Схема и принцип работы сцепления автомобиля

Сцепление

Сцепление – это одна из составляющих трансмиссии. Трансмиссия передает крутящий момент от двигателя на ведущие колеса и изменяет величину крутящего момента, в том числе и его направления. В зависимости от трансмиссии ведущими могут являться, как задние, так и передние колеса. На рисунке 9.1 представлен пример трансмиссии заднеприводного автомобиля.
Рис. 9.1. Схема трансмиссии заднеприводного автомобиля
I — Двигатель; II — Сцепление; III — Коробка передач; IV — Карданная передача:
1 — эластичная муфта; 2 — шлицевое соединение; 3 — передний карданный вал;
4 — подвесной подшипник; 5 — передний карданный шарнир; 6 — задний карданный вал; 7 — задний карданный шарнир; V — Задний мост с главной передачей и дифференциалом: 8 — полуоси; 9 — ведущие (задние) колеса

Рассмотрим первую составляющую трансмиссии – сцепление. Сцепление передает крутящий момент от маховика коленчатого вала двигателя к первичному валу коробки передач.

Составляющими сцепления являются привод и самого механизма сцепления.

Привод выключения сцепления. Каждый механизм в автомобиле начинает свою работу при помощи привода. Так и сцепление. Привод выключения сцепления относится к приводу гидравлического типа. Схема привода сцепления представлена на рисунке 9.2.

Рис. 9.2. Схема гидравлического привода выключения сцепления и механизма сцепления
1 — коленчатый вал; 2 — маховик; 3 — ведомый диск; 4 — нажимной диск; 5 — кожух сцепления; 6 — нажимные пружины; 7 — отжимные рычаги; 8 — нажимной подшипник;
9 — вилка выключения сцепления; 10 — рабочий цилиндр; 11 — трубопровод;
12 — главный цилиндр; 13 — педаль сцепления; 14 — картер сцепления; 15 — шестерня первичного вала; 16 — картер коробки передач; 17 — первичный вал коробки передач

• Привод выключения сцепления состоит из следующих механизмов:
• педаль,
• главный цилиндр,
• рабочий цилиндр,
• вилка выключения сцепления,
• нажимной подшипник,
• трубопроводы.

Когда водитель нажимает на педаль сцепления давление его ноги через шток и поршень передается жидкости, а жидкость передает давление от поршня главного цилиндра на поршень рабочего. При помощи штока рабочего цилиндра перемещается вилка выключения и нажимной подшипник. Подшипник передает усилие механизму сцепления. После того как водитель отпустит педаль, возвратные пружины вернут все детали в исходное положение.

Механизм сцепления.

• Составляющие механизма сцепления:
• картер и кожух,
• ведущий диск (которым является маховик коленчатого вала двигателя),
• нажимной диск с пружинами,
• ведомый диск со специальными износостойкими накладками.

Итак, для того, чтобы машина поехала, водитель должен включить сцепление. Это происходит в три этапа:

1. Отпуская немного педаль, водитель предоставляет возможность пружинам нажимного диска подвести ведомый диск к маховику до их соприкосновения. За счет возникших сил трения ведомый диск начинает вращаться. Автомобиль начинает трогаться.

2. Удерживая педаль, мы тем самым удерживаем ведомый диск. Это нужно для того, чтобы скорость вращения маховика и ведомого диска сравнялась. На этом этапе автомобиль начинает увеличивать скорость.

3. На этом этапе диск и маховик вращаются с одинаковой скоростью, передавая крутящий момент коробке передач, а затем на ведущие колеса. Сцепление полностью включено, и машина едет (рисунок 9.3).

Для выключения сцепления необходимо нажать на его педаль. При этом нажимной диск отходит от маховика, ведомый диск освобождается, прерывая передачу крутящего момента от двигателя к коробке передач (рисунок 9.4)

Рис. 9.3. Сцепление включено

Рис. 9.4. Сцепление выключено

Основные неисправности сцепления.

Сцепление выключается не полностью. Причина: большой свободный ход педали сцепления, перекос нажимного подшипника, повреждение ведомого диска, поломка пружин. Способ устранения: регулировка свободного хода педали, выпуск воздуха из гидропривода, замена неисправных дисков и пружин.

Сцепление включается не полностью. Причина: малый свободный ход педали, замасливание (износ) фрикционных накладок ведомого диска, поломка пружин. Способ устранения: регулировка свободного хода, чистка или замена дисков, пружин.

Сцепление включается резко. Причина: заедание в механизме привода, задира на рабочих поверхностях дисков или маховика, разрушение фрикционных накладок ведомого диска. Способ устранения: замена неисправных узлов привода, устранение задиры на поверхностях дисков, замена ведомого диска.

Течь тормозной жидкости в приводе выключения сцепления. Причина: течь из главного или рабочего цилиндров, из соединительных трубок. Способ устранения: замена неисправных узлов, прокачка всего гидропривода (удаление воздуха).

«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.

Виды сцеплений

Сухое и мокрое сцепление

В настоящее время наиболее распространены следующие виды сцеплений:

• сухое однодисковое;
• мокрое;
• сухое двухдисковое;
• двухмассового маховика.

Разберем каждую разновидность более детально.

Сухое сцепление

Наиболее распространенная разновидность механизма. Сохранилась практически неизменной с конца XIX века, когда была изобретена Карлом Бенцем. Общее устройство и схема работы этого типа сцепления описаны выше.

Свое название конструкция получила в силу того, что в основе ее действия лежит действие сухого трения, препятствующего скольжению. Именно оно обеспечивает передачу вращения.

В силу относительно простоты конструкции изготовление сухого сцепления обходится недорого. Благодаря этому оно получило широкое распространение и встречается чаще всего.

Имеет ряд недостатков. Основных – 2. Во-первых, из-за постоянного трения диски довольно быстро изнашиваются. Во-вторых, во время работы они могут нагреваться и расширяться за счет повышения температуры. Это может неблагоприятно отразиться на функционировании механизма.

Мокрое сцепление

Мокрым называют сцепление, диски которого работают в специальной масляной ванне. Ее наличие обеспечивается включением в конструкцию картера, в который заключены все остальные конструктивные элементы механизма.

Благодаря использованию масла удалось решить основную проблему сухих механизмов – быстрый износ. Некоторые модели заходя еще дальше и обеспечивают циркуляцию жидкости и ее охлаждение. Благодаря этому удалось существенно уменьшить перегрев дисков и тем самым стабилизировать их работу.

Еще одно достоинство этого варианта заключается в том, что он способен лучше передавать крутящий момент.

В силу более сложного устройства мокрое сцепление стоит дороже. Кроме того, его сложно обслуживать, часто возникают неисправности, связанные с утечкой масла.

Чаще всего эту разновидность механизма применяют на современных транспортных средствах, которые оснащены роботизированным узлом. Его особенность в том, что вращение передается с разных дисков, а при смене скорости его передача не прекращается полностью. Это предотвращает потерю мощности. Все действия механизма управляются ЭБУ, а составные части узла приводятся в движение с использованием гидравлики. Этот вариант стоит еще дороже, однако обеспечивает наиболее эффективную работу и плавное торможение, переключение передач.

Сухое двухдисковое сцепление

Эта разновидность конструкции предполагает наличие сразу 2 ведомых дисков, между которыми находится специальная проставка. Благодаря тому, что при таком подходе увеличивается общая поверхность, на которой происходит трение, удается передать больший крутящий момент. Кроме того, подобная разновидность узла отличается более высокой прочностью и более продолжительным сроком эксплуатации.

По сути, сухое двухдисковое сцепление представляет собой компромиссный вариант между мокрым и однодисковым. Оно дешевле первого, но работает гораздо эффективнее последнего. Этот вариант конструкции чаще всего используется на грузовиках, а также легковых транспортных средствах с мощным мотором (например, внедорожниках).

Сцепление двухмассового маховика

Система подобного сцепления отличается от традиционного. Деталь состоит из 2 элементов, которые связаны системой пружин. Именно они поглощают рывки, вибрацию и другие нарушения вращения. В подобных конструкциях роль сцепления выполняет внутренний вал. Нажимной вал присоединяют к коленвалу, а ведомый – к механической КПП.

Ресурс работы этой разновидности узла несколько меньше, чем у более простых вариантов. Он составляет до 100 000 километров. Конечно, такой срок службы возможен только при условии эксплуатации транспортного средства в благоприятных условиях. Иными словами, чтобы механизм проработал максимально долго, надо ездить только по ровной дороге и не перегружать его.

Как не сжечь этот узел?

Не стоит думать, что если долго давить на данную педаль, работа сцепления автомобиля будет стабильной, а машина от этого не пострадает. К примеру, на перекрестках и при остановке «на красный» следует сразу переключаться на «нейтралку». Если все это время (порядка 20-40 секунд) ваша нога будет находиться на педали сцепления, вы попросту его сожжете через 1-2 дня. Цена на него в зависимости от модели автомобиля колеблется в пределах от 200 до 1000 долларов и выше. Согласитесь, это довольно большая сумма.

Как показывает практика, при правильном использовании сцепления можно не менять корзину и диск на протяжении 100-200 тысяч километров (касается импортных марок машин). Главное – чувствовать, когда следует нажимать на педаль, а когда – нет. Если ваша остановка длится более 5-6 секунд, смело включайте «нейтралку». Сделать это можно и раньше, например если на расстоянии в 300 метров вы увидели красный сигнал светофора. В таком случае машина будет двигаться по собственной инерции. Кстати, используя «накат», можно значительно уменьшить расход топлива автомобиля.

Таким образом, не следует резко отпускать педаль сцепления, но и не нужно очень долго его держать. И в том и в другом случае вы рискуете ухудшить техническое состояние автомобиля.

Как работает сцепление и что делает педаль сцепления

Итак, как уже было сказано выше, сцепление можно считать основным связующим звеном между ДВС и коробкой передач. Давайте разберем его назначение и устройство. В первую очередь, механизм сцепления служит для соединения коробки передач с мотором. Также данный узел позволяет не только передавать, но и прерывать поток мощности от двигателя на коробку передач.

Фактически, это становится возможным благодаря прижатию и разжиманию дисков с фрикционными накладками. Если максимально упростить информацию, чтобы было понятно, одна сторона узла сцепления крепится к маховику двигателя. К другой стороне присоединен вал коробки передач. Когда водитель не нажимает на педаль сцепления, диски плотно прижаты друг к другу, что и позволяет передавать крутящий момент от маховика на вал КПП.

Если же водитель нажимает на педаль сцепления, диски сцепления размыкаются, тем самым прекращается передача крутящего момента. Так вот, размыкание дисков и прекращение передачи усилия от ДВС на КПП необходимо для включения передач.

Следовательно, принцип действия является таковым: во время нажатия на педаль сцепления диски между собой разводятся, вследствие чего можно переключиться на нужную передачу. После того, как водитель включил нужную передачу, педаль сцепления отпускается, диски смыкаются и мотор снова передает усилие, вращая колеса через трансмиссию.

Становится понятно, что механизм сцепления является немаловажным составляющим. Без сцепления автомобиль попросту не сможет начать свое движение, а в процессе езды переключать передачи будет достаточно сложно или невозможно. Например, без использования педали сцепления удается понизить передачу, что под силу опытному водителю.

Однако переключение на ступень выше без сцепления становится намного более сложной задачей.  Также не следует забывать и о том, что такие переключения будут жесткими, в значительной степени возрастает риск повредить зубья шестерен коробки передач. 

Как видно, эксплуатация авто с МКПП предполагает активное использование сцепления. Каждый водитель автомобиля с механической коробкой передач имеет ряд наработанных привычек. Например, выжим сцепления перед запуском двигателя служит гарантией того, что если водитель забыл поставить автомобиль на нейтральную передачу, не произойдет неожиданного движения машины в момент запуска ДВС. Это повышает безопасность и позволяет избежать ДТП.

Для управления сцеплением используется исключительно левая нога. Еще возле педали сцепления есть площадка, куда левая нога убирается для отдыха в том случае, если нет необходимости выжимать сцепление. Данное решение позволяет исключить дискомфорт и онемение ноги, если ее удерживать над педалью в случае преодоления больших дистанций на 4-ой или 5-ой  передаче, которые используется на трассе после набора скорости.

Также не рекомендуется держать ногу над педалью сцепления или ставить ногу на педаль, не нажимая на нее. В этом случае срок службы узла сцепления значительно сокращается, так как  даже легкое нажатие приводит к тому, что сцепление смыкается не до конца и изнашивается.   

Как это работает

Напоследок немного разберем основные моменты функционирования сцепления.

Выглядит это примерно так:

• при отпущенном водителем сцеплении его ведомый вал находится в зажатом состоянии между маховиком системы и самим нажимным сцепным диском;
• нажимая на газ, образуется сила трения, из-за чего возникает тот самый крутящий момент (машина набирает скорость);
• выжимая сцепление, элементы системы начинают взаимодействовать;
• освобождается от ранее имеющегося прижимного усилия ведомых вал;
• в этом процессе большую роль играет тросик;
• на выжимной сцепной подшипник начинает воздействовать так называемая вилка, отвечающая за отключение;
• в итоге подшипник совершает движения к маховику, следуя вдоль сцепного вала;
• затем подшипник начинает давить на пластинки, имеющиеся у нажимной пружинки;
• если лепестки пружинки начинают выгибаться в сторону маховика, пружинка отгибает его наружный край;
• тем самым маховик освобождается;
• параллельно пружинки начинают постепенно отпускать сцепной нажимной диск;
• крутящий момент не передается от двигателя на коробку передач;
• отпустив педаль сцепления, машина вновь может набирать скорость, то есть восстанавливается взаимодействие КПП и двигателя.

Не обязательно вникать в сложную суть работы механизмов и взаимодействия всех систем. Но вы должны ознакомиться с устройством сцепления, двигателя, коробки передач и пр. Это позволит понимать, какие неисправности могут происходить, а также где искать причину поломки.

Не так давно мы с вами разбирали секвентальную и вариаторную коробку передач. Полезные устройства, довольно часто применяемые на автомобилях.

Только пусть вас не вводит в заблуждение факт отсутствия на некоторых машинах педалей сцепления. В действительности сама система присутствует на машине, но для ее работы участие водителя не требуется, как на автомобилях с механикой.

На этом у меня все. Можете также посмотреть полезное видео и узнать дополнительные сведения о сцеплении.

Watch this video on YouTube

Конструкция и принцип работы главных цилиндров сцепления

Наиболее просто устроены ГЦС с вынесенным и установленном на корпусе бачком. Основу устройства составляет литой корпус цилиндрической формы, на котором выполнены проушины для монтажных болтов и другие детали. С одного торца корпус закрыт резьбовой пробкой или пробкой со штуцером для соединения с трубопроводом. Если корпус закрыт глухой пробкой, то штуцер располагается на боковой поверхности цилиндра.

В средней части цилиндра выполняется штуцер для соединения с бачком посредством шланга или посадочное место для установки бачка непосредственно на корпус. Под штуцером или в посадочном месте в корпусе цилиндра выполнено два отверстия: компенсационное (впускное) отверстие малого диаметра и перепускное отверстие увеличенного диаметра. Отверстия располагаются таким образом, чтобы при отпущенной педали сцепления компенсационное отверстие располагалось перед поршнем (со стороны контура привода), а перепускное — за поршнем.

В полости корпуса установлен поршень, с одной стороны которого располагается толкатель, связанный с педалью сцепления. Торец корпуса со стороны толкателя закрыт гофрированным защитным резиновым колпачком. При отжатой педали сцепления поршень отводится в крайнее положение расположенной внутри цилиндра возвратной пружиной. В двухпоршневых ГЦС используется два поршня, расположенных друг за другом, между поршнями находится уплотнительное кольцо (манжета). Применение двух поршней улучшает герметичность контура привода сцепления и повышает надежность работы всей системы.

Работают такие цилиндры следующим образом. Когда педаль сцепления отпущена, поршень под воздействием возвратной пружины находится в крайнем положении и в контуре привода сцепления поддерживается атмосферное давление (так как рабочая полость цилиндра связана с бачком через компенсационное отверстие). При нажатии на педаль сцепления поршень под воздействием усилия ноги движется и стремится сжать жидкость в контуре привода. При движении поршня компенсационное отверстие закрывается и давление в контуре привода повышается. Одновременно через перепускное отверстие жидкость поступает за обратную сторону поршня. За счет роста давления в контуре поршень рабочего цилиндра перемещается и двигает вилку выключения сцепления, которая толкает выжимной подшипник — сцепление выключается, можно переключать передачу.

В момент отпуска педали поршень в ГЦС возвращается в первоначальное положение, давление в контуре падает и сцепление включается. При возврате поршня скопившаяся за ним рабочая жидкость выдавливается через перепускное отверстие, что приводит к замедлению движения поршня — это обеспечивает плавное включение сцепления и возврат всей системы в первоначальное состояние.

Если в контуре происходит утечка рабочей жидкости (что неизбежно вследствие недостаточной плотности соединений, порчи уплотнений и т.д.), то нужное количество жидкости поступает из бачка через компенсационное отверстие. Также это отверстие обеспечивает постоянство объема рабочей жидкости в системе при изменении ее температуры.

Конструкция и работа цилиндра с интегрированным резервуаром для рабочей жидкости несколько отличается от описанной выше. Основу этого ГЦС составляет литой корпус, установленный вертикально или под наклоном. В верхней части корпуса выполнен резервуар для рабочей жидкости, под резервуаром расположен цилиндр с подпружиненным поршнем, а через резервуар проходит соединенный с педалью сцепления толкатель. На стенке резервуара может располагаться пробка для долива рабочей жидкости или штуцер для соединения с вынесенным бачком.

Поршень в верхней части имеет углубление, вдоль поршня высверлено отверстие малого диаметра. Толкатель установлен над отверстием, в отведенном состоянии между ними остается зазор, через который в цилиндр поступает рабочая жидкость.

Работает такой ГЦС несложно. При отпущенной педали сцепления в гидравлическом контуре наблюдается атмосферное давление, сцепление включено. В момент нажатия на педаль толкатель движется вниз, перекрывает отверстие в поршне, герметизируя систему, и толкает поршень вниз — давление в контуре повышается, и рабочий цилиндр приводит в действие вилку выключения сцепления. При отпуске педали описанные процессы выполняются в обратном порядке. Утечки рабочей жидкости и изменение ее объема вследствие нагрева компенсируются через отверстие в поршне.

Конструкция механизма сцепления автомобиля

Основными частями сцепления (рис. 1) являются:

• Ведущий диск сцепления (1);
• Ведомый диск сцепления (8);
• Маховик двигателя (13);
• Механизм выключения сцепления.

Ведущий диск сцепления (1) в сборе, именуемый часто «корзиной» сцепления, состоит из кожуха сцепления (2), соединенного с нажимным диском (3) с помощью тангенциальных пластинчатых пружин (5), представляющих собой упругие стальные пластины. Между кожухом сцепления (2) и нажимным диском (3) расположена нажимная диафрагменная пружина (4), установленная на двух опорных кольцах (6).

Ведомый диск сцепления (8) состоит из ступицы ведомого диска (12), соединенной заклепками (23) с сегментами (22) упругой основы ведомого диска, на которые с двух сторон наклепаны фрикционные накладки сцепления (11). На ведомом диске закреплено несколько демпферов крутильных колебаний (9) с фрикционными элементами (10).

К торцу коленчатого вала (14) с помощью болтов крепится маховик (13), на котором размещается ведущий диск сцепления (1). В торце коленчатого вала размещен передний подшипник (15) первичного вала (17) коробки передач.

К механизму выключения сцепления относятся выжимной подшипник (19), направляющая втулка (18) и вилка выключения сцепления (20).

Устройство и принцип работы сцепления ВАЗ 2107

По своей сути, сцепление – это передаточное звено между коленвалом двигателя и первичным валом коробки передач. При этом простое нажатие педали разъединяет эти два узла: двигатель продолжает работать, не меняя оптимального режима, а водитель может переключить передачу на повышенную, пониженную или нейтраль.

Устройство сцепления ВАЗ 2107: 1 — маховик; 2 — ведомый диск сцепления; 3 — корзина сцепления; 4 — выжимной подшипник 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; 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

Что было бы, если б коленвал и коробка передач соединялись напрямую? Как минимум, при остановке машины приходилось бы глушить мотор, а затем снова его заводить. Это сейчас по дорогам ездят автомобили с системой «Старт-Стоп», когда вместо холостого хода двигатель просто отключается, но на ВАЗ 2107 на такой «экстрим» не рассчитан ни аккумулятор, ни стартер, ни сам двигатель. Переключать передачи во время движения – тоже не лучший вариант, слишком сильной будет нагрузка на коробку. Да и самому двигателю такие рывки «здоровья» не прибавляют.

Итак, с помощью сцепления можно:

• Передавать крутящий момент от коленвала двигателя на трансмиссию;
• Разъединять двигатель и трансмиссию, прерывая передачу вращения.

