Диск сцепления

Содержание:

Признаки неисправности
Предназначение
Статьи –
- Как понять, что пора менять сцепление
- Как еще можно определить, что пора заменить сцепление
Виды механизмов сцепления
Типы
Принцип работы фрикционного сцепления
Популярные артикулы
«Мокрый» тип
Особенности работы на автоматических коробках
Опорные кольца диафрагменной пружины
Характеристики керамического и металлокерамического сцепления
Нажимной диск
Кожух ведущего диска
Сцепление автомобиля состоит из следующих элементов:

Признаки неисправности

О неисправности выжимного подшипника можно узнать по изменению поведения автомобиля

Нужно лишь обращать внимание на все возникающие проблемы, например, на снижение мощности двигателя или трудности при включении определенных скоростей. Ниже описаны самые распространенные признаки

Изношенный выжимной подшипник

Автомобиль не тянет

Работоспособность и эффективность коробки передач заметно снижается. Это приводит к тому, что водителю трудно быстро и правильно переключить скорость. Отсюда и другие признаки: усложняется обгон и маневры на дороге.

Снижение эффективности КПП

Трудно включаются передачи

Как правило, проблемы возникают при включении любой скорости, в том числе и задней. Появление даже незначительных затруднений говорит о скором выходе из строя подшипника. Игнорирование симптома приведет к тому, что через некоторое время невозможно будет включить ни одну передачу.

Плохо включаются передачи

Педаль сцепления стала тугой

Увеличение усилия, прилагаемого при выжимании педали сцепления, создает некий дискомфорт, с которым многим автомобилистам проще смирится, чем обращаться в сервис. Но игнорирование возникшей проблемы – это не лучшая идея. Обязательно нужно заменить выжимной подшипник.

Тугая педаль сцепления

Автомобиль буксует

Поначалу пробуксовка возникает очень редко, но со временем ее частота увеличивается и в итоге это происходит при каждом переключении скорости. Появление пробуксовки должно стать поводом для замены упорного подшипника сцепления.

Сцепление проскальзывает, буксует, скрипит

Предназначение

Как поменять диск сцепления в автомобиле

Какие функции выполняет сцепление автомобиля? Прежде всего, данный узел необходим для плавного трогания автомобиля с места, о чем мы сказали в начале статьи. Если мотор с коробкой соединены жестко, то после включения передачи машина резко дергается вперед, так как на коробку передается сразу вся мощность от двигателя. Неправильное использование сцепления вызывает механическое повреждение деталей, а также приводит к частой остановке двигателя при трогании с места.

Благодаря работе сцепления, а именно скольжению ведущего и ведомого дисков, крутящий момент увеличивается постепенно. Движущие усилия возрастают не сразу, а потому машина трогается очень плавно и мягко.

Также коробка сцепления необходима для легкого переключения передач во время движения транспортного средства. Когда автомобиль едет с определенной скоростью, которая стабильно растет или уменьшается, возникает необходимость в переходе на повышенную или пониженную передачу, чему способствует своевременное разъединение валов узла между трансмиссией и двигателем. В противном случае для переключения передачи требовались бы более высокие усилия, что в дальнейшем спровоцировало бы быстрый износ КПП и других его механизмов. В частности, при принудительном переводе скорости повышается нагрузка на зубья шестерен. Таким образом, сцепление также выполняет функцию уменьшения нагрузки, которая действует на поверхность деталей КПП, что облегчает переход с одной передачи на другую. При этом коробка передач (фото данного механизма представлено ниже) терпит минимальные нагрузки от двигателя. А это значительно повышает срок службы деталей КПП, цена которых порой слишком велика.

Кроме того, работа сцепления направлена на уменьшение уровня нагрузок, действующих на КПП во время экстренного торможения автомобиля. Когда машина резко снижает скорость, момент вращения ее колес значительно уменьшается. Но поскольку трансмиссия в это время соединена с мотором, она обладает инерцией вращения и сохраняет прежнюю частоту оборотов. Это может привести к значительному повреждению ее деталей. Сама защита от перегрузок осуществляется проскальзыванием ведомых и ведущих дисков. В таком случае момент вращения стабилизируется максимально.

