корпуса главного цилиндра расположен бачок 3, изготовленный из полупрозрачной пластмассы. В бачке содержится определенный запас тормозной жидкости, необходимый для нормальной работы гидравлического привода сцепления. Бачок закрыт пластмассовой резьбовой крышкой 1, в которой имеется отверстие для сообщения внутренней полости бачка с атмосферой, и укреплена отражательная пластина, предупреждающая выплескивание тормозной жидкости через указанное отверстие. На торец питательного бачка опирается фланец сетчатого фильтра 2, выполняющего одновременно функции успокоителя находящейся в бачке тормозной жидкости.

Питательный бачок 3 крепится к корпусу 9 главного цилиндра резьбовым штуцером 4, имеющим на торце шлиц под отвертку. Уплотнительная прокладка 5 после затяжки штуцера гарантирует герметичность соединения бачка с корпусом цилиндра. Через отверстие в штуцере 4 тормозная жидкость из бачка 3 самотеком поступает в корпус 9 главного цилиндра.

На находящийся внутри цилиндра поршень 12 надета резиновая уплотнительная манжета 13, препятствующая вытеканию жидкости из цилиндра. Поршень отлит из цинкового сплава. В головке поршня сделано шесть сквозных отверстий г, прикрытых тонким стальным кольцом-клапаном 11 и внутренней рабочей резиновой манжетой 10. На наружной поверхности манжеты имеются одна кольцевая и шесть продольных канавок. Пружина 8 прижимает манжету к поршню 12, а поршень — к упорной шайбе 14. Другим своим концом пружина упирается в резьбовой штуцер 7, закрывающий внутреннюю полость корпуса цилиндра.