Устройство и принцип работы сцепления автомобиля

Устройство и принцип работы сцепления автомобиля

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

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

– 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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

Тракторы МТЗ-80, 82, МТЗ-1221, 320, ЮМЗ, Т-40, Т-25, Т-150К. Запчасти, регулировки, техобслуживание и ремонт.

Детали и регулировка сцепления трактора Т-150

Муфта сцепления трактора Т-150 (рис. 28) — фрикционная, двухдисковая, постоянно замкнутая, предназначена для передачи крутящего момента от дизеля на трансмиссию, а также служит для кратковременного разъединения дизеля с трансмиссией при работающем дизеле, для обеспечения
безударного переключения передач и плавного трогания с места.

Муфта сцепления установлена на маховике дизельного двигателя и закрыта чугунным корпусом. Ведомые диски муфты сцепления имеют гасители крутильных колебаний пружинно-фрикционного типа.

Упругим элементом гасителя являются восемь витых цилиндрических пружин, равномерно расположенных по окружности фланца ступицы.

Рис. 28. Муфта сцепления Т-150К и привод ее управления

1 — педаль; 2 — пневматическая камера; 3 — стакан, 4 — корпус выжимного подшипника, 5— масленка, 6 — вилка; 7—регулировочная гайка, 8 —болт; 9 —стопорная пластина, 10—выжимной подшипник; 11 —упор выжимного подшипника; 12 — упорное кольцо; 13 —отжимкой рычаг; 14 —кожух, 15—маховик; 16—промежуточный диск, 17—нажимной диск (корзина), 18—рычаг; 19 — валик выключения; 20—пневмосервемеханизм; 21—двойная вилка; 22—пружина тормозка; 23 — колодка тормозка; 24 — гайка корпуса следящего устройства, 25 — тяга сервомеханизма; 26 — контргайка; 27 — вилка тяги; 28 — рычаг педали.

Механизм выключения муфты сцепления Т-150К состоит из четырех отжимных рычагов 13 корзины сцепления с упорным кольцом 12, четырех вилок 6, корпуса 4 с установленными в нем выжимным подшипником 10, упором 11 выжимного подшипника, двойной вилки 21 и валика 19.

Отжимные рычаги пальцами соединяются с нажимным диском (корзиной) сцепления Т-150 и вилкой 6.

Первоначальная установка отжимных рычагов 13 в одной плоскости, а также восстановление их положения при износе фрикционных накладок ведомых дисков, осуществляется регулировочными гайками 7.

Для сокращения времени и обеспечения безударного введения в зацепление шестерен II и III диапазонов в раздаточной коробке, а также шестерен I диапазона и заднего хода коробки передач, в корпусе муфты сцепления установлен колодочный тормозок.

Рис. 29. Следящее устройство пневмосервомеханизма трактора Т-150

1 — клапан; 2 — манжета; 3—сальник; 4—регулировочная гайка; 5— вилка; 6—корпус; 7—плунжер; 8—пружина плунжера, 9—пружина клапана; 10 — гайка переходная.

Для уменьшения усилия, необходимого для выключения муфты сцепления, в ее привод установлен пневматический усилитель.

Выключение муфты сцепления производится педалью 1 через рычаг 28, тягу 25, пневмосервомеханизм 20, рычаг 18 валика вилки отвода, корпус 4, выжимной подшипник 10.

При нажатии на педаль муфты сцепления Т-150 плунжер 7 (рис. 29) пневмо сервомеханизма открывает клапан 1, и сжатый воздух из пневматической системы поступает в пневматическую камеру привода управления муфтой сцепления.

Шток пневматической камеры, перемещаясь, поворачивает рычаг валика вилки выключения и выключает муфту сцепления.

При отпускании педали муфты сцепления клапан закрывается, и сжатый воздух из пневматической камеры через пневмосервомеханизм выходит в атмосферу, и муфта сцепления включается.

Регулировка муфты сцепления и тормозка трактора Т-150К

Правильно отрегулированная муфта сцепления во включенном состоянии не должна пробуксовывать и при нажатии на педаль должна полностью выключаться.

Для нормальной работы муфты сцепления между упором 11 (рис. 28) выжимного подшипника и кольцом 12 отжимных рычагов при включенной муфте должен быть зазор в пределах 3,5—4,0 мм.

По мере износа фрикционных накладок ведомых дисков сцепления Т-150 зазор уменьшается или совсем исчезает, в результате чего муфта пробуксовывает.

При этом происходит интенсивный износ фрикционных накладок ведомых дисков и упорного кольца отжимных рычагов, а также выход из строя выжимного подшипника, в результате чего возможен полный отказ в работе муфты сцепления.

При слишком большом зазоре (более 5 мм) муфта сцепления выключается не полностью и это приводит к быстрому износу фрикционных накладок ведомых дисков и накладки колодки тормозка, что затрудняет переключение передач, в особенности при трогании трактора с места.

Регулировка зазора между упором выжимного подшипника 10 и кольцом 12 отжимных рычагов корзиной сцепления Т-150К выполняется в следующем порядке:

— отпустите контргайки тяги 25 и ввертывайте ее, увеличивая зазор, или вывертывайте, уменьшая зазор;

— затяните контргайки тяги;

— проверьте зазор щупом.

Если невозможно восстановить указанный выше зазор изменением длины тяги 25, в том случае, когда корпус 4 выжимного подшипника упирается в торец стакана 3, необходимо регулировать первоначальное положение отжимных рычагов 13.

Для регулировки положения отжимных рычагов корзины сцепления Т-150:

— снимите крышку люка корпуса муфты сцепления;

— проворачивая коленчатый вал дизеля, поочередно отпустите болты крепления пластин 9, сдвиньте их от гайки и отверните каждую регулировочную гайку 7 на полтора оборота (при повороте регулировочной гайки на одну грань упорное кольцо 12 отжимных рычагов перемещается на 1,1 мм);

— увеличивая длину тяги 25, отрегулируйте зазор между упором выжимного подшипника с кольцом отжимных рычагов корзины сцепления Т-150 в пределах 3,5—4,0 мм;

— проверьте равномерность зазора и одновременность касания отжимных рычагов кольца 12 при выключении муфты сцепления;

— после установки требуемого зазора застопорите регулировочные гайки 7 стопорными пластинами 9 и затяните болты 8;

Проверьте величину хода корпуса 4 выжимного подшипника, который должен быть в пределах 21—22 мм при ходе педали 150—160 мм. Одновременно с регулировкой муфты сцепления проверьте и при необходимости отрегулируйте тормозок.

Рис. 30. Регулировка тормозка Т-150

1 — ключ; 2 — гайка; 3 — тормозная колодка.

Для проверки и регулировки зазора (рис. 30) между шкивом вала муфты сцепления и фрикционной накладкой колодки тормозка Т-150 полностью выключите муфту, а затем гайкой 2 серьга тормозка отрегулируйте зазор в пределах 3,0—8,5 мм между торцом бонки тормозной колодки 3 и торцом гайки.

Для получения необходимого зазора отверните гайку 2 до полного выхода ее выступа из паза бонки колодки тормозка, а затем заверните ее на один-два щелчка.

При необходимости регулировки зазора между клапаном 1 (рис. 53) и плунжером 7 пневмосервомеханизма 20 (рис. 28), отвинтите гайку 10 (рис. 29) ивыньте клапан 1 с пружиной 9.

Затем, отвинчивая или завинчивая регулировочную гайку 4, отрегулируйте расстояние от торца плунжера до посадочного торца под клапан в корпусе.

Зазор должен быть в пределах 1,8 мм. После установки необходимого зазора законтрите контргайкой регулировочную гайку, установите на место клапан с пружиной и соберите привод управления муфтой сцепления Т-150К.

Работу привода управления муфтой сцепления проверяйте при давлении воздуха в пневматической системе не менее 0,5 МПа (5 кгс/см2).

Во время работы дизеля не держите ногу на педали муфты сцепления, так как это приводит к преждевременному износу фрикционных накладок ведомых дисков и выходу из строя выжимного подшипника и кольца отжимных рычагов корзины сцепления Т-150К.

Муфта сцепления и дизель сбалансированы в сборе. Поэтому для сохранения первоначальной балансировки после разборки установите нажимной диск (корзину) с кожухом относительно маховика в положение, в котором они находились до разборки.

Какой стороной ставить диск сцепления к двигателю? Как правильно?

Какой стороной ставить диск сцепления к двигателю? Как правильно?

Имею собственный, печальный опыт, неправильной установки диска маховика, когда всё собрал и при первом пуске сцепление напрочь отсутствовало, да ещё и звуки скрежета были слышны. Пришлось заново снимать коробку и менять стороной диск. Технически произошло вот что:

Ступица диска упёрлась в опорный подшипник маховика, а демпферные пружины в болты крепления маховика. Из-за этого между диском и маховиком образовался зазор в несколько миллиметров (правильно — рабочая часть диска сцепления должна плотно прилегать к рабочей поверхности маховика)

Корзина с обратной стороны надавила на диск, что привело к тому, что диск зажало между корзиной и маховиком. Даже при выжиме сцепления, выжимной подшипник не справлялся со своей работой, и диск сцепления оставался зажатым, но передача крутящего момента происходила от двигателя через зажатую ступицу и корпус демпферных пружин.

Что же делать, чтобы не ошибаться при установке диска сцепления. Есть три способа:

1) Некоторые производители маркируют стороны диска, куда какая должна смотреть, надписями на корпусе демпферных пружин. В зависимости от страны предназначения или производства, слова будут на разных языках.

Сторона КПП маркируется такими словами — GEARBOX SIDE, PP, Getriebeseite, GB SIDE, TRANS SIDE, T/M SIDE

Сторона ДВС маркируется такими словами — COTE VOLANT, FLYWHEEL SIDE, ENGINE SIDE, MOTOR SIDE, FW SIDE, SCHWUNGRAD-SEITE

2) Опытным путём, т.е. приложите диск разными сторонами к маховику и посмотрите, какая сторона лучше ляжет по всей поверхности, и ничем цепляться не будет. Но этот вариант может повести по ложному пути, так как некоторые диски сцепления имеют практически одинаковый вынос ступицы и не зависимо от стороны прилегания, цепляться не будет.

3) Самый хороший способ определить сторону, когда нет маркировки, это осмотреть сам диск сцепления, лучше всего использую мерительный инструмент (штангенциркуль — колумбик)

Вот сторона со стороны КПП, должна плотно лечь на корзину, как видите, с этой стороны ступица выпирает.

А в корзине есть специальный проём под корпус демпферных пружин, да и сами пружины процентов на 75 вынесены именно в сторону корзины (КПП)

А вот со стороны ДВС ,пружины выпирают меньше, процентов на 25, корпус посажен почти заподлицо с рабочей частью (фередо), ступица практически не выпирает.

Кстати вот она надпись "FLYWHEEL SIDE", означающая, что сторона направлена к маховику (двигателю)

Однодисковое сцепление грузового автомобиля и автобуса

Однодисковое сцепление – самый распространенный вариант комплектации трансмиссии грузовиков, тягачей, автобусов с механической коробкой передач. Технологии производства автодеталей и комплектующих постоянно развиваются в сторону упрощения конструктивных особенностей и повышения ресурса ходимости. Именно такое сцепление однодискового типа имеют большинство российских коммерческих автомобилей КАМАЗ, ПАЗ, ГАЗ, УРАЛ, ГАЗель, а также белорусский МАЗ вне зависимости от двигателя – будь это Cummins, ЯМЗ или ММЗ.

ПРЕИМУЩЕСТВА ОДНОДИСКОВОГО СЦЕПЛЕНИЯ:

• Простая конструкция и надежное функционирование;
• Низкая цена по сравнению с другими вариантами;
• Возможность переоборудования машин с двухдисковым сцеплением с дополнительной заменой только маховика и изменением управления приводом.

Устройство и работа однодискового сцепления

Данный вариант состоит из 3-х элементов, работающих в сборе как комплект сцепления:

(корзины) ; ; .

Однодисковое сцепление выполняет ряд важных функций, основное назначение которых заключается:
1. В плавном начале движения автомобиля;
2. Надежной передаче крутящего момента от КПП к двигателю внутреннего сгорания (ДВС);
3. В обеспечении полного соединения / разъединения мотора и трансмиссии при смене скоростных режимов в движении.

В случае обнаружения неисправностей или поломки однодискового фрикционного сцепления необходимо как минимум понять причину. Это может быть связано с выходом из строя взаимосвязанных деталей и узлов машины. В любом случае, перед тем как менять однодисковое сцепление, проведите диагностику транспортного средства, а также попросите мастера СТО визуально осмотреть снятые запчасти. Характерные следы и стертости фрикционной накладки или износ диафрагменных пружин корзины сцепления помогут понять, в чем именно заключается причина неисправности.

Такой подход позволит сэкономить. Ведь если выяснится, что причина поломки не связана с комплектом однодискового сцепления и оно в хорошем состоянии, то его и менять не нужно.

Кроме этого, хотя не совсем соответствует рекомендациям производителей, можно понять какой из элементов сцепления износился и купить только вышедший из строя диск или подшипник. Но есть важный нюанс – при замене только одной запчасти комплекта сцепления КАМАЗ или МАЗ необходимо покупать деталь того производителя, чьи элементы оставляете!

Например: корзину и муфту оставляете Sachs, тогда и ведомый диск должен быть именно этой торговой марки, принадлежащей немецкому концерну ZF.

Если возникли проблемы с однодисковым фрикционным сцеплением, нужна консультация или независимое экспертное мнение – обращайтесь в ООО «ГАС Кватро»!

Наши технические специалисты помогут выявить причины неисправностей, подберут нужный каталожный номер комплекта или артикул аналогичной детали сцепления. А если решите сделать покупку у нас, то предложат выгодные цены на оригинальные сцепления российских / белорусских грузовиков, тягачей, микроавтобусов и автобусов.