основные принципы и различия в агрегатах
Сцепление — это один из основных узлов автомобиля, который служит для соединения коробки передач и двигателя. Сегодня во многих авто этот механизм работает автоматически, потому распространено мнение, что на автоматах и роботах сцепления нет. На самом деле, принцип работы сцепления на всех автомобилях очень похож, данная система позволяет нам в нужный момент отсоединить двигатель от коробки передач и прекратить подачу крутящего момента на колеса. Именно благодаря наличию сцепления автомобиль может ехать накатом. Также работа этого узла позволяет машине стоять на месте, в то время как двигатель продолжает работать.
На первый взгляд, задача сцепления достаточно простая — нужно лишь в необходимый момент отсоединить коробку передач от двигателя, выполнив весьма простое действие. Но на деле эта задача оказалась достаточно сложной и потребовала немало усовершенствований даже в наше время, когда технологии кажутся развитыми до предела.
Если у вас автомобиль с механической коробкой передач, сцеплением управляет левая педаль. На автомате эта педаль отсутствует, а работой сцепления заведует компьютер или механические приборы.
Принцип работы сцепления и физическое действие, выполняемое узлом
Мы уже говорили, что основной задачей механизма сцепления является отсоединение двигателя от коробки передач, а также присоединение этого узла в нужный момент. В момент нажатия педали сцепления на автомобиле с механикой механизм отсоединяет шестерни коробки от шестерен двигателя. Далее с помощью рычага переключения водитель выбирает нужную передачу и плавно опускает сцепление для совпадения шестерен другого размера.
Если в двигателе шестерня одна, скорость ее вращения зависит от оборотов силового агрегата, то в коробке передач несколько механизмов. Потому крайне важно полностью выжимать сцепление в момент переключения передачи. Это поможет избежать износа шестерен в коробке. В автоматических трансмиссиях этим занимается компьютер, а в вариаторах сцепление физически отсутствует.
Основные этапы работы сцепления следующие:
- после запуска двигателя сцепление прогревается и заведует подключение коробки к силовому агрегату;
- в некоторых авто в момент запуска компьютер отключает коробку от двигателя, чтобы избежать высокой нагрузки;
- далее сцепление соединяет коробку с двигателем для разогрева масла в коробке передач и дальнейшей эксплуатации;
- перед началом движения и включением необходимой передачи водитель или компьютер выжимает сцепление и выбирает нужный режим поездки;
- на механической коробке сцепление нужно выжимать каждый раз, когда вы переключаете передачу;
- автоматические КПП также выжимают сцепление при каждом переключении, но делают это самостоятельно;
- для торможения двигателем необходимо аккуратно с помощью сцепления соединить шестерню пониженной передачи с шестерней двигателя;
- для обеспечения свободного хода автомобиля также выжимается сцепление.
Многие автоматические коробки передач имеют индивидуальные настройки работы сцепления, но это не имеет отношение к непосредственной конструкции этого узла. Существует несколько разновидностей сцепления по разным критериям, но суть работы этого агрегата всегда оставалась неизменной. Несмотря на достаточно простую задачу, конструкция сцепления весьма сложная, ведь для правильного выполнения этой работы требуется продуманная система.
Принцип работы механизма зависит от конструкции, в любом типе сцепления этот принцип достаточно сложен. Даже если вы изучите конструкцию первых сцеплений, использованных сотню лет назад, с удивлением обнаружите, что не так много поменялось в современных автомобилях. Говорить о сложных особенностях работы механизма сцепления мы не будем, поскольку эта тема достойна полноценной книги, а не одной публикации.
Типы сцепления — какой вариант лучше выбрать для себя?
Сразу скажем, что нет особого значения, какое сцепление стоит на вашем автомобиле.
Одна конструкция несколько надежнее, вторая немного дешевле, третья окажется чуть легче. У всех вариантов есть свои преимущества и недостатки. Тем не менее, современные производители все чаще используют сухие дисковые сцепления, которые сегодня считаются наиболее надежными и долговечными. Тем не менее, даже дисковые сухие сцепления бывают разными по другим классификациям.
Существует несколько параметров, которые могут быть использованы для классификации видов сцепления. Это конструкция, размер, тип работы, материал механизмов и прочие особенности. Справедливости ради заметим, что для водителя нет особой разницы от того, какое сцепление установлено под капот автомобиля. Ни в стоимости эксплуатации, ни в удобстве использования особых отличий вы не почувствуете. Различают же такие виды сцепления:
- сухое и влажное — последнее работает в масляное ванне, а для сухого не используется обильная смазка;
- однодисковое и многодисковое — различие, которое понятно из названия, сегодня используют чаще однодисковое сцепление;
- электрическое, механическое, гидравлическое или комбинированное сцепление различают по типу привода всей конструкции в действие;
- сцепление с центральной диафрагмой и круговым расположением пружин — это различие по типу нажатия на выжимной диск;
- для механической и автоматической коробки передач — это различие определяет лишь способ инициирования работы механизма.
Какой бы тип сцепления ни использовали на вашем автомобиле производители, это решение было принято после профессиональных испытаний. Так что менять что-либо для достижения более качественной работы конструкции не стоит. Лучше отдать предпочтение качественному уходу за существующими механизмами. Это позволит продлить эксплуатацию сцепления и удешевить общее обслуживание вашего автомобиля в процессе использования.
Меняют сцепление зачастую в спортивных автомобилях, ведь при такой эксплуатации штатный вариант быстро сгорает. Потому для профессионального спорта есть усиленные варианты механизмов. Тем не менее, спортивное сцепление достаточно сложно использовать в обычных условиях, потому его установка на обычный автомобиль выглядит не слишком разумным решением. Используйте штатный вариант сцепления, который был установлен производителем на ваше авто. Предлагаем посмотреть небольшое видео о принципе работы сцепления и коробки переключения передач:
Подводим итоги
Конструкция и тип сцепления для водителя не имеют особой разницы. Эта информация необходима автомобильным механикам, которые специализируются на ремонте этого узла машины. Узнать тип вашего сцепления можно либо в инструкции по эксплуатации, либо в официальных открытых материалах в сети интернет. Но данная информация не даст вам ни преимуществ, ни каких-либо выгод в понимании особенностей эксплуатации вашей машины.
Если сцепление в автомобиле начало показывать характер, лучше сразу отправиться на СТО и устранить все проблемы. Иначе неприятности с автомобилем могут произойти самые разные. При неисправной работе сцепления сразу же начинает страдать коробка передач, ремонт которой будет стоить невероятно дорого. Так что лучше не допускать выхода из строя сцепления и всегда следить за его нормальной работой. Случались ли в вашей практике серьезные проблемы со сцеплением?
Понравился этот контент? Подпишитесь на обновления!
Как правильно трогаться на механике без вреда для автомобиля?
Рейтинг лучших производителей дисков сцепления
Основные неполадки сцепления и сложности замены своими руками
Как на машине тронуться с места без вреда для сцепления?
Рывки при Нажатии на Педаль Сцепления: В Чем Проблема, и Как Ее Решить?
К списку статей
Социальные комментарии Cackle
Как работает сцепление автомобиля — особенности устройства
Сцепление – составная часть совокупности механизмов для передачи крутящего момента от главного вала двигателя колесам автомобиля.
Находится за силовой установкой перед КПП. Обеспечивает аккуратное переключение передач без рывков, дает возможность в любой момент разорвать связь между ДВС и трансмиссией. Работает вместе с приводом и составляет с ним единую систему.
Конструктивная схема устройства и элементы сцепления
За исключением некоторых особенностей, узел с различными типами приводов имеет одинаковое устройство и состоит из:
- Корзины. Другое наименование – нажимной, или ведущий, диск. Напрямую взаимодействует с выжимными пружинами. Плотно контактирует с маховиком посредством площадки, вдвое большей по радиальному размеру. Прижимной участок с односторонней шлифовкой.
- Ведомого диска. Установлен в пространстве между маховиком и корзиной со стороны ее прижимной части. Через шлицевую муфту при помощи фрикционных накладок контактирует с КПП. На муфте расположены пружинные детали, которые гасят вибрации.
- Фрикционных накладок. Закреплены в основании ведомого диска, изготовлены из композитов.
- Выжимного подшипника. Находится на кожухе вала и состоит из двух частей. Одна из них круглой основой воздействует на пружины нажимного диска. По принципу действия на диск сцепления подшипник может быть оттягивающим либо нажимным.
- Привода с педалью. Узел, с помощью которого водитель управляет сцеплением из салона авто.
Принципиальная схема работы сцепления
Механизм работы сцепления основан на трении нажимного диска о ведомый. Нажимной является частью двигателя, а ведомый – трансмиссии. Когда отпускают педаль сцепления, пружины прижимают оба диска друг к другу. Они притираются и вращаются вместе с одинаковой угловой скоростью. От силы давления лепестков зависит степень трения.
Когда сцепление в автомобиле выжимают, основа на приводе двигает вилку, которая в свою очередь воздействует на подшипник, и он перемещается в крайнее положение. Диски разъединяются, и вилка таким образом прерывает контакт между трансмиссией и маховиком двигателя.
Любые удары, которые возникают при резком отпускании педали, гасит отдельная группа пружин.
Принцип действия привода сцепления
Корзина и ведомый диск сцепления были бы неуправляемыми без привода, соединенного с педалью. Их существует 3 типа, которые отличает принцип работы:
- Механический. Усилие от нажатия педали передается вилке через трос. Конструкция обычно закрыта защитным кожухом и размещена перед педалью с вилкой. Механическое сцепление автомобиля наиболее распространенное.
- Гидравлический. В системе гидравлики сцепления есть 2 связанных между собой цилиндра – основной и рабочий. При нажатии педали срабатывает шток, и в движение приходит поршень основного цилиндра. Он сообщает давление рабочему пропорционально степени нажатия педали, другой шток воздействует на вилку.
- Электрический. В сравнении с тем, как работает гидравлическое сцепление автомобиля, электрическое устроено значительно проще. После нажатия педали включается электродвигатель, который и приводит в движение вилку.
Особенности устройства сцепления в авто с КПП
Отдельная категория – сцепление в авто с АКПП. Его принцип работы отличается тем, что для выжимной силы используются сервоприводы (акутаторы) гидравлические либо электрические. Для их управления не нужно участие водителя. Эту функцию выполняет гидравлическое распределительное устройство или электронный блок управления.
Электронные акутаторы отключают и включают сцепление в автомобиле с учетом числа оборотов двигателя. Величину измеряет и передает в блок управления датчик. Гидравлический сервопривод надежнее. Он отключает маховик от трансмиссии при достижении нужных значений давления при наборе определенного числа оборотов.
Как правильно работать сцеплением автомобиля?
Чем ниже передача, тем с большей плавностью отпускают сцепление, и так же плавно добавляют газ. Держать слишком долго отключенное сцепление при движении не стоит. Это приводит к перегреву и быстрому износу узла. При необходимости постепенно снизить скорость лучше тормозить двигателем, то есть ехать на включенной передаче, не нажимая газ и не выжимая сцепление.
При переключении передач важно уловить момент схватывания сцепления. На каждом авто он отличается, поэтому придется привыкать.
Как работает сцепление?
ОПУБЛИКОВАНО 29 марта 2018 г. АВТОМОБИЛЬ Сцепление является частью автомобиля, здесь логично пошагово объясняется работа сцепления. Иметь Вы когда-нибудь задумывались, что происходит внутри автомобиля, когда вы нажимаете на педаль сцепления? Или зачем тебе нажимать педаль сцепления перед переключением передач в автомобиле с механической коробкой передач? Эта статья дает вам логические ответы на эти вопросы. В конце статьи мы также поймем решающую роль срабатывает сцепление при старте в гору (рис. 1). Рис. 1: Роль сцепления Чтобы понять необходимость сцепления, давайте сначала разберемся с устройством двигателя внутреннего сгорания.
автомобиль (рис. 2). Двигатели внутреннего сгорания имеют очень ограниченный диапазон крутящего момента, и по этой причине для
для эффективного изменения скорости вращения ведущих колес автомобилям с двигателем внутреннего сгорания нужна трансмиссия
система.
Зачем нужно сцепление?
В автомобиле с механической коробкой передач выполнение этих переключений передач — непростая задача. Для плавного переключения передач с механической коробкой передач (рис. 3) подача мощности двигателя на коробку передач должна быть прекращена. Однако выключать двигатель только для этого переключения передач нецелесообразно. Для этого используется сцепление цель. Короче говоря, сцепление — это механизм, отключающий поток мощности от трансмиссии без выключение двигателя. Разберемся, как это работает.
Рис. 3: Сцепление и трансмиссияРабота сцепления
Основная часть сцепления состоит из диска, покрытого с обеих сторон материалом с высоким коэффициентом трения.
А
здесь показан упрощенный диск сцепления (рис. 4).
Этот диск установлен на маховике; если внешняя сила давит на диск сцепления, диск сцепления также будет вращаться вместе с маховиком за счет силы трения. Первичный вал коробки передач соединен с диск. Таким образом, при приложении к диску внешней силы мощность двигателя будет передаваться на система передачи (рис. 5А). Эта внешняя сила обеспечивается прижимной пластиной: пружинная система (рис. 5B). крышка этой системы прочно прикреплена к маховику. Таким образом, прижимная пластина будет плотно прижиматься к фрикционный диск сцепления и мощность двигателя будет передаваться на систему трансмиссии. Но это случай при обычном вождении
Рис. 5a: Диск сцепления требует внешней силы
Рис. 5b: Механизм крышки и прижимной пластины.
Итак, как происходит отключение привода при помощи сцепления? Для разъединения используется особый вид
пружина вводится в узел нажимной пластины.
Эта пружина известна как диафрагменная пружина (рис. 6). К
лучше понять эту диафрагменную пружину, предположим, что движение диафрагменной пружины фиксируется вокруг этого
круг. В этом случае, если вы нажмете на центральную часть пружины, как показано на рисунке, внешняя часть должна сдвинуться.
в противоположном направлении. Мембранная пружина находится между прижимной пластиной и крышкой.
Чтобы лучше понять эту конфигурацию, давайте возьмем поперечное сечение сборки. Внешняя часть диафрагменная пружина соединена с нажимным диском (рис. 7А). Это означает, что если вы нажмете на внутреннюю часть как показано, нажимной диск отодвинется от фрикционного диска (рис. 7В). Таким образом, поток энергии будет прервать передачу.
Рис. 7a: Диск сцепления перед нажатием на педаль сцепления
Рис. 7b: Диск сцепления нуждается во внешнем усилии
Именно это и происходит, когда вы нажимаете педаль сцепления.
Гидравлическая система передает сцепление
движение к центру диафрагменной пружины; когда диафрагменная пружина нажата, поток мощности
снято с производства (рис. 8А). За это время вы можете произвести переключение передач; педаль сцепления отпускается после
переключение передач, и поток мощности снова продолжается. (Рис. 8B)
Рис. 8a: При нажатии диафрагменной пружины подача мощности прекращается
Рис. 8b: Педаль сцепления отпущена после переключения передачи, и поток мощности продолжается против
Использование винтовой пружины
В реальном сцеплении вы можете увидеть несколько винтовых пружин на диске сцепления (Рис.9). Какова цель этих
пружины? Они используются для сглаживания колебаний и вибраций выходной мощности двигателя. Это
ясно, что ступица и диск не связаны напрямую. Мощность двигателя сначала достигает диска, затем
передачи на пружины и, наконец, на выходную ступицу.
Это означает, что пружины будут демпфировать большую часть
колебания потока мощности от двигателя и передача движения на транспортное средство будут намного более плавными.
Начало движения в гору
Теперь давайте рассмотрим чрезвычайно важную и сложную задачу вождения автомобиля с механической коробкой передач;
начиная с подъема. Даже в автомобиле без ручного тормоза вы можете использовать эту технику сцепления, чтобы трогаться с места.
указывая в гору. При старте в гору сначала нажимаются педали тормоза и сцепления, а двигатель
бежит. (Рис. 10) Теперь частично отпустите педаль сцепления, пока не почувствуете, что сцепление «заедает». сцепление
укус можно испытать на ноге; может показаться, что двигатель дрожит. В этот момент, даже если вы
отпустите педаль тормоза, вы увидите, что автомобиль не покатится. Частично отпущенное сцепление действует как
тормоз.
Теперь можно нажать на педаль газа и машина тронется вперед. Большой вопрос здесь в том, как
частично отпущенное сцепление действует как тормоз?
Этот феномен торможения — не что иное, как игра баланса сил (Рис. 11). В идеально сбалансированной силе состоянии колеса транспортного средства не смогут катиться, а гравитационное притяжение будет таким же, как статическое силы трения на колесах.
Рис. 11: Баланс сил при трогании в гору Колеса автомобиля не могут катиться за счет другого баланса сил; баланс сил между двигателем
поступательная сила и такая же статическая сила трения (рис. 12А). Когда вы частично отпускаете сцепление и оно
балансы для укуса сцепления, вы неосознанно выполняете все эти балансы сил. Когда эти силы находятся в
идеальный баланс, колеса, система трансмиссии и диск сцепления не смогут пробуксовывать. Это
как сцепление действует как тормоз; но помните, сила трения между трущимися поверхностями
в этом случае создает поступательное усилие двигателя.
Это приведет к износу трущихся
материала на диске сцепления (Рис. 12B).
Рис. 12a: Баланс крутящего момента в автомобиле
Рис. 12b: Неподвижный диск сцепления
Надеюсь, вы узнали, как работает сцепление. Спасибо за прочтение.
ОБ АВТОРЕ
Сабин Мэтью
Эта статья написана Сабином Мэтью , аспирантом ИИТ Дели в области механики инженерия. Сабин увлечен пониманием физики сложных технологий и объясняя их простыми словами. Он является основателем YouTube-канала. ‘ЛЕСИКС’, Инженерно-образовательная Платформа. Чтобы узнать больше об авторе, перейдите по этой ссылке.
ВАМ ТАКЖЕ МОЖЕТ ПОНРАВИТЬСЯ…
Как работают ли окна в машине?
Как работает дифференциал?
2.
972 Как работает сцепление
| СЦЕПЛЕНИЕ | ||
| ВОПРОСЫ ИЛИ КОММЕНТАРИИ | ||
| АВТОР: | Люк Чуанг | |
| ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА: | [email protected] | |
| КУРС: | 2 | |
| КЛАСС/ГОД: | 4 | |
ОСНОВНОЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ТРЕБОВАНИЕ: Отключение/подключение питания одного элемента машины к другому
КОНСТРУКТИВНЫЙ ПАРАМЕТР: Муфта
ГЕОМЕТРИЯ/КОНСТРУКЦИЯ:
| Компоненты сцепления |
ОБЪЯСНЕНИЕ КАК ЭТО РАБОТАЕТ/ПРИМЕНЯЕТСЯ:
- При включении диск сцепления (ведомый диск) зажат между
нажимной диск (также называемый крышкой сцепления) и
маховик.
- Нажимной диск удерживается в контакте с фрикционной поверхностью диска сцепления за счет сила пружины.
- При выключении нажимной диск отрывается от диска сцепления с помощью узла выжимного подшипника.
| Сечение сцепления |
При нажатии педали сцепления маховик, диск сцепления и прижимная пластина отключена, поэтому поток мощности прерывается. Так как педаль сцепления при отпускании нажимной диск приближается к ведомому диску и маховику; зажим пластина между нажимным диском и маховиком. Если коробка передач включена, мощность передается от входа к выходу.
ДОМИНИРУЮЩАЯ ФИЗИКА:
| Переменная | Описание | Единицы |
| Т | Крутящий момент, передаваемый через муфту | Ньютон*метр |
| р | Давление на диск сцепления | Ньютон/метр 2 |
| Н | Нормальное усилие на диске сцепления | Ньютон |
| ф | Сила трения | Ньютон |
| м | Коэффициент трения | — |
| р | Радиус элемента дифференциала | Счетчик |
| Р и | Внутренний радиус контактной площадки | Счетчик |
| Р или | Внешний радиус контактной площадки | Счетчик |
Базовое устройство сцепления использует фрикционный интерфейс.
Он опирается на
свойства трения для выполнения требования передачи крутящего момента. Предполагая простой
поверхность трения и равномерное распределение давления.
| Дифференциал, используемый для расчета Максимальный крутящий момент |
Элементарная сила трения равна
.Элементарная нормальная сила равна
.Дифференциальный крутящий момент
Интегрирование dT от R i до R o , общий крутящий момент (нагрузка по крутящему моменту) это
ОГРАНИЧИВАЮЩАЯ ФИЗИКА:
Производительность/использование сцепления ограничено его крутящим моментом.
Крутящий момент зависит от коэффициента трения (между
маховик, ведомый диск и кожух сцепления), действующее усилие и размер
схватить.