Как работает сцепление в автомобиле с механической коробкой анимация

Принцип работы сцепления для новичков: Видео

Видео: Просто о сложном. Как работает сцепление

Многие из нас имеют лишь общее представление о том, как работает сцепление автомобиля. Изучить вопрос подробнее самостоятельно кажется маловероятным, из-за того, что все эти шестеренки, зубья и пружины в КПП кажутся очень сложными для понимания.

Смотрите также: Вот как можно избежать повреждения механической коробки при переключении передач не по порядку

На самом деле в этом нет ничего сверхсложного. Главное, верно визуализировать нужную часть автомобиля и объяснить основные направления работы устройства. Например, на YouTube канале «Learn Engineering» была сделана виртуальная анимация, при помощи которой, мы сможем увидеть, как на самом деле работает сцепление на вашем автомобиле.

Вначале видео объяснено, что автомобиль с двигателем внутреннего сгорания не сможет полноценно работать без трансмиссии, поскольку он имеет крайне ограниченный крутящий момент в узком диапазоне оборотов. Трансмиссия же позволяет мотору работать в оптимальном диапазоне оборотов, гораздо более эффективно расходуя топливо и ресурс двигателя, не снижая при этом динамику транспортного средства.

В видеоролике говорится, что было бы глупо выключать двигатель для каждого переключения передачи, поэтому был разработан очень важный элемент КПП – сцепление.

Вкратце, сцепление на любом автомобиле использует трение для включения или отключения двигателя от передачи крутящего момента на колеса через коробку переключения передач, карданный вал и/или ведущие полуоси. Упрощенно, важнейшими элементами сцепления являются:

Диск сцепления с фрикционной поверхностью (1.45 минута видео)

Поэтому, для правильной работы сцепления, фундаментально важно чтоб на диске сцепления присутствовал, так называемый, фрикционный материал. Материал наносится с обеих сторон диска. Если покрытие частично или все сотрется, автомобиль не сможет даже тронуться с места. Отсюда, можно сделать вывод, что при трогании крайне важно следить за моментом отпуска педали сцепления. Если вы случайно сотрете фрикционный слой рабочей поверхности, сожжете сцепление, вы уже никуда не сможете поехать не заменив диски сцепления.

Первый диск сцепления устанавливается на маховике двигателя (ведомый, нажимной диск сцепления). Второй диск (ведущий) прижимается к первому при помощи нажимной муфты. Через входной вал крутящий момент переходит с двигателя на систему трансмиссии.

Нажимная муфта

Вторым важным элементом, без которого сцепление не сможет нормально работать – нажимная муфта. Ее внешняя часть присоединена болтами к маховику, непрерывно передавая вращающий момент на коробку переключения и далее к колесам. К муфте прикреплена так называемая, диафрагменная пружина (2.50 минута видеоролика). С ее помощью производится разводка двух дисков сцепления и рассоединение двигателя и КПП.

Вилка сцепления

Следующим элементом из стройной системы сцепления ручной КПП, описывается вилка сцепления и гидравлический механизм приводящий ее в движение от нажатия на педаль. 3.40 минута видео. При нажатой педали сцепления, при помощи гидравлического или механического привода активируется вилка сцепления, которая нажимая на центр диафрагменной пружины, рассоединяет мотор и КПП, давая возможность водителю включить требуемую передачу.

Вот и весь принцип работы сцепления в общих чертах. Не сложно, неправда ли?

Таким образом в общих чертах сцепление состоит из следующих элементов:

дисков сцепления с фрикционным материалом

ведущего диска сцепления

Под завершение видео разъясняется цель использования небольших цилиндрических пружин на диске сцепления. Они применяются для того чтобы смягчить вибрации и колебания, идущие от двигателя через диски сцепления на коробку передач, тем самым повышая не только комфорт, но и продлевая жизнь элементам трансмиссии автомобиля.

Источник

Работа сцепления автомобиля

Часто от водителей можно слышать фразу “выжать сцепление”. Для многих сцепление – это крайняя левая педаль в авто с МКП, а водители автомобилей с АКПП или вариатором вообще не задумываются над этим вопросом, поскольку в их машинах роль для сцепления не нашлось отдельной педали.

Давайте разберемся, что такое сцепление и какую функцию оно выполняет.

Сцепление – это связующее звено между мотором и коробкой передач, оно подключает или отключает первичный вал коробки передач от маховика коленчатого вала. На автомобилях с механикой передачи переключаются только в момент, когда сцепление выжато – то есть коробка не соединена с двигателем и момент движения на нее не передается.

Если бы конструкторы первых автомобилей не додумались до такого решения, то переключать передачи было бы просто невозможно, изменять скорость движения можно было бы только с помощью педали газа, а для остановки нужно было бы полностью глушить двигатель.

На данный момент есть много различных видов, подвидов и модификаций сцепления, но классическое сцепление выглядит так:

Конечно, есть и много других элементов: муфта выжимного подшипника, сам кожух сцепления, демпферные пружины для смягчения вибраций, фрикционные накладки, которые одеваются на фередо и смягчают трение между корзиной и маховиком.

Корзина сцепления в самом простом однодисковом варианте находится в постоянной связке с маховиком и постоянно с ним вращается. В ведомом диске имеется шлицевая муфта, в которую входит первичный вал КПП, то есть все вращение передается и на коробку передач. Если же нужно переключить передачи, то водитель жмет на педаль сцепления и при этом происходит следующее:

Затем, произведя переключение передач, водитель отпускает педаль сцепления, подшипник отодвигается от пружин и корзина вновь входит в контакт с маховиком.

Если подумать, то ничего особо сложного в таком устройстве нет, однако ваше мнение сразу же изменится, когда вы увидите сцепление в разборе.

Если говорить про последние три вида, то в принципе они различаются между собой типом привода – то есть тем, как передается нажатие на педаль сцепления.

Наиболее распространенным на данный момент является гидравлический тип сцепления.

Его главные элементы – это главный и рабочий цилиндры сцепления. Нажатие на педаль передается в главный цилиндр посредством штока, шток двигает небольшой поршень, соответственно внутри цилиндра повышается давление, которое передается на рабочий цилиндр. В рабочем цилиндре тоже имеется поршень соединенный со штоком, они приводятся в движение и давят на вилку выжимного подшипника.

В механическом типе сцепления педаль сцепления связана через тросик с вилкой, которая приводит в движение подшипник.

Электрический тип – это тот же механический, с той разницей, что тросик после нажатия педали приводится в движение с помощью электромоторчика.

Сцепление в автомобилях с АКПП

Хотя в таких машинах нет педали сцепления, это не значит, что между мотором и коробкой в них тоже ничего нет. Обычно в авто с АКПП используют более продвинутые многодисковые варианты влажного сцепления.

Влажное оно потому, что все его элементы находятся в масляной ванне.

Выжимается сцепление с помощью сервоприводов или актуаторов. Здесь большую роль играет электроника, которая определяет какую передачу нужно переключать, а пока электроника размышляет над этим вопросом, возникают небольшие провалы в работе. АКПП удобна тем, что не нужно выжимать постоянно сцепления, автоматика все делает сама, но правда и ремонт обходится довольно дорого.

А вот и видео о принципе работы сцепления, а также коробки передач.

Источник

Как работает сцепление в автомобиле?

Сцепление — это механизм, соединяющий трансмиссию автомобиля с его двигателем. Принцип работы сцепления в механической коробке передач не сложен, но в автоматических коробках этот узел работает в автономном режиме, без участия водителя.

Зачем нужно сцепление?

Все виды двигателей внутреннего сгорания выдают крутящий момент в ограниченном диапазоне оборотов. Чтобы менять скорость вращения ведущих колес, ДВС должен дополнительно оборудоваться трансмиссией. Она позволяет двигателю работать в оптимальном диапазоне оборотов, изменяя при этом скорость вращения за счет переключения передач.

Но переключение передачи – технически сложный процесс, поскольку для этого требуется временное прекращения подачи крутящего момента с двигателя на трансмиссию. Но тогда, чтобы плавно переключить скорость, потребуется выключать двигатель. Назначение сцепления – прерывание сообщения между коробкой передач и двигателем при его работе. То есть, этот узел прекращает передачу крутящего момента с двигателя на коробку передач при непрерывно работающем моторе.

