Комплект зчеплення: види і принцип роботи

Зчеплення виконує допоміжну функцію при перемиканні передач: плавне з'єднання двигуна і вала МКПП забезпечує м'який старт без ривків і зменшує навантаження на вузли мотора і трансмісії.

Місцезнаходження та функції компонентів зчеплення

Зчеплення – це зв'язок колінчастого ваша двигуна з первинним валом механічної коробки передач. Притискна група забезпечує передачу моменту обертання при з'єднанні, і від'єднує двигун від КПП при розмиканні.

Схема розміщення зчеплення

В комплект зчеплення входить ведений диск, притискний диск (корзина зчеплення) з діафрагмовою пружиною і витискний підшипник.

Схема зчеплення

Корзина зчеплення і тяговий диск

Притискний диск разом з корпусом забезпечує надійний контакт між веденим диском і маховиком двигуна, а при натисканні на педаль зчеплення відсувається назад, розмикаючи цю зв'язку. Корзина зчеплення – це комплект диска, кожуха і діафрагмової пружини, яка відводить тяговий диск від веденого за допомогою витискного підшипника. Тангенціальні (поворотні) пружини встановлені всередині і створюють зусилля в зворотному напрямку, завдяки чому при увімкненні зчеплення тяговий диск приводиться до веденого.

Корзиназчеплення: притискний (тяговий) диск, кожух, пелюсткова пружина

В системі зчеплення кожух корзини жорстко з'єднаний з маховиком двигуна і обертається разом з ним, при цьому з'єднання корзини з первинним валом коробки передач немає. Вал коробки передач проходить від веденого диска через отвір в пелюстковій пружині без дотику з деталями корзини.

Як правило, в автомобілях встановлюються корзини натискного дії: при натисненні педалі зчеплення пелюстки диафрагменной пружини натискаються в сторону маховика. В корзині витяжного дії при натисканні педалі діафрагмове пружина витягується від маховика.

Схема роботи зчеплення витяжного типу: пружина в невижатом,
полувижатом і повністю вичавленому стані
(в третьому випадку ведучий диск повністю від'єднаний від веденого)

Корзина натискної дії конструктивно простіша, але витяжної – меншаза розміром, і встановлюється в тих випадках, коли необхідний малогабаритний вузол.

Матеріали виготовлення у кожного виробника різні, але в більшості випадків кожух і пружини робляться зі сталі різних сортів, а притискної диск – з чавуну, що володіє високою зносостійкістю.

Ведений диск зчеплення

Ведений диск виконує сполучну функцію: завдяки поверхні з високим показником тертя він входить в зачеплення зі сталевим маховиком двигуна з одного боку і сталевим притискним диском – з іншого, передаючи обертання від маховика. У нормальному стані провідний і ведений диски щільно притиснуті до маховика, при вичавлюванні зчеплення вони розходяться.

В цій конструкції найбільше навантаження лягає на ведений диск: з боку маховика йде зусилля, яке через ведений диск передається на вал. Через навантажень ведений диск з часом приходить в непридатність (зношується фрикційне покриття), після чого потребує заміни.

Ведений диск зчеплення.
1. Власник. 2. Маточина. 3, 5. Заклепки. 4. Накладка.
6. Обойма демпфера. 7. Диск демпфера.
8. Фрикційне кільце демпфера. 9, 10. Пружини демпфера.

Диск зчеплення вирішує відразу кілька завдань: передача обертання, гасіння коливань, опір зносу, стійкість до високих температур, міцність, пружність (осьова податливість) і якомога меншу вагу. Для вирішення цих завдань застосовують різні конструктивні прийоми.

Основа диска – сталева пластина, до якої кріпляться інші компоненти. Її конфігурація залежить від планованої пружності і ваги конструкції: фігурні пелюстки (з почерговим розбіжністю від площини близько 1 мм) забезпечують більш м'яке зчеплення з маховиком, а отже, і більш комфортні умови для пасажирів. Оптимальною в цьому плані є збірна конструкція, в якій пелюстки (або, як їх ще називають, кнопки) з більш тонкої сталі кріпляться до центрального диску.

Цілісна конструкція (зліва) і збірна основа (праворуч)

Для полегшення ваги застосовують різні модифікації: пелюсткову форму (найжорсткіший варіант – трипелюстковий диск), вирізи, комбіновані матеріали. Фрикційні накладки, що йдуть по колу, дозволяють включати зчеплення м'яко, а розділені по пелюстках – більш жорстко, але точно.

Демпфуюча система призначена для компенсації коливань при включенні зчеплення. Комплект пружин, дисків та фрикційних кілець приймає на себе ривки маховика, завдяки чому зчеплення включається м'якше, знижується шум і вібрація. В «жорстких» варіантах, де важливий не комфорт, а швидкість і точність включення, використовуються диски без демпфера.

Робота демпфера

Функція фрикційних накладок з обох сторін диска – зчеплення з поверхнею маховика і ведучого диска, за рахунок чого і передається момент обертання. Оскільки сам диск працює в складних умовах, поверхня накладок піддається величезним навантаженням, і чим агресивніше стиль водіння, тим швидше вони приходять в непридатність.

Вимоги до накладок досить суворі: стійкість до високих температур (навіть при акуратному водінні диск нагрівається до 200-250°С), зносостійкість, відсутність абразивних властивостей («дбайливе» ставлення до металу маховика) і в той же час жорстке зчеплення з металом. До недавніх пір в їх склад входив азбест, який виробники перестали використовувати в зв'язку з зростаючими екологічними вимогами. В даний час фрикційні накладки виготовляються найчастіше з органіки (95% ринку займає продаж саме дисків з органічними накладками), а також кераміки і металокераміки, кевлара і карбоно-керамічних паст. Для «цивільних» версій зчеплення крім органіки підходить кевлар: цей матеріал поєднує в собі міцність, відмінні показники передачі обертання і дбайливе ставлення до металу маховика і притискного диска. А ось карбон, кераміка і особливо металокераміка – варіанти для тих, хто готовий платити за точність зчеплення раннім зносом маховика і власним комфортом.

Вичавний підшипник

Вичавний підшипник пов'язаний з педаллю зчеплення через вилку і систему приводу (гідравлічного, пневматичного або механічного) і при натисканні на педаль рухається уздовж осі первинного вала трансмісії до корзини зчеплення, натискає на діафрагменну пружину, а вона в свою чергу знімає тиск з ведучого і веденого дисків. Сучасні вижимні підшипники бувають кулькові (або роликові) – механічні, і гідравлічні, які приводяться в дію тиском в гідравлічній системі зчеплення. Другі легше в управлінні, але і ціна їх на порядок більше.

Види вижимні підшипників: кульковий (зліва)
і гідравлічний (праворуч)

Як і багато інших сучасних автозапчастини, витискний підшипник робиться нерозбірним і не обслуговуються. Мастилом його наповнюють при виготовленні, і оновлювати або змінювати її не потрібно.

Поломка вичавного підшипника насамперед буде чутна: при натисканні зчеплення з'являється характерний звук, який посилюється в міру вичавлювання педалі. Поява такого шуму говорить про знос підшипника і необхідності його заміни.

Експлуатація

При спокійному «сімейному» стилі їзди навіть найпростіший «бюджетний» комплект зчеплення прослужить досить довго: від 100 до 200 тис. км. Але ці цифри вірні тільки при неагресивному способі водіння: без різких стартів і жорсткого включення зчеплення, з поступовим набором швидкості. Любителі рвати з місця з пробуксовкою і димом з-під коліс спалюють зчеплення буквально за 2-3 таких різких старту. Від тертя і миттєвого нагріву поверхню веденого диска змінює свою структуру і властивості: стає гладкою і крихкою, втрачає свою в'язкість і не тримає зусилля.

При найнесприятливіших обставин пошкоджений ведений диск виводить з ладу маховик і корзину, тож замість однієї видаткової деталі доводиться міняти весь вузол.

Другою причиною поломки теж можна назвати людський фактор: багато недосвідчені водії перевантажують зчеплення, коли занадто довго утримують педаль. При цьому навантаження на всі вузли зростає в кілька разів, і першим виходить з ладу витискний підшипник.

Крім зовнішніх умов, деталі зчеплення стираються і просто від часу, яким би акуратним не був водій. Знос зчеплення проявляється ривками, поштовхами і ударами на старті, а в крайніх випадках педаль може просто провалитися. Для профілактики подібних неприємностей робиться перевірка зчеплення на СТО через 80 тис. Км після заміни.

При підозрі на несправність зчеплення можна провести і самостійну перевірку: зі швидкості 60 км/г почати розгін на 4-ій передачі. Якщо обороти двигуна і швидкість автомобіля наростають пропорційно – зчеплення в порядку, якщо ж показання спідометра на місці, а тахометра ростуть – зчеплення не виконує свої завдання в повній мірі.

Описана тут конструкція зчеплення встановлюється на автомобілі з механічною коробкою перемикання передач. З коробкою-автоматом і саме зчеплення, і принцип водіння будуть абсолютно іншими. Який тип вибирати – вирішує кожен для себе, у обох варіантів є свої плюси і мінуси. Але в будь-якому випадку запорукою довгої служби зчеплення буде досвід і технічна дисципліна самого водія.

Про те, як вибирати комплект зчеплення, а також рекомендації брендів виробників – наш "Гід покупця".