Где устанавливается сцепление в автомобиле

Расположение сцепления в автомобиле

Если Вы водите автомобиль с механической коробкой, то, вероятно, Вы будете удивлены, узнав, что в машине несколько сцеплений. И в машинах с АКПП также есть сцепления. На самом деле, сцепления используются во многих знакомых нам устройствах. В беспроводных дрелях есть сцепление, в бензопилах установлено центробежное сцепление, даже в некоторых игрушках йо-йо есть сцепление.

В этой статье мы расскажем о том, зачем нужно сцепление, как оно работает в автомобиле, а также о том, где еще используется сцепление.

Сцепление — довольно полезное устройство с двумя вращающимися валами. Один из валов обычно приводится в действие двигателем или шкивом, а второй приводит в действие другой механизм. В дрелях, например, первый вал приводится в движение электродвигателем, а второй вращает патрон. Задача сцепления — соединять эти два вала, чтобы они вращались с одной скоростью, и разъединять, чтобы они вращались с разной скоростью.

В автомобиле сцепление необходимо, т.к. двигатель вращается постоянно, а колеса — нет. Для того чтобы при каждой остановке не приходилось глушить двигатель, необходимо каким-то образом разъединять колеса и двигатель. Сцепление позволяет мягко соединить вращающийся двигатель и неподвижную трансмиссию, плавно «притирая» валы.

Для того чтобы понять, как работает сцепление, необходимо знать, что такое сила трения, которая определяет, насколько тяжело обеспечить скольжение одного объекта по другому. На любой поверхности есть неровности, даже на самой гладкой можно разглядеть микроскопические неровности, которые обуславливают коэффициент трения. Чем сильнее неровности, тем труднее одному объекту скользить по другому.

Сцепление работает благодаря трению диска сцепления и нажимного диска. Далее мы подробно рассмотрим устройство сцепления.

Нажимной диск, диск сцепления и сила трения

В автомобильном сцеплении нажимной диск соединен с двигателем, а диск сцепления — с трансмиссией.

Когда вы отпускаете педаль сцепления, пружины прижимают нажимной диск к диску сцепления. Таким образом, соединяются двигатель и ведущий вал трансмиссии, и они вращаются с одинаковой скоростью.

Сила, которую может удержать сцепление, зависит от трения между нажимным диском и диском сцепления, а также от силы нажатия пружин на нажимной диск.

Как работает сцепление

Когда Вы выжимаете педаль сцепления, трос или гидравлический поршень толкают вилку, которая двигает выжимной подшипник к диафрагменной пружине. Лепестки диафрагменной пружины прогибаются, а наружный край пружина отходит от нажимного диска, освобождая его. Передача крутящего момента от двигателя на трансмиссию прерывается.

Диск сцепления

Обратите внимание на пружины, расположенные на диске сцепления. Эти пружины предназначены для того чтобы поглощать трансмиссионные удары, возникающие, если резко бросить сцепление.

Такая конструкция работает стабильно, однако могут возникнуть некоторые проблемы. Далее мы расскажем о проблемах, связанных со сцеплением.

Распространенные проблемы сцепления

В 1950-е — 1970-е гг. приходилось менять сцепление каждые 80 000 — 100 000 км. Ресурс современных сцеплений составляет более 130 000 км при правильной эксплуатации и обслуживании. В противном случае, сцепление может выйти из строя на 55 000 км. У перегруженных грузовиков и буксирующих тяжелые грузы тягачей могут возникнуть проблемы даже с новым сцеплением.

Основная проблема заключается в износе фрикционного материала диска. Фрикционный материал на диске сцепления схож с фрикционным материалом тормозных колодок — со временем он стирается. При износе большей части фрикционного материала диск начинает проскальзывать, и сцепление не передает мощность от двигателя на колеса.

Износ сцепления происходит только при вращении дисков с разной скоростью. Когда диски прижаты друг к другу, фрикционный материал удерживает диски, и они вращаются с одинаковой скоростью. Износ происходит, если диск сцепления проскальзывает по нажимному диску. Но если Вы водите с частым просказыванием сцепления, износ проходит намного быстрее.

Проблемы со сцеплением также могут возникнуть, если диск сцепления не может оторваться от нажимного диска. Если сцепление выжато не до конца, оно продолжает вращать ведущий вал. Это может привести к включению передачи «с хрустом» или заклиниванию передач. Это может произойти по следующим причинам:

• Трос сцепления растянут или поврежден — Для эффективной работы кабеля требуется достаточное натяжение.
• Протекание или износ главного/рабочего цилиндра сцепления — Протечка не позволяет обеспечить достаточное давление.
• Воздух в гидравлическом трубопроводе — Воздух влияет на работу гидравлики, т.к. занимает пространство и не позволяет обеспечить достаточное давление.
• Неправильно установленный рычаг педали сцепления — Передает слабое усилие на трос или главный цилиндр гидравлической системы.
• Несовместимость деталей сцепления — Не все детали, представленные на послегарантийном рынке, подходят для Вашего автомобиля.

Тугое сцепление — еще одна распространенная проблема. Для полного выключения сцепления требуется определенное усилие. Слишком тугая педаль сцепления может свидетельствовать о неисправности. Причин может быть несколько: заел рычаг педали, трос, поперечный валик или подшипник вилки сцепления. Иногда износ уплотнений и затор в гидравлической системе могут привести к тому, что педаль сцепления становится тугой. Еще одна частая проблема — это износ выжимного подшипника, который также называют подшипник выключения сцепления. Этот подшипник надавливает на лепестки диафрагменной пружины нажимного диска. Если Вы слышите неприятный звук при нажатии на педаль сцепления, это может свидетельствовать о неисправном выжимном подшипнике.

Проверка сцепления

Если при проверке Вы не услышите посторонний шум, то, вероятно, причина неисправности не в сцеплении. Если Вы слышите шум на холостом ходу, который пропадает при нажатии на педаль сцепления, возможно, проблема в месте контакта вилки подшипником.

1. Заведите двигатель, поставьте автомобиль на ручной тормоз и переключитесь на нейтраль.
2. Прислушайтесь, есть ли гул при работе двигателя на холостом ходу и не нажатой педали сцепления. Если Вы слышите шум, то, скорее всего, проблема связана с трансмиссией. Если шума нет, переходите к следующему пункту.
3. На нейтральной передаче начинайте выжимать сцепления и прислушивайтесь. Если Вы слышите скрежет, то, скорее всего, проблема в выжимном подшипнике или в вилке. Если шума нет, переходите к следующему пункту.
4. Выжмите сцепление до конца. Если Вы слышите скрип, вероятно, неисправна втулка или управляющий подшипник.

Далее мы рассмотрим разливные виды сцеплений, и где их используют.

Виды сцеплений

Компрессор автомобильного кондиционера с магнитным сцеплением

В автомобиле используются различные виды сцеплений.

Автоматическая КПП включает в себя несколько сцеплений. Эти сцепления включают и выключают планетарные передачи. Каждое сцепление приводится в действие при помощи гидравлической жидкости под давлением. При падении давления пружины разъединяют сцепление.

В автомобильном кондиционере используется электромагнитное сцепление. Оно позволяет компрессору отключаться даже при работающем двигателе. Сцепление срабатывает при прохождении электрического тока через магнитную катушку. Если подача тока прекращается (Вы выключили кондиционер), сцепление разъединяется.

Во многих автомобилях используются вентилятор охлаждения, работающий от двигателя. Такой вентилятор управляется другим типом сцепления — вязкостной муфтой. Она срабатывает в зависимости от температуры жидкости. Муфта устанавливается на ступицу вентилятора в потоке воздуха, проходящего через радиатор. Данный тип сцепления схож с вискомуфтой, которая используется во вседорожных автомобилях. При нагревании вязкость жидкости в муфте повышается, что приводит к повышению скорости вращения вентилятора для соответствия скорости вращения двигателя. В холодном автомобиле жидкость в муфте не нагревается, и вентилятор вращается медленно, что позволяет двигателю быстрее нагреться до рабочей температуры.

Во многих автомобилях установлены самоблокирующиеся дифференциалы или вискомуфты, которые используются для повышения сцепления с дорогой. При повороте одно колесо вращается быстрее другого, что затрудняет управление. Самоблокирующийся дифференциал срабатывает при помощи сцепления. Если одно колесо начинает вращаться быстрее других, активируется сцепление для замедления вращения. Езда по лужам и по льду может привести к пробуксовке.

В бензопилах используются центробежные сцепления для остановки цепи без необходимости глушить двигатель. Такие сцепления срабатывают автоматически посредством центробежной силы. Входной барабан соединен с коленвалом двигателя. Выходной барабан приводит в действие цепь. При повышении оборотов двигателя, фрикционные сегменты прижимаются к внутренней поверхности барабана. Центробежные сцепления также используются в газонокосилках, картах и мопедах. Сцепление есть даже в некоторых игрушках йо-йо.

Узел сцепления в автомобиле нужен, чтобы машина плавно сдвинулась с места после запуска мотора. Также оно позволяет управлять скоростью передвижения. Рассмотрим, как устроено сцепление.

Диск сцепления зажат между двумя плитами, одна из которых выполняет роль маховика. Она остается неподвижной. Вторая обеспечивает прижим с помощью большой диафрагменной пружины. Со стороны корзина выглядит как круглое устройство с лепестками, но на рисунке в разрезе вы можете рассмотреть рычаг и точку опоры.

Чем больше изнашиваются фрикционные накладки в результате эксплуатации, тем сильнее меняется толщина ведомого диска. Пальцы диафрагменной пружины смещаются, для выжима требуется другое усилие. Это приводит к повышенной нагрузке на все детали. Возможно, вы замечали, что после установки нового комплекта педаль легче: причина кроется в механике. Отметим, что большая часть марок сейчас имеет встроенный механизм компенсации износа. 

Когда требуется ремонт сцепления

Замена механизма нужна в ряде случаев:

• на педали сцепления чувствуется вибрация;

• выжим происходит туго;

• свободный ход педали или слишком большой, или слишком маленький;

• включение передач сопровождает треск;

• появляется неприятный запах;

• автомобиль пробуксовывает;

• резкие рывки при движении;

• посторонний шум при выключении.

Все это — симптомы неисправности сцепления. Не ждите, пока машина заглохнет: ищите причину сразу же. 

Как поменять сцепление

В большинстве случаев для ремонта потребуется снять коробку передач. Это процесс долгий и трудозатратный, поэтому будьте внимательны к каждой детали, чтобы не пропустить неисправность одного из элементов системы.

Причина поломки может крыться в направляющей втулке выжимного подшипника. Ее рекомендуют менять в любом случае, даже если на вид с деталью все в порядке. Если втулка совмещена с сальником первичного вала, нанесите немного смазки или трансмиссионного масла на его рабочую поверхность.

Уделите время выжимному подшипнику. Обратите внимание, что его внутренняя обойма в большинстве моделей сделана из пластика. Это значит, что на втулку нельзя наносить смазку. 

Перед тем, как ставить подшипник, изучите остальные детали. На снимке — вилка, которая его толкает.

К износу вилки и рабочих поверхностей, которые с ней сопрягаются, приводит отсутствие смазки. На снимке деталь, которую однозначно потребуется заменить.

Следующий шаг — изучение точки опоры. Если на фрикционный материал воздействуют технические жидкости, то сцепление выходит из строя.

Обратите внимание, как вилка крепится к подшипнику. Если неправильно осуществить сборку, то произойдет смещение и подшипник выскочит. 

Замена диска сцепления

Если диагностика показала неравномерный или преждевременный износ накладок диска, необходимо устранить причину. Перемещение диска на шлицах первичного вала должно быть свободным. Этому может помешать загрязнение. Другая проблема — избыток или недостаток смазки. В первом случае лишняя смазка соберет продукты износа, что приведет к неподвижности диска. Во втором — диск будет сильнее изнашиваться со стороны маховика, так как не сможет “отъехать” от него. 

Чтобы не ошибиться с количеством смазки, соблюдайте верную последовательность действий. Начните с очистки шлицевой части первичного вала.

Затем необходимо смазать шлицевую часть диска сцепления. Есть два важных требования:

• не допускать попадания смазки на фрикционный материал;

• держать диск чистыми руками за торцевую часть.

После этого потребуется надеть диск на первичный вал, подвигать его, провернуть несколько раз и снова снять.

Тщательно избавьтесь от лишней смазки на ступичасти и первичном валу и обезжирьте рабочую поверхность корзины сцепления. 

Замена главного сцепления в деталях

Обратите внимание на специальные втулки, с помощью которых коробка передач центруется относительно двигателя. Не допускайте их смещения — это уменьшит ресурс сцепления.

Еще один нюанс: между блоком и коробкой зажат щиток. Во время процедуры его лучше снять и провести очистку, в противном случае в зазорах может остаться загрязнение.

С помощью инструмента выявляют неисправность и дефекты маховика. Если с ним все в порядке, проведите чистку, продуйте его и обезжирьте рабочую поверхность. Не забывайте о технике безопасности: пыль из маховика нельзя вдыхать. 

Для установки нового сцепления вам потребуется специальный инструмент, при этом пневматический ударный не подойдет. Болты затягиваются звездой, как показано на снимке, с помощью динамометрического ключа. Обратите внимание, что этот процесс должен быть равномерным. Каждый болт не следует притягивать сразу до упора.

Советы механиков ЕвроАвто

Даже если неисправность в самом сцеплении, при замене оцените состояние сопряженных деталей. Если какие-то части системы износились в большей степени, ищите причину. Помните, что расчетный ресурс компонентов сопоставим, поэтому не стоит экономить на ремонте и менять отдельные составляющие.

Причиной поломки может быть манера езды. Если вы постоянно держите ногу на педали сцепления, это приводит к большему износу. 

Выбирайте модель сцепления в соответствии с маркой автомобиля и рекомендациями завода-изготовителя. У этого устройства небольшой запас прочности. Это продуманное решение: в аварийной ситуации ломается оно, а не мотор или трансмиссия. Поэтому “усиливать” узел запчастями других марок бессмысленно и небезопасно. 

Цена замены сцепления зависит от стоимости компонентов и марки автомобиля. В среднем она составляет 3500 — 7000 рублей. Эксперты рекомендуют обращаться за услугой в специализированный сервис, чтобы избежать ошибок. Кроме того, качественное обслуживание невозможно без профессионального оборудования и квалификации механика. 

Заменить сцепление можно здесь.

Посмотреть видео по замене сцепления:

Замена сцепления на Peugeot 308

Замена «сухого» сцепления в DSG-7

Замена сцепления в DSG-7

Трансмиссии с двумя сцеплениями. Теория и практика

Почитать о замене сцепления:

Пошаговая инструкция по замене «сухого сцепления»

Замена сцепления, теперь на VW

Пётр Сигунов рассказывает о прошлом и будущем двухмассовых маховиков

Записаться на замену сцепления

Сцепление является важным конструктивным элементом трансмиссии автомобиля. Сцепление предназначено для кратковременного отсоединения двигателя от трансмиссии и плавного их соединения при переключении передач, а также предохранения элементов трансмиссии от перегрузок и гашения колебаний. Сцепление автомобиля располагается между двигателем и коробкой передач.

В зависимости от конструкции различают следующие типы сцепления:

• фрикционное сцепление;
• гидравлическое сцепление;
• электромагнитное сцепление.

Фрикционное сцепление передает крутящий момент за счет сил трения. В гидравлическом сцеплении связь обеспечивается за счет потока жидкости. Электромагнитное сцепление управляется магнитным полем.

Самым распространенным типом сцепления является фрикционное сцепление. Различает следующие виды фрикционного сцепления:

• однодисковое сцепление;
• двухдисковое сцепление;
• многодисковое сцепление.

В зависимости от состояния поверхности трения сцепление может быть сухое и мокрое. В сухом сцеплении используется сухое трение между дисками. Мокрое сцепление предполагает работы дисков в жидкости.

На современных автомобилях устанавливается в основном сухое однодисковое сцепление. Однодисковое сцепление имеет следующее устройство:

• маховик;
• картер сцепления;
• нажимной диск;
• ведомый диск;
• диафрагменная пружина;
• подшипник выключения сцепления;
• муфта выключения;
• вилка сцепления.

Схема однодискового сцепления (фото 2)
1.корпус;
2.тангенциальная пружина;
3.опорный подшипник;
4.коленчатый вал;
5.демпферная пружина;
6.ведомый диск;
7.нажимной диск;
8.маховик;
9.корзина сцепления;
10.кольцо;
11.распорный болт;
12.диафрагменная пружина;
13.выжимной подшипник;
14.направляющая;
15.первичный вал коробки передач;
16.вилка выключения сцепления;
17.рабочий цилиндр

Маховик устанавливается на коленчатом вале двигателя. Он выполняет роль ведущего диска сцепления. На современных автомобилях применяется, как правило, двухмассовый маховик. Такой маховик состоит из двух частей, соединенных пружинами. Одна часть соединена с коленчатым валом, другая — с ведомым диском. Конструкция двухмассового маховика обеспечивает сглаживание рывков и вибраций коленчатого вала. В картере сцепления размещаются конструктивные элементы сцепления. Картер сцепления крепиться болтами к двигателю.

Нажимной диск прижимает ведомый диск к маховику и при необходимости освобождает его от давления. Нажимной диск соединен с корпусом (кожухом) с помощью тангенциальных пластинчатых пружин. Тангенциальные пружины, при выключении сцепления, выполняют роль возвратных пружин.

На нажимной диск воздействует диафрагменная пружина, обеспечивающая необходимое усилие сжатия для передачи крутящего момента. Диафрагменная пружина наружным диаметром опирается на края нажимного диска. Внутренний диаметр пружины представлен упругими металлическими лепестками, на концы которых воздействует подшипник выключения сцепления. Диафрагменная пружина закреплена в корпусе. Для закрепления используются распорные болты или опорные кольца.

Нажимной диск, диафрагменная пружина и корпус образуют единый конструктивный блок, который носит устоявшееся название корзина сцепления. Корзина сцепления имеет жесткое болтовое соединение с маховиком. По характеру работы различают два типа корзин сцепления — нажимного и вытяжного действия. В распространенной корзине сцепления нажимного действия лепестки диафрагменной пружины при выключении сцепления перемещаются к маховику. В вытяжной корзине сцепления наоборот — лепестки диафрагменной пружины перемещаются от маховика. Данный тип корзины сцепления характеризуется минимальной толщиной, поэтому применяется в стесненных условиях.

Ведомый диск располагается между маховиком и нажимным диском. Ступица ведомого диска соединяется шлицами с первичным валом коробки передач и может перемещаться по ним. Для обеспечения плавности включения сцепления в ступице ведомого диска размещены демпферные пружины, выполняющие роль гасителя крутильных колебаний.

На ведомом диске с двух сторон установлены фрикционные накладки. Накладки изготавливаются из стеклянных волокон, медной и латунной проволоки, которые запрессованы в смесь из смолы и каучука. Такой состав может кратковременно выдерживать температуру до 400°С. Накладки ведомого диска могут иметь и более высокую тепловую характеристику. На спортивных автомобилях устанавливают т.н. керамическое сцепление, накладки ведомого диска которого состоят из керамики, кевлара и углеродного волокна. Еще более прочные металлокерамические накладки, выдерживающие температуру до 600°С.

Подшипник выключения сцепления (обиходное название — выжимной подшипник) является передаточным устройством между сцеплением и приводом. Он располагается на оси вращения сцепления и непосредственно воздействует на лепестки диафрагменной пружины. Подшипник располагается на муфте выключения. Перемещение муфты с подшипником обеспечивает вилка сцепления.

Схема двухдискового сцепления (фото 3)

1.крышка корпуса
2.двухмассовый маховик
3.приводная пластина
4.ведомый диск 2 с демпферными пружинами
5.проставка
6.ведомый диск 1
7.нажимной диск
8.сенсорная пружина
9.регулировочное кольцо
10.диафрагменная пружина

На грузовых и легковых автомобилях с мощным двигателем применяется двухдисковое сцепление. Двухдисковое сцепление осуществляет передачу большего крутящего момента при неизменном размере, а также обеспечивает больший ресурс конструкции. Это достигнуто за счет применения двух ведомых дисков, между которыми установлена проставка. В результате получены четыре поверхности трения.

Принцип работы сцепления

Однодисковое сухое сцепление постоянно включено. Работу сцепления обеспечивает привод сцепления.

При нажатии на педаль сцепления привод сцепления перемещает вилку сцепления, которая воздействует на подшипник сцепления. Подшипник нажимает на лепестки диафрагменной пружины нажимного диска. Лепестки диафрагменной пружины прогибаются в сторону маховика, а наружный край пружина отходит от нажимного диска, освобождая его. При этом тангенциальные пружины отжимают нажимной диск. Передача крутящего момента от двигателя к коробке передач прекращается.

При отпускании педали сцепления диафрагменная пружина приводит нажимной диск в контакт с ведомым диском и через него в контакт с маховиком. Крутящий момент за счет сил трения передается от двигателя к коробке передач.