Как работает корзина сцепления: Как работает сцепление в устройстве трансмиссии автомобиля

Содержание

Как работает сцепление автомобиля c механической коробкой передач

Первым компонентом трансмиссии автомобиля с механической коробкой передач является сцепление.

Как работает сцепление

Сцепление передает энергию двигателя в коробку передач и позволяет отключить ее, если передача отклоняется от стационарного положения или переключается при передвижении автомобиля.

Гидравлическая система сцепления

В большинстве автомобилей используется фрикционное сцепление, управляемое жидкостью (гидравлическое) или тросом (механическое, более распространенный тип).

Когда автомобиль передвигается, сцепление включено. Корзина сцепления, прикрепленная к маховому колесу, оказывает постоянное давление на ведущий диск с помощью диафрагменной пружины.

В более старых автомобилях вместо диафрагменной пружины на корзине сцепления располагалось несколько спиральных пружин.

Ведущий (фрикционный) диск работает на шлицованном ведущем вале, посредством которого энергия передается в коробку передач. С обеих сторон диск обложен фрикционной обшивкой, похожей на тормозную ленту. Обшивка позволяет механизму плавно работать при включенном сцепление.

В этом случае внешняя часть корзины сцепления, обладающая большой поверхностью трения, больше не прижимает ведущий диск к маховому колесу, энергия не передается, и можно сменить передачу.

Когда сцепление отключено (педаль нажата), рычаг воздействует на подшипник выключения сцепления, который находится в центре диафрагменной пружины, ослабляющей силу зажима. В этом случае внешняя часть корзины сцепления, обладающая большой поверхностью трения, больше не прижимает ведущий диск к маховому колесу, энергия не передается, и можно сменить передачу.

Рис1 . Сцепление включено

Когда педаль сцепления отпущена, нажимной подшипник извлекается, и диафрагменная пружина снова прижимает ведущий диск к маховому колесу, возобновляя подачу энергии.

Рис2 . Сцепление отпущено

В некоторых автомобилях используется сцепление с гидравлическим приводом. При нажатии на педаль сцепления в салоне автомобиля запускается поршень в главном тормозном цилиндре, который передает давление сквозь трубку, наполненную жидкостью, во вспомогательный цилиндр, расположенный в картере сцепления.

Поршень вспомогательного цилиндра прикреплен к расцепному рычагу.

Составные части сцепления

Современные сцепления состоят из четырех основных частей: опорного диска (включая диафрагменную пружину), корзины сцепления, ведущего диска и подшипника выключения.

Опорный диск прикреплен к маховому колесу, а корзина сцепления оказывает давление на ведущий диск с помощью диафрагменной (в ранних моделях — спиральной) пружины.

Ведущий диск работает на шлицованном вале, расположенном между корзиной сцепления и маховым колесом.

Ведущий диск с обеих сторон покрыт фрикционным материалом, который при полностью включенном сцеплении обеспечивает плотное прижатие корзины сцепления к маховому колесу. Если педаль сцепления нажата частично, фрикционный материал может проскальзывать, обеспечивая плавное переключение передач.

Подшипник выключения оказывает обратное давление на диафрагменную пружину (гидравликой или тросом и рычагом), ослабляет нагрузку и прерывает передачу энергии.

Дисковое сцепление мотоцикла: Принцип работы, устройство

Анатомия сцепления мотоцикла: Вот как оно работает

Автомобильное и мотоциклетное дисковое сцепление работают по одному и тому же принципу: основа работы механизма – использование силы трения скольжения для передачи крутящего момента на ведущие колеса. Тем не менее с точки зрения реализации механизма действия мотоциклетные системы в значительной части отличаются от автомобильных аналогов как минимум своими размерами и меньшим весом, а также рядом параметров.

Смотрите также: Винтажный обзор: Harley-Davidson UL Bobber 1947 года

Как работает сцепление мотоцикла

Используем ли мы ногу или руку для того, чтобы привести его в действие, все мы прекрасно знаем, что, когда мы включаем сцепление, двигатель нашего мотоцикла получает возможность передавать мощность на трансмиссию и в конечном счете отправлять ее на заднее колесо.

Возможно, для многих людей, даже тех, кто считает себя байкером и владеет мотоциклом, все, что происходит внутри продолговатой металлической коробочки, установленной сбоку от мотора по ходу движения мотоцикла, остается загадкой. Сегодня на одну тайну будет меньше, и мы вместе изучим основы работы механизма и посмотрим, из каких деталей он состоит, на примере мотоцикла Harley-Davidson VL 1933 года выпуска. Почему мы взяли именно эту модель, а не какой-нибудь Урал М-72? Просто считаем, что Харлей действительно крайне красив, да и принцип сцепления у всех мотоциклов (практически у всех) за последние лет 100 не изменился.

Harley-Davison VL 1930-х годов

Впрочем, отличие в управлении сцеплением здесь все же есть: американская машина 30-х годов использует механизм сцепления, управляемый ногой, а не современный аналог, перенесенный на руль, в остальном принципы не изменились.

Из чего состоит сцепление мотоцикла?

Диски сцепления

Сердцем механизма сцепления является набор чередующихся пластин. Число дисков варьируется, но на суть дела количество фрикционов из волокон и стали не влияет. Диски с фрикционной поверхностью, закрепленной по обеим сторонам металлической плиты, в прошлом были асбестовыми, но в наше время их делают из органических смол.

Цель этих дисков, как несложно догадаться, одна – создание трения о стальные пластины, которые поочередно установлены между первыми.

На фотографии ниже представлены диски сцепления мотоцикла в разобранном виде. Пластины с закрепленным фрикционным слоем «отмечены» наличием «ключа» (специальные металлические выступы) с наружной стороны, стальные пластины имеют «ключ» внутри.

После того, как пластины скреплены вместе, их помещают между ведомым и нажимным дисками.

Смотрите также: Распределительный вал: Повреждение, признаки, затраты

На модели мотоцикла VL нажимной (ведущий) диск имеет форму цилиндра, который прикреплен к стальным пластинам. Следует также отметить три штифта, которые удерживают ведущий и ведомый диски вместе, когда дисковое сцепление собрано воедино.

В собранном состоянии фрикционные и стальные пластины уложены на ведущий диск в чередующемся порядке, начиная с диска с фрикционным покрытием. Стальные пластины сцепления зафиксированы на нажимном диске посредством тех самых «ключей», размещенных с внутренней стороны, что позволяет им вращаться совместно, как единый блок.

Также обратите внимание на то, что шпоночные пазы на ведущем диске выполнены в форме шлицов, которые позволяют стальным дискам двигаться вверх и вниз, в то время как фрикционные диски «плавают» между первыми.

Пакет дисков сцепления

После того, как ведомый диск установлен на пакет пластин, они скрепляются подпружиненными болтами. Болты проходят через диски сцепления, прикручиваясь тремя специальными гайками с обратной стороны.

Такая конструкция выравнивает элементы сцепления, а также позволяет фрикционным элементам двигаться между ведомым и нажимным дисками.

Пружины сцепления обеспечивают прижатие и инициируемое им трение между дисками с фрикционным покрытием и стальными пластинами, передавая крутящий момент от двигателя дальше на трансмиссию.

Когда сцепление включено (педаль или ручка сцепления отпущены), давления, создаваемого пружинами, достаточно для удержания дисков без смещения. Важно также отметить, что диски, на которые нанесен асбест, ни к чему не прикреплены, поэтому без этого трения, создаваемого выжимными пружинами, диски могли бы прокручиваться относительно стали, что приводило бы к пробуксовке и «подгоранию» сцепления.

Отсюда вытекает следующий логичный вывод, которому по незнанию или пренебрежению не придают значение некоторые неопытные кастомайзеры: если вы увеличиваете мощность/крутящий момент двигателя, вам необходимо использовать более мощные пружины, которые не позволят дискам проскальзывать относительно друг друга.

Также по мере износа дисков с фрикционным покрытием направляющие болты нажимных пружин сцепления можно подтянуть, чтобы восстановить прижимную силу до требуемых значений. Блок в сборе называется пакетом дисков сцепления.

Корзина сцепления мотоцикла

Последний важный компонент сцепления, точно так же, как в автомобиле, – корзина сцепления, которая, как следует из названия, соединяет компоненты пакета дисков сцепления.

На внутренней стороне корзины сцепления сделаны пазы, которые совпадают с «ключами» на внешних сторонах дисков с фрикционным составом. При помощи них пластины фиксируются в корзине, но при этом они позволяют дискам двигаться вверх и вниз, точно так же, как шлицы на ведущем диске позволяют перемещаться стальным дискам.

На внешней стороне корзины сцепления расположены зубья шестерни, которая обычно соединена с двигателем цепью или ремнем (это не та цепь, что идет на колеса, а более короткий ее аналог). В данном конкретном примере на корзине сцепления есть две шестерни, так как для подключения к двигателю используется двухрядная цепь.

Принцип работы мотоциклетного сцепления

Итак, теперь у нас есть сцепление в сборе, где стальные пластины зацеплены на ведущем диске, фрикционные пластины прикреплены к корзине сцепления, и все это вращается через цепь, одним из концов прикрепленную к двигателю.

Смотрите также: Сколько стоят запчасти на дорогие суперкары

Все это дело монтируется на роликовых подшипниках, которые установлены на первичном валу коробки передач. Первичный вал имеет шпоночный паз, который фиксирует на нем диск. Это положение сцепления типично, когда рукоятка или педаль сцепления отпущены и сцепление включено. Когда вся система зафиксирована вместе, двигатель поворачивает корзину сцепления, которая поворачивает пакет дисков сцепления внутри него, проворачивая главный вал на трансмиссии.

Для отключения сцепления диски должны быть отделены друг от друга. Ввиду того что диски с фрикционным покрытием закреплены на корзине сцепления, а стальные диски смонтированы с ведущим диском, если диски разжаты, то корзина сцепления будет продолжать вращение, в то время как стальные пластины, нажимной и ведомый диски окажутся неподвижными.

Как только ведомый диск перестанет вращаться, главный вал также остановит движение, поток мощности от двигателя к трансмиссии прекратится.

Для реализации этого на модели VL установлен стержень, который проходит через главный вал, известный как главная тяга сцепления. На стороне сцепления коробки передач он прикреплен к трехлапчатой приводной пластине, лапки которой проходят через прорези в приводном диске и прижимаются к выжимному диску.

Сзади, на стороне кикстартера, тяга сцепления установлена на выжимном подшипнике сцепления, который установлен напротив вилки выжимного подшипника, к верхней части которой прикреплен рычаг выключения сцепления.

Рукоятка отпуска муфты фактически делает работу по отключению сцепления. Когда рычаг движется назад к заднему колесу, он поворачивает вилку выключения сцепления, которая тянет тяговый стержень сцепления через главный вал. Это в свою очередь прижимает приводную пластину к нажимному диску, отодвигая его от ведомого диска, снижая давление пружин на внутренних пластинах сцепления. Когда давление пружин ослабевает, пропадает и сила трения.

Смотрите также: Замена мотоциклетной цепи шаг за шагом

На следующем фото вы можете увидеть, как при перемещении рычага выключения сцепления назад тяговый стержень сцепления выходит наружу. Расстояние, на которое он отодвигается, небольшое, но достаточное, чтобы разъединить диски.

Вот так вся эта система работает.

Удивительно, насколько сложной может быть система сцепления. Даже на такой старой модели, как Harley-Davidson VL, которая была спроектирована более 80 лет назад, было проделано множество инженерных работ, без которых данная деталь просто не смогла бы работать надлежащим образом.

Смотрите также: Автозапчасти от А до Я: Устройство автомобилей для новичков

Если у вас когда-либо возникали проблемы со сцеплением на вашем мотоцикле, этот небольшой экскурс должен дать вам некоторое представление о том, насколько сложным может быть успешное диагностирование проблемы, особенно на машинах с большим пробегом. В следующий раз, когда вы потянете рычаг сцепления, просто уделите минутку, чтобы рассмотреть все операции, необходимые для отключения двигателя от передачи, чтобы вы смогли переключать передачи. Вы будете удивлены слаженной работой машинерии.

Для тех, кто ничего до этого не знал о работе системы сцепления на мотоцикле, надеемся, рассказ был увлекательным.

Как работает ручное сцепление мотоцикла — Новости мотоциклов, Обзоры мотоциклов из Малайзии, Азии и мира

Сцепление — это то, что позволяет двигателю включать или отключать привод от двигателя к трансмиссии.
Работа сцепления проста и понятна.
Мы также обсудим, как работают проскальзыватели, а также вспомогательные и фрикционные муфты.

Для тех, кто в настоящее время ездит на мотоциклах с ручным сцеплением, то есть с рычагом сцепления, мы научились использовать его с самого первого раза, когда ехали на нем. Мы так к этому привыкли: включить сцепление, переключить передачу, выжать сцепление и продолжить движение или остановиться.

Но как на самом деле работает сцепление? А совсем недавно, что такое «тапочное сцепление»? Чтобы пойти еще дальше, что такое «вспомогательное и проскальзывающее сцепление»?

Мотоциклетное или автомобильное сцепление представляет собой механическое устройство, которое включает или отключает привод от двигателя к трансмиссии и, в конечном счете, к заднему колесу.

Думайте о сцеплении как о посреднике между двигателем и коробкой передач. Или предохранитель между двумя электрическими цепями. Нет предохранителя для подключения, нет электрической передачи.

Правда, работа сцепления проста.

ОСНОВНАЯ КОНСТРУКЦИЯ

Муфта состоит из нескольких основных частей. Ссылаясь на рисунок ниже, мы будем использовать соответствующие номера:

Первичная ведущая шестерня. Эта шестерня является ведомой, но другая шестерня прикреплена к выходному валу коленчатого вала.
Первичная ведомая шестерня и корзина сцепления в сборе. Шестерня приводится в движение первичной шестерней (1), которая вращает корзину сцепления вместе с фрикционными дисками (3).
Диски фрикционные. Эти диски имеют «зубья» снаружи, чтобы поместиться в корзину сцепления. Когда сцепление включено, материал с обеих сторон граней «захватывает» стальные диски сцепления (4).
Диски сцепления. Обычно они изготавливаются из стали и имеют гладкую или рифленую поверхность.
Их зубья находятся на внутренней окружности и сопрягаются с центром сцепления (5).
Внутренняя часть сцепления, где пластины сцепления (4) сопрягаются с первичным валом коробки передач и соединены шлицами с ним.
Пружины сцепления. Они оказывают давление на прижимную пластину (7), чтобы «прижать» ее к фрикционным пластинам (4).
Нажимной диск, который иногда называют крышкой сцепления.

Предметы (3)–(4) составляют так называемый «клатч». Перейдем к следующим деталям:

Шток или толкатель сцепления; и

(Без номера) Соединение троса сцепления.

Когда вы нажимаете на рычаг сцепления, шток подъемника сцепления (9) выталкивает нажимной диск (7) наружу к пружинам. Нажимной диск теперь находится немного выше фрикционных дисков (3) и дисков сцепления (4). Уменьшение давления означает, что диски сцепления (4) могут скользить по фрикционным дискам (3), что означает внутреннюю часть сцепления (5), следовательно, входной вал трансмиссии также свободно вращается.

В свою очередь, привод двигателя отключается от коробки передач, и именно в этот момент мы говорим, что байк «на ходу».

Когда вы отпускаете рычаг сцепления, шток подъемника возвращается на место, позволяя пружинам сцепления прижимать нажимной диск к блоку сцепления. Фрикционные диски, как следует из названия, создают трение о диски сцепления, и они вращаются вместе в унисон, как и внутреннее сцепление. Теперь мощность двигателя полностью передается через узел сцепления на коробку передач.

ПРОКЛАДОЧНОЕ СЦЕПЛЕНИЕ и ASSIST & SLIP CLUTCH

Ранее мы рассмотрели функции и преимущества проскальзывающего сцепления. Пожалуйста, нажмите здесь для полной статьи.

Напомним, проскальзывающее сцепление, более известное как муфта ограничения крутящего момента, позволяет сцеплению «проскальзывать», когда возникает слишком большой обратный крутящий момент двигателя в результате чрезмерного переключения на пониженную передачу или прерывания дроссельной заслонки, особенно в двух нижних передачи, чтобы заднее колесо не прыгало и не блокировалось.

Проскальзывающие муфты работают по тому же принципу под нагрузкой. Однако в проскальзывающем сцеплении во внутреннюю ступицу корзины и нажимной диск встроены «пандусы». При резком торможении двигателя рампы сводятся вместе, что затем отталкивает нажимной диск от фрикционных дисков и дисков сцепления; фактически разъединение двигателя и трансмиссии.

Что касается «вспомогательного и проскальзывающего» сцепления, используемого KTM (которое они называют Power Assist and Slip Clutch — PASC) и некоторыми другими производителями, выступы в нажимном диске также сделаны для более сильного сжатия сцепления. фрикционные диски и диски сцепления при разгоне. Это позволяет использовать более мягкие или меньшие пружины сцепления. Следовательно, рычаг сцепления нуждается в более мягком нажатии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Прежде чем мы закончим, мокрое сцепление омывается маслом для охлаждения и смазки.

Как мы упоминали в предыдущей статье, НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ автомобильное масло в двигателе мотоцикла, так как сцепление начнет проскальзывать и ненормально изнашиваться. Пожалуйста, используйте моторные масла класса MA или MA2.

Вы также можете задаться вопросом, почему в автомобилях используется только одна нажимная пластина и фрикционный диск по сравнению с мотоциклами. Ответ — космос. Либо мы используем пластины большего размера, либо несколько пластин меньшего размера, чтобы сцепление могло в достаточной степени поглощать и передавать крутящий момент двигателя.

—Объявления—

Как это работает: сцепление мотоцикла наши мотоциклетные двигатели способны передавать мощность на трансмиссию и, в конечном счете, на заднее колесо. Что на самом деле происходит, когда мы включаем или выключаем сцепление, может быть загадкой, но я собираюсь рассказать вам об основах работы сцепления, используя мой 19-дюймовый двигатель.33 Harley-Davidson VL в качестве примера.

Хотя в этой машине используется сцепление с ножным приводом вместо современного ручного сцепления, принципы работы остаются прежними.

ПРОВЕРКА: Как это работает: Kickstarter для мотоциклов

Сердцем механизма сцепления является стопка чередующихся пластин. Количество пластин варьируется в зависимости от типа сцепления, но независимо от их количества у вас будет комбинация пластин из волокна и стали. Волокнистые пластины имеют слой материала, приклеенный или приклепанный к обеим сторонам металлического сердечника. Первоначально материалом был асбест, но в наше время его заменили органическими смолами. Каким бы ни был материал, его единственной целью является создание трения о стальные пластины. Стальные пластины — это просто плоские стальные пластины, которые помещаются между волокнистыми пластинами. На рисунке ниже следует обратить внимание на то, как волокнистые пластины «соединены» снаружи, а стальные пластины «согнуты» внутри.

Верхний ряд: волокнистые пластины.
Нижний ряд: стальные пластины. По сути, это верхняя и нижняя пластины, которые обрабатываются гладко, так что волокнистые пластины могут соприкасаться с ними так же, как они соприкасаются с другими стальными пластинами в стопке. На моем VL расцепляющий диск имеет форму цилиндра, который крепится к стальным пластинам. Вы также заметите три установочных штифта, которые удерживают приводной диск и освобождающий диск вместе при сборке.

Слева: Ведущий диск
Справа: Выжимной диск

При сборке сцепления волокнистые и стальные пластины укладываются на выжимной диск в чередующемся порядке, начиная с волокнистой пластины. Стальные пластины фиксируются на спусковом диске с помощью внутренних ключей, поэтому все они вращаются вместе как единое целое. Кроме того, обратите особое внимание на то, что шпоночные канавки на расцепляющем диске представляют собой прорези, которые позволяют стальным пластинам двигаться вверх и вниз. Волокнистые пластины, с другой стороны, просто «плавают» между стальными пластинами.

Волокнистые и стальные пластины, уложенные стопкой на расцепляющий диск

ПРОВЕРКА: Грунтовка трансмиссии: 1933 Harley-Davidson VL Three-Speed

После того, как приводной диск будет помещен поверх вышеприведенной стопки пластин, используются подпружиненные винты. чтобы скрепить весь узел. Винты проходят через приводной и расцепляющий диски, а затем вкручиваются в три сектора пружинной гайки сцепления. Эта конструкция удерживает все на одном уровне, но также позволяет перемещаться между приводным и освобождающим дисками. Пружины сцепления обеспечивают трение между волокнистыми пластинами и стальными пластинами, помещая их между ведущим и расцепляющим дисками. Когда сцепление включено, давление пружины достаточно велико, чтобы удерживать все пластины вместе без проскальзывания. Помните, что волокнистые пластины ничем не зафиксированы, поэтому без этого давления они могут вращаться. Как и следовало ожидать, давление пружины соответствует мощности/крутящему моменту двигателя, поэтому, если вы повышаете производительность вашего двигателя, вам часто приходится использовать более жесткие пружины, чтобы пластины не скользили. По мере того как волокнистые пластины со временем изнашиваются, винты пружины муфты можно затянуть, чтобы убрать люфт и восстановить давление пружины. Весь этот блок часто называют пакетом сцепления.

Сторона трансмиссии пакета сцепления с видимыми пружинами сцепления и секторами гаек пружин сцепления

Последним важным компонентом узла сцепления является корзина сцепления, которая, как следует из названия, удерживает пакет сцепления. На внутренней стороне корзины сцепления есть шпоночные канавки, соответствующие шпонкам на внешней стороне волокнистых пластин. Они фиксируют волокнистые пластины на корзине сцепления, но, как и шпоночные канавки на диске выключения, позволяют волокнистым пластинам двигаться вверх и вниз. Шестерня проходит по внешней стороне корзины сцепления, которая обычно соединяется с двигателем цепью или ремнем. В этом конкретном примере корзина сцепления имеет две шестерни, поскольку для соединения ее с двигателем используется двухрядная цепь.

Пакет сцепления установлен в корзине сцепления

Итак, теперь у нас есть готовое сцепление, в котором стальные пластины закреплены на выжимном диске, волокнистые пластины зафиксированы на корзине сцепления, и все это вращается с помощью прикрепленной цепи. к двигателю. Весь этот узел установлен на наборе роликовых подшипников, которые вращаются на главном валу коробки передач. Главный вал также имеет шпоночный паз (да, еще один шпоночный паз), который фиксирует приводной диск на главном валу. Это типичное состояние сцепления, когда рычаг или педаль отпущены, а сцепление включено. Когда все сцеплено вместе, двигатель вращает корзину сцепления, которая вращает пакет сцепления внутри нее, который вращает главный вал на трансмиссии.

Сцепление соединено с двигателем

Чтобы отключить сцепление, необходимо отделить диски сцепления друг от друга. Поскольку волокнистые пластины закреплены на корзине сцепления, а стальные пластины зафиксированы на выжимном диске, если пластины раздвинуты, корзина сцепления может продолжать вращаться, в то время как стальные пластины, выжимной диск и ведущий диск неподвижны. Как только ведущий диск перестает вращаться, главный вал также перестает двигаться, и мощность больше не передается от двигателя к трансмиссии. Для этого на моем VL есть стержень, который проходит через главный вал, известный как тяга сцепления. Со стороны сцепления трансмиссии он прикреплен к трехопорной исполнительной пластине, ножки которой проходят через прорези в ведущем диске и прижимаются к выжимному диску.

Приводная пластина сцепления крупным планом

ПРОВЕРКА: Show Me Your War Face — A Day at the War Run

Задняя часть трансмиссии со стороны кикстартера, тяга сцепления перемещается на выжимном подшипнике, который прилегает к вилка выключения сцепления. К верхней части вилки выключения сцепления прикреплен рычаг выключения сцепления.

Положение компонентов сцепления при включении сцепления

Рычаг выключения сцепления фактически выполняет работу по выключению сцепления. Когда рычаг перемещается назад к заднему колесу, он вращает вилку выключения сцепления, которая протягивает тягу сцепления через первичный вал. Это, в свою очередь, прижимает приводную пластину к расцепляющему диску, отодвигая ее от ведущего диска и устраняя давление пружины на волокнистые и стальные пластины.

Сцеплен