Статьи –

Замена дисков сцепления и подшипника выключения сцепления

Сцепление в механике представляет собой механизм, принцип действия которого основан на действии силы трения скольжения. Часто термин «сцепление» применяется для обозначения одного из компонентов трансмиссии автомобиля, использующегося для соединения маховика двигателя с трансмиссией. Выжатая педаль сцепления на время отсоединяет силовую передачу от двигателя.

Механизм сцепления необходим для того, чтобы можно было плавно стартовать с места, без рывков. Скорость автомобиля начинает увеличиваться только при определенном минимальном количестве оборотов мотора.

Также сцепление используется, когда нужно привести в соответствие скорость автомобиля и число оборотов коленвала двигателя, то есть, обеспечивает плавную передачу крутящего момента от мотора к коробке передач и при необходимости на какой-то момент полностью отключает шестеренки МКП от передающего механизма двигателя.

Различают несколько различных видов сцепления. Часто это один, два или несколько фрикционных дисков, плотно прижимаемых один к другому или к маховику при помощи пружин.

Когда водитель выжимает педаль, то диски сцепления рассоединяются, и между ними возникает воздушный промежуток, сцепление в этот момент отключается, передачи крутящего момента от двигателя к КП не происходит.

Если педаль отпускается, прижимные пружины возвращают диски в начальное положение, и они опять плотно соприкасаются, крутящий момент с одного, ведущего диска благодаря действию силы трения передается на ведомый диск.

Сцепление представляет собой один из очень важных узлов автомобиля.

Различные виды этих механизмов классифицируются по способу управления, по виду действующего в данном случае трения (сухое трение или мокрое), по числу дисков, и так далее.

Рано или поздно диски сцепления изнашиваются и требуют замены. Неисправности сцепления могут привести к выходу из строя других деталей автомобиля, к примеру, шестеренок механизма КП или вообще к невозможности начать движение автомобиля на дороге.

Как понять, что пора менять сцепление

Если в момент выключения сцепления слышится сильный шум, который создается выжимным подшипником — это говорит о том, что он изношен. Изношенность сцепления приводит к увеличенному, неэкономному расходу топлива в результате значительной потери мощности от двигателя на этом автомобильном узле.

Одна из неполадок в работе сцепления – это пробуксовка дисков при свободно отпущенной педали . Проскальзывая друг относительно друга, диски очень нагреваются, что приводит к быстрой деформации или поломке дисков. Обгорают фрикционные накладки, и в салоне автомобиля можно услышать специфичный запах.

Как можно проверить неполадки в системе сцепления самому, не обращаясь на СТО, как говорится, народным способом? Водитель может заметить пробуксовку дисков поначалу на высоких передачах.

При этом обороты двигателя растут, а скорость движения при этом не увеличивается.

Заметив такое положение вещей, необходимо принять меры, так как процесс развивается, усиливается, и, в конце концов, дойдет до того, что автомобиль просто не сможет начать движение при включении первой передачи.

Каков срок службы механизма сцепления? Ответ на этот вопрос неоднозначен.

Ведь продолжительность службы данного механизма зависит не только от качества производства, но и от опыта и техники езды самого водителя.

По негласному правилу автомобилистов замена дисков проводится после того, как проезд составит восемьдесят – девяносто тысяч километров. Но эти показатели могут и отклоняться в любую сторону.

Как еще можно определить, что пора заменить сцепление

Можно перечислить следующие «симптомы»:

· Сцепление ведет, то есть происходит неполное выключение сцепления. Это можно заметить по сильному хрусту во время переключения передачи неподвижной машины;

· Автомобиль срывается с места рывками даже тогда, когда педаль отпускается достаточно плавно;
· Педаль сцепления выжимается до конца, но в начальное положение не возвращается;
· Ощущается сильная вибрация во время включения сцепления.

Обидно будет где-нибудь встать на середине намеченного пути, поэтому не откладывайте замену сцепления в долгий ящик.

Если есть определенный опыт, то износ сцепления поможет измерить специальный инструмент – калибр. Следуя инструкции, имея подъемник, можно измерить толщину диска, не проводя демонтажа.

Для замены сцепления часто требуется снятие коробки передач. Вообще, нужно заметить, что замена сцепления является довольно-таки трудоемкой процедурой, поэтому если нет времени, опыта, большого желания или чего-нибудь еще, тогда нужно отправляться на станцию техобслуживания.

Виды механизмов сцепления

Устройство и принцип работы двойного сцепления

Механизмы сцепления можно классифицировать:

по способу управления – сцепление с механическим, гидравлическим, электрическим или комбинированным приводом (например, гидромеханическим);
по виду трения – сухое (когда фрикционные накладки работают в воздушной среде) или мокрое (сцепление, работающее в масляной ванне);
по режиму включения – постоянно замкнутые и непостоянно замкнутые;
по числу ведомых дисков – одно-, двух-, или многодисковые;
по типу и расположению нажимных пружин – с расположением нескольких цилиндрических пружин по периферии нажимного диска и с центральной диафрагменной пружиной;
по числу потоков передач крутящего момента – одно-, или двухпоточные.

Механический вариант является наиболее простым по конструкции и принципу действия. В случае его использования, водитель или механизатор, нажимая на педаль, посредством тяг и тросов передаёт усилие непосредственно на вилку сцепления. В гидравлическом варианте сцепления задействуется также поршень с гидравлической жидкостью. Как правило, данный вариант применяется на большегрузном автотранспорте, чтобы облегчить работу водителя. При использовании гидравлического привода сцепления величина полного хода педали остаётся постоянной (это обеспечивается наличием у педали сцепления возвратной пружины). Однако величина её рабочего хода меняется, компенсируя уменьшение толщины ведомого диска в результате износа: чем меньше становится толщина диска, тем, при том же полном ходе педали сцепления, бо́льшим оказывается её рабочий ход, и тем «выше» (ближе к концу обратного хода педали при её отпускании) срабатывает сцепление.

У педали сцепления с механическим тросовым приводом полный ход прибавляется по мере износа ведомого диска (педаль сцепления приподнимается вверх относительно уровня пола), вместе с этим увеличивается и её рабочий ход. Свободный ход педали устанавливается регулировкой длины троса. Он составляет в нормальном положении порядка 30…40 мм.

По своей конструкции, сцепление бывает электромагнитного, фрикционного или гидравлического типа. Фрикционный вариант сцепления обеспечивает передачу вращающего момента при помощи силы трения. Сцепление электромагнитного вида контролируется посредством магнитного поля. В гидравлическом варианте сцепления связь обеспечивается под воздействием потока гидравлической жидкости.

Сцепление является электромагнитным, если сжатие ведущих и ведомых элементов механизма производится посредством электромагнитных сил. Электромагнитное сцепление постоянно находится в разомкнутом состоянии. Этот редкий вид сцепления устанавливался на некоторых модификациях машин с ручным управлением. Между ведущим и ведомым дисками находился ферромагнитный порошок, не мешающий раздельному вращению валов. Но после подачи электрического тока в обмотку электромагнита порошок «затвердевал» и передавал крутящий момент.

Для высоких нагрузок, таких как грузовые и спортивные автомобили, применяется также керамическое сцепление с высоким коэффициентом трения, однако оно «схватывает» резко, поэтому непригодно для использования в стандартных автомобилях.

Наиболее распространённый тип – фрикционный. В зависимости от количества используемых дисков, оно может быть однодисковым, двухдисковым или многодисковым.

Типы

Сцепление различается:

по типу привода (модели с гидравлическим, механическим или электрическим способом управления);

по типу трения (механизм может работать в масляной ванне или без нее);
по количеству ведомых дисков;
по типу расположения пружин;
по режиму включения.

Самые распространённые сегодня – модели с одним или несколькими фрикционными, то есть работающими за счет силы трения (без дополнительной смазки), дисками. По числу ведомых элементов они могут быть однодисковыми, двухдисковыми или многодисковыми (три и более).

Материал, который используется для изготовления фрикционов напоминает тот, что применяется в тормозных колодках. Если раньше в обоих случаях в состав добавлялся асбест (на металлических дисках были асбестовые накладки), то сейчас используются именно безасбестовые варианты.

В Европе запрещено производство фрикционных дисков с добавлением асбеста. Во время работы механизма асбестовая накладка стирается, образуя пыль, опасную для здоровья.

На современные легковые авто чаще устанавливаются однодисковые сцепления. Они оптимальны для двигателей малой и средней мощности.

Сухое двухдисковое сцепление

Двухдисковые модели подходят для грузового транспорта и легковых машин с мощным мотором. За счёт особенностей конструкции они долговечнее однодисковых, но и стоят дороже, так что использовать их на маломощных авто просто нецелесообразно.

Многодисковые сцепления используются в строительной и тяжелой грузовой технике, мощных спортивных и тюнингованных авто, в том числе и в полноприводных.

Плавная работа сцепления обеспечивается проскальзыванием дисков при уменьшении сжимающего их усилия. Точная передача крутящего момента — плотностью соединения ведущей и ведомой поверхностей.

При больших нагрузках и длительной эксплуатации рабочие поверхности стираются, а сцепление начинает «буксовать». При неисправном сцеплении диски разъединяются не полностью, а нормальное переключение передач нарушается.

Принцип работы фрикционного сцепления

Работа сухого однодискового фрикционного сцепления очень проста и сводится к следующему. Сцепление постоянно включено — это обеспечивается диафрагменной пружиной (или рядом пружин), которая прижимает нажимной диск к ведомому диску и к маховику. В таком положении весь узел сцепления вращается как единое целое, и крутящий момент полностью передается на коробку передач.

При переключении передач сцепление выключается: при нажатии на педаль пружина сжимается (с помощью привода сцепления, нажимной вилки, муфты и выжимного подшипника), ее пластины, закрепленные в «корзине», действуют как рычаги, и отводят нажимной диск от ведомого диска. В этот момент передача крутящего момента от двигателя коробке прекращается и можно переключить передачу.

После включения нужной передачи педаль сцепления отпускается, пружина возвращается в исходное положение, прижимая нажимной диск к ведущему диску и к маховику — передача крутящего момента возобновляется.

Однако главное преимущество и все возможности сцепления проявляются в момент начала движения автомобиля. Сцепление устроено таким образом, что диски могут прижиматься друг к другу с различным усилием, а поэтому передача крутящего момента может производиться в такой степени, в которой это необходимо. Если слегка отпустить педаль сцепления, то диски будут прижаты друг к другу слабо и проскальзывать, соответственно, и крутящий момент будет передаваться на коробку и колесам не полностью — так становится возможным трогание с места и плавный разгон автомобиля.

«Мокрый» тип

Существует и так называемый мокрый тип сцепления. Чем он отличается от первого варианта? В нем имеется гидротрасформаторное масло между двумя дисками. Также на «мокром» узле нет такого жесткого сцепления между ведомым и ведущим диском.

По сравнению со своими аналогами он имеет целый ряд преимуществ. Среди них необходимо отметить хорошую защиту автомобиля от перегревов, а также высокую надежность работы механизмов. Однако есть у «мокрого» элемента и свои недостатки. Главный его минус – высокая стоимость, поэтому на большинстве бюджетных автомобилей такая система не используется.

Особенности работы на автоматических коробках

В обычных АКПП такой элемент трансмиссии, как сцепление, попросту отсутствует. Зато на роботизированных и кулачковых «автоматах» она предусмотрена. Кстати, на последнем типе трансмиссий сцепление работает только при старте. В процессе движения данный элемент не функционирует.

