Сцепление. Новое – хорошо забытое старое?

Представьте себе такую ситуацию: между двигателем и коробкой передач нет никаких вспомогательных деталей. Они соединены напрямую. Как думаете, машина сможет поехать? Вряд ли. Единственное, чего вы добьетесь — странных прерывистых движений автомобиля, а также дальнейшей полной остановки работы двигателя. Если такое когда-нибудь произойдет, то ваша коробка долго не выдержит, и дня через три просто-напросто сломается. Да ещё и проблемы с самим двигателям настигнут вас также скоропостижно, как и замена коробки передач. Перспектива не очень, согласитесь. Но, благо, для того, чтобы избежать подобных конфузов, инженеры придумали сцепление.

Основное предназначение этого устройства — плавное соединение двигателя и коробки передач для дальнейшего их функционирования. Если опустить всю терминологию, то сцепление необходимо для того, чтобы выключать крутящий момент. Одним из самых огромных плюсов при эксплуатации этого устройства является то, что при его наличии вы можете не бояться деформации трансмиссии при торможении на большой скорости. Использование подобного приспособления позволяет избежать дорогого ремонта, который мог бы понадобиться при его отсутствии.

Принцип работы сцепления

Давайте начнем рассмотрение принципов работы с самого частого на сегодняшний день варианта — сухого сцепления. Или однодискового. Оно работает по принципу сжатия нескольких элементов автомобиля — прижимной поверхности, накладок диска и маховика. В устройстве эксплуатируются специальные пружины, которые прижимают вышеперечисленные части авто друг к другу. Благодаря этому, муфта принимает в себя крутящий вал после того, как крутящий момент передается последнему от сцепливающего диска. После нажатия активируется система привода: подшипник начинает нажимать на трубы выжима, и поверхность отделяется от специализированного диска (сцепления).

После вышеперечисленных процессов, останавливается первичный вал. При том, что двигатель ещё работает. Бывает также и двудисковый вариант. Единственное его различие в том, что рабочих поверхностей здесь двое. Соответственно, дисков также двое. При этом, схема работы у них аналогична.

Что такое сцепление?

Большинство людей используют слово сцепление говоря о крайней левой педали, считая что автоматические коробки скоростей не оснащены сцеплением, так как педали у них две. Сцепление на самом деле это определенный вид механизма, используемый во многих типах машин, к примеру, в буровых.

Диск сцепления является местом встречи между двумя валами, в случае с легковым автомобилем он осуществляет связь между двигателем и коробкой передач. Когда сцепление включено, КПП вращается с такой же скоростью, как и двигатель. Когда сцепление выключено, двигатель работает, а КПП не вращается. Это позволяет автомобилю работать на холостом ходу. Если бы в автомобиле сцепление отсутствовало, единственным способом остановки автомобиля была бы – остановка двигателя. Некоторые автоматические КПП тоже оснащены сцеплением, хотя его конструкция несколько отличается от сцепления в МКПП.

Как понять что пора менять сцепление?

Распознать поломку этой части вашего автомобиля совсем несложно. Итак, вот несколько признаков, согласно которым можно понять, что эта часть авто изношена.

Сильный шум, который будет раздаваться при выключении сцепления. Если же вы его все-таки услышите, то это означает то, что выжимной подшипник неисправен. Это чревато последствиями — большим расходом бензина на маленьких расстояниях.

Также одним из важнейших индикаторов поломки является то, что колеса пробуксовывают, когда педаль отпущена. Диски прокатываются вхолостую, что приводит к их нагреванию. Вследствие подобной неправильной эксплуатации, они также в скором времени могут быть деформированы. Это не единственная проблема. Из-за подобных неполадок также иногда сгорают фрикционные накладки, из-за чего в салон машины может просочиться неприятный резкий запах.

Помните, что ездить с неисправным сцеплением опасно, можно создать аварийную ситуацию на дороге!

Как понять что пора менять сцепление без поездки на СТО? Очень просто! Вам нужно просто немного разогнаться (до скорости примерно 60-70 километров в час), и посмотреть, не буксуют ли ваши диски. Бывает, кстати, и такое, что дело не доходит даже до пробуксовки — водитель видит, что двигатель работает на полную мощность, однако необходимая скорость не достигается. Это самый главный индикатор того, что сцепление функционирует неправильно.

Признаки неисправности сцепления

«Почему буксует сцепление?» один из наиболее частых вопросов при возникновении проблем со сцеплением. Буксующее сцепление является признаком того, что диск сцепления изношен слишком сильно. Данная проблема может проявляться как при старте, так и во время движения. Если обороты растут, а машина не едет, велика вероятность, что вам необходима замена диска сцепления. Также вы можете столкнуться с проблемой, когда у автомобиля плохо включаются передачи, не включается задняя передача или какая-либо другая. Данные признаки могут свидетельствовать как о необходимости замены троса сцепления или выжимного подшипника, так и о необходимости ремонта КПП.

Так тревожными признаками являются шумы, запах квашеной капусты в салоне, или если у вашего автомобиля тяжело выжимается сцепление.

Износ выжимного подшипника

Износ выжимного подшипника проявляется следующим образом.

Когда вы нажимаете на педаль сцепления, вам слышится громкое гудение. Механизм начинает функционировать, и подаёт нагрузку на деформированный подшипник, отсюда и такой звук.

Кроме того, ещё одним индикатором являются также и странные вибрации, которые появляются в тот момент, когда автомобиль трогается с места. Замена выжимного производится по необходимости.

Выжимные подшипники, функционирующие на основе гидравлики, имеют некоторые другие проблемы. Педаль сцепления становится очень мягкой, и оно перестает работать, а также происходит вытекание тормозной жидкости. И сцепление также перестает работать. Исправное сцепление работает следующим образом: крутящий момент передается очень мягко. Машина ведет себя на дороге плавно, без рывков и пробуксовок. Во время переключения скоростей нет никаких лишних звуков. Педаль нажимается легко, машина не издает никаких странных звуков.

Как определить наличие проблем со сцеплением?

При неисправности узла зачастую характерно странное, необычное поведение автомобиля. Но поскольку такие изменения на первый взгляд особо не осложняют эксплуатацию автотранспортного средства, многие не спешат с диагностикой и ремонтом сцепления. В итоге незначительная поломка может обернуться серьезными проблемами вплоть до невозможности использования автомобиля по назначению.

1. Неполное выключение сцепления

При воздействии на педаль связь ведомого диска с валом мотора разрывается не полной мере. Это отражается на поведении машины: при старте с места или переключении передач автотранспорт дергается рывками, несмотря на плавное нажатие сцепления.

Частыми причинами такой неисправности становятся:

  • нарушенная регулировка привода;
  • деформация ведомого диска, причем для проявления дефекта достаточно, чтобы допустимое значение торцевого биения было превышено всего на 0,5 миллиметра;
  • заклинившие ступицы ведомого диска при продолжительном простое машины на открытой площадке.

2. Пробуксовка сцепления

Проявляется проблема следующим образом: педаль отпущена полностью, при нажатии на педаль газа до упора мотор «ревет», однако ожидаемой отдачи нет. Плюс может чувствоваться запах гари, поступающий из двигательного отсека.

Это может объясняться:

  • изношенностью фрикционной накладки;
  • загрязнением фрикционной накладки маслом, что может произойти в результате поизносившегося в результате длительной эксплуатации сальника или прокладки;
  • неисправным состоянием регулировки свободного хода ножной педали;
  • поломкой привода.

Основные неисправности сцепления автомобиляОсновные неисправности сцепления автомобиля

3. Подозрительные звуки при воздействии на педаль

Проявление шумов может быть различным: от незначительного шелеста до раздражающего скрежета.

Вероятные виновники их возникновения:

  • изношенность подшипника ведомого вала;
  • деформация лепестков корзины;
  • демпферные пружины в непригодном состоянии;
  • изношенность выжимного подшипника из-за высыхания смазки.

4. Чрезмерно мягкий ход педали

Подобное обычно происходит из-за завоздушивания гидравлической магистрали. Устранить проблему помогает прокачка системы с целью выведения воздушных пузырьков из нее.

5. При резком нажатии происходит отключение сцепления

Указанная проблема характерна для систем с гидравлическим приводом, а источниками проблемы являются обычно:

  • недостаток жидкости в магистрали;
  • изношенность манжеты в основном цилиндре;
  • разгерметизация гидравлической системы.

Корзина сцепления

Корзина сцепления считается одной из самых крепких частей этой системы. Она может выдерживать нагрузки в несколько раз больше, чем остальные части. Хотя экспериментировать с ней мы вам не советуем — она имеет свойство перегреваться. А это чревато взрывами частиц, которые в дальнейшем могут повредить не только корпус автомобиля, но и его двигатель.

Вообще, система сцепления считается очень надежной и незатратной. Менять её можно очень редко, поскольку она считается довольно выносливой. Однако, выносливость эта зависит от многих факторов. В том числе, от места и стиля вождения. Если вы любите агрессивную езду и большую скорость, то, конечно, ваше сцепление износится гораздо быстрее, чем, допустим, у водителя, который предпочитает не разгоняться, и ехать на средней скорости.

Сцепление. Новое – хорошо забытое старое?

На заре автомобилизма, пока шел поиск оптимальных технических решений, применялись самые разные конструкции сцепления. Первые машины были оснащены ленточным сцеплением, в котором металлическая лента контактировала с металлическим барабаном при помощи различных рычагов. Затем появились конусные сцепления – дальний предок нынешних сухих однодисковых сцеплений. Здесь впервые включение сцепления производилось с помощью пружин, а маховик был ведущим элементом узла, его внутренняя поверхность имела коническую форму, соответствующую поверхности ведомого диска. Также в такой схеме впервые использовались фрикционные накладки. Однако по ряду причин данная конструкция не получила широкого распространения. Во-первых, из-за сложности конструкции, во-вторых, из-за большего момента инерции ведомого диска, что затрудняло быстрое переключение передач.

На смену конусному сцеплению пришли многодисковые конструкции. Причем использовались как сухие сцепления, так и мокрые, работающие в масляной ванне. В наше время такие решения уже на новом технологическом уровне реализованы в роботизированных коробках передач. Примечательно, что уже тогда стало понятно, что ресурс мокрых сцеплений в несколько раз выше и они способны передавать больший крутящий момент, чем сухие сцепления. Поэтому на тяжелых грузовиках и военной технике многодисковые мокрые сцепления использовались довольно долго. Однако для массовых автомобилей тех лет многодисковые конструкции были слишком сложны. К тому же они обладали еще одним недостатком: в то время еще не было синтетических масел, а минеральные загустевали при понижении температуры, что приводило к повышению усилия при переключении передач.

В итоге оптимальным решением стало однодисковое сухое сцепление, состоящее из маховика, кожуха, нажимного диска, ведомого диска, выжимного подшипника, муфты выключения подшипника. Включение сцепления в такой конструкции происходит при помощи пружин, в сцеплении современных легковых автомобилей, как правило, используются диафрагменные пружины.

Однодисковое сухое сцепление без существенных изменений в конструкции до сих пор применяется на большинстве современных автомобилей, как легковых, так и грузовых. Такие узлы недорогие в производстве, ремонтопригодны (замена сцепления, как правило, занимает не более двух часов), обладают высоким КПД. Конструкция совершенствуется в основном по пути использования новых, более износостойких материалов, что позволило увеличить срок службы (на некоторых автомобилях он сопоставим со сроком службы самого автомобиля).

Однако недостатков у однодисковых сцеплений тоже довольно много. Во-первых, при переключении передач происходит разрыв потока мощности, что очень плохо при движении в тяжелых условиях, например на бездорожье или при трогании с места на крутом подъеме. Во-вторых, по мере износа ведомого диска требуется регулировка привода сцепления. В-третьих, ресурс сцепления сильно зависит от различных факторов: условий эксплуатации, нагрузки, стиля езды и т.д. В-четвертых, выход из строя каждой детали сцепления быстро приводит к поломке всего узла, несмотря на то, что некоторое время конструкция сохраняет свою работоспособность. Например, подклинивание выжимного подшипника приводит к быстрому выводу из строя как ведомого, так и нажимного диска, а в тяжелых случаях и к повреждению дорогостоящего маховика. Поломка демпферных пружин также приводит к выходу из строя узла. Поэтому лучше при малейших признаках неисправности сцепления заменять весь узел в сборе, отдавая предпочтение продукции известных брендов. В-пятых, крутящий момент, который могут передавать сухие сцепления, ограничен. Поэтому зачастую автопроизводителям на одной и той же модели при использовании различных типов двигателей приходится применять разные модели сцеплений. В итоге это приводит к тому, что дистрибьюторы, автосервисные предприятия вынуждены держать на складе большую номенклатуру изделий. В-шестых, современные мощные турбомоторы создают значительные крутильные колебания, которые простые однодисковые сцепления не способны полностью погасить. В-седьмых, сама идея использования механической коробки передач в сочетании с однодисковым сухим сцеплением далеко не лучшая, доказано, что при эксплуатации в городских условиях утомляемость водителя при езде автомобиля с «механикой» наступает на 20–25% быстрее, чем на машине, оснащенной автоматической коробкой передач.

Конструкторы об этих проблемах хорошо знают и пытаются их по возможности решать, предлагая новые технические решения. Ресурс узла удалось поднять до приемлемого уровня благодаря применению современных материалов. Хотя внешне все сцепления выглядят одинаково, их срок службы может отличаться в десятки раз. Только ведущие компании могут позволить себе использовать дорогие качественные комплектующие при изготовлении узла. Проблему с крутильными колебаниями удалось решить благодаря изобретению конструкции с двухмассовым маховиком. Здесь гаситель крутильных колебаний перенесен из ведомого диска на маховик. Это позволило снизить нагрузку как на сцепление, так и на детали коробки передач. Сегодня такую конструкцию применяют все ведущие производители автомобилей с мощными двигателями.

В качестве недорогой альтернативы автоматическим трансмиссиям еще в 1930-х годах была изобретена роботизированная коробка передач (еще ее называют автоматизированной). Массово такие конструкции, реализованные уже на новом техническом и технологическом уровне, стали использоваться начиная с конца прошлого века, преимущественно на недорогих автомобилях. Главное преимущество роботизированных коробок передач – простота конструкции и невысокая стоимость. В основе такого узла обычная механическая коробка передач. Экономически это очень выгодно автопроизводителям – не надо осваивать новые технологии или затрачивать дополнительные средства на закупку трансмиссии у стороннего производителя, в результате себестоимость простой роботизированной коробки передач почти не отличается от обычной механической. Однако роботизированная коробка потребовала нескольких изменений в конструкции. Для переключения передач и выжима сцепления предназначены электромагнитные устройства – актуаторы. Также возникла еще одна проблема: в процессе эксплуатации фрикционные накладки ведомого диска изнашиваются и нажимной диск постепенно прижимается к маховику. Это приводит к изменению усилия прижатия лепестков диафрагменной пружины. Как известно, «робот» может работать только по определенным алгоритмам, поэтому в конструкцию сцепления пришлось ввести компенсатор износа, позволяющий сохранить характеристики узла неизменными в течение срока службы.

Основные преимущества роботизированной коробки передач с одним сцеплением – невысокая стоимость как самого узла, так и его ремонта (он не намного сложнее и дороже, чем у обычной механической коробки передач). Как правило, в процессе эксплуатации замены требуют только сцепление и актуаторы. Также такие коробки передач легкие и компактные.

Однако и недостатков тоже немало. Самый главный – так же как у классической «механики», при переключении передач происходит разрыв потока мощности. Второй – ограничение по крутящему моменту. Третий – ограниченный ресурс сцеплений, в городских условиях эксплуатации они требуют замены через каждые 50–70 тысяч километров. Четвертый – «робот» работает по определенным алгоритмам, которые не всегда оптимально походят для конкретных условий. Чтобы конструкция работала адекватно, приходится тратить много времени и средств для разработки данных алгоритмов. В результате сегодня роботизированные трансмиссии с одним сцеплением применяются ограниченно, в основном их используют те автопроизводители, у которых нет средств на разработку или закупку более совершенных коробок передач.

На сегодняшний день самый совершенный вариант трансмиссии на основе механических коробок передач – роботизированная трансмиссия с двумя сцеплениями. Работает она следующим образом. В коробке передач два соосных вала. Один отвечает за включение нечетных передач, второй – четных. У такой трансмиссии два пакета сцеплений, которые управляются автоматически при помощи электронного блока управления (мехатроники). Такая конструкция позволяет одновременно держать включенными две передачи, и в зависимости от условий движения электроника выбирает одну из двух, повышенную или пониженную. Все работало надежно, пока такие трансмиссии были с мокрыми сцеплениями. Но у мокрых сцеплений ниже КПД, а сейчас производители в угоду требованиям экологов борются за каждый лишний израсходованный грамм топлива, поэтому, когда роботизированная коробка передач была доведена до совершенства, попробовали убрать масляный контур и сделать такую трансмиссию с двумя сухими сцеплениями. Впервые массово применять такую конструкцию стал Volkswagen Group, такая коробка передач получила название DSG200. Однако вскоре выяснилось, что в условиях мегаполиса срок службы сцеплений не превышает нескольких десятков тысяч километров. В течение нескольких лет конструкцию доводили до ума, неоднократно меняли настройки управляющей электроники, в итоге сейчас проблем с этим узлом нет, сцепления служат не менее 100 тысяч км. Тем не менее модернизированная коробка передач DSG200 устанавливается только на автомобили с двигателями рабочим объемом не более 1,4 л. А вот аналогичные по конструкции роботизированные коробки передач с мокрыми сцеплениями оказались более перспективными. 6-ступенчатая DSG250, хотя и появилась раньше DSG200, до сих пор широко применяется. Вершиной развития на сегодняшний день стал робот DSG500 с мокрыми сцеплениями, который способен передавать большой крутящий момент и сегодня агрегатируется с большинством автомобилей Volkswagen Group с мощными двигателями, в том числе и дизельными.

В наше время роботизированные коробки передач с двумя сцеплениями используют многие ведущие автопроизводители, например Ford, Hyundai, FCA. По своим потребительским качествам они не уступают автоматическим коробкам передач с гидротрансформатором, а кое в чем их превосходят. Главное преимущество таких трансмиссий – быстрое переключение передач: всего за 8 мс, что обеспечивает хорошую динамику и позволяет снизить расход топлива. По сравнению с механической коробкой передач роботизированная трансмиссия с двумя сцеплениями позволяет снизить расход топлива до 6% и на 15–20% по сравнению с автоматическими коробками передач с гидротрансформаторами. У таких трансмиссий практически не происходит разрыва потока мощности. Конструктивно «робот» с двумя сцеплениями – это две механические коробки передач в сборе. Для автопроизводителей это плюс – не надо создавать отдельное механическое производство. Но с другой стороны, такие коробки передач имеют больший вес по сравнению с обычной механической коробкой передач. Такие трансмиссии сложны по конструкции и в обслуживании. При ремонте требуется дорогой комплект оригинальных сцеплений. Как уже ранее говорилось, в такой коробке передач при движении автомобиля все время одновременно включены две передачи, четная и нечетная, даже на месте, если селектор управления трансмиссией переведен в положение «нейтраль», одновременно включены первая передача и задняя. В такой конструкции происходит ускоренный износ синхронизаторов и подшипников вилок передач. С другой стороны, производители автокомпонентов знают об этом и освоили производство относительно недорогих ремкомплектов. Поэтому роботизированные трансмиссии более ремонтопригодны, чем большинство современных автоматических трансмиссий и вариаторов. Механическая часть «роботов» надежна и не доставляет проблем в процессе эксплуатации. В итоге ремонт роботизированных трансмиссий, как правило, стоит дешевле, чем автоматических коробок передач.

Получат ли роботизированные коробки передач с двумя сцеплениями дальнейшее развитие, пока сказать трудно. С одной стороны, Volkswagen Group почти полностью отказалась от использования автоматических коробок передач с гидротрансформатором в пользу «роботов». С другой стороны, современные «автоматы» стали более совершенными, благодаря блокировке гидротрансформатора при движении на высшей передаче у них удалось повысить КПД, поэтому некоторые автопроизводители, которые устанавливали «роботы» на свои машины, теперь переходят на автоматические трансмиссии.

Как проверить сцепление без приборов

Перед тем, как обращаться на станцию технического обслуживания — СТО, можно проверить систему сцепления самостоятельно и провести ее первичную диагностику. Чаще всего неисправности возникают при смыкании-размыкании дисков сцепления. Диски либо недостаточно хорошо и плотно смыкаются, либо, наоборот, появляются трудности при их разделении. В первом случае это выражается в том, что автомобиль пробуксовывает или просто буксует на месте, а во втором машину ведет, что плохо сказывается на ее управляемости — особенно в сложных дорожных условиях. Разумеется, в этих случаях специальная проверка сцепления не требуется, поскольку все обычно ясно и так.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *