Что такое плавающий диск сцепления

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.

Сцепление захватывает в самом низу или в самом верху — причины и что делать

На автомобилях с механической трансмиссией сцепление является одним из важнейших элементов, поэтому оно нуждается в периодической регулировке. Если игнорировать процедуру, то возникает реальная опасность возникновения аварийных ситуаций.

Неправильно выставленный ход этой педали может провоцировать пробуксовку, снижение тяги двигателя. В некоторых случаях машина вообще не будет иметь возможности тронуться с места.

Каким должен быть свободный ход педали сцепления и как измерить

Данное понятие означает беспрепятственное перемещение педали до точки срабатывания. Вначале нога не будет чувствовать какого-либо сопротивления, а после включения появится определенная жесткость. Этот промежуток «расслабленности» и называется свободным ходом.

Среднестатистическая норма составляет 160 миллиметров. Диапазон допустимых значений может варьироваться. Для каждого конкретного автомобиля технические требования могут отличаться.

Неправильно отрегулированный свободный ход может стать причиной серьезных проблем на дороге.

Детали сцепления будут изнашиваться более интенсивно. Поэтому для предотвращения неприятных ситуаций рекомендуется периодически производить проверку свободного хода.

Это нужно делать по такому алгоритму:

1. Выжать до упора педаль сцепления рукой, замерить расстояние от пола до ее накладки с помощью обычной линейки, установив ее строго вертикально по отношению к поверхности пола.
2. На следующем этапе нужно, наоборот, максимально отжать этот элемент назад и произвести такие же замеры.
3. Сделать простые вычисления. Здесь нужно просто от большего числа отнять меньшее значение. Это и будет величина свободного хода сцепления. Норма составляет 12-14 сантиметров. Если замеры дают показания, которые выходят за пределы этого диапазона, то нужно безотлагательно принимать адекватные меры по исправлению ситуации.

При слишком большом значении диск будет находиться в постоянном сцеплении с маховиком двигателя. Здесь сцепление не будет полностью выключаться. При таких обстоятельствах, даже плавно отпуская педаль, водитель не сможет сдвинуть автомобиль с места. Эксплуатация авто с таким дефектом неизбежно приведет к необратимым последствиям и поломкам.

При маленьком свободном ходе произойдет потеря крутящего момента. Здесь машина, как нетерпеливый скакун, будет просто рвать с места. На некоторых современных автомобилях изменить «момент подхвата» конструктивно невозможно. При таких обстоятельствах нужно обращаться в официальный сервис.

Для настройки акселератора сцепления нужно установить нужную длину троса. Это требуется в тех случаях, когда свободный ход вилки превышает 3 миллиметра. Регулировку нужно проводить с помощью специальных двух гаек, одна из которых контролирует длину троса, а другая фиксирует первую в выбранном положении. Их размещают на резьбовой части троса сцепления.

Какие причины и что делать, если сцепление подхватывает в самом низу – в конце хода

На протяжении эксплуатации автомобиля происходит износ его узлов, агрегатов и отдельных деталей, поэтому некоторые из них получили название «расходные материалы». В конструкции сцепления происходит стирание дисковых фрикционных накладок. Это приводит к разбалансировке настроек системы сцепления.

При таких обстоятельствах требуется срочная регулировка приводного троса. Конструкция сцепления бывает механической и гидравлической.

В первом случае каждому автомобилисту нужно придерживаться следующего алгоритма:

1. Открыть капот, найти шток, к которому непосредственно крепится трос от педали сцепления.
2. С помощью проникающей смазки WD-40 обработать гайки, закрепляющие шток, а после ослабить их.
3. Прокрутить регулировочную гайку в направлении от педали сцепления. Это уменьшит ее свободный ход.
4. На следующем этапе нужно произвести контрольный замер амплитуды движения педали. При положительном результате остается только затянуть до упора контрольную гайку. Если параметры нуждаются в коррекции, то нужно подкрутить до упора ближнюю к регулируемой педали гайку.

После проведенных настроек требуется проверить работу сцепления, которое при хорошем раскладе должно функционировать без «шума и пыли», нажиматься легко и приятно. При этом рычаг переключения скоростей должен «втыкаться» точно и плавно. Машина не должна буксовать, дергаться при начале движения.

В случае гидравлического сцепления технология настройки несколько отличаются, поскольку такой привод зачастую имеет функцию автоматической регулировки. С другой стороны, настроить его вручную не составит труда, если конструктивно на толкателе рабочего цилиндра предусмотрена контрольная гайка.

