Мокрое сцепление что это
Перейти к содержимому

Мокрое сцепление что это

  • автор:

Как работают автоматические коробки передач с двойным сцеплением

Трансмиссия автомобиля до недавнего времени делилась на два типа: механика, которая требует от водителя при выборе следующей передачи выдавливать педаль сцепления и перемещать рычаг КПП, и автоматическая, которая делает самостоятельно всю работу за водителя при помощи гидротрансформатора и набора планетарных передач. Теперь появилось промежуточное решение, вобравшее в себя лучшее из двух вышеупомянутых концепций – трансмиссия с двойным сцеплением, или, как ее еще называют, полуавтоматическая трансмиссия, механика \"без сцепления\" и автоматизированная механическая коробка передач.

В мире гоночных автомобилей полуавтоматические коробки передач, такие как секвентальные механические коробки — sequential manual gearbox (сокращенно SMG), используются уже многие годы. Но в мире массового производства это относительно новая технология.

В данной статье мы изучим принципы работы автоматический КПП с двойным сцеплением, сравним ее с другими видами КПП и поймем, почему многие называют ее трансмиссией будущего.

С руками или без них
Трансмиссия с двумя сцеплениями предлагает в одном агрегате достоинства двух механических КПП. Чтобы лучше понять, что это означает, повторим, как работает обычная механика. Когда водитель хочет переключить передачу в машине с МКПП, он сначала выдавливает сцепление, которое отсоединяет двигатель от коробки и вызывает прерывание потока крутящего момента на КПП. Когда водитель передвигает рычаг МКПП, происходит перемещение зубчатой муфты от одной шестерни к другой шестерни отличного размера от первой. Устройства, называемые синхронизаторами, выравнивают скорость вращения муфты со скоростью зацепляемой шестерней для предотвращения скрежета. Как только новая шестерня выбрана, водитель отпускает педаль сцепления, которая снова соединяет двигатель с трансмиссией и посылает крутящий момент на колеса.

Итак, в традиционной механике нет беспрерывного потока мощности от двигателя до колес. Вместо этого подача мощности изменяется от включенного до выключенного состояния во время переключения передач, вызывая явление, известное как \"толчок переключения передачи\" или \"прерывание крутящего момента\". Для неопытного водителя это явление оборачивается швырянием пассажиров вперед и назад после переключения передач.

Коробка передач с двойным сцеплением, напротив, использует два сцепления, но не имеет педали сцепления. Сложная электроника и гидравлика контролируют сцепления аналогично стандартной автоматической коробке передач. В коробке передач с двойным сцеплением, однако, сцепления работают независимо. Одно сцепление контролирует нечетные передачи (1, 3, 5 и заднюю), другое отвечает за четные передачи (2, 4 и 6). При такой компоновке передачи можно переключать без прерывания потока мощности от двигателя до трансмиссии. Принцип работы такой:

Комментарии к анимации. 1. нажмите старт, машина едет на второй передаче и управляется внутренним сцеплением (зеленый цвет), мощность от двигателя передается через внешний вал на шестерню 2-й передачи.
2. С набором скорости компьютер обнаруживает точку переключения на следующую передачу, и заранее выбирает 3-ю передачу.
3. когда водитель выбирает передачу, внутреннее сцепление освобождается и активизируется внешнее сцепление
4. Крутящий момент от двигателя идет вдоль внутреннего вала к заранее выбранной 3-й передаче.

Устройство сцепления

Сцепление — механизм кратковременного разъединения вала двигателя и механизмов трансмиссии (коробки переключения передач), предназначенный для плавного начала движения транспортного средства с места и бесшумного для переключения передач. Сцепление состоит из одного или нескольких фрикционных дисков, прижимаемых к ведущему диску двигателя (маховику) пружинами. В рабочем состоянии фрикционные диски, покрытые абразивным материалом, прижаты к маховику и передают крутящий момент от коленчатого вала двигателя на ведомый диск, насаженный через шлицевое соединение на вал . Вращение передается благодаря силам трения. Как только водитель нажимает на педаль сцепления, выжимная муфта отводит фрикционный диск (или пакет дисков) от маховика, преодолевая сопротивление пружин. Сила трения уменьшается, фрикционные диски начинают проскальзывать, замедляют или прекращают вращение, двигатель отсоединяется от узлов трансмиссии. В результате при работающем двигателе крутящий момент на ведущие колеса не передается. Это позволяет замедлить движение автомобиля, разгрузить валы для бесшумного переключения передачи, либо остановить транспортное средство без остановки двигателя.
Механизм выключения сцепления состоит из выжимного подшипника, приводного механизма (механического тросового или гидравлического), педали сцепления. Фрикционные диски (или ведомый диск, если речь идет о наиболее распространенном двухдисковом сцеплении) покрыты накладками из материала на основе асбеста. В последнее время в сцеплении применяют новые материалы, не содержащие асбеста, что увеличивает долговечность сцепления в целом. В центральной части ведомого диска расположены выжимные рычаги или лепестковые элементы, на которые воздействует выжимной подшипник. В свою очередь подшипник перемещается по направляющей вала вилкой выключения сцепления, связанной с педалью сцепления тросовым или гидравлическим приводом. В ведомый диск встраивают демпферные пружины, компенсирующие колебания частоты вращения и улучшающие равномерность вращения вала , что положительно сказывается на плавности хода автомобиля и долговечности коробки переключения передач.

Разновидности сцепления

Механизмы сцепления, применяемые в автомобилях и мотоциклах разделяют по способу передачи крутящего момента на узлы трансмиссии (на ) на механические, гидравлические и электромагнитные. Наибольшее распространение получили механические сцепления, которые в свою очередь, подразделяются на:
1. На сухие и «мокрые», работающие в маслянной ванне. Первые используются в автомобилях, вторые — в мотоциклах. «Мокрое» сцепление позволяет уменьшить диаметр ведущего и ведомого дисков, увеличить срок службы сцепления и улучшить охлаждение механизма.
2. По способу передачи крутящего момента — постоянного и непостоянного действия. Сцепление постоянного действия устанавливается в транспортные средства, непостоянного действия — в мощные станки и в механизмы (например, в экскаваторы и погрузчики), в которых передача крутящего момента необходима лишь в кратковременном режиме.

Сцепление 02.jpg

3. По количеству дисков механизмы сцепления подразделяются на однодисковые (пара ведущий и ведомый диск), двухдисковые (с промежуточным ведомым диском) и многодисковые. Однодисковое сцепление применяется в легковых и грузовых автомобилях. Двухдисковое — в грузовиках большой грузоподъемности, специализированных машинах, тракторах.

Сцепление 03.jpg

Многодисковое сцепление применяется в механизмах «мокрого» типа в мотоциклах.

4. По расположению и количеству нажимных пружин сцепления — на механизмы с набором пружин, расположенных равномерно по поверхности диска (на грузовых автомобилях), и на сцепление с единственной центральной диафрагменной пружиной (на легковых автомобилях).
5. По способу приведения механизма сцепления в действие — с механическим, гидравлическим, электрическим и гидромеханическим управлением. Механический привод вышел из употребления. Наиболее распространенным видом на данный момент является сцепление с гидравлическим приводом.

Фрикционные материалы

В сцеплениях любого типа характеристики материала, из которого изготовлены накладки на диски сцепления, определяют плавность срабатывания механизма сцепления и его долговечность. Долгое время в сцеплении использовались накладки на основе асбеста. Высокая термостойкость асбеста устраняли проблему перегрева сцепления при частом использовании. А волокнистая структура материала обеспечивала плавность момента срабатывания.
В современных механизмах сцепления применяются композитные материалы, обладающие улучшенными по сравнению с асбестом характеристиками. Но в случаях, когда требуется передать на узлы трансмиссии крутящий момент очень большой величины, фрикционные материалы оказываются непригодными. Поэтому в гоночных автомобилях и в сверхтяжелой технике (грузовиках, тягачах) применяют керамические фрикционные накладки. Они обладают очень высокой износостойкостью, нечувствительны к перегреву, но не обеспечивают плавной передачи крутящего момента на . Сцепление с керамическими ведомыми дисками относят к механизмам жесткого срабатывания.

