что такое ведущий диск сцепления

Принцип работы 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

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

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.

Источник

Устройство и принцип работы сцепления автомобиля

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

Функции сцепления

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

Элементы муфты сцепления

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

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

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

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

Принцип работы

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

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

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

Виды сцепления

Сухое сцепление

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

Мокрое сцепление

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

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

Сухое двухдисковое сцепление

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

Сцепление двухмассового маховика

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

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

Ресурс сцепления

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

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

Особенности керамического сцепления

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

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

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

Источник

ЧТО СОБОЙ ПРЕДСТАВЛЯЕТ СЦЕПЛЕНИЕ АВТОМОБИЛЯ?

Сцепление автомобиля – это силовая муфта (механизм передачи вращения). Передача вращения в сцеплении происходит благодаря силам трения, электромагнитным полем либо гидродинамическими силами. Соответственно, муфты сцепления, в зависимости от типа передачи вращения, называются: фрикционные, электромагнитные, гидравлические.

Главная задача сцепления – временное разъединение (разобщение) двигателя и трансмиссии, и плавного их соединения. Эти операции необходимы во время движения для управления механической коробкой передач: переключение передач, остановка, торможение, трогание авто с места.

Во время движения сцепление автомобиля передает крутящий момент от двигателя к коробке переключения передач, тем самым, предохраняя трансмиссию от динамических нагрузок. Нагрузки в трансмиссии возникают постоянно: при торможении двигателем, на неровностях дорожного покрытия, при снижении частоты вращения коленвала и т.д.

— по связи частей: фрикционные, гидравлические, электромагнитные;
— по созданию нажимного усилия: с перифирийными пружинами, с центральной пружиной, центробежное и полуцентробежное;
— по количеству дисков: одно, — двух, — многодисковые;
— по приводу: механический и гидравлический привод.

Традиционными сцеплениями на легковых автомобилях являются однодисковые фрикционные сцепления. Существуют специальные (керамические) сцепления, которые имеют высокий коэффициент трения. Но, в связи с тем, что этот тип сцепления слишком резко «схватывает», он не применяется в конвейерных (стандартных) автомобилях. Только на спортивных и грузовых авто.

В классических автоматических коробках передач сцепление отсутствует. А вот в роботизированных и кулачковых АКПП сцепление предусмотрено. При этом сцепление в кулачковых АКПП, работает лишь при старте (кулачковые АКПП используются на спортивных моделях), а далее, в процессе движения, сцепление не работает.

Требования, предъявляемые к сцеплению ↑

Как и каждый узел вашего автомобиля, сцепление, в соответствии с выполняемой задачей, должно отвечать определенным требованиям.

Наиболее характерные требования к сцеплению:

— должно обеспечивать плавность включения передач. Во многом это требование обеспечивается квалифицированным управлением при включении (выключении) передачи.

— чистота включения сцепления (т.е. коэффициент сцепления приближен к «0»), должна обеспечивать плавное переключение передач.

— при любых условиях эксплуатации должно обеспечить надёжную передачу крутящего момента. Низкий коэффициент сцепления приводит к пробуксовке, слишком высокий – увеличивает перегрузки на двигатель и трансмиссию.

— должно обеспечивать удобство и относительную простоту управления моментом соединения (рассоединения). При этом определен допустимый ход педали не больше 160 мм.

Как устроено сцепление автомобиля? ↑

И вновь мы приведем классическое устройство однодискового сухого сцепления автомобиля. В зависимости от типов по связи, устройство сцепления отличается в некоторых нюансах.

Однодисковое сцепление состоит из:

1 – маховик;
2 – ведомый диск;
3 – кожух сцепления с нажимным диском;
4 – диафрагменная пружина

Схема работы сцепления автомобиля, в принципе, проста. Отпущенная педаль сцепления означает, что сцепление включено: ведомый диск в это время прижат к маховику нажимным диском, благодаря усилиям пружин. Т.о. сцепление передаёт крутящий момент от ведущих деталей к ведомым.

Нажатие на педаль выключает (рассоединяет) сцепление. Муфта, переместившись к маховику, поворачивает рычаги, которые, в свою очередь, отодвигают нажимной от ведомого диска. Детали сцепления разъединены и крутящий момент не передаётся.

Всем спасибо что со мной)
Ну и не забываем про лайки. Вам не долго, а мне приятно))
Удачи всем!
Подписывайтесь и увидите еще много интересного!))

Источник

Автомобильный справочник

для настоящих любителей техники

Корзина сцепления

Ведущий диск диафрагменного сцепления, часто называют «корзина сцепления». Он состоит из следующих отдельных деталей: нажимной диск, пластинчатые пружины, нажимная диафрагменная пружина, опорные кольца, кожух ведущего диска и соединительные заклепки. Вот о том как работают все элементы ведущего диска сцепления мы и поговорим в этой статье.

Нажимной диск

Нажимной диск во время работы испытывает высокие термические нагрузки. В зависимости от условий эксплуатации и степени нагрузки средняя температура поверхности нажимного диска составляет от 120 °С до 400 °С.

В связи с этим правильная форма, размеры и материал нажимного диска имеют решающее значение для срока службы фрикционных накладок ведомого диска сцепления, интенсивность износа которых зависит, в первую очередь, от температурного режима работы сцепления. Как правило, фрикционная накладка со стороны нажимного диска изнашивается сильнее, чем со стороны маховика.

С одной стороны, для лучшего поглощения тепла желательно, чтобы нажимной диск был как можно массивнее, а с другой — массивный нажимной диск создает дополнительную нагрузку на пластинчатые пружины.

Легкосплавные нажимные диски хотя и обладают в четыре раза лучшей теплопроводностью, чем изготовленные из чугуна, в целом характеризуются более низкой способностью к поглощению тепла, худшими антифрикционными свойствами и высокой стоимостью изготовления.

Современные нажимные диски представляют собой продуманное сочетание соответствующих материалов (ковкий или высокопрочный чугун с шаровидным графитом), формы (например, возможно увеличение площади поверхности за счет охлаждающих ребер) и размеров (максимально возможный диаметр с учетом толщины материала) (рис. 1. «Различные варианты нажимных дисков«).

Пластинчатые пружины

Нажимной диск соединен с кожухом ведущего диска сцепления с помощью трех пластинчатых пружин из нержавеющей стали, установленных на заклепках.

Первая задача пластинчатых пружин — центрирование нажимного диска в кожухе относительно ведомого диска сцепления.
Поскольку крутящий момент от коленчатого вала передается на трансмиссию через маховик и нажимной диск сцепления, вторая задача пластинчатых пружин состоит в передаче примерно половины крутящего момента на ведомый диск сцепления.

Третья задача заключается в разъединении нажимного и ведомого дисков при выключении сцепления. Именно этим объясняется использование именно пружин, а не жесткого крепления нажимного диска к кожуху ведущего диска сцепления.

Пластинчатые пружины, всегда противодействующие усилию, создаваемому нажимной диафрагменной пружиной, различаются схемой расположения на нажимном диске (рис. 2. «Схематическое изображение расположения пластинчатых пружин на нажимном диске«).

Тангенциальные пластинчатые пружины обычно расположены симметрично по окружности нажимного диска. Это самая распространенная схема, которая делает ведущий диск в сборе сравнительно легким.

Следует помнить, что пластинчатые пружины, которые иногда представляют собой пакеты, собранные из двух или трех изогнутых полос пружинной стали, подвергаются нагрузкам не только на изгиб, но и на растяжение. Именно поэтому для некоторых моделей автомобилей (например, Renault R4) при выборе ремонтных деталей сцепления необходимо учитывать направление вращения коленчатого вала двигателя.

Ударные нагрузки в направлении вдоль оси первичного вала коробки передач, возникающие, например, из-за разбитых карданных шарниров, могут стать причиной деформации или даже поломки пластинчатых пружин. Результатом этого является недостаточное отведение нажимного диска, рывки при включении сцепления и проблемы с разъединением дисков.

Использование пластинчатых пружин, расположенных треугольником, следует считать более оптимальным, так как в этом случае не играет роли направление вращения коленчатого вала. Возникающие при растяжении и изгибе пружин нагрузки не оказывают негативного влияния на работоспособность сцепления. Впрочем, для такого варианта, как правило, требуется несколько более массивный нажимной диск и чашеобразный маховик, однако при этом можно отказаться от некоторых специальных деталей.
Еще одна схема расположения пластинчатых пружин — радиальная, она также зависит от направления вращения коленчатого вала и обладает теми же свойствами, что и варианты, описанные выше.

Диафрагменная пружина

Нажимная диафрагменная пружина — это «сердце» диафрагменного сцепления, то есть самый важный и в то же время самый сложный элемент ведущего диска сцепления.

Она изготавливается из высококачественной легированной стали и в процессе изготовления проходит как специальную термическую обработку, так и дробеструйную обработку поверхности.

Чтобы свести к минимуму износ кончиков лепестков диафрагменной пружины, их нередко подвергают дополнительной индуктивной закалке.

Теоретически диафрагменная пружина имеет неограниченный срок службы, однако на практике он все же ограничен износом штифтов и лепестков в результате воздействия выжимного подшипника.

Отработавшая более 100 000 км диафрагменная пружина может иметь совсем незначительные следы износа, благодаря чему она будет выглядеть совершенно как новая деталь, и может без проблем повторно использоваться в процессе ремонта сцепления.

Диафрагменная пружина выполняет две функции:

Усилие прижима создается исключительно за счет давления на нажимной диск наружного края диафрагменной пружины — максимальное усилие сконцентрировано в этой зоне. Величина усилия зависит от таких факторов, как используемый материал и его толщина, степень закалки металла и угол расположения лепестков диафрагменной пружины (рис. 3. «Варианты диафрагменных пружин»).

Лепестки диафрагменной пружины при нажатии на них изгибаются и отводят наружный край пружины от нажимного диска, обеспечивая тем самым выключение сцепления. Они заменяют собой рычаги смещения нажимного диска, используемые в сцеплении старого типа с витыми пружинами. Передаточное отношение «лепесток диафрагменной пружины : диафрагменная пружина», соответствующее соотношению «расцепляющее усилие : усилие прижима», составляет от 1:3,5 до 1:4.

Кончики лепестков могут быть как прямыми, так и выпуклыми. Форма лепестков должна обязательно учитываться при выборе выжимного подшипника. Прямые лепестки сочетаются только с выжимным подшипником с выпуклой контактной поверхностью, а выпуклые лепестки — с прямой контактной поверхностью!

Проверка высоты лепестков диафрагменной пружины выполняется только в собранном состоянии после установки ведущего диска сцепления на маховик. Допустимое биение лепестков диафрагменной пружины составляет прим. 07-1,0 мм. В демонтированном состоянии возможны более значительные отклонения из-за высокой упругости кожуха сцепления.

Опорные кольца диафрагменной пружины

Опорные кольца диафрагменной пружины (рис. 4. «Стандартное опорное кольцо диафрагменной пружины«) выполнены из закаленной, сваренной под давлением проволоки из пружинной стали. Поперечное сечение колец составляет прим. 4 мм.

Как правило, в ведущем диске сцепления используются два опорных кольца, обеспечивающих изгиб диафрагменной пружины. Варианты с одним опорным кольцом требуют дополнительных технологических операций, в частности, изготовления специального выступающего желобка на кожухе ведущего диска. Этот желобок позволяет не использовать второе опорное кольцо и обеспечивает изгиб диафрагменной пружины.

Волнистая форма опорного кольца обеспечивает плотное прилегание и оптимальную фиксацию кольца по окружности. Расположенные на диафрагменной пружине опорные кольца иногда по ошибке принимают за транспортировочные фиксаторы. Однако если их снять, диафрагменная пружина не будет изгибаться и сцепление не будет работать.

Кожух ведущего диска

Кожух ведущего диска, как правило, соединен с маховиком болтами (рис. 5. «Кожух ведущего диска как отдельная деталь, изготовлена методом глубокой вытяжки«; специальные конструктивные варианты рассматриваются отдельно) и передает примерно половину крутящего момента, отдаваемого двигателем, от маховика на нажимной диск через пластинчатые пружины.

При этом кожух точно отцентрирован при помощи штифтов, обеспечивающих единственно возможное положение ведущего диска сцепления на маховике. Кроме этого, к кожуху крепится нажимная диафрагменная пружина, обеспечивающая усилие соединения нажимного и ведомого дисков сцепления.

Отверстия в кожухе обеспечивают циркуляцию воздуха и охлаждение нажимного диска. Конструктивное исполнение и материал (листовой металл глубокой вытяжки, толщиной 3-4 мм) зависят от необходимой жесткости кожуха.

Так как упругость кожуха может отрицательно сказаться на работоспособности сцепления, при установке кожуха следует обязательно затягивать болты крепления в перекрестном порядке в несколько этапов!
Следует также обращать внимание на правильность установки ведущего диска на маховик при центрировании штифтами, поскольку в некоторых случаях шаг центрирующих штифтов может быть несимметричным.

Конструктивные типы/варианты исполнения

Ниже представлен обзор основных конструктивных типов и вариантов исполнения ведущих дисков сцепления, встречающихся в современных автомобилях.

Ведущий диск с витыми пружинами однодискового сцепления

На рис. 6. «Конструкция однодискового сцепления с витыми пружинами» показана устаревшая конструкция сцепления с витыми пружинами, которая больше не используется на современных легковых автомобилях.
Нажимные витые пружины (3) в направляющих стаканах (2) из листового металла встроены в кожух ведущего диска (1) и предназначены для прижима нажимного диска (4) к ведомому диску сцепления (6).

Таким образом, ведомый диск, зажатый между нажимным диском и маховиком (5), передает крутящий момент с коленчатого вала двигателя на первичный вал коробки передач (8).

В отличие от диафрагменного сцепления, в этой конструкции выключение сцепления осуществляется с помощью рычагов смещения нажимного диска (9).
Кроме этого, в процессе отведения нажимного диска приходится преодолевать сопротивление нажимных пружин. В результате, по сравнению с диафрагменным сцеплением, в данном случае механизм выключения сцепления должен развивать большее усилие. Другими серьезными недостатками, которые в итоге привели к победе диафрагменного сцепления, стали большая конструктивная высота ведущего диска в сборе, более высокая чувствительность к частоте вращения, а также более значительные механические нагрузки из-за обилия отдельных деталей.

В конструкции транспортных средств промышленного назначения пока еще можно встретить сцепление с витыми пружинами (рис. 7. «Стандартный ведущий диск сцепления с витыми пружинами и чугунным кожухом для транспортных средств промышленного назначения«), хотя и тут отчетливо прослеживается тенденция к переходу на диафрагменные сцепления.

Сцепление этого типа может иметь диаметр от 250 мм до 420 мм и формировать усилие прижима до 20 000 Н, которое передается с помощью множества витых пружин осевого расположения.

Благодаря различиям в используемых пружинах можно без труда обеспечить требуемое усилие прижима для соответствующего типа сцепления.

Кожух ведущего диска сцепления промышленных транспортных средств выполнен из чугуна. Рычаги смещения нажимного диска, обеспечивающие выключение сцепления в этой конструкции, изготовлены преимущественно методом штамповки, закалены и установлены на игольчатых подшипниках или специальных втулках.

Выключение сцепления осуществляется, как правило, с помощью выжимного подшипника, который воздействует на упоры рычагов смещения нажимного диска.

Ведущий диск однодискового диафрагменного сцепления

С начала 70-х годов прошлого века диафрагменное сцепление стало неуклонно вытеснять традиционное сцепление с нажимными витыми пружинами из конструкции легковых автомобилей.

В наше время легковые автомобили практически повсеместно оснащаются диафрагменными сцеплениями, которые, однако, могут сильно различаться в зависимости от предъявляемых к ним требований.

Ниже рассматриваются основные конструктивные типы, варианты исполнения и отличительные признаки ведущих дисков диафрагменного сцепления различной конструкции.

Стандартное исполнение

Изображенный на рисунке 8. «Стандартный ведущий диск диафрагменного сцепления для легковых автомобилей» ведущий диск сцепления представляет собой самый распространенный вариант.
Нажимной диск (2) соединен с кожухом (1) ведущего диска через три тангенциальные пластинчатые пружины (7) с помощью заклепок (6).

В условиях ограниченного пространства для соединения с нажимным диском нередко используются закладные заклепки (рис. 9 «Соединение пакета пластинчатых пружин с на­жимным диском с помощью закладных заклепок«). Такие заклепки обеспечивают надежное соединение, не оказывая при этом отрицательного воздействия на поверхность трения нажимного диска.

Ведущий диск диафрагменного сцепления с треугольной схемой расположения пластинчатых пружин

Описанные в разделе «Ведущий диск с витыми пружинами однодискового сцепления» преимущества треугольной схемы расположения пластинчатых пружин реализованы в этом варианте ведущего диска сцепления.
Основным отличительным признаком по сравнению со стандартной конструкцией является способ крепления нажимного диска к кожуху ведущего диска сцепления.

Треугольное расположение пластинчатых пружин позволяет увеличить их количество, что, в свою очередь, дает возможность использовать более тяжелый нажимной диск сцепления. Увеличенная площадь его прижимной поверхности способствует передаче крутящего момента большей величины (рис. 10. «Конструкция нажимного диска диафрагменного сцепления с треугольным расположением пластинчатых пру­жин«).

Ведущий диск диафрагменного сцепления с дополнительными упругими пластинами

Ведущий диск диафрагменного сцепления с дополнительными упругими пластинами является отражением современного уровня технологий, используемых при производстве деталей сцепления (рис. 11. «Ведущий диск диафрагменного сцепления с дополнительными упругими пластинами и треугольным располо­жением пластинчатых пружин«).

В процессе обработки кожуха ведущего диска сцепления в нем выштамповываются специальные фигурные прорези, которые позволяют определенным участкам кожуха работать как дополнительные упругие пластины (пластинчатые пружины). К этим пластинам заклепками (5) крепятся диафрагменная пружина (3) и опорные кольца (4). Таким образом, диафрагменная пружина соединяется с кожухом ведущего диска не жестко, а с помощью своеобразной пружинной подвески. Это позволяет противодействовать износу в местах сопряжения наружного края диафрагменной пружины и поверхности нажимного диска сцепления. Вдобавок обеспечиваются неизменная точность включения и выключения сцепления, плотное прилегание диафрагменной пружины к нажимному диску и снижение уровня вибраций (рис. 12. «Принцип действия дополнительных упругих пластин на кожухе ведущего диска сцепления для обеспе­чения плотного прилегания диафрагменной пружины к на­жимному диску«).

Ведущий диск диафрагменного сцепления с опорной пружиной

Кроме диафрагменного сцепления с упругими пластинами существует также диафрагменное сцепление с опорной пружиной. Этот вариант конструкции также обеспечивает плотное прилегание диафрагменной пружины к нажимному диску сцепления.

Опорные кольца, относительно которых изгибается диафрагменная пружина при выключении сцепления, здесь заменяет желобок, отштампованный на кожухе ведущего диска сцепления (1), и опорная пружина (16). За счет ее пружинящего действия не только обеспечивается плотное прилегание диафрагменной пружины к нажимному диску сцепления, но и автоматически компенсируется износ сопрягаемых поверхностей (рис. 13. «Ведущий дискдиафрагменного сцепления с опорной пружиной«).

Саморегулирующееся сцепление

Традиционное диафрагменное сцепление характеризуется, среди прочего, увеличением усилия, необходимого для выключения сцепления, при усилении износа фрикционных накладок. В рамках оптимизации конструкции сцепления фирмой LuK было разработано саморегулирующееся сцепление SAC (Self Adjusting Clutch), которое обладает следующими преимуществами:

Принцип действия саморегулирующегося сцепления основан на модифицированной опоре диафрагменной пружины. В данном случае нажимная диафрагменная пружина поддерживается дополнительной сенсорной диафрагменной пружиной (рис. 14. «Принцип действия саморегулирующегося сцепления LuKSAC«). В отличие от основной диафрагменной пружины с сильно дегрессивной характеристикой сенсорная пружина имеет почти постоянную характеристику. До тех пор, пока расцепляющее усилие меньше, чем удерживающее усилие сенсорной диафрагменной пружины, вращающаяся опора нажимной диафрагменной пружины остается на одном и том же месте. Однако при увеличении расцепляющего усилия в результате износа фрикционных накладок ведомого диска противодействие сенсорной диафрагменной пружины уси-ливается, что вызывает смещение вращающейся опоры в направлении маховика. Таким образом, величина расцепляющего усилия прямо зависит от удерживающего усилия сенсорной диафрагменной пружины. Возникающий при этом зазор между вращающейся опорой и кожухом компенсируется с помощью регулировочного кольца.

Автоматическая компенсация износа, показанная на рисунке 15 «Конструктивное исполнение саморегулирующегося сцепления SAC«, осуществляется в данном случае с помощью пластмассового регулировочного кольца (2) (его иногда называют также рамповое кольцо). Оно компенсирует зазор между нажимной диафрагменной пружиной (4) и кожухом (1) ведущего диска сцепления, возникающий в результате смещения сенсорной диафрагменной пружины (5) из-за износа фрикционных накладок ведомого диска. Для этого на регулировочном кольце с помощью пружин (3) создается предварительное натяжение в направлении вращения сцепления.

На рисунке 16. «Сравнение усилий расцепления в традиционном сцеплении и сцеплении SAC» представлен график передачи расцепляющего усилия традиционных конструкций сцепления в сравнении с саморегулирующимся сцеплением, которое характеризуется более низкой, почти горизонтальной кривой хода расцепления в течение всего срока службы сцепления.

Сцепление Low-Lift

Сцепление Low-Lift в полной мере отвечает требованиям водителей к увеличению плавности выключения и включения сцепления.
Понятие Low Lift («низкий подъем») обозначает в данном случае уменьшенный ход отведения нажимного диска.
Усилие, прилагаемое водителем к педали сцепления, находится в прямой связи с передатонным отношением «ход педали/ход вилки выключения сцепления», а также с ходом выключения сцепления и ходом отведения нажимного диска.
При уменьшении хода отведения нажимного диска при постоянном ходе педали изменяется передаточное отношение, в результате чего усилие на педали ослабевает (рис. 17 «Диаграмма усилий расцепления для традиционного сцепления и сцепления Low-Lift«).

Уменьшение хода отведения нажимного диска с 1,8 мм до 1,2 мм может уменьшить усилие на педали сцепления примерно на треть, что отчетливо проявится в изменении параметров выключения и включения сцепления.
С конструктивной точки зрения это достигается путем использования принципиально новой, менее упругой основы ведомого диска, куда крепятся фрикционные накладки, а также уменьшенного хода отведения нажимного диска.
Благодаря плотному прилеганию диафрагменной пружины и связанному с этим постоянному ходу отведения нажимного диска появилась возможность пересмотреть пределы износа в опоре диафрагменной пружины.

При использовании сцепления Low-Lift следует уделить особое внимание двум моментам:

Несоблюдение этих двух условий может стать причиной возникновения рывков и проблем с разъединением трансмиссии.

Диафрагменное сцепление с обратным выжимом

Постоянное стремление к компактности, характерное для современного автомобилестроения, в рамках которого постоянно производится совершенствование агрегатов, привело к появлению специальных конструкций, которые можно встретить на легковых автомобилях Volkswagen моделей Golf и Jetta: сцепление с обратным выжимом (рис. 18 «Диафрагменное сцепление с обратным выжимом для VW Golf «).

В связи с конструктивными особенностями сцепления с обратным выжимом при его монтаже следует произвести следующие операции:

Специальное сцепление LuK TS

Необычные типы приводов требуют таких же необычных конструкций узла сцепления. Например, у автомобилей Peugeot моделей 204, 304 и 305 коробка передач не прифланцована к двигателю, а встроена в масляный картер. Это не позволило использовать традиционное сцепление, что привело к появлению специального сцепления LuK TS (рис. 20 «Специальное сцепление LuK TS для автомобилей Peugeot«).

В этом сцеплении маховик (13), кожух ведущего диска (1) и ведомый диск (14), а также многогранная ступица (15) образуют единый конструктивный узел, который установлен вместе со шкивом клинового ремня на фланце коленчатого вала.
Передача усилия осуществляется от коленчатого вала через многогранную ступицу на кожух ведущего диска. Далее усилие разделяется и передается частично через нажимной диск, частично через маховик, на фрикционные накладки ведомого диска сцепления. Затем крутящий момент от ведомого диска направляется через полый первичный вал коробки передач, находящийся на конце коленчатого вала, на шестерни коробки передач.
Выжимной подшипник расположен на цилиндрической наружной цапфе многогранной втулки и может перемещаться в осевом направлении.

Двухдисковое сцепление

Двухдисковые сцепления не следует путать с двойными сцеплениями, которые используются на тракторах и имеют два независимых приводных вала (вал привода ходовой части и вал отбора мощности).
Как уже упоминалось ранее, способность сцепления к передаче крутящего момента можно ощутимо улучшить за счет увеличения количества поверхностей трения при сохранении диаметра дисков сцепления.
Поэтому двухдисковые сцепления имеют два ведомых диска, соединенных с одним первичным валом коробки передач.

Двухдисковое сцепление легкового автомобиля

Двухдисковые сцепления используются в конструкции легковых, спортивных и гоночных автомобилей, если они должны передавать очень высокий крутящий момент, однако конструктивное пространство сильно ограничено и высокий момент инерции масс нежелателен.
Как показано на примере Porsche 928 (рис. 21 «Устройство двухдискового сцепления легкового автомобиля на примере Porsche 928«), в двухдисковом сцеплении передаваемый сцеплением крутящий момент удваивается, так как оно имеет четыре поверхности трения.

Два ведомых диска (2) отделены друг от друга промежуточным диском (3), на котором расположен также зубчатый венец (4) привода стартера. Ведущий диск (1) по конструкции аналогичен диафрагменному сцеплению с обратным выжимом.

Двухдисковое сцепление грузового автомобиля

Двухдисковые сцепления для грузовых автомобилей могут иметь диаметр до 380 мм. Применяются как сцепление с витыми нажимными пружинами, так и диафрагменное сцепление. Оба варианта способны передавать от двигателя на трансмиссию крутящий момент до 2000 Н-м.
Двухдисковое сцепление модели GF-2 с витыми нажимными пружинами производства F&S (рис. 22 «Стандартное двухдисковое сцепление с витыми нажимными пружинами модели GF2 для тяжелых транспорт­ных средств промышленного назначения«) давно завоевало прочные позиции в качестве стандартного оборудования для тяжелых транспортных средств промышленного назначения.

При монтаже нажимного диска сцепления GF-2 следует обязательно помнить о том, что рычаги отжимного приспособления могут биться о кожух. Отжимное приспособление способно надлежащим образом выполнить отведение нажимного диска только при равномерном износе фрикционных накладок обоих ведомых дисков.

Вариант с обратным выжимом (рис. 23 «Двухдисковое диафрагменное сцепление с обратным выжимом модели GMFZ для грузовых автомобилей«) обеспечивает передачу высоких крутящих моментов при относительно небольшом диаметре дисков в сочетании с небольшой конструктивной высотой сцепления в сборе. Помимо минимальных конструктивных размеров, он обладает также всеми известными преимуществами диафрагменного сцепления.

Источник