Как работает сцепление, каковы его типичные неисправности, и как их избежать
Важным элементом механической трансмиссии является сцепление, которое служит для кратковременного отсоединения двигателя от трансмиссии. Кроме того, сцепление является своеобразным демпфером, защищающим двигатель от перегрузок. Как оно работает, и как продлить его жизнь?
Как работает сцепление?
В большинстве легковых автомобилей с механической коробкой передач используется сухое однодисковое сцепление. Его конструкция довольно проста: это два взаимно прилегающих диска – ведущий (корзина) и ведомый, выжимной подшипник и система привода. В однодисковом варианте первичный вал коробки передач входит в шлицевую муфту в центре ведомого диска, а поверхности маховика двигателя, накладок ведомого диска и нажимного диска корзины плотно прилегают друг к другу. За счет этого и обеспечивается передача потока мощности от двигателя к коробке передач, причем исправное сцепление спокойно «переваривает» всю мощность, развиваемую двигателем.
В обиходе ведущий диск сцепления, включающий в себя нажимной диск (с гладкой блестящей поверхностью), диафрагменную пружину (лепестки в центре) и кожух, называют корзиной
При нажатии на педаль сцепления выжимной подшипник воздействует на пластинчатые пружины корзины, из-за чего поверхности ведомого и ведущего дисков рассоединяются. Соответственно, происходит отключение первичного вала от маховика – то есть, физическое рассоединение двигателя и коробки передач, что позволяет переключить передачу или включить «нейтралку». При включении сцепления (отпускании педали) выжимной подшипник перестает давить на пластинчые пружины, и диски снова смыкаются, а демпферные пружины в центральной части ведомого диска гасят крутильные колебания, возникающие в движении.
Хорошо видны четыре демпферные пружины ведомого диска сцепления, а также изношенные фрикционные накладки
При нормальной работе сцепления оно не привлекает к себе внимания. Но при его неисправности водитель, к примеру, не сможет включить передачу или тронуться с места. Какие же возможны проблемы?
Какие неисправности могут возникнуть при работе сцепления?
Итак, с какими же проблемами в работе сцепления можно столкнуться на практике? Во-первых, это неполное выключение сцепления — как говорят опытные водители, оно «ведёт». При нажатии педали поверхности маховика и ведомого и ведущего дисков в таком случае не размыкаются полностью, и попытки переключить передачу сопровождаются хрустом и скрежетом кареток сихронизаторов, ведь полного разъединения коробки передач и мотора не происходит.
Обратная неприятность – пробуксовка сцепления: то есть, его неполное включение. При этом поверхности маховика, ведомого диска и ведущего диска, наоборот, неплотно прилегают друг к другу и проскальзывают, из-за чего может возникнуть характерный запах горелых фрикционных накладок ведомого диска, а попытка резко набрать скорость приводит лишь к увеличению оборотов коленчатого вала. От двигателя на колёса при этом передается лишь небольшая часть мощности – до тех пор, пока износ поверхностей не становится критическим.
Если сцепление «буксует», вместо автомобиля «разгоняется» только стрелка тахометра
Наконец, возможны и такие неисправности, как возникновение вибраций и посторонних призвуков при включении-выключении сцепления.
Из-за чего возникают неисправности сцепления?
Обычно каждая возникшая проблема со сцеплением имеет свою предысторию. К примеру, сцепление может начать буксовать из-за сильного износа на больших пробегах автомобиля, когда фрикционные накладки ведомого диска износились, а рабочие поверхности корзины и маховика имеют выработку.
Во-вторых, сцепление можно просто «сжечь» — например, по неопытности или после длительных перегрузок. Такое, к примеру, бывает у любителей длительных выездов «враскачку» на бездорожье или в глубоком снегу, а также у поклонников резких стартов с педалью газа в пол.
Нередко «поджигателями» сцепления являются малоопытные автомобилисты, которые, чтобы избежать рывков и дерганий, удерживают сцепление не полностью включенным из-за слегка нажатой педали.
Педаль сцепления нужно выжимать только для переключения передач – привычка держать ногу на педали провоцирует износ
Проблемы со сцеплением могут возникнуть и при неисправном выжимном подшипнике, который начинает «грызть» нажимные лепестки корзины.
Неисправность выжимного подшипника обычно диагностируется довольно легко: если на холостом ходу слышен посторонний звук в районе коробки передач, а при выжиме педали сцепления шум пропадает, то виновником с большой долей вероятности является именно он. Если не поменять подшипник вовремя, вскоре он может привести к выходу из строя самой корзины, из-за чего придется заменить узел в сборе.
Вибрации (особенно во время старта с места) обычно возникают из-за ослабленных демпферных пружин ведомого диска либо коробления (расслоения) фрикционных накладок.
Как правило, это происходит из-за грубого обращения с трансмиссией — резких стартов с места и ударного воздействия, связанного с дополнительной нагрузкой – например, буксировкой тяжелого прицепа или длительной езды внатяг на бездорожье.
Есть ли не совсем типичные примеры неисправности сцепления?
Помимо типовых случаев неисправности сцепления на практике встречаются и другие примеры его неправильной работы. Рассмотрим несколько случаев.
В первом случае через несколько месяцев после покупки машины сцепление постепенно стало буксовать все больше и больше, пока машина практически не перестала трогаться с места. Новый владелец «сдался» и поехал в сервис, где сняли коробку передач и демонтировали само сцепление. К удивлению механиков и хозяина, ведомый диск оказался в отличном состоянии – судя по всему, его меняли незадолго до продажи автомобиля.
Сцепление отчаянно буксует, а снятый диск – практически без следов износа!
А вот рабочие поверхности корзины и маховика оказались предельно изношенными – настолько, что новый диск контактировал с ними буквально в паре мест по радиусу, а не прижимался по всей поверхности. Разумеется, говорить о нормальной работе сцепления не приходилось – две тонкие «полосы контакта» никак не могли передать крутящий момент от маховика к первичному валу коробки передач.
Вдобавок корзина имела явные следы перегрева в прошлом, на что красноречиво указывал синий цвет рабочей поверхности диска. А внутри «колокола» коробки передач обнаружились остатки фрикционных накладок старого диска в виде характерного черного порошка.
Вывод прост: сцепление «сожгли», но вместо полноценной замены узла в сборе ограничились установкой дешевейшего ведомого диска. Это условно восстановило работоспособность сцепления, что позволило продать машину без лишних вложений.
Второй пример немного похож на первый: сцепление тоже начало сильно буксовать, хотя после вскрытия следов выработки на поверхностях маховика, корзины и накладках диска не наблюдалось. Зато там в изобилии присутствовало моторное масло, попавшее в сцепление из-за негерметичного заднего сальника коленчатого вала. Под машиной давно появлялись характерные капли (и даже лужицы) масла, но хозяин решил отложить решение вопроса «до лучших времён», поскольку демонтаж коробки передач — не самая дешевая процедура. В итоге пришлось не только платить за сборочно-разборочные работы и замену потёкшего сальника, но и менять ведомый диск.
Третий случай – пожалуй, наиболее нетипичный. При очередном переключении передач во время движения со стороны коробки передач раздались посторонние звуки, которые возникали при попытке отпустить сцепление даже при выключенной передаче! Владельцу пришлось на буксире ехать в сервис, где в снятом сцеплении обнаружился редкий казус: центральная часть ведомого диска (со шлицами) проворачивалась относительно остального диска.
При этом первичный вал мог «стоять», в то время как прижатые корзиной и маховиком накладки ведомого диска вращались. Разумеется, ни о каком переключении передач при такой поломке речь не шла, из-за чего и пришлось прибегнуть к буксирному тросу. Однако возникла эта проблема отнюдь не на ровном месте: владелец признался, что накануне ему довелось дважды буксировать автомобиль аналогичной массы, причем процесс сопровождался рывками и стартами на подъемах. Итог вполне закономерен.
Наряду с тормозными дисками и колодками сцепление относится к тем узлам, ресурс которых прямо связан с манерой езды водителя и особенностями эксплуатации машины.
Как избежать проблем со сцеплением?
Чтобы продлить жизнь сцеплению, достаточно соблюдать несколько несложных правил. Во-первых, нужно следить за его правильной регулировкой, иначе сцепление может как «вести», так и «буксовать». Во-вторых, нельзя перегружать сцепление – к примеру, интенсивно и долго буксовать в снегу или грязи, резко стартовать, переключать передачи при не полностью выжатой педали сцепления, держать её в полувыжатом состоянии и так далее. Наконец, нужно с осторожностью относиться к просьбам «дотащить на буксире», особенно если состояние сцепления неизвестно, а масса буксируемого автомобиля аналогична или превышает вес собственной машины. Конечно, сцепление может выйти из строя вследствие банального износа или заводского брака, но зачастую в его преждевременной кончине виноват тот, кто выжимает крайнюю левую педаль.
Сцепление. Типы сцеплений, применяемых на автомобилях. Назначение, устройство и принцип работы однодискового сцепления автомобиля.
Сцепление представляет собой элемент трансмиссии, передающий под действием сил трения крутящий момент от двигателя на трансмиссию и имеющий устройство для кратковременного их разъединения.
Сцепление бывает однодисковое и двудисковое, а также мокрое и сухое.
Фрикционное однодисковое сцепление.
Сцепление является механизмом трансмиссии авто, передающим крутящий момент от двигателя на КПП и позволяющее кратковременно отсоединять от двигателя другие агрегаты трансмиссии и вновь плавно их соединять.
Оно состоит из ведущего диска, ведомого диска, имеющего фрикционные накладки и установленного на шлицах первичного вала КПП, кожуха, диафрагменной нажимной пружины и муфты выключения.
Ведущий диск является и нажимным, при помощи 3 пар соединительных звеньев он соединен с кожухом, привернутом к маховику, и вращается вместе с ним. Ведомый диск, передающий крутящий момент от двигателя на первичный вал КПП, во включенном положении зажимается между ведущим диском и маховиком. С помощью радиальных прорезей он разделен на 12 секторов, отогнутых в разные стороны, что обеспечивает плавность включения сцепления за счет упругости секторов и уменьшает возможность коробления детали.
Когда педаль отпущена, диафрагменная пружина прижимает нажимной ведущий диск и ведомый диск к маховику, ведомый диск оказывается зажатым между плоскостью маховика и нажимным ведущим диском. При этом ведомый диск за счет сил трения будет вращаться вместе с маховиком и нажимным диском, передавая крутящий момент через ступицу на первичный вал КПП. Крутящий момент двигателя через ведомый диск передается к ступице через демпферные пружины. При изменениях передаваемого крутящего момента происходит угловое перемещение ведомого диска относительно его ступицы и задней пластины демпфера. Гашение крутильных колебаний происходит при этом за счет сил трения, действующих на фрикционных кольцах и упругости демпферных пружин. Пружины, кроме того, способствуют более плавному включению сцепления при трогании авто. Действие демпфера ограничивается пальцами, упирающимися в края вырезов во фланце ступицы.
При нажатии на педаль, толкатель перемещает поршень главного цилиндра, в результате чего перед поршнем создается избыточное давление жидкости, которое передается на поршень рабочего цилиндра. Под действием давления жидкости поршень рабочего цилиндра перемещается и через толкатель перемещает вилку выключения сцепления, которая другим концом передвигает муфту выключения сцепления в сторону маховика. Диафрагменная пружина, выгибаясь, отводит нажимной ведущий диск от маховика. При этом ведомый диск освобождается, и передача крутящего момента на первичный вал КПП прекращается.
При отпускании педали все детали привода возвращаются в исходное положение под действием оттяжной пружины, диафрагменная пружина сгибается и снова зажимает ведомый диск между ведущим диском и маховиком, обеспечивая передачу крутящего момента на первичный вал КПП.
Принцип работы сцепления
Сцепление является важным конструктивным элементом трансмиссии автомобиля. Сцепление предназначено для кратковременного отсоединения двигателя от трансмиссии и плавного их соединения при переключении передач, а также предохранения элементов трансмиссии от перегрузок и гашения колебаний. Сцепление автомобиля располагается между двигателем и коробкой передач.
В зависимости от конструкции различают следующие типы сцепления:
✔фрикционное сцепление;
✔гидравлическое сцепление;
✔электромагнитное сцепление.
Фрикционное сцепление передает крутящий момент за счет сил трения. В гидравлическом сцеплении связь обеспечивается за счет потока жидкости. Электромагнитное сцепление управляется магнитным полем.
Самым распространенным типом сцепления является фрикционное сцепление. Различает следующие виды фрикционного сцепления:
✔однодисковое сцепление;
✔двухдисковое сцепление;
✔многодисковое сцепление.
В зависимости от состояния поверхности трения сцепление может быть сухое и мокрое. В сухом сцеплении используется сухое трение между дисками. Мокрое сцепление предполагает работы дисков в жидкости.
На современных автомобилях устанавливается в основном сухое однодисковое сцепление. Однодисковое сцепление имеет следующее устройство:
✔маховик;
✔картер сцепления;
✔нажимной диск;
✔ведомый диск;
✔диафрагменная пружина;
✔подшипник выключения сцепления;
✔муфта выключения;
✔вилка сцепления.
Схема однодискового сцепления
Маховик устанавливается на коленчатом вале двигателя. Он выполняет роль ведущего диска сцепления . На современных автомобилях применяется, как правило, двухмассовый маховик. Такой маховик состоит из двух частей, соединенных пружинами. Одна часть соединена с коленчатым валом, другая — с ведомым диском. Конструкция двухмассового маховика обеспечивает сглаживание рывков и вибраций коленчатого вала. В картере сцепления размещаются конструктивные элементы сцепления. Картер сцепления крепиться болтами к двигателю.
Нажимной диск прижимает ведомый диск к маховику и при необходимости освобождает его от давления. Нажимной диск соединен с корпусом (кожухом) с помощью тангенциальных пластинчатых пружин. Тангенциальные пружины, при выключении сцепления, выполняют роль возвратных пружин.
На нажимной диск воздействует диафрагменная пружина, обеспечивающая необходимое усилие сжатия для передачи крутящего момента. Диафрагменная пружина наружным диаметром опирается на края нажимного диска. Внутренний диаметр пружины представлен упругими металлическими лепестками, на концы которых воздействует подшипник выключения сцепления. Диафрагменная пружина закреплена в корпусе. Для закрепления используются распорные болты или опорные кольца.
Нажимной диск, диафрагменная пружина и корпус образуют единый конструктивный блок, который носит устоявшееся название корзина сцепления. Корзина сцепления имеет жесткое болтовое соединение с маховиком. По характеру работы различают два типа корзин сцепления — нажимного и вытяжного действия. В распространенной корзине сцепления нажимного действия лепестки диафрагменной пружины при выключении сцепления перемещаются к маховику. В вытяжной корзине сцепления наоборот — лепестки диафрагменной пружины перемещаются от маховика. Данный тип корзины сцепления характеризуется минимальной толщиной, поэтому применяется в стесненных условиях.
Ведомый диск располагается между маховиком и нажимным диском. Ступица ведомого диска соединяется шлицами с первичным валом коробки передач и может перемещаться по ним. Для обеспечения плавности включения сцепления в ступице ведомого диска размещены демпферные пружины, выполняющие роль гасителя крутильных колебаний.
На ведомом диске с двух сторон установлены фрикционные накладки. Накладки изготавливаются из стеклянных волокон, медной и латунной проволоки, которые запрессованы в смесь из смолы и каучука. Такой состав может кратковременно выдерживать температуру до 400°С. Накладки ведомого диска могут иметь и более высокую тепловую характеристику. На спортивных автомобилях устанавливают т.н. керамическое сцепление, накладки ведомого диска которого состоят из керамики, кевлара и углеродного волокна. Еще более прочные металлокерамические накладки, выдерживающие температуру до 600°С.
Подшипник выключения сцепления (обиходное название — выжимной подшипник) является передаточным устройством между сцеплением и приводом. Он располагается на оси вращения сцепления и непосредственно воздействует на лепестки диафрагменной пружины. Подшипник располагается на муфте выключения. Перемещение муфты с подшипником обеспечивает вилка сцепления.
Схема двухдискового сцепления
На грузовых и легковых автомобилях с мощным двигателем применяется двухдисковое сцепление. Двухдисковое сцепление осуществляет передачу большего крутящего момента при неизменном размере, а также обеспечивает больший ресурс конструкции. Это достигнуто за счет применения двух ведомых дисков, между которыми установлена проставка. В результате получены четыре поверхности трения.
Принцип работы сцепления
Однодисковое сухое сцепление постоянно включено. Работу сцепления обеспечивает привод сцепления.
При нажатии на педаль сцепления привод сцепления перемещает вилку сцепления, которая воздействует на подшипник сцепления. Подшипник нажимает на лепестки диафрагменной пружины нажимного диска. Лепестки диафрагменной пружины прогибаются в сторону маховика, а наружный край пружина отходит от нажимного диска, освобождая его. При этом тангенциальные пружины отжимают нажимной диск. Передача крутящего момента от двигателя к коробке передач прекращается.
При отпускании педали сцепления диафрагменная пружина приводит нажимной диск в контакт с ведомым диском и через него в контакт с маховиком. Крутящий момент за счет сил трения передается от двигателя к коробке передач.
Сцепление: устройство, принцип работы
Все транспортные средства, в большей или меньшей степени, построены с учетом классической схемы и принципов взаимодействия основных узлов и агрегатов. Исключение могут составлять разве что набирающие популярность и стремительно развивающиеся электромобили, однако вряд ли в обозримом будущем мы с вами будем иметь счастье прикоснуться к полноценному электротрактору или, скажем, электрокомбайну, хотя бы близко соответствующим современным дизельным по тяговым характеристикам и автономности работы, определяемой реальным запасом хода. Одним из элементов классической схемы является такой важный узел, как сцепление.
Предназначение и основной принцип
В схему автомобиля, ныне считающуюся классической, все основные элементы, в том числе и сцепление, ввел Карл Бенц, запатентовавший свои разработки в 80-е годы 19 века. И хотя конструкция данного узла прошла большой путь эволюционного развития, суть его осталась прежней — сообщение крутящего момента от коленвала двигателя первичному валу коробки передач за счет силы трения соприкасающихся плоскостей с возможностью выключения.
Сцепление крайне важно для плавного начала движения после включения первой передачи, для переключения передач во время движения и при торможении, чтобы двигатель не глох при нажатии на тормоз. Выключая сцепление нажатием на соответствующую педаль, мы временно разрываем прочную связь коробки передач с постоянно вращающимся коленвалом и можем спокойно переключиться на высшую либо низшую передачу, притормозить, включить нейтраль и остановиться, не выключая двигатель. После отпускания педали сцепление снова включается. Повторяя процедуру с педалью, включаем первую передачу и вновь плавно ее отпускаем — сцепление включается, транспортное средство начинает движение, поскольку трансмиссия получает от двигателя необходимый крутящий момент. Отметим, что без сцепления все вышеперечисленное не представляется возможным.
Сегодня на различных устройствах, использующих в качестве силового агрегата двигатель внутреннего сгорания — от бензопилы до гоночного болида — используются различные типы и конструкции сцепления. При этом все они относятся к фрикционному типу, т.е. активно используют силу трения. Основным видом считается дисковое сцепление, которое разделяют, в зависимости от назначения техники, передаваемого усилия и оборотов двигателя на одно- и многодисковые, на сухие и мокрые (в масляной ванне). Тракторы всех видов — не исключение: вся отечественная тракторная техника использует сухую 1-дисковую муфту сцепления (К-701, ХТЗ Т-150(К), Т-17021 и др, МТЗ — все машины мощностью до 90 кВт/122 л.с.) или сухую 2-дисковую (например, тракторы МТЗ мощностью 90 кВт и выше). Поэтому рассмотрим эти два вида сцепления подробнее.
Наибольшее распространение получило сухое однодисковое сцепление, которое по структуре немного напоминает трехслойный пирог. Посмотрим, как оно работает.
Сухое однодисковое сцепление
На маховике коленвала неподвижно закреплен фрикционный диск, называемый ведущим, параллельно плоскости которого располагается ведомый диск, на обе стороны которого наклеены (или приклепаны) круговые фрикционные накладки из специального материала, называемого «феродó», а своей ступицей он на шлицах свободно насажен на первичный вал коробки передач, по которому может перемещаться.
Сверху этого «пирога» мы видим еще один фрикционный диск, который при помощи равномерно расположенных цилиндрических пружин плотно прижимает ведомый диск к ведущему — сцепление включено и любое вращение маховика двигателя посредством силы трения, возникающей между сжатыми дисками, передается на коробку и далее на колеса, на вал отбора мощности (у тракторов). Вся конструкция находится в стальном кожухе, называемом корзиной сцепления, стационарно привинченном болтами к маховику.
Теперь, чтобы выключить сцепление и остановить вращение первичного вала коробки для включения передачи, необходимо выжать педаль сцепления. Приводится в действие система рычагов и тросов, гидравлическая система передачи усилия, реже — электрический привод, осуществляя посредством нажимной муфты с выжимным подшипником нажим на расположенные по кругу рычаги (их внутреннюю часть), которые своей наружной частью (по принципу архимедова рычага с точкой опоры и плечами разной длины) отодвигают нажимной диск от ведомого. Происходит разрыв системы, проскальзывание дисков, вследствие которого крутящий момент от коленвала не передается, первичный вал коробки останавливается (для этого иногда используются специальные тормозки), можно безболезненно переключить передачу или притормозить.
Последующее отпускание педали сцепления через упомянутую систему передачи усилия ослабляет давление на нажимную муфту, нажимные пружины освобождаются и прижимают диски друг к другу. Вращение снова передается от двигателя на трансмиссию. Важным условием является плавное отпускание педали сцепления и, как следствие, плавное прижимание ведомого диска для постепенного возрастания оборотов на первичном валу КПП.
Вот, вкратце, о работе однодискового сухого постоянно включенного сцепления. Стоит отметить, что пружины в корзине сцепления в большинстве случаев прижились двух типов:
- обычные цилиндрические, расположенные по кругу вместе с рычагами;
- диафрагменная нажимная пружина, получившая широкое распространение в легковых автомобилях.
Диафрагменная пружина (лепестковое сцепление) — это в большинстве случаев стальной диск с двумя десятками отштампованных в выгнутой форме усеченного конуса лепестков, сходящихся своими вершинами к центру.
Такая пружина одна заменяет предыдущую конструкцию из цилиндрических пружин и «архимедовых» рычагов: муфта с выжимным подшипником нажимают по центру на внутреннюю кромку (вершины лепестков), пружина сферически выгибается, наружной кромкой отводя нажимной диск и разобщая ведущий и ведомый диски, выключая сцепление. При отпускании педали сцепления нажимная муфта с выжимным подшипником отводятся в исходное положение, отпуская пружину, которая возвращается к своей обычной форме и прижимает нажимной диск к ведомому, а тот — к ведущему.
Двухдисковое сухое сцепление
Двухдисковое сцепление работает по аналогичному принципу фрикционного взаимодействия дисков. Его применяют на тяжелой технике и спортивных авто, где для устойчивой передачи увеличенного крутящего момента требуется значительно бóльшая площадь соприкасающихся поверхностей.
Работа двухдискового сцепления схематически выглядит следующим образом. В корзине сцепления на шлицах первичного вала коробки передач подвижно расположены уже два ведомых диска с двусторонними фрикционными поверхностями. Между ними находится промежуточный ведущий диск, который подвижно насажен на шпильки, выходящие из маховика. На эти же шпильки надеты отжимные цилиндрические пружины, служащие для отведения промежуточного ведущего диска от ведомых при выключении сцепления, и наоборот — для равномерного прижатия ко второму ведомому диску при включении. Всю «слоеную» конструкцию, как и прежде, под гнетом цилиндрических пружин (либо одной диафрагменной) к фрикционной поверхности маховика прижимает прижимной диск, также насаженный и перемещающийся по упомянутым шпилькам. Механизм выключения сцепления аналогичен однодисковому.
Многодисковое мокрое сцепление
Если углубиться в конструкцию многодискового сцепления, то мы придем к мотоциклетному сцеплению, знакомому многим по советским мотоциклам ИЖ, «Минск», «Восход», чехословацкой «Jawa» и венгерской «Pannonia», потому что именно здесь оно актуально более всего. Кроме многодисковой схемы, это также «мокрое» сцепление, поскольку находится в общем картере двигателя вместе с коробкой передач. Компактность мотора вынуждает к компактной компоновке, совмещающей несколько узлов на одном валу. В данном случае — барабан сцепления совмещен с моторной передачей и сверху накрыт системой зажигания. Во время работы детали сцепления смазываются моторным маслом, которое, обладая специфическими свойствами, не только не уменьшает плотность фрикционного взаимодействия дисков, но и усиливает ее, буквально склеивая соприкасающиеся поверхности с пробковыми или пластмассовыми фрикционными накладками (феродо в масле работать не будет, только насухую).
Поскольку мотоциклетное сцепление нас интересует лишь в качестве иллюстрации к работе многодискового сцепления в масляной ванне, рассмотрим его кратко и схематически. Состоит оно из двух барабанов:
- Наружного (ведущего), который свободно расположен на первичном валу КПП и в задней части имеет ведомую звездочку моторной цепной передачи;
- Внутреннего (ведомого), насаженного на первичный вал коробки на шлицах.
Внутри барабанов помещен пакет из чередующихся ведущих и ведомых дисков: первые своими наружными выступами входят в пазы наружного барабана и таким образом привязаны к нему — это ведущие диски, на них приклеены фрикционные накладки; вторые внутренними зубцами взаимодействуют с внутренним барабаном — естественно, они и являются ведомыми в данной конструкции, с чистой, без накладок, поверхностью. Накрывает пакет нажимной диск, взаимодействующий посредством цилиндрических пружин с ведомым барабаном.
Выключается многодисковое мотоциклетное сцепление просто: первичный вал коробки является полым, в нем находится толкающий шток с червячным (иногда — рычажным) механизмом, на который воздействует трос в гибкой пружинной оболочке, идущий от рычага на левой рукоятке руля. При нажатии на рычаг сцепления червячный механизм проворачивается, двигая шток и упирая его стальным шариком на конце, играющим роль выжимного подшипника, в грибок, который оттягивает нажимной диск. После этого ведомые и ведущие диски расходятся, разрывая фрикционное соединение и прекращая передачу крутящего момента на трансмиссию.
Что касается применения многодискового «мокрого» сцепления, то его присутствие в трансмиссии автомобилей прекратилось еще в первое десятилетие 20-го века, т.е. еще на заре автомобилестроения. С другой стороны, действующий принцип успешно реализован во фрикционах современной коробки-автомата.
Другие виды сцепления
Коническое
Примерно тогда же, когда вышло из широкого употребления в автопромышленности мокрое многодисковое сцепление, мир отказался и от еще более старого устройства — конического сцепления, представляющего из себя фрикционную пару, состоящую из чашки маховика и входящего в нее массивного ведомого диска (конуса) с наклеенной по кругу фрикционной лентой.
Сопрягающиеся поверхности сточены под конус, что позволяло передавать намного больший, по сравнению с однодисковым сцеплением, крутящий момент.
Конструкция проста и надежна, и все бы хорошо, однако от нее отказались, а причина — в массивности ведомого диска, обладающего большой инерционностью подобно маховику, его каждый раз при выключении сцепления приходилось дополнительно притормаживать, что делало конструкцию сцепления еще более громоздкой.
Сегодня подобную конструкцию мы можем встретить, например, в синхронизаторах коробки передач.
Клиноременное
Клиноременная передача на мотоблоках и мотокультиваторах предполагает еще один, очень простой, вариант сцепления — при помощи натяжного ролика (шкива). Работает это так: на коленвал мотора надет ведущий шкив (одно- или несколько ручейный, не важно), крутящий момент от которого посредством приводного клинового ремня (ремней) передается на ведомый шкив на первичном валу ходового редуктора.
Однако, в обычном состоянии натяжения ремня для этого недостаточно и он просто проскальзывает на шкивах. Чтобы сцепление включилось и началась передача крутящего момента, необходимо натянуть ремень, что и делает специальный натяжной шкив малого диаметра, управляемый при помощи троса или тяги.
Центробежное
Центробежное сцепление можно увидеть, как правило, на бензопилах. Оно, как и предыдущее, относится к постоянно выключенному типу и включается после набора коленвалом двигателя определенного числа оборотов.
Его также можно считать барабанным сцеплением, поскольку ведущий диск находится в ведомом барабане. Как только двигатель набирает нужные обороты, подвижные части диска сцепления под действием центробежной силы преодолевают усилие удерживающих их пружин и расходятся в стороны, упираясь своими наружными фрикционными поверхностями во внутреннюю поверхность барабана, передавая тому крутящий момент.
Чем больше газ, тем сильнее действие центробежных сил и прочнее сцепление. И наоборот: если, скажем, цепь бензопилы клинит в древесине, по обратной связи снижаются обороты двигателя и, соответственно, центробежная сила на ведущем диске. Сцепление моментально выключается, что предохраняет двигатель от поломок, а работника — от возможных травм.
Заключение
Из всего написанного вы, несомненно, смогли составить представление об основных типах сцепления, которые так или иначе присутствуют в современных конструкциях колесных и гусеничных транспортных средств, его базовом устройстве и работе.
Существуют и более редкие, наподобие керамических на гоночных автомобилях, и разного рода экзотика вроде электромагнитного порошкового, включаемого при помощи электромагнита, который уплотняет прослойку между дисками из ферромагнитного порошка до обретения им фрикционных свойств.
Тем не менее, рассмотрение всех известных видов сцепления не входит в задачи данной статьи, размещенной на тематическом ресурсе, поэтому, если у вас возник интерес поглубже разобраться в вопросе, придется немного погуглить, а с имеющимися знаниями будет проще воспринять новую информацию.