Устройство сцепления автомобиля: для чего оно предназначено и принцип работы

Сцепление: общие сведения

Сцепление является составной частью трансмиссии и располагается между двигателем и коробкой передач автомобиля, обеспечивая ступенчатое переключение передач, контроль крутящего момента и временное прерывание связи между рулевым колесом и трансмиссией.

Принцип работы сцепления основан на силе трения, а точнее скольжения. Система сцепления состоит из привода и прямого механизма.

Когда требуется резкое торможение, именно сцепление может защитить узел от перегрузки.

Управление в автомобилях с МКПП осуществляется за счет педали сцепления. С его помощью можно соединить и разорвать связь между двигателем и коробкой передач. Если педаль резко отпустить, пружина быстро вернет ее в исходное положение.

Вождение автомобиля с механической коробкой передач с постоянно выжатым сцеплением приведет к перегреву и быстрому износу элементов. Дрифтинг разрешен в экстремальных условиях, для увеличения скорости.

В стандартном виде сцепление отсутствует на гидромеханических коробках передач и вариаторах. Хотя в гидромеханических коробках для плавного переключения передач используются фрикционы. Соблюдать классическую сборку можно только в МКПП, где процесс переключения управляется сервоприводами (гидравлическими или электронными). Очень часто в механических коробках передач используется два сцепления для упрощения процесса и устранения задержек переключения: когда одно сцепление работает, другое ждет переключения следующей передачи.

Функции сцепления

Сцепление устанавливается между двигателем и коробкой передач и является одним из наиболее нагруженных элементов трансмиссии. Выполняет следующие основные функции:

1. Плавное разделение и соединение двигателя и коробки передач.
2. Передача крутящего момента без проскальзывания (без потерь).
3. Компенсация вибраций и нагрузок из-за неравномерной работы двигателя.
4. Снижение нагрузки на компоненты двигателя и трансмиссии.

Элементы муфты сцепления

Стандартное сцепление, устанавливаемое на большинство автомобилей с механической коробкой передач, включает следующие основные компоненты:

• Маховик двигателя – ведущий диск.
• Ведомый диск сцепления.
• Корзина сцепления — нажимной диск.
• Остановка разъединения.
• Муфта выключения сцепления.
• Вилка сцепления.
• Привод сцепления.

Фрикционные накладки установлены с обеих сторон диска сцепления. Его функция заключается в передаче крутящего момента за счет трения. Встроенный в корпус диска гаситель крутильных колебаний смягчает соединение с маховиком и гасит вибрации и нагрузки от неровной работы двигателя.

Расположение диска сцепления, корзины и выжимного подшипника с выжимной муфтой

Нажимной диск и диафрагменная пружина, воздействующие на диск сцепления, собраны как единое целое, называемое «корзиной сцепления». Диск сцепления расположен между корзиной и маховиком и соединен с первичным валом коробки передач шлицами, по которым он может двигаться.

Диафрагменную пружину корзины можно толкать или тянуть. Разница в направлении приложения усилия от включения сцепления: к маховику или от маховика. Особенность конструкции съемной пружины позволяет использовать корзину, толщина которой значительно меньше. Это делает узел максимально компактным.

Принцип работы сцепления автомобиля

Принцип работы автомобильного сцепления заключается в плавном соединении и разъединении двух металлических дисков: один жестко прикреплен к валу двигателя, а второй к коробке передач.

Механизм сцепления приводится в действие тросом, идущим от педали в моторный отсек автомобиля непосредственно к механизму сцепления. При нажатии на педаль двигатель и трансмиссия разъединяются.

Основными частями механизма сцепления являются:

• Маховик коленвала;
• Направляющий диск (нажимной);
• Ведомый диск.

Привод, передающий усилие от двигателя, называется приводом (он же нажимной или «корзина» сцепления). Он шарнирно прикреплен к штампованному стальному кожуху, который, в свою очередь, жестко скреплен болтами с маховиком коленчатого вала. Этот тип аксессуара позволяет ведущему диску сцепления изменять расстояние до картера.

При продольном движении «корзина» сцепления прижимает диск, называемый ведомым, к маховику. Он соединен с входным валом коробки передач. В рабочем положении ведомый диск фиксируется между маховиком и нажимным диском, а при нажатии на педаль сцепления освобождается.

Плавное включение сцепления обеспечивается скольжением дисков до полного их прижатия друг к другу. Для этого ведомый диск состоит из нескольких частей, разделенных упругими пластинами. Он также имеет специальные вкладыши из жаропрочного и износостойкого материала. Нажимной диск сцепления также подпружинен и имеет теплоизолирующие уплотнения.

При отпускании педали сцепления ведущий и ведомый диски прижимаются к маховику сильными пружинами, образуя жесткую конструкцию. При этом вал коробки передач начинает вращаться со скоростью вращения коленчатого вала, передавая усилие на узлы трансмиссии и далее через трансмиссионные валы на колеса. Машина уезжает.

Но скорости двух осей не могут мгновенно стать равными; в этом случае машина «подпрыгнет» и остановится. Поэтому педаль сцепления плавно отпускается для выравнивания вращения ведущего и ведомого дисков с помощью сил трения. Затем нажатием на педаль газа можно изменять скорость вращения коленчатого вала и, соответственно, управлять скоростью автомобиля.

Такой тип сцепления называется сухим, дисковым и постоянно замкнутым. Это значит, что для его работы нужны сухие поверхности дисков, при отпускании педали соединенные друг с другом.

Принцип работы приводов сцепления

Принцип работы привода сцепления автомобиля, с помощью которого усилие на педали передается на механизм переключения, может быть механическим, гидравлическим или электрическим.

Механический привод сцепления конструктивно наиболее прост: это стальной трос, соединяющий тягу педали и рычаг сцепления. Обычно имеет резьбовое соединение, с помощью которого можно регулировать длину троса. Недостатком такой обработки является большее усилие при нажатии на педаль.

Гидравлический привод более удобен в использовании, особенно если приходится часто пользоваться сцеплением. Его принцип работы аналогичен работе тормозной системы: при нажатии на педаль поршень давит на жидкость, которая, двигаясь в цилиндре, приводит в движение толкатель рычага сцепления. В этом случае ход педали более плавный, но нужно следить за состоянием гидравлических шлангов и контролировать уровень и качество заливаемой в систему гидравлической жидкости.

Электрический привод отличается от механического тем, что трос выключения сцепления приводится в движение электродвигателем, который включается при нажатии на педаль. В остальном ваше устройство мало чем отличается от механического привода.

Классификации сцепления

Конструкция сцепления может быть разной. Они отличаются способом управления, структурой.

Классификация по способу управления:

• с механическим приводом;
• с гидравлическим приводом;
• с электроприводом;
• с комбинированным приводом (например, гидромеханическим приводом).

Чтобы механическое сцепление исправно работало как можно дольше, достаточно плавно нажать и отпустить педаль сцепления.

Классификация по виду трения:

• сухое трение – когда фрикционные накладки (диски) работают на воздухе;
• мокрое трение — это когда диски работают в масляной ванне.

Классификация по режиму включения:

• постоянно закрытое включение;
• не закрыт навсегда.

Классификация по числу ведомых дисков:

• диск;
• два диска;
• многодисковый

Классификация по типу и расположению нажимных пружин:

• по периметру расположены несколько цилиндрических нажимных пружин пресс-формы;
• нажимная диафрагменная пружина расположена в центре.

Классификация по числу потоков передач крутящего момента:

• одинарная нить;
• два потока.

Виды сцепления

Сухое сцепление

Принцип работы этого типа сцепления основан на силе трения, возникающей при взаимодействии сухих поверхностей: ведущего, ведомого и нажимного дисков. Это обеспечивает жесткую связь между двигателем и коробкой передач. Сухое однодисковое сцепление является наиболее распространенным типом, используемым в большинстве автомобилей с механической коробкой передач.

Мокрое сцепление

Этот тип сцепления предполагает работу поверхностей трения в масляной ванне. По сравнению с сухой эта схема обеспечивает более плавный контакт дисков; узел более эффективно охлаждается циркулирующими жидкостями и может передавать больший крутящий момент на трансмиссию.

Мокрое двойное сцепление

Мокрая схема в основном используется в современных роботизированных коробках передач с двойным сцеплением. Особенность работы такого сцепления в том, что нечетная и четная шестерни коробки передач получают по паре отдельных ведомых дисков. Привод сцепления: гидравлический, с электронным управлением. Переключение передач происходит с постоянной передачей крутящего момента на трансмиссию без прерывания потока мощности. Эта конструкция более дорогая и сложная в изготовлении.

Сухое двухдисковое сцепление

Элементы двухдискового сцепления

Двухдисковое сухое сцепление подразумевает наличие двух ведомых дисков и промежуточной проставки между ними. Эта схема способна передавать больший крутящий момент при тех же габаритах механизма сцепления. Сам по себе он проще в изготовлении по сравнению с мокрым. Обычно используется в грузовых и легковых автомобилях с особо мощными двигателями.

Сцепление двухмассового маховика

Двухмассовый маховик состоит из двух частей. Один из них подключен к двигателю, второй — к ведомому диску. Оба компонента маховика имеют небольшой свободный ход друг относительно друга в плоскости вращения и связаны друг с другом пружинами.

Схема двухмассового маховика

Особенностью двухмассового маховика сцепления является отсутствие на ведомом диске пружины, гасящей крутильные колебания. Функция гашения вибраций встроена в конструкцию рулевого колеса. Помимо передачи крутящего момента, он более эффективно сглаживает вибрации и нагрузки, возникающие при неравномерной работе двигателя.

Ресурс сцепления

Срок службы сцепления зависит в основном от условий эксплуатации автомобиля, а также стиля вождения водителя. В среднем срок службы сцепления может доходить до 100-150 тысяч километров. В результате естественного износа, возникающего при соприкосновении дисков, фрикционные поверхности изнашиваются и нуждаются в замене. Основная причина — проскальзывание диска.

Двухдисковое сцепление имеет большой ресурс за счет увеличенного количества рабочих поверхностей. Выжимной подшипник активируется всякий раз, когда нарушается связь между двигателем и коробкой передач. Со временем вся смазка вырабатывается и теряет свои свойства в подшипнике, вызывая его перегрев и выход из строя.

Особенности сцепления АКПП

В большинстве случаев автомобили с АКПП оснащаются сцеплением мокрого многодискового типа, хотя можно встретить и варианты с сухим сцеплением. Управление усилием срабатывания, а также переключение передач происходит за счет работы сервопривода. Приводы гидравлические и электрические. Сервоприводы управляются ЭБУ или гидравлическим клапаном.

Больше всего возмущения вызывает работа электрических сервоприводов при переключении передач. Перед включением механизма сцепления исполнительный механизм анализирует частоту вращения двигателя и только после этого отключает ДВС от трансмиссии. Гидравлический сервопривод реагирует на давление, создаваемое распределителем и масляным насосом при достижении определенной скорости. Затем включается механизм сцепления.

Характеристики керамического и металлокерамического сцепления

В последнее время любители экстремально быстрой езды открыли для себя керамические и металлокерамические сцепления. Керамика значительно выигрывает, если она установлена ​​на мощном агрегате, который любит трогаться со скользкой, сгоревшей резиной. Сцепление из металлокерамики выдерживает значительные нагрузки и является лучшим выбором для райдеров.

Диски изготовлены с добавлением углеволокна, кевлара и керамики. Этот состав позволяет увеличить передачу крутящего момента на 10–15 % без увеличения аэродинамической нагрузки на корзину. Эти диски обычно служат в четыре раза дольше, чем обычные диски. Выпускают модели с 3, 4 и 6 лопастями, отлично выдерживающими термические и механические нагрузки. Некоторые водители жалуются на слишком резкое переключение передач с керамическим сцеплением, но
мнения по этому вопросу среди автомобилистов до сих пор.

Чтобы детально понять принцип работы автомобильного сцепления, теорию необходимо подкрепить практикой. Если такой возможности нет, можно посмотреть наглядный пример на видео в сети:

Принцип работы сцепления с механическим приводом

Стоит отметить, что этот узел имеет одинаковый принцип работы, независимо от количества ведомых валов и типа создания усилия нажима. Исключением является тип привода. Напомним, что он бывает механическим и гидравлическим. А теперь рассмотрим принцип работы сцепления с механическим приводом.

Как работает этот узел?

В рабочих условиях, когда педаль сцепления не нажата, ведомый диск зажат между нажимным и маховиком.

В это время передача крутящих усилий на вал осуществляется за счет силы трения.

Когда водитель нажимает ногой на педаль, трос сцепления перемещается в корзине. Кроме того, рычаг поворачивается относительно точки крепления. После этого свободный конец вилки начинает давить на выжимной подшипник.

Последнее при переходе на маховик состоит в оказании давления на пластины, перемещающие нажимной диск. В это время ведомый элемент освобождается от сил давления и, таким образом, сцепление выключается.

Кроме того, водитель свободно переключает передачи и начинает плавно отпускать педаль сцепления. После этого система снова соединяет ведомый диск с маховиком. При отпускании педали сцепление срабатывает и валы притираются. Через некоторое время (пару секунд) узел начинает полностью передавать крутящий момент на двигатель.

Последний через маховик приводит в движение колеса. Стоит отметить, что трос сцепления присутствует только на агрегатах с механическим приводом. Нюансы проектирования другой системы мы опишем в следующем разделе.

Принцип работы сцепления с гидравлическим приводом

Здесь, в отличие от первого случая, усилие от педали к механизму передается через жидкость.

Последний содержится в специальных трубах и баллонах.

Устройство этого типа сцепления несколько отличается от механического.

На шлицевом конце ведущего вала коробки передач и стальном корпусе, прикрепленном к маховику, установлен 1 ведомый диск.

Внутри корпуса находится пружина с радиальным лепестком. Служит рычагом разблокировки. Педаль управления подвешена на оси опоры корпуса. Он также имеет прикрепленный шарнирный толкатель главного цилиндра. После выключения агрегата и переключения передач радиальная лепестковая пружина возвращает педаль в исходное положение.

Конструкция сборки содержит как главный цилиндр, так и вторичный цилиндр сцепления. По своей конструкции оба элемента очень похожи друг на друга. Оба состоят из корпуса, внутри которого находится поршень и специальный толкатель. Как только водитель нажимает на педаль, включается главный цилиндр сцепления. Здесь с помощью толкателя поршень движется вперед, за счет чего давление внутри увеличивается. Последующее ее движение приводит к тому, что жидкость через нагнетательный канал проникает в рабочий цилиндр. Итак, благодаря удару толкателя по вилке агрегат отключается. В тот момент, когда водитель начинает отпускать педаль, рабочая жидкость возвращается. Это действие включит сцепление. Этот процесс можно описать следующим образом. Сначала открывается обратный клапан, который сжимает пружину. Затем происходит возврат жидкости из рабочего цилиндра в главный. Как только давление в нем становится меньше силы давления пружины, клапан закрывается и в системе образуется избыточное давление жидкости. Таким образом нивелируются все неровности, имеющиеся в определенной части системы.

Как работает сцепление в роботизированных коробках передач

Коробки: автоматические (роботы) также имеют многодисковое «мокрое» сцепление или комплектуются «сухим» сцеплением. При этом в данном случае на педаль нажимает не водитель, а сервомеханизм (привод сцепления), отвечающий за включение и выключение сцепления).

Переключение передач в МКПП также осуществляется за счет аналогичных механизмов. Приводы могут быть электрическими (управляемыми блоком ЭБУ) или гидравлическими (управляемыми гидрораспределителем). При этом, как уже было сказано выше, за выключение сцепления может отвечать как электропривод, так и гидропривод (гидропривод сцепления).

В первом случае ЭБУ коробки на основании показаний различных датчиков определяет момент переключения передач и подает управляющий сигнал на исполнительный механизм сцепления (сервопривод). Электродвигатель начинает работать, отключая коробку передач от ДВС. Затем автоматика включает нужную передачу.

Гидравлический привод работает таким образом, что при увеличении оборотов двигателя масляный насос в напорной коробке нагнетает масло в распределитель. Когда давление масла в распределителе достигает определенного уровня, масло подается по специальным масляным каналам и воздействует на исполнительный механизм.

Также рекомендуем прочитать статью о том, как заменить сцепление на ДСГ. В этой статье вы узнаете об особенностях замены сцепления DSG, а также о том, что необходимо учитывать при такой замене.

В результате срабатывает механизм, отвечающий за выключение сцепления. Затем после переключения передачи давление сбрасывается, сцепление снова подключает двигатель к трансмиссии.

При этом «робот» не всегда работает быстро и слаженно. В результате водитель замечает паузу, а также могут ощущаться толчки и удары при переключениях. Чтобы избавиться от подобных недостатков, конструкторы предложили для коробки робота двойное сцепление.

В преселективных роботах с двойным сцеплением (типа DSG) эти сцепления работают попеременно. Когда первое сцепление выжато, чтобы включить, скажем, четную передачу, второе сцепление ожидает нажатия, чтобы переключиться на следующую нечетную передачу.

К плюсам можно отнести то, что скорость сцепления намного выше, переключение передач незаметно для водителя. Результатом является повышение топливной экономичности, практически полное отсутствие прерывания потока мощности в момент переключения, а также высокий уровень комфорта.

Двойное сцепление. Что это такое, основной принцип работы. Плюс подробное видео

В соответствии со многими пожеланиями моих читателей, я начинаю рассказывать о роботизированных коробках передач. Но это первая статья, которая будет связана с двойным сцеплением, это «разборка» для последующих статей, чтобы вы уже имели представление о том, как работает робот с этой системой. Да и для общего развития это очень полезная информация, так что обязательно читайте и смотрите, в конце как всегда будет видео версия

Ну, поначалу такая информация, меня многие спрашивают: «Сергей, подскажите, пожалуйста, можно ли поставить двойное сцепление на механическую коробку передач? В частности, на наш ВАЗ?»

Отвечу сразу: «Ребята, не исключено, что это может быть как-то «прикол» на наших ВАЗах, но таких регулярных заводских трансляций я пока не видел! Конечно, в Интернете есть ролики, типа: там умельцы что-то шаманят,но регулярно для обычных машин-ЛИЧНО НЕ ЗНАЮ!Также на иномарках не встречал!Поэтому 90% двойного сцепления устанавливается на «роботы»(робот коробки передач).Оставляю 10 % за «вдруг», может, завтра наш АВТОВАЗ запустит производство!»

Ок, этот вопрос закрыт, теперь перейдем к делу, предлагаю историческую справку.

История появления

Дизайнером по праву считается конструктор Адольф Кегресс, именно он впервые в 1939 году описал принцип работы двойного сцепления. Позже его разработки в разрозненных вариантах стали использовать на гоночных трассах, на отдельных машинах. Но в широком применении все осталось на бумаге. И только в 1980 году компания Порше взялась за эти разработки по-новому.

Именно этот производитель показал, что можно было переключать передачи под нагрузкой, то есть обороты двигателя практически не сбрасывались. Эта разработка была поистине революционной, поскольку позволила уменьшить эффект турбоямы, которая является большой проблемой для двигателей с турбонаддувом. Теперь переключения происходили без толчков и падений и поэтому крутящий момент передается без потерь.

Устройство коробки с двойным сцеплением

Многие ошибочно полагают, что коробка передач с двойным сцеплением — это та же «механика», только с «сервоприводом». Но это совсем не так; впрочем, некоторых «знатоков» я могу понять, они судят по обычному роботу, то есть оснащенному обычным сцеплением, при желании только одним.

Двойное сцепление — вносит изменения не только в устройство коробки передач, но и в устройство диска (а их два) сцепления.

Если взять коробку передач и соотнести ее с механикой, то получится, что у МКПП один ведущий вал, и на нем расположены все главные шестерни. Так же есть диск сцепления + «корзина». Это классическая компоновка, но двойное сцепление имеет совершенно другую конструкцию.

Итак: здесь используется сложная составная ось. Если хотите, то это «ось в оси». Грубо можно представить так: В металлическую трубку вставляют металлический стержень (выходящий за пределы трубки) и там вращают. То есть вращаться может как сама трубка, так и ось. Вся эта конструкция является этим составным элементом.

На одной части вала (пусть это будет у нас «трубка») установлены нечетные шестерни, то есть это первая — третья — пятая передачи. На второй части оси (пусть это будет «шатун») даже вторая — четвертая — шестая передачи.

При желании коробка передач с двойным сцеплением совмещает работу, так сказать, двух МКПП.

Что получается в конечном балансе, а все просто: это как бы две «комбинированные механические передачи» работают попеременно, при этом одна разгоняет машину, вторая тоже задействована, она уже зацеплена с задней передачей.

То есть сразу и первая и вторая передачи включаются одновременно, когда машина заводится. Потом коробка меняется на вторую, и снова сразу, активируется третья и так далее. То есть передачи идут попеременно.

Здесь есть и часть роботизированной системы, это сервоприводы или электроприводы, которые только следят за переключением передач и другими действиями (за дисками сцепления, например). Здесь нет ни гидротрансформатора, ни ремня, как у нас говорят «автомат или вариаторы», но с механикой сходство очень велико.

Сухое и мокрое сцепление

Это тоже важный момент, на который стоит обратить внимание, одни производители используют «мокрый» вариант сцепления, другие «сухой». На определенный период времени наиболее распространена «сухая», ее устанавливают почти на 70% автомобилей, оснащенных такой трансмиссией. «Мокрая» надевается реже, но работает дольше.

Также есть производители, которые сочетают в своих моделях два варианта трансмиссии одновременно, например, Volkswagen. Он имеет DSG 6, который является мокрым, и DSG 7, который является сухим.

Отличия здесь принципиальные:

Сухая версия является практически полным аналогом механического сцепления, то есть диски крутятся в воздухе и физически похожи на диски МКПП. Они сжимаются или разжимаются электрическими приводами.

Мокрый вариант: здесь диски вращаются во «мокрой» или маслянистой среде. А гидравлическая система сжимает и разрыхляет их, примерно так же, как гидравлика в обычных автоматических коробках передач.

Вы наверняка хотите задать вопрос: почему мокрая версия намного надежнее, чем, скажем, сухая? ДА все просто: вращающиеся в масле диски в нем охлаждаются, поэтому выдерживают высокие обороты и не «сгорают». Сухая версия крутится в воздухе и ограничена по скорости, потому что слишком высокая, в прямом смысле этого слова, сгорит и рухнет.

«Мокрое» двойное

Сцепление бывает двух типов, сухое и мокрое (в масле оно тоже многодисковое). Лучшее охлаждение имеет так называемый «мокрый». Чаще всего ставят редукторы, крутящий момент которых составляет 250 Нм и выше. Примером может служить Bugatti Veyron, крутящий момент которого составляет 1250 Нм.

Второй комплект дисков установлен на отдельных ступицах, которые расположены на первичном валу соответствующего диапазона передач. В обычном положении механизм будет открыт. Что касается закрытия, то это осуществляется благодаря гидроцилиндрам под управлением электрогидравлического модуля. Исходное положение дисков принимают пружины.

В зависимости от конструкции двойного сцепления пакеты фрикционных дисков могут располагаться по-разному, концентрично или параллельно. Концентрические, когда муфты расположены в одной плоскости и перпендикулярно входной оси. В этом положении муфты более компактны. Обычно используется в коробках передач с передним приводом и поперечным расположением двигателя.

Как правило, внутреннее сцепление отвечает за переключение четных передач, а внешнее — за нечетные. Понятно, что такой узел предназначен для передачи высокого крутящего момента.

Параллельный – когда муфты расположены одна за другой. Как правило, такая компоновка используется для автомобилей с задним приводом.

Сухое двойное

Как было сказано выше, «мокрое» сцепление настроено на 250 Нм крутящего момента. Что касается сухого сцепления, то максимальный крутящий момент для него составляет 250 Нм. Эффективность этой муфты достигается за счет минимальных потерь мощности от агрегата на привод масляного насоса.

В обычном положении механизм открыт. Весь принцип «сухой» работы основан на передаче крутящего момента на диск сцепления от трансмиссионного диска, а затем на соответствующий первичный вал коробки передач. Как правило, каждое сухое сцепление работает независимо, обеспечивая большую надежность.

При включении сцепления рычаг прижимает выжимной подшипник к диафрагменной пружине, которая, в свою очередь, передает все усилие на нажимной диск, а затем на диск сцепления. Сам диск сцепления прижимается к диску трансмиссии, после чего крутящий момент подается на первичный вал коробки передач.

Графические схемы мокрого и сухого сцеплений

Мокрое двойное сцепление:

1. Центр ввода;
2. Ступица сцепления первая;
3. Вторая ступица сцепления;
4. Основной диск;
5. Второй пакет дисков сцепления;
6. Сначала упакуйте дисковое сцепление;
7. Диафрагменная пружина;
8. Поршень;
9. Гидравлический цилиндр сцепления первый;
10. Первичный вал на 1 ряд;
11. Первичный вал на 2 ряда;
12. Хаб является основным;
13. Поршень;
14. Спиральная пружина;
15. Гидроцилиндр второго сцепления.

Схема сухого двойного сцепления:

1. входной вал 1;
2. выжимной подшипник 2;
3. диафрагменная пружина 2;
4. сначала прижимная пластина;
5. дисковод;
6. двухмассовый маховик;
7. диск сцепления 2;
8. прижимная пластина 2;
9. диск сцепления 1;
10. диафрагменная пружина 1;
11. выжимной подшипник 1;
12. входной вал 2.

Видео принципа работы системы S-Tronic в Audi:

Принцип работы двойного сцепления

Сцепление является ключевой отличительной чертой всей трансмиссии. О нем стоит поговорить отдельно и подробно.

Как мы уже поняли, валов у нас два, и на каждый из них приходится муфта «пакет», но объединенная в единый корпус. ТО сразу два диска! Один — расположен на нечетных передачах 1 — 3 — 5 (или в нашем примере это «труба»). Второй — для четных 2 — 4 — 6 передач (то есть это «шатун»).

Как это работает: При запуске автомобиля сжимается диск сцепления, рассчитанный на первую передачу, вторая передача тоже включается, но еще не включена, так как ее диск открыт. После того, как обороты на двигателе достигли нужной отметки (изменения), первый диск открывается, а второй сжимается. А поскольку передача (2-я передача) уже включена, переключение происходит мгновенно, без рывков и провалов.

Изменение происходит буквально за доли секунды, незаметно для водителя, двигателя и автомобиля в целом. Среднее значение составляет от 0,05 до 0,12 секунды.

Диски попеременно сжимаются и разжимаются, включая или выключая ту или иную передачу.

Теперь есть два варианта сцепления роботизированной коробки передач, это сухое и мокрое.

Плюсы и минусы двойного сцепления

Как и любой другой компонент автомобиля, двойное сцепление имеет ряд положительных качеств и ряд недостатков. Начнем с положительных моментов.

Так, внедрение такого усовершенствования в систему трансмиссии автомобиля позволило добиться:

• значительная экономия топлива;
• высокие динамические характеристики;
• тихий бег;
• без потери мощности двигателя.

Несмотря на такие весомые преимущества представленного узла, есть и ряд отрицательных моментов. Это включает:

• крайне ограниченный ресурс рабочих элементов;
• низкие расходы;
• дорогой ремонт.

Возможно, еще одним не менее существенным недостатком этой трансмиссии является то, что в случае повышенного износа рабочих элементов узла дальнейшая эксплуатация автомобиля становится невозможной.

Иными словами, если та же «пинающаяся» АКПП позволит доехать до сервиса и провести ремонт самостоятельно, то в этом случае рассчитывать придется только на помощь эвакуатора.

Однако прогресс не стоит на месте, и производители, ориентируясь на опыт эксплуатации своих разработок, вносят различные новшества в конструкцию агрегатов «двойного сцепления», призванные увеличить ресурс их механизмов и улучшить ремонтопригодность.

Как правильно пользоваться сцеплением на автомобиле

На практике работа со сцеплением автомобиля в основном выражается в выработке навыка правильного трогания с места, особенно при движении в гору. В городском потоке умелая работа педалью позволит машине двигаться плавно и не глохнуть при резком торможении.

В начале движения необходимо, отпуская педаль сцепления, зафиксировать момент соприкосновения дисков, уравновесить скорость вращения, а затем плавно отпустить педаль. Ориентиром является число оборотов двигателя. Если двигатель работает ровно, то сцепление работает правильно.

Сцепление следует использовать только при трогании с места, переключении передач и остановке автомобиля. Соблюдение этого требования продлит срок его службы.

• Резкое или, наоборот, медленное отпускание педали сцепления при трогании с места приводит к ускоренному износу рабочей поверхности дисков.
• Остановка на светофоре с нажатой педалью и включенной передачей не лучшим образом скажется на работе пружин сжатия, подшипника и выжимной вилки.

Две основные неисправности механизма сцепления – это недостаточно плотный контакт дисков и недостаточное их разведение.

1. В первом случае сцепление пробуксовывает и автомобиль будет испытывать плохую динамику разгона. Обычно это результат износа ведомого диска, его фрикционных накладок.
2. Во втором случае в результате неполного разъединения дисков при включенной передаче и нажатой педали автомобиль пытается завестись.

Если эти неисправности не устраняются регулировкой привода, то сам механизм необходимо ремонтировать в стационарных условиях.

Когда проводить регулировку сцепления

Регулировка необходима по графику или при появлении признаков незначительного изменения работы сцепления.

Признаки, когда необходимо провести диагностику сцепления:

1. Увеличился холостой ход педали сцепления, поэтому валы коробки передач не полностью выключены (вал коробки передач получает вращение от маховика коленчатого вала двигателя).
2. Сначала была тряска, тряска машины.
3. Педаль сцепления (PS) не сразу возвращается в исходное положение.
4. БЫЛА УТЕЧКА ТОРМОЗНОЙ ЖИДКОСТИ ИЗ СИСТЕМЫ. Решается устранением течи, доливкой жидкости и прокачкой сцепления.
5. Появился шум при переключении передач.

Чтобы понять, нуждается ли педаль сцепления в регулировке, можно измерить расстояние линейкой. Нормальное расстояние от земли до педали составляет около 16 сантиметров.

Руководство по регулировке

Привод сцепления механического принципа действия — тросовый. Регулировка троса регулирует длину хода педали. Потом:

1. Находим под капотом соответствующий трос, на его конце видим болт с контргайкой 1. Поворачиваем регулировочную гайку 2 и регулируем расстояние свободного хода педали до 13 см.
   Для увеличения длины холостого хода педали гайку необходимо подтянуть, а соответственно для уменьшения длины холостого хода педали отвернуть ее.
2. После установки расстояния до педали нужно нажать и отпустить PS три раза. Затем снова измерьте расстояние от пола до педали. Если расстояние изменилось, снова корректируем его, чтобы было расстояние 12-13 центов.

Настройка привода сцепления гидравлического способа действия

Основной проблемой в гидравлических системах является образование воздушного кармана. Способ регулировки гидромуфты заключается в установке нужных зазоров между штоком и поршнем главного цилиндра. Также устанавливается необходимое расстояние между фрикционным кольцом нажимного диска и выжимным подшипником.

Порядок работы:

1. Снимите пружину кронштейна главного цилиндра и вилку.
2. Измерьте зазор между толкателем и вилкой выключения. Нормальное расстояние составляет 5 мм.
3. Поверните регулировочную гайку на штоке и отрегулируйте зазор до 5 мм. 5мм это зазор, т.е это свободный ход вилки.

Существуют приводы с другим принципом действия, но на автомобили устанавливаются гидравлические или механические приводы сцепления. На автомобилях ВАЗ 2101, 2102, 2103, 2104, 2105, 2106, 2107 — гидропривод сцепления. На автомобилях ВАЗ 2108, 2109, 21099, 2110, 2111, 2112, 2113, 2114, 2115 — механический привод.

Проверка сцепления

Если во время проверки вы не слышите никаких посторонних шумов, возможно, сцепление не является причиной неисправности. Если вы слышите шум на холостом ходу, который исчезает при нажатии на педаль сцепления, проблема может заключаться в том, что вилка соприкасается с подшипником.

1. Запустите двигатель, включите стояночный тормоз и переключитесь на нейтраль.
2. Прислушайтесь к глухому звуку, когда двигатель работает на холостом ходу, а педаль сцепления не нажата. Если вы слышите шум, проблема, скорее всего, в трансмиссии. Если шума нет, переходите к следующему шагу.
3. В нейтральном положении начните выжимать сцепление и слушайте. Если вы слышите скрежещущий звук, проблема, скорее всего, в выжимном подшипнике или вилке. Если шума нет, переходите к следующему шагу.
4. Вытяните сцепление до конца. Если вы слышите потрескивающий звук, вероятно, неисправна управляющая втулка или подшипник.

Какие неисправности могут возникнуть при работе сцепления?

Итак, какие проблемы в работе сцепления можно встретить на практике? В первую очередь это неполное выключение сцепления; как говорят опытные водители, «гоните». При нажатии на педаль поверхности маховика и ведущего и трансмиссионного дисков в этом случае полностью не раскрываются, а попытки переключения передач сопровождаются скрипом и дребезжанием кареток синхронизатора, т разделены.

Обратная проблема — пробуксовка сцепления: то есть его неполное зацепление. При этом поверхности маховика, ведомого диска и ведущего диска, наоборот, не идеально прилегают друг к другу и проскальзывают, что может вызвать характерный запах горелых фрикционных накладок ведущего диска, а также попытку резкое увеличение скорости приводит только к увеличению частоты вращения коленчатого вала. В этом случае от двигателя к колесам передается лишь малая часть мощности, пока износ поверхностей не станет критическим.

Если сцепление «буксует», вместо автомобиля «ускоряется» только стрелка тахометра

Наконец, возможны и такие неисправности, как появление странных вибраций и призвуков при включении и выключении сцепления.

Из-за чего возникают неисправности сцепления?

Обычно каждая возникшая проблема со сцеплением имеет свою предысторию. Например, сцепление может начать буксовать из-за сильного износа при большом пробеге автомобиля, когда износились фрикционные накладки ведомого диска, износились рабочие поверхности корзины и маховика.

Во-вторых, сцепление может просто «сгореть», например, по неопытности или после длительных перегрузок. Это, например, случается с любителями дальних поездок «прыгать» по бездорожью или по глубокому снегу, а также любителям резкого старта на полном газу.

Очень часто «зажигалками» сцепления являются неопытные автомобилисты, которые во избежание рывков и рывков держат сцепление не до конца выжатым из-за слегка нажатой педали.

Для переключения передачи необходимо только выжать педаль сцепления; привычка держать ногу на педали вызывает износ

Постоянное взаимное скольжение поверхностей диска, маховика и корзины губительно в основном для фрикционных накладок. Во-вторых, за корзину и руль.

Проблемы со сцеплением могут возникнуть и при неисправном выжимном подшипнике, который начинает «грызть» нажимные лепестки корзины.

Выход из строя выжимного подшипника обычно диагностируется довольно легко: если на холостом ходу в районе коробки передач слышен посторонний шум, а при нажатии на педаль сцепления шум пропадает, то, скорее всего, виноват он. Несвоевременная замена подшипника может вскоре привести к выходу из строя корзины, что потребует замены всего узла.

Вибрации (особенно при трогании с места) обычно возникают из-за ослабления демпфирующих пружин ведомого диска или коробления (расслоения) фрикционных накладок.

Обычно это связано с неаккуратным обращением с трансмиссией (резкие старты с места и неровности, связанные с дополнительной нагрузкой), например, буксировкой тяжелого прицепа или длительной ездой по бездорожью.

Упрощенно отказы сцепления сводятся к трем категориям: не включается, не выключается и работает с вибрацией.

Есть ли не совсем типичные примеры неисправности сцепления?

Помимо типичных случаев выхода из строя сцепления, на практике встречаются и другие примеры его некорректной работы. Рассмотрим несколько случаев.

В первом случае через несколько месяцев после покупки автомобиля сцепление начало буксовать все больше и больше, пока машина практически не перестала двигаться. Новый хозяин «сдался» и поехал в сервис, где сняли коробку передач и разобрали сцепление. К удивлению механиков и владельца, ведущий диск оказался в отличном состоянии; Судя по всему его немного поменяли перед продажей машины.

Сцепление отчаянно буксует, а снятый диск практически не имеет следов износа!

А вот рабочие поверхности корзины и волана оказались крайне изношены, да так, что новый диск соприкасался с ними буквально в паре мест по радиусу и не продавливался по всей поверхности. О нормальной работе сцепления, конечно, и говорить не приходилось — две тонкие «контактные планки» не могли передать крутящий момент от маховика на первичный вал коробки передач.

Кроме того, корзина имела явные следы перегрева в прошлом, о чем красноречиво говорил синий цвет рабочей поверхности диска. А внутри «колокола» редуктора были обнаружены остатки фрикционных накладок старого диска в виде характерного черного порошка.

Суть проста: сцепление было «сожжено», но вместо полной замены в сборе просто поставили более дешевый ведомый диск. Это условно восстановило сцепление до рабочего состояния, что позволило продать машину без дополнительных вложений.

Второй пример немного похож на первый: сцепление тоже начало сильно буксовать, хотя после выключения следов износа на поверхностях маховика, корзины и дисковых накладок не было. Но было много моторного масла, которое попало в сцепление из-за течи заднего сальника коленвала. Характерные капли (и даже лужицы) масла под машиной появились уже давно, но решение проблемы хозяин решил отложить «до лучших времен», так как разборка коробки передач не самая экономичная процедура. В итоге ему пришлось не только оплачивать сборочно-разборные работы и замену подтекающего сальника, но и менять ведомый диск.

Третий случай, пожалуй, самый необычный. При очередном переключении передач во время движения были слышны странные звуки со стороны коробки передач, которые возникали при попытке выжать сцепление даже при выключенной передаче! Владельцу пришлось ехать в сервис, где в снятом сцеплении обнаружился редкий казус: центральная часть ведомого диска (со шлицами) проворачивалась относительно остального диска.

При этом первичный вал мог «останавливаться», при этом вкладыш ведомого диска, прижатый корзиной, и маховик вращался. Ни о каком переключении передач при такой поломке, конечно же, не могло быть и речи, поэтому пришлось прибегнуть к буксировочному тросу. Впрочем, эта проблема возникла не на ровном месте: владелец признался, что накануне дважды буксировал автомобиль одинаковой массы, причем процесс сопровождался рывками и троганием с места на уклонах. Результат вполне закономерен.

Наряду с тормозными дисками и колодками сцепление является одним из тех узлов, ресурс которых напрямую связан со стилем вождения водителя и эксплуатацией машины.

Как избежать проблем со сцеплением?

Чтобы продлить срок службы сцепления, достаточно соблюдать несколько простых правил. В первую очередь нужно следить за его правильной регулировкой, иначе сцепление может «уходить» и «проскальзывать». Во-вторых, не следует перегружать сцепление, например, интенсивно и продолжительно буксовать по снегу или грязи, резко трогаться с места, переключать передачи при не полностью выжатой педали сцепления, удержании ее наполовину и т д. Наконец, остерегайтесь запросов на «буксировку», особенно если состояние сцепления неизвестно, а вес буксируемого автомобиля равен или превышает вес вашего собственного автомобиля. Конечно, сцепление может выйти из строя из-за банального износа или заводского брака, но зачастую в его безвременной кончине виноват тот, кто нажимает педаль дальше влево.

Продлеваем срок службы

Сцепление, пожалуй, один из самых износостойких элементов в конструкции автомобиля. Качественный агрегат может прослужить 200 и более тысяч километров. Однако, чтобы ваша коробка не требовала ремонта уже в первые недели вождения, необходимо знать определенные правила эксплуатации.

При вождении автомобиля с механической коробкой передач прежде всего научитесь правильно нажимать на педаль. Когда отпускаешь, сцепление срабатывает. В этот момент пружина нажимного диска приводит в движение ведомый механизм к маховику. Происходит плавная шлифовка элементов. За счет этого диск немного проскальзывает относительно маховика, последний тоже начинает вращаться.

На следующем этапе необходимо дать узлу некоторое время, чтобы скорость максимально совпала. Для этого нажмите и удерживайте педаль в среднем положении примерно 2-3 секунды. После этого число оборотов маховика приблизится к скорости вращения диска. Итак, машина медленно набирает скорость.

Что делать дальше? Когда маховик с ведомым и нажимным диском начинает вращаться независимо с одинаковой скоростью и без проскальзывания, происходит максимально возможная передача крутящего момента. При этом повторно отключать коробку передач и двигатель не требуется (кроме экстренного торможения). Как только машина тронулась с места, а на спидометре уже больше 10 километров в час, можно смело отпускать педаль. Затем аналогично переключаемся на повышенную передачу до пятой (если позволяют ПДД).

Учтите, что если резко отпустить педаль сцепления при трогании, то автомобиль дернется и через 3-4 секунды остановится. Это связано с тем, что при резком слизывании дисков мотор передает всю мощность на коробку, просто ломая ее. Возрастает нагрузка на шестерни, соответственно уменьшается ресурс механизмов трансмиссии. Не следует резко отпускать педаль при запуске, так как это очень вредно для вашего автомобиля. Только при достижении автомобилем достаточно высокой скорости (это уже 3-5 передача) при переключении на более высокую можно сразу «дергать» педаль.