Как работает муфта в коробке передач + видео обзор

Обгонная муфта — принцип действия, основные элементы

Муфта свободного хода или обгонная муфта — это механическое устройство, основная задача которого — предотвратить передачу крутящего момента от ведущего вала на ведомый вал, когда ведомый вал начинает вращаться быстрее. Муфта также используется, когда крутящий момент должен передаваться только в одном направлении. Рассмотрим принцип работы, составные части сцепления, а также его достоинства и недостатки.

Как работает муфта

Разберем принцип работы муфты роликового типа, потому что этот вид механизма чаще встречается в автомобильной промышленности.

Роликовая муфта состоит из двух полумуфт: первая половина муфты жестко закреплена на приводном валу, другая половина соединена с ведомым валом. При вращении вала двигателя по часовой стрелке ролики муфты перемещаются в узкую часть зазора между двумя полумуфтами под действием сил трения и пружин. Впоследствии происходит заклинивание и крутящий момент передается от ведущей полумуфты к ведомой.

Когда ведущая полумуфта поворачивается против часовой стрелки, ролики перемещаются к широкой части зазора между двумя половинками муфты. Ведущий вал и ведомый вал разделены, и крутящий момент больше не передается.

По принципу действия отметим, что муфта роликового типа передает крутящий момент только в одном направлении. При повороте в обратном направлении муфта просто прокручивается.

Конструкция и основные элементы

Рассмотрим конструкцию и компоненты двух основных типов муфт: роликовых и храповых.

Самая простая роликовая муфта одностороннего действия состоит из следующих компонентов:

В храповой муфте зубцы имеют упор с одной стороны, а не канавки на внутренней поверхности внешнего кольца. В этом случае оба кольца фиксируются специальной защелкой, которая прижимается к внешнему кольцу пружиной.

Плюсы и минусы

Обгонная муфта имеет следующие достоинства:

Обратите внимание, что муфта с храповым механизмом надежнее роликового устройства.

При этом храповой механизм ремонтопригоден, в отличие от роликового. Попытка отремонтировать роликовый механизм — пустая трата времени, поскольку это неразъемный узел. Обычно при поломке устанавливается новая аналогичная деталь. Не используйте ударные инструменты при установке новой роликовой муфты, так как механизм может заклинивать.

Обгонная муфта не лишена недостатков. К недостаткам роликовой обгонной муфты относятся:

Храповый механизм имеет следующие недостатки:

Использование муфты

Механизмы свободного хода широко используются в агрегатах различных производителей. Обгонная муфта присутствует в:

Источник

Как устроен и работает синхронизатор коробки передач

Синхронизатор коробки передач: принцип работы

Сложно представить, но в автомобильных коробках передач не всегда присутствовал синхронизатор КПП для выравнивания частоты вращения между валом и шестерней. Раньше для того чтобы произвести переключение скоростей, приходилось использовать двойное выжимание сцепления. Первое для того чтобы рассоединить коробку передач с коленвалом, а второе, наоборот, для их соединения после того как будет произведена смена передаточной пары (смена скорости).

Но время идёт. Машиностроение и механика шагнули в будущее. На смену постоянному передергиванию педали сцепления пришёл синхронизатор КПП, что существенно увеличило срок службы коробки передач в целом и отдельных её составляющих в частности. Удобнее управлять автомобилем стало и водителю.

Что такое синхронизатор КПП

Устройство синхронизатора КПП, равно, как и сам синхронизатор ВАЗ — это механическое узел, состоящий из 4 частей:

Такая вот нехитрая конструкция синхронизатора ВАЗ обеспечивает принцип работы сразу двух передач.

Как работает синхронизирующее устройство

Главным рабочим элементом синхронизатора ВАЗ является его ступица, которая при помощи трёх фиксаторов и нарезанных на ней шлицов соединяется с муфтой включения. Та, в свою очередь, соединена с вилкой КПП. Внутренними шлицами ступицами соединяется с валом, имея при этом свободную возможность передвигаться по нему от одной шестерни к другой.

Когда требуется произвести переключение скорости на ВАЗ, вилка коробки передач двигает муфту, а вместе с ней и весь синхронизатор КПП, к той шестерне, частоту вращения которой требуется выровнять с частотой вращения вала. С этого начинается принцип работы синхронизатора. Муфта прижимает все устройство к конусной части шестерёнки. При этом фиксаторы на муфте сдвигаются и блокируют фрикционное кольцо, которое вступает в контакт с конусом на шестерне. Фрикционное кольцо на конусе проворачивается до тех пор, пока не стопорится. Как только это произошло, скорость между валом и шестерней синхронизируется, и мотор настроен на новые рабочие обороты.

Когда появились первые коробки передач

Точного ответа на этот вопрос не существует. Принято считать, что первые коробки передач, на которых стоял синхронизатор КПП появились в конце 40-х или начале 50-х годов. Кто утверждает, что это произошло в Советском союзе, другие же говорят, что родоначальником этого новшества была компания Porsche. Как бы там ни было, но благодаря появлению синхронизатора, включая его принцип работы, было заложено основания для увеличения количества скоростей в КПП. Уже в восьмидесятых годах на ВАЗ пятиступенчатая коробка передач становится нормой того времени, а в 2012 году та же компания Porsche объявляет о выходе семиступенчатой коробки передач с синхронизатором КПП.

Материалы, из которых изготавливают синхронизирующее устройство

Сталь или латунь — два самых распространённых материала, которые используют для изготовления синхронизаторов на ВАЗ. Иногда, чаще всего в высоко бюджетных иномарках или спортивных трансмиссиях, встречаются синхронизирующие устройства, покрытые напылением карбона. Это позволяет выдерживать более высокие температуры и снизить уровень шума, при контакте с шестерней, которые являются следствием работы высокооборотистых двигателей спортивных моделей.

Фрикционные кольца также изготавливают из стали методом штамповки, например, для ВАЗ, или на более дорогих КПП, выковывая их. Как и в случае с синхронизатором, фрикционные кольца покрываются защитным слоем из цветных металлов. Например, меди или молибдена.

Симптомы того, что синхронизирующее устройство заболело

До ужаса неприятно, когда твой автомобиль начинает кашлять, чихать, скрипеть и гаркать. Тем более, когда это связано с коробкой передач. Чаще всего неисправности с КПП связаны именно с поломкой синхронизирующего устройства. Это может проявляться по-разному, например:

Конечно, эти симптомы могут быть признаками и других поломок, которые произошли с КПП, но зачастую первым кто выходит из строя, является синхронизатор. Профилактические работы можно, конечно, производить и самому, но столкнувшись с серьёзной поломкой лучше всего обратиться к специалисту.

Устройство

Оно действительно не простое, но я постараюсь объяснить все предельно просто. Синхронизаторы устанавливаются на основные шестерни, именно они позволяют плавно включать передачи. Делаются они, как правило из нержавеющих металлов, таких как – латунь и его сплавы. К выбору материала нужно подходить внимательно, нужно брать с собой знающего человека. Посмотрите вот это видео.

Этот элемент состоит из нескольких частей.

1) Основное блокирующее кольцо

3) Шестерня так называемого «сухаря»

4) Кольцевая пружина

5) Конус фрикционный шестерни

6) Основная шестерня передачи

7) Еще одно кольцо блокировки

Муфта самого синхронизатора

10) Шестерня, еще одной передачи

Нужно отметить, что в коробке передач один синхронизатор обслуживает сразу две передачи, то есть работает на две шестерни, что и видно из схемы.

Основной рабочий элемент, это бесспорно ступица, как видно она имеет внутреннее и наружное зацепление, с помощью нижних «зубьев» она может соединяться с вторичным валом и перемещается вдоль него в разные стороны. А вот наружные «зубья» ступицы соединяют ее с муфтой включения.

По окружности у ступицы, под углами в 120 градусов, расположены три основных пара, в которые помещены подпружиненные сухари. Именно они нажимают на блокирующие кольца при включении передачи и способствуют короткой блокировке муфты нужной именно для синхронизации включения.

Муфта включения (именно она переводит шестерни), обеспечивает жесткое соединение валов и шестерен передач. Она «сидит» на ступице и соединяется с ней при помощи внутренних шлицов. На корпусе муфты есть проточка, именно через эту проточку и происходит ее перевод в нужную сторону, как вы наверное уже догадались — делается это при помощи рычага КПП, которой соединен со специальной вилкой, которая в свою очередь и ходит в этой «проточке».

Блокирующие кольца выполняют функцию синхронизации, именно ни препятствуют полной остановке муфты, а только производят выравнивание скоростей вала и шестерни. Корпус таких колец, имеет коническую поверхность, которая взаимодействует с конусом шестерни. Внешняя часть имеет шлицы, с их помощью производится блокировка муфты. На торце, кольца, выполнено три паза, в которые заходят «сухари». При помощи такой конструкции кольцо не прокручивает и не проскальзывает при соприкосновении с фрикционным конусом.

Для увеличения надежности, а также для более плавного переключения, применяются многоконусные синхронизаторы, например двух или трехконусные.

Варианты с тремя конусами являются наиболее сложными, но и более прочными, они применяются в основном в автоматических коробках – роботах, а также стоят в конструкции у некоторых иномарок.

Переключение передач в КПП без синхронизатора

На грузовых автомобилях и тракторах коробки передач имеют до 15-20 ступеней. В таких коробках передачах не применяются синхронизаторы. Профессиональные водители умеют переключать передачи довольно быстро, чтобы не создавать задержки в работе коробки передач. В целом считается, что механическая коробка передач без синхронизатора намного дольше эксплуатируются по сравнению с КПП с синхронизаторами.

В таблице ниже описан алгоритм переключения передач в КПП без синхронизатора.

Ожидание момента сравнения значения окружных скоростей шестеренок разных ступеней Нахождение этого момента важно, чтобы переключиться на другую передачу без рывков и стуков. 2

Быстрый переход на нейтральную передачу Очень быстро выжимается сцепление и производят переход на нейтральную передачу для последующего быстрого перехода на новую передачу. Такой метод называется «двойной выжим». 3. Быстрый переход на более высокую передачу Сразу же после перехода на нейтральную передачу, мы быстро выжимаем сцепление и переходим на более высокую передачу. При этом мы увеличиваем обороты двигателя нажатием на педаль акселератора.

Синхронизатор КПП – поломки и замена

Основные неполадки в КПП могут быть из-за сцепления. При этом эта система работает с запозданием, неточностью, упрямством. Естественно, синхронизатор тут ни при чем, первично следует обратиться в мастерскую или же сделать регулировку сцепления самостоятельно

А что предпринять, если сцепление в порядке? Тогда попробуйте заострить внимание на следующем

Замена синхронизатора в КПП проходит в несколько этапов, и для начала нам необходимо снять саму коробку передач и очистить ее от грязи. Затем следует снять кронштейн троса сцепления. Открутить 4 гайки, которые закрепляют заднюю крышку, и убрать ее. Следом вам придется открутить болт крепления вилки у пятой передачи, включить ее, то есть переместить муфту синхронизатора вниз вместе с вилкой, но так чтобы шлицы у муфты были в сцепке с шестерней, после это надо включить третью или четвертую передачу.

Далее снимите гайку, которая крепит первичный вал. Для того чтобы ее сдвинуть с места, необходимо приложить много усилий, так как она затянута с большим моментом. То же самое следует проделать и с гайкой, которая крепит вторичный вал. В заключении надо будет приподнять ведомую шестерню пятой передачи, снять ее вместе с синхронизатором и вилкой вторичного вала, при этом надо проконтролировать, чтобы муфта не сходила со ступицы. Установка нового синхронизатора проводится в уже известном обратном порядке, хотя и потребует внимательности.

Устройство → Трансмиссия (коробка передач) → Механическая трансмиссия →

Возможные неисправности КПП Камаза и способы их устранения

Износ механизмов — самая распространённая неисправность в КПП автомобиля Камаз. Как правило, чаще страдают подшипники и шестерни, так как постоянно находятся под нагрузкой, в движении и трутся. Ремонт в данном случае подразумевает замену этих деталей.

На примере коробки 152 рассмотрим, как ведёт себя проблемная коробка:

Появился шум

Как правило, при выжиме муфты гул пропадает. Обычно такое происходит при изношенном подшипнике основного вала. Шумит коробка практически на всех передачах, реже — на пятой. Со временем шум усиливается.

Причиной воя может стать не только КПП, но и сцепление. Поэтому после снятия коробки, перед её разборкой, желательно проверить устройство. Надо завести двигатель. Если слышно металлическое бряцанье, это либо пружины диска корзины износились, либо другая неисправность сцепления.

Не включается задняя и первая

Тяжелое включение задней и первой передачи может свидетельствовать о ведении сцепления. Другими словами, изнашивается диск, ухудшается регулировка и функционирование привода. Что касается проблем в самой коробке, то возможен износ синхронизаторов — для передней передачи. Ещё одна причина — отсутствие масла в коробке.

Выключаются (вылетают) передачи

Данная неисправность связана с механизмом переключения скоростей. Возможно, что изношены вкладыши вилок, ослаблены их фиксаторы. Нередко такое происходит при затяжной езде в горку. Машина, как правило, должна быть гружённой, и приходится включать пониженные передачи — первую или вторую. Причина, скорее всего, в изношенных синхронизаторах. Возможно, что венцы поистёрлись на зубцах, поэтому скорости и выбивает.

Своевременно меняйте трансмиссионное масло, периодически следите за работой сцепления, меньше нагружайте автомобиль! Тогда Камаз не будет бояться никаких дорог.

Признаки поломки/износа синхронизатора или отдельных его частей

Проблемы с коробкой передач зачастую выглядят одинаково, хотя и имеют разные причины

Обратите внимание, если владелец не знаком с устройством отдельных узлов автомобиля, этим могут воспользоваться недобросовестные мастера. Например, вместо того, чтобы отремонтировать или заменить синхронизатор КПП, могут предложить заменить или капитально отремонтировать всю коробку

Чтобы избежать необоснованных расходов, стоит знать, какие признаки указывают на возможные неисправности синхронизаторов коробки передач. На неполадки синхронизатора могут указывать:

При этом чтобы проверить синхронизаторы, КПП придется разбирать и пробовать сдвигать их рукой. Муфта по шлицам должна двигаться легко. Если же приходится прилагаться усилия или сдвинуть ее никак не получается, тогда нужно снимать синхронизатор и разбирать его, чтобы осмотреть поверхности деталей на предмет повреждений. При необходимости изношенные или поврежденные элементы требуется заменить. Также сразу может быть проведена и полная замена синхронизатора.

Синхронизатор коробки передач — как устроен и как работает

Как работает синхронизатор коробки передач? Новый вопрос, а для кого-то и новый термин — синхронизатор.

Да друзья, были времена, когда переключение передач на автомобиле было процессом комплексным, и, можно сказать, практически ювелирным.

Но, благодаря человеческой лени, являющейся двигателем прогресса, мы получили машины, которые не требуют лишних действий со стороны водителя и всячески упрощают процесс езды.

И речь пойдет даже не о модных автоматических коробках, а о старых, проверенных временем «механиках». Чтобы облегчить нашу с вами водительскую жизнь, в те еще «доавтоматные времена» и был придуман синхронизатор коробки передач.

В этой статье нам предстоит выяснить как он работает, как устроен и что вообще происходит во время переключения скоростей.

Синхронизатор коробки передач

Нужно сказать, что синхронизатор коробки передач – это устройство не из самых простых, хотя в нём нет ни капли электроники, а время его срабатывания занимает доли секунды.

В былые времена для переключения скорости в машине необходимо было несколько раз выжимать сцепление – одно нажатие отключало коробку от коленвала, а второе наоборот, подключало её обратно.

Понятное дело, что такая процедура не слишком удобна и от неё необходимо было каким-то образом избавиться. Помогла физика, механика и точный инженерный расчёт, в симбиозе которых и родился синхронизатор.

Одним словом, синхронизатор коробки передач упростил жизнь водителям, а также значительно увеличили ресурс механизмов коробки. Устанавливаются они, синхронизаторы, для каждой передачи, иногда и для задней.

В недрах коробки передач

Давайте попробуем разобраться в устройстве этих загадочных синхронизаторов. Состоит данный механизм из таких основных частей:

Работает это следующим образом. Центральным элементом конструкции выступает ступица. Снаружи и внутри у неё имеются шлицы, благодаря которым она присоединяется к вторичному валу КПП и муфте включения.

По валу ступица может передвигаться в разные стороны. Помимо шлицов на ней находятся пазы, в них вставлены подпружиненные сухари.

Не менее важной деталью является муфта включения, её, кстати, часто называют просто муфтой синхронизатора. В её функции входит жёсткое соединение валов и шестерней

В общем-то, именно её водитель и перемещает, переводя рычаг коробки передач в какое-либо из положений.

За синхронизацию частоты вращения отвечает блокирующее кольцо – пока вал и шестерня не будут вращаться с одной скоростью, оно препятствует замыканию муфты.

Кольцо имеет довольно сложную поверхность для взаимодействия с фрикционным конусом шестерни и муфтой включения. Помимо этого у него имеются пазы для сухарей ступицы.

Физика процесса синхронизации скоростей вращения завязана на трении. Оно возникает между блокирующим кольцом и конусом шестерни во время переключения передачи.

Надеюсь, эта статья была для вас полезна. Прочитайте вот еще про вариатор, рекомендую, очень интересный механизм.

Подписывайтесь, читайте статьи на блоге и изучайте машины вместе с друзьями!

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Вне всяких сомнений, синхронизатор обеспечивает корректную работу коробки передач в целом и является необходимой составной частью, если от работы трансмиссии ждать плавности переключений и стабильного функционирования. Устройство данного механизма, само собой, покажется чересчур запутанным для тех, кто никогда самостоятельно не занимался ремонтом и не видел, как выглядит трансмиссия изнутри.

Для таких автолюбителей лучшим выходом при возникновении различного рода неисправностей, перечень которых был частично приведён выше, станет обращение к специалистам автомобильного сервиса. Однако ознакомиться с устройством синхронизатора лишним не будет, поскольку знание всех механизмов автомобиля может помочь его владельцу совершенно неожиданно для него самого.

Как правило, работа синхронизатора характеризуется стабильностью и низкой степенью износа, процедура замены производится автовладельцами, в среднем, каждые 100-150 тысяч километров пробега транспортного средства.

Источник

Что такое муфта сцепления

Муфта сцепления

Основное назначение муфты сцепления это недолговременное разъединение двигателя и трансмиссии, с последующим плавным соединением на период включения коробки передач, с дальнейшим началом движения. Что касается непосредственно механизма дискового сцепления, то он работает за счет сил трения, возникающих между соприкасающимися поверхностями. При этом диски сцепления бывают двух видов: ведущие (с маховиком) и ведомые (например, муфта сцепления юмз). Также диск муфты сцепления может быть один или два, в тоже время устройство муфты сцепления зависит от их количества.

Стоит отметить, что трансмиссии тракторов, чаще всего, комплектуются примерно также как и автомобильные. С другой стороны сегодня применяют и гидро муфты сцепления трактора МТЗ 80, например. К преимуществам устройствам, назначения муфты сцепления можно отнести следующее:

Также стоит отметить, что муфта сцепления трактора может быть масляной или сухой, с одним диском или несколькими, замкнутые и незамкнутые. В дополнение можно рассказать о том, что именно в тракторах вал муфты сцепления служит для их соединения, с последующей совместной работой, и опять же в свою очередь они делятся на ведомые и ведущие.

В свою очередь муфта сцепления автомобиля, также может быть разной, но в любом случае ее еще нередко называют силовой муфтой. Выделяют три основных вида данного оборудования:

В целом назначение муфты сцепления для автомобиля играет туже роль, что и для трактора. И в случае неисправности муфты сцепления, невозможно плавное переключение передач, а значит нормальное начало движение автомобиля. Также различаются они и по созданию нажимного усилия и могут быть: с центральной пружиной; с периферийными пружинами, полуцентробежная и центробежная муфта сцепления.

Конструкция муфты сцепления

Что касается конструкции муфты сцепления автомобиля, то она, как правило, состоит из: маховика; картера сцепления; болта крепления кожуха сцепления; нижний диск; ведомый диск; кожух сцепления; муфта выключения сцепления; первичный вал коробки передач; вилка выключения сцепления и центральная нажимная пружина. Но это один из примеров строения сцепления, также существуют такие как: муфта сцепления УАЗ; муфта сцепления ЗИЛ 130; муфта сцепления ГАЗ 53; муфта сцепления Т170; муфта сцепления УАЗ; ДТ 75 муфта сцепления и так далее. При этом каждая из них имеет свои особенности конструкции.

Так, например муфта сцепления КАМАЗ, находится непосредственно на крышке первичного вала коробки передач. Ее крепление осуществляется с помощью выжимного подшипника, и включает запрессованные сухари, которые прижимают ее к вилке выключения сцепления. Здесь предусмотрена подача смазки на муфту и сам подшипник при помощи шланга из масленки, которая размещается на картере. Поэтому в случае необходимости ремонта муфты сцепления, требуется знание особенностей ее конструкции и функционирования. На сегодняшний день множество ресурсов размещают на своих страницах: муфта сцепления реферат; муфта сцепления чертеж скачать и так далее.

Особо стоит выделить муфту сцепления бензопилы, так как большинство современного оборудования имеет автоматическое сцепление, которое позволяет нам малых оборотах не тратить энергию на движение цепи. Как правило, муфта сцепления может располагаться как внутри механизма, так и снаружи. При этом внутренне расположение муфты сцепления имеет ряд преимуществ, такое например, как более простой способ замены пильной цепи.

Но вернемся к автомобильной классификация муфты сцепления, которая подразумевает что наряду с центробежными, существуют и постоянно замкнутые типы данных механизмов, которые находятся постоянно включенными в промежутки переключения коробки передач, торможении или начало движения автомобиля. Учитывая, что каждый тип механизма имеет свои особенности, однодисковые сцепления используются на автотранспорте, малой и средней грузоподъемности. Что касается более мощных машин, то на них, чаще всего, стоит двухдисковое сцепления, в связи с чем их можно встретить при сборки больших автобусов и фур, ЗИЛов и других автомобилей, обладающих огромной грузоподъемностью. Реже всего в ход идет многодисковое сцепление, которое можно встретить только на грузовом транспорте повышенной мощности, что опять же связанно с особенностями работы данного вида муфты сцепления.

Не стоит забывать и про гидравлическое сцепление, которое, правда, в настоящий момент при сборке автомобилей практически не встречается. Как правило, он были частью другого механизма машины, и являлись составляющей трансмиссии. Интересно, что в дополнение к ним в обязательном порядке устанавливалось и фрикционное сцепление.

Еще одним немаловажным моментом являются показатели муфт сцепления, от которых напрямую зависит качество их работы и срок эксплуатации. Наиболее важным показателям практически для любого вида муфты сцепления является способность передавать крутящий момент, которую принято называть величиной коэффициента запаса сцепления. Для ее вычисления используется специальная форма, и для ее расчета вам потребуется величина максимальная величина крутящего момента от сцепления и максимальный крутящий момент непосредственно двигателя. В результате деления первого на второе и получаем показатель величины коэффициента запаса сцепления. Мы с вами рассмотрели лишь один из основных показателей данного оборудовании, при этом к последним относится также:

Знание данных показателей помогает не только определить качество работы оборудовании, но и при этом рассчитать необходимые требования именно к этой детали. Все эти знания, как правило, помогают успешно проводить ремонт муфты сцепления.

Что такое муфта сцепления автомобиля

Что такое сцепление? Это механизм трансмиссии, который предназначен для передачи крутящего момента от двигателя к коробке передач автомобиля, используя силу трения.

Основная функция сцепления — это кратковременное прерывание передачи крутящего момента от двигателя к коробке передач для переключения их в сторону увеличения или уменьшения.

Есть несколько видов сцепления. В основном они отличаются по количеству ведомых дисков. Они бывают: однодисковые, двухдисковые и многодисковые. Также сцепления различаются по типу рабочей среды. Они бывают сухими или мокрыми.

Также есть различия по типу привода сцепления — она либо механическая, либо гидравлическая. В современных автомобилях в основном используется однодисковые муфты сцепления с механическим или с гидравлическим приводом.

Для чего предназначена муфта сцепления

Так как муфта сцепления предназначена для прерывания передачи крутящего момента от двигателя к коробке передач, она и устанавливается между двигателем и коробкой передач автомобиля.

Муфта сцепления автомобиля считается одним из самых загруженных элементов трансмиссии. Муфта сцепления имеет четыре основные функции:

Из чего состоит муфта сцепления

Обычная муфта сцепления которой оборудуется большинство современных автомобилей с механической коробкой передач состоит из нескольких элементов:

Ведомый диск сцепления с двух сторон оборудован фрикционными накладками, его работа передавать крутящий момент, используя силу трения.

Корпус диска оборудован пружинным демпфером крутильных колебаний, который смягчает соединение с маховиком, при этом гася вибрации, возникающие при неравномерной работе двигателя внутреннего сгорания.

Диафрагменная пружина и нажимной диск воздействуют на ведомый диск сцепления, и соединены в один узел, получивший общее название «корзина сцепления».

В свою очередь ведомый диск сцепления располагается между корзиной и маховиком, и соединяется с первичным валом коробки посредством шлицев, вдоль которых и перемещается.

Таким же образом диафрагменная пружина корзины бывает двух типов: вытяжного типа или нажимного типа. Отличаются они по типу направления в которое передается усилие от привода сцепления.

Усилие может передаваться либо к маховику, либо от маховика. В муфтах сцепления, в которых используется пружина вытяжного действия, корзина сцепления намного тоньше чем те, в которых используются пружина нажимного действия. Муфты сцепления с пружинами вытяжного действия намного компактнее других.

Как работает муфта сцепления

Принцип действия муфты сцепления основан на том, что ведомый диск и маховик двигателя жестко соединяются за счёт силы трения от усилия создаваемого диафрагменной пружиной. Сцепление работает только в двух режимах либо она включена, либо выключена.

Большая часть времени проходит в режиме «включено». В это время крутящий момент от двигателя передается через маховик к ведомому диску, а от него посредством шлицевого соединения на коробку передач.

Чтобы выключить сцепление нужно нажать на педаль, соединённую с вилкой при помощи механического либо гидравлического привода.

Далее вилка будет перемещать выжимной подшипник, тот в свою очередь нажимая на концы лепестков диафрагменной пружины постепенно прекращает ее воздействие на нажимной диск, который в свою очередь высвобождает ведомый диск.

Таким образом происходит разъединение двигатели и трансмиссии.

При включении нужной передачи, педаль сцепления отпускается плавно, происходит обратное движение вилки сцепления.

Она высвобождает выжимной подшипник, который отпускает пружину и нажимной диск, который прижимает ведомый к маховику.

Теперь двигатель снова соединён с трансмиссией. Автомобиль может продолжать движение на повышенной либо пониженной передаче.

Муфта сцепления: уверенное управление сцеплением автомобиля

В сцеплении фрикционного типа прерывание потока крутящего момента при переключении передач реализовано разъединением нажимного и ведомого дисков. Отвод нажимного диска выполняется посредством муфты выключения сцепления. Все об этой детали, ее типах, конструкции и правильном выборе — читайте в статье.

Что такое муфта сцепления?

Муфта сцепления (муфта выключения сцепления, нажимная муфта) — узел фрикционного сцепления в трансмиссии с ручным управлением; компонент привода сцепления, обеспечивающий его выключение при переключении передач.

Муфта выключения сцепления выполняет две функции:

• Крепление и правильное позиционирование подшипника выключения сцепления (выжимного подшипника);
• Передача усилия от привода сцепления (от вилки выключения сцепления) на подшипник и далее на лепестки диафрагменной пружины/рычаги;
• Защита выжимного подшипника от механических воздействий и износа (предотвращает поломки и износ подшипника, возможные при прямом контакте с ним вилки).

Обратите внимание: термин «муфта сцепления» также используется по отношению к более крупному узлу — автомобильному сцеплению различных типов (как правило — к фрикционному одно- и двухдисковому). В данной статье рассматриваются именно муфты выключения сцепления.

Типы и конструкция муфт сцепления

Все муфты выключения сцепления имеют принципиально одинаковое устройство, отличаясь деталями. В общем случае это цельная цилиндрическая деталь, которую условно можно разбить на несколько частей:

• Посадочное отверстие — отверстие вдоль оси муфты для ее посадки на первичный вал коробки передач;
• Упорные поверхности — прямоугольные упорные площадки или штыри (два штуки) для соединения с вилкой выключения сцепления;
• Посадочное место подшипника выключения сцепления — расширенная часть в виде стакана или трубчатая часть для монтажа выжимного подшипника.

Муфта сцепления может изготавливаться из чугуна и стали, сегодня все более широкое применение находят и пластиковые детали. Муфты отличаются конструкцией упорных поверхностей под вилку (соответственно, и конструкцией совместимых вилок выключения сцепления) и способом монтажа выжимного подшипника.

По конструкции вилок и упорных поверхностей под них муфты выключения сцепления бывают:

• С плоскими площадками без фиксации вилки;
• С цилиндрическими штырьками;
• С различными системами для сочленения муфты с вилкой (посредством болтов или шплинтов).

Как правило, муфты с плоскими площадками не имеют соединения с вилкой выключения сцепления — она подводится к муфте только в момент переключения передач, обратный возврат муфты в этом случае осуществляется за счет упругости пружин корзины сцепления. Муфты со штырями или сочленением постоянно соединены с вилкой, поэтому они подводятся к корзине сцепления в момент переключения передачи, а затем принудительно отводятся от нее. Для защиты мест контакта с вилкой от интенсивного износа могут дополнительно использоваться контактные площадки из более твердых материалов.

По типу монтажа выжимного подшипника муфты бывают:

• С внутренней установкой подшипника — на муфте выполняется посадочное отверстие в виде стакана, в который вкладывается подшипник;
• С наружной установкой подшипника — на муфте выполняется трубчатая часть, на которую напрессовывается подшипник.

На муфтах могут использоваться упорные или радиально-упорные подшипники различной конструкции. Широкое применение нашли самоустанавливающиеся подшипники, способные лучше работать в условиях постоянно меняющихся осевых нагрузок.

Принцип работы и место муфты сцепления в трансмиссии автомобиля

Муфта выключения сцепления входит в состав фрикционного сцепления, она располагается на первичном валу КП с возможностью осевого перемещения вдоль него. Со стороны установки выжимного подшипника муфта прилегает к лепесткам диафрагменной пружины или рычагам нажимного диска сцепления. Муфта соединяется с вилкой выключения сцепления и может с ее помощью совершать осевые перемещения вдоль первичного вала КП.

При необходимости переключить передачу водитель нажимает на педаль сцепления, с помощью привода педаль воздействует на вилку — она смещается в сторону корзины сцепления и толкает соединенную с ней муфту. Муфта вместе с подшипником подходит к лепесткам диафрагмы или рычагам и толкает их — это приводит к отводу нажимного диска от ведомого и поток крутящего момента от двигателя на КП прерывается, можно безопасно переключить передачу. После включения нужной передачи водитель отпускает педаль сцепления, вилка под воздействием пружины возвращается в первоначальное положение, отводя или освобождая муфту сцепления. Пружины корзины сцепления освобождаются, нажимной диск снова прижимается в ведомому — поток крутящего момента от двигателя на КП восстанавливается.

В зависимости от конструкции, при выключенном сцеплении муфта с подшипником могут либо полностью отводиться от корзины сцепления, либо постоянно иметь контакт с лепестками диафрагменной пружины/рычагами. Однако в обоих случаях муфта находится в свободном положении (без прижима) и не оказывает влияния на работу сцепления.

Выбор и замена муфты сцепления

Муфта сцепления работает в условиях изменяющихся нагрузок, поэтому с течением времени она изнашивается и повреждается. Еще более риску поломок подвержены выжимные подшипники. При возникновении неисправностей эти детали не ремонтируют, а полностью меняют. Признаками неисправностей муфты являются проблемы с переключением передач — изменение хода педали сцепления, снижение или повышение сопротивления педали нажиму, недостаточное выключение сцепления, появление посторонних звуков при переключении передач и т.д. О поломке подшипника, как правило, дополнительно свидетельствует характерный шум при выключении сцепления.

При выборе новой муфты выключения сцепления необходимо ориентироваться на размеры и конфигурацию старой. Лучше всего покупать муфту того же типа и каталожного номера, что и старая. Однако в ряде случаев возможно применение аналогов, которые подходят по размерам, типу и расположению упорных площадок под вилку, посадочного места подшипника и посадочного размера под первичный вал КП. При установке муфты с другими размерами и конфигурацией сцепление будет работать некорректно, или вовсе перестанет выполнять свои функции. При верном выборе сцепление будет выключаться быстро и надежно, обеспечивая простое и безопасное переключение передач.

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.

Схема расположения диска сцепления, корзины и выжимного подшипника с муфтой выключения

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.

Схема работы диафрагменной пружины

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.

Двойное сцепление мокрого типа

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.

Схема двухмассового маховика

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.

Диск сцепления с керамическими фрикционными накладками

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

Видео

Устройство СЦЕПЛЕНИЯ (3D анимация)Скачать

Как работает многодисковое сцепление? (Анимация)Скачать

Как работает механика. Часть 2 - СинхронизаторСкачать

Как работает коробка передач ВАЗ 2110, приора, калина, гранта. типичные неисправности.Скачать

Как работает гидротрансформатор автоматической коробки передач?Скачать

Как работает синхронизаторСкачать

Механическая коробка переключения передач (МКПП). Как она работает? (Обновленная версия)Скачать

Как работает МКПП. Вся суть за 6 минутСкачать

Принцип работы сцепленияСкачать

Как работает сцепление? (Анимация)Скачать