Що таке зчеплення автомобіля і як воно працює

Гидромуфта Fluid Drive

Відразу ж за двигуном розміщується механізм зчеплення. Необхідність фрикційного зчеплення в автомобілі з двигуном внутрішнього згоряння і коробкою передач диктується неможливістю пуску такого двигуна під повним навантаженням і, крім того, наявність зчеплення дає можливість після пуску двигуна, роз'єднаного з передавальним механізмом, плавно і досить м'яко рушити з місця при його поступовому включенні. Фрикційне зчеплення служить також для роз'єднання двигуна і передавального механізму при зміні швидкості. На всіх сцеплениях загальновизнаним є наявність однієї або декількох утримують пружин. Для зміни швидкості натисканням педалі зчеплення вимикається, а після введення шестерень коробки передач в зачеплення воно знову включається при відпуску педалі.

З часів перших автомобілів механізм зчеплення пройшов кілька стадій розвитку, причому в сучасних легкових автомобілях домінує так званий "сухий" тип однодискового зчеплення. Але так було не завжди. На автомобілях початку століття досить широко були поширені механізми конусного зчеплення двох типів: з прямим і зворотним конусом. Кок правило, прямий конус встановлювався в маховик двигуна, обід якого розточуються під кутом 15 ° для освіти зовнішнього конуса, а до того зовнішньому конусу однією або декількома пружинами циліндричного типу притискався внутрішній конус. У зворотному конусі зовнішня частина складалася з чавунного або сталевого кільце, прикріпленого болтами до обода маховика, до якого входив внутрішній конус з кінця маховика двигуна. Зворотний конус був добре пристосований для використання в двигунах з моноблочною відливанням циліндрів, так як був більш компактним, а його пружини розташовувалися між маховиком і конусом зчеплення. Робочі поверхні конусів обклеювали шкірою. Чим більше був розмір конуса, тим жорсткішою була пружина, а отже, і біліше трудомістке включення зчеплення, що віднімає більше енергії у водія. Для заміни шкіряних прокладок зчеплення доводилося розбирати, при цьому пружина нерідко вискакувала і могла поранити механіка або водія. Для того, щоб уникнути зносу прокладок, їх щодня змащували жиром. У цій процедурі брали участь три людини: один натискав педаль, інший обертав заводну рукоятку, а третій, знявши кришку люка в підлозі кузова, пробирався до механізму зчеплення і наносив жир не накладки.

Багатодискове зчеплення, що працює в маслі

На зміну конусним механізмам зчеплення прийшли зчеплення з механічними дисками. Цей тип зчеплення зіграв важливу роль у розвитку трансмісії автомобіля, хоча і застосовувало досить короткий проміжок часу. Це б г перший тип багатодискового зчеплення з металевими дисками, які працюють в маслі. Саме такий механізм замінив конічне зчеплення на калитки а й дорогих автомобілях, так ка »велику потужність вже неможливо було передати за допомогою конічного зчеплення. Більшість багатодискових зчеплень мали конічні диски з бронзи і сталі, встановлені поперемінно. На них були V-подібні канавки боку яких утворювали кут в 35 °. У таких механізмах зчеплення в зіткнення входили тільки сторони канавок, а решта частини дисків служили для відводу тепла. У внутрішніх стінках канавок ближче до їх вершині були отвори, через які вільно могло перетікати масло. Для такого зчеплення було характерно деяке розклинюючий дію, подібне відбувається і в конічних сцеплениях, тому потрібно менший тиск пружини, ніж при зчепленні плоскими дисками того ж числа і розмірів для передачі тієї ж потужності. Однак для отримання достатнього зазору диски доводилося розводити але більшу відстань.

Коефіцієнт тертя дисків, що працюють в маслі, значно менше, ніж дисків, покритих азбестового тканиною, і сухого металу. Тому для створення такого ж тиску пружини в багатодискове зчеплення, що працює в маслі, потрібно значно більше дисків, ніж в багатодискове зчеплення з сухими дисками