Как работает сцепление?

Сцепление является одним из самых главных конструктивных составляющих трансмиссии автомобиля. Оно выполняет кратковременное отсоединение силового агрегата от трансмиссии и плавного их соединения друг с другом во время переключения передач. Расположен этот конструктивный элемент между коробкой передач и двигателем.

Как работает сцепление в автомобиле механической коробкой передач?

Сцепление. Механическая коробка работает в паре со сцеплением. Благодаря этому узлу можно временно разъединить мотор от трансмиссии, что позволяет производить безболезненное переключение передачи (ступени) не выключая обороты двигателя.

Блок сцепления необходим, так как через МКПП проходит значительный крутящий момент. Любая коробка передач традиционной конструкции имеет параллельно расположенные оси валов, на которых базируются шестерни. Общий корпус называется картером. Наиболее популярны трехвальные и двухвальные компанийки.

Трехвальный имеет три вала:

  • Первый является ведущим;
  • Второй – промежуточным;
  • Третий – ведомым;

Первый вал соединен со сцеплением, на его поверхности нарезаны шлицы, по которым перемещается ведомый диск сцепления. С этой оси вращение передается на промежуточную ось, жестко соединенную с шестерней первичного вала.

Ведомый вал механической коробки передач имеет специфическое расположение. Он соосен с ведущим и соединен с ним через подшипник, находящимся внутри первого вала. Это в свою очередь позволяет обеспечить их независимое вращение.

Блоки шестеренок с ведомой оси не имеют жесткой фиксации с ним, а также шестерни разграничены специальными муфтами-синхронизаторами. Последние как раз жестко сидят на ведомом валу, но способны перемещаться вдоль оси по шлицам.

Торцы муфт имеют зубчатые венцы, способные соединиться с такими же венцами, расположенными на торцах шестерен ведомого вала. Современное устройство коробки передач предполагает наличие таких синхронизаторов на всех передних передачах.

При переключении передачи в нейтральный режим происходит свободное вращение шестерен, а положение всех муфт – синхронизаторов является разомкнутым. Когда водитель выжмет сцепление и переключит рычаг на одну из ступеней, то в это время вилка в КПП перемещает муфту в зацепление со своей парой на торце шестерни. Так шестеренка жестко фиксируется с валом и не прокручивается на нем, а обеспечивает передачу вращения и усилия.

От ведомого вала осуществляется передача крутящего момента и оборотов на ведущие колеса через карданный вал (на заднем приводе) или через редуктор и ШРУСы (на переднем приводе). Когда синхронизатор цепляет напрямую ведущий и ведомый валы без участия шестеренок, то при этом коробка обеспечивает максимальный КПД. Для задней скорости установлена промежуточная «паразитная» шестерня, меняющая вращение на обратное.

Синхронизаторы. На современных механических коробках передач имеются синхронизаторы. Без них, чтобы окружные скорости шестерен сравнять, и обеспечить возможность переключения ступеней, водителям приходилось бы делать двойной выжим.

Но при этом стоит также отметить, что на коробки передач с большим числом передач (иногда до 18 ступеней), синхронизаторы не устанавливаются, что характерно для спецтехники. Просто технически это невозможно.

Работает синхронизатор следующим образом. При включении водителем передачи, муфта подается в сторону нужной шестеренки.  Во время перемещения усилие переходит на одно из блокировочных колец муфты. За счет разных скоростей между шестерней и муфтой конические поверхности зубьев взаимодействуют с помощью силы трения. Она поворачивает блокировочное кольцо на упор.

Зубья последнего устанавливаются против зубьев муфты, поэтому последующее смещение муфты становится невозможным. Муфта заходит без противодействия в зацепление с малым венцом на шестерне. Шестерня за счет такого соединения жестко блокируется с муфтой. Такой процесс осуществляется за доли секунды. Один синхронизатор обычно обеспечивает включение двух передач.

Процесс переключения передач. За переключение передач отвечает соответствующий механизм. На заднеприводных автомобилях, рычаг установлен непосредственно на корпусе МКПП. Весь механизм спрятан внутри корпуса агрегата, а ручка переключения непосредственно управляет им.

Автомобили с передним приводом могут быть оборудованы рычагом переключения в следующих местах:

  • напольно между водительским и передним пассажирским креслом;
  • на рулевой колонке;
  • в районе панели приборов;

Дистанционное управление коробкой для переднеприводных авто осуществляется при помощи тяг или кулис. У такой конструкции также есть свои особенности.

Как работает сцепление в автомобиле с автоматической коробкой передач?

В общем виде принцип действия современной АКПП заключается в передаче крутящего момента от коленчатого вала двигателя на механизмы трансмиссии. При этом происходит изменение передаточного соотношения в зависимости от положения селектора и акселератора и условий движения автомобиля.

Рассмотрим принцип работы АКПП подробнее:

  • Двигатель раскручивает маховик, на котором жестко закреплена ведущая турбина. Она вызывает вихреобразное движение эксплуатационной жидкости в картере, что за счет вязкости и трения приводит в действие ведомую турбину. Отсутствие жесткой механической связи обеспечивает возможность вращения их с разной частотой. При больших оборотах гидротрансформатор блокируется для снижения потерь энергии.
  • Усилие передается на первичный вал АКП, где через систему шестеренок происходит изменение передаточного числа. Фрикционные муфты позволяют задействовать нужные секции для обеспечения оптимального режима работы двигателя. Для снижения ударных нагрузок и рывков в машине применяются обгонные муфты, которые имеют свойство проскальзывать на обратном ходе.
  • Управление работой фрикционов осуществляется при помощи гидравлической системы, состоящей из кольцевого исполнительного цилиндра. Гидропривод сжимает определенный пакет из фрикционов, которые приводят в действие соединенную с ними секцию из шестеренок.
  • Давление масла в системе обеспечивает специальным гидронасосом. Управление гидроприводами осуществляется при помощи золотников, перемещение которых в современных коробках обеспечивается соленоидами. В классической АКП они имеют гидравлический привод. В таком варианте управлении осуществляется непосредственно акселератором и центробежным регулятором давления.

Переключение передач в современных АКПП осуществляется при помощи селектора или кнопок, смонтированных на спице рулевого колеса. Водитель выбирает режим работы коробки, в электронном блоке управления активируется соответствующая программа. Соленоиды открывают нужные клапаны, и происходит передача крутящего момента от двигателя к трансмиссии автомобиля. По мере необходимости подключаются ступени с оптимальным передаточным числом.

Как работает сцепление на мотоцикле?

Заведя байк на нейтрали, райдер «выжимает» сцепление и нажимает на рычаг КПП. Это заставляет механизм выбора передач включить первую передачу, сдвинув вилку, к которой подсоединен соответствующий соединительный механизм.

Отпускание сцепления приводит к передаче крутящего момента от двигателя через трансмиссию на заднее колесо.

По мере набора скорости, райдер сбрасывает газ, выжимает сцепление и поднимает рычаг КПП вверх.

Механизм выбора передач сдвигает механизм шестерни первой передачи в нейтральное положение, а затем замыкает механизм второй передачи. Сцепление отпускается, газ открывается, и набор скорости продолжается.

Аналогичный механизм срабатывает  при каждом последующем переключении «вверх» и в обратном порядке при переключении «вниз».

Как работает сцепление на скутере?

Как же получается так, что скутер плавно трогается с места? Очень просто. На оборотах двигателя, при которых скутер только начинает трогаться с места, сила С показанная стрелками на рисунке еще не велика, поэтому колодки проскальзывают (трутся) по диску 1, и он начинает вращаться, но еще с меньшей скоростью чем вал вариатора.

С увеличением оборотов, когда эта сила возрастает, проскальзывание плавно уменьшается и наступает момент, когда колодки 3 с накладками 5 прижимаются так сильно, что сцепляются жестко и обороты вторичного вала вариатора 2 беспрепятственно передаются редуктору 4 и становятся равными.

Заключение

Сцепления постоянно совершенствуются, как и другие узлы и системы автомобилей. Причем, каждый вид имеет как достоинства, так и недостатки. Главное, это иметь понятие о том виде сцепления, которое установлено на вашем автомобиле и правильно его эксплуатировать.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *