Зачем нужна педаль сцепления. Как работает сцепление. На автоматической коробке

Если просто, сцепление связывает коробку и двигатель, позволяя передавать усилие на трансмиссию. При этом, если возникает такая необходимость, сцепление позволяет «размокнуть» жесткую связь ДВС и КПП. В этой статье мы подробно рассмотрим, для чего нужно сцепление и как работает сцепление автомобиля, а также на что обратить внимание в рамках эксплуатации машины с МКПП.

Читайте в этой статье

Как работает сцепление и что делает педаль сцепления

Итак, как уже было сказано выше, сцепление можно считать основным связующим звеном между ДВС и коробкой передач. Давайте разберем его назначение и устройство. В первую очередь, механизм сцепления служит для соединения коробки передач с мотором. Также данный узел позволяет не только передавать, но и прерывать поток мощности от двигателя на коробку передач.

Фактически, это становится возможным благодаря прижатию и разжиманию с фрикционными накладками. Если максимально упростить информацию, чтобы было понятно, одна сторона узла сцепления крепится к двигателя. К другой стороне присоединен вал коробки передач. Когда водитель не нажимает на педаль сцепления, диски плотно прижаты друг к другу, что и позволяет передавать крутящий момент от маховика на вал КПП.

Если же водитель нажимает на педаль сцепления, диски сцепления размыкаются, тем самым прекращается передача крутящего момента. Так вот, размыкание дисков и прекращение передачи усилия от ДВС на КПП необходимо для включения передач.

Следовательно, принцип действия является таковым: во время нажатия на педаль сцепления диски между собой разводятся, вследствие чего можно переключиться на нужную передачу. После того, как водитель включил нужную передачу, педаль сцепления отпускается, диски смыкаются и мотор снова передает усилие, вращая колеса через трансмиссию.

Становится понятно, что механизм сцепления является немаловажным составляющим. Без сцепления автомобиль попросту не сможет начать свое движение, а в процессе езды переключать передачи будет достаточно сложно или невозможно. Например, что под силу опытному водителю.

Однако переключение на ступень выше без сцепления становится намного более сложной задачей. Также не следует забывать и о том, что такие переключения будут жесткими, в значительной степени возрастает риск повредить зубья шестерен коробки передач.

Как видно, эксплуатация авто с МКПП предполагает активное использование сцепления. Каждый водитель автомобиля с механической коробкой передач имеет ряд наработанных привычек. Например, выжим сцепления перед запуском двигателя служит гарантией того, что если водитель забыл поставить автомобиль на нейтральную передачу, не произойдет неожиданного движения машины в момент запуска ДВС. Это повышает безопасность и позволяет избежать ДТП.

Для управления сцеплением используется исключительно левая нога. Еще возле педали сцепления есть площадка, куда левая нога убирается для отдыха в том случае, если нет необходимости выжимать сцепление. Данное решение позволяет исключить дискомфорт и онемение ноги, если ее удерживать над педалью в случае преодоления больших дистанций на 4-ой или 5-ой передаче, которые используется на трассе после набора скорости.

Также не рекомендуется держать ногу над педалью сцепления или ставить ногу на педаль, не нажимая на нее. В этом случае срок службы узла сцепления значительно сокращается, так как даже легкое нажатие приводит к тому, что сцепление смыкается не до конца и изнашивается.

Зачем сцепление необходимо для начала движения автомобиля с места

Начнем с того, что сцепление можно выжимать резко, однако отпускать педаль нужно плавно. При этом в самом начале движения, чтобы автомобиль максимально плавно тронулся с места, необходимо деликатное отпускание педали сцепления.

Если иначе, чем плавнее водитель отпускает педаль, тем «мягче» смыкаются диски, тяга от двигателя передается не резко, а постепенно, не создается ударных нагрузок и т.д. В дальнейшем, когда автомобиль начал движение, сцепление можно отпускать быстрее, однако слишком резко бросать педаль также не стоит.

В случаях, когда при трогании водитель отпускает педаль слишком резко, автомобиль дергается вперед и двигатель обычно глохнет. Если же в этот момент вместо тормоза сильно нажать на газ, есть риск, что мотор не заглохнет и машина может рвануться вперед, что часто становится причиной ДТП.

Как правило, водители-новички, а также те, кто раньше ездил только на , определенное время учатся правильно отпускать сцепление. Важно контролировать педаль, выжимать сцепление до упора перед включением передачи, а также чувствовать момент начала смыкания дисков сцепления и тот момент, когда диски полностью сомкнулись. Это позволяет правильно стартовать с места, дозировать тягу педалью газа, не изнашивать мотор, сцепление и коробку.

Подведем итоги

Как видно, сцепление представляет собой важный и ответственный узел, который позволяет не только эффективно взаимодействовать с КПП, но и значительно увеличить ресурс самой коробки, двигателя и других элементов, агрегатов и узлов. При этом правильная работа водителя со сцеплением позволяет свести к минимуму рывки, удары и повышенные нагрузки при езде на автомобиле, который оборудован механической коробкой переключения передач.

Также следует отметить, что именно благодаря сцеплению и возможности самостоятельно им управлять механическая коробка считается единственным агрегатом, который дает водителю полный контроль над автомобилем. Другими словами, водитель на МКПП сам дозирует тягу, выбирает и включает передачи, раскручивает двигатель до нужных оборотов, может использовать специальные приемы и т.д.

В результате формируются уникальные навыки, которыми попросту невозможно овладеть при эксплуатации машины с коробкой . По этой причине опытные водители и инструкторы рекомендуют с самого начала даже при условии того, что сегодня имеется .

Привод выключения

Когда в машине надо передать усилие, допустим от водителя к некому механизму (тормоза, коробка передач), то для этого существует привод механизмов.

Представьте ситуацию, когда необходимо постоянно что-то закрывать и открывать. Для передачи усилия на расстоянии по «открыванию» и «закрыванию» двери, вам придется применить палку или дистанционное управление. Пусть это будет палка, привязанная веревками одним концом к вашей руке, а другим к ручке двери. В этом случае, палка с веревками является «приводом», который передаст усилие на расстоянии.

В автомобиле каждый механизм имеет свой привод, посредством которого он приводится в действие. Он может состоять из большого количества отдельных узлов и деталей, может быть механическим, гидравлическим.

Схема гидравлического привода выключения сцепления
1 - коленчатый вал; 2 - маховик; 3 - ведомый диск; 4 - нажимной диск; 5 - кожух; 6 - нажимные пружины; 7 - отжимные рычаги; 8 - нажимной подшипник; 9 - вилка выключения; 10 - рабочий цилиндр; 11 - трубопровод; 12 - главный цилиндр; 13 - педаль; 14 - картер; 15 - шестерня первичного вала; 16 - картер коробки передач; 17 - первичный вал коробки передач.
Привод выключения (гидравлического типа) состоит из:

педали;
главного и рабочего цилиндра;
вилки выключения;
нажимного подшипника;
трубопроводов.

При нажатии на акселератор сцепления, усилие ноги водителя, через шток и поршень, передается жидкости, которая передает давление от поршня главного цилиндра на поршень рабочего. Далее шток рабочего цилиндра перемещает вилку выключения и нажимной подшипник, который передает усилие на механизм сцепления. Когда водитель отпустит педаль, то под воздействием возвратных пружин все детали привода займут исходные позиции.

В гидравлическом приводе применяется тормозная жидкость . Перед тем как заливать ее в бачок, стоит прочитать, что написано на этикетке. А разрешается ли ее смешивать с жидкостью, которая уже залита в гидроприводе? Как правило, ответ бывает положительным, но существуют жидкости, которые не подлежат смешиванию.

На переднеприводных авто используется механический привод, где рычаг сцепления связана с вилкой выключения с помощью металлического троса.

