Сцепление грузового автомобиля — принцип работы и устройство

Сцепление автомобиля — трансмиссионный узел для кратковременного отделения и подключения ДВС и КПП, а также передачи момента.

Особенность механизма грузовиков в том, что оно должно выдерживать большие нагрузки. Важно, чтобы оно гарантировало надежность в условиях чрезмерного износа и активного применения. Ниже разберемся с видами, конструкцией и основными дефектами данного механизма.

Что такое сцепление

Сцепление грузового автомобиля выполняет ряд важных функций. Оно гарантирует кратковременное отсоединение ДВС от колес, что дает возможность менять передачи или запускать силовой агрегат без нагрузки. Такая особенность принципиальна, так как для длительного разъединения предусмотрена «нейтралка».

Важно

Сцепление дает плавное соединение ДВС с колесами. Оно исключает резкие, ударные влияния на трансмиссию, которые бы не дали тронуться с места.

В некоторых моделях узел применяется для гашения колебаний силового агрегата. Он смягчает вибрации и предотвращает повреждения. Такая задача возлагается на демпферные пружины дисков или двухмассовый маховик.

Устройство сцепления автомобиля

Все, что видит водитель — педаль сцепления автомобиля, которая находится под левой ногой. По факту это сложный механизм, состоящий их группы элементов:

1. Маховик. Фиксируется на коленвалу ДВС и служит опорой для ведомого диска. Играет роль накопителя энергии, обеспечивая равномерность вращения.
2. Ведущий (нажимной) диск. Объединен с маховиком и вращается вместе с ним. Его задача — направлять вращение на ведомый элемент под давлением пружин.
3. Ведомый диск. Главный узел механизма, через который момент идет от ДВС к КПП. Комплектуется накладками-фрикционами для оптимизации сцепления с ведущим диском сцепления автомобиля.
4. Демпферные пружины. Встраиваются в ведомый диск для гашения крутильных колебаний мотора, снижения вибрации и ударных составляющих работы.
5. Корзина или нажимной механизм. Представляет собой корпус, где ставятся разные узлы: ведущий диск, пружины и элементы привода. Крепится на маховике.
6. Выжимной подшипник. Направляет давление от педали на нажимной механизм, при этом отделяя ведомый диск.

Привод сцепления автомобиля. Направляет усилие от педали к рассматриваемому узлу. Бывает нескольких видов и отличается конструкцией. Чаще всего встречаются механические (с тросиком), гидравлические или комбинированные варианты.

Принцип работы сцепления

Чтобы разобраться, как работает сцепление в автомобиле, достаточно понимать его конструкцию и назначение разных элементов. Сначала коленвал крутит маховик, который является частью узла. Ведомый диск между маховиком и нажимным дискомнаправляет вращение на КПП. Фрикционные накладки на ведомом диске гарантируют контакт, защищая от проскальзывания и потери энергии.

При нажатии на педаль усилие идет через приводной узел к выжимному подшипнику. Тотдействует на лепестки или пружины нажимного элемента. Происходит его разжимание и освобождение ведомый диска. В этот момент контакт между ДВС и КПП временно разрывается. Это дает возможность водителю переключить или запустить ДВС без нагрузки. После отпускания педали нажимной диск вновь прижимает ведомый к маховику. При этом восстанавливается прежний момент.

Плавность обеспечивается за счет демпферных пружин, встроенных в ведомый диск. Они гасят вращательные колебания, которые возникают из-за неравномерности работы мотора и снижают вибрации. Получается, что сцепление позволяет управлять передачей мощности, защищая механизмы авто от преждевременного износа.

Разновидности сцеплений

Особенности и принцип работы сцепления автомобиля в большинстве случаев идентичны. При этом конструкция и виды могут отличаться. Условно такие механизмы бывают сухими, в том числе 2-дисковыми, мокрыми или с 2-массовым маховиком. Рассмотрим каждый из вариантов подробно.

Сухое сцепление

Ставится в большинстве современных авто, включая грузовые машины. Здесь «сотрудничество» между ведущим и ведомым дисковыми элементами идет без применения масла или иной жидкости. Работа осуществляется в «сухом» состоянии.

Принцип базируется на трении между накладками-фрикционами ведомого диска, поверхностью маховика и нажимного узла. Когда педаль отпущена, пружины нажимного механизма прижимают диски. Как результат, создается трение для передачи момента. При нажатии на педаль ведомый диск освобождается от маховика, а связь между ДВС и КПП разрывается.

Плюсы узла:

• простота конструкции, что делает его надежным и экономичным в производстве;
• простота передачи момента, благодаря прямому трению без участия смазывающих жидкостей;
• удобство в эксплуатации и относительно низкая стоимость.

Сухой вариант имеет ряд ограничений. Он более подвержен перегреву при активной эксплуатации. Узел не любит частых переключений или трогания на подъеме. Это часто ведет к ускоренному износу фрикционных накладок и снижению ресурса.

Сухое двухдисковое сцепление

Представляет собой разновидность, где используются два ведомых диска. Конструкция применяется в грузовых автомобилях, тракторах и иной технике, работающей с высокими моментами. Главная особенность — работа без применения жидкостей для смазки фрикционных поверхностей. Это делает конструкцию проще, надежнее и менее требовательной к ТО.

Базовый принцип работы 2-дискового сцепления аналогичен однодисковому. Разница в том, что между маховиком и нажимным элементом стоит два ведомых диска. Они делятся промежуточной пластиной. Такая конструкция повышает площадь соприкосновения фрикционных поверхностей. Как результат,улучшается способность сцепления передавать больший момент без увеличения диаметра.

Плюсы:

• плавность передачи мощности, благодаря равномерному распределению нагрузки между двумя дисками;
• повышенная площадь контакта, что снижает риск проскальзывания и добавляет ресурс фрикционных накладок;
• простая конструкция и отсутствие необходимости в смазке упрощают ТО и снижает затраты.

У системы имеются и минусы. Она сложна в регулировке, а износ дисков и промежуточной пластины вызывают шумы и вибрации. При этом сухой 2-дисковый тип узла все равно считается популярным решением для грузовиков и спецтехники.

Мокрое сцепление

Здесь все фрикционные элементы работают в масляной среде. Конструкция широко применяется в транспорте, требующем высокой надежности и способности выдерживать большие нагрузки. В эту категорию входят мотоциклы, грузовики и с/х техника.

Здесь диски находятся в масляной ванне, выполняющей сразу несколько функций:

• охлаждение фрикционных поверхностей, предотвращая перегрев при высоких нагрузках и активном применении;
• уменьшение износа деталей;
• смягчение контакта между дисками, что способствует более плавной работе механизма.

Мокрое сцепление, как правило, используют в многодисковых конструкциях. Здесь несколько ведущих и ведомых дисков чередуются. При этом возрастает площадь сцепления. Появляется возможность передавать момент даже при компактных размерах механизма, что делаетего идеальным для применения в небольшой технике.

Главные плюсы узла — долговечность, стойкостьк перегреву и мягкость работы. Минусы — необходимость регулярной замены рабочей жидкости, сложность обслуживания и потери мощности из-за трения в масляной среде.

Сцепление двухмассового маховика

Узел создан для большей плавности трансмиссии и снижения вибраций ДВС.Особенность в том, что вместо традиционного цельного маховика используется 2-массовый маховик. Он состоит из двух частей, объединенных системой демпферных пружин.

Первая часть маховика соединена с коленвалом ДВС и принимает момент. Вторая —объединяется с коробкой передач. Между этими двумя частями расположены пружины, которые гасят резкие толчки и колебания. Такая конструкция позволяет улучшить комфорт при переключениии снизить нагрузку.

Данный тип механизма особенно востребовано в авто с мощными двигателями, ведь он надежен и обеспечивает достаточный момент. При этом узел сложнее и дороже в изготовлении. Он требует более внимательного ухода. Износ демпферных пружин или нарушение балансировки маховика ведут к вибрациям, шуму и необходимости дорогого ТО.

Возможные дефекты сцепления

Проблемы с данным механизмом грузовика возникают по разным причинам. Чаще всего они связаны с износом, ошибками применения, техническими поломками компонентов. Среди возможных неисправностей сцепления автомобиля стоит выделить такие:

• Проблемы с проскальзыванием. Сцепление не полностью соединяет мотор и КПП, что приводит к потере мощности и снижению эффективности. Часто вызвано износом фрикционных накладок, недостаточной затяжкой или утратой упругости пружин в нажимной корзине сцепления автомобиля.
• Поломки выжимного подшипника. Ведет к проблемам в работе. Возможны сбои в работе подшипника из-за износа или дефицита смазки. Результаты — шум, скрежет или даже поломка.
• Повреждения двухмассового маховика. В таких узлах сложности могут возникнуть из-за износа или поломки демпферных пружин. Ведет к появлению вибраций, шумов и ухудшению работы.
• Неисправности в гидросистеме. Возникают из-за утечек жидкости, износа цилиндров или недостаточного уровня жидкости. Часто ведет к трудностям при включении или отсутствию полного контакта.
• Невозможность включения или выключения муфты сцепления автомобиля. Нередко связно с ошибочной настройкой привода, износом деталей или повреждением выжима.
• Скрип или шум при работе. Нередко источники проблем — выжимной подшипник, износ фрикционных накладок, повреждение компонентов или загрязнение узла.
• Затруднение при переключении. Возникает, если сцепление не разъединяет полностью ДВС и КПП. Это может вызвать трудности при изменении скорости, ощущение «залипания» коробки или трудности при трогании с места.

Профилактика дефектов включает регулярное ТО и проверку уровня жидкости (для гидравлических систем). Ключевое значение имеет своевременная замена изношенных элементов и правильная эксплуатация авто.

Итог

Устройство сцепления грузовиков рассчитано на большие нагрузки, что требует прочности и износостойкости компонентов. По этой причине узел должен быть настроен так, чтобы обеспечивать передачу момента и защиту от резких нагрузок.

При изготовлении сцеплений для грузовиков ведется работа над повышением надежности, долговечности и комфорта. Узлы помогают снизить вибрации и колебания, характерные для мощных моторов. При этом конструкция таких элементов грузовиков сложнее, что требует соблюдения специфических правил эксплуатации и регулярного ТО.