Устройство автомобиля с механической коробкой передач в обязательном порядке предполагает наличие механизма сцепления в устройстве трансмиссии. При этом следует отметить важность данного узла, так как именно благодаря сцеплению передается крутящий момент от мотора на колеса, а также удается мягко и плавно трогаться с места и далее переключать передачи КПП.
Если просто, сцепление связывает коробку и двигатель, позволяя передавать усилие ДВС на трансмиссию. При этом, если возникает такая необходимость, сцепление позволяет «размокнуть» жесткую связь ДВС и КПП. В этой статье мы подробно рассмотрим, для чего нужно сцепление и как работает сцепление автомобиля, а также на что обратить внимание в рамках эксплуатации машины с МКПП.
Устройство сцепления автомобиля
Работу сцепления автомобиля обеспечивают такие детали:
- маховик;
- вилка;
- нажимной диск;
- пружина (бывает нажимного и вытяжного типа);
- выжимной подшипник и нажимная муфта;
- ведомый диск;
- элементы привода.
Маховик отвечает за передачу вращающего момента на коробку передач. Его монтируют на коленчатый вал движка. Нажимной диск, или как его ещё называют «корзина», — жёстко зафиксированный на маховике элемент, к которому прикреплены пружины ведомого диска.
Нажимной и ведомый диски в соединении с маховиком отвечают за плавное распространение вращающего момента от двигателя на МКПП. Детали тесно соприкасаются между собой или отходят друг от друга в зависимости от нажатия педали в салоне авто.
Нажимная муфта выполняет главную функцию: плавно разъединяет при торможении и соединяет на запуске мотор и коробку передач. При этом она компенсирует нагрузки и минимизирует вибрационное воздействие от движка, тем самым частично разгружая элементы мотора, трансмиссии автомобиля и блока сцепления.
Выжимной подшипник защищает муфту от изнашивания. При нажатии на педаль вилка разъединяет нажимной и ведомый диски. Остальные составляющие привода сцепления — тросы, гидроцилиндры, трубки и сама педаль.
Сцепление: зачем нужно и как работает?
Разбираясь в предназначении педали сцепления изначально нужно понять принцип работы этого важнейшего узла. Поскольку одним из основополагающих элементов ходовой части автомобиля считается агрегат, то благодаря ему становится возможным разъединение коленчатого вала с коробкой передач. Именно возможность выполнения этого действия на небольшом промежутке времени позволяет переключать автомобилистам передачи в ходе передвижения. У большинства современных моделей авто сцепление однодисковое фрикционное. То есть такое устройство сцепления предполагает наличие основного элемента и привода. Узел сцепления, для более четкого его понимания, состоит из следующих элементов:
Что происходит при нажатии педали
Физически невозможно переключить скорость с постоянным давлением двигателя на коробку. Сцепление придумали для того, чтобы сглаживать колебания. Оно принимает удары на себя во время перехода с передачи на передачу, защищая автомобиль от перегрузок.
Процесс переключения таков:
- водитель из салона автомобиля давит левой ногой на педаль сцепления;
- вилка перемещает выжимной подшипник;
- выжимной подшипник фиксирует лопасти диафрагменной пружины;
- сжатая пружина прекращает давить на нажимной диск;
- двигатель отсоединяется от трансмиссии;
- водитель отпускает педаль сцепления;
- вилка не воздействует на выжимной подшипник и пружину;
- нажимной диск прижимает ведомый диск к маховику;
- трансмиссия снова соединяется с мотором.
Типы
Сцепление различается:
по типу привода (модели с гидравлическим, механическим или электрическим способом управления);
- по типу трения (механизм может работать в масляной ванне или без нее);
- по количеству ведомых дисков;
- по типу расположения пружин;
- по режиму включения.
Самые распространённые сегодня – модели с одним или несколькими фрикционными, то есть работающими за счет силы трения (без дополнительной смазки), дисками. По числу ведомых элементов они могут быть однодисковыми, двухдисковыми или многодисковыми (три и более).
Как понять, что ломается сцепление
Существуют «вредные привычки», которые приводят к быстрому изнашиванию механического сцепления автомобиля. Их нужно постараться избегать, чтобы продлить жизнь деталям. К скорому ремонту приведёт:
- Интенсивное нажатие педали газа при старте авто. Чем выше обороты мотора при выжатом сцеплении, тем сильнее изнашиваются диски.
- Удержание выжатой педали сцепления при кратковременных остановках, например, на светофоре. Излишнее давление вырабатывает ресурс выжимного подшипника и нажимной пружины. В таких ситуациях лучше переключаться на нейтральную передачу.
- Привычка забывать отпускать педаль и ехать так какое-то расстояние. Начинающие водители могут путаться в ногах и педалях, двигаясь с выжатым сцеплением. Избежать этой ошибки помогут подсказки инструкторов и практика вождения.
- Удерживание ноги не сбоку, а на педали сцепления, в процессе движения авто. Даже если кажется, что вы контролируете себя и не нажимаете на педаль, ведомый диск при этом будет недостаточно плотно прижат к маховику. Это приведёт к его преждевременному стиранию.
Чтобы не приходилось постоянно менять детали, нужно сразу же учится правильно переключать передачи, плавно нажимать и отпускать педали. Но через какое-то время нагруженная система всё равно износится. Если начали плохо переключаться скорости или машина начинает двигаться только при полном ослаблении нажатия на педаль сцепления, это повод записаться в автомастерскую.
Кроме того, о поломке может говорить:
- сильная вибрация при нажатии на педаль;
- скрежет, треск при переключении передач;
- рывки при старте с места даже при плавно отпущенном сцеплении;
- нехарактерный свист, гул, визг при выжимании педали;
- пробуксовка, сопровождаемая запахом гари;
- затруднённое нажатие или заклинивание — рычаг выжимается до конца, но не возвращается в исходное положение.
Распространенные проблемы сцепления
В 1950-е — 1970-е гг. приходилось менять сцепление каждые 80 000 — 100 000 км. Ресурс современных сцеплений составляет более 130 000 км при правильной эксплуатации и обслуживании. В противном случае, сцепление может выйти из строя на 55 000 км. У перегруженных грузовиков и буксирующих тяжелые грузы тягачей могут возникнуть проблемы даже с новым сцеплением. Основная проблема заключается в износе фрикционного материала диска. Фрикционный материал на диске сцепления схож с фрикционным материалом тормозных колодок — со временем он стирается. При износе большей части фрикционного материала диск начинает проскальзывать, и сцепление не передает мощность от двигателя на колеса. Износ сцепления происходит только при вращении дисков с разной скоростью. Когда диски прижаты друг к другу, фрикционный материал удерживает диски, и они вращаются с одинаковой скоростью. Износ происходит, если диск сцепления проскальзывает по нажимному диску. Но если Вы водите с частым просказыванием сцепления, износ проходит намного быстрее. Проблемы со сцеплением также могут возникнуть, если диск сцепления не может оторваться от нажимного диска. Если сцепление выжато не до конца, оно продолжает вращать ведущий вал. Это может привести к включению передачи «с хрустом» или заклиниванию передач. Это может произойти по следующим причинам:
Советы начинающим
Чтобы не сжечь сцепление при старте и переключении скоростей, воспользуйтесь базовыми рекомендациями от автошколы «Академика».
Алгоритм, как тронуться с места на МКПП:
- завести мотор;
- выжать до упора педали тормоза и сцепления;
- перевести ручник в нижнее положение;
- рычаг поставить на первую передачу;
- плавно отпускать педаль сцепления, держа правую ногу на тормозе;
- понемногу нажимать на газ, отпустив тормоз.
Чтобы правильно переключить передачу, сначала выжмите сцепление до упора. Переключитесь на нужную скорость, переместив рычаг, и плавно отпускайте педаль, пока двигатель не изменит количество оборотов. Добавьте немного газа и полностью отпустите сцепление.
Главное, не бойтесь, делайте всё плавно и последовательно. Если не получилось и автомобиль заглох, включите аварийный сигнал. Успокойтесь и начните всё сначала. Важно научиться трогаться и переключать передачи правильно, чтобы потом закрепить эту привычку. В этом поможет только ежедневная практика и уверенность в своих силах!
Зачем сцепление необходимо для начала движения автомобиля с места
Начнем с того, что сцепление можно выжимать резко, однако отпускать педаль нужно плавно. При этом в самом начале движения, чтобы автомобиль максимально плавно тронулся с места, необходимо деликатное отпускание педали сцепления.
Если иначе, чем плавнее водитель отпускает педаль, тем «мягче» смыкаются диски, тяга от двигателя передается не резко, а постепенно, не создается ударных нагрузок и т.д. В дальнейшем, когда автомобиль начал движение, сцепление можно отпускать быстрее, однако слишком резко бросать педаль также не стоит.
Рекомендуем также прочитать статью о том, как ездить на «механике» правильно. Из этой статьи вы узнаете о том, как переключать передачи МКПП, на что обратить внимание при трогании с места и т.д.
В случаях, когда при трогании водитель отпускает педаль слишком резко, автомобиль дергается вперед и двигатель обычно глохнет. Если же в этот момент вместо тормоза сильно нажать на газ, есть риск, что мотор не заглохнет и машина может рвануться вперед, что часто становится причиной ДТП.
Как правило, водители-новички, а также те, кто раньше ездил только на АКПП, определенное время учатся правильно отпускать сцепление. Важно контролировать педаль, выжимать сцепление до упора перед включением передачи, а также чувствовать момент начала смыкания дисков сцепления и тот момент, когда диски полностью сомкнулись. Это позволяет правильно стартовать с места, дозировать тягу педалью газа, не изнашивать мотор, сцепление и коробку.
Краткая историческая справка
Работая над созданием первых автомобилей, инженеры обнаружили необходимость в устройстве, которое передавало бы крутящий момент от мотора к колесам, но с разной амплитудой вращения, чтобы автомобиль приходил в движение плавно. Без такого устройства всякий раз при желании сбросить или увеличить скорость, нужно было бы полностью глушить двигатель. И это устройство изобрел немецкий инженер Карл Бенц в 1885 году. Сцепление тогда состояло из двух шкивов, соединенных кожаным ремнем. Водитель раздвигал шкивы рычагом, что позволяло размыкать и смыкать сцепление.
Следующим этапом совершенствования устройства было изобретение конусного сцепления немецкими инженерами Готлибом Даймлером и Вильгельмом Майбахом в 1889 году. В конструкции конусного сцепления кожаный ремень заменила пружина. На смену такой конструкции пришла другая – многодисковая, которая работала в жидкой среде (в керосине или масле). Затем на диски стали надевать накладки «Ferodo», и автомобильная промышленность перешла на сухое однодисковое сцепление. Прототип современного диафрагменного сцепления разработали автомеханики американской корпорации «General Motors» в 1936, однако из-за войны их массовое производство началось лишь в 1965 году и продолжается в наши дни.
Несколько советов о том, когда используется сцепление
Достаточно часто можно услышать, что самая легкая педаль – сцепление, ведь она напрямую не отвечает ни за торможение, ни за ускорение. Стоит отметить, что такое утверждение является ошибочным.
Именно сцепление позволяет опытным водителям управлять транспортным средством максимально эффективно.
С его помощью можно добиться максимальных показателей производительности и долговечности транспортного средства. С другой стороны, неправильное использование элемента часто приводит к преждевременному износу сразу нескольких узлов машины (включая и двигатель). Таким образом, возникает необходимость научиться прибегать к сцеплению в нужный момент. Сейчас мы поговорим о том, как и когда стоит использовать сцепление. Но для начала надо убедиться в том, что была проделана правильная регулировка сцепления.
Как сцепление устроено
В самом общем виде его конструкция показана на приведенном рисунке
Не вдаваясь в подробности, надо отметить наличие таких узлов, как маховик (1), являющийся также частью двигателя, а также ведомого диска (2), корзины сцепления (3) и, конечно, привода, включающего в себя практически все остальные детали, в том числе педаль сцепления (11). Здесь необходимо только сказать, что приведено достаточно укрупненное и упрощенное изложение конструкции, ни в коей мере, однако, не препятствующее пониманию его значения, роли этого механизма на машине. Для правильного понимания конструкции необходимо уточнить, что привод, связывающий между собой педаль сцепления с самим механизмом, может по своему исполнению быть:
- гидравлическим, как показано на приведенном рисунке;
- механическим;
- пневматическим;
- электрическим и т.д.
Что такое автомобильное сцепление
Конструктивно сцепление (фрикционная муфта) в автомобиле предназначено для соединения и разъединения вала двигателя с автоматической или механической коробкой передач.
Это позволяет трогаться с места без резких рывков и обеспечивает плавное переключение скоростей на ходу, предотвращая перегрузку составляющих трансмиссии из-за изменения числа оборотов коленчатого вала.
Существуют разные конструкции приводов для передачи усилия от педали на нажимные механизмы, такие как механический, гидравлический и электрический.
Выключение — сцепление
Выключение сцепления производится ножной педалью, укрепленной шарнирно на кронштейне на левом лонжероне рамы. Нижний конец педали связан регулируемой тягой с рычагом вилки включения. При перемещении вилкой подшипника влево рычаги, которые пальцами соединяются с нажимным диском и вилкой, отжимают прижимной диск. Вилки могут совершать небольшие колебательные движения при включении и выключении сцепления за счет того, что точками опоры рычагов на кожухе служат специальные гайки, навинченные на резьбовые концы вилок. Гайки прижаты к кожуху сцепления опорными пластинами. Пластины закреплены на кожухе болтами. Вследствие упругости пластин включение и выключение сцепления обеспечивается мягко. [1]
Выключение сцепления осуществляется путем нажатия на педаль муфты. Последние, поворачиваясь вокруг своих осей, отводят нажимный диск 2 от маховика /, освобождая ведомый диск 3 и выключая муфту. Муфта сцепления включается пружинами при отпускании педали. [3]
Для выключения сцепления нажимают на педаль сцепления. [5]
Для выключения сцепления служит скользящая муфта с подшипником 6, усилие на которую передается от педали управления через гидравлический привод. [7]
Для выключения сцепления служат рычаги 4, соединенные с нажимным диском и вилками при помощи пальцев, установленных на игольчатых подшипниках. Сферические гайки, навинченные на резьбовые концы вилок, служат точками опоры рычагов на кожухе сцепления. Эти гайки удерживаются упругими пластинами, крепящимися к кожуху сцепления болтами. [8]
Для выключения сцепления служат рычаги 9, которые соединяются с нажимным диском и с вилками 8 пальцами 6, установленными на игольчатых подшипниках. Сферические гайки, навинченные на резьбовые концы вилок, служат точками опоры для рычагов 9 на кожухе сцепления. Эти гайки удерживаются упругими пластинами 7, крепящимися к кожуху сцепления болтами. Снаружи сцепление закрыто картером 4 маховика. [9]
Для выключения сцепления может быть применен механический или гидравлический привод. [10]
Для выключения сцепления служит скользящая муфта с подшипником 6, усилие на которую передается от педали управления через гидравлический или тросовый привод. [11]
После выключения тракторного сцепления с целью быстрой остановки ведомых частей последнего используют тормозки. [12]
Привод выключения сцепления на автомобиле МАЗ-500 ( рис. 78) включает: педаль 24, систему тяг и рычагов, муфту выключения сцепления с упорным шарикоподшипником, упорное кольцо и пневматический усилитель. Противоположные короткие концы оттяжных рычагов отходят назад, оттягивают нажимный диск назад ( вправо), ведомый диск освобождается, и сцепление выключается. Между упорным шарикоподшипником и упорным кольцом при включенном сцеплении должен быть зазор 3 2 — 4 мм, которому соответствует свободный ход педали сцепления 45 — 55 мм. Регулируется свободный ход педали путем изменения длины тяги выключения сцепления. [14]
Педаль выключения сцепления / навесного типа, закреплена на кронштейне под щитком приборов, слева от рулевой колонки. [15]
Что нужно помнить при старте
Когда транспортное средство заводят, рычаг коробки передач должен быть расположен в нейтральном положении. Чтобы предотвратить повреждение сцепления, педаль необходимо выдавить, после чего установить первую передачу. Важно, чтобы коленвал и коробка передач соединились максимально ровно, без рывков.
Чтобы грамотно перейти от нейтралки к первой скорости, необходимо следовать следующим пунктам:
- немного выжимаем медаль. Если маховик соединится с диском плавно, машина начнет двигаться с минимальной скоростью;
- делаем паузу на несколько секунд. В результате, установится баланс между вращением маховика и диска. Это приведет к небольшому росту скорости;
- далее отпускаем педаль. Не стоит слишком передерживать сцепление, иначе диск преждевременно износится.
Автомобиль с автоматической коробкой передач
В автоматическом варианте сцепление происходит по «мокрому» типу с помощью трансмиссионного масла, заключенного в гидротрансформатор и двух крыльчаток. Лопасти маховика увлекают за собой поток масла, которое закручивает насосное колесо – вот по такой схеме передается вращение в автоматической коробке передач (АКПП)
У такого автомобиля с автоматикой отсутствует педаль сцепления, поэтому в целом сам процесс вождения будет проще и легче (особенно много поклонников автоматической коробки среди женщин).