Механизм сцепления

Представляет устройство, в котором происходит передача крутящего момента за счет работы сил трения. Он позволяет кратковременно разъединять двигатель и коробку передач, а затем плавно их соединять. Его элементы заключены в картер, который крепится к мотора. Он состоит из :

картера и кожуха,
ведущего диска (которым является маховик двигателя),
нажимного диска с пружинами,
ведомого диска с износостойкими накладками.

Ведомый диск постоянно прижат к маховику нажимным диском под воздействием сильных пружин. За счет огромных сил трения между маховиком, ведомым и нажимным дисками, все это вместе вращается при работе двигателя. Но только тогда, когда водитель не трогает педаль сцепления, независимо от того едет ли или стоит на месте автомобиль.

Для начала движения машины, необходимо прижать ведомый диск, связанный с ведущими колесами к вращающемуся маховику, то есть - включить сцепление. Это сложная задача, так как угловая скорость вращения маховика составляет 20 - 25 оборотов в секунду, а скорость вращения ведущих колес – ноль.

Сцепление включено

Как это сделать? Для этого надо всегда правильно отпускать педаль сцепления, только в три этапа.

На первом этапе - приотпускаем педаль, т.е. даем возможность пружинам нажимного подвести ведомый диск к маховику до их легкого соприкосновения. За счет сил трения диск, проскальзывая некоторое время относительно маховика, тоже начнет вращаться, а автомобиль потихоньку ползти.

На втором этапе – удерживаем ведомый диск от какого-либо перемещения. Т.е. на две - три секунды удерживаем педаль сцепления в средней позиции для того, чтобы скорость вращения маховика и диска уравнялись. Машина при этом увеличивает скорость движения.

На третьем этапе - маховик вместе с нажимным и ведомым дисками вращаются вместе без проскальзывания и с одинаковой скоростью, 100%-но передавая крутящий момент к коробке передач и далее на ведущие колеса машины. Это соответствует состоянию – включено, автомобиль едет. Теперь остается только полностью отпустить педаль и убрать с нее ногу.

Если при начале движения педаль сцепления резко бросить, то автомобиль «прыгнет» вперед, а двигатель заглохнет.

Для выключения сцепления водитель нажимает на педаль. При этом нажимной диск отходит от маховика и освобождает ведомый диск, прерывая передачу крутящего момента от двигателя к коробке передач. Нажимать на педаль следует достаточно быстрым, но не резким, спокойным движением до конца хода педали.

Сцепление выключено

Действия водителя по выключению - включению сцепления в течение поездки повторяются много раз. Освоив работу с педалью в три этапа, позже это войдет в привычку, которая обеспечит плавность хода автомобиля.

Система управления сцеплением работает в автомобиле, как часть его трансмиссии. Нужно вспомнить, что идея временного разрыва передаточной цепи энергии вращения от мотора машины к колесам была предложена Карлом Бенцем и является обязательным атрибутом механической коробки передач.

Зачем нужно сцепление в машине? Своим появлением в машине узел обязан врожденному недостатку механической коробки - шестерни ведущего вала не могли войти в зацепление под нагрузкой. Для изменения пары передач машины понадобилось хитроумное устройство, способное, когда это нужно, на доли секунды отключать вращающий момент мотора.

Это один из полноценных органов управления машиной, с помощью которого реализуется несколько основных вопросов эксплуатации:

коробка переключения передач получает вращающий момент от сцепления без рывков и крутильных колебаний, нужно обезопасить трансмиссию от ударов;
двигатель машины избавлен от ударных нагрузок при торможении или маневрировании;
отпала необходимость в тяжелом и ненадежном маховике-накопителе, который был нужен для перераспределения энергии двигателя машины.

Важно! Статистический анализ работы систем автомобиля показал, что наибольшей частотой срабатывания из органов управления машиной обладает его сцепление, выполняющее роль замка, замыкающего и размыкающего поток энергии в зависимости от нагрузки. Нужно понимать, какой высокой надежности достигли.

Зачем нужно выжимать сцепление? Устройство сцепления для передачи энергии от маховика мотора машины первичному валу коробки передач использует два диска, в нормальном состоянии плотно прижатых друг к другу мощной диафрагменной пружиной, обеспечивающей надежное соединение. Это нужно для того, чтобы избежать пробуксовки.

При необходимости разорвать поток вращения, водитель нажимает педаль выключения сцепления, и специальный механизм, преодолевая сопротивление пружины, разводит диски на расстояние в несколько миллиметров. Для правильного использования устройства, и чтобы разобраться, как его нужно выжимать в машине, необходима определенная практика и привыкание.

Один из дисков, называемый ведущим, представляет собой толстое и широкое кольцо из специального чугуна с большой боковой поверхностью. Он жестко соединен с маховиком двигателя. Второй диск тонкий, с приклепанными по периметру накладками из материала, обладающего большим коэффициентом трения, жестко насажен на первичный вал коробки передач.

Это частично гарантирует отсутствие проскальзывания между прижатыми дисками. Если усилие и момент на валу превышает допустимую величину, диски начинают пробуксовывать и гореть, но главные узлы мотора остаются целыми.

Кроме дисков, в корзине активно работают:

привод - гидравлический или тросовый, непосредственно передающий усилие ноги к точке выключения сцепления. Для выполнения этой задачи нужно большое усилие, поэтому выключение выполняют нажатием ноги на педаль, выключить рукой в машине значительно сложнее, а в грузовой машине вообще невозможно;
выжимной подшипник является промежуточным звеном и нужен, чтобы выполнить одновременно поступающее и вращательное движение при выключении сцепления;
диафрагменная пружина состоит из нескольких упругих элементов - лепестков, размещенных по периметру венца корзины сцепления, в центре лепестки объединены с выжимным подшипником.

Зачем сцепление выжимают ногою? В старых конструкциях машин руки водителя были перегружены органами управления, для сцепления больше подошла система выключения педалью, выжимаемой ногой.

На заметку! По традиции и привычке управление узлом в современной машине так и осталось ножным, хотя в машинах для инвалидов часто применяют конструкцию с ручным выжимом.

Зачем выжимать сцепление при запуске двигателя. Конструкция предполагает, что в нормальном состоянии оно постоянно включено, даже в состоянии покоя машины. При запуске двигателя, особенно в зимнее время, коленвал мотора и первичный вал коробки создают большое сопротивление вращению. Для облегчения запуска мотора машины нужно выжать педаль сцепления и отключить вал коробки, тем самым уменьшить потери.

Современные системы получили новые материалы, но работают в том же ключе. Многочисленные попытки заменить сцепление привели к появлению разнообразных сложных и очень дорогих агрегатов, значительно уступающих старой схеме. С увеличением степени использования электроники в контроле за работой систем машины в работе узла появились датчики положения педали сцепления.

Зачем нужен датчик сцепления?

По сигналу датчика контроллер ЭБУ узнает о состоянии узла и подает управляющие импульсы для снижения оборотов мотора машины или их увеличения при отпускании педали. Таким образом, значительно снижается эффект «клевка» машины при старте и начале движения.

Важно! Для нормальной работы датчика необходимо опытным путем подобрать ход педали. Это не только оптимизирует работу мотора, но и даст определенный выигрыш в расходе топлива.

Принято считать, что в строении автомобиля разбираются в основном мужчины, однако в случае, когда женщина садится за руль, она также должна знать составные части каждого элемента автомобиля. Кроме этого ей должны быть известны и принцип их действия. Одной из важных механизмов в автомобиле считается сцепление. Однако, что делает сцепления, и какие функции оно исполняет? Об этом мы поговорим в этой статье.

Под сцеплением подразумевается специальный механизм автомобиля, работа которого преимущественно основана на силе трения скольжения. Данный механизм предназначен в основном для передачи крутящего момента. Механизм сцепления относят к компоненту трансмиссии определенного транспортного средства, которая предназначена для подключения/отключения соединения двигателя с коробкой передач.