Устройство сцепления на ВАЗ 2107 – это классическая схема сцепления, самая простая и понятная:

1. Коленвал двигателя жестко соединен с маховиком, который вращается вместе с ним. Маховик выполняет две функции: поддерживает момент инерции, чтобы поршни двигателя не замерли в «мертвой точке», и служит одним из элементов системы сцепления;
2. Ведомый (фрикционный) диск является передаточным звеном между маховиком и нажимным диском. Он установлен на первичный вал коробки передач и соединяет элементы сцепления за счет силы трения;
3. Нажимной (ведущий) диск жестко соединен с корзиной сцепления. Его задача – плотно прижимать ведомый диск к маховику, тогда момент вращения будет передаваться на ведомый диск и от него – на коробку передач;
4. Корзина сцепления состоит из кожуха и системы лепестковых пружин, которые при нажатии сдвигают выжимной диск назад и разъединяют его с ведомым диском. Когда на пружины нет давления, они выталкивают ведущий диск вперед, чтобы он прижимал ведомый диск к маховику. Кожух корзины жестко соединен с маховиком и вращается вместе с ним;
5. Выжимной подшипник – обязательный элемент системы сцепления. При нажатии на него происходит нажатие на лепестковую пружину корзины;
6. Управляет сцеплением водитель, нажимая на педаль, от которой усилие передается на подшипник через систему тяг и гидравлической системы.

Как видно из описания, это «сухое» (не в масляной ванне) однодисковое сцепление, с механическим выжимным подшипником и постоянным подключением (система замкнутого типа). Для передачи усилия, которое водитель прикладывает к педали, используется гидравлика.

Устройство гидропривода сцепления

Отдельно нужно сказать о гидравлическом приводе. Благодаря ему, можно использовать несжимаемость жидкости (сохранение постоянного объема даже под большим давлением) и передавать усилие по сложной траектории. Нет необходимости ставить сложные тяги и рычаги, гидравлика отлично справляется со своей задачей.

Схема привода ВАЗ 2107

Система гидропривода включает несколько элементов:

1. Педаль сцепления;
2. Главный цилиндр с расширительным бачком;
3. Рабочий цилиндр с толкателем;
4. Трубопровод и шланг;
5. Выжимная вилка.

Принцип работы:

1. Усилие передается от педали через толкатель на шток главного цилиндра;
2. Поршень цилиндра идет вперед и выталкивает порцию жидкости в трубопровод, ведущий к рабочему цилиндру;
3. Жидкость давит на поршень рабочего цилиндра, объединенный с толкателем. Толкатель выходит вперед и надавливает на выжимную вилку;
4. Вилка отводит выжимной подшипник от лепестковой пружины корзины сцепления.

Благодаря гидроприводу включать и выключать сцепление можно плавно, не допуская рывковых нагрузок на двигатель и коробку передач. Поэтому и говорят, что бросить сцепление – один из «смертных грехов» водителя (и, кстати, именно поэтому у новичков сцепление быстро «горит»).

Устройство и принцип работы сцепления ВАЗ 2107

По своей сути, сцепление – это передаточное звено между коленвалом двигателя и первичным валом коробки передач. При этом простое нажатие педали разъединяет эти два узла: двигатель продолжает работать, не меняя оптимального режима, а водитель может переключить передачу на повышенную, пониженную или нейтраль.

Устройство сцепления ВАЗ 2107: 1 — маховик; 2 — ведомый диск сцепления; 3 — корзина сцепления; 4 — выжимной подшипник 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; 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

Что было бы, если б коленвал и коробка передач соединялись напрямую? Как минимум, при остановке машины приходилось бы глушить мотор, а затем снова его заводить. Это сейчас по дорогам ездят автомобили с системой «Старт-Стоп», когда вместо холостого хода двигатель просто отключается, но на ВАЗ 2107 на такой «экстрим» не рассчитан ни аккумулятор, ни стартер, ни сам двигатель. Переключать передачи во время движения – тоже не лучший вариант, слишком сильной будет нагрузка на коробку. Да и самому двигателю такие рывки «здоровья» не прибавляют.

Итак, с помощью сцепления можно:

• Передавать крутящий момент от коленвала двигателя на трансмиссию;
• Разъединять двигатель и трансмиссию, прерывая передачу вращения.

