Материал накладок ведомого диска

Материал накладок ведомого диска

Сцепление автомобиля служит для плавного соединения коленвала двигателя с валом коробки передач для того, чтобы передать крутящий момент дальше по трансмиссии на колеса.
А почему возникает необходимость такого плавного соединения? — Дело в том, что двигатель, который является источником движения и крутящего момента для автомобиля имеет определенную частоту вращения. И эта частота оборотов двигателя намного больше чем та, которая нужна для вращения колес. Значит нужно понизить обороты в связке двигатель-колеса. Для этой цели служит коробка перемены передач (КПП). А вот для того чтобы плавно соединить КПП с двигателем, или наоборот совсем отсоединить КПП от двигателя используется сцепление.

Виды сцепления

Существует несколько типов сцепления: механическое (фрикционное), электрическое, гидравлическое, а также их комбинации.
Все сцепления схожи по принципу работы, по сути являются механическими с различными модификациями отвечающих заданным условиям комфорта и эксплуатации.
Конструктивно сцепление состоит из нескольких элементов, сочетания которых определяет тип сцепления:

• одно и двухпоточное. На легковых автомобилях применяют однопоточное сцепление. двухпоточное используется на тракторах и спецтехнике для вращения вала отбора мощности;
• по трению: мокрое (в масле) и сухое (в воздушной среде);
• постоянно замкнутое (применяемое на легковых автомобилях) и непостоянно замкнутое;
• по количеству имеющихся ведомых дисков: 1-дисковые (наиболее распространенные), 2-дисковые и многодисковые.
• от того, какие используются пружины, могут быть такие типы: с диафрагменной (по центру) пружиной и с цилиндрическими (по окружности) пружинами.

В настоящее время чаще всего на автомобилях встречается однодисковое сцепление сухого типа.

Конструктивные особенности и принцип работы

Механическое сцепление делает свою работу, используя силы трения.
Гидравлический тип соединения вала мотора с валом коробки происходит благодаря потоку жидкости.
Электромагнитный тип работает за счёт магнитного поля.

Электромагнитный тип сцепления можно понять из принципа работы электромуфты вентилятора.

Гидравлический тип сцепления наиболее часто используется в связке с АКПП.

Механический тип сцепления рассмотрим ниже.

Типы привода сцепления

Механизмом сцепления нужно управлять, чтобы подключение/отключение трансмиссии от двигателя происходило в нужный момент. Для управления сцеплением есть разные конструкции: Механические, Гидравлические, Пневматические и Электрические.

Механический привод сцепления широко использовался в начале и в середине 20 века. Основное его преимущество — дешевизна и простота. А минусом является большое количество трущихся деталей, которые могут выйти из строя.

Принцип действия механического привода прост: при нажатии на педаль с помощью рычажной передачи трос натягивается и тянет за собой вилку выключения сцепления, которая через муфту и подшипник сжимает пружину — сцепление выключается. Возврат педали производится пружиной. Регулировка свободного хода педали, а также компенсация износа фрикционных накладок на дисках производится с помощью регулировочной гайки, расположенной на конце троса.

Механический привод выключения сцепления

Гидравлический привод сцепления пришел на смену механическому.
В гидравлическом приводе сцепления используется принцип передачи усилия с помощью несжимаемой жидкости. Устройство привода не очень сложное. Состав привода: Педаль сцепления, Главный цилиндр, Рабочий цилиндр, Магистраль гидропривода и Бачок с рабочей жидкостью.

Гидропpивод выключения сцепления автомобилей семейства УАЗ–31512:
1 – кpышка; 2 – фильтp-сетка; 3 – бачок; 4 – гидpотpубка; 5 – главный цилиндp пpивода сцепления; 6 – пеpепускное отвеpстие; 7 – компенсационное отвеpстие; 8 – шайба; 9,18,21,26 – пpужины; 10 – внутpенняя манжета; 11 – штуцеp; 12 – поpшень главного цилиндpа; 13 – наpужная манжета; 14 – защитный колпак; 15 – толкатель главного цилиндpа; 16 – ось педали; 17 – вилка; 19 – педаль; 20 – муфта; 22 – шаpовая опоpа; 23 – вилка выключения сцепления; 24 – гидpошланг; 25 – pабочий цилиндp; 27 – колпачок; 28 – пеpепускной клапан; 29 – манжета; 30 – поpшень pабочего цилиндpа; 31 – толкатель; 32 – колпак; 33 – контpгайка; 34 – ввеpтная часть толкателя

Гидpопpивод выключения сцепления автомобилей семейства УАЗ–3741:
1 – бачок; 2 – главный цилиндp; 3, 5 – гидpотрубки; 4 – соединительная муфта; 6 – педаль; 7 – гидpошланг; 8 – pабочий цилиндp; 9 – пружина

На некоторых автомобилях применяется вакуумный либо пневматический усилитель привода. Его установка облегчает управление автомобилем.

Конструкция механического сцепления

Сцепление автомобилей УАЗ–469:
1 – нижняя часть каpтеpа сцепления; 2 – маховик; 3 – ведомый диск; 4 – нажимной диск; 5 – пеpедний подшипник; 6 – коленчатый вал; 7 – первичный вал; 8 – игольчатый подшипник; 9 – каpтеp сцепления; 10 – палец оттяжного pычага; 11 – оттяжной pычаг; 12 – ось оттяжного рычага; 13 – pолик оттяжного pычага; 14 – вилка оттяжного pычага; 15 – pегулиpовочный винт; 16 – оттяжная пpужина муфты; 17 – муфта выключения сцепления; 18 – подшипник выключения сцепления; 19 – нажимная пpужина; 20 – кожух сцепления; 21 – теплоизолиpующая шайба; 22 – пробка; 23 – шланг смазки подшипника; 24 – кронштейн масленки; 25 – корпус масленки; 26 – крышка масленки; 27 – зубчатая шайба

Структура механического сцепления обычно представляет собой один и более фрикционных дисков, которые сжаты с маховиком или между собой пружинами.

Маховик болтами крепится к коленвалу мотора. Он используется в качестве ведущего диска.
Сейчас распространено использование двухмассового маховика, который стабилизирует крутящие нагрузки на вал. Обе части его соединяются одна с другой пружинами.

Корзина бывает нажимного (лепестки сдвигаются внутрь, к маховику) и вытяжного вида (например, на некоторых французских моделях). Для каждого вида применяется свой выжимной подшипник. Крепление корзины к маховику производится болтами.

Нажимной диск с установленными pычагами выключения сцепления

Ведомый диск входит в шлицы вала коробки и способен по ним смещаться. Дисковые демпферные пружины выполняют функцию сглаживания колебаний в момент переключения передач.

Ведомый диск сцепления:
1 – фрикционные накладки; 2 – заклепки; 3 – пpужина ведомого диска; 4 – стальной диск; 5 – демпфеpная пpужина; 6 – ступица; 7 – фpикционные кольца; 8 – pегулиpовочные кольца; 9 – ведомый диск; 10 – упоpный палец; 11 – балансиpовочный гpузик

Конструкция ведомого диска сцепления более подробно:

Фрикционные накладки крепятся заклепками к основанию ведомого диска. Выполнены они из композитного вещества: чаще — из кевларовых нитей или углеродного волокна, иногда – из керамики. Особо прочные – это металлокерамические накладки. Они рассчитаны выдерживать температуру вплоть до 600°С кратковременно.

Выжимной подшипник закреплен на защитном кожухе и имеет выжимную площадку. Находится на первичном вале.

Выжимной подшипник

Принцип работы механического сцепления

К коленвалу двигателя крепится маховик и выполняет функцию ведущего диска. К маховику прикреплен «бутерброд», собранный в корзину, из нажимного и ведомого диска (ведомый диск соединен с КПП). Нажимной диск придавлен диафрагментарной пружиной к ведомому диску (с фрикционными накладками), а тот к маховику. Таким образом крутящий момент посредством силы трения передается на КПП.

Чтобы выключить передачу крутящего момента надо разъединить (выключить) сцепление маховика с ведомым диском. Для этого нужно нажать на диафрагменную пружину и отвести нажимной диск от ведомого. Делается это посредством выжимного подшипника и привода сцепления.

Виды фрикционных накладок

Органика — Фрикционный материал, который применяется на 95% всех типов используемых на сегодняшний день сцеплений. Органические накладки дешевы и неприхотливы. Именно по этим причинам они используются автомобильными производителями для авто ориентированных на комфортную повседневную эксплуатацию. Многие тюнинговые бренды сцеплений имеют в своей линейке усиленную органику, которая отличается от заводской более качественными составляющими фрикционного материала, термостойкость которого не превышает 250°С. Но усиленными данные сцепления можно назвать не столько из-за более качественного состава, а скорее из-за того, что в комплект входит корзина с повышенной прижимной силой.

FiberTuff — Новый инновационный фрикционный материал, накладки которого состоят из смеси керамического наполнителя, углеродного волокна и кевлара, разработанные как износостойкая, высокопрочная и стойкая к высоким рабочим температурам альтернатива органическим накладкам. По фрикционным качествам, накладки FiberTuff очень похожи на органические накладки. Но способны выдерживать на 10-15% больше крутящего момента, чем органика (без увеличения прижимной силы). Срок службы данного состава превосходит органический в 2-4 раза. Термостойкость увеличена до 400°С. При использовании данного сцепления, отмечается улучшение четкости включения сцепления.

Kevlar — фрикционные накладки изготовленные из кевларового волокна — полимерного материала, пришедшего в автомобилестроение из авиакосмической промышленности. Кевлар применяется также для изготовления бронежилетов и кузовов суперкаров, вроде Ferrari Enzo — деталей весьма прочных и очень легких. Кевларовые сцепления обладают износостойкостью, в 5-10 раз превышающей органические накладки. Они обладают повышенной жаропрочностью и не изнашивают рабочие поверхности маховиков и прижимных дисков. Но при установке требуют грамотного монтажа — накладки очень чувствительны к чистоте и качеству установки , а затем требуется деликатная обкатка в течение минимум 1000 км. Термостойкость кевларовых накладок достигает 370°С. Диск сцепления с такими накладками хорошо подходит для продолжительной жесткой эксплуатации машины.

Металлокерамика — бывает разная: алюминиевая, чугунная, медная. В большинстве производимых сцеплений применяют металлокерамические накладки, изготовленные на медной основе. Диски сцепления с этими накладками обладают высоким коэффициентом трения и выдерживают весьма высокие температурные режимы (до 600°С). Они очень популярны в автоспорте и тюнинге, поскольку при равных размерах диска передаваемый крутящий момент может возрасти вдвое. Недостаток таких накладок — их агрессивность к сопряженным деталям. Они относительно быстро изнашивают поверхности трения маховика и прижимного диска корзины. Поэтому рекомендованы для использования только на спортивных и гоночных автомобилях.

Carbon — сцепления на базе углеродных композитов. Главная особенность в том, что прижимной и ведомый диски, а также сопряженная поверхность маховика выполнены из углерода. Он обеспечивает необходимый коэффициент трения (поскольку коэффициент трения углерода по чугуну очень низкий) и максимальную износостойкость. Этот механизм обладает неимоверным температурным пределом (2500°С). Долговечность в 5 раз выше «органики». Единственный недостаток — высокая стоимость.

Материал накладок ведомого диска

Раздел III Трансмиссия

На автомобиле применено сухое однодисковое сцепление, установленное в алюминиевом картере.

Сцепление состоит из двух основных частей: ведущего диска в сборе и ведомого диска в сборе 3 (рис. 3-1).

Рис. 3-1. Сцепление

1 — крышка картера сцепления; 2 — маховик; 3 — ведомый диск сцепления: 4 — ведущий вал коробки передач; 5 — ось рычага выключения сцепления; 6 — игольчатый подшипник; 7 — нажимный диск; 8 — люк картера с сеткой: 9 — палец;’ 10 — ролик; 11 — опорная вилка рычага выключения сцепления; 12 — винт крепления опорной вилки; 13 — рычаг выключения сцепления; 14 — регулировочный винт; 15 — муфта выключения сцепления- 16 — подшипник выключения сцепления; 17 — пружина сцепления; 18 — кожух сцепления; 19 — теплоизолирующая шайба

К ведущему диску относятся кожух, нажимный диск и рычаги выключения сцепления. Нажимный диск 7 выступами входит в окна кожуха 18, привернутого болтами к маховику 2. Между кожухом 18 и нажимным диском 7 установлены шесть цилиндрических пружин 17, опирающихся со стороны нажимного диска на теплоизолирующие шайбы 19. Усилие пружин обеспечивает создание необходимой силы трения для передачи крутящего момента от маховика через кожух и нажимный диск на ведомый-диск сцепления.

Для выключения сцепления служат три рычага 13. Каждый рычаг при помощи оси 5 и игольчатого подшипника 6 соединяется с нажимным диском, а при помощи пальца 9 и. ролика 10 соединяется с опорными вилками 11, привернутыми к кожуху. На концах рычагов установлены регулировочные винты 14.

При нажатии на концы рычагов они поворачиваются на пальце 9 и отводят нажимный, диск назад, освобождая ведомый диск, и тем самым выключают сцепление. Конструкция шарнира — палец с лыской и свободно установленный в отверстии рычага ролик позволяет рычагу изменять расстояние между осями шарниров и свободно поворачиваться во время выключения. Ведущий диск в сборе статически балансируется. Допустимый дисбаланс не более 36 Гсм.-

Ведомый диск (рис. 3-2) состоит из ступицы 8, дисков 12 и 5 с приклепанными к нему восьмью пластинчатыми пружинами 3 и двух фрикционных накладок 1 и 13, приклепанных к пластинчатым пружинам.

Пластинчатые пружины, постепенно распрямляясь по мере увеличения нажатия на ведомый диск, обеспечивают плавное включение сцепления.

Ведомый диск также снабжен демпферным (гасящим) устройством, которое препятствует передаче крутильных колебаний от коленчатого вала двигателя к трансмиссии и состоит из шести цилиндрических пружин 11, расположенных одновременно в окнах ступицы 8 ведомого диска и дисков 5 и 12, двух фрикционных шайб 6 и 9 в регулировочной шайбы 10, зажатых между дисками 5 и 12 и ступицей 8. Поворот дисков 5 и 12 относительно ступицы 8 ограничивается

пальцами 7, упирающимися в край U -образных вырезов фланца ступицы. С ведущим валом коробки передач ведомый диск соединяется посредством внутренних шлицев ступицы.

Ведомый диск в сборе статически балансируется путем установки балансировочных грузиков 4. Допустимый дисбаланс не более 18 Гсм.

При выключении сцепления усилие, приложенное к педали, через гидравлический привод выключения сцепления передается на наружный конец штампованной вилки, которая, поворачиваясь вокруг шарового пальца, через подшипник муфты выключения сцепления воздействует на внутренние концы рычагов выключения сцепления.

Рис. 3-2. Детали ведомого диска:

1 и 13 — фрикционные накладки; 2 — заклепка; 3 — пластинчатая пружина: 4 — балансировочный грузик; 5 и 12 — диски; б и 9 — фрикционные шайбы: 7 — палец, 8 — ступица; 10 — регулировочная шайба; 11 — пружина ступицы; 14 и 15 — заклепки крепления фрикционных накладок

Рис. 3-3. Привод выключения сцепления:

I — резьбовой наконечник пробки; 2 — пробка; 3 — пружина педали; 4 — буфер; 5 — ось педали: 6 — эксцентриковый болт- 7 и 17 — толкатели- 8 — главный цилиндр; 9 — поршень; 10 — манжета: 11 — пружина: 12 — трубопровод; 13 — колпачок; 14 — перепускной клапан: 15 — поршень; 16 — рабочий цилиндр; 18 — резиновый колпак 19 — контргайка: 20 — шток: 21 — педаль: 22 — пружина вилки; 23 — вилка выключения: А — компенсационное отверстие

Привод выключения сцепления — гидравлический, осуществляется при помощи педали. Педаль сцепления вместе с педалью тормоза представляют собой отдельный узел, который крепится болтами к переднему щиту кузова.

Педаль подвешена на оси с пластмассовой втулкой, не нуждающейся в смазке. В исходном положении педаль удерживается оттяжной пружиной 3 (рис. 3-3), верхний конец педали упирается в кронштейн через резиновый буфер. К педали через эксцентриковый палец присоединен толкатель 7 главного цилиндра выключения сцепления; на эксцентриковый палец надеты две пластмассовые втулки, не нуждающиеся в смазке. При помощи эксцентрикового пальца регулируется зазор между толкателем 7 и поршнем 9 главного цилиндра.

Главный цилиндр привода выключения сцепления выполнен в одной отливке с главным тормозным цилиндром. Он установлен на переднем щите кузова под капотом и имеет общее крепление с кронштейном узла педалей. Внутри цилиндра перемещается поршень, снабженный двумя уплотнительными манжетами. Между поршнем и внутренней манжетой установлена тонкая стальная шайба. Пружина 11 постоянно отжимает поршень в крайнее заднее положение, в котором кромка внутренней манжеты должна перейти перепускное отверстие А, оставив его открытым.

При нажатии на педаль поршень смещается вперед, манжета перекрывает компенсационное отверстие, и жидкость вытесняется через трубопровод в рабочий цилиндр, приводя в действие механизм выключения сцепления.

Рабочий цилиндр крепится к картеру сцепления болтами. В корпусе рабочего цилиндра расположен поршень 15 с уплотнительной манжетой. Стопорное кольцо предохраняет поршень от выпадения. Для удаления из системы воздуха в рабочий цилиндр ввернут клапан 14, закрытый резиновым колпачком 13.

В сферическое углубление поршня рабочего цилиндра вставлен толкатель 17, имеющий регулировку по длине. Резиновый колпак 18 предохраняет рабочий цилиндр от загрязнения.

Регулировка привода выключения сцепления.

Для нормальной работы сцепления и привода необходимо обеспечить свободный ход педали, равный 32—40 мм, и ход поршня рабочего цилиндра не менее 19 мм при полностью нажатой педали. Свободный ход педали необходим для выбора зазора между толкателем и поршнем, перемещения поршня до перекрытия компенсационного отверстия и выбора зазора между подшипником и рычагами выключения сцепления.

Зазор между толкателем и поршнем главного цилиндра (0,5—1 мм) регулируется эксцентриком. Величина зазора проверяется перемещением конца педали в пределах ощущаемого касания толкателя о поршень и упорного буфера о кронштейн педалей. Для более четкого определения величины зазора рекомендуется снять оттяжную пружину педали. Зазору 0,5—1 мм соответствует

перемещение конца педали, замеренное посредине ее площадки, 3—6 мм. После регулировки затянуть до отказа гайку эксцентрикового болта.

Зазор между подшипником муфты выключения сцепления и головками винтов рычагов сцепления регулируется изменением длины толкателя 17 рабочего цилиндра и должен составлять 2,5 мм. При регулировке необходимо обеспечить свободный ход конца вилки, равный 3—4 мм, чему соответствует свободный ход педали, равный 20—27 мм. После регулировки контргайку 19 затянуть до отказа.

Величина хода толкателя не регулируется, она обеспечивается конструкцией при заполненной жидкостью системе. Наличие воздуха в системе уменьшает ход толкателя, вызывая неполное выключение сцепления и нечеткое переключение передач.

Удаление воздуха из системы. В качестве рабочей жидкости применяется тормозная жидкость. Заполнение системы производится через горловину главного цилиндра, закрытую пробкой 2. После заполнения резервуара главного цилиндра пробку следует завернуть и создать небольшое давление на эту жидкость при помощи шинного насоса. Для присоединения шланга шинного насоса в пробке имеется резьбовой наконечник 1. Под действием давления жидкость из резервуара главного цилиндра поступает в систему.

Для удаления воздуха из системы необходимо снять резиновый колпачок 13 с головки клапана 14 и надеть шланг для прокачки тормозов. Конец шланга опустить в стеклянный сосуд с небольшим количеством жидкости и отвернуть клапан на ‘/2 оборота.

После того как прекратится выход воздуха из системы, и жидкость пойдет без пузырьков, клапан плотно завернуть, снять шланг, поставить колпачок на место и долить жидкость. Уровень жидкости в резервуаре главного цилиндра должен быть на 15—20 мм ниже верхней кромки отверстия под пробку. При прокачке нельзя допускать обнажения дна в главном цилиндре. После прокачки выжать педаль и замерить величину перемещения толкателя, которая должна быть не менее 19 мм. При меньшей величине проверить герметичность системы, продолжать прокачку до полного удаления воздуха из системы и получения необходимого перемещения толкателя.

Неисправности и способы устранения

Неполное выключение сцепления (сцепление “ведет”)

Неполное включение сцепления (сцепление “буксует”)

Сцепление автомобиля

Система сцепления

Задача сцепления — контролируемо передавать крутящий момент от двигателя к коробке передач. Когда водитель нажимает на педаль сцепления, сцепление рассоединяет двигатель и коробку передач или коробку передач в блоке с ведущим мостом. Когда водитель отпускает педаль, создается соединение между двигателем и коробкой передач/ коробкой передач в блоке с ведущим мостом, и автомобиль движется. Сцепление должно быть рассчитано таким образом, чтобы это соединение (включение) и рассоединение (выключение) было плавным и могло происходить постепенно.Оно не должно резко переходить из выключенного состояния во включенное. Чтобы автомобиль мог двигаться, двигатель должен разогнаться до получения достаточной мощности. Невозможно мгновенно довести частоту вращения колес до частоты вращения двигателя. Переключение передач в движущемся легковом автомобиле создает аналогичную ситуацию. Ведущие колеса не вращаются с той же самой частотой, что и двигатель. Чтобы обеспечить плавное переключение передач, сцепление немного проскальзывает, сначала сцепляясь легко и постепенно все сильнее и сильнее. Таким образом ведущие колеса начинают двигаться медленно и постепенно набирают скорость до тех пор, пока наконец все не начинают вращаться с одинаковой скоростью, а сцепление входит в жесткое зацепление.

Размер элементов сцепления зависит от типа автомобиля, в котором они используются. В больших автомобилях большой грузоподъемности используются элементы, рассчитанные на тяжелые условия работы, поэтому сцепление может влиять на нагрузку автомобиля. В типичном сцеплении используются семь основных элементов сцепления.

• Маховик
• Ведомый диск сцепления в сборе
• Нажимной диск в сборе (крышка, диск, внутренние пружины и рычаги)
• Вилка выключения сцепления
• Подшипник выключения сцепления
• Направляющий подшипник
• Гидравлический или механический привод

Маховик — это основание, к которому крепится сцепление. Он крепится болтами к коленчатому валу двигателя и вращается вместе с ним. Поверхность маховика механически обрабатывается, чтобы получить ровную поверхность трения. Масса маховика рассчитывается на демпфирование импульсов зажигания двигателя.

Ведомый диск сцепления

Ведомый диск сцепления получает крутящий момент двигателя и передает его посредством шлицевой ступицы к первичному валу коробки передач. Диск имеет с обеих сторон фрикционный материал, разделенный канавками. Эти поверхности контактируют с маховиком и нажимным диском. Канавки обеспечивают более плавное расцепление и облегчают прохождение воздуха над диском для его охлаждения. Для поглощения пульсаций двигателя используются демпфирующие пружины, размещенные в ступице.

Нажимной диск

Нажимной диск в сборе крепится болтами к маховику двигателя. При зацеплении сцепления он надавливает на ведомый диск сцепления, плотно прижимая его к маховику. Одна сторона нажимного диска чисто механически обработана. Эта сторона прижимает ведомый диск сцепления к маховику. С другой стороны нажимного диска располагается кожух сцепления. Кожух крепится болтами к маховику и является опорой для пружины (пружин) задействования нажимного диска, используемых для обеспечения поджатия нажимного диска к ведомому диску сцепления и маховику.

Типы нажимного диска

Хотя все нажимные диски выполняют одну и ту же функцию, типы нажимных дисков варьируются.

Нажимной диск с диафрагменнои пружиной

В нажимном диске с диафрагменнои пружиной для надавливания нажимного диска на фрикционный диск и маховик используется конический элемент, изготовленный из пружинной стали. Внутренняя часть пружины имеет прорези, которые образуют на поверхности пружины лепестки, которые работают как рычаги выключения сцепления.

Когда сцепление выключается, подшипник выключения воздействует на лепестки диафрагменнои пружины, что заставляет внешний обод пружины перемещаться в сторону от маховика. Затем снимается воздействие на нажимной диск, который отводит ведомый диск от маховика.

Многие автомобили с нажимными дисками диафрагменного типа имеют автоматическую регулировку сцепления. При замене сцепления прежде, чем устанавливать на автомобиль нажимной диск, должно быть настроено устройство автоматической регулировки.

Нажимной диск с цилиндрическими пружинами

Автомобили большой грузоподъемности требуют приложения большего усилия к ведомому диску сцепления. В этих автомобилях часто использует нажимной диск с цилиндрическими пружинами. На таком нажимном диске между кожухом сцепления и нажимным диском установлено несколько цилиндрических пружин.

Некоторые нажимные диски с цилиндрическими пружинами имеют нагруженные рычаги выключения сцепления, которые позволяют центробежной силе вращающегося сцепления увеличивать силу, которую нажимной диск прикладывает к ведомому диску сцепления.

Вилка выключения сцепления

В некоторых типах сцеплениях для обеспечения воздействия подшипника выключения сцепления на пальцы или рычаги нажимного диска и его отвода от них используется вилка выключения сцепления. Она крепится к шаровому шарниру на коробке передач и использует для активизации и отпускания нажимного диска механический рычаг.

Вилки выключения сцепления обычно используются на коробках передач с сцеплением с механическим приводом. Однако, вилки выключения сцепления также используются в комбинации и с некоторыми типами сцепления с гидравлическим приводом.

Подшипник выключения сцепления

Подшипник выключения сцепления — это герметичный шариковый подшипник, который для выключения сцепления воздействует на лепестки диафрагменной пружины или рычаги выключения сцепления нажимного диска.

Подшипник выключения сцепления крепится или к рычагу выключения сцепления или к гидравлическому цилиндру. Когда водитель выжимает педаль сцепления, подшипник выключения сцепления воздействует на лепестки или рычаги выключения сцепления, отжимая их внутрь. Усилие с нажимного диска снимается, и сцепление выключается. Часто подшипник выключения сцепления устанавливается в специальном держателе.

Многие подшипники выключения сцепления рассчитываются на работу в контакте с лепестками нажимного диска даже в том случае, когда педаль сцепления полностью отпущена.

Направляющий подшипник

Во многих автомобилях используется направляющий подшипник. Он устанавливается или в центре маховика или в задней части коленчатого вала. Его назначение — поддерживать первичный вал коробки передач, разрешая ему при этом вращаться независимо от коленчатого вала.

В некоторых переднеприводных автомобилях направляющий подшипник в системах сцепления не используется.

Привод сцепления

Соединение между педалью сцепления и подшипником выключения сцепления называется приводом сцепления. Имеются два основных типа привода сцепления:

• Механический привод с устройством автоматической регулировки
• Гидравлический привод

Ручной привод

В некоторых автомобилях используется тросовый привод с устройством автоматической регулировки. Привод этого типа соединяет педаль сцепления с вилкой выключения сцепления. В верхней части педали сцепления, где к ней подсоединяется трос, располагается устройство автоматической регулировки, которое регулирует длину троса по мере износа ведомого диска сцепления.

При работе сцепления имеется незначительный предварительный натяг подшипника выключения сцепления, создаваемый подпружиненной собачкой храповика. Эта собачка входит в храповое колесо (сектор), ось вращения которого совпадает с осью поворота педали сцепления. Когда сцепление расцепляется, собачка зацепляет зуб на секторе. По мере износа сцепления слабина в тросе позволяет собачке перемещаться в следующий зуб сектора, автоматически устраняя слабину троса и поддерживая правильность регулировки сцепления.

Гидравлическая система

В сцеплении с гидроприводом для обеспечения воздействия подшипника выключения сцепления на лепестки или рычаги выключения сцепления нажимного диска используется гидравлическое давление. Аналогично системе тормозов гидропривод сцепления имеет главный цилиндр, систему гидравлических трубопроводов и рабочий цилиндр.

Когда водитель выжимает педаль сцепления, рычаг, соединенный с главным цилиндром, толкает поршень главного цилиндра в его канале вниз.

• К тормозной жидкости, содержащейся в главном цилиндре, прикладывается давление. Главный цилиндр посылает это давление к рабочему цилиндру.
• Поршень рабочего цилиндра, выдвигаясь, преобразует это давление в механическое усилие.
• Это механическое воздействие заставляет подшипник выключения сцепления нажимать на лепестки или рычаги выключения сцепления нажимного диска, тем самым выключая сцепление.

Работа сцепления

В большинстве легковых автомобилей и грузовиков малой грузоподъемности используется однодисковое сухое сцепление. В основном, эта система имеет один диск, плотно зажимаемый между двумя другими дисками. Средний диск -ведомый. Мощная пружина или комплект пружин заставляет два движущихся элемента идти навстречу друг другу. Они плотно зажимают средний диск до такого состояния, при котором они начинают вращаться вместе как единый элемент.

В качестве одного из движущихся элементов используется маховик двигателя. Поверхность маховика, к которой прижимается ведомый диск, очень чисто механически обработана.

Другой движущийся элемент называется нажимным диском. Нажимной диск — это тяжелое чугунное кольцо, который имеет одну гладкую сторону. Нажимной диск крепится к кожуху сцепления, который крепится болтами к маховику, и поэтому они вращаются вместе.

Ведомый диск сцепления — это плоский стальной диск с фрикционным материалом, нанесенным на каждую из сторон. Диск имеет шлицевое соединение с первичным валом коробки передач. Т.к. ведомый диск сцепления имеет внутренние шлицы, он устанавливается на первичный вал коробки передач и должен вращаться при его вращении. Поскольку шлицы прямые, ведомый диск сцепления может перемещаться на первичном вале вперед и назад.

Когда водитель выжимает педаль сцепления (сцепление выключается), нажимной диск отжимается от маховика. Т.к. ведомый диск сцепления больше не прижат к маховику, двигатель уже не приводит в движение ведомый диск сцепления, а соответственно и первичный вал коробки передач.

Выключение сцепления позволяет первичному валу коробки передач останавливаться, и таким образом автомобиль можно остановить без выключения двигателя. Если автомобиль движется, отмена приложения крутящего момента к первичному валу позволяет обеспечить плавность переключения передач, потому что зубчатые колеса коробки передач/ коробки передач в блоке с ведущим мостом не нагружены.

Когда педаль сцепления отпускается (сцепление включается), нажимной диск прижимает ведомый диск к маховику. Это действие заставляет ведомый диск вращаться вместе с маховиком и приводить в движение первичный вал коробки передач.

Тюнинг сцепления автомобиля

Зачем нужно

При форсировании двигателя автомобиля сцепление меняют, чтобы оно соответствовало возможностям двигателя, т.к. серийное сцепление не «держит». Если стартовать с места при драг-рейсинге, то оно становится одноразовым. Немного передержал — и запахло горелым. Начинается процесс стремительного разрушения.

Виды фрикционных накладок

Рассмотрим спортивное сцепление с накладками из материала FiberTuff. В состав входят керамический наполнитель, углеродное волокно и кевлар. Эти накладки похоже на стандартные, но обладают повышенной четкостью включения сцепления. Износостойкость в 2-4 раза выше обычных. Теплостойкость до 400°С. Ведомый диск с такими накладками рекомендуется тем, кто днем ездит на работу, а ночью стартует в стрит-рейсинге.

Накладки из кевларового волокна

Кевларовые сцепления обладают износостойкостью, в 5-10 раз превышающей стойкость к истиранию стандартных накладок.

Накладки получаются долговечными. Они обладают повышенной жаропрочностью и не изнашивают рабочие поверхности маховиков и прижимных дисков. Но при установке требуют грамотного монтажа, а затем деликатной обкатки в течение длительного пробега (порядка 10 тыс.км). Теплостойкость кевларовых накладок достигает 370°С. Диск сцепления с такими накладками хорош при жесткой эксплуатации машины.

Металлокерамические диски

Металлокерамика бывает алюминиевая и чугунная. Для большинства сцеплений применяют металлокерамические накладки, изготовленные на медной основе.

Они обладают высоким коэффициентом трения и выдерживают высокие температурные режимы (до 600°С). Они популярны в автоспорте и тюнинге, поскольку при равных размерах диска передаваемый крутящий момент может возрасти вдвое. Недостаток — «агрессивность» к сопряженным деталям. Они быстро изнашивают поверхности трения маховика и прижимного диска корзины и рекомендованы для гоночных машин.

Накладки сцепления из углеродных композитов

Ведомые диски для тюнинга

Диски в виде трехлучевой звезды с тремя кнопками используют в ситуациях, когда требуется передача максимальной мощности при минимальном весе узла. Применяются в спортивных автомобилях, т.к. включаются резко, с пробуксовкой ведущих колес.

Четырехкнопочные диски имеют форму креста, работают мягче трехкнопочных и «живут» дольше.

Шестикнопочные диски — самые плавные и долговечные из тюнинговых дисков, рекомендуются для кольцевых и раллийных автомобилей. В определенных случаях и для серийных машин.

Восьмисегментные накладки — для использования на серийных автомобилях, где мощность сцепления и высокотемпературные качества предпочтительней плавности включения сцепления.

Диск сцепления

Для передачи момента вращения от силового агрегата к трансмиссии, а также временного отсоединения маховика силового агрегата от трансмиссии служит механизм сцепления. Кроме того, он смягчает колебания вращения двигателя, делая процесс движения автомобиля плавным.

1. Общая информация
2. Принцип работы
3. Классификация
4. Замена элементов
5. Возможные неисправности

Общая информация

Основной функцией сцепления является отсоединение трансмиссии от силового агрегата. Это необходимо осуществлять при переключении передачи (для того, чтобы в коробке передач произошло зацепление зубцов необходимых шестеренок) или же в момент остановки. Кроме этого, механизм позволяет разгонять транспортное средство плавно, без ощущающихся, для водителя и пассажиров, колебаний скорости.

Детали диска сцепления

Существует несколько видов систем, однако, в основе их работы лежит диск сцепления. Если их несколько, они плотно сжаты между собой специальными пружинами. Обеспечение плавности движения транспортного средства осуществляется за счет проскальзывания при вращении ведущего диска (который соединяется с силовым агрегатом) относительно нажимного устройства (ведомого), который соединен трансмиссией автомобиля.

Узел сформирован из следующих элементов:

• маховик;
• нажимной диск сцепления;
• специальные износостойкие накладки;
• ведущий диск сцепления;
• нажимная муфта;
• вилка;
• вал педали;
• выжимной подшипник;
• вал КПП.

Диск сцепления собран непосредственно из самого диска с пружинными пластинами, а также двух износостойких накладок, которые соединены с ним независимо друг от друга с помощью заклёпок или специального клея. Такая конструкция обеспечивает расхождение накладок при отключенном сцеплении, а при включении — эти пластины сожмутся, что обеспечит плавность движения автомобиля.

При утере плавности хода транспортного средства, следует проверить целостность всех частей механизма, возможно, может понадобиться замена диска сцепления.

Принцип работы

Нажатие педали, через нажимную систему (механическую или гидравлическую), приводит к тому, что ведущий диск сцепления отходит от ведомого. Это происходит благодаря тому, что усилие от механизма нажимной системы передается на вилку, муфту, рычаги и пальцы, которые отведут на некоторое расстояние ведущий нажимной диск. В этот момент, установленные пружины, сжимаясь, образуют необходимые зазоры. Если установлено двухдисковое сцепление, за обеспечение необходимых зазоров отвечают пружины отжимные и регулировочный болт.

В этот момент, при нажатии педали, двигатель отсоединен от коробки передач, таким образом, момент вращения не передается трансмиссии. Отпускание педали приведет к плотному сжатию дисков. После отпускания педали, происходит возвращение всех элементов к исходному состоянию благодаря пружинам, а ведомый диск сцепления вновь прижимается к нажимному.

Классификация

Множество механизмов можно классифицировать по следующим критериям:

1. Способ управления. Существуют варианты с механическим, электрическим, гидравлическим или смешанным приводом.
2. Тип трения: сухой (износостойкие накладки функционируют в воздушной среде) и мокрый (накладки работают в масле) принцип работы.
3. Режим включения: постоянно или непостоянно замкнутые.
4. Количество ведомых дисков. Может содержать один, два или же несколько.
5. Тип и расположение нажимных пружин. Может быть несколько, расположенных по периферии или одна центральная диафрагменная пружина.
6. Число потоков передач момента вращения от двигателя: однопоточные, двухпоточные.

Схема диска сцепления

Замена элементов

Замена диска сцепления проходит в несколько этапов. Для того чтобы получить доступ к корзине сцепления, следует снять коробку переключения передач. Сделав это, следует, удерживая маховик монтажной лопаткой, открутить шесть болтов, которые крепят кожух. Для доступа к каждому из них проворачивайте коленчатый вал. Сделав это, снимайте кожух.

Осматривая диск сцепления, обратите внимание, на нем не должно быть следов механической деформации. Проверьте накладки на предмет повреждений, замасленности или же ослабленного крепления.

Кроме этого, следует проверить надежность фиксации пружин. Повреждение или слабая фиксация отдельных пружин требует замены всей конструкции. Осмотрите плоскости трения маховика и ведомого диска на предмет механических повреждений. Если повреждения имеются, диск сцепления следует заменить.

Также не должны иметь видимых следов износа или механического повреждения опорные кольца. Места соприкосновения лепестков диафрагменной пружины должны лежать в одной плоскости с выжимным подшипником.

После осмотра и замены изношенных элементов устройства, необходимо произвести сборку. Ведомый диск сцепления устанавливается в кожухе нажимного таким образом, чтобы менее выступающая часть ступицы направлялась к маховику.

Вставив центрирующую оправку, установите механизм, и шестью болтами прикрутите его к маховику. Закрутку болтов следует проводить по диагонали, с усилием 19-31 Нм. Выполнив это, можно вытащить центрирующее устройство.

Крепление диска сцепления

Возможные неисправности

Одним из наиболее распространенных проблем при работе сцепления может быть пробуксовка. Пробуксовка, или неполное включение — это проскальзывание одного диска относительно другого, при не нажатой педали. Этот процесс меняет температурный режим работы механизма, что может привести к тому, что ведомый диск деформируется, а ведущий диск сцепления покроют трещины. Износостойкие накладки, обгорая, создают специфический запах.

Заметить эту неисправность легче всего на высоких передачах, когда при увеличении скорости вращения двигателя, скорость движения транспортного средства не увеличится. Для отладки работы сцепления следует заменить поврежденные детали нажимного устройства, может понадобиться замена диска сцепления.

Замена диска сцепления должна производиться вовремя, так как своевременное устранение неисправностей позволяет понести меньшие затраты времени и денег.

Материал накладок ведомого диска

Максимальная толщина ведомых дисков ограничена муфтой выжимного подшипника – у неё должен оставаться запас свободного хода минимум 4 миллиметра.

Я так прикинул, у двухдисковых автомобильных муфт (на двигателях ЯМЗ-238, Камаз) толщину каждой фрикционной накладки можно увеличить как минимум на 1…2 миллиметра (до 5…6,5 мм против 4…4,5 мм у штатных накладок).

У однодисковых муфт возможностей для увеличения толщины накладок ещё больше, в них толщину каждой накладки можно увеличить на 3…4 миллиметра (то есть в 2…2,2 раза по сравнению со штатными накладками).

Максимальная толщина ведомых дисков ограничена муфтой выжимного подшипника – у неё должен оставаться запас свободного хода минимум 4 миллиметра.

Я так прикинул, у двухдисковых автомобильных муфт (на двигателях ЯМЗ-238, Камаз) толщину каждой фрикционной накладки можно увеличить как минимум на 1…2 миллиметра (до 5…6,5 мм против 4…4,5 мм у штатных накладок).

У однодисковых муфт возможностей для увеличения толщины накладок ещё больше, в них толщину каждой накладки можно увеличить на 3…4 миллиметра (то есть в 2…2,2 раза по сравнению со штатными накладками).

Вот такая мысль возникла — для увеличения срока службы ведомого диска сцепления увеличить толщину его фрикционных накладок в 2 раза (с установкой между маховиком и корзиной регулировочных шайб, которые по мере износа накладок удаляются). То есть на каждую сторону ведомого диска поставить не одну, а две штатные фрикционные накладки, склеенные между собой клеем ВС-10Т.

Вопрос — когда наружные фрикционные накладки износятся, и клеевые швы между накладками войдут в контакт с чугунными ведущими дисками, сможет ли сцепление работать дальше?

В идеале сцепление должно отработать весь ресурс двигателя до капитального ремонта. Или хотя бы 50% от ресурса двигателя.

Грунтовые дороги бывают разные — могут быть ровные и твёрдые, а могут быть вязкие и топкие (в этом случае режим работы сцепления у автомобиля становится фактически как у фронтального погрузчика)

В идеале сцепление должно отработать весь ресурс двигателя до капитального ремонта. Или хотя бы 50% от ресурса двигателя.

Грунтовые дороги бывают разные — могут быть ровные и твёрдые, а могут быть вязкие и топкие (в этом случае режим работы сцепления у автомобиля становится фактически как у фронтального погрузчика)

Понятно, что механическая трансмиссия с сухим сцеплением – это самый идиотский вид трансмиссии. Но что есть, то есть. Импортные комплектующие тоже не все могут себе позволить — дорого.

Недостаток стандартных фрикционных накладок толщиной 3…5 мм в том, что 1,5…2 мм (40…50%) толщины накладки остаётся неиспользованной – хода нажимного диска не хватает для надёжного сжатия поверхностей трения, сцепление начинает буксовать. А если накладки приклёпаны заклёпками, то неиспользованной может оставаться 2,5…3 мм толщины накладки.

То есть если даже увеличить толщину каждой фрикционной накладки на 2 мм (по сравнению со штатной), то ресурс фрикционных накладок увеличится примерно в 2 раза. Если увеличить толщину каждой накладки на 4 мм – ресурс увеличится примерно в 3 раза.

А если ещё накладки увеличенной толщины будут из продвинутых фрикционных материалов (типа кевлара, ретинакса и т.д.), тогда вообще супер.

Понятно, что механическая трансмиссия с сухим сцеплением – это самый идиотский вид трансмиссии. Но что есть, то есть. Импортные комплектующие тоже не все могут себе позволить — дорого.

Недостаток стандартных фрикционных накладок толщиной 3…5 мм в том, что 1,5…2 мм (40…50%) толщины накладки остаётся неиспользованной – хода нажимного диска не хватает для надёжного сжатия поверхностей трения, сцепление начинает буксовать. А если накладки приклёпаны заклёпками, то неиспользованной может оставаться 2,5…3 мм толщины накладки.

То есть если даже увеличить толщину каждой фрикционной накладки на 2 мм (по сравнению со штатной), то ресурс фрикционных накладок увеличится примерно в 2 раза. Если увеличить толщину каждой накладки на 4 мм – ресурс увеличится примерно в 3 раза.

А если ещё накладки увеличенной толщины будут из продвинутых фрикционных материалов (типа кевлара, ретинакса и т.д.), тогда вообще супер.

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.

Ведомый диск сцепления грузовика и автобуса

Дата публикации: 23.06.2020

Диск сцепления ведомый — важнейшая составная часть комплекта сцепления трансмиссии коммерческого автомобиля, в который также входят диск нажимной (ведущий) и выжимной подшипник с муфтой выключения сцепления. Именно ведомый диск сцепления больше всего подвержен износу и является дорогостоящей запасной частью, особенно для коммерческого транспорта: грузовиков и тягачей КАМАЗ, ГАЗ, МАЗ, УРАЛ, а также автобусов ПАЗ, НЕФАЗ, ЛИАЗ, КАВЗ, микроавтобусов ГАЗель Некст и Бизнес.

В разговорной речи среди специалистов по запчастям автомобиля, когда говорят «диск», то имеется в виду именно ведомый, потому что к нажимному применяется другой термин – «корзина сцепления».
На английском языке похожая ситуация: clutch disc – это ведомый диск, а нажимной – pressure plate.

Устройство ведомого диска сцепления

Диск сцепления ведомый располагается между маховиком и корзиной, состоит из металлической базы, на которую приклепаны фрикционные накладки. В центре находится ступица с определенным профилем, благодаря которой диск может перемещаться по валу механической коробки перемены передач. Также в этот элемент сцепления входят демпферные, торсионные и пластинчатые пружины.

Фрикцион на диск, изготовленный из износостойких материалов, применяется аналогичный с тормозными колодками. В устной речи фрикционные накладки называют феродо (ferodo), что не верно, т.к. это зарегистрированная торговая марка, а в настоящее время фрикционные материалы производятся несколькими компаниями, не имеющими право ее использовать. Однако, это не единичный случай и можно привести ряд других укоренившихся в языке понятий: Ксерокс, Памперс и т.д.

Пластинчатые пружины обеспечивают плавное трогание автомобиля с места посредством постепенного распрямления, которое является следствием увеличения воздействия на диск.
Демпферный механизм диска гасит крутильные колебания, идущие от коленчатого вала к трансмиссии.

Назначение и характерные признаки неисправности диска сцепления ведомого

Действие фрикционного однодискового сцепления заключается в том, что при его включении нажимной диск прижимает ведомый к маховику, благодаря силе трения весь комплект начинает вращаться и крутящий момент передается КПП. Правильная работа зависит от многих компонентов сцепления, но применительно к нашей теме – от накладок.

Ведомый диск, как и любая другая запасная часть автомобиля, подверженная динамическим нагрузкам, может исчерпать свой ресурс, работать с неисправностями или сломаться. В первую очередь это касается износа фрикционной накладки.

Восстанавливать запчасть самостоятельно путем проведения замены накладок диска — не рекомендуется, т.к. при отсутствии необходимых станков и инвентаря приклепать ее правильно не представляется возможным. Следствием некачественного ремонта диска станут более серьезные поломки сцепления автомобиля. Еще могут вылететь демпферные пружины, деформироваться от перегрева основной стальной диск, выйти из строя ступица. При наступлении одного из перечисленных обстоятельств, сцепление начнет работать неправильно: с пробуксовками, дефектами или не включаться.

Для решения этой проблемы необходимо купить и установить новый ведомый диск сцепления.
По официальным данным ведущих мировых производителей сцеплений корзины, диски и муфты разрабатываются и производятся на единый срок службы. Поэтому, если вышел из строя диск, то следует производить замену всего комплекта сцепления. Даже если корзина и муфта при визуальном осмотре пригодны к использованию, все равно они уже близки к выработке своего ресурса. Заменив только ведомый диск, можно через короткое время столкнуться с очередной поломкой сцепления и тогда уже точно нужно будет менять комплект целиком. Дополнительные затраты составят сумму стоимости:

• Работ по второму снятию и установке сцепления на сервисном центре,
• Покупки еще одного диска,
• Времени простоя автомобиля, что особенно дорого для грузовика или автобуса, да и любой другой машины, используемой в коммерческих целях.

Правильная эксплуатация сцепления, своевременная замена диска ведомого и других элементов комплекта может существенно снизить расходы на покупку запчастей и оплату работ на СТО.

Характеристики и параметры дисков сцепления ведомых

Применительно к российской и белорусской коммерческой технике диски сцепления ведомые отличаются устройством и характеристиками: параметрами, диаметром, профилем ступицы и числом зубцов.
О диаметре и параметре говорят следующие данные в описании диска (перечисление каталожных номеров ZF Sachs в качестве примера):
240 TP (Сакс 1878005402 в комплекте Sachs 3000950069 )
240 VTB (Сакс 1878006095, Sachs 1878005456 – в комплекте Sachs 3000950503)
280 VTB (Sachs 1878008502 в комплекте Сакс 3400700645 )
362 GTZ (Sachs 1878001501, Sachs 1878002599)
362 WGTZ (Сакс 1878079331, Sachs 1878079306)
395 GTZ (Sachs 1878004094)
395 WGTZ (Сакс 1862506131, Sachs 1878000036)
430 GTZ (Sachs 1878000206, Sachs 1878000205, Сакс 1878085641 )
430 WGTZ (Sachs 1878004832, Сакс 1878080031)

Как и где лучше купить диски сцепления ведомые на КАМАЗ, ПАЗ, ГАЗель, ГАЗ, МАЗ, УРАЛ, КАВЗ, НЕФАЗ, ЛИАЗ?

В принципе, для покупки у нас диска сцепления ведомого, вполне достаточно указать каталожный номер производителя. Если он не известен, то необходимо сообщить модель автомобиля, двигатель и МКПП. Кроме этого, в случае вашей заинтересованности, мы сообщим каталожные номера аналогов производства E.Sassone (Италия) и Hammer Kupplungen (Турция).

ООО «ГАС Кватро» — поставщик качественных сцеплений на коммерческую технику российского и белорусского производства с двигателями ЯМЗ, ММЗ, Камминз, УМЗ и др. по низким оптовым ценам.

Обращайтесь к нам и вы забудете о проблемах со сцеплением!

Устройство однодискового сцепления

Картер 8 сцепления, обычно отлитый из чугуна, является, как правило, промежуточной деталью между двигателем и коробкой передач, и в нем размещено сцепление. В картере имеются отверстия для установки вала вилки 15 механизма выключения сцепления, для вентиляции сцепления (что необходимо для лучшего отвода теплоты, выделяющейся при пробуксовке дисков), и для доступа к регулировочным устройствам выключающих рычагов. Регулировочные устройства предназначены для установки внутренних концов рычага в одной плоскости во избежание перекоса нажимного диска.

Картер 8 через прокладку 28 и обрезиненный щиток 29 закрывается крышкой 21, в которой установлены пробка 24 со шплинтом и щиток 25 маслосборника.

Кожух сцепления, штампованный из листовой стали, снабжен ребрами жесткости и вентиляционными отверстиями, а также имеет выемки для удерживания пружин 7 от выбрасывания под действием центробежных сил. Отверстия в кожухе для крепления вилок 18 и пальцев 20 выключающих рычагов 16 в некоторых конструкциях сцепления обработаны под сферу для сопряжения с соответствующей сферой регулировочной гайки 17. Кожух своим фланцем крепится болтами 6 и 23 к маховику 2, соединенному с коленчатым валом 1 двигателя. Маховик и нажимной диск 3, являющиеся ведущей частью сцепления, обычно изготавливаются из чугуна и имеют тщательно обработанную торцевую поверхность, соприкасающуюся с поверхностью трения ведомого диска 26.

Противоположная сторона нажимного диска имеет ребра для уменьшения его коробления и лучшего отвода теплоты, приливы для связи с наружными концами выключающих рычагов, которые обычно устанавливаются на осях с помощью игольчатых подшипников 22, что уменьшает потери на трение в механизме выключения. На этой же стороне нажимного диска имеются, бобышки, на которые устанавливаются периферийные нажимные пружины сцепления. Толщина нажимного диска должна обеспечивать определенную теплоемкость диска во избежание его перегрева при кратковременной пробуксовке сцепления. По внешней окружности диска располагаются устройства, создающие его тангенциальную связь с кожухом сцепления, но допускающие осевое перемещение при включении и выключении сцепления. Эти устройства в разных сцеплениях могут иметь различное конструктивное исполнение: упругие тангенциальные пластины 4 с втулками 5; пазы и выступы соответственно в кожухе и на диске; пальцы, закрепленные в кожухе и маховике и пропущенные в отверстия в диске.

Кожух в сборе с нажимным диском, рычагами и пружинами тщательно балансируется.

Выключающие рычаги (стальные штампованные) изготавливаются жесткими, если в ведомом диске предусмотрены устройства, уменьшающие резкость включения сцепления, или упругими (например, в виде диафрагменной центральной пружины), когда такие устройства не предусмотрены. Потери на трение в механизме выключения минимальны, когда обе оси качания каждого выключающего рычага установлены на игольчатых подшипниках. При этом ось качания рычага, установленная в вилке кожуха, может при повороте рычага перемещаться относительно кожуха за счет упругой опорной пластины 19 и сферических поверхностей гайки на вилке 18 и гнезда, в отверстии кожуха.

Рис. Устройство однодискового сцепления:
1 — коленчатый вал; 2 — маховик; 3 — нажимной диск; 4 — упругая пластина; 5 — втулка пружинных пластин; 6 — болт крепления пластин; 7 — нажимная пружина; 8 — картер сцепления; 9 — кожух сцепления; 10 — теплоизолирующая прокладка нажимной пружины; 11 — подшипник выключения сцепления; 12 — муфта подшипника; 13 — оттяжная пружина муфты; 14 — направляющая муфты; 15 — вилка выключения сцепления; 16 — рычаг выключения сцепления; 17 — регулировочная гайка вилки; 18 — вилка; 19 — опорная пластина регулировочной гайки; 20 — пальцы; 21 — крышка картера сцепления; 22 — игольчатые подшипники; 23 — болт крепления кожуха сцепления к маховику; 24 — пробка со шплинтом; 25 — щиток маслосборника; 26 — ведомый диск сцепления; 27 — масленка для смазывания переднего подшипника ведущего вала коробки передач; 28 — прокладка; 29 — щиток; 30 — ведущий вал коробки передач; 31 — передний подшипник ведущего вала коробки передач; 32 — масленка для смазывания вилки выключения сцепления; 33 — прокладка фланца; 34 — уплотнительное кольцо

В некоторых случаях кронштейны осей качания выключающих рычагов крепятся к кожуху жестко. Тогда для обеспечения поворота рычагов вместо игольчатого подшипника в вилке устанавливаются вдоль оси качания два цилиндрических ролика; иногда один из них имеет продольную лыску. Эти ролики, перекатываясь один по другому, обеспечивают некоторое смещение оси качания при повороте рычага. Регулировка положения внутренних концов выключающих рычагов в одной, перпендикулярной оси вращения, плоскости осуществляется либо гайками со сферической поверхностью, либо (при их отсутствии) специальными регулировочными винтами со сферическими головками, соприкасающимися при выключении сцепления с торцевой поверхностью муфты 12 выжимного подшипника выключения. В отрегулированном положении гайка и винты надежно фиксируются стопорными устройствами. В различных конструкциях сцеплений число выключающих рычагов колеблется от 3 до 20.

Пружины сцепления изготавливают из высококачественной пружинной стали и подвергают термической обработке. Пружины в частично сжатом состоянии устанавливают между кожухом и нажимным диском сцепления, обеспечивая прижатие трущихся поверхностей ведущих и ведомых частей сцепления во включенном состоянии. При выключении сцепления, когда пружины максимально сжаты, усилие их возрастает на 15…20%. В постоянно замкнутых сцеплениях усилие нажимных пружин во включенном, а в некоторых конструкциях и в выключенном состоянии замыкается внутри сцепления и не передается на подшипники валов. Под каждую пружину со стороны нажимного диска подложена теплоизолирующая прокладка 10 для предохранения пружин от нагрева и ухудшения их упругих свойств при сильном нагревании нажимного диска во время буксования сцепления.

Ведомый диск 26 сцепления через ступицу передает при включенном сцеплении вращающий момент двигателя на ведущий вал 30 коробки передач. Для увеличения силы трения к ведомому диску с обеих сторон прикреплены кольцевые накладки из фрикционного материала с большим коэффициентом трения. Диск соединен со ступицей заклепками или через детали гасителя крутильных колебаний. Обычно ведомый диск имеет радиальные прорези для уменьшения коробления.

Для увеличения плавности включения однодискового сцепления в ряде конструкций применяется так называемый пружинящий ведомый диск, когда к центральному плоскому диску приклепан рад секторов из листовой пружинной стали (секторы выполнены не плоскими, а изогнутыми). К секторам приклепываются фрикционные накладки. При включении сцепления по мере увеличения силы нажатия секторы диска постепенно выпрямляются и при полном включении сцепления принимают плоскую форму. Благодаря такой конструкции ведомого диска сила нажатия, а следовательно, и передаваемый вращающий момент возрастают постепенно, чем и обеспечивается плавное включение сцепления.

В других конструкциях между диском и фрикционными накладками устанавливаются фрикционные пластинчатые пружины, которые также увеличивают плавность включения сцепления.

Материалом для фрикционных накладок служит спрессованная при высокой температуре смесь из асбеста, наполнителя (медная проволока, железный порошок) и связующего вещества (синтетические смолы, каучук, бакелит).

В настоящее время все более широкое применение находят безасбестовые фрикционные материалы в связи с обнаруженной канцерогенностью асбеста. В качестве его заменителя используются синтетические арамидные волокна типа «Кевлар», стекло, керамика, борные и углеродные соединения, базальт, слюда, валлостонит и металлическое стальное волокно.

Коэффициент трения по чугуну применяемых фрикционных накладок составляет 0,25…0,40. На наружной поверхности накладок выполняют радиальные и спиральные канавки, способствующие вентиляционному охлаждению дисков и удалению продуктов износа.

Комплект сцепления: виды и принцип работы

Сцепление выполняет вспомогательную функцию при переключении передач: плавное соединение двигателя и вала МКПП обеспечивает мягкий старт без рывков и уменьшает нагрузку на узлы мотора и трансмиссии.

Местоположение и функции компонентов сцепления

Сцепление – это связь коленвала двигателя с первичным валом механической коробки передач. Прижимная группа обеспечивает передачу момента вращения при соединении, и отсоединяет двигатель от КПП при размыкании.

Схема размещения сцепления

В комплект сцепления входит ведомый диск, прижимной диск (корзина сцепления) с диафрагменной пружиной и выжимной подшипник.

Корзина сцепления и ведущий диск

Прижимной диск вместе с корпусом обеспечивает надежный контакт между ведомым диском и маховиком двигателя, а при нажатии на педаль сцепления отодвигается назад, размыкая эту связку. Корзина сцепления – это комплект диска, кожуха и диафрагменной пружины, которая отводит ведущий диск от ведомого с помощью выжимного подшипника. Тангенциальные (возвратные) пружины установлены внутри и создают усилие в обратном направлении, благодаря чему при включении сцепления ведущий диск приводится к ведомому.

Корзина сцепления: прижимной (ведущий) диск, кожух, лепестковая пружина

В системе сцепления кожух корзины жестко соединен с маховиком двигателя и вращается вместе с ним, при этом соединения корзины с первичным валом коробки передач нет. Вал коробки передач проходит от ведомого диска через отверстие в лепестковой пружине без соприкосновения с деталями корзины.

Как правило, в автомобилях устанавливаются корзины нажимного действия: при нажатии педали сцепления лепестки диафрагменной пружины нажимаются в сторону маховика. В корзине вытяжного действия при нажатии педали диафрагменная пружина вытягивается от маховика.

Схема работы сцепления вытяжного типа: пружина в невыжатом,
полувыжатом и полностью выжатом состоянии
(в третьем случае ведущий диск полностью отсоединен от ведомого)

Корзина нажимного действия конструктивно проще, но вытяжного – меньше по размеру, и устанавливается в тех случаях, когда необходим малогабаритный узел.

Материалы изготовления у каждого производителя разные, но в большинстве случаев кожух и пружины делаются из стали разных сортов, а прижимной диск – из чугуна, обладающего высокой износостойкостью.

Ведомый диск сцепления

Ведомый диск выполняет связующую функцию: благодаря поверхности с высоким показателем трения он входит в зацепление со стальным маховиком двигателя с одной стороны и стальным прижимным диском – с другой, передавая вращение от маховика. В нормальном состоянии ведущий и ведомый диски плотно прижаты к маховику, при выжимании сцепления они расходятся.

В этой конструкции наибольшая нагрузка ложится на ведомый диск: со стороны маховика идет усилие, которое через ведомый диск передается на вал. Из-за нагрузок ведомый диск со временем приходит в негодность (изнашивается фрикционное покрытие), после чего требует замены.

Ведомый диск сцепления.
1. Держатель. 2. Ступица. 3, 5. Заклепки. 4. Накладка.
6. Обойма демпфера. 7. Диск демпфера.
8. Фрикционное кольцо демпфера. 9, 10. Пружины демпфера.

Диск сцепления решает сразу несколько задач: передача вращения, гашение колебаний, сопротивление износу, стойкость к высоким температурам, прочность, упругость (осевая податливость) и как можно меньший вес. Для решения этих задач применяют различные конструктивные приемы.

Основа диска – стальная пластина, к которой крепятся остальные компоненты. Ее конфигурация зависит от планируемой упругости и веса конструкции: фигурные лепестки (с поочередным расхождением от плоскости около 1 мм) обеспечивают более мягкое сцепление с маховиком, а следовательно, и более комфортные условия для пассажиров. Оптимальной в этом плане является сборная конструкция, в которой лепестки (или, как их еще называют, кнопки) из более тонкой стали крепятся к центральному диску.

Цельная конструкция (слева) и сборная основа (справа)

Для облегчения веса применяют различные модификации: лепестковую форму (самый жесткий вариант – трехлепестковый диск), вырезы, комбинированные материалы. Фрикционные накладки, идущие по окружности, позволяют включать сцепление мягко, а разделенные по лепесткам – более жестко, но точно.

Демпфирующая система предназначена для компенсации колебаний при включении сцепления. Комплект пружин, дисков и фрикционных колец принимает на себя рывки маховика, благодаря чему сцепление включается мягче, снижается шум и вибрация. В «жестких» вариантах, где важен не комфорт, а скорость и точность включения, используются диски без демпфера.

Функция фрикционных накладок с обеих сторон диска – сцепление с поверхностью маховика и ведущего диска, за счет чего и передается момент вращения. Поскольку сам диск работает в сложных условиях, поверхность накладок подвергается огромным нагрузкам, и чем агрессивней стиль вождения, тем быстрей они приходят в негодность.

Требования к накладкам достаточно строгие: устойчивость к высоким температурам (даже при аккуратном вождении диск нагревается до 200-250оС), износостойкость, отсутствие абразивных свойств («бережное» отношение к металлу маховика) и в то же время жесткое сцепление с металлом. До недавних пор в их состав входил асбест, который производители перестали использовать в связи с повышающимися экологическими требованиями. В настоящее время фрикционные накладки изготавливаются чаще всего из органики (95% рынка занимает продажа именно дисков с органическими накладками), а также керамики и металлокерамики, кевлара и карбоно-керамических составов. Для «гражданских» версий сцепления помимо органики подходит кевлар: этот материал сочетает в себе прочность, отличные показатели передачи вращения и бережное отношение к металлу маховика и прижимного диска. А вот карбон, керамика и особенно металлокерамика – варианты для тех, кто готов платить за точность сцепления ранним износом маховика и собственным комфортом.

Выжимной подшипник

Выжимной подшипник связан с педалью сцепления через вилку и систему привода (гидравлического, пневматического или механического) и при нажатии на педаль движется вдоль оси первичного вала трансмиссии к корзине сцепления, нажимает на диафрагменную пружину, а она в свою очередь снимает давление с ведущего и ведомого дисков. Современные выжимные подшипники бывают шариковые (или роликовые) – механические, и гидравлические, которые приводятся в действие давлением в гидравлической системе сцепления. Вторые легче в управлении, но и цена их на порядок больше.

Виды выжимных подшипников: шариковый (слева)
и гидравлический (справа)

Как и многие другие современные автозапчасти, выжимной подшипник делается неразборным и необслуживаемым. Смазкой его наполняют при изготовлении, и обновлять или менять ее не нужно.

Поломка выжимного подшипника прежде всего будет слышна: при нажатии сцепления появляется характерный звук, который усиливается по мере выжимания педали. Появление такого шума говорит об износе подшипника и необходимости его замены.

Эксплуатация

При спокойном «семейном» стиле езды даже самый простой «бюджетный» комплект сцепления прослужит достаточно долго: от 100 до 200 тыс. км. Но эти цифры верны только при неагрессивном способе вождения: без резких стартов и жесткого включения сцепления, с постепенным набором скорости. Любители рвать с места с пробуксовкой и дымом из-под колес сжигают сцепление буквально за 2-3 таких резких старта. От трения и мгновенного нагрева поверхность ведомого диска меняет свою структуру и свойства: становится гладкой и хрупкой, теряет свою вязкость и не держит усилие.

При самых неблагоприятных обстоятельствах поврежденный ведомый диск выводит из строя маховик и корзину, так что вместо одной расходной детали приходится менять весь узел.

Второй причиной поломки тоже можно назвать человеческий фактор: многие неопытные водители перегружают сцепление, когда слишком долго удерживают педаль. При этом нагрузка на все узлы возрастает в несколько раз, и первым выходит из строя выжимной подшипник.

Помимо внешних условий, детали сцепления стираются и просто от времени, каким бы аккуратным ни был водитель. Износ сцепления проявляется рывками, толчками и ударами на старте, а в крайних случаях педаль может просто провалиться. Для профилактики подобных неприятностей делается проверка сцепления на СТО через 80 тыс. км после замены.

При подозрении на неисправность сцепления можно провести и самостоятельную проверку: со скорости 60 км/ч начать разгон на 4-й передаче. Если обороты двигателя и скорость автомобиля нарастают пропорционально – сцепление в порядке, если же показания спидометра на месте, а тахометра растут – сцепление не выполняет свои задачи в полной мере.

Описанная здесь конструкция сцепления устанавливается на автомобили с механической коробкой переключения передач. С коробкой-автоматом и само сцепление, и принцип вождения будут совершенно другими. Какой тип выбирать – решает каждый для себя, у обоих вариантов есть свои плюсы и минусы. Но в любом случае залогом долгой службы сцепления будет опыт и техническая дисциплина самого водителя.

О том, как выбирать комплект сцепления, а также рекомендации брендов производителей – наш «Гид покупателя».