Принцип действия сцепления

Рассмотрим, что делает сцепление подробней. В основном сцепление служит для разобщения на небольшой промежуток времени коленчатого вала от силовой передачи транспортного средства. Это необходимо для переключения шестерён в коробке передач, а также для торможения автомобиля до полной его остановки. Также сцепление даёт возможность автомобилю плавно начинать движение с места.

Существует множество разных типов сцепления. Для чего они нужны, рассмотрим кратко дальше. Большинство популярных типов сцепления основано на нескольких фрикционных дисках, которые должны быть плотно сжаты друг с другом. Плавность включения/выключения передачи обеспечивает вращающийся ведущий диск, который присоединяется к коленчатому валу двигателя, таким образом, чтобы он размещался относительно ведомого диска, который в свою очередь должен быть присоединён через шлиц с коробкой передач.

Сила, которая передается от педали сцепления, влияет на механизм с помощью механического или гидравлического привода. Процесс нажатия на педаль сцепления разводит диски сцепления, что сопровождается освобождением пространства, при этом отпускание педали приводит к сжатию ведомого и ведущего дисков.

Классификация

Чтобы ясней усвоить для себя для чего нужно сцепление нужно также рассмотреть и их классификацию. Это позволит понять небольшие различия между данными видами, а также его использование в разных видах автомобилей.

По способу управления данный механизм подразделяется на сцепления с гидравлическим, механическим, электрическим и с комбинированным приводом.
По виду трения различают сухие сцепления (как правило, это фрикционные накладки, которые работают в воздушной среде) и сцепления, работающие в масляной ванне (соответственно их называют «мокрые»).
По режиму включения бывают замкнутые и замкнутые непостоянно сцепления.
Одно-, двух- и многодисковые сцепления классифицируют по числу ведомых дисков.
По расположению и по типу нажимных пружин бываю сцепления с расположением в несколько цилиндрических пружин, которые размещаются по периферии нажимного диска и с диафрагменной пружиной, которая находится по центру.

Сцепление в "автоматах"

В самом классическом виде механизм сцепления в гидромеханических и других вариаторных автоматических коробках передач должен отсутствовать, а присутствует он только в роботизированных трансмиссиях или в кулачковых коробках передач. В коробках передач с роботизированным управлением, при выжимании сцепления, переключаются передачи с помощью электропривода, а для большей плавности во время переключения используются коробки передач, где размещено два сцепления. Они работают по очереди, то есть одно сцепление в работе, при этом другое должно быть наготове.

Содержание

Этому учат начинающих водителей в автошколе, но бывает, что и долгие годы шоферского опыта не приучают бережно относиться к сцеплению в машине – оно быстро изнашивается и требует замены. Для того чтобы понять, как правильно пользоваться автомобильным сцеплением, нужно хорошо представлять себе схему его работы и предназначение отдельных составляющих, например, нажимного диска, который автомобилисты давно окрестили «корзиной».

Что такое автомобильное сцепление

Конструктивно сцепление (фрикционная муфта) в автомобиле предназначено для соединения/разъединения вала двигателя с автоматической или механической коробкой передач. Это позволяет трогаться с места без резких рывков и обеспечивает плавное переключение скоростей на ходу, предотвращая перегрузку составляющих трансмиссии из-за изменения числа оборотов коленчатого вала. Существуют разные конструкции приводов для передачи усилия от педали на нажимные механизмы, такие как механический, гидравлический и электрический.

Где находится

Поскольку назначение сцепления заключается в передаче крутящего момента с коленвала двигателя к коробке передач, то конструктивно оно находится между двумя этими агрегатами. Конкретное расположение может зависеть от компоновки базовых узлов, переднего или заднего привода трансмиссии, но в любом случае это будет спереди автомобиля под капотом.

Устройство

Являясь соединительным узлом для передачи вращения, конструкция фрикционной муфты в автомобиле не отличается особой сложностью. Основными составляющими являются:

Нажимной диск – имеет выжимные пружины в основании и предназначен для соединения с маховиком. Из-за лепестковой конструкции получил звание «корзинка» за сходство во внешнем облике.
Ведомый диск – имеет муфту, лучевое основание и накладки. Специальные демпферные пружины способствуют уменьшению тряски при переключении.
Выжимной подшипник – находится на первичном валу и приводит в действие вилку привода. Некоторые конструкции могут использовать стопорные пружины для более надежной фиксации.
Педаль сцепления – с помощью нее водитель из кабины управляет рабочим процессом, передавая указание соединить или разъединить ведущий вал двигателя и коробку передач. В автомобилях с автоматической коробкой передач (АКПП) педали нет, работа системы происходит с помощью специального сервопривода.

Современные производители автомобилей предлагают покупателям разные конструктивные варианты фрикционных муфт. Различия могут касаться:

количества дисков – одно- или многодисковые системы;
среды работы – сухие или влажные варианты;
привода в действие – механические, гидравлические, электрические способы;
способа нажатия на прижимной диск – сцепление с центральной диафрагмой или пружинами по кругу.

Для чего нужно

Разобраться, как работает устройство сцепления автомобиля, очень просто – пока педаль не нажата, ведущий и ведомый диски соприкасаются, передавая крутящий момент с маховика двигателя на коробку передач, а затем, через карданный вал – на колеса. Нажатие разъединяет диски, вращение перестает передаваться, и водитель может переключить скорость. Затем нужно медленно опускать нажим, чтобы не сжечь фрикционную муфту при слишком резком контакте дисков, причем очень важно не удерживать педаль в нажатом состоянии слишком долго.

Принцип работы

На словах это объясняется просто – фрикционная муфта обеспечивает взаимодействие маховика двигателя и коробки передач, обеспечивая их рассоединение для переключения скоростей. Но сколько же времени уходит у начинающих водителей, чтобы на практике освоить, как правильно выжать педаль, чтобы был плавный и мягкий старт с места без рывков! Не один час пройдет, пока автолюбитель станет ездить хорошо, но не следует забывать, что маневры на дороге могут испортить сцепление вашего автомобиля.

На автоматической коробке

В автоматическом варианте сцепление происходит по «мокрому» типу с помощью трансмиссионного масла, заключенного в гидротрансформатор и двух крыльчаток. Лопасти маховика увлекают за собой поток масла, которое закручивает насосное колесо – вот по такой схеме передается вращение в АКПП. У такого автомобиля отсутствует педаль сцепления, поэтому в целом процесс вождения будет гораздо проще (особенно много поклонников «автоматов» среди женщин).

На механической коробке

В салоне автомобиля сцепление расположено в самой левой позиции из трех (по центру будет тормоз, а самой правой – газ) и с ее помощью водитель управляет подключением двигателя к КП. Ручной режим работы требует больше внимания по сравнению с «автоматом», но для многих пользователей это дело привычки и вопрос цены. Автомобиль с АКПП будет гораздо дороже при покупке и обслуживании, вот почему многие водители выбирают автомобили, где есть педаль сцепления.

Правильное использование педали

Новичку будет полезно узнать, как правильно пользуются автомобильным сцеплением опытные автомобилисты и как работает сцепление в автомобиле. Применяя простые рекомендации в повседневных поездках, он гораздо быстрее достигнет мастерства, если научится правильно переключать передачи и включать нужную скорость, снижая нагрузку на резину и тормозные диски. Это касается таких моментов вождения, как кратковременные остановки (например, на светофоре) и повороты.

Как выжимать

По сути, правильное использование фрикционной муфты подразумевает четкое выполнение двух взаимосвязанных операций – педаль нужно нажать, а затем отпустить. Простые советы подскажут вам, как правильно выжимать сцепление:

Педаль нажимается до упора и без задержек.
Так как главное – это опыт, лучше не жалеть времени на тренировки, найдя для этого подходящую площадку и взяв в компанию опытного водителя.
На первых порах важное значение имеет обувь – чтобы ощущения были более выраженными, она должна быть на тонкой подошве и без каблуков.