Устройство сцепления на ВАЗ 2107 – это классическая схема сцепления, самая простая и понятная:

1. Коленвал двигателя жестко соединен с маховиком, который вращается вместе с ним. Маховик выполняет две функции: поддерживает момент инерции, чтобы поршни двигателя не замерли в «мертвой точке», и служит одним из элементов системы сцепления;
2. Ведомый (фрикционный) диск является передаточным звеном между маховиком и нажимным диском. Он установлен на первичный вал коробки передач и соединяет элементы сцепления за счет силы трения;
3. Нажимной (ведущий) диск жестко соединен с корзиной сцепления. Его задача – плотно прижимать ведомый диск к маховику, тогда момент вращения будет передаваться на ведомый диск и от него – на коробку передач;
4. Корзина сцепления состоит из кожуха и системы лепестковых пружин, которые при нажатии сдвигают выжимной диск назад и разъединяют его с ведомым диском. Когда на пружины нет давления, они выталкивают ведущий диск вперед, чтобы он прижимал ведомый диск к маховику. Кожух корзины жестко соединен с маховиком и вращается вместе с ним;
5. Выжимной подшипник – обязательный элемент системы сцепления. При нажатии на него происходит нажатие на лепестковую пружину корзины;
6. Управляет сцеплением водитель, нажимая на педаль, от которой усилие передается на подшипник через систему тяг и гидравлической системы.

Как видно из описания, это «сухое» (не в масляной ванне) однодисковое сцепление, с механическим выжимным подшипником и постоянным подключением (система замкнутого типа). Для передачи усилия, которое водитель прикладывает к педали, используется гидравлика.

Устройство гидропривода сцепления

Отдельно нужно сказать о гидравлическом приводе. Благодаря ему, можно использовать несжимаемость жидкости (сохранение постоянного объема даже под большим давлением) и передавать усилие по сложной траектории. Нет необходимости ставить сложные тяги и рычаги, гидравлика отлично справляется со своей задачей.

Схема привода ВАЗ 2107

Система гидропривода включает несколько элементов:

1. Педаль сцепления;
2. Главный цилиндр с расширительным бачком;
3. Рабочий цилиндр с толкателем;
4. Трубопровод и шланг;
5. Выжимная вилка.

Принцип работы:

1. Усилие передается от педали через толкатель на шток главного цилиндра;
2. Поршень цилиндра идет вперед и выталкивает порцию жидкости в трубопровод, ведущий к рабочему цилиндру;
3. Жидкость давит на поршень рабочего цилиндра, объединенный с толкателем. Толкатель выходит вперед и надавливает на выжимную вилку;
4. Вилка отводит выжимной подшипник от лепестковой пружины корзины сцепления.

Благодаря гидроприводу включать и выключать сцепление можно плавно, не допуская рывковых нагрузок на двигатель и коробку передач. Поэтому и говорят, что бросить сцепление – один из «смертных грехов» водителя (и, кстати, именно поэтому у новичков сцепление быстро «горит»).

Устройство автомобильного сцепления

За время, прошедшее со времен создания первого сцепления, конструкция этого элемента претерпела существенные изменения. Сегодня многие производители используют индивидуальные разработки, соответствующие особенностям двигателей и коробок передач, устанавливаемых на их автомобили. Однако основа конструкции сцеплений любых марок включает одинаковый набор компонентов:

1. Маховик (1) – ведущий диск в механизме сцепления, размещается непосредственно на коленвале двигателя. В большинстве современных автомобилей используется двухмассовый тип маховика, который образован из 2 отдельных дисков, соединенных между собой пружинами. Одна половина маховика этого типа соединена с коленвалом, вторая – с ведомым диском. Пружинное соединение 2 половин обеспечивает сглаживание рывков, гашение вибраций, плавность передачи крутящего момента на КПП.
2. Корзина сцепления (3) – в его конструкцию входят вогнутый корпус, из-за которого эта часть получила название «корзина», а также нажимной диск, соединенный с корпусом пружинным соединением. Благодаря системе прижимающих пружин нажимной диск соединяется с ведомым, благодаря чему и происходит передача крутящего момента.
3. Диск сцепления (2) – устанавливается между нажимным диском и маховиком. Ступицей этот элемент соединен с первичным валом КПП. Конструкция этого диска сборная, он состоит из металлической основы, фрикционных накладок, а также пружин-демпферов, которые гасят удары и обеспечивают плавность передачи момента вращения.
4. Нажимная муфта (4) в паре с выжимным подшипником – когда водитель выжимает сцепление, подшипник давит на диафрагменную пружину и сжимает ее. Благодаря наличию подшипника нажимная муфта не соприкасается с подвижными элементами сцепления и не изнашивается.

Также важным элементом сцепления является система привода: фрикционная, гидравлическая либо электромагнитная.