На большинстве автоматических коробок используется многодисковое сцепление влажного типа. Однако выжим здесь происходит не путем нажатия определенной педали (которой попросту здесь нет), а сервоприводом (другими словами, актуатором). На данный момент принято различать несколько типов данных устройств:

Электрический. Подобный сервопривод представляет собой шаговый двигатель. Он управляется при помощи ЭБУ (электронного блока управления).
Гидравлический. Такой актуатор выполняется в виде гидроцилиндра. Он приводится в действие специальным гидравлическим распределителем.

На КПП типа «робот» используются два типа сцеплений. Они функционируют переменно. При выжиме первого для автоматического переключения определенной передачи второе ожидает команды для выжима следующей.

Опорные кольца диафрагменной пружины

Стандартное опорное кольцо диафрагменной пружины

Как правило, в ведущем диске сцепления используются два опорных кольца, обеспечивающих изгиб диафрагменной пружины. Варианты с одним опорным кольцом требуют дополнительных технологических операций, в частности, изготовления специального выступающего желобка на кожухе ведущего диска. Этот желобок позволяет не использовать второе опорное кольцо и обеспечивает изгиб диафрагменной пружины.

Волнистая форма опорного кольца обеспечивает плотное прилегание и оптимальную фиксацию кольца по окружности. Расположенные на диафрагменной пружине опорные кольца иногда по ошибке принимают за транспортировочные фиксаторы. Однако если их снять, диафрагменная пружина не будет изгибаться и сцепление не будет работать.

Характеристики керамического и металлокерамического сцепления

В последнее время любители экстремальной быстрой езды открыли для себя керамическое и металлокерамическое сцепление. Керамика значительно выигрывает, если ее установить на мощный агрегат, который любит стартовать с пробуксовкой и сжигать резину. Металлокерамическое сцепление может выдерживать значительные нагрузки и является лучшим выбором гонщиков.

Диски производят с добавление углеродистого волокна, кевлара и керамики. Такой состав позволяет на 10–15% поднять передачу крутящего момента без увеличения прижимной силы, оказываемой на корзину. Живут такие диски, как правило, в четыре раза дольше обычных. Производят 3-х, 4-х, 6-и лепестковые модели, которые отлично справляются с температурными и механическими нагрузками. Некоторые водители жалуются на слишком резкое переключение передач при керамическом сцеплении, но определенного
мнения на этот счет среди автомобилистов пока нет.

Нажимной диск

Нажимной диск во время работы испытывает высокие термические нагрузки. В зависимости от условий эксплуатации и степени нагрузки средняя температура поверхности нажимного диска составляет от 120 °С до 400 °С.

В связи с этим правильная форма, размеры и материал нажимного диска имеют решающее значение для срока службы фрикционных накладок ведомого диска сцепления, интенсивность износа которых зависит, в первую очередь, от температурного режима работы сцепления.

С одной стороны, для лучшего поглощения тепла желательно, чтобы нажимной диск был как можно массивнее, а с другой — массивный нажимной диск создает дополнительную нагрузку на пластинчатые пружины.

Легкосплавные нажимные диски хотя и обладают в четыре раза лучшей теплопроводностью, чем изготовленные из чугуна, в целом характеризуются более низкой способностью к поглощению тепла, худшими антифрикционными свойствами и высокой стоимостью изготовления.

Современные нажимные диски представляют собой продуманное сочетание соответствующих материалов (ковкий или высокопрочный чугун с шаровидным графитом), формы (например, возможно увеличение площади поверхности за счет охлаждающих ребер) и размеров (максимально возможный диаметр с учетом толщины материала) (рис. 1. «Различные варианты нажимных дисков«).

