Из всех элементов трансмиссии автомобиля, самым важным и сложным является конструкция сцепления. Основная задача этого узла заключается в возможности кратковременного плавного отсоединения и дальнейшего присоединения приводного усилия двигателя к трансмиссии.
Это необходимо при переключении передач. Дополнительно сцепление компенсирует нагрузку на элементы трансмиссии, препятствуя тем самым ее быстрому износу.
В зависимости от конструктивных особенностей автомобиля, сцепление может быть нескольких типов: электромагнитное, гидравлическое или фрикционное. Сцепление расположено непосредственно между коробкой передач и двигателем.
Сцепление автомобиля
Фрикционный тип сцепления позволяет передавать усилие крутящего момента за счет трения. Гидравлическое сцепление передает силу с помощью направленного движения жидкости. Электромагнитный тип сцепления обеспечивает передачу усилия с помощью электромагнитного поля.
Поверхность диска сцепления может быть сухой или мокрой. Сухое сцепление реализуется путем простого трения дисков между собой. Мокрое сцепление в свою очередь работает в жидкости.
В большинстве автомобилей используется сухое однодисковое сцепление. В конструкцию такого вида сцепления входит нажимной и ведомый диски, а также маховик, диафрагменная пружина, вилка, муфта и подшипник сцепления. Все из вышеперечисленных элементов сцепления расположены в картере, который закрепляется к двигателю при помощи болтов.
Конструкция однодискового сцепления
На коленчатом вале двигателя располагается маховик, который выполняет функцию ведущего диска сцепления. Чаще всего используется двухмассовый маховик, и он состоит из двух частей, закрепляемых между собой при помощи пружин. Первая часть маховика соединяется с коленвалом, вторая с ведомым диском. Такая конструкция позволяет обеспечить максимально гладкое движение без вибраций и рывков со стороны коленчатого вала.
Нажимной диск плотно прижимается к маховику и при выжатой педали сцепления освобождается от него. Соединение нажимного диска с корпусом обеспечивается посредством танценциальных пластинчатых пружин. Во время возвратного движения, они выполняют возвратную функцию.
Прижимающая сила нажимного диска определяется диафрагменной пружиной, которая передает ему нужное усилие. Она наружным диаметром опирается на крайние части нажимного диска. При этом ее внутренний диаметр выполнен с металлическими лепестками, изготовленными из упругого металла. На концы этих лепестков воздействует подшипник.
Ведомый диск установлен между нажимным диском и маховиком. Ступица диска конструктивно соединена с первичным валом коробки переключения передач при помощи шлицев. Плавность переключения передач достигается расположенными в ступице ведомого диска демпферными пружинами. Они эффективно гасят колебания, возникающие во время работы.
На поверхностях ведомого диска с каждой из сторон находятся фрикционные накладки, выполненные их стеклянных волокон, латунной и медной проволоки, запрессованные в материал из каучука и смолы. Благодаря такому составу, накладки могут выдержать высокую температуру – вплоть до 400°С. На спортивных моделях машин устанавливается сцепление, накладки которого выполнены их керамики. Они выдерживают температуру до 600°С.
Подшипник сцепления (выжимной) выполняет роль передаточного устройства. Он находится на оси вращения и оказывает воздействие на лепестки диафрагменной пружины. Перемещение подшипника с муфтой возможно благодаря работе вилки сцепления.
Двухдисковое сцепление
На грузовых автомобилях, а также на легковых моделях с двигателем большой мощности устанавливаются сцепление двухдисковое. Такой вид конструкции обеспечивает передачу большей силы крутящего момента. Ресурс двухдискового сцепления при этом достаточно большой. В нем применяются два ведомых диска, между которыми расположена специальная проставка. В итоге в диске имеются четыре поверхности соприкосновения (трения).
Когда водитель нажимает на сцепление, вилка перемещается и приводит в действие подшипник, который в свою очередь нажимает на лепестки пружин нажимного диска. Они прогибаются к маховику. Наружные края пружин отходят от нажимного диска. В этот момент крутящий момент от двигателя перестает передаваться.
Отпуская педаль сцепления, пружина возвращает контакт ведомого диска с маховиком.