Автолюбителю

Легковые автомобили

Учебное пособие для средней школы

3.3. Сцепление

Устройство и работа сцепления. Сцепление служит для кратковременного разъединения двигателя и трансмиссии и плавного их соединения при трогании с места, а также переключении передач. Кроме того, сцепление предохраняет детали трансмиссии от перегрузок. При неравномерном вращении коленчатого вала двигателя в трансмиссии возникают колебания. Для их гашения в сцеплении имеется гаситель колебаний, или демпфер.

На легковых автомобилях устанавливают однодисковые сухие фрикционные сцепления. Схема такого сцепления изображена на рисунке 3.3. Ведущая часть сцепления состоит из маховика / двигателя, нажимного диска 2 и кожуха 3. Ведомая часть представляет собой ведомый диск 4 со ступицей 5 и фрикционными накладками 6. На ведомом диске укреплен гаситель колебаний 7. Сцепление имеет механизм выключения, оснащенный муфтой 8, подшипником 9 и пружиной 10. Во время включения сцепление пробуксовывает до тех пор, пока угловые скорости (частоты) вращения ведущих и ведомых частей не станут одинаковыми. Когда сцепление буксует, происходит изнашивание фрикционных накладок, на трущихся поверхностях выделяется большое количество тепла (при длительном буксовании температура поверхностей трения может превышать 300 °С). Причем при температуре 200 °С наблюдается резкое снижение коэффициента трения, сцепление начинает терять работоспособность, и для надежной его работы нужно позаботиться об отводе тепла от трущихся поверхностей.

Во фрикционных сцеплениях тепло поглощается массивным маховиком двигателя и нажимным диском, для отвода тепла предусматривается вентиляция сцепления и удаления из него продуктов износа. Уменьшить буксование можно, если при трогании с места включать сцепление при небольшой частоте вращения двигателя. При переключении передач также нежелательно иметь большую частоту вращения двигателя. Сцепление может пробуксовывать, когда не до конца отпущена педаль привода.

ЗАПОМНИТЕ, что нельзя долго держать ногу на педали сцепления, а также быстро отпускать ее, так как это вызывает резкое увеличение нагрузки на двигатель и трансмиссию (двигатель может заглохнуть).

Во время длительной эксплуатации автомобиля фрикционные накладки ведомого диска изнашиваются. Диск с накладками становится тоньше, и сила нажатия пружин, которые прижимают ведомый диск к маховику и нажимному диску, ослабевает. Уменьшение силы нажатия пружин приводит к тому, что сцепление не может передавать необходимый крутящий момент и начинает часто пробуксовывать. Чтобы этого не происходило, работу сцепления рассчитывают на передачу крутящего момента, в 1,5...2,0 раза превышающего максимальный момент двигателя. Такое увеличение передаваемого момента называется запасом по сцеплению. Однако излишний запас по сцеплению ухудшает плавность включения, а его уменьшение при длительной эксплуатации приводит к частому буксованию.

Для плавного включения сцеплениялспользуют упругие ведомые диски (например, разрезные), упругие элементы в механизме привода (диафраг-менные пружины), накладки из специальных фрикционных материалов, обеспечивающие плавное нарастание сил трения. Полное выключение сцепления принято называть чистотой выключения, она достигается необходимым отводом нажимного диска. Чистота выключения и полное включение в  эксплуатации  поддерживаются  регулировкой привода сцепления.

Конструкция любого сцепления, в том числе и фрикционного, должна обеспечивать: надежную передачу крутящего момента от двигателя к коробке передач, плавное включение и полное отключение, отвод тепла от трущихся поверхностей, минимальную массу и инерцию ведомых частей, предохранение трансмиссии от перегрузок.

На таблице IV цветной вклейки представлено сцепление переднеприводных автомобилей «BA3-2I08», -2109». Ведущими частями сцепления являются маховик 5 двигателя, нажимной диск 6 и кожух 7, а ведомыми — ведомый диск 3 со ступицей 11 и накладками 12. Ведомый диск снабжен гасителем колебаний 13 и установлен на шлицах ведущего вала 4 коробки передач. Механизм выключения сцепления состоит из рычага 10, вилки /, муфты 15 и нажимной центральной пружины 8. Кожух 7, нажимной диск 6 и центральная пружина 8 представляют собой неразборную конструкцию, которая крепится болтами к маховику 5. Чугунный нажимной диск 6 соединяется тремя парами упругих пластин 14 с кожухом сцепления. Для отвода тепла при работе сцепления на кольцевом выступе диска 6 имеются вентиляционные пазы.

Выключение и включение сцепления осуществляется вилкой 1, установленной в металлической и пластмассовой 9 втулках. При выключении сцепления рычаг 10 поворачивает вилку 1, которая перемещает муфту 15 с подшипником 2. Подшипник воздействует на лепестки нажимной пружины 8, которая прогибается в сторону маховика.  Наружный край пружины перестает давить на нажимной диск, ведомый диск отходит от маховика, и сцепление выключается.

Привод фрикционных дисковых сцеплений. На легковых автомобилях применяются механический (на автомобилях «ВАЗ-2108», -2109», «ЗАЗ-1102») и гидравлический (на автомобиле «ВАЗ-2121») приводы механизма выключения сцепления.

Вначале на автомобилях применяли только механический привод сцепления, который имел много недостатков: большое трение в шарнирах и тросах, низкий коэффициент полезного действия (КПД), ненадежная работа. Затем механический привод заменили на гидравлический. Гидропривод обладает высоким КПД, его трубопроводы легко размещаются на кузове автомобиля. Однако гидроприводу присущи и недостатки: необходимость удаления воздуха из трубопроводов и рабочих цилиндров, большая масса и сложная конструкция деталей привода. Когда в тросовом приводе применили антифрикционную трубку и резко снизили потери на трение, снова стали использовать такой привод на легковых автомобилях.

Тросовый механический привод сцепления автомобиля «ВАЗ-2108», -2109» представлен на рисунке 3.4. Педаль сцепления // связана с рычагом 12, который с помощью шарнира соединен с толкателем 13. На конце толкателя установлена предварительно сжатая пружина 14. Она уменьшает усилие на педали после выключения сцепления и обеспечивает ее возврат в исходное положение. При выключенном сцеплении ось шарнира рычага 12, к которому прикреплена пружина 14, перемещается относительно оси педали //. Если сцепление выключено, сила пружины уменьшается. Такие пружины называются сервопружинами. Трос 9 привода в оболочке 6, имеющий два наконечника, соединен с педалью // пластмассовой серьгой 10. Верхний наконечник 7 находится в резиновой втулке 8, а нижний 5 закреплен на кронштейне 2 двумя регулировочными гайками 4 с шайбами 3. На нижнем конце троса закреплен поводок /, который приводит в движение рычаг вилки выключения сцепления. В приводе предусмотрена регулировка хода педали.

Начиная с конца 1986 г. на автомобилях «ВАЗ-2108» и -2109» стали применять беззазорный привод, а сервопружины заменили обычными. В беззазорном приводе отсутствует зазор между муфтой 15 с подшипником выключения 2 и лепестками пружины 8 (см. табл. IV цв. вкл.). Такая конструкция привода позволила уменьшить полный ход педали и улучшить полноту выключения сцепления.

Гидравлический привод сцепления автомобилей «ВАЗ-2105», -2107» и -2121» (рис. 3.5) состоит из педали 3 с пружиной 2, главного 5 и рабочего 14 цилиндров. При выключении сцепления усилие от педали 3 через толкатель 4 главного цилиндра передается на поршни 6 и 7, которые вытесняют жидкость через трубопровод в рабочий цилиндр 14. Поршень 15 рабочего цилиндра с помощью штока // поворачивает на шаровой опоре 9 вилку 10 выключения сцепления. При отпускании педали 3 сервопружина / и пружина 2 возвращают привод в исходное состояние. Сервопружина / уменьшает усилие на педали при выключенном сцеплении

1. Общее устройство трансмиссии

2. Сцепление

3. Коробка передач

4. Раздаточная коробка

5. Карданная передача

6. Главная передача

7. Дифференциал и полуоси

8. Передний ведущий мост