На поднятой машине настройку нужно проводить по следующей процедуре:

1. Проверить уровень тормозной жидкости внутри расширительного бачка.
2. Найти на рабочем цилиндре толкатель, функция которого полностью соответствует названию.
3. Отцепить плоскогубцами пружину от вилки сцепления.
4. Отвести ее вперед, после чего замерить расстояние между ней и толкателем.
5. На следующем этапе отпустить вилку, а затем провести аналогичные замеры. Если значения выходят за границы рекомендуемого диапазона, то нужно производить прямую регулировку.
6. Далее следует отжать пружину вилки и рабочего цилиндра.
7. Прикрутить гайку в сторону рабочего цилиндра.
8. После проведения соответствующих измерений затянуть контрольную гайку. Делать это нужно только при достижении нужных параметров.

Что, если берет в самом верху – в начале хода

Здесь проблема решается по аналогичному сценарию, просто регулировочную гайку требуется крутить в противоположном направлении по сравнению с описанными выше процедурами настроек. Нужно двигаться к педали сцепления, поворачивая ключ в этом направлении.

Проблема здесь заключается в том, что ведомый диск не имеет возможности полностью включаться в работу. Из-за этого возникает пробуксовка, пропадает крутящий момент, поэтому машина теряет динамику разгона.

Если игнорировать данную проблему, то машина в один прекрасный момент не сможет даже сдвинуться с места.

Гидравлическое сцепление требует особого внимания. Здесь нужно особое внимание уделять возможным утечкам тормозной жидкости. Отрегулировать свободный ход педали может даже начинающий водитель:

1. Вначале нужно избавиться от воздуха, который, предположительно, может находиться внутри системы. Для этого нужно наполнить расширительный бачок до рекомендуемого уровня. Один конец шланга нужно надеть на клапан прокачки, а другой – опустить внутрь банки с «тормозухой».
2. После этого требуется нажать до упора педаль сцепления для слива жидкости вместе с воздухом.
3. На следующем этапе нужно закрутить клапан, отпустить педаль.
4. В конце нужно долить тормозную жидкость до необходимого уровня.

Контролировать состояние механизма сцепления рекомендуется каждые 20000 километров пробега. Описанные выше процедуры сможет проделать даже новичок, поэтому с самого начала водительской практики желательно формировать такие навыки.

Устройство и принцип работы сцепления автомобиля

Сцеплением называется механизм трансмиссии, передающий крутящий момент от двигателя к коробке передач за счет силы трения. Также оно позволяет кратковременно отсоединить двигатель от трансмиссии и вновь их плавно соединить. Существует достаточно много разновидностей муфт сцепления. Они различаются по количеству ведомых дисков (однодисковое, двухдисковое или многодисковое), по типу рабочей среды (сухое или мокрое) и по типу привода. Разные виды сцеплений имеют соответствующие преимущества и недостатки, но наибольшее распространение на современных автомобилях получило однодисковое сухое сцепление либо с механическим, либо гидравлическим приводом.

1. Функции сцепления
2. Элементы муфты сцепления
3. Принцип работы
4. Виды сцепления
5. Сухое сцепление
6. Мокрое сцепление
7. Сухое двухдисковое сцепление
8. Сцепление двухмассового маховика
9. Ресурс сцепления
10. Особенности керамического сцепления

Функции сцепления

Муфта сцепления устанавливается между двигателем и коробкой передач и является одним из наиболее нагруженных элементов трансмиссии. Она выполняет следующие основные функции:

1. Плавное разъединение и соединение двигателя и коробки передач.
2. Передача крутящего момента без проскальзывания (без потерь).
3. Компенсация вибраций и нагрузок от неравномерности работы двигателя.
4. Снижение нагрузок на элементы двигателя и трансмиссии.

Элементы муфты сцепления

Стандартная муфта сцепления, применяющаяся на большинстве автомобилей с механической коробкой передач, включает следующие основные элементы:

• Маховик двигателя – ведущий диск.
• Ведомый диск сцепления.
• Корзина сцепления – нажимной диск.
• Выжимной подшипник сцепления.
• Муфта выключения сцепления.
• Вилка сцепления.
• Привод сцепления.

На ведомый диск сцепления с обеих сторон установлены фрикционные накладки. Его функция – передача крутящего момента за счет силы трения. Встроенный в корпус диска пружинный демпфер крутильных колебаний смягчает соединение с маховиком и гасит вибрации и нагрузки от неравномерности работы двигателя.

Схема расположения диска сцепления, корзины и выжимного подшипника с муфтой выключения

Нажимной диск и диафрагменная пружина, воздействующие на ведомый диск сцепления, в сборе представляют собой единый узел, получивший название “корзина сцепления”. Ведомый диск сцепления расположен между корзиной и маховиком и соединен с первичным валом коробки передач с помощью шлицев, по которым он может перемещаться.

Диафрагменная пружина корзины может быть либо нажимного, либо вытяжного принципа действия. Отличие – в направлении приложения усилия от привода сцепления: к маховику или от маховика. Особенность конструкции пружины вытяжного действия позволяет использовать корзину, толщина которой значительно меньше. Это делает узел максимально компактным.

Принцип работы

Принцип работы сцепления основан на жестком соединении ведомого диска сцепления и маховика двигателя за счет возникающей силы трения от усилия, которое создает диафрагменная пружина. Сцепление имеет два режима: «включено» и «выключено». Основное время работы ведомый диск прижат к маховику. Крутящий момент от маховика передаётся ведомому диску, а от него через шлицевое соединение на первичный вал коробки передач.

Схема работы диафрагменной пружины

Для выключения муфты водитель нажимает на педаль, которая соединена с вилкой механическим или гидравлическим приводом. Вилка перемещает выжимной подшипник, который, нажимая на концы лепестков диафрагменной пружины, прекращает её давление на нажимной диск, а он, в свою очередь, освобождает ведомый. В этот момент двигатель разъединен с трансмиссией.

После включения нужной передачи в коробке передач водитель отпускает педаль сцепления, вилка перестаёт воздействовать на выжимной подшипник, а тот на пружину. Нажимной диск прижимает ведомый к маховику. Двигатель соединен с трансмиссией.

Виды сцепления

Сухое сцепление

Принцип действия сцепления данного типа основан на силе трения, возникающей при взаимодействии сухих поверхностей: ведущего, ведомого и нажимного дисков. Это обеспечивает жесткую связь двигателя и коробки передач. Сухое однодисковое сцепление – самый распространенный вид, использующийся на основной массе автомобилей с механической КПП.

Мокрое сцепление

Данный вид сцепления предполагает работу трущихся поверхностей в масляной ванне. По сравнению с сухой, такая схема обеспечивает более плавное соприкосновения дисков; узел эффективнее охлаждается за счет циркуляции жидкости и может передавать больший момент на трансмиссию.

Двойное сцепление мокрого типа

Мокрая схема обычно применяется на современных роботизированных КПП с двойным сцеплением. Особенность работы такого сцепления заключается в том, что на четные и нечетные передачи КПП подается крутящий момент от отдельных ведомых дисков. Привод сцепления – гидравлический, управляемый электроникой. Переключение скоростей происходит при постоянной передаче крутящего момента на трансмиссию без разрыва потока мощности. Данная конструкция является более дорогой и сложной в производстве.

Сухое двухдисковое сцепление

Сухое двухдисковое сцепление предполагает наличие двух ведомых дисков и промежуточной проставки между ними. Данная схема способна передать больше крутящего момента при тех же размерах механизма сцепления. Сама по себе она проще в производстве по сравнению с мокрой. Обычно применяется на грузовиках и легковых автомобилях с особо мощными двигателями.

Сцепление двухмассового маховика

Двухмассовый маховик состоит из двух частей. Одна из них связана с двигателем, вторая – с ведомым диском. Обе составляющие маховика имеют небольшой свободный ход относительно друг друга в плоскости вращения и соединены пружинами между собой.

Схема двухмассового маховика

Особенностью сцепления двухмассового маховика является отсутствие пружинного демпфера крутильных колебаний в ведомом диске. Функция гашения колебаний заложена в конструкцию маховика. Помимо передачи крутящего момента он максимально эффективно сглаживает вибрации и нагрузки, возникающие от неравномерности работы двигателя.

Ресурс сцепления

Ресурс сцепления главным образом зависит от условий эксплуатации автомобиля, а также от стиля езды водителя. В среднем, срок службы сцепления может доходить до 100-150 тысяч километров пробега. В результате естественного износа, возникающего в момент соприкосновения дисков, фрикционные поверхности изнашиваются и требуют замены. Основная причина – проскальзывание дисков.

Двухдисковое сцепление обладает большим ресурсом за счет увеличенного числа рабочих поверхностей. Выжимной подшипник сцепления задействуется при каждом разрыве соединения двигателя и коробки передач. Со временем в подшипнике вырабатывается и теряет свойства вся смазка, в следствие чего он перегревается и выходит из строя.

Особенности керамического сцепления

Ресурс сцепления и эффективность его работы на пределе нагрузок зависит и от свойств материала, обеспечивающего зацепление дисков. Стандартный состав накладок дисков сцепления большинства автомобилей включает спрессованную смесь стеклянных и металлических волокон, смолы и каучука. Поскольку принцип работы сцепления базируется на силе трения, фрикционные накладки ведомого диска рассчитаны на работу при высоких температурах, доходящих до 300-400 градусов Цельсия.

Диск сцепления с керамическими фрикционными накладками

В мощных спортивных автомобилях нагрузки на сцепление намного превышают обычные нормы. Для некоторых трансмиссий может применяться керамическое и металлокерамическое сцепление. В состав материала таких накладок входит керамика и кевлар. Металлокерамический фрикционный материал менее подвержен износу и выдерживает нагрев до 600 градусов без потери рабочих качеств.

Производители используют различные конструкции муфты сцепления, оптимальные для определенного автомобиля, исходя из его назначения и стоимости. Сухое однодисковое сцепление остается достаточно эффективной и недорогой в изготовлении конструкцией. Данная схема широко применяется на легковых автомобилях бюджетного и среднего классов, а также на внедорожниках и грузовиках.

Диск сцепления

Приведем общую инфу в целях ознакомления с назначением устройства. В автомобилях раннего типа, до изобретения машины Бенца не существовало разных передач. Впервые технология обустройства передач была использована именно в автомобиле Бенца.

Но вместе с этой технологией пришла и проблема. Для того, чтобы поменять передачу, требуется изменение в режиме работы двигателя. Изменение происходит мгновенно, из-за чего машина в момент смены скоростей начинает двигаться рыками. Кроме того, с уменьшением габаритов двигателя внутреннего сгорания, вылезла еще одна проблема. Для того, чтобы колеса крутились синхронно и не требовали больших размеров для функционирования, требовался передатчик, который проводил бы крутящий момент двигателя внутреннего сгорания на колеса.

Собственно, таким передатчиком и стал диск сцепления. По конструктивному устройству все достаточно просто: это два диска с возможностью разъединения в момент нажатия педали. Без нажатия педали, два диска плотно прижаты друг к другу и без потерь передают крутящий момент от двигателя к колесу. Этот принцип работы сцепления называют фрикционным. Существуют так же гидравлические и электромагнитные типы сцеплений, но здесь именно что существуют. Встречались с ними единицы автолюбителей в России. Даже заграничные фирмы предпочитают традиционную систему в силу ее дешевизны и надежности.

Нажимной диск сцепления

Узел сцепления называют корзиной. Нажимной диск представляет собой основание круглой формы с выемкой в центре для подшипников. Нажимные пружины диска направлены к центру корзины. Сама корзина жестко цепляется к маховику. Ведомый диск сцепления устанавливается между прижимной площадкой и маховиком.

Ведущий диск сцепления

Ведомый диск по конструкции так же представляет собой круг с лучевым основанием, накладками, пружинами и муфтой. Через муфту происходит подключение к коробке передач. Пружины требуются для сглаживания вибраций в момент работы сцепления.

Сглаживание вибраций необходимо для того, чтобы диск не приходил в негодность раньше времени в результате тряски. Во время работы в фазе сцепки тряска диску не грозит. Но сразу после начала работы влияние вибраций усиливается, диски начинаются ударяться о все окружающие детали.

Фрикционные накладки необходимы для усиления силы трения между дисками. Именно за счет силы трения покоя и возможна передача крутящего момента от диска к диску. Накладки изготавливают из материалов с большой силой трения относительно металла. Чаще всего используют керамику, кевлар или углеродный композит. Материал во многом зависит от конструкции машины: камаз, ваз и трактор будут иметь разные накладки.

Нажимное действие педали передается по тросу к вилке между дисками, в результате сцепление начинает свою работу. Именно ведомый диск является расходным материалом. Нажимной диск меняется крайне редко, срок его службы сравним со сроком службы машины в целом.

Толщина диска сцепления

Толщина диска сцепления является определяющим фактором состояния диска. Поэтому многие водители начинают думать о том, что лучше использовать диск потолще. Вот только начальные параметры диска определяются конструкцией машины. Поэтому деталь просто покупается под подходящую модель и марку автомобиля. С этим ничего сделать не получится.

Так же, как не получится произвести замер отработавшего свое диска. Производитель никогда не указывает, сколько способна прослужить эта деталь. Во многом это связано с тем, что степень износа диска зависит в первую очередь от водителя. Постоянные торможения, дрифт и прочие прелести езды на большой скорости или даже гонок приведут к очень скорому износу диска. Вплоть до того, что на некоторых моделях фиксировалась необходимость замены уже после 5000 км.

Однако существует прибор, калибр, который позволяет определить, нужно менять диск или еще нет. Проблема в том, что калибр редко есть у автолюбителя, поэтому придется ехать в салон или СТО. К тому же, чтобы произвести замер, придется поднимать машину на подъемнике и снимать несколько деталей. И даже при всех этих сложностях, толщину диска калибр не измеряет в точности. Стрелка просто показывает нужно менять деталь или нет.

Еще один способ определить необходимость замены без салона принадлежит умельцам из народа. Согласно методу нужно полностью выжать сцепление и несколько раз вдавить педаль газа в пол. Метод рабочий, машина при нормально работающем сцеплении глохнет. Если автомобиль все еще работает, значит, деталь нужно менять. Но сама по себе процедура очень сильно изнашивает диск, а потому проводить ее крайне не рекомендуется. Есть другие, куда более гуманные для машины, способы проверки.

Замена диска сцепления

Чтобы разобраться, как поменять диск сцепления, опишем операцию поэтапно:

1. Машину нужно в обязательном порядке поднять или поставит на яму. По-другому выполнить замену детали просто не получится.
2. Отсоединяется кардан. Сразу все болты проверяются на сохранность резьбы. При необходимости крепления нужно заменить. Обратите внимание, что все болты в этой операции используются исключительно каленые. Обыкновенный болт просто треснет. Отверстие с маслом, куда входит кардан затыкается металлической или пластиковой пробкой, чтобы из машины не вытекало масло. Саму деталь можно просто отодвинуть в сторону, чтоб не убирать ее совсем.
3. Отсоединяются болты-траверсы, и снимается металлическая подушка-перекладина.
4. После того, как подушка снята, откроется обзор на корзину с диском сцепления. Ее снимают полностью.
5. Верхнюю часть корзины откручивают на отдельном столе, чтобы получить доступ к диску сцепления. Дополнительно можно сразу проверить целостность подшипников. По состоянию корзины и толщине дисков сцепления определяется изношенность детали. Диск поджимается 4 пружинами, которые так же могут разболтаться.
6. Диск устанавливают, после чего процесс сборки повторяется в обратном порядке.

Когда менять диск сцепления

Диск сцепления проблемная штука в плане определения времени замены. С одной стороны, перебрать сцепление стоит после того, как машина начнет издавать шум при выжатой педали сцепления. Но скорее всего этот шум говорит о том, что стоит заменить подшипники. Хотя вместе с заменой можно сразу оценить и степень износа диска.

С другой стороны, при изношенном диске начинают пробуксовывать колеса. Это уже серьезный синдром, который требует именно замены диска сцепления. Результатом плохого состояния детали может стать выгорание проводов, усиленный износ двигателя и серьезно увеличившийся расход топлива.

Последний вариант — это несоответствие количества оборотов двигателя, скорости автомобиля. Но этот признак скорее теоретический, поскольку без специализированного оборудования и тест драйва машины в лабораторных условиях, определить соответствие крайне сложно.

Поэтому, чтобы не мучить себя мыслью об изношенности диска водители на практике вывели для себя простое правило: диск стоит менять каждые 80-90 тысяч километров пробега.

МОЙ МОТОЦИКЛ

Как обычно, начнем с азов. А именно, с муфты и голландцев, которые изобрели сей механизм. Почему именно голландцы? Их знаменитые ветряные мельницы работали во благо нации, начиная с ХІІ века. Именно в конструкции мельниц впервые появилась муфта – устройство, которое служит для временного или постоянного соединения валов, передающих крутящий момент. Что касается современных мотоциклов, здесь муфта выполняет функции соединения коленвала двигателя и первичного вала трансмиссии без изменения крутящего момента.
Чаще всего встречаются два вида муфт: «мокрая» и «сухая». Первая находится в одном картере с КПП либо с двигателем и работает в так называемой масляной ванне. Второй тип работает без какого либо масла на сухом трении. Также бывают муфты многодисковые и одно-, двухдисковые. Например, однодисковое сухое сцепление наиболее часто встречается на мотоциклах с продольным расположением коленвала (Moto Guzzi, BMW «R»-серии, их древние клоны типа «Урал», «Днепр»), также однодисковая муфта фигурирует в автомобильной теме.

Большинство мотоциклов производятся с муфтой в масляной ванне. Это многодисковые устройства – своеобразный компромисс между весом, техническими характеристиками агрегата и габаритами. Исходными техническими параметрами, которые задают тон в разработке муфты, являются площадь контакта ведущих и ведомых дисков и коэффициент трения между ними. Последний зависит от материалов, из которых будут изготовлены диски, и от их диаметра. К примеру, различия в муфтах BMW R1200GS и Kawasaki GTR1400 видны невооруженным глазом, ведь муфта последнего передает гораздо больший крутящий момент, нежели первого.
Наиболее требовательными к муфте являются спортбайки. И здесь дело не только в передача больших значений крутящего момента и мощности, а также в весе и габаритах. Именно для спортивных мотоциклов очень остро стал вопрос функциональности муфты. Здесь важно не просто строгое разрывание потока крутящего момента, но также возможность плавного согласования угловых скоростей коленвала двигателя и первичного вала трансмиссии.

Для такой работы муфты существует два режима: трогание с места, когда валы трансмиссии неподвижны, как и приводное колесо, и переход на нижнюю передачу, когда коленвал имеет меньшую угловую скорость, чем первичный вал КПП. Если с первым случаем нормально справляется муфта любого мотоцикла под управлением пилота и при исключении случаев технической неисправности, то второй случай – это уже работа более сложного устройства – проскальзывающей муфты.
«Скользяк» против «держака»

Ступица проскальзывающего сцепления состоит из двух частей, соединенных клиновидными выступами (на фото рядом с желтой точкой). При передаче момента от двигателя к колесу эти выступы действуют на ступицу плоской частью, при обратном движении – наклонной частью, двигаясь наружу и размыкая диски сцепления
Фактически проскальзывающая муфта ограничивает крутящий момент мотора, стабилизируя жесткое торможение. Проскальзывание происходит в момент понижения пилотом передачи, исключая блокировку заднего колеса. Здесь нет никакой электроники, кучи датчиков и навороченного контроллера, все реализовано чисто механически. Просто ведомые диски прямой механической связи с первичным валом КПП не имеют. Именно в этом скрыта та изюминка, которая отличает проскальзывающую муфту от обычной.

Итак, мотоцикл едет на высшей передаче, на максимуме мощности. Изменение направления движения требует понижения скорости, а затем увеличения мощности двигателя для правильной траектории выполнения поворота. Пилот выжал рычаг муфты и… Обратный крутящий момент, исходящий от движущегося по инерции мотоцикла, передается через заднее колесо, главную передачу и КПП к ведомым дискам муфты. Ведущие диски, пребывая в механической связи с коленвалом и находясь в контакте с ведомыми дисками, создают сопротивление вращению ступицы муфты. Та, в свою очередь, разделена на две части и разрывает прямую связь ведомых дисков и первичного вала КПП. Способная двигаться вдоль оси вала ступица, под воздействием силы трения между дисками и обратного крутящего от заднего колеса отводит пружины корзины сцепления. Ведущие и ведомые диски свободно скользят между собой до момента выравнивания угловых скоростей. Далее все работает как в обычной многодисковой муфте.
Устройство, которое присутствует в конструкции ступицы муфты, языком инженеров именуется «обгонной муфтой» или «ограничителем обратного крутящего момента». Как видим из изложенного выше процесса, проскальзывание многодисковой муфты происходит именно при обгоне ведущего вала ведомым.
Разные производители по-разному решают эту техническую задачу. В частности, используются зубчатые муфты со шлицами, расположенными под углом; кулачковые муфты; шариковые муфты. Сам блок проскальзывающего сцепления – такая же тюнинг-запчасть, как квикшифтер или карбоновый глушитель. Такие фирмы, как STM, Suter Clutch и др. производят комплекты сцепления для самых разных мотоциклов – от спортбайков до супермотардов.
Не только для спорта

в 2013 модельном году Kawasaki подняли планку на фоне конкурентов, оснастив свой новый спортбайк Ninja 300 проскальзывающим сцеплением
Несмотря на положительные качества проскальзывающей муфты, есть и определенный отрицательный эффект. Она серьезно ограничивает возможность торможения двигателем, а при неправильных настройках вообще исключает такую возможность. Если ты берешься за тюнинг своего мотоцикла, стоит хорошенько подумать, нужен ли тебе такой девайс. И вообще, не станут ли опасными для тебя и окружающих немного другие повадки мотоцикла? Вместе с тем, руководствуясь методикой настройки, которая прилагается к комплекту тюнинговых китов, можно добиться хорошего компромисса, и работа обгонной части муфты будет заключаться в предотвращении экстремально больших и опасных значений обратного крутящего момента.

Сегодня можно смело утверждать, что современные спортбайки всех японских производителей уже в заводской комплектации имеют муфты с проскальзыванием. Без разницы – «литры» или 600-ки. Встречаются также вполне гражданские модели с проскальзывающим сцеплением, например, давно ожидаемый VMAX

Сцепление автомобиля. Диск сцепления

В любом автомобиле основным узлом является силовая установка – она обеспечивает преобразование энергию сгорания топлива в механическую энергию – вращение коленчатого вала. Вся работа силовой установки направлена только на получение этого вращения.

Но для движения автомобиля получение вращения недостаточно. Условий движения автомобиля очень много – ему нужно начать движение, где должно обеспечиваться максимальное тяговое усилие, после набрать скорость, где уже тяговое усилие не так важно, но требуется высокая скорость вращения, а также автомобиль должен менять скорость движения быстро меняя скорость вращения и тяговое усилие.

Двигатель автомобиля этого обеспечить не может, поскольку скорость вращения коленчатого вала находится в определенном диапазоне и силовой установкой менять скорость и тяговое усилие никак не получится.

Сцепление – зачем оно?

Поэтому в конструкцию автомобиля входит еще один немаловажный элемент – трансмиссия. Именно она обеспечивает передачу вращения от силового агрегата на ведущие колеса. При этом, входящая в состав трансмиссии коробка передач позволяет менять тяговое усилие и скорость вращения, подающиеся на ведущие колеса. Классическая механическая коробка передач состоит из валов и шестерен разных диаметров. Ввод в зацепление определенных шестерен позволяет изменять усилие и скорость.

Но вращение от двигателя подается на трансмиссию постоянно. Это вращение делает невозможным во время движения выводить из зацепления одни шестерни и вводить другие. Поэтому в конструкцию трансмиссии включен еще один элемент – сцепление.

Сцепление предназначено для кратковременного разъединения силовой установки и КПП. В результате работы сцепления коробка отсоединяется от мотора, то есть, вращение коленчатого вала перестает подаваться на коробку, что позволяет вводить без проблем нужные шестерни.

На легковых авто с механическими КПП распространение получило однодисковое сухое сцепление. Состоит такое сцепление из ведущего диска, помещенного в корзину, ведомого диска, выжимных рычагов или диафрагмы, выжимного подшипника и привода. Все это закрывает сверху картер сцепления.

Принцип работы

Принцип работы сцепления автомобиля

Принцип работы такого сцепления довольно прост: корзина вместе с ведущим диском жестко закреплена на маховике коленчатого вала. Сам диск может перемещаться относительно корзины, но он подпружинен. Между ведущим диском и маховиком помещен ведомый диск. На этот диск нанесены фрикционные накладки, значительно повышающие трение. По центру ведомого диска расположена ступица. В ней проделано отверстие со шлицами. В ступицу входит ведущий вал коробки передач, а шлицевое соединение обеспечивает надежное, но подвижное соединение – диск может перемещаться по валу, но при этом вращение будет передаваться постоянно.

Когда необходима передача вращения от мотора на КПП, сцепление отпущено. В таком положении ведущий диск за счет давления пружин поджимает ведомый диск к маховику. Наличие фрикционных накладок обеспечивает значительную силу трения, ведомый диск не проскальзывает относительно ведущего диска и маховика. А поскольку ведомый диск связан с валом КПП шлицевым соединением, то производится передача вращения.

Нажимной диск (в просторечии – корзина сцепления) справа, и ведомый диск, слева. Нажимной диск крепится болтами к маховику двигателя

Чтобы отсоединить КПП от мотора, водитель нажимает на педаль сцепления. При помощи привода он воздействует на выжимной подшипник. Тот, перемещаясь, начинает давить на выжимные рычаги или диафрагму, в результате чего ведущий диск отходит внутрь корзины, преодолевая усилие пружин. Он перестает поджимать ведомый диск к маховику, из-за чего передача вращения прекращается, что дает возможность переключить передачу на КПП.

Сцепление также помогает плавно начать движение. При постепенном отпускании педали, ведущий диск плавно увеличивает давление на ведомый диск. При малом усилии ведомый диск начинает принимать вращение, но из-за недостаточного поджатия, он проскальзывает. По мере отпускания педали и поджатия ведомого диска, он все больше принимает вращение, а проскальзывание уменьшается.

Видео: Принцип работы сцепления

Чтобы при выжиме педали и последующим переключением передач, при отпускании педали сцепления не было ударных нагрузок при резкой подаче вращения, ступица ведомого диска закреплена на нем не жестко. Она соединяется при помощи демпферных пружин, которые выравнивают возникающие крутильные колебания.

Классификация

Это было описана конструкция и принцип работы однодискового сухого сцепления. Однако их существует несколько видов, со своими определенными особенностями. Вообще даже введена целая классификация типов сцепления.

Эта классификация делит сцепления по типу привода, используемому трению, количеству ведомых дисков, механизму отжатия ведущего диска.

Существует несколько типов привода сцепления. Самый первый и простой привод – механический. В нем задействуется система рычагов и тяг, или же привод может быть тросовый.

Есть привод гидравлический. В таком приводе в качестве рабочего элемента используется жидкость. В конструкцию входят два цилиндра – главный связан с педалью сцепления, а рабочий – с вилкой, которая перемещает выжимной подшипник.

На некоторых грузовых авто применяется пневматический привод, в качестве рабочего элемента которого выступает сжатый воздух. У такого привода педаль сцепления связана с краном управления. При воздействии на педаль, водитель открывает кран, и воздух под давлением поступает в пневматическую камеру, связанную с вилкой.

Есть также и комбинированные приводы, которые совмещают в себе несколько типов описанных выше приводов (к примеру – гидромеханический привод).

Классификация по используемому трению делит сцепления на сухие и в масляной ванне. Сухие, такое как описано выше, работает в воздушной среде. На многих мотоциклах же применяется сцепление, которое помещено в масляную ванну.

Что касается классификации по количеству ведомых дисков, то встречаются однодисковые, двухдисковые и многодисковые. Однодисковое описано выше. В двухдисковом применяется два ведомых диска и два ведущих диска – промежуточный и ведущий. Принцип работы идентичен однодисковому, разница только в количестве дисков и механизме срабатывания. Существуют многодисковые сцепления, которые получили распространение на мотоциклах.

По механизму отжатия сцепления делятся на рычажные и диафрагменные. В рычажных сцеплениях отжим ведущего диска производится подпружиненными рычагами, на которые и воздействует выжимной подшипник. В диафрагменном сцеплении роль пружин и рычагов выполняет диафрагма, сделанная из пружинистого металла.

Основные неисправности

Конструкция сцепления не включает значительное количество составляющий, поэтому и ломается оно не так часто. И все же в сцеплении тоже бывают неисправности.

Видео: Как определить износ корзины и маховика

Поскольку самое большое распространение на легковых авто получило однодисковое сухое сцепление, то рассмотрим самые частые неисправности, которые случаются с ним:

1. Пробуксовка сцепления. Обычно возникает такая неисправность из-за неправильной регулировки привода. Из-за поджатия выжимного подшипника, он не позволяет ведущему диску полностью прижать ведомый диск к маховику, в результате чего появляется проскальзывание. Сопровождается такая неисправность характерным запахом жженных фрикционов в салоне, затрудненностью переключения передач. Сильный износ фрикционов, или их повреждение тоже может сопровождаться такими симптомами;
2. Сцепление «ведет». Данная проблема тоже возникает из-за неправильной регулировки. В данном случае выжимной подшипник не способен полностью отжать ведущий диск из-за увеличенного зазора между подшипником и вилкой. Верный признак того, что сцепление «ведет» — это продолжение движения авто после полной остановки и выжима сцепления при включенной 1-й передаче;
3. Гул со стороны картера сцепления. Повышенный шум в данном узле может создавать только один элемент – выжимной подшипник. Шуметь он может либо в результате пробуксовки, либо же из-за чрезмерного износа;

Бывают и другие неисправности, но они встречаются гораздо реже, чем описанные выше. Так, проблемы со сцеплением могут возникнуть из-за разрушения диафрагмы или пружин выжимных рычагов, значительного износа демпферных пружин и т. д.

Напоследок хочется отметить, что особо сложного обслуживания сцепление не требует. Достаточно периодически регулировать свободный ход привода, а также соблюдать рекомендации по аккуратному вождению.