суть, устройство, привод и принцип работы

3964 Просмотров

Сцепление является важнейшим элементом любого автомобиля, принимающим на себя многочисленные нагрузки и удары, возникающие в процессе езды. Поэтому особую важность имеет его устройство, функциональные особенности и разновидности. Сцепление может иметь механический и гидравлический привод.

Сцепление с гидравлическим приводом

Впервые устройство появилось в 1905 году, предназначалось для применения в морских судах, но спустя какое-то время один инженер занялся его установкой на авто.

Принцип базируется на обеспечении сцепления двигателя и коробки передач, в ходе чего происходит поглощение вибраций, и автомобиль начинает плавное движение.

Рассмотрим устройство и принцип функционирования системы.

Гидравлический привод

Гидравлический привод сцепления обладает более сложной структурой. Несмотря на сложную систему, устройство в работе является более совершенным. Главный и рабочий цилиндр сцепления автомобиля имеют одинаковый принцип дефектовки деталей, поэтому они описываются по отдельности редко.

Особенности

Гидропривод сцепления для автомобиля имеет несколько конструктивных особенностей:

• устройство предполагает отсутствие троса, подвергаемого износу и поломкам, поэтому можно экономить на затратах;
• соединение осуществляется штоком, обладающим регулируемой конструкцией и сложным механизмом;
• цилиндр располагается традиционно в области корпуса картера;
• главный цилиндр сцепления и бачок жидкости совместимы по своему расположению.

Главный и рабочий цилиндр имеют соединение с помощью магистрали, где расположена рабочая жидкость. Принцип работы имеет сходство с действием гидравлической системы тормозов, которое базируется традиционно на особенностях свойств несжимаемой жидкости.

Поломки

Рабочий цилиндр автомобиля подвергается поломкам, поэтому тем, кто хочет сэкономить время на ремонте, стоит осуществить его замену новым элементом. Цилиндр продается, как и шайбы для уплотнения, в комплекте. Устанавливаются компоненты под гидравлический шланг, в области болта крепления. Если их нет в наборе, стоит приобрести отдельно и установить на автомобиль.

Полностью заменять цилиндр автомобиля нецелесообразно с экономической точки зрения, достаточно поменять специальные резиновые манжеты, которые продаются в ремонтных комплектах. Отдавать машину стоит в ремонт только в проверенные сервисы, чтобы достигнуть оптимального результата.

Как работает

От педали сцепления к его механизму передается усилие с помощью жидкости, находящейся в гидроцилиндрах привода, соединяющих важнейшие элементы. Большой диск находится на острой стороне вала и кожуха, выполненного из стали. Последний закрепляется в области маховика. Внутри него есть пружина со специальными выжимными рычажками. На оси конструкции располагается специальная управляющая педаль, которая приподнимается к кронштейну на кузове. Она опускается при выключении сцепления и переключении передачи.

Особенности выбора минерального масла. Можно ли использовать его в гидроприводе сцепления

Минеральное масло должно приспособиться к тяжелым условиям функционирования в передачах, ведь температурный режим может достигать +150 С. К маслам, соответственно, предъявлены жесткие требования, поскольку помимо выполнения функции смазки трущихся поверхностей они играют роль рабочего тела.

Так, минеральное масло должно обладать достаточным количеством эксплуатационных качеств:

• высокая стабильность в течение полного эксплуатационного срока;
• минеральное масло должно иметь интенсивную аэрацию;
• высокие показатели образования пены;
• минеральное масло должно характеризоваться присутствием в составе противокоррозионных присадок, обеспечивающих снижение действия коррозии;
• оптимальный уровень вязкости и плотности, который должно иметь минеральное масло. Если уровень и КПД высокие, показатель вязкости – минимальный, если нужно обеспечить в области поверхностей трения пленку – требуется высокий показатель вязкости;
• отсутствие качеств агрессивности в отношении деталей, используемых для уплотнения и по сравнению с другими элементами, работающими в системе.

Нередко на практике применяется специальное минеральное масло, которое изготовлено на базе веретенных компонентов с низким уровнем вязкости и присутствием присадок.

Однако стоит обратить особое внимание: в современных автомобилях минеральное масло в гидроприводе сцепления не используется, так как оно может разрушить резиновые элементы конструкции. Для этого применяют специальную тормозную жидкость DOT4. Также недопустимо смешивание тормозных жидкостей разных типов.

Заключение

Таким образом, устройство гидравлического привода автомобиля является сложным, но, несмотря на это, имеет массу преимуществ и особенностей функционирования. Минеральное масло не стоит использовать в гидравлическом приводе автомобиля, чтобы не возникло серьезных проблем с его эксплуатацией и ремонтом.

Гидравлическое сцепление автомобилей — схема, принцип работы, достоинства и недостатки

Гидромуфта, в которой крутящий момент передается гидродинамическим (скоростным) напором жидкости, циркулирующей между ведущими и ведомыми деталями, называется гидравлическим сцеплением.

Гидромуфта на автомобилях в качестве самостоятельного сцепления не применяется, так как не обеспечивает полного выключения (ее «ведет»), что затрудняет переключение передач. В связи с этим при использовании гидромуфты последовательно с ней устанавливается фрикционное сцепление, которое предназначено только для переключения передач. При этом в фрикционном сцеплении устанавливаются более слабые нажимные пружины, что облегчает выключение сцепления.

На схеме 1 показана гидромуфта, с которой последовательно включено однодисковое фрикционное сухое сцепление. Ведущее лопастное насосное колесо 1 вместе с корпусом гидромуфты закреплено на коленчатом валу двигателя, а

ведомое лопастное турбинное колесо 2 соединено с ведущим диском 3 фрикционного сцепления. Оба колеса находятся в корпусе гидромуфты, объем которого на 80…85 % заполнен рабочей жидкостью – турбинным маслом малой вязкости. Лопасти колес расположены радиально.

Схема 1 – Гидравлическое сцепление

1 – насосное колесо; 2 – турбинное колесо; 3 – ведущий диск

Принцип работы

При вращении коленчатого вала двигателя вращается насосное колесо 1. Жидкость с его лопастей под действием центробежной силы переносится на лопасти турбинного колеса (показано стрелками) и приводит его и ведущий диск 3 фрикционного сцепления во вращение. Таким образом, передача крутящего момента происходит посредством жидкости, и длительное буксование не вызывает усиленного нагрева и повышенного изнашивания деталей гидромуфты.

Достоинства и недостатки

Гидромуфта обеспечивает плавную передачу крутящего момента, снижает динамические нагрузки в трансмиссии и поглощает крутильные колебания, повышает устойчивость работы двигателя при малой скорости движения, облегчает управление автомобилем и повышает его проходимость.

Однако гидромуфта имеет низкий КПД и ухудшает топливную экономичность автомобиля. При установке гидромуфты потери максимальной мощности двигателя составляют до 3 % из-за нагрева рабочей жидкости. Кроме того, применение гидромуфты приводит к увеличению сложности, металлоемкости и стоимости трансмиссии.

Другие типы сцеплений

Привод сцепления — механический, гидравлический, как работает

Привод сцепления на автомобиле предназначен для краткосрочного отсоединения коленчатого вала двигателя от коробки передач, а также для их совмещения, которые необходимы для переключения передач, а также, для того, чтобы автомобиль мог тронуться с места и начать движение.

На сегодняшний день в автомобилях применяются следующие виды приводов сцепления:

• привод сцепления механический;
• гидравлический привод сцепления;
• электрогидравлический привод.

Последний из вышеназванных приводов сцепления в отличие от первых двух применяется в автомобилях крайне редко и используется в роботизированных коробках передач. Поэтому более конкретно на нем останавливаться не будем, и давайте рассмотрим первые два.

Привод сцепления механический

Данный привод, как правило, применяется в небольших легковых автомобилях. Отличается он от других приводов сцепления своей невысокой стоимостью и простотой конструкции, которая состоит из:

• педали сцепления;
• троса привода сцепления;
• рычажной передаче;
• механизма отвечающего за регулирования свободного хода педали сцепления.

Схема механического привода сцепления:
1 — контргайка; 2 — регулировочная гайка; 3 — нижний наконечник троса; 4 — защитный чехол троса; 5 — кронштейн крепления троса; 6 — нижний наконечник оболочки троса; 7 — оболочка троса; 8 — поводок троса; 9 — уплотнитель; 10 — верхний наконечник оболочки троса; 11 — верхний наконечник троса; 12 — кронштейн педали сцепления; 13 — пружина педали сцепления; 14 — педаль сцепления; 15 — упорная пластина.

В его конструкции основным элементом является трос, который соединяет между собой «вилку» выключения и педаль сцепления. При нажатии водителем на педаль сцепления через трос, который в свою очередь заключен в специальную оболочку, передается соответствующее усилие на рычажную передачу. В свою очередь рычажная передача обеспечивает выключения сцепления путем перемещения вилки сцепления.

Привод сцепления механический также оснащен механизмом, отвечающим за регулировку свободного хода педали сцепления. Данный механизм включает в себя на конце троса регулировочную гайку. Необходимость данного механизма в первую очередь обусловлена постепенным, вследствие износа, изменением положения педали сцепления.

Гидравлический привод сцепления

Данный привод по своей конструкции напоминает гидравлический привод тормозной системы автомобиля. В нем также в качестве «рабочей» жидкости используется тормозная жидкость, а сам привод состоит из:

• педали сцепления;
• главного и рабочего цилиндров;
• бачка с «рабочей» жидкостью;
• соединительных трубопроводов.

Схема гидравлического привода сцепления:
1 — маховик; 2 — ведомый диск сцепления; 3 — корзина сцепления; 4 — подшипник выключения сцепления с муфтой; 5 — бачок гидропривода сцепления; 6 — шланг; 7 — главный цилиндр гидропривода выключения сцепления; 8 — сервопружина педали сцепления; 9 — возвратная пружина педали сцепления; 10 — ограничительный винт хода педали сцепления; 11 — педаль сцепления; 12 — трубопровод гидропривода выключения сцепления; 13 — шаровая опора вилки; 14 — вилка выключения сцепления; 15 — оттяжная пружина вилки выключения сцепления; 16 — шланг; 17 — рабочий цилиндр гидропривода выключения сцепления; 18 — штуцер прокачки сцепления.

Главный и рабочий цилиндры выполнены в качестве поршня с толкателем, которые в свою очередь размещены в корпусе. При нажатии водителем на педаль сцепления поршень главного цилиндра начинает двигаться с помощью толкателя вследствие чего «рабочая» жидкость отсекается от бачка. Далее «рабочая» жидкость поступает в рабочий цилиндр по соединенному трубопроводу.

Именно под воздействием «рабочей» жидкости и происходит движение толкателя с поршнем. Толкатель в свою очередь оказывает воздействие на «вилку» сцепления и тем самым обеспечивает выключения сцепления.

Для того чтобы удалить из привода воздух, на рабочем и главном цилиндрах установлены специальные штуцеры.

Работа сцепления с гидравлическим приводом — видео:

Также на некоторых автомобилях применяется вакуумный либо пневматический усилитель привода. Его установка облегчает управление автомобилем.

Загрузка…

23. Назначение, общее устройство и принцип работы механического и гидравлического приводов сцепления. Свободный ход педали привода сцепления.

Привод сцепления служит для управления сцеплением — для его включения, выключения и удержания в выключенном состо­янии. Привод сцепления должен обеспечивать удобство управления, легкость управления, удобство компоновки, доступность, про­стоту и легкость регулировки, а также иметь высокий КПД.

Высокий КПД и удобство компоновки достигаются путем при­менения привода управления соответствующей конструкции. На автомобилях наибольшее применение получили механичес­кие и гидравлические приводы сцеплений.

Механический привод сцепления. Механический привод пред­ставляет собой систему тяг и рычагов, передающих усилие от во­дителя к рычагам выключения сцепления. В привод входят педаль, тяга, вилка выключения и муфта выключения сцепления с выжимным подшипником. При выключении сцеп­ления при нажатии на педаль усилие передается на вилку и от нее на муфту с подшипником. Муфта перемещается, и подшип­ник нажимает на внутренние концы рычагов выключения, ко­торые отводят своими наружными концами нажимной диск от ведомого диска. При этом сцепление выключается и не передает крутящий момент. Механический привод по сравнению с гидравлическим проще по конструкции и надежнее в работе. Однако механический при­вод имеет меньший КПД, обеспечивает худшую изоляцию каби­ны или салона кузова в месте установки педали сцепления. При механическом приводе сложнее осуществлять передачу усилия от педали управления к сцеплению, так как двигатель устанавлива­ется на упругих опорах и может иметь перекосы относительно несущей системы автомобиля (рамы, кузова) при движении, ока­зывающие влияние на нормальную работу сцепления.

Гидравлический привод сцепления. Гидравлический привод пе­редает усилие от педали управления к рычагам выключения сцеп­ления при помощи гидростатического напора жидкости. При вык­лючении сцепления усилие от педали через толкатель передается на поршень главного цилиндра, жидкость из которого через трубопровод поступает в рабочий цилиндр. Поршень рабочего цилиндра через шток поворачивает на шаро­вой опоре вилку выключения сцепления, которая перемещает муфту выключения с выжимным подшипником. Подшипник давит на внутренние концы рычагов выключения, которые отводят нажимной диск от ведомого диска сцепления. Сцепление выключается и крутящий момент через него не передается. Гидравлический привод имеет больший КПД, чем механичес­кий, обеспечивает удобство управления и более плавное включе­ние сцепления, а также уменьшает усилие выключения сцепле­ния. Привод позволяет ограничивать скорость перемещения на­жимного диска при резком включении сцепления, что дает воз­можность уменьшить динамическое нагружение механизмов транс­миссии. Он обладает большой жесткостью, что обеспечивает умень­шение свободного хода педали управления, более удобен при ком­поновке, для дистанционного управления при значительном уда­лении сцепления от места водителя и для автомобилей с опроки­дывающейся кабиной. При гидравлическом приводе устраняется влияние перекосов двигателя относительно рамы (кузова) на работу сцепления, умень­шается трение в приводе, улучшается герметичность кабины и салона кузова. Однако гидравлический привод сложнее по конст­рукции и в обслуживании, менее надежен в работе, более дорого­стоящий и требует больших затрат при обслуживании в эксплуа­тации.

Рассмотрим основные элементы приводов сцеплений.

Педаль сцепления. Она может быть верхней и нижней. Верхняя педаль имеет нижнюю опору и обычно применя­ется для механического привода сцепления. Нижняя педаль имеет верхнюю опору и применяется для гидравличес­кого привода сцепления. Иногда нижнюю педаль используют и в механическом приводе сцепления. Педаль сцепления изготавливают литьем из ковкого чугуна КЧ 35 или штампуют из сталей марок 30 и 35.

Вилка выключения сцепления. Она может быть изготовлена как одно целое с рычагом привода и опираться на шаровую опору. В этом случае вилку штампуют из листовой стали 20. Вилка может быть выполнена отдельно или вместе с валом, установленным во втулках картера сцепления. При таких конструкциях вилку вык­лючения штампуют из сталей марок 30 и 35.

Выжимной подшипник муфты выключения сцепления. Подшип­ник выполняется закрытым и герметичным. Смазочный материал в него закладывают при сборке, и в процессе эксплуатации сма­зывания подшипника не требуется. При управлении сцеплением подшипник может воздействовать непосредственно на внутрен­ние концы рычагов выключения или через опорное кольцо, при­крепленное к концам рычагов выключения. В сцеплениях с диаф­рагменной пружиной подшипник при управлении сцеплением упирается в концы лепестков пружины через фрикционное коль­цо, связанное с кожухом сцепления упругими пластинами, которые позволяют кольцу перемещаться в осевом направлении при включении и выключении сцепления.

Для надежной работы в сцеплении предусмотрена регулировка свободного хода педали – зазора между выжимным подшипником и рычагами выключения сцепления. Осуществляется она изменением длины тяги с помощью регулировочной гайки до зазора 1,5-3мм, что соответствует свободному ходу педали 35-50мм. При меньшем зазоре выжимной подшипник может нажимать на рычаги выключения, вызывая пробуксовку сцепления и увеличивая свой износ, и износ фрикционных накладок и рычагов выключения.

Принцип работы сцепления. Устройство сцепления автомобиля

Сцепление – неотъемлемая часть любого современного автомобиля. Именно этот узел принимает на себя все колоссальные нагрузки и удары. Особенно высокое напряжение испытывают устройства на автомобилях с механической КПП. Как вы уже поняли, в сегодняшней статье мы рассмотрим принцип работы сцепления, его конструкцию и назначение.

Характеристика элемента

Сцепление представляет собой силовую муфту, которая осуществляет передачу крутящего момента между двумя основными составляющими автомобиля: двигателем и коробкой передач. Состоит оно из нескольких дисков. В зависимости от типа передачи усилий данные муфты могут быть гидравлическими, фрикционными или же электромагнитными.

Назначение

Автоматическое сцепление предназначено для временного отсоединения трансмиссии от двигателя и плавной их притирки. Необходимость в ней возникает по мере того, как начинается движение. Временное разъединение мотора и КПП нужно и при последующем переключении скоростей, а также при резком торможении и остановке транспортного средства.

Во время движения машины система сцепления находится по большей части во включенном состоянии. В это время она передает мощность от двигателя к коробке переключения передач, а также предохраняет механизмы КПП от различных динамических нагрузок. Тех, которые возникают в трансмиссии. Таким образом, нагрузки на нее возрастают по мере торможения двигателя, при резком включении сцепления, снижении частоты оборотов коленвала либо при наезде транспортного средства на неровности дорожного полотна (ямы, выбоины и так далее).

Классификация по связи ведущих и ведомых частей

Сцепление классифицируют по нескольким признакам. По связи ведущих и ведомых частей принято различать следующие типы устройств:

• Фрикционные.
• Гидравлические.
• Электромагнитные.

По типу создания нажимных усилий

По данному признаку различают типы сцепления:

• С центральной пружиной.
• Центробежные.
• С периферийными пружинами.
• Полуцентробежные.

По количеству ведомых валов системы бывают одно-, двух- и многодисковые.

По типу привода

• Механический.
• Гидравлический.

Все вышеуказанные типы сцеплений (за исключением центробежных) являются замкнутыми, то есть постоянно выключенными или включенными водителем при переключении скоростей, остановке и торможении транспортного средства.

На данный момент большую популярность обрели системы фрикционного типа. Такие узлы используются как на легковых, так и на грузовых автомобиля, а также на автобусах малого, среднего и большого класса.

2-дисковые сцепления используются только на крупнотоннажных тягачах. Также они устанавливаются на автобусы большой вместимости. Многодисковые же практически не применяются автопроизводителями в данный момент. Раньше они использовались на большегрузах. Также стоит отметить, что гидромуфты в качестве отдельного узла на современных машинах не применятся. До недавнего времени они использовались в коробках автомобилей, однако только совместно с последовательно установленным фрикционным элементом.

Что касается электромагнитных сцеплений, то они на сегодняшний день не получили широкого распространения в мире. Связано это со сложностью их конструкции и с дорогостоящим обслуживанием.

Принцип работы сцепления с механическим приводом

Стоит отметить, что данный узел имеет одинаковый принцип работы вне зависимости от количества ведомых валов и типа создания нажимных усилий. Исключение составляет тип привода. Напомним, он бывает механическим и гидравлическим. И сейчас мы рассмотрим принцип работы сцепления с механическим приводом.

Как же действует данный узел? В рабочем состоянии, когда педаль сцепления не затронута, ведомый диск зажат между нажимным и маховиком. В это время передача крутящих усилий на вал производится за счет силы трения. Когда водитель нажимает ногой на педаль, трос сцепления перемещается в корзине. Далее рычаг поворачивается относительно своего места крепления. После этого свободный конец вилки начинает давить на выжимной подшипник. Последний, перемещаясь к маховику, — давить на пластины, которые отодвигают нажимной диск. В данный момент ведомый элемент освобождается от прижимающих усилий и таким образом происходит отсоединение сцепления.

Далее водитель свободно производит переключение передачи и начинает плавно отпускать педаль сцепления. После этого система вновь включает в связь ведомый диск с маховиком. По мере отпускания педали сцепление включается, происходит притирка валов. Через некоторое время (пару секунд) узел в полной мере начинает передавать крутящий момент на двигатель.

Последний через маховик осуществляет привод на колеса. Стоит отметить, что трос сцепления присутствует только на узлах с механическим приводом. Нюансы конструкции другой системы мы опишем в следующем разделе.

Принцип работы сцепления с гидравлическим приводом

Здесь, в отличие от первого случая, усилие от педали к механизму передается посредством жидкости. Последняя содержится в специальных трубопроводах и цилиндрах. Устройство данного типа сцепления несколько отличается от механического. На шлицевом конце ведущего вала трансмиссии и стального кожуха, закрепленного к маховику, устанавливается 1 ведомый диск.

Внутри кожуха есть пружина с радиальным лепестком. Она служит выжимным рычагом. Управляющая педаль при этом подвешивается на оси к кронштейну кузова. К ней также прикреплен толкатель главного цилиндра на шарнирном соединении. После того как происходит выключение узла и переключение передачи, пружина с радиальными лепестками возвращает педаль в исходное положение. Кстати, схема сцепления представлена на фото справа.

Но это еще не все. В конструкции узла присутствует как главный, так и рабочий цилиндр сцепления. По своей конструкции оба элемента очень схожи между собой. Оба состоят из корпуса, внутри которого присутствует поршень и специальный толкатель. Как только водитель нажимает педаль, задействуется главный цилиндр сцепления. Здесь при помощи толкателя поршень перемещается вперед, благодаря чему давление внутри увеличивается. Последующее его передвижение приводит к тому, что жидкость проникает в рабочий цилиндр через нагнетательный канал. Так вот, благодаря воздействию толкателя на вилку и происходит выключение узла. В то время, когда водитель начинает отпускать педаль, рабочая жидкость поступает обратно. Это действие приводит к включению сцепления. Данный процесс можно описать так. Сначала открывается обратный клапан, который сжимает пружину. Далее идет возврат жидкости из рабочего цилиндра в главный. Как только давление в нем становится меньше усилия нажатия пружины, клапан закрывается, а в системе образуется избыточное давление жидкости. Так происходит нивелирование всех зазоров, которые находятся в определенной части системы.

В чем отличие двух приводов?

Основное преимущество систем с механическим приводом заключается в простоте конструкции и неприхотливости в обслуживании. Однако в отличие от своих аналогов они имеют меньший коэффициент полезного действия.

Гидравлическое сцепление (фото его представлено ниже), благодаря высокой производительности, обеспечивает более плавное включение и выключение узлов.

Однако такой тип узлов гораздо сложнее по своей конструкции, из-за чего они менее надежны в работе, более прихотливы и затратны в обслуживании.

Требование к сцеплениям

Один из главных показателей данного узла – высокая способность к передаче усилий крутящего момента. Для оценки этого фактора используется такое понятие, как «величина коэффициента запаса сцепления».

Но, кроме основных показателей, которые касаются каждого узла машины, к данной системе предъявляется целый ряд других требований, среди которых следует отметить:

• Плавность включения. При эксплуатации автомобиля данный параметр обеспечивается квалифицированным управлением элементами. Однако некоторые детали конструкции предназначены для увеличения степени плавного включения узла сцепления даже при минимальной квалификации водителя.
• «Чистота» выключения. Данный параметр подразумевает полное выключение, при котором усилия крутящего момента на выходном валу соответствуют нулевому или близкому к нему значению.
• Надежная передача мощности от трансмиссии к двигателю при любых режимах работы и эксплуатации. Иногда при заниженном значении коэффициента запаса сцепление начинает пробуксовывать. Что приводит к повышенному его нагреву и износу деталей механизма. Чем выше данный коэффициент, тем больше масса и размеры узла. Чаще всего это значение составляет порядка 1.4-1.6 для легковых автомобилей и 1.6-2 для грузовиков и автобусов.
• Удобство управления. Данное требование является обобщенным для всех органов управления транспортного средства и конкретизируется в виде характеристики хода педали и степени усилий, требуемых для полного отключения сцепления. На данный момент в России действует ограничение в 150 и 250 Н для автомобилей с усилителями привода и без них соответственно. Сам ход педали зачастую не превышает отметки 16 сантиметров.

Заключение

Итак, мы рассмотрели устройство и принцип работы сцепления. Как видите, данный узел имеет большое значение для автомобиля. От его работоспособности зависит исправность всего транспортного средства. Поэтому не следует рвать сцепление, резко убирая ногу с педали при движении. Чтобы максимально сохранить детали узла, необходимо плавно отпускать педаль и не практиковать длительных выключений системы. Так вы обеспечите долгую и надежную работу всех ее элементов.

Привод выключения сцепления гидравлический | Сцепление

На автомобиле применяется гидравлический привод выключения сцепления с педалью подвесной конструкции (ось качания педали расположена выше ее площадки). Такой тип привода получает все большее распространение на современных легковых автомобилях. Его преимущества по сравнению с механическим приводом сводятся в основном к следующему:

1. Сцепление включается более плавно, что уменьшает динамические нагрузки в трансмиссии, особенно при трогании автомобиля с места, и повышает комфортабельность езды.
2. Значительно улучшается герметизация пассажирского помещения кузова от проникновения в него пыли, грязи и влаги, поскольку (при педали тормоза также «подвесной» конструкции) в наклонном полу кузова отсутствуют люки для прохода рычагов педалей сцепления и тормоза.
3. Не забрасываются грязью и хорошо защищены от пыли главные цилиндры гидроприводов выключения сцепления и ножного тормоза, расположенные достаточно высоко па идете кузова, и элементы механической части приводов, что облегчает техническое обслуживание этих узлов и повышает их долговечность.
4. Нет точек смазки в приводе сцепления, что упрощает обслуживание автомобиля.
5. Появляются значительные компоновочные возможности, так как «подвесные» педали сцепления и тормоза вместе с их главными цилиндрами можно разместить на щите передка кузова в соответствии с особенностями компоновки автомобиля.

Устройство привода выключения сцепления

Штампованная педаль сцепления 21 установлена на сварном кронштейне 12, укрепленном на кузове болтами 11 и шпильками 8 с гайками 7. Педаль сцепления качается на оси 16, которая неподвижно закреплена в кронштейне 12. Педаль фиксируется от проворачивания лыской, входящей в фигурное отверстие в одной из щек кронштейна педали.

Аксиальное перемещение оси ограничено шплинтом 13 и уступом лыски. В ступицу педали вставлены две вращающиеся на оси полиамидные втулки 17, имеющие буртики на одном из торцов.

Втулки имеют высокую износостойкость и не требуют смазки в процессе эксплуатации. На площадку педали надета резиновая накладка 31. Педаль удерживается в исходном (крайнем заднем) положении усилием оттяжной пружины 15. При этом нерегулируемый толкатель 14, шарнирно соединенный с педалью пальцем 19, упирается в ограничительную шайбу 5, зафиксированную в осевом направлении стопорным кольцом.

В исходном положении педали поршень 12 главного цилиндра сцепления под действием пружины 8 упирается торцом в шайбу 14. Между толкателем 14 и поршнем 4 предусмотрен постоянный зазор а = 0,2 — 1,0 мм, который обеспечивается в указанных пределах выбранными размерами этих деталей и ограничительной шайбы 5.

Указанный зазор обеспечивает поршню главного цилиндра возможность занять исходное положение (при включенном сцеплении), гарантирующее сообщение полости а цилиндра с наполнительным бачком 3 через компенсационное отверстие б.

В приводах сцепления и управления ножными тормозами оси педалей, полиамидные втулки, толкатели, накладки педалей и крепежные детали взаимозаменяемы. Главный цилиндр сцепления предназначен для создания давления в системе гидравлического привода сцепления. Цилиндр имеет чугунный корпус 9 внутреннего диаметра 22 мм с фигурным фланцем; во фланец ввернуты две шпильки 18, с помощью которых цилиндр и кронштейн 12 педали крепятся к щиту передней части кузова. Между фланцем корпуса цилиндра и щитом передней части кузова при сборке устанавливают до четырех (по потребности) регулировочных прокладок 6, изготовленных из листовой стали толщиной 0,5 мм каждая. Эти прокладки помогают установить исходное положение педали сцепления, которое должно обеспечивать полный ее ход L до упора в резиновый коврик пола, равный 150—155 мм.

Рис. Привод выключения сцепления:
1 — кронштейн крепления соединительной трубки; 2 — соединительная трубка; 3 — главный цилиндр сцепления в сборе; 4 — поршень главного цилиндра сцепления; 5 — ограничительная шайба; 6 — регулировочная прокладка; 7 и 28 — гайки; 8 — шпилька крепления главного цилиндра; 9 — питательный бачок главного цилиндра сцепления; 10 — гайкодержатель; 11 — болт крепления кронштейна педали сцеплении; 12 — кронштейн педали сцепления: 13 — шплинт оси педали сцепления; 14 — толкатель поршня главного цилиндра сцепления; 15 — оттяжная пружина педали сцепления; 16 — ось педалей сцепления и тормоза; 17 — втулка оси педалей сцепления и тормоза; 18 и 33 — шайбы; 19 и 23 — пальцы; 20 и 32 — шплинты; 21 — педаль сцеплении; 22 — вилка выключения сцепления; 24 — наконечник толкателя; 26 — оттяжная пружина вилки выключения сцепления; 26 — контргайка; 27 — толкатель вилки; 29 — рабочий цилиндр привода включения сцепления; 30 — шпилька крепления рабочего цилиндра; 31 — накладка педали; 34 — защитный колпак; 35 — стопорное кольцо; 36 — поршень рабочего цилиндра; 37 — уплотнительная манжета; 38 — распорный грибок; 39 — пружина; 40 — клапан выпуска воздуха; 41 — защитный колпачок клапана; 42 — скоба крепления трубки; 43 — прокладка

На верху корпуса главного цилиндра расположен бачок 3, изготовленный из полупрозрачной пластмассы. В бачке содержится определенный запас тормозной жидкости, необходимый для нормальной работы гидравлического привода сцепления. Бачок закрыт пластмассовой резьбовой крышкой 1, в которой имеется отверстие для сообщения внутренней полости бачка с атмосферой, и укреплена отражательная пластина, предупреждающая выплескивание тормозной жидкости через указанное отверстие. На торец питательного бачка опирается фланец сетчатого фильтра 2, выполняющего одновременно функции успокоителя находящейся в бачке тормозной жидкости.

Питательный бачок 3 крепится к корпусу 9 главного цилиндра резьбовым штуцером 4, имеющим на торце шлиц под отвертку. Уплотнительная прокладка 5 после затяжки штуцера гарантирует герметичность соединения бачка с корпусом цилиндра. Через отверстие в штуцере 4 тормозная жидкость из бачка 3 самотеком поступает в корпус 9 главного цилиндра.

На находящийся внутри цилиндра поршень 12 надета резиновая уплотнительная манжета 13, препятствующая вытеканию жидкости из цилиндра. Поршень отлит из цинкового сплава. В головке поршня сделано шесть сквозных отверстий г, прикрытых тонким стальным кольцом-клапаном 11 и внутренней рабочей резиновой манжетой 10. На наружной поверхности манжеты имеются одна кольцевая и шесть продольных канавок. Пружина 8 прижимает манжету к поршню 12, а поршень — к упорной шайбе 14. Другим своим концом пружина упирается в резьбовой штуцер 7, закрывающий внутреннюю полость корпуса цилиндра.

Резиновый защитный колпак 16 предохраняет внутреннюю полость цилиндра от попадания пыли. Колпак плотно надет на проточку в корпусе цилиндра и стержень толкателя 17.

Рабочий цилиндр 29 сцепления укреплен с помощью двух шпилек 30 и гаек 28 с левой стороны картера сцепления. Внутренний диаметр рабочего цилиндра равен 22 мм.

Главный и рабочий цилиндры соединены между собой гнутой медной (6×1 мм) или двухслойной стальной трубкой 2 с омедненной внутренней и наружной поверхностями (6×0,7 мм). Спираль, расположенная в средней части трубки, компенсирует изменение расстояния между концами трубки, неизбежное при изменении положения силового агрегата, подвешенного на резиновых подушках, относительно кузова. Кроме закрепления по концам, трубка имеет две промежуточные точки крепления: на левом брызговике кузова с помощью кронштейна 1 и на картере двигателя с помощью скобы 42. Между крепежной деталью и трубкой проложены резиновые прокладки 43. Концы трубки имеют двойную коническую развальцовку, форма и размеры которой показаны на рисунке. До развальцовки концов на трубку надевают соединительные гайки, которыми она присоединяется затем к главному и рабочему цилиндрам.

Рис. Главный цилиндр привода сцепления:
1 — крышка бачка; 2 — сетчатый фильтр; 3 — бачок; 4 — штуцер бачка; 5 — прокладка штуцера бачка; 6 — прокладка штуцера главного цилиндра; 7 — штуцер главного цилиндра; 8 — пружина; 9 — корпус главного цилиндра; 10 — уплотнительная манжета главного цилиндра; 11 — клапан поршня; 12 — поршень; 13 — уплотнительная манжета поршня; 14 — упорная шайба; 15 — стопорное кольцо; 16 — защитный колпак; 17 — толкатель поршня; 18 — шпилька крепления главного цилиндра

Корпус 3 рабочего цилиндра представляет собой отливку из серого чугуна, имеющую с одной стороны открытую цилиндрическую полость, в которую вставлены литой алюминиевый поршень 7 с уплотнительной резиновой манжетой б, распорным грибком 5 и пружиной 4. Пружина постоянно прижимает сферическую поверхность грибка к уплотнительной кромке манжеты и через нее кромку к зеркалу цилиндра, что значительно улучшает уплотнение рабочего цилиндра, особенно при отсутствии давления в системе (сцепление включено).

Рис. Развальцовка концов соединительной трубки (размеры сечения трубок: стальной — 6 X 0,7; медной 6 X 1,0)

Рис. Рабочий цилиндр привода сцепления:
1 — защитный колпачок клапана; 2 — клапан выпуска воздуха; 3 — корпус цилиндра; 4 — пружина; 5 — распорный грибок; 6 — уплотнительная манжета; 7 — поршень; 6 — защитный чехол; 7 — стопорное кольцо

Ввернутый в корпус 3 цилиндра конический клапан 2 служит для удаления воздуха из системы гидропривода. Резиновый колпачок 1 надет на головку клапана и предохраняет внутренний канал клапана от засорения.

В сферическое углубление поршня 36 вставлен толкатель 27, который регулируется по длине. Толкатель регулируют ввертыванием или вывертыванием его из вильчатого наконечника 24. Положение наконечника фиксирует контргайка 26. Пружина 25 вилки 22 выключения сцепления постоянно прижимает толкатель к сферической поверхности поршня и, при отсутствии давления в системе гидропривода сцепления, перемещает поршень в крайнее переднее положение. Поскольку поршень 36 в цилиндре 29 может перемещаться в направлении, соответствующем выключению сцепления (на рисунке вправо), только под действием давления рабочей жидкости, исключается образование разрежения, а следовательно, и проникновение в цилиндр через неплотности поршня воздуха. Поэтому нет необходимости поддерживать в соединительной трубке 2 и перед поршнем 36 избыточное давление, которое обычно обеспечивается установкой в главном цилиндре двойного клапана, как это делается в гидроприводе тормозов (см. ниже). Все детали главного цилиндра сцепления, за исключением корпуса 9 и штуцера 7 взаимозаменяемы с соответствующими деталями главного цилиндра тормоза. Так как в главном цилиндре сцепления отсутствует двойной клапан, корпус и штуцер этого цилиндра отличаются от корпуса и штуцера главного цилиндра тормоза. Чтобы было легче отличить главные цилиндры сцепления и тормоза, их крепежные фланцы повернуты относительно друг друга на 60°. Защитный резиновый чехол 8 предохраняет внутреннюю полость рабочего цилиндра от грязи.

Работа главного цилиндра сцепления

Главный цилиндр сцепления работает следующим образом. При нажатии на педаль 21 толкатель 14 перемещает поршень 4, сжимая пружину 8.

Как только манжета 10 перекроет перепускное отверстие б, внутри цилиндра в полости а создается давление, и жидкость через отверстие в штуцере 7 и по соединительной трубке 2 проходит в рабочий цилиндр 29, вызывая перемещение поршня 36, толкателя 27 и связанной с ним через наконечник 24 и палец 23 вилки 22 выключения сцепления. Сцепление выключается. При том растягивается оттяжная пружина 25 вилки и сжимаются нажимные пружины 14.

При отпускании педали сцепления последняя возвращается в исходное положение пружиной 75, а поршень 12 главного цилиндра под действием возвратной пружины 8 перемещается вслед за толкателем 17 до упора в шайбу 14. При этом давление в системе падает, и нажимной диск сцепления, переменяясь под действием нажимных пружин, вновь прижимает ведомый диск к маховику. Сцепление включается. Перемещение нажимного диска до его упора в ведомый диск вызывает перемещение связанной с ним через отжимные рычажки пяты и упертого в нее подпятника.

Далее подпятник и связанная с ним вилка выключения сцепления перемещаются под действием оттяжной пружины 25, которая постоянно прижимает шток толкателя 27 к поршню 36 и передвигает последний в крайнее переднее положение. При этом поршень вытесняет жидкость из внутренней полости рабочего цилиндра 29. Жидкость по трубке 2 возвращается в полость а главного цилиндра.

При резком отпускании педали сцепления жидкость, возвращающаяся из рабочего цилиндра в главный, не успевает заполнить пространство, освобождаемое поршнем 12, и в полости а создается разрежение.

Под действием этого разрежения жидкость из полости д (куда она поступает через отверстие в) перетекает в полость а через отверстия г в головке поршня, отодвигая клапан 11 и края манжеты 10. Канавки на поверхности манжеты 10 облегчают проход жидкости из полости д в полость а. В дальнейшем избыточная жидкость но мере поступления ее из трубопровода вытесняется из полости а через компенсационное отверстие б в бачок 3. Перетекание жидкости из соединительной трубки в главный цилиндр сцепления прекращается, как только поршень рабочего цилиндра под действием нажимных пружин и оттяжной пружины вилки выключения сцепления возвратится в крайнее переднее положение.

Какой привод сцепления лучше

Одним из важнейших механизмов автомобиля является сцепление. Данная система реализована для краткосрочного разъединения коленчатого вала мотора от коробки и их мягкого соединения при переводе ручки селектора передач на механике, передачи крутящего момента и гашения нагрузок и крутильных колебаний трансмиссии.

В моделях, оборудованных механической трансмиссией, чтобы двинуться с места, следует выжать педаль сцепления, включить передачу и, плавно отпускать педаль, избегая резких движений. Кроме знакомого всем элемента управления – педали, посредством которой водитель напрямую взаимодействует с механизмом, в конструкции имеются не менее важные компоненты. Ножной рычаг является лишь видимой частью привода сцепления, позволяющий непосредственно контактировать с механизмом путём нажатия, остальные же элементы скрыты, их слаженная работа и обеспечивает функционирование узла.

Управление сцеплением в автомобилях с МКПП обусловлено приводом. С его помощью и передаётся усилие от педали на вилку выключения сцепления и далее на пружину, благодаря чему становится возможным управлять позицией дисков из салона.

Разновидности привода сцепления

Зависимо от реализации передачи усилия различают несколько видов приводов, используемых соответственно типу сцепления, компоновке авто и принятым при конструировании техническим решениям по обеспечению управления.

На сегодняшний день основными типами привода являются:

• Механический.
• Гидравлический.

Есть ещё электрический привод, имеющий в составе электромотор, и комбинированные варианты, но они не получили массового распространения в современном автомобилестроении, потому далее речь пойдёт именно об основных разновидностях.

При условии отсутствия усилителя, усилие на ножной рычаг не должно быть более 150 Н для легкового транспорта и 250 Н для грузовиков, полный ход педали находиться в границах 120-190 мм, при этом общее передаточное число привода имеет значение 25-50. Если же управление сцеплением требует усилий больше допустимого, для упрощения задачи в конструкции используют пневматические и вакуумные усилители.

Легковой автомобиль чаще всего оснащается механизмом с гидравлическим типом привода, нередко с серво пружиной, или механическим тросовым приводом. Для малотоннажных грузовиков или транспорта средней грузоподъёмности также применяют механический и гидравлический типы приводов, а для крупнотоннажного транспорта (автомобили-тягачи, часто используемые для формирования автопоездов) устанавливается комбинированный – механический с пневмоусилителем или гидравлический с пневмоусилителем.

Устройство механического привода

Сцепление на автотранспорте, где применена механика, не является сложным узлом. В качестве системы управления на легковушках и мотоциклах, где не требуется больших усилий, нередко применяется механический тросовый привод. Он отличается нехитрой конструкцией, надёжностью, лёгкостью обслуживания и низкой ценой, при этом в результате старения со временем фрикционных накладок изменяется положение педали (для решения этой проблемы конструкция предусматривает функцию ручной или автоматической регулировки). Механический тросовый привод сцепления имеет меньший КПД, если сравнивать с гидравлическим типом. Это обусловлено потерями энергии в результате трения составляющих компонентов.

Основные детали механического привода:

• Педаль.
• Трос в оболочке.
• Рычажная передача.
• Вилка выключения сцепления.
• Механизм контроля свободного хода.

Трос, заключённый в гибкий кожух, объединяет вилку выключения и педаль. Так, при нажиме на педаль через него передаётся усилие на рычажную передачу, она в то же время выключает сцепление передвижением вилки, воздействующей на муфту.

В соединении троса и вилки конструкция предусматривает также механизм, используемый для регулировки свободного хода педали путём изменения длины тяги. Гайка находится на конце троса. Вопрос регулировки хода педали возникает при смене её позиции, что сопровождается такими симптомами, как шум и рывки в начале движения автомобиля. Зазор в сцеплении должен быть в пределах 3-4 мм. (35-50 мм. свободного хода), эти показатели указываются автопроизводителем в мануале авто. Зазор меньше нормы или его отсутствие ведёт к неполному включению сцепления и в результате пробуксовке, больший зазор – к увеличению хода педали и неполному выключению сцепления.

В грузовиках реализован рычажный привод, передающий усилие на дальнем расстоянии. Так, при нажиме на педаль, закреплённую на валу, поворачивается рычаг, соединённый с другим концом вала. Рычаг задействует прикреплённую к нему на оси тягу, связанную с вилкой и поворачивающую её, а вместе с тем и прижатую к вилке пружиной муфту.

Устройство гидравлического привода

При таком конструктивном решении усилие передаётся уже другим способом. Схема гидравлического привода не предполагает наличие троса, реализация механизма с данным типом управления немного сложнее и трос заменяет гидравлическая магистраль. Усилие передаётся посредством несжимаемой жидкости, проходящей по магистрали и поскольку гидропривод аналогичен тому, что применяется в тормозной системе, для работы используют ту же жидкость. Устройство сцепления с управлением с помощью гидравлического привода включает следующие элементы:

• Педаль.
• Главный цилиндр, состоящий из поршня с толкателем, резервуара для жидкости и уплотнительных манжет.
• Рабочий цилиндр имеет похожую конструкцию.
• Магистраль, соединяющая цилиндры.
• Бачок с жидкостью.
• Дополнительно цилиндры оснащаются клапанами для отвода воздуха из системы.

Принцип работы достаточно простой и схож с механическим вариантом управления, отличие только в методе передачи усилия. Когда автомобилист жмёт на ножной рычаг в салоне автомашины, поршень главного цилиндра приводится в движение, жидкость сжимается и под давлением перемещается по трубопроводу в рабочий цилиндр, толкая поршень, что задействует вилку выключения сцепления.

Гидравлический привод может быть также оборудован демпфирующим устройством с целью гашения колебаний от взаимодействия выжимного подшипника с деталями выключения сцепления. Пневматические или гидравлические усилители часто используются для грузового транспорта.

Поскольку механизм с гидравлическим приводом является более совершенным и сложным устройством, передающим усилие на дальнее расстояние с высоким КПД, стоимость его выше, при этом он отличается плавностью включения сцепления, что обусловлено сопротивлением перемещению жидкости в элементах конструкции. Среди преимуществ гидропривода также устойчивость к износу деталей, но и ремонт сложнее, чем в случае с механическим устройством.

Заключение

Механический и гидравлический приводы наделены своими особенностями функционирования, плюсами и минусами применения, при этом устройства этих типов обеспечивают комфорт управления транспортным средством. В легковых машинах жёсткость диафрагменной пружины нажимного диска небольшая, так что водителю не нужно прилагать больших усилий, но на грузовиках узел габаритнее, и чтобы привести в действие корзину, от водителя потребуется большее усилие, поэтому в конструкцию вводят усилители.