Конструкция и принцип работы сцепления

Основная часть сцепления — это диск, который с обеих сторон покрыт фрикционным материалом с повышенным коэффициентом трения. Его устанавливают на маховике, и когда на диск действует внешнее усилие, он вращается вместе с маховиком.

К диску сцепления подключается ведущий вал трансмиссии, через который на коробку передач передается крутящий момент. Привод сцепления, состоящий из корзины, нажимного диска и кожуха, и создает это прижимное внешнее усилие. При этом кожух, с которым монтируется корзина сцепления, должен быть прочно прикреплен к маховику, прижимая к диску сцепления нажимной диск. В этом положении крутящий момент от двигателя полностью передается на коробку передач.

Чтобы разомкнуть механизм сцепления или, как его еще называют муфту сцепления, и прекратить подачу крутящего момента на трансмиссию, применяется специальная диафрагменная пружина. Ее контур всегда остается неподвижным, а лепестки в середине подпуржинены. Она расположена между нажимным диском и кожухом. Если на внутреннюю часть пружины нажать, то она отведет ведомый диск сцепления от основного диска. Соответственно, подача крутящего момента приостановится. Этот процесс происходит при нажатии водителем педали сцепления. В момент, когда механическая схема сцепления разомкнута, можно переключать передачу. После того как переключение состоялось, педаль отпускается, работа сцепления возобновляется и крутящий момент снова передается на трансмиссию.

В диске сцепления расположено несколько демпферных пружин, предназначенных для выравнивания колебаний и порождаемых ими вибраций, источником которых является работающий двигатель. При этом устройство ведомого диска сцепления таково, что его ступица не жестко крепится на основном диске. То есть крутящий момент передается на диск сцепления, потом на пружины и только после этого на ступицу ведомого диска. Таким образом практически полностью гасятся крутящие колебания, создаваемые двигателем, обеспечивая большую плавность хода.

При нажатии на педаль сцепления усилие передается через главный и рабочий цилиндр, после чего специальная вилка рассоединяет диск и маховик. Главный и рабочий цилиндр сцепления состоят из корпуса, в котором размещаются толкатель и поршень, они заполнены жидкостью, которая по своим свойствам напоминает тормозную. При нажатии педали жидкость под давлением поступает в главный цилиндр, который передает давление в рабочий, где производится воздействие на вилку, разводящую муфту. После отпускания педали, жидкость через клапан опять возвращается в главный цилиндр, и диск соединяется с маховиком. Такая система позволяет уменьшить усилие, прикладываемое к педали за счет разности объема цилиндров.

Правильная работа со сцеплением

Подача команд на подведение и разведения диска сцепления и маховика подается водителем путем нажатия на соответствующую педаль, которая находится под левой ногой. Принцип работы педали сцепления состоит в том, что через систему механических приводов она отводит диск от маховика. При ее отпускании диск опять соприкасается с маховиком, передавая крутящий момент на трансмиссию.

К первичному валу трансмиссии присоединяется сложный механический агрегат – коробка передач. Она тоже не может работать без сцепления, поскольку делать переключения без ее временного отключения от двигателя очень сложно, а для новичков данная задача вообще неразрешима.

Крутящий момент передается на шестерни первичного вала, который при нажатии на педаль сцепления останавливается. В нейтральном положении коробки передач это не имеет значения, поскольку даже при двигающемся первичном валу он не входит в зацепление со вторичным валом.

Для передачи крутящего момента на вторичный вал водитель выжимает сцепление, чтобы первичный вал остановился. Затем он рычагом включает нужную передачу, соединяя шестерни валов, после отпускания педали крутящий момент передается с первичного вала на вторичный.

При управлении автомобилем требуется знать некоторые моменты, которые позволят избежать распространенных ошибок:

Педаль сцепления имеет три условных положения, в которых и происходят основные фазы работы системы:

Именно в среднем положении происходит соприкосновение диска с маховиком, во избежание излишнего износа деталей, соединять их нужно очень плавно. Главная ошибка новичков, знающих, что сцепление нужно отпускать постепенно: после достижения зацепления диска и маховика они резко бросают педаль, машина несколько раз дергается и глохнет.

Чтобы правильно тронуться, нужно выжать педаль сцепления, включить первую передачу, быстро отпустить педаль до среднего положения и в нем педаль задерживается приблизительно на три секунды. После того как машина проехала около одного метра, педаль полностью отпускается.

При переходе на повышенную передачу сцепление нужно отпускать быстро, причем, чем передача выше, тем быстрее отпускается педаль. Все эти навыки достигаются постепенно в результате многократных тренировок.

Видео:Как работает сцепление?

Начало движения автомобиля на подъеме

Многие водители-новички испытывают серьезные трудности при старте автомобиля на подъеме. Но, зная принцип работы сцепления механической коробки и последовательность действий, они будут делать это намного увереннее. Данную последовательность действий можно использовать, когда в машине плохо работает ручной тормоз:

Почему частично отпущенное сцепление заменяется собой педаль тормоза? Данный эффект – результат уловленного силового баланса между силой гравитационного притяжения и статической силы трения колес. Их неподвижность обеспечивается балансом силы двигателя, который толкает автомобили вперед и той же силой трения покоя. Но такая работа со сцеплением при остановках повышает износ фрикционного материала диска сцепления.

Заключение

Устройство муфты сцепления и системы переключения передач в любом автомобиле сложное, несмотря на простоту работы. Поэтому, чтобы избежать поломок, нужно знать принципы их правильной эксплуатации. В этом случае узел прослужит долго, позволяя избежать дорогостоящего ремонта, который потребует специальных навыков и оборудования.

Источник

Автомобильное сцепление — как правильно пользоваться

Как в автомобиле правильно сидеть за рулем и правильно управлять сцеплением

Как правильно пользоваться сцеплением — принцип работы, как выжимать сцепление и отпускать педаль

Как правильно управлять автомобилем и как правильно нажимать на педали управления, учат в автошколах, но бывает такое, что и долгие годы шоферского опыта не приучают бережно относиться к сцеплению в машине – оно просто быстро изнашивается и требует замены (а без сцепления, пока его не заменишь авто не сможет ездить)

Для того чтобы понять, как правильно пользоваться автомобильным сцеплением, нужно хорошо представить схему его работы и предназначение отдельных составляющих, например, нажимного диска, который автомобилисты давно окрестили «корзиной».

Что такое автомобильное сцепление

Конструктивно сцепление (фрикционная муфта) в автомобиле предназначено для соединения и разъединения вала двигателя с автоматической или механической коробкой передач.

Это позволяет трогаться с места без резких рывков и обеспечивает плавное переключение скоростей на ходу, предотвращая перегрузку составляющих трансмиссии из-за изменения числа оборотов коленчатого вала.

Существуют разные конструкции приводов для передачи усилия от педали на нажимные механизмы, такие как механический, гидравлический и электрический.

Где находится сцепление в автомобиле

Назначение сцепления заключается в передаче крутящего момента с коленчатого вала двигателя к коробке передач, то конструктивно оно находится между двумя этими агрегатами.

Конкретное расположение может зависеть от компоновки базовых узлов, переднего или заднего привода трансмиссии, но в любом случае это будет спереди автомобиля под капотом.

Устройство сцепления автомобиля

Являясь соединительным узлом для передачи вращения, конструкция фрикционной муфты в автомобиле не отличается особой сложностью.

Основными составляющими являются: Нажимной диск – имеет выжимные пружины в основании и предназначен для соединения с маховиком. Из-за лепестковой конструкции получил у звание «корзинка» за сходство во внешнем облике. Ведомый диск – имеет муфту, лучевое основание и накладки.

Специальные демпферные пружины способствуют уменьшению тряски при переключении. Выжимной подшипник – находится на первичном валу и приводит в действие вилку привода. Некоторые конструкции могут использовать стопорные пружины для более надежной фиксации.

Педаль сцепления – с помощью нее водитель из кабины управляет рабочим процессом, передавая указание соединить или разъединить ведущий вал двигателя и коробку передач. В автомобилях с автоматической коробкой передач (АКПП) педали нет, работа системы происходит с помощью специального сервопривода.

Современные производители автомобилей, предлагают покупателям разные конструктивные варианты фрикционных муфт. Различия могут касаться: количества дисков – одно- или многодисковые системы; среды работы – сухие или влажные варианты; привода в действие – механические, гидравлические, электрические способы; способа нажатия на прижимной диск – сцепление с центральной диафрагмой или пружинами по кругу.

Для чего необходимо сцепление в автомобиле

Разобраться, как работает устройство сцепления машины, очень просто – пока педаль не нажата, ведущий и ведомый диски соприкасаются, передавая крутящий момент с маховика двигателя на коробку передач, а затем, через карданный вал – на колеса. Нажатие на педаль разъединяет диски, вращение перестает передаваться, и водитель может переключить скорость. Затем нужно медленно опускать нажим, чтобы не сжечь фрикционную муфту при слишком резком контакте дисков, при этом важно, не удерживать педаль в нажатом состоянии слишком долго.

Принцип работы сцепления

На словах это объясняется просто – фрикционная муфта обеспечивает взаимодействие маховика двигателя и коробки передач, обеспечивая их разъединения для переключения скоростей.

Но сколько же времени уходит у начинающих водителей, чтобы на практике освоить, как правильно выжимать педаль, чтобы был плавный и мягкий старт с места без рывков и дерганий.

Не один час пройдет, пока автолюбитель станет ездить хорошо, но не следует забывать, что маневры на дороге могут испортить сцепление вашего автомобиля.

Автомобиль с автоматической коробкой передач

В автоматическом варианте сцепление происходит по «мокрому» типу с помощью трансмиссионного масла, заключенного в гидротрансформатор и двух крыльчаток. Лопасти маховика увлекают за собой поток масла, которое закручивает насосное колесо – вот по такой схеме передается вращение в автоматической коробке передач (АКПП)

У такого автомобиля с автоматикой отсутствует педаль сцепления, поэтому в целом сам процесс вождения будет проще и легче (особенно много поклонников автоматической коробки среди женщин).

Автомобиль с механической коробкой передач

Фото: педаль сцепления — с левой стороны

В автомобиле педаль сцепления расположена в самой левой позиции из трех педалей – педаль в центре — это тормоз, педаль с правой стороны это – газ, левая педаль – это сцепление, — и с её помощью водитель управляет подключением двигателя к коробке передач.

Ручной режим работы требует большего внимания по сравнению с «автоматом», но для многих пользователей это дело привычки и вопрос цены.

Автомобиль с автоматом (АКПП) будет гораздо дороже при покупке и обслуживании, по причине которой, многие водители выбирают автомобили, с ручным управлением где есть педаль сцепления.

Правильное использование педали сцепления

Новичку будет полезно узнать, как правильно пользуются автомобильным сцеплением опытные автомобилисты и как работает сцепление.

Применяя простые рекомендации в повседневных поездках, новичок гораздо быстрее достигнет мастерства, если научится правильно переключать передачи и включать нужную скорость, снижая нагрузку на резину и тормозные диски.

Это касается таких моментов вождения, как кратковременные остановки, например, на светофоре и на поворотах.

Как правильно выжимать сцепление

По сути, правильное использование фрикционной муфты подразумевает четкое выполнение двух взаимосвязанных операций – педаль нужно нажать, а затем отпустить.

Простые советы подскажут вам, как правильно выжимать сцепление:

Педаль нажимается до упора и без задержек. Так как главное – это опыт, лучше не жалеть времени на тренировки, найдя для этого подходящую площадку и взяв в компанию опытного водителя.

В самом начале обучения важное значение имеет обувь – чтобы ощущения были более выраженными, она должна быть на тонкой подошве и без каблуков.

Как правильно отпускать сцепление

Ослабляя нажатие на педаль, водитель начинает соединять маховик двигателя и ведомый диск для передачи вращения на коробку передач.

Делать это надо очень аккуратно и плавно – есть несколько рекомендаций для начинающих автолюбителей, как отпускать сцепление, чтобы езда была максимально комфортной:

Педаль не должна быть выжатой долгое время, педаль необходимо постепенно отпускать без резких бросков, слегка задержавшись, когда она будет вдавлена наполовину.

Движение автомобиля нужно начинать с первой передачи. Трогаться со второй передачи можно только зимой, когда дорога или некоторые участки дороги очень скользкие (если на первой передаче трогаться по скользкому, то колеса будут буксовать, и трудно будет вообще стронутся с места).

Видео: Как правильно пользоваться сцеплением в автомобиле

Видео: Как правильно отпускать сцепление и работать с педалями в автомобиле

Источник