Сцепление в автоматических трансмиссиях

В транспортных средствах с автоматическими коробками передач и с вариаторами сцепление не используется. В автомобилях с А вместо него используется гидромуфта (по сути, сцепление непостоянного действия). А в вариаторных транспортных средствах — на скутерах, легких мотоциклах, автомобилях с вариаторной трансмиссией — необходимости в сцеплении не возникает.
Классический механизм сцепления применяется в автомобилях с автоматизированной механической коробкой передач. В этих машинах выжим сцепления и переключение передач механической осуществляется сервоприводами по командам электронной системы управления. Причем, существуют трансмиссии с двумя сцеплениями, работающими по очереди — одно передает крутящий момент на ведущие колеса через сцепленную пару шестерен, второе в этот момент разъединяет вал двигателя от второй пары шестерен для плавного включения следующей передачи.
Полуавтоматом выключения сцепления оснащаются автомобили с частичной автоматизацией переключения и большинство современных мотоциклов со сцеплением мокрого типа. Когда водитель мотоцикла прикасается к рычагу переключения передач, усилие передается на механизм выжима сцепления. Это позволяет переключать передачи без выжима сцепления рычагом на руле, а в большинстве случаев и плавно тронуться с места, осторожно отпуская ножной рычаг переключения . На автомобилях с полуавтоматической трансмиссией привод механизма выжима сцепления соединен с рукояткой.

Принцип работы DSG трансмиссии

DSG коробка передач имеет три блока: сцепление, редуктор и мехатроник. Для понимания основного принципа работы данной трансмиссии, более подробно разберем сцепление и редуктор.

Редуктор

В первую очередь отметим, что в редукторе расположен первичный вал, который состоит из двух элементов:

  1. Внутренний первичный вал.
  2. Внешний первичный вал.

На рисунке видно, что внутренний вал имеет связь со вторичным валом, на котором расположены шестрени 1, 3 и 5 передачи. На эти шестерни передается крутящий момент при включении первого диска сцепления. Данные элементы выделены синим цветом.

Внешний вал передает крутящий момент на вторичный вал с шестернями 2, 4 и 6 передачи. При этом задействован второй диск сцепления. Данные элементы обозначены серым цветом.

Схема редуктора DSG трансмиссии

Передача крутящего момента

При включении первой передачи происходит зацепление шестерни первой передачи с шестерней на первичном внутреннем валу. Чуть позже включается первый диск сцепления и происходит передача крутящего момента с коленчатого вала через первое сцепление, внутренний вал на шестерню первой передачи и далее на выходной вал.

Передача крутящего момента от редуктора на диски сцепления в DSG

При включении первой передачи также происходит зацепление и шестерни второй передачи с шестерней внешнего вала. При этом вращение данной шестерни происходит свободно.

По команде мехатроника включить вторую передачу, происходит отключение первого диска сцепления и включение второго диска сцепления. Данный процесс протекает очень быстро и занимает доли секунды. При этом шестерни второй передачи уже были в зацеплении и сразу принимают на себя дальнейшую нагрузку вращения.

На второй передачи крутящий момент передается с коленчатого вала через второе сцепление, на внешний вал, шестерню второй передачи и далее на выходной вал.

При переходе на вторую передачу освобождается от зацепления шестерня первой передачи, а шестерня третьей передачи переходит в зацепление и осуществляет свободное вращение до команды мехатроника переключиться на третью передачу. Далее процесс повторяется, при этом происходит поочередное включение дисков сцепления.

Данная конструкция редуктора и использование двойного сцепления позволяет добиться высоких результатов в плавности хода, экономии топлива, а также улучшить динамические характеристики автомобиля.

Двойное сцепление

Двойное сцепление, используемое в трансмиссии DSG, может быть двух типов:

Сухое и мокрое сцепление в DSG

Сухое сцепление – это механизм, в котором регулировка включения дисков сцепления осуществляется при помощи вилок, как и в механической коробке передач.

Мокрое сцепление – это механизм, рабочим телом которого является масло. Под воздействием гидравлики осуществляется включение и выключение дисков сцепления.

Все шестиступенчатые коробки DSG-6 оснащены мокрым сцеплением, основная часть семиступенчатых коробок DSG-7 оснащается сухим сцеплением.

В заключение отметим, что DSG трансмиссия является сбалансированным механизмом, который позволяет значительно улучшить динамические характеристики автомобиля. Кроме того, она позволяет снизить расход топлива и добиться мягкости и незаметности переключение передач за счет использования двухдискового сцепления.

  • Типы коробок DSG
  • Принцип работы и устройство DSG
  • Проблемы АКПП DSG

Сцепление автомобиля: как оно работает и почему ломается

Сцепление — одна из важнейших частей любого транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания. Оно выполняет одну и ту же задачу — позволяет автомобилю ехать или стоять на месте при работающем моторе

Фото: Shutterstock

Фото: Shutterstock
Разбираемся, как работает сцепление, каким бывает и как понять, что оно неисправно.

Что такое сцепление

Сцепление — это механическое устройство, которое передает крутящий момент от двигателя к колесам и отключает ведущий вал от трансмиссии. Это означает, что машина может стоять на месте даже при работающем моторе, а переключение передач и трогание с места происходит плавно.

На «механике» водитель управляет им через нажатие третьей педали (крайне левой). У моделей с АКПП передача крутящего момента реализована иначе и за него отвечает гидротрансформатор.

Сцепление всегда расположено между двигателем и трансмиссией. В классическом варианте, для МКПП, его главные рабочие элементы это:

  • Маховик. Тяжелый диск с зубчатым венцом, который жестко зафиксирован на коленчатом валу ДВС. К его обратной стороне крепится корзина сцепления.
  • Диск сцепления. Прижимается к маховику и для этого покрыт специальным композитным материалом устойчивым к трению.
  • Демпферные пружины. Уравнивают колебания и вибрации от работающего двигателя.
  • Диафрагменная пружина. Отвечает за разрыв мощности за счет движения внутренней кромки (лепестков). Работает с выжимным подшипником, которые перемещает вилка.

Для чего нужно сцепление

Работающий двигатель постоянно вращается, а колеса при этом могут не двигаться. Если трансмиссия останется подключенной, а водитель попытается затормозить, то мотор заглохнет. Другие функции сцепления:

  • плавный старт и легкое переключение передачи;
  • снижение вибрации от работающего ДВС;
  • защита трансмиссии от рывков двигателя, инерционных перегрузок и износа.

Фото: Shutterstock

Фото: Shutterstock

Как работает сцепление

Большую часть времени сцепление включено, то есть диск прижат к маховику. Поэтапно процесс включения и выключения выглядит так:

  1. Водитель нажимает педаль сцепления;
  2. Это усилие через трос или по гидравлической магистрали передается на вилку;
  3. Выжимной подшипник перемещается и утапливает лепестки диафрагменной пружины;
  4. Связь «двигатель-трансмиссия» разрывается;
  5. Водитель выбирает нужную передачу и плавно отпускает педаль, скорость вращения маховика и ведомого диска уравниваются;
  6. Диск сцепления прижимается к маховику и передача крутящего момента возобновляется.

Виды сцепления

Существует много способов сцепления/расцепления связи ДВС и КПП. Некоторые из систем, например конусные или ленточные, устарели и применяются крайне редко. Другие используются только в гоночных или тяжелых грузовых авто. Самый массовый тип сцепления — дисковое. Оно применяется в автомобилестроении с начала XX века и постоянно дорабатывается инженерами. Сегодня все сцепления делятся на:

  • фрикционные, гидравлические или электромагнитные;
  • с одним, двумя или несколькими дисками;
  • с механическим (тросовый), гидравлическим или электрическим приводом;
  • с периферийными пружинами, центральными, центробежное и полуцентробежное;
  • с сухим или мокрым трением.

Фрикционное сцепление

Устанавливается на большинство серийных авто. По числу рабочих дисков делится на:

  • Однодисковое. Самая распространенная конструкция, установлена на большинстве авто. Простая в ремонте и обслуживании.
  • Двухдисковое. Применяются на грузовых или высокопроизводительных автомобилях.
  • Многодисковое. Состоит их трех и более дисков. Их ставят на гоночные и спортивные авто, а также на тяжелую строительную технику.

Сухое

В таких системах трение происходит в сухой (воздушной) среде. К таким механизмам, например, относится фрикционное однодисковое сцепление. Как оно работает рассмотрели выше. Плюсы и минусы сухого сцепления:

  • Эффективность передачи крутящего момента. Без смазки она намного выше, так как любые потери мощности сведены к минимуму, а диск сцепления и вал ДВС находятся в прямом контакте.
  • Простота обслуживания. Однодисковая конструкция и отсутствие смазки делают их более простыми в техническом обслуживании и ремонте.
  • Быстрее изнашиваются. Сухое сцепление быстрее изнашивается и чаще требует замены главных рабочих элементов. На срок службы напрямую влияет манера езды. Например, если часто ездить с выжатым сцеплением или пробуксовками, то поломка наступит раньше.
  • Дополнительный шум. Трение, создаваемое в сухих сцеплениях, делает их громче, особенно, когда что-то идет не так.

Фото: Shutterstock

Фото: Shutterstock

Мокрое

«Мокрое сцепление» погружено в масло. Оно смазывает поверхности вращающихся деталей и охлаждает их. Чаще всего такое сцепление применяются для многодисковых конструкций или на мотоциклах. У них также есть свои плюсы и минусы:

  • Срок службы. Смазка предотвращает преждевременный износ движущихся частей. Уменьшенное трение не слишком снижает мощность, но лучше защищает механику трансмиссии от повреждений.
  • Высокая производительность. «Мокрые сцепления» лучше справляются с высокими температурами за счет охлаждения всех элементов.
  • Сложный ремонт. Конструкция с несколькими дисками непростая, что сказывается на техническом обслуживании.
  • Загрязнение масла. Необходимость дополнительного масла означает, что его придется менять, оно может загрязняться или подтекать.

Электромагнитное сцепление

Работает за счет электромагнита и якоря. Первый установлен на нажимном диске, второй — на кожухе сцепления. Когда к электромагниту поступает ток от генератора возникают магнитные колебания, которые притягивает якорь к магниту. Разновидностью электромагнитного сцепления можно считать так называемое «порошковое». В нем для создания прижимной силы используют гранулы ферромагнитного порошка.

Гидравлическое сцепление

В автомобилях с АКПП передача момента осуществляется не за счет трения, а с помощью масляных потоков и давления. Это делает гидротрансформатор. Он состоит из трех лопастных колес, погруженных в рабочую жидкость внутри герметичного кожуха. С коленвалом ДВС соединено насосное колесо, с КПП — турбинное. Между ними, проходя через реактор, рециркулирует жидкость. Так механическая энергия от ДВС переходит в гидравлическую, которая затем передается на планетарный механизм переключения передач.

Неисправности сцепления

Когда сцепление не включается полностью или проскальзывает при большой нагрузке, то, скорее всего, речь идет о естественной выработке деталей. Со временем фрикционные диски изнашиваются и становятся тоньше, а пружины ослабевают. Внезапное начало пробуксовки сцепления также свидетельствует о том, что трущиеся поверхности загрязнены маслом или чем-то еще. В гидроприводах к неисправности может приводить утечка жидкости из магистрали.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *