Виды сцепления

Виды сцепления

В трансмиссии автомобиля сцепление применяют как самостоятельный механизм и как часть механизма управления коробки передач (обычно планетарной).

В данной главе виды сцепления автомобиля рассмотрены сцепления, которые представляют собой самостоятельный механизм, который работает в основном совместно с коробкой передач, имеющей неподвижные оси валов (ГАЗ-52, Москвич-407). В данном случае сцепление служит для того, чтобы отсоединить двигатель от трансмиссии и снова соединять их, обеспечивая плавное трогание с места, разгон, а также переключение передач во время движения автомобиля с минимальными ударами в зубьях соединяемых шестерен или муфт.

Минимальному устойчивому числу оборотов вала двигателя двигателя nemin соответствует минимальное устойчивое число оборотов ведущих колес.

Расчет сцепления предполагает расчет минимального устойчивого числа оборотов ведущих колес:

Плавный разгон автомобиля от

nk=0 доnkmin достигается при помощи сцепления.

Кроме того, сцепление предохраняет трансмиссию автомобиля от перегрузок инерционным моментом Мj.

По способу передачи крутящего момента различают сцепления фрикционные, гидравлические, электропорошковые и комбинированные.

Во фрикционных видах сцеплений для передачи крутящего момента от ведущих элементов к ведомым используется сила трения. По форме трущихся поверхностей сцепления бывают конусные, барабанные (колодочные) и дисковые.

Дисковые сцепления по числу ведомых дисков разделяются на однодисковые, двухдисковые и многодисковые. Фрикционные сцепления, являющиеся самостоятельным механизмом трансмиссии, в подавляющем большинстве случаев делают однодисковыми, так как при этом конструкция получается наиболее простой и дешевой. В современных автомобилях конусные сцепления перестали применять,

барабанные сцепления устанавливают редко, главным образом при автоматизированном управлении, многодисковые сцепления, имеющие относительно небольшой диаметр, используют только в планетарных коробках передач, где они входят в механизм их управления.

Виды сцепления по типу управления различают сцепления с принудительным управлением, приводимым в действие водителем (обычно при помощи педали), и сцепления с автоматизированным управлением.

Виды сцепления по способу создания давления на нажимной диск фрикционные сцепления бывают пружинными, если давление создается пружинами (автомобили ГАЗ-52, ЗИЛ-130, МАЗ-200), электромагнитными, если давление создается электромагнитами, полуцентробежными, если давление создается и пружинами и центробежными силами от грузиков и центробежными.

Полуцентробежные сцепления получили некоторое распространение на легковых автомобилях, у которых максимальный момент двигателя соответствует относительно высоким числам оборотов. При этом уменьшается усилие на педали, необходимое для выключения сцепления при трогании с места и для удержания сцепления в выключенном положении при переключении передач.

Центробежные сцепления чаще применяются при автоматизации управления. В этих сцеплениях центробежная сила используется для включения и выключения сцепления, а давление на нажимной диск создается пружинами. Реже центробежную силу используют для создания давления на нажимной диск.

Гидравлические сцепления, выполненные по типу гидромуфт обычно применяют совместно с планетарными коробками передач или в комбинации с фрикционным сцеплением при работе с простой коробкой передач, имеющей неподвижные оси валов.

Сцепление, представляющее собой самостоятельный механизм, помимо основных требований (минимальный собственный вес, простота конструкции, достаточный срок службы) должно удовлетворять следующим специфическим требованиям:

1)      Максимально снижать ударную нагрузку в зубьях коробки передач при трогании с места и при переключении ступеней на ходу автомобиля.

2)      Плавно передавать крутящий момент от двигателя к трансмиссии автомобиля в процессе буксования сцепления.

3)      Полностью отключать двигатель от трансмиссии автомобиля

4)      Предохранять трансмиссию автомобиля от инерционных нагрузок

5)      Обеспечивать удобство управления, небольшое усилие на педали и ограниченный ее ход при выключении сцепления или автоматизацию управления сцеплением.

Все эти особенности необходимо учитывать во время расчета сцепления. Где купить сцепление в Харькове.

устройство, принцип действия, классификация, виды, преимущества и недостатки. Устройство, принцип действия и классификация сцепления автомобиля. Классификация и виды автомобильного сцепления. Его устройство и принцип работы.

Владельцы автомобилей с МКПП, знают, что для качественной работы механической коробки передач нужно, чтобы безотказно функционировал еще один важный узел — сцепление. При поездках водители задействуют его постоянно, когда необходимо переключить передачу.

Содержание

• Что такое сцепление?
• Где находится сцепление?
• Функции сцепления автомобиля
• Компоненты муфты сцепления
• Принцип работы сцепления
• Разновидности сцепления
  • гидравлическое сцепление
  • электромагнитное сцепление
  • фрикционное сцепление
  • сухое сцепление
  • мокрое сцепление
  • по количеству потоков передач вращения
  • по количеству ведомых дисков
  • по типу управления
• Требования, предъявляемые к сцеплению

Что такое сцепление?

Сцеплением является один из компонентов автомобильной трансмиссии. Благодаря ему выполняется краткосрочное отсоединение работающего мотора от приводов трансмиссии. После переключения скорости сцепление плавно включает данную связку обратно в работу.

Где находится сцепление?

Схематическое место нахождения сцепления — пространство между силовым агрегатом и передаточной коробкой. Данный узел дает возможность избегать высоких силовых нагрузок на агрегаты трансмиссии и подавляет появляющиеся колебания.

Функции сцепления автомобиля

Муфта сцепления — один из самых нагруженных элементов трансмиссии. Ее основные функции следующие:

• Плавно разъединяет и соединяет двигатель и КПП.
• Передает крутящий момент без потерь.
• Компенсирует нагрузки и вибрации от неравномерной работы мотора.
• Снижает нагрузки на элементы силового агрегата и трансмиссии.

Компоненты муфты сцепления

В конструкцию стандартной муфты сцепления, используемой на большинстве авто с МКПП, входят такие основные элементы:

• Вилка сцепления
• Привод сцепления.
• Выжимной подшипник сцепления.
• Маховик мотора (ведущий диск).
• Корзина сцепления (то есть нажимной диск).
• Муфта выключения сцепления.
• Ведомый диск сцепления.

На ведомом диске с обоих сторон стоят фрикционные накладки. Его функцией является передача крутящего момента с помощью силы трения. Демпфер крутильных колебаний, который встроен в корпус диска, сглаживает соединение с маховиком, а также гасит нагрузки и вибрации от неравномерности работы мотора.

Диафрагменная пружина и нажимной диск, оказывают воздействие на ведомый диск, в сборе являют собой единый узел, который называется «корзиной сцепления». Что касается ведомого диска сцепления, то он находится между маховиком и корзиной, и соединяется с первичным валом КПП при помощи шлицев, по ним он может передвигаться.

Диафрагменная пружина корзины бывает или вытяжного, или нажимного принципа действия. Отличие основано на направлении приложения усилий от привода сцепления: от маховика или к маховику.

Конструкция пружины вытяжного действия дает возможность применять корзину, толщина которой существенно меньше, что делает узел наиболее компактным.

Принцип работы сцепления

Принцип действия сцепления основывается на жестком соединении маховика мотора и ведомого диска сцепления за счет появляющейся силы трения от усилий, создающихся диафрагменной пружиной. У сцепления есть два режима: «выключено» и «включено». Основное время работы маховик прижат к ведомому диску. Маховик передает крутящий момент ведомому диску, а он передает его посредством шлицевого соединения на первичный вал КПП.

Для выключения муфты автомобилист нажимает на педаль, соединенную с вилкой гидравлическим либо механическим приводом. Вилка передвигает выжимной подшипник, а он, нажимая на лепестки диафрагменной пружины, останавливает ее давление на нажимной диск, который освобождает ведомый. В данный момент мотор разъединен с трансмисией.

Когда нужная передача включена, автомобилист отпускает педаль сцепления, вилка перестает оказывать воздействие на выжимной подшипник, а он, в свою очередь, на пружину. Далее нажимной диск прижимает к маховику ведомый. Силовой агрегат соединен с трансмиссией.

Разновидности сцепления

С момента возникновения автотранспортной и специализированной техники, оборудующейся ДВС, было придумано несколько вариантов данного узла. В основном они подразделяются на фрикционные и гидравлические. Также есть электромагнитные, однако по сути они являются разновидностью фрикционного типа. Рассмотрим их подробнее.

гидравлическое сцепление

В таком сцеплении между ведомым и ведущим дисками, которые имеют лопасти, циркулирует жидкость. От количества этой жидкости зависит скорость оборотов ведомого колеса. Если ее удалить полностью, ведомое колесо остановится. Такое сцепление существенно увеличивает плавность хода транспортного средства, однако усложняет его конструкцию.

электромагнитное сцепление

При появлении электромагнитного поля ведомая и ведущая части сцепления электромагнитного типа соединяются между собой либо непосредственно, либо через ферромагнитный порошок, теряющий подвижность под влиянием электромагнитного поля. Такие сцепления использовались на автомобилях, которые предназначены для инвалидов. В наше время электромагнитные сцепления не редко используются в климатических установках ТС.

фрикционное сцепление

Зачастую на автомобилях применяется именно данный тип сцепления. Крутящий момент во фрикционном сцеплении передается с помощью силы трения, которая возникает между прижатыми друг к другу ведомой и ведущей частями сцепления.

В транспорте можно встретить как однодисковые фрикционные сцепления, так и двухдисковые и многодисковые вариации, диски которых могут функционировать в жидкости (так называемое мокрое сцепление) и без нее (то есть сухое сцепление).

В общем фрикционные сцепления можно разделить на следующие критерии:

• По типу привода (управления).
• По типу трения.
• По количеству ведомых дисков.
• По количеству потоков передач вращения.

сухое сцепление

Принцип работы такого сцепления основывается на силе трения, которая возникает в условиях взаимодействия сухих поверхностей: ведомого, нажимного и ведущего дисков, что обеспечивает жесткую связь мотора и КПП. Сухое однодисковое сцепление является наиболее распространенным видом, который используется на автомобилях с МКПП.

мокрое сцепление

Этот тип сцепления предполагает функционирование трущихся элементов в масляной ванне. В сравнении с сухим сцеплением, такая схема способна обеспечить более плавное соприкосновение дисков, узел охлаждается эффективнее благодаря циркуляции жидкости и передает на трансмиссию больший крутящий момент.

Мокрое сцепление, как правило, используется на современных роботизированных КПП с двойным сцеплением. Особенностью функционирования такого сцепления является то, что на нечетные и четные скорости коробки передач крутящий момент подается от разных ведомых дисков. Что касается привода сцепления, то здесь он гидравлический и управляется электроникой. Передачи переключаются при постоянной передаче момента на трансмиссию, не разрывая поток мощности. Такая конструкция является более сложной в производстве и дорогой.

по количеству потоков передач вращения

Сухое двойное сцепление

По данному показателю системы можно разделить на однопоточные и двухпоточные. Что касается однопоточных, то в первом случае вращение от ДВС передается лишь на один элемент. Двухпоточное сцепление достаточно часто применяется на спецтехнике. Их отличие от однопоточных заключается в том, что вращение передается на два вала, для этого в конструкцию входит два ведомых диска. Зачастую двухпоточный вариант сцепления применяется на тракторах. Что касается легкового транспорта, то данный тип нашел свое применение в автомобилях с роботизированной КПП.

по количеству ведомых дисков

Однодисковое устройство

Однодисковые элементы, как правило, монтируются на грузовые и легковые автомобили, где передающийся крутящий момент находится в пределах 0.7-0.8 кНм. Эксплуатация двохдисковых компонентов актуальна в автомобилях с высоким крутящим моментом. Что касается многодисковых систем, то они применяются в специализированных механизмах, например в автоматических коробках, предохранительных муфтах и т. д.

Многодисковое сцепление

по типу управления

Для управления узлом используются такие типы приводов:

• Гидравлический. В данном случае усилие передается через два цилиндры — главный и рабочий, которые соединены между собой заполненным жидкостью трубопроводом.
• Механический. Усилие от педали передается на вилку подшипника с помощью системы троса и рычагов.
• Электрический. Используется в системах, где управление сцеплением автоматическое. В данном случае воздействие на детали сцепления ведется через электромоторы с сервоприводами.
• Комбинированный. Сочетает в себе сразу несколько из перечисленных выше типов, например, гидромеханический.

Ведомый диск сцепления

Требования, предъявляемые к сцеплению

Сцепление должно обеспечивать:

• Плавное и беспроблемное включение, что дает возможность уменьшить уровень нагрузок на КПП и улучшить динамику.
• Комфорт и удобство в плане управления.
• Износостойкость поверхностей трущихся компонентов и длительный срок эксплуатации.
• Нормальный отвод тепла, во избежание проблем с перегревом устройства.
• Надежное включение в активированном положении, что уменьшает риск пробуксовки.
• Полное выключение при деактивированном положении.
• Оптимальный вес и габариты.

5 типов сцеплений и принцип их работы

Двигатель внутреннего сгорания действительно вырабатывает всю эту мощность, но без сцепления у нее не было бы возможности преобразовать ее в механическую энергию для движения автомобиля вперед. Имея в виду, что существует широкий спектр двигателей и трансмиссий, автопроизводителям было важно производить разные типы сцепления для разных типов автомобилей.

Фрикционная муфта

Это самый простой тип муфты, а также наиболее часто используемый. Сцепление состоит из выжимного подшипника, нажимного диска и диска сцепления и, как правило, приводится в действие тросом или с помощью гидравлики. Подшипник используется для зацепления или расцепления маховика и трансмиссии. Большинство автомобилей, как правило, используют однодисковое сцепление, однако автомобили с мощными двигателями, как правило, используют многодисковое сцепление для включения трансмиссии. Нажатие на педаль сцепления отключит трансмиссию от маховика, поскольку это заставляет подшипники оказывать давление на пружины на прижимном диске, в свою очередь освобождая диск сцепления.

Сухие и мокрые сцепления

Мокрые сцепления, как правило, немного сложнее. Они снабжены маслом для охлаждения и смазки внутренних частей. Эти муфты в основном используются в машинах с высоким крутящим моментом. Тепло, выделяемое этими мощными машинами, делает масла необходимыми. Сухие сцепления, однако, не нуждаются в смазочных материалах или маслах. Сухие сцепления обычно представляют собой однодисковые сцепления. Это, в свою очередь, означает, что любая смазка может привести к проскальзыванию сцепления из-за отсутствия трения. Проскальзывание сцепления может резко снизить мощность двигателя. С другой стороны, по этой причине мокрые сцепления, как правило, являются многодисковыми сцеплениями.

Многодисковое сцепление

Когда в сцеплении несколько фрикционных дисков расположены друг над другом, создаваемое трение становится намного больше. Это, в свою очередь, позволяет ему выдерживать гораздо больший выходной крутящий момент без каких-либо повреждений. Укладка этих пластин позволяет установить их в фурнитуру того же размера, что и обычная фрикционная муфта. Эти сцепления в основном используются в экстремальных высокопроизводительных автоспортах, таких как серия Formula и WRC соответственно.

Механизмы Dual Clutch

В сегменте автомобилей премиум-класса большинство автомобилей оснащены коробкой передач с двойным сцеплением. Механизмы состоят из использования небольшого сцепления для четных передач и одного большого сцепления для нечетных. Благодаря быстрому переключению передач с помощью DCT они теперь широко используются в различных типах автомобилей, таких как суперкары, спортивные автомобили и даже хот-хэтчи. Тот факт, что одно сцепление включено постоянно, в то время как другое ожидает ввода, обеспечивает плавное быстрое переключение передач.

Электромагнитные и электрогидравлические муфты

Электромагнитные муфты обычно используются, когда существует определенное пренебрежение к здоровью и сроку службы механических компонентов, составляющих концепцию переключения передач. Эта настройка сцепления вращается вокруг процесса включения сцепления просто датчиками приближения на переключателе или нажатием кнопки. Эта дистанционная активация сцепления происходит благодаря постоянному току, проходящему через электромагнит, который, в свою очередь, создает магнитное поле. Эти системы сцепления наиболее распространены в автомобилях с подрулевыми переключателями. Потянув за любой из лепестков, вы посылаете электрический сигнал на сцепление, чтобы оно отключилось и включилось гидравлически после переключения на нужную передачу. Электромагнитная муфта создает среду, в которой лепестковая муфта вообще не нужна.

Типы сцепления – Объяснение различий – Что лучше для меня?

Некоторые автомобили имеют механическую коробку передач со сцеплением, а другие — автоматическую коробку передач. Кроме того, следует учитывать различные типы сцепления. Сцепления являются важным связующим звеном между двигателем и трансмиссией и могут принимать различные формы. Мы обсуждаем базовые фрикционные муфты, мокрые и сухие муфты, многодисковые муфты, системы двойного сцепления, а также электромагнитные и электрогидравлические муфты.

Типы сцеплений – различные типы сцеплений и принцип их работы

«Сцепления образуют связь между передачей энергии всего внутреннего сгорания в двигателе через трансмиссию и, наконец, к ведущим колесам. И с бесчисленными комбинациями типов двигателей и трансмиссий, разбросанных по всему автомобильному миру, существует множество различных наименований сцеплений, соответствующих требуемой работе. Независимо от того, имеют ли они дело с мощностью 90 или 900 л.с., есть сцепление, которое после включения поможет передать максимально возможный крутящий момент на любую трансмиссию».

Типы сцепления – базовая фрикционная муфта

«В большинстве автомобилей используется фрикционная муфта, которая имеет все обычные компоненты, которые вы, вероятно, видели или слышали раньше. Приводимая в действие гидравлически или с помощью троса, фрикционная муфта использует нажимной диск, пластину сцепления (или диск сцепления) и выжимной подшипник для зацепления и расцепления маховика и трансмиссии. В большинстве автомобилей будет использоваться простое однодисковое сцепление, и только более мощным двигателям требуется многодисковое сцепление для правильного включения трансмиссии.

Когда педаль сцепления нажата, выжимной подшипник оказывает давление на диафрагменные пружины на нажимном диске, что снимает зажимное давление на диск сцепления и отсоединяет коробку передач от маховика.

Когда происходит переключение передач и сцепление выжимается, выжимной подшипник отходит от нажимного диска, а диск сцепления снова зажимается и приводится в движение нажимным диском, позволяя приводу передаваться на трансмиссию».

Типы сцепления – мокрое и сухое сцепление

«Мокрые сцепления обычно имеют несколько дисков сцепления (в автомобилях) и имеют запас масла для смазки и охлаждения компонентов. Они используются в ситуациях с высоким крутящим моментом, когда уровень трения будет высоким и, следовательно, температура сцепления будет резко возрастать без какой-либо охлаждающей жидкости. Любая трансмиссия с крутящим моментом более 250 фунтов на фут должна действительно использовать мокрое сцепление, чтобы избежать чрезмерного износа остальной части трансмиссии из-за перегрева.

Сухие сцепления, с другой стороны, не имеют подачи масла и обычно являются однодисковыми. Это означает, что они могут быть более эффективными, поскольку смазка может привести к отсутствию трения между дисками в мокром сцеплении, а также к паразитным потерям в трансмиссии, поскольку для подачи смазочного масла необходим насос. Таким образом, низкий коэффициент трения в мокрой системе является причиной использования нескольких дисков для эффективной работы сцепления».

Типы сцепления — многодисковое сцепление

«Очевидные преимущества установки нескольких фрикционных дисков друг на друга заключаются в том, что трение, создаваемое в сцеплении, может быть значительно увеличено, и, следовательно, оно может выдерживать гораздо более высокие входные крутящие моменты. Используемый во многих гоночных автомобилях, включая Формулу 1 и WRC, величина трения, необходимая для предотвращения проскальзывания сцепления, благодаря аккуратной компоновке может соответствовать тому же диаметру, что и однодисковое сцепление».

Типы сцепления — системы с двойным сцеплением

«Коробки передач с двойным сцеплением в настоящее время доминируют на рынке автомобилей премиум-класса после их первого массового выпуска на VW Mk4 Golf R32. Используя одно большое сцепление для нечетных передач и меньшее сцепление для четных передач, эта форма трансмиссии известна быстрыми и плавными переключениями и теперь используется в каждом достойном суперкаре, а также во многих хот-хэтчбеках и седанах.

Используемые в автоматических и полуавтоматических установках, DCT используют два мокрых многодисковых сцепления, что устраняет необходимость в гидротрансформаторе. Переключения происходят плавно благодаря тому факту, что выходной крутящий момент на ведущие колеса не прерывается, поскольку он может быть подан на одно сцепление, в то время как другое отключается, что означает отсутствие прерывания выходной мощности».

Типы сцепления — электромагнитные и электрогидравлические сцепления

«Электромагнитные сцепления могут использоваться, когда механическое соответствие и синхронизация работы сцепления, как правило, не учитываются, при этом сцепление приводится в действие простым нажатием кнопки на рычаге переключения передач или даже датчиком приближения рукой. находится рядом с рычагом переключения передач. Когда сцепление приводится в действие дистанционно, постоянный ток проходит через электромагнит, который создает магнитное поле. Затем якорь притягивается к ротору, создавая силу трения для зацепления двигателя и трансмиссии.

Электромеханические муфты используются в автомобильной промышленности практически во всех системах переключения передач. При нажатии на лопасть электрический сигнал отправляется на компьютер, который включает сервопривод для гидравлического отключения сцепления.

Это устраняет необходимость в любой форме педали сцепления, а в сочетании с трансмиссией DCT может стать самой эффективной формой переключения передач на рынке. Как правило, эти системы используются вместе с более мощными силовыми агрегатами, поэтому в сцеплении используется несколько дисков».

«Существует несколько других типов сцепления, но большинство из них либо вымерли, либо используются только в гораздо более мелких подразделениях автомобильного сектора. Например, центробежные сцепления широко распространены в производстве мопедов и мотоциклов, в них используются колодки (как на барабанном тормозе) для включения и выключения сцепления. Кулачковые муфты также используются в трансмиссиях без синхронизаторов, но требуют двойного отключения сцепления и были зачищены под ковриком после развития коробок передач.

Если вы хотите получить больше мощности от своего двигателя за счет модификаций, обязательно подумайте о своем сцеплении. Как испытал Алекс во время турбонаддува своего MX-5, как только крутящий момент достигает уровня, слишком высокого для вашего сцепления, диски начинают проскальзывать, поскольку они не могут справиться с передаваемыми через них усилиями.