Кожух ведущего диска

Кожух ведущего диска, как правило, соединен с маховиком болтами (рис. 5. «Кожух ведущего диска как отдельная деталь, изготовлена методом глубокой вытяжки«; специальные конструктивные варианты

При этом кожух точно отцентрирован при помощи штифтов, обеспечивающих единственно возможное положение ведущего диска сцепления на маховике. Кроме этого, к кожуху крепится нажимная диафрагменная пружина, обеспечивающая усилие соединения нажимного и ведомого дисков сцепления.

Отверстия в кожухе обеспечивают циркуляцию воздуха и охлаждение нажимного диска. Конструктивное исполнение и материал (листовой металл глубокой вытяжки, толщиной 3-4 мм) зависят от необходимой жесткости кожуха.

Совет

Так как упругость кожуха может отрицательно сказаться на работоспособности сцепления, при установке кожуха следует обязательно затягивать болты крепления в перекрестном порядке в несколько этапов!
Следует также обращать внимание на правильность установки ведущего диска на маховик при центрировании штифтами, поскольку в некоторых случаях шаг центрирующих штифтов может быть несимметричным

Сцепление автомобиля состоит из следующих элементов:

• кожуха сцепления, ведущего (нажимного) диска; • тонкого ведомого диска с фрикционными накладками и гасителем крутильных колебаний;

• нажимного механизма — нажимного (ведущего) диска, периферийно расположенных цилиндрических пружин или одной центральной диафрагменной пружины;

• механизма включения сцепления — оттяжных пальцев, рычагов выключения (четыре или три), муфты выключения с упорным шариковым подшипником (графитовым подшипником);

• привода выключения сцепления — системы тяг и рычагов, вилки выключения (гидравлического привода выключения сцепления);

• усилителя выключения сцепления — пневматического или пневмо-гидравлического (для грузовых автомобилей).

Сцепление автомобиля: а — однодисковое; б — двухдисковое; 1 — коленчатый вал двигателя; 2 — маховик; 3 — ведомый диск с фрикционными накладками; 4 — нажимной диск; 5 — картер сцепления; 6 — кожух сцепления; 7 — оттяжной палец; 8 — опора оттяжного рычага; 9 — оттяжной рычаг, 10 — муфта выключения сцепления; 11 — ведущий вал коробки передач; 12 — педаль; 13 — тяга; 14 — вилка выключения; 15 — оттяжная пружина; 16 — нажимная пружина; 77— направляющий палец; 18 — роликовый подшипник; 19 — отжимная пружина промежуточного диска; 20 — регулировочный болт промежуточного диска; 21 — нажимной ведущий диск; 22 — задний ведомый диск; 23 — промежуточный ведущий диск; 24 — передний ведомый диск.

По числу ведомых дисков фрикционные сцепления делятся на одно- и двухдисковые. Двухдисковые сцепления устанавливаются на грузовых автомобилях для передачи большого крутящего момента.

При включенном сцеплении автомобиля крутящий момент передается от коленчатого вала на маховик, затем на кожух сцепления и через пластинчатые пружины на ведущий (нажимной) диск. На автомобиле ГАЗ-53 имеются квадратные окна в кожухе сцепления, куда входят приливы крепления рычагов выключения сцепления, на автомобилях марки «КамАЗ» и «МАЗ» на маховике выполнены пазы, в которые входят приливы на ведущих дисках. От маховика и ведущего нажимного диска, благодаря силам трения, крутящий момент передается зажатому между ними ведомому диску, ступица которого имеет шлицевое соединение с ведущим валом коробки передач.Для выключения сцепления автомобиля нажимают на педаль, которая через систему тяг и рычагов передает усилие на вилку, муфту, рычаги и пальцы отводят назад ведущий нажимной диск. При этом пружины сжимаются и освобождают ведомый диск, по обеим сторонам которого образуются зазоры. В двухдисковом сцеплении для обеспечения необходимых зазоров между ведущими и ведомыми дисками в выключенном состоянии имеются отжимные пружины и регулировочный болт промежуточного диска. При плавном отпускании педали нажимные пружины возвращают все детали механизма выключения в исходное положение, ведомый диск прижимается к ведущему (нажимному) диску и маховику.