Как работает сцепление в машине и как его проверить?

Что такое сцепление?

Причина движения автомобиля в его двигателе, точнее, в крутящем моменте, который он вырабатывает. Сцепление же – это механизм трансмиссии, который отвечает за передачу этого момента от двигателя автомобиля к его колесам через коробку передач.

Сцепление вмонтировано в конструкцию машины между коробкой передач и мотором. Оно состоит из таких деталей, как:

• два ведущих диска – маховик и корзина сцепления;
• один ведомый диск – диск сцепления со шпицами;
• первичный вал с зубчатой шестерней;
• вторичный вал с зубчатой шестерней;
• выжимной подшипник;
• педаль сцепления.

Как работает сцепление в машине?

Ведущий диск – маховик – жестко вмонтирован в коленчатый вал двигателя. К маховику, в свою очередь, болтами прикручена корзина сцепления. Ведомый диск сцепления прижимается к поверхности маховика благодаря диафрагменной пружине, которой оснащена корзина сцепления.

Когда машина заведена, двигатель провоцирует вращательные движения коленчатого вала и, соответственно, маховика. Через подшипник в корзину сцепления, маховик и ведомый диск вставлен первичный вал коробки передач. Вращения не передаются от маховика к первичному валу напрямую. Для этого в конструкции сцепления существует ведомый диск, который вращается с валом на одной скорости и перемещается по нему вперед-назад.

Положение, в котором шестерни первичного и вторичного валов не входят между собой в зацепление называется нейтральным. В таком положении автомобиль может только катиться, если дорога имеет наклон, но не ехать. Как передать вращения на вторичны вал, который опосредовано приведет в движение колеса? Это можно осуществить с помощью педали сцепления и коробки передач.

С помощью педали водитель изменяет положение диска на валу. Это работает так: когда водитель нажимает на педаль сцепления, выжимной подшипник давит на диафрагму – и диски сцепления разжимаются. Первичный вал в этом случае останавливается. После этого водитель перемещает рычаг на коробке передач и включает скорость. В этот момент зубчатые шестерни первичного вала зацепляются с зубчатыми шестернями вторичного вала. Теперь водитель начинает плавно отпускать педаль сцепления, прижимая ведомый диск к маховику. А поскольку первичный вал соединен с ведомым диском, он тоже начинает вращаться. Благодаря зацеплению между зубчатыми шестеренками валов вращение передается на колеса. Таким способом двигатель соединяется с колесами, и автомобиль начинает движение. Когда машина уже на полном ходу, можно полностью отпустить сцепление. Если в таком положении добавить газ, поднимутся обороты двигателя, а вместе с ними и скорость автомобиля.

Однако сцепление необходимо не только для того, чтобы машина трогалась с места и разгонялась. Без него не обойтись и при торможении. Чтобы остановиться, нужно выжать сцепление и плавно нажать на педаль тормоза. После остановки – выключить передачу и отпустить сцепление. При этом в работе сцепления происходят процессы, обратные тем, которые происходили в начале движения.

Рабочая поверхность у маховика и корзины сцепления выполнена из металла, а у ведомого диска сцепления – из специального фрикционного материала. Именно этот материал обеспечивает пробуксовку диска и позволяет ему проскальзывать между маховиком и корзиной сцепления, когда водитель придерживает сцепление в начале движения. Именно благодаря пробуксовке дисков автомобиль плавно трогается с места.

Когда водитель резко бросает сцепление, корзина моментально сжимает ведомый диск, и мотор не успевает так быстро завести машину и начать движение. Поэтому двигатель глохнет. Такое часто случается с начинающими водителями, которые еще не прочувствовали положения педали сцепления. А у нее есть три основных положения:

• верхнее – когда водитель на нее не нажимает;
• нижнее – когда водитель полностью выжимает ее, и она упирается в пол;
• среднее – рабочее – когда водитель плавно отпускает педаль, и ведомый диск сцепления соприкасается с маховиком.

Если бросить сцепление на высоких оборотах, то машина начнет движение с пробуксовкой. А если удерживать его в полувыжатом положении, когда машина только начинает движение, и постепенно добавлять газ, то трение ведомого диска о металлическую поверхность маховика будет слишком интенсивной. В таком случае движения автомобиля сопровождаются неприятным запахом, и тогда говорят, что сцепление «горит». Это может привести к быстрому износу рабочих поверхностей.

Как выглядит и что из себя представляет сцепление?

Сцепление систематизируют по нескольким функциональным устройствам. По контакту пассивных и активных элементов различают такие категории узлов:

• Гидравлический.
• Электромагнитный.
• Фрикционный.

В гидравлическом варианте, работа выполняется за счёт потока специальной суспензии. Подобные муфты применяются в автоматических коробках скоростей.

1 – бачок гидравлического привода сцепления/главного тормозного цилиндра; 2 – шланг подачи жидкости; 3 – вакуумный усилитель тормозов; 4 – пылезащитный колпачок; 5 – кронштейн сервопривода тормоза; 6 – педаль сцепления; 7 – штуцер прокачки главного цилиндра сцепления; 8 – главный цилиндр сцепления; 9 – гайка крепления кронштейна главного цилиндра сцепления; 10 – муфта трубопровода; 11 – трубопровод; 12 – прокладка; 13 – опора; 14 – втулка; 15 – прокладка; 16 – штуцер прокачки рабочего цилиндра сцепления; 17 – рабочий цилиндр сцепления; 18 – гайки крепления кронштейна рабочего цилиндра; 19 – картер сцепления; 20 – муфта гибкого шланга; 21 – гибкий шланг

Электромагнитный. Для приведения в действие используется магнитный поток. Устанавливается на малогабаритных автомобилях.

Фрикционный или типичный. Передача импульса осуществляется за счёт силы трения. Самый ходовой тип для автомобилей с механической коробкой передач.

1.* Размеры для справок. 2. Момент затяжки болтов крепления картера 3. Привод выключения сцепления автомобиля должен обеспечить: 1. Перемещение муфты для выключения сцеплении 2. Осевое усилие на упорном кольце при не выключенном сцеплении 4. На виде А-А муфта и кожух коробки передач не показаны.

 По типу создания. В данной категории различают такие типы соединительной муфты:

• центробежные;
• частично центробежные;
• с основной пружиной;
• с периферийными спиралями.

По числу руководимых валов выделяют:

• Однодисковые. Самый распространённый тип.
• Двухдисковые. Устанавливаются на грузовом транспорте или автобусах солидной вместимости.
• Многодисковые. Используются в мототехнике.

По типу привода. По разряду привода сцепления классифицируют на:

• Механические. Предусматривают передачу импульса при нажиме на рычаг через трос на выжимную вилку.
• Гидравлические. Включают в состав главный и рабочий цилиндры сцепления, которые сопряжены трубкой повышенного давления. При натиске на педаль включается в работу шток ключевого цилиндра, на котором размещается поршень. Он в ответ давит на ходовую жидкость и создаёт пресс, который передаётся к основному цилиндру.

Существует и электромагнитный тип соединительной муфты, но сегодня он практически не используется в машиностроении ввиду дорогостоящего обслуживания.

Как проверить работу сцепления?

Проверка на 4 скорости. Для автомобилей с механической трансмиссией существует один простой метод, с помощью которого можно убедиться, что сцепление МКПП частично вышло из строя. Достаточно показаний штатных спидометра и тахометра автомобиля, расположенных на приборной панели.

Перед проверкой необходимо найти ровный участок дороги с гладким покрытием длиной около одного километра. По ней нужно будет проехаться на машине. Алгоритм проверки пробуксовки сцепления следующий:

• разогнаться на автомобиле до четвертой передачи и скорости около 60 км/ч;
• после этого прекратить разгон, убрать ногу с педали газа и дать машине сбавлять обороты;
• когда машина начнет «захлебываться», или приблизительно на скорости 40 км/ч резко дать газу;
• в момент разгона необходимо внимательно следить за показаниями спидометра и тахометра.

При исправном сцеплении стрелки двух указанных приборов будут двигаться вправо синхронно. То есть, с увеличением оборотов двигателя будет увеличиваться и скорость автомобиля, инерционность будет минимальна и обусловлена лишь техническими характеристиками двигателя (его мощностью и массой машины).

В случае, если диски сцепления значительно изношены, то в момент нажатия на педаль газа будет иметь место резкое увеличение оборотов двигателя и его мощности, которая, однако, не будет передаваться на колеса. Это означает, что скорость будет повышаться очень медленно. Это будет выражается в том, что стрелки спидометра и тахометра двигаются вправо не синхронно. Кроме этого, в момент резкого увеличения оборотов мотора из него будет слышен свист.

Проверка на ручном тормозе. Представленный метод проверки можно выполнять лишь в случае, если должным образом отрегулирован ручной (стояночный) тормоз. Он должен быть хорошо настроен и четко фиксировать задние колеса. Алгоритм проверки состояния сцепления будет следующим:

• установить машину на ручной тормоз;
• запустить двигатель;
• нажать педаль сцепления и включить третью или четвертую передачу;
• попытаться тронуться, то есть, нажать педаль газа и отпустить педаль сцепления.

Если при этом двигатель дернется и заглохнет — значит, со сцеплением все в порядке. Если же двигатель будет работать, то налицо износ дисков сцепления. Диски восстановлению не подлежат и необходима либо регулировка их положения либо полная замена всего комплекта.

Внешние признаки. Об исправности сцепления также косвенно можно судить и просто при движении автомобиля, в частности, в гору или под нагрузкой. Если сцепление пробуксовывает, то велика вероятность появления запаха гари в салоне, который будет исходит от корзины сцепления. Другой косвенный признак — потеря динамических характеристик машины при разгоне и/или при движении вгору.

Сцепление «ведет». Как указывалось выше, выражение «ведет» означает, что ведущий и ведомый диски сцепления не расходятся полностью при выжимании педали. Как правило, это сопровождается проблемами при включении/переключении передач в МКПП. Параллельно из коробки передач слышатся неприятные скрипящие звуки и скрежет. Проверка сцепления в данном случае будет выполняться по следующему алгоритму:

• запустить двигатель и дать ему работать на холостых оборотах;
• полностью выжать педаль сцепления;
• включить первую передачу.

Если рычаг включения передач без проблем устанавливается в соответствующее посадочное место, процедура не занимает много усилий и не сопровождается скрежетом — значит, сцепление не «ведет». В противном случае имеет место ситуация, когда диск не отцепляется от маховика, что приводит к описанным выше проблемам. Обратите внимание, что такая поломка может привести к полному выходу из строя не только сцепления, но и привести к неисправности коробки передач. Устранить описанную поломку можно прокачкой гидравлики либо регулировкой педали сцепления.