Как работает механизм сцепления в автомобиле – подробное описание для чего оно нужно, устройство, принцип работы

Сцепление: зачем нужно и как работает?

Разбираясь в предназначении педали сцепления изначально нужно понять принцип работы этого важнейшего узла. Поскольку одним из основополагающих элементов ходовой части автомобиля считается агрегат, то благодаря ему становится возможным разъединение коленчатого вала с коробкой передач. Именно возможность выполнения этого действия на небольшом промежутке времени позволяет переключать автомобилистам передачи в ходе передвижения.

У большинства современных моделей авто сцепление однодисковое фрикционное. То есть такое устройство сцепления предполагает наличие основного элемента и привода. Узел сцепления, для более четкого его понимания, состоит из следующих элементов:

• Ведомый диск;
• Нажимной диск;
• Выжимной подшипник;
• Педаль.

Диск нажимного типа в быту достаточно часто называется корзинкой. Такая деталь напрямую соединяется с маховиком. Ведомый диск призван помочь сократить вероятность возгорания механизма, а выжимной подшипник – делает возможным функционирование вилки привода.

Ну и собственно сама педаль сцепления в устройстве предназначена для того, чтобы автомобилист смог управлять сцеплением. На автомобилях с коробкой типа «автомат» такая педаль не предусмотрена.

Как сцепление устроено

В самом общем виде его конструкция показана на приведенном рисунке

Не вдаваясь в подробности, надо отметить наличие таких узлов, как маховик (1), являющийся также частью двигателя, а также ведомого диска (2), корзины сцепления (3) и, конечно, привода, включающего в себя практически все остальные детали, в том числе педаль сцепления (11).

Здесь необходимо только сказать, что приведено достаточно укрупненное и упрощенное изложение конструкции, ни в коей мере, однако, не препятствующее пониманию его значения, роли этого механизма на машине.

Для правильного понимания конструкции необходимо уточнить, что привод, связывающий между собой педаль сцепления с самим механизмом, может по своему исполнению быть:

• гидравлическим, как показано на приведенном рисунке;
• механическим;
• пневматическим;
• электрическим и т.д.

Когда использовать сцепление?

Из уст автомобилистов очень часто можно услышать фразу относительно того, что педаль сцепления в авто считается самой легкой. Ведь она в отличие от педалей тормоза и газа, не отвечает ни за торможение, ни за ускорение авто. Однако такое утверждение в корне неверно. Поскольку именно педаль сцепления  позволяет опытным автомобилистам управлять транспортом максимально эффективно.

С помощью педали сцепления можно достичь максимальных показателей производительности, а также существенно увеличить срок службы транспортного средства. Однако при неправильном использовании элемента все это может перевернуться в противоположную сторону. То есть возможны даже серьезные неполадки с важнейшими узлами авто. Чтобы этого не произошло важно правильно пользоваться педалью сцепления.

При старте авто для предотвращения повреждения педали необходимо выдавить педаль сцепления и установить первую передачу. Коленвал и коробка должны соединиться ровно, без рывков. А чтобы перейти правильно от нейтральной передачи к первой нужно сделать следующее:

• Намного выжать педаль;
• Сделать паузу на несколько секунд;
• Отпустить педаль.

Не следует слишком сильно передерживать сцепление, иначе диск может преждевременно износится.

Подробнее о педали сцепления можно узнать в этом видеоматериале:

Для чего это нужно — разрывать передачу момента от двигателя

Все очень просто. В зависимости от условий движения на колеса подается различный крутящий момент. Его величину можно изменить с помощью КПП, выбирая нужную передачу. Однако, когда шестеренки в коробке находятся в зацеплении и крутятся, переключить передачу невозможно. Попытаться, конечно, можно, но итогом будет замена разрушенной КПП.

Чтобы избежать этого при любых режимах езды, а также в начале движения, в конструкции автомобиля применяется сцепление. В случае нажатия на него разрывается связь между КПП и двигателем, вследствие чего появляется возможность спокойно переключить передачу или тронуться с места.

Все признаки неисправности сцепления.

Внимание, все варианты приведены в порядке снижения их вероятности от наиболее вероятных к более редким.

При нажатии на педаль сцепления она, без усилия, проваливается, а на запущенном двигателе невозможно включить передачу.

Это самая честная неисправность. Происходит она при повреждении привода сцепления.

— порвался трос сцепления/повредился гидропривод (ремонтируется заменой и регулировкой).

— протерлась вилка сцепления и оделась на шарнир (ремонтируется заменой или наваркой и регулировкой).

Запах паленых накладок.

Это очень неприятный и специфический запах. Его невозможно ни с чем спутать.

Он возникает, как правило, при трогании с места, при попытке ускориться на большой скорости и при движении на подъем. Причина кроется в запредельном износе ведомого диска сцепления. Т.е. от его фрикционных накладок ничего не осталось. Выглядит это примерно вот так:

Если у вас автомобиль очень очень старый, или китайский, возможен вариант износа пружин в корзине сцепления, но я ни разу не встречал это на практике.

Ездить с этой неисправностью долго нельзя, так как при проскальзывании быстро изнашивается корзина и маховик.

Решение только одно — замена ведомого диска сцепления. Одновременно с этим, желательно заменить выжимной подшипник. Так как они служат примерно одинаково, стоит он не дорого, а его замена требует снятия коробки передач.

При движении на высоких передачах, при резком нажатии на педаль газа, скорость автомобиля не изменяется, а обороты двигателя возрастают.

Причины ровно те же что и в предыдущем случае — износ фрикционных накладок ведомого диска.

Просто при движении на скорости моторный отсек и днище отлично продуваются и запах почувствовать, возможно не всегда.

Иногда причиной такой неисправности сцепления бывает замасливание сцепления, но это бывает крайне редко.

При нажатии на педаль сцепления слышны посторонние шумы

Если педаль отпустить, акустическая обстановка приходит в норму. Характер звуков может быть разным и проявляться от характерного шелеста до прерывисто звучащего с разной интенсивностью скрежета.

Возможные причины:

• посыпался выжимной подшипник из-за наличия люфта или по причине отсутствия смазки;
• пришли в негодность лепестки корзины или демпферные пружины;
• износился подшипник ведомого вала на коробке.

Вибрации при трогании с места и/или при переключении скоростей.

Как правило, причина вибрации кроется в ведомом диске сцепления. Обычно у него ломаются или изнашиваются демпферные пружины:

Или частично разрушаются фрикционные накладки:

Бывает, что трескается сама корзина сцепления:

Если автомобиль оборудован двухмассовым маховиком, проблема может быть и с ним.

Самый маловероятный вариант — неверно настроены лапки выжима сцепления. Вероятность этого крайне низкая, так как лапчатые корзины сцепления не устанавливают на автомобили уже лет 25-30 (исключение УАЗ).

Точно определить неисправность поможет только снятие коробки передач и разборка сцепления.

Передачи переключаются с большим усилием, при их переключении слышен скрежет.

Эти симптомы говорят о неполном выключении сцепления. Т.е. диски сцепления разводятся не до конца, и ведомый диск продолжает вращаться.

Причиной этому может быть:

• воздух в гидроприводе сцепления (необходимо прокачать систему и устранить причины попадания воздуха).
• деформация или запредельный износ вилки сцепления (устранить можно только заменой, править вилку бесполезно).
• неверная регулировка сцепления ( отрегулировать в соответствии с инструкцией).
• выплавление выжимного подшипника из пластикового кожуха, особенно часто с этим сталкиваются владельцы Шевроле нивы. ( Решение проблемы — замена выжимного подшипника).

Почему буксует сцепление

Для начала кратко опишем принцип работы сцепления. При нажатии на педаль происходит передача момента движения на вилку и через неё – на сам выжимной подшипник. Он в свою очередь давит на лепестки пружины, раздвигая прижимной и ведомый диски. Последний выходит из зацепления с маховиком, и первичный вал коробки остаётся без крутящего момента.

Когда говорят, что ведёт сцепление автомобиля, это значит, что полное включение его не происходит. То есть нажатие педали не приводит к полному отсоединению вала коробки от маховика мотора.

Рассмотрим основные причины этого состояния:

• не отрегулирован привод. Это означает, что даже полного, до упора, нажатия педали недостаточно для полного отсоединения коленвала от фрикционной накладки. Обычно подобная неприятность появляется после выполнения ремонтных работ;
• деформация ведомого диска. Изменение его геометрии становится причиной того, что фрикционная накладка после отсоединения прижимного диска на деформированном участке продолжает соприкасаться с маховиком. Если при этом происходит сильное торцевое биение, деформированный диск подлежит замене. Признаком такой неисправности является появление вибрации во время трогания автомобиля;
• ослабление лепестков диафрагменной пружины. Последствия те же, что при недостаточном ходе педали – нажимной диск отсоединяется от ведомого не полностью. Лепестки могут сломаться, с такими же последствиями. Обычно такое происходит из-за заводского брака, а также по причине неправильной регулировки привода. Основная причина ослабления лепестков – естественная: усталость металла;
• сцепление может буксовать по причине неисправности гидравлики. Это может быть разгерметизация системы, когда утечка тормозной жидкости спровоцировала падение давления в системе и невозможность выключить сцепление полностью. Не исключена также поломка рабочего цилиндра, из-за чего коленвал остаётся в частичном зацеплении с первичным валом коробки;
• потеря подвижности тросового привода. Металлический тросик со временем растрёпывается, увеличиваясь в сечении на отдельных участках. Это приводит к его заклиниванию, хотя водителю кажется, что педаль выжата полностью. В этом случае сцепление также будет пробуксовывать;
• ведомый диск также может утратить подвижность. Происходит это из-за высыхания смазки, при попадании на рабочую поверхность пыли и грязи, а также по причине неравномерного износа шлицов. В таких случаях при нажатой педали между нажимным диском и маховиком зазор, необходимый для их разъединения, не достигается;
• еще одно причиной того, что сцепление ведёт, может быть деформация маховика. Когда появляется его искривление в радиальной плоскости или значимые задиры, полного отсоединения маховика от фрикциона тоже не будет. Поскольку маховик – деталь массивная, при его искривлении обычно наблюдается вибрация, особенно в момент трогания с места;
• возможно также изгибание вилки, ответственной за передвижение выжимного подшипника. В этом случае ход штока соответствующим образом уменьшается с соответствующими последствиями.

Схематическое изображение системы сцепления в автомобиле

Причины пробуксовки и способы их устранения

Не во всех случаях обязательно придется покупать полностью новое сцепление. Я уже как-то раз по неопытности поменял узел, который оказался практически полностью исправным. На деле нужно было просто поменять один недорогой компонент. Но порой приходится учиться и на своих ошибках.

Из всего изученного я понял, что ключевую роль здесь играет определение причины пробуксовки сцепы. От этого напрямую зависят ваши дальнейшие действия.

• Износились фрикционы. Ваши действия зависят от степени износа. Когда расстояние между используемыми рабочими элементами меньше, нежели 0,2 мм, можно просто отрегулировать свободный ход педали. При сильном износе меняется ведомый диск и накладки;
• На накладках появилось масло. Масло на фрикционных накладках может появляться из-за определенных проблем в дренаже маховика или избыточного количества смазки в коробке. Масло следует удалить и высушить поверхность. Хорошо подойдет керосин. После очистки пройдитесь мелкой наждачкой;
• Нарушение целостности резиновых компонентов гидропривода. Когда они разбухают, сцепа очень часто начинает буксовать. Тут придется снять оба цилиндра (рабочий и главный), спиртовой жидкостью выполнить промывку, заменить резиновые элементы и выполнить очистку компенсаторных отверстий. Не забудьте прокачать сцепление и сами тормоза;
• Потеря эластичности у нажимных пружинок. Такая проблема проявляется на старых автомашинах, которые эксплуатируются свыше 10 лет. Эластичность снижается постепенно, из-за чего падает необходимый уровень давления на ведомый диск. Как итог, сцепа буксует. Проверка проводится путем демонтажа диска сцепления. Если эластичность упала, их придется заменить.

Есть случаи, когда менять отдельные компоненты или пытаться восстановить их работоспособность бессмысленно. Износ или повреждения настолько серьезные, что ремонт даст кратковременный эффект. Тут более правильным решением станет полная замена сцепления.

Почему неисправность сцепления автомобиля возникает раньше срока

Срок службы данного узла достаточно большой и составляет 100-150 тысяч км пробега в зависимости от марки автомобиля и условий его эксплуатации. Сократить этот ресурс могут несколько факторов:

• агрессивная манера вождения (резкие нажатия и грубые отпускания педали ведут к быстрому износу фрикционных накладок);
• эксплуатация машины в максимально нагруженном состоянии (обычно это касается коммерческого транспорта для перевозки грузов);
• несоблюдение требований по буксировке других автомобилей (при значительно большей массе буксируемого транспортного средства можно сжечь сцепление, что проявляется в характерном запахе гари — сигнал неисправности для немедленной остановки);

• педаль сцепления используется слишком часто и без особой необходимости (например, долгое время удерживается в наполовину нажатом состоянии).

Что делать, если критичная неисправность сцепления автомобиля застала вас в дороге

Рассмотрим два варианта выхода из этой ситуации.

Первый вариант заключается в следующем. Если сцепление полностью вышло из строя, следует найти ближайшее СТО и попробовать до него доехать с соблюдением всех требований безопасности. Для включения передачи переведите рычаг в нейтральное положение и отпустите педаль акселератора. При западании рычага освободите его, слегка нажав на педаль газа.

В случае невозможности самостоятельного ремонта неисправности можно добраться до ближайшей станции техобслуживания, используя второй способ. В первую очередь заглушите мотор и включите первую скорость. Затем на скорости попробуйте запустить двигатель, покрутив стартером. Машина сначала будет двигаться рывками до тех пор, пока частота оборотов мотора не выровняется в соответствии с включенной передачей. Не стоит этого бояться, в конце концов, автомобиль начнет плавное движение.

Следует учитывать при этом, что двигатель автомобиля достаточно холодный и может заглохнуть в любой момент. Поэтому мотор следует предварительно прогреть. Процедура переключения передачи с первой на вторую выглядит так. При достижении подходящей скорости педаль газа отпускается, рычаг переводится в нейтральное положение, и затем осторожно и без спешки включается вторая скорость.

В заключение перечислим некоторые советы, которые позволят свести к минимуму поломки и неисправности сцепления автомобиля, а также увеличить ресурс этого узла.

• Эксплуатируйте автомобиль аккуратно.
• Начинайте движение плавно и без пробуксовок.
• Периодически оценивайте состояние элементов сцепления.
• Ремонтируйте и регулируйте механизм только по мере необходимости, привлекая для этого опытных специалистов.
• Приобретайте исключительно оригинальные и качественные запчасти, регулярно проводите техническое обслуживание вашего автомобиля в специализированных автосервисах.

Плановая замена элементов сцепления при условии его надлежащей эксплуатации на отечественном автомобиле производится через каждые 50-70 тысяч км пробега. У иномарок этот интервал больше на 30-40 тысяч км также при условии отсутствия неисправностей.

Установка диска сцепления: на что обратить внимание

Начнем с того, что благодаря сцеплению автомобиль получает возможность плавно трогаться, передачи переключаются мягко, что способствует нормальной работе всех элементов трансмиссии и самого ДВС с сохранением ресурса узлов и агрегатов.

С учетом того, что  нагрузки на сцепление высокие, срок службы самого сцепления, в среднем, составляет около 100 тыс.км. На его износ указывает потеря тяги, пробуксовки сцепления, неполное выключение сцепления, трудности при переключении передач, педаль сцепления может стать мягкой или, наоборот, слишком тугой и т.д.

Итак, при замене диска сцепления или всего узла в сборе не все знают, какой стороной поставить диск сцепления. При этом важно понимать, что неправильная установка указанного диска приведет к тому, что потребуется повторная разборка, а также возможно быстрое появление различных неисправностей и сбоев в его работе.

Как правило, замена диска выполняется вместе с заменой корзины сцепления, однако в отдельных случаях меняется только диск. Идем далее. Применительно ко многим авто, есть два способа заменить сцепление:

• замена сцепления со снятием КПП;
• замена сцепления без снятия коробки;

Не удивительно, что именно второй метод является более удобным. При этом для авто с задним приводом замена выполняется легче. На переднеприводной машине менять сцепление сложнее, однако также возможно выполнить замену своими руками. Давайте остановимся на основных этапах.

• Для реализации задачи потребуется наличие подъемника, эстакады или ямы. Перед снятием сцепления необходимо под колеса автомобиля поставить противооткатные упоры.
• Прежде всего, нужно отсоединить кардан от КПП и рабочий цилиндр. Далее потребуется отключить концевики проводки выключателя огней заднего хода;
• После накидным ключом понадобится открутить крепежные болты, которые фиксируют подушку КПП. Теперь подушку нужно снять;
• Далее нужно отодвинуть коробку от мотора на максимально возможное расстояние (чтобы переключатель упирался в днище); Трансмиссия фактически ляжет на входящий патрубок системы выхлопа. По этой причине заднюю часть коробки  нужно дополнительно поддерживать подпором или домкратом;
• Далее, отводя маховик, потребуется открутить 6 крепежных болтов на корзине сцепления.  Для  того, чтобы получить доступ к фиксирующим элементам, нужно периодически проворачивать коленвал;
• Затем в появившийся паз и посредством смещения корзины сцепления снимается сам диск. Чтобы снять корзину, нужно сдвинуть ее по направлению к ДВС. На последнем этапе потребуется снять вилку и выжимной подшипник;
• Замена сцепления выполняется в обратном порядке. При этом предварительно в отверстие подшипника первичного вала коробки передач наносится специальная смазка, а также площадь трения и касания прижимного диска протирается ветошью.

Что касается установки диска сцепления, ставить его нужно выступающей частью, обращенной к корзине. Кстати, на кожух и маховик заранее наносятся метки, которые далее нужно совместить, что позволяет избежать нарушений  балансировки.

Также во время выполнения работ нужно отцентровать ведомый диск относительно  оси коленчатого вала. Чтобы реализовать задачу, нужно использовать правило, которое  является имитацией шлицевой части первичного вала. Правило после монтажа должно с легкостью выниматься.

Сами болты крепления нужно затягивать с равным усилием попеременно, чтобы не допустить сдвигания кожуха. Обратите внимание, на боковой стороне кожух имеет равномерно выполненные выемки (по форме напоминает прямоугольник).

В указанные выемки плотно входят 3 ступицы нажимного диска. Данное конструктивное решение  является гарантией эффективной передачи крутящего момента на диск одновременно с возможностью его смещения относительно оси при включении сцепления.

Между нажимным диском и кожухом имеется 18 пружин, которые размещены попарно. Пружины имеют  витки, которые выполнены в разные стороны. Это позволяет исключить риски возможного заклинивания. Также чтобы рабочий диск не перекосился и одновременно было достигнуто подходящее усилие, установленные пружины должны быть из одной группы.

От избыточного нагрева во время  пробуксовки сцепления пружины защищены шайбами, которые выполнены  из прессованного асбестового материала, который отличается жаропрочностью и способностью отводить тепло.

Еще на концах хвостовых вилок имеются сферические гайки с коническими пружинами. Такое решение способно обеспечить определенное качение элемента, которое нужно для того, чтобы нивелировать расстояние между осями в момент отвода диска.

Полезные советы и рекомендации

В процессе замены всего сцепления или только диска сцепления  рекомендуется наносить на рабочую поверхность корзины  маленькие точки клея типа «клей — момент». Затем диск нужно положить на корзину (положение пружинами от себя), после чего  аккуратно выровнять по краям. Нанесение клея позволяет добиться фиксации деталей, что исключает их случайное смещение в процессе установки.