Конструкція зчеплення автомобіля, основні елементи
Зміст
Зчеплення - це механізм, який передає крутний момент від двигуна до коробки за допомогою тертя. Це також дозволяє швидко від'єднати двигун від коробки і безперешкодно відновити з'єднання. Є багато видів зчеплень. Вони відрізняються кількістю дисків, якими керують (однодискові, дво- або багатодискові), типом операційного середовища (сухе або вологе) і типом приводу. Різні типи зчеплення мають відповідні переваги та недоліки, але однодискове сухе зчеплення з механічним або гідравлічним приводом найчастіше використовується у сучасних автомобілях.
Призначення муфти зчеплення
Зчеплення встановлюється між двигуном і коробкою передач і є однією з частин коробки передач, що найбільш навантажуються. Він виконує такі основні функції:
- М'яке відключення та з'єднання двигуна та коробки передач.
- Передача моменту, що крутить, без пробуксовки (без втрат).
- Компенсація вібрації та навантажень, що виникають через нерівномірну роботу двигуна.
- Зменшіть навантаження на деталі двигуна та трансмісії.
Компоненти зчеплення
Стандартне зчеплення на більшості автомобілів з механічною коробкою включає такі основні компоненти:
- Маховик двигуна - Ведучий диск.
- Диск зчеплення.
- Кошик зчеплення – натискний диск.
- Вижимний підшипник зчеплення.
- Вижимна муфта.
- Вилка зчеплення.
- Привід зчеплення.
Фрикційні накладки встановлені по обидва боки диска зчеплення. Його функція — передача моменту, що крутить, за рахунок тертя. Підпружинений гаситель крутильних коливань, вбудований у корпус диска, пом'якшує з'єднання з маховиком і гасить вібрації та навантаження, що виникають внаслідок нерівномірної роботи двигуна.
Натискний диск та діафрагмова пружина, що діє на диск зчеплення, об'єднані в один вузол, званий «кошиком зчеплення». Диск зчеплення розташований між кошиком і маховиком і з'єднаний шліцами з вхідним валом коробки, якими він може переміщатися.
Пружина кошика (діафрагмова) може бути натискною або витяжною. Різниця полягає у напрямку докладання сили від приводу зчеплення: або до маховика, або від маховика. Конструкція витяжної пружини дозволяє використовувати кошик, товщина якого набагато менша. Це робить складання максимально компактним.
Як працює зчеплення
Принцип дії зчеплення заснований на жорсткому з'єднанні диска зчеплення та маховика двигуна за рахунок сили тертя, що створюється силою, що створюється діафрагмовою пружиною. Муфта має два режими: «увімкнено» та «вимкнено». Найчастіше ведений диск притискається до маховика. Крутний момент від маховика передається на диск, а потім через шліцеве з'єднання на первинний вал коробки передач.
Щоб вимкнути зчеплення, водій натискає на педаль, яка механічно чи гідравлічно пов'язана з вилкою. Виделка переміщає вичавний підшипник, який, натискаючи на кінці пелюсток діафрагмової пружини, припиняє свій вплив на натискну пластину, яка, у свою чергу, звільняє диск. На цьому етапі двигун від'єднується від коробки.
Коли в коробці передач вибрано відповідну передачу, водій відпускає педаль зчеплення, вилка перестає діяти на вичавний підшипник і пружину. Натискний диск притискає диск до маховика. Двигун пов'язаний із коробкою передач.
Різновиди муфти
сухе зчеплення
Принцип дії цього зчеплення заснований на силі тертя, створюваної взаємодією сухих поверхонь: провідних, ведених і натискних дисків. Це забезпечує жорстке з'єднання двигуна та трансмісії. Сухе однодискове зчеплення є найпоширенішим типом більшості автомобілів з механічною коробкою передач.
Мокре зчеплення
Муфти цього типу діють в масляній ванні на поверхнях, що труться. Порівняно із сухою, така схема забезпечує більш плавний контакт диска; агрегат охолоджується більш ефективно завдяки циркуляції рідини і може передавати більший момент, що крутить, на коробку передач.
Мокра конструкція широко використовується у сучасних автоматичних трансмісіях з подвійним зчепленням. Особливість роботи такої муфти полягає в тому, що на парну і непарну передачі коробки передач момент, що крутить, подається з окремих ведених дисків. Привід зчеплення – гідравлічний, з електронним керуванням. Передачі перемикаються з постійною передачею моменту, що крутить, на трансмісію без переривання потоку потужності. Така конструкція дорожча і складніша у виготовленні.
Дводискове сухе зчеплення
Дводискове сухе зчеплення має два ведені диски та проміжну проставку між ними. Така конструкція здатна передавати більший момент, що крутить, при тому ж розмірі муфти. Саму по собі його легше зробити, ніж мокрий вигляд. Зазвичай використовується у вантажівках та легкових автомобілях з особливо потужними двигунами.
Муфта з двомасовим маховиком
Двомасовий маховик складається із двох частин. Одна з них пов'язана з двигуном, інша з веденим диском. Обидва елементи маховика мають невеликий люфт по відношенню один до одного у площині обертання та пов'язані між собою пружинами.
Особливістю двомасової муфти маховика є відсутність гасника крутильних коливань у веденому диску. У конструкції маховика використовується функція гасіння вібрації. Крім передачі крутного моменту, він ефективно знижує вібрації та навантаження, що виникають через нерівномірну роботу двигуна.
Термін служби муфти зчеплення
Термін служби зчеплення залежить переважно від умов експлуатації автомобіля, а також від стилю водіння. У середньому термін служби зчеплення може сягати 100-150 тисяч кілометрів. В результаті природного зносу, що виникає при контакті дисків, поверхні тертя схильні до зносу і вимагають заміни. Основна причина - прослизання диска.
Дводискове зчеплення має тривалий термін служби за рахунок збільшення кількості робочих поверхонь. Вижимний підшипник зчеплення включається щоразу при розриві з'єднання двигун/КПП. З часом все мастило виробляється в підшипнику і втрачає свої властивості, внаслідок чого він перегрівається і виходить з ладу.
Характеристики керамічної муфти
Термін служби муфти та її максимальна продуктивність визначаються властивостями матеріалу зачеплення. Стандартний склад дисків зчеплення на більшості автомобілів – це спресована суміш скляних та металевих волокон, смоли та гуми. Оскільки принцип дії зчеплення ґрунтується на силі тертя, фрикційні накладки веденого диска пристосовані для роботи при високих температурах до 300-400 градусів Цельсія.
У потужних спортивних автомобілів зчеплення зазнає більших навантажень, ніж зазвичай. Для деяких передач можна використовувати керамічне або металокерамічне зчеплення. Матеріал цих накладок включає кераміку та кевлар. Металокерамічний фрикційний матеріал менш схильний до зносу і витримує нагрівання до 600 градусів без втрати своїх властивостей.
Виробники використовують різні конструкції зчеплення, оптимальні для конкретного автомобіля, залежно від його передбачуваного використання та вартості. Сухе однодискове зчеплення залишається досить ефективною та недорогою конструкцією. Ця схема широко використовується на бюджетних та середніх автомобілях, а також на позашляховиках та вантажівках.
