Как устроено и работает двухдисковое сцепление кратко

Обновлено: 07.07.2024

Победа в гонке не всегда зависит от того, насколько у вас мощный двигатель, насколько вы удачливы или умелые, ловкие или смелые. Победа в спортивном соревновании или светофорной гонке всецело подчинена единству и гармонии гонщика с его автомобилем. Ни один узел или агрегат не сможет нормально функционировать, если плоды его усилий сводятся на нет другим узлом. Например, вы можете иметь сумасшедший двигатель, но результат будет слабый, если коробка медленная или охлаждение будет никудышное.

Описывать, что такое сцепление и зачем оно необходимо не буду. Скажу только, что сцепление бывает разным: сухим, мокрым, однодисковым, двухдисковым и многодисковым и тд. Все зависит от автомобиля, на который оно ставится и задач, которые выполняет данный автомобиль.

Большинство современных автомобилей оснащены фрикционным (сухим) однодисковым сцеплением и его им вполне достаточно. Грузовики и специальная техника оснащены двухдисковым, но такой вид сцепления устанавливают и на спортивные авто. Объясню. Подобный вид сцепления предназначен для мощных моторов, крутящий момент, которых способен нанести вред обычному сцеплению и всей трансмиссии.

Принцип действия двухдискового сцепления

Так же как и у однодискового сцепления, двухдисковое передает крутящий момент от маховика к коробке. Отличается, только тем что двухдисковое способно передать больший крутящий момент, а так же имеет гораздо больший ресурс по сравнению с однодисковым. Отличительная особенность в конструкциях — это количество ведомых дисков и наличие между ними проставки.

Устройство двухдискового сцепления

Два ведомых диска;
Рычаги и вилки рычагов;
Выжимной подшипник и выжимные пружины;
Нажимной и промежуточные диски;
Кожух и нажимные пружины.

Двухдисковое сцепление на спортивных авто

Не стоит путать равномерное схватывание с плавным. Это две большие разницы. Про плавный подхват можно забыть, он возникнет, только когда водитель окончательно приноровится и то оно не будет плавным, а лишь станет комфортнее. Особенно, если брать в учет, что двухдисковое сцепление устанавливается в совокупности с облегченным маховиком.

Существует одна особенность. Из-за легкого веса тюнингованный спортивный маховик успевает замедляться и при медленном переключении машина кивает, как в случае с забитыми песком форсунками. Во избежание кивков, необходимо быстро переключать передачи и поездка от этого получается дерганной. Но ведь мы не на прогулку собираемся. В совокупности всех факторов и переработанных узлов комфортной ездой на заряженном автомобиле назвать нельзя.

Также стоит обратить внимание на то, что благодаря облегченному маховику на холостых оборотах и при разгоне до в диапазоне до 1500 оборотов возникает посторонние шумы и потрескивания. Это тарахтит трансмиссия, но этого не стоит опасаться, все в порядке. Даже на драг и дрифт корчах такое присутствует и пропадает при разгоне свыше 1500 об.

Эффект от двухдискового сцепления

Схватывание происходит гораздо жестче, что требует определенной привычки. При высоких оборотах отсутствует прокручивание диска и крутящий момент в полной мере передается на трансмиссию. Однако все это хорошо начинает работать при правильной балансировке крутящих элементов. По хорошему при замене сцепления и маховика необходимо сделать балансировку. Зачем?

Балансировка маховика и сцепления

Множество неприятностей можно избежать при хорошо сбалансированном маховике и сцеплении. Например можно избавится от вибрации, уменьшить расход топлива и продлить срок службы двигателя. Каким образом?
Вообще, по хорошему необходимо, также, балансировать коленвал. Но если мы его не снимали, а свапнули двигатель (поставили более мощный), то балансировка не потребуется. Но вернемся к маховику и сцеплению. Изначально, на заводе, при условии идеально выполненного литья и сборки маховика и сцепления не исключены, а порой и даже обязательны неравномерные распределения массы. Проще говоря, плотность материала из которого изготовлено изделие, в некоторых местах разное. В связи с этим, при инерции вращения, возникает дисбаланс, точно так же как и на колесах. Последствия дисбаланса коле многим известна. А вот о дисбалансе сцепления и маховика не многие знают.

Прежде всего необходимо отбалансировать маховик, потом сцепление, потом в сборе. Проще всего отвезти в специализированные мастерские и получить пригодные детали для установки. Однако, вполне можно справится с этим в домашних условиях. Для этого необходимо разместить маховик в свободном вывешивании, чтобы определить место дисбаланса. Это просто, когда маховик свободно висит, то самая тяжелая его часть оказывается снизу. Далее устраняем лишний металл с помощью высверливания. Таким же образом проверяем дисбаланс в сборе и уже разницу исправляем дополнительными грузами. Конечно, гаражная балансировка не панацея от всех бед, но это гораздо лучше, что ее отсутствие. А с учетом, более жесткого спортивного сцепления и мощного двигателя это особенно актуально.

Основные сведения. Функции сцепления

Работа сцепления основывается на воздействии силы трения скольжения (муфты фрикционной). Вместе с передачей крутящего момента, она обеспечивает плавное переключение скоростей, гашение крутильных колебаний, кратковременное отсоединение трансмиссии от маховика двигателя. Сцеплением компенсируются вибрации и нагрузки от неравномерности работы мотора, снижается их негативное влияние на различные элементы двигателя и трансмиссии.

Сцепление кратковременно разобщает коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания с силовой передачей машины. Это нужно для плавного переключения шестерёнок в коробке передач и для торможения автомобиля, вплоть до его полной остановки. Также сцепление предоставляет возможность плавно, без рывка, тронуться с места.

Эквивалентом сцепления на тракторах и бронетехнике являются фрикционы.

Было изобретено много разнообразных типов сцепления, однако самыми массовыми стали механизмы, основанные на одном или нескольких фрикционных дисках, которые пружинами плотно сжаты друг с другом или с маховиком.

Фрикционный материал, из которого состоят накладки на диски сцепления, аналогичен используемому в тормозных колодках. Ранее для его производства использовался асбест, а в последнее годы применяется без асбестовый материал.

Муфту сцепления устанавливают между двигателем внутреннего сгорания и коробкой переключения передач, и это один из наиболее загруженных элементов трансмиссии.

Виды сцепления (классификация)

Принцип действия сцепления сухого типа основан на силе трения, которая возникает при взаимодействии сухих поверхностей: ведущего, ведомого и нажимного дисков. Эта сила создаёт жесткую связь двигателя с коробкой переключения передач.

Самым распространённым видом сцепления является сухое однодисковое. Оно используется на основной массе автомобилей с механической коробкой переключения передач. Сцепление мокрого типа создаёт работу трущихся поверхностей в масляной ванне и обеспечивает более плавное соприкосновения дисков; охлаждение за счёт циркуляции жидкости и передачу бо́льшего крутящего момента на трансмиссию. Сцепление мокрого типа применяется на современных роботизированных коробках переключения передач и является более дорогим и сложным в производстве, чем сцепление сухого типа.

В целом, классификация сцепления включает в себя следующие его типы:

по способу управления — с механическим, гидравлическим, электрическим или комбинированным приводом (к примеру, гидромеханическим);
по виду трения – сухое (когда фрикционные накладки работают в воздушной среде) и мокрое (работающее в масляной ванне);
по режиму включения – постоянно либо не постоянно замкнутое;
по количеству ведомых дисков – одно-, двух- или многодисковое;
по типу и расположению нажимных пружин – несколько цилиндрических пружин размещены по периферии нажимного диска и с центральной диафрагменной пружиной.
по числу потоков передач крутящего момента – одно- либо двухпоточные.

Принцип действия

Плавность включения / выключения скоростей обеспечивает проскальзывание постоянно вращающегося ведущего диска (который присоединён к коленвалу ДВС), относительно диска ведомого, который соединён через шлиц с коробкой переключения передач.

Мускульное усилие, прилагаемое водителем на педаль сцепления, передаётся на механизм механически (при помощи рычажного или тросового механизма), либо посредством гидравлического привода.

Педаль соединена с вилкой сцепления, перемещающей выжимной подшипник, который, надавливая на концы лепестков диафрагменной пружины, прекращает её давление на нажимной диск, а он, в свою очередь, освобождает ведомый. В этот время двигатель отсоединяется от трансмиссии.

Включив нужную передачу КПП, водитель отпускает педаль сцепления, и вилка от этого перестаёт воздействовать на выжимной подшипник, а тот – на пружину. Нажимной диск прижимает ведомый к маховику, и двигатель оказывается снова соединённым с трансмиссией.

Проще говоря, когда происходит выжимание педали сцепления, диски сцепления разводятся, в результате чего между ними остаётся свободное пространство. Это выключение сцепления. А при отпускании педали диски ведущий и ведомый плотно сжимаются друг с другом. Это включение сцепления.

Когда сцепление включено, крутящий момент передаётся от коленвала на маховик, после чего – на кожух сцепления и, через пластинчатые пружины, на ведущий (нажимной) диск. От маховика и ведущего нажимного диска, при помощи силы трения, крутящий момент передаётся на зажатый ими диск ведомый, чья ступица снабжена шлицевым соединением с ведущим валом коробки переключения передач.

Если при включении сцепления резко отпустить педаль, то ведомый диск также резко, и с силой, прижмётся к ведущему (к маховику), затормозив его до такой степени, что мотор остановится (заглохнет) – т.е., сцепление сработает как тормозной механизм. Вот почему педаль сцепления после начала начала зацепления дисков необходимо отпускать плавно и постепенно. Насколько плавно и постепенно – зависит от конструкции привода сцепления.

Устройство сцепления

Основными элементами муфты сцепления, в стандартном её варианте, применяемом на большинстве автомобилей с механической КПП, являются: диски ведущий и ведомый; корзина сцепления – диск нажимной; выжимной подшипник сцепления; муфта выключения сцепления; вилка сцепления; привод сцепления.

На ведомый диск сцепления с обеих сторон нанесены фрикционные накладки (приклёпаны либо приклеены). Его функцией является передача крутящего момента за счёт силы трения. Пружинный демпфер крутильных колебаний, который встроен непосредственно в корпус диска, смягчает процесс соединения с маховиком, гася вибрационные нагрузки и неравномерности работы мотора.

Центральная часть диска сцепления – ступица – снабжена шлицевым соединением и может перемещаться по первичному валу коробки переключения передач. Ступица соединена с диском подвижным образом, через демпферные пружины и фрикционные шайбы гасителя крутильных колебаний, которые и служат для выравнивания колебаний крутящего момента. Эти колебания неизбежно возникают от переменных нагрузок и инерции массы, при передаче крутящего момента от двигателя к ведущим колёсам и обратно.

Корзина сцепления – это единый узел, в который входят нажимной диск и диафрагменная пружина, воздействующие на диск ведомый. Ведомый диск сцепления располагается между корзиной и маховиком. Он соединён с первичным валом коробки передач посредством шлицев, по которым может перемещаться. Диафрагменная пружина в корзине сцепления бывает или нажимного, либо вытяжного принципа действия. Отличие заключается в том направлении, которое прилагается усилием от привода сцепления: к маховику, или от него.

Все детали сцепления закрываются кожухом корзины сцепления. Он приворачивается к маховику болтами; оси выжимных рычагов через проушины прикрепляются к кожуху.

Из-за особенности конструкции пружины вытяжного действия, можно применять такую корзину, толщина которой значительно меньше. Что делает данный узел исключительно компактным.

В составе сухого двухдискового сцепления имеются два ведомых диска, между которыми установлена промежуточная проставка. Для выключения сцепления водитель выжимает педаль, и это усилие через систему тяг и рычагов передаётся на вилку. Рычаги и пальцы отводят назад ведущий нажимной диск. В ходе этого пружины, сжимаясь, высвобождают ведомый диск. По обеим сторонам этого диска образуются зазоры, которые прерывают передачу через него крутящего момента.

В сцеплении сухом двухдисковом для формирования необходимых зазоров между дисками ведущими и ведомыми в выключенном состоянии предусмотрены отжимные пружины и регулировочный болт промежуточного диска. Когда педаль плавно отпускается, нажимными пружинами все детали механизма выключения возвращаются в исходное положение, и ведомый диск прижимается к ведущему (нажимному) диску и к маховику.

Педаль сцепления с гидроприводом можно отпускать довольно резко, вплоть до того мига, когда диски ведущий с ведомым начинают входить в зацепление друг с другом (это ощущается как слабый рывок машины в тот момент, когда она начинает трогаться) – после этого идёт уже рабочий ход педали, в ходе которого её нужно отпускать обязательно плавно.

Когда педаль сцепления имеет тросовый привод, полный ход увеличивается по мере изнашивания ведомого диска, педаль слегка приподнимается относительно уровня пола, с увеличением и её рабочего хода. Свободный ход можно отрегулировать длиной троса, он обычно составляет порядка 30-40 миллиметров.

Подробнее о принципе действия двухдискового сцепления

Выжимной подшипник нажимает на выжимные рычаги,которые оттягивают нажимной диск. Он отходит от первого ведомого и отпускает отжимные пружины. Эти пружины, в свою очередь, отпускают промежуточный ведущий диск, а он отходит за счёт других отжимных пружин от второго фрикционного. На такую же величину, насколько диск нажимной отошёл от диска первого фрикционного.

При обратном передвижении отжимные пружины обеспечивают равномерное прижатие промежуточного диска ко ведомому №2, и диска нажимного – к ведомому №1. Перемещаются нажимные диски по шпилькам, которые ввёрнуты в маховик, и к ним же прикреплена корзина сцепления. На эти шпильки также надеты отжимные пружины.

В сцеплениях двухдискового типа сжатие ведущих и ведомых деталей может обеспечиваться несколькими цилиндрическими пружинами, которые равномерно расположены в 1 или 2 ряда по периферии нажимного диска. Сжатие также может производиться одной центральной конической пружиной.

Зачастую двухдисковое сцепление имеет привод с пневматическим усилителем, который нужен для снижения усилий, прилагаемых на педаль сцепления.

Возможные неисправности двухдискового сцепления

Пробуксовка, или неполное включение сцепления. Свидетельствует о поломке ведущего диска сцепления из-за его перегрева и, соответственно, нарушенного нормального температурного режима работы.

При побуксовке, когда отпущена полностью педаль сцепления, диски проскальзывают один относительно другого и в значительной степени нагреваются. Стальной ведомый диск может покоробиться, а чугунный маховик и нажимные диски – потрескаться. Фрикционные накладки на дисках при этом изнашиваются и обгорают. Проявляется пробуксовка вначале на высоких передачах: несмотря на увеличение оборотов мотора, скорость машины не растёт. Если не отремонтировать, то данный процесс начинает прогрессировать, в дальнейшем даже на первой передаче автомобиль не может тронуться с места.

Основная причина пробуксовки – это маленький свободный ход педали сцепления. Обыкновенно он составляет 15-25 мм от крайнего верхнего положения педали до положения, когда выжимной подшипник начинает нажимать рычаги выключения или на диафрагменную пружину. Нужно восстановить свободный ход педали сцепления регулировкой.

Если же причина – в ведомом диске, то это сразу будет видно, в форме деформаций и механических дефектов на нём. Когда фрикционные накладки изношены очень сильно, и подрегулировать свободный ход не получается, то необходимо заменить накладки, либо весь ведомый диск.

Менее распространённые причины пробуксовки состоят в замасливании накладок, а также в ослаблении нажимных пружин (возможно, случился отпуск стали при перегреве сцепления).

Сцепление ведёт, или не полностью выключается.

Неполное выключение сцепления появляется таким образом: при включении передачи, когда машина неподвижна, слышится хруст шестерёнок. Это ведёт к износу коробки переключения передач. А наиболее вероятной причиной является увеличенный свободный ход педали сцепления.

Также это может произойти при деформации выжимных рычагов; или когда выжимной подшипник заедает – не передвигается вместе с нажимной муфтой. Есть вероятность, что ведомый диск сцепления не передвигается по шлицам (при загустении или загрязнении консистентной смазки).

Происходят рывки при включении сцепления

Когда, несмотря на плавное отпускание педали сцепления автомобиль трогается с места рывками, это говорит о повреждении фрикционных накладок; о том, что ведомый диск покороблен, либо сломались демпферные пружины, либо износились фрикционные шайбы.

Ведомый диск может заедать при передвижении по шлицам первичного вала КПП. Возможно также заедание нажимной муфты или разрушение выжимного подшипника.

Если привод тросовый, то обрыв троса может стать причиной поломки сцепления. Когда педаль сцепления не возвращается в первоначальное положение – отсоединилась возвратная пружина.

Ресурс двухдискового сцепления

Ресурс работы двухдискового сцепления напрямую зависит от условий эксплуатации машины и от стиля езды её водителя. Срок службы сцепления составляет, в среднем, 100-150 тыс. км пробега. Двухдисковые сцепления обладают значительным ресурсом за счёт большого числа рабочей поверхности.

На грузовых и легковых автомобилях, а также на некоторых спорткарах. с мощным двигателем применяется двухдисковое сцепление.

Двухдисковые механизмы устанавливаются для повышения срока службы сцепления, в связи с большой мощностью двигателей и необходимостью передавать увеличенные крутящие моменты.

Двухдисковое сцепление осуществляет передачу большего крутящего момента при неизменном размере, а также обеспечивает больший ресурс конструкции.

Двухдисковое сцепление в отличие от однодискового имеет два ведомых и два ведущих диска: промежуточный и нажимной, установленных поочередно.

С обеих сторон промежуточного диска установлено по четыре отжимных пружины, которые при выключении сцепления обеспечивают установку диска в среднем положении между маховиком и нажимным диском.

Конструкция:

1) Крышка корпуса

2) Двухмассовый маховик

3) Приводная пластина

4) Ведомый диск с 2-мя демпферными пружинами

6) Ведомый диск
7) Нажимной диск

8) Сенсорная пружина

9) Регулировочное кольцо

10) Диафрагменная пружина

Двухпоточное двухдисковое сцепление, или комбинированное, передает крутящий момент от коленчатого вала двигателя одновременно на два потока: ведущий вал коробки передач и на вал отбора мощности. При этом вал отбора мощности включается независимо от положения главного сцепления.

Двухпоточное сцепление представляет собой сочетание двух однодисковых сцеплений, каждое из которых имеет ведомые и ведущие диски. Оба сцепления имеют отдельные валы (один расположен внутри другого) и отдельные независимо действующие механизмы выключения.

К ведущим деталям сцепления относятся: маховик, ведущий диск, нажимной диск и кожух. Ведущий и нажимной диски имеют на наружной поверхности по четыре шипа, которые входят в пазы приливов, расположенных на цилиндрической поверхности маховика, и передают на ведомые диски крутящий момент от двигателя. Одновременно обеспечивается возможность осевого перемещения дисков.

К ведомым деталям сцепления относятся два ведомых диска с фрикционными накладками и гасителями крутильных колебаний в сборе. Ступицы ведомых дисков установлены на шлицах первичного вала коробки передач или делителя. Между кожухом и нажимным диском установлены нажимные пружины, под действием которых ведомые диски зажимаются между нажимным диском и маховиком.

Преимущества:

· Великолепные показатели допустимых максимальных моментов и мощностей

· Низкие показатели инерционности

· Удобство даже при использовании в городе

· большие усилия в приводе

· трудность обеспечения зазоров между ведущими и ведомыми дисками второй пары

Конструкция:

1) Крышка корпуса

2) Двухмассовый маховик

3) Приводная пластина

4) Ведомый диск с 2-мя демпферными пружинами

6) Ведомый диск
7) Нажимной диск

8) Сенсорная пружина

9) Регулировочное кольцо

10) Диафрагменная пружина

Преимущества:

· Великолепные показатели допустимых максимальных моментов и мощностей

· Низкие показатели инерционности

· Удобство даже при использовании в городе

· большие усилия в приводе

· трудность обеспечения зазоров между ведущими и ведомыми дисками второй пары

Двойное сцепление применяется в основном на автомобилях, оснащенных роботизированной коробкой передач. Этот гибрид механики с автоматом сочетает в себе все достоинства обеих трансмиссий: хорошую динамику, экономичность, комфорт и плавность переключения передач. Из статьи узнаем, чем отличается двойное сцепление от обычного, а также познакомимся с его разновидностями, преимуществами и недостатками.

Двойное сцепление и принцип его работы

Изначально двойное сцепление создавалась для гоночных автомобилей, оснащенных механической трансмиссией. Механическая КПП не позволяла быстро набирать нужную скорость из-за возникающих при переключении передач потерь, которые образуются за счет разрыва потока мощности, идущего от двигателя к ведущим колесам. Применение двойного сцепления практически полностью избавило автолюбителей от данного недостатка. Скорость переключения передачи составляет всего восемь миллисекунд.

Преселективная коробка передач (другое название – КПП с двойным сцеплением), по сути, представляет собой комбинацию двух коробок в одном корпусе. При уже включенной текущей передаче преселективная коробка обеспечивает выбор следующей передачи за счет поочередного действия двух фрикционных муфт сцепления.

Управление преселективной коробкой осуществляется за счет электроники, а переключение скоростей происходит плавно и своевременно. Пока одно сцепление работает, второе находится в режиме ожидания и начнет выполнять свои функции сразу же после поступления соответствующей команды блока управления.

Виды двойного сцепления

В зависимости от рабочей среды различают два типа сцепления: сухое и мокрое.

Устройство и принцип работы сухого двойного сцепления

Сухое двухдисковое сцепление применяется в коробках с нечетным количеством передач (например, DSG 7) и состоит из:

Принцип работы преселективной сухой коробки заключается в передаче крутящего момента от двигателя к трансмиссии за счет сухого трения, образующегося в результате взаимодействия ведущего и ведомого дисков сцепления.

Преимущество сухого сцепления перед мокрым заключается в том, что оно не требует большого количества масла. Также сухое сцепление более эффективно расходует мощность двигателя, предназначенную для привода масляного насоса. Недостатком сухого сцепления является его более быстрое изнашивание по сравнению с мокрым. Это происходит за счет того, что каждое из сцеплений попеременно находится во включенном состоянии. Также повышенный износ объясняется не только конструкцией и принципом работы устройства, но и особенностями вождения автомобиля.

Устройство и принцип работы мокрого двойного сцепления

Мокрое многодисковое сцепление применяется в трансмиссиях с четным количеством передач (DSG 6) и требует обязательного наличия гидронасоса и масляного резервуара, в котором находятся диски. Помимо этого в состав мокрого сцепления входят также:

два пакета фрикционных дисков;
четыре ступицы;
поршни и пружины.

Многодисковое сцепление функционирует в масле. Передача крутящего момента с двигателя на КПП осуществляется в результате сжатия ведомых и ведущих дисков. Главным минусом мокрого сцепления является сложность его конструкции и высокая стоимость обслуживания и ремонта. Да и масла для мокрого сцепления требуется значительно больше.

С другой стороны, многодисковое сцепление лучше охлаждается, может использоваться для передачи большего крутящего момента и обладает более высокой надежностью.

Делаем выводы

Принимая решение о покупке автомобиля с двойным сцеплением, изучите все его плюсы и минусы и решите, какие аспекты находятся в приоритете конкретно для вас. Столь ли важны ли для вас динамика, комфорт и плавность движения, отсутствие рывков при переключении передач и экономия топлива? Или вы не готовы платить за дорогое обслуживание и ремонт, обусловленные сложностью конструкции и специфическим режимом работы. Тем более, что профессиональных автомастерских, обслуживающих трансмиссии такого типа, пока не так и много.

Что касается сухого и мокрого сцепления, то тут ответ, какое из них лучше, также не будет однозначным. Все зависит от индивидуальных особенностей транспортного средства, а также от мощности его двигателя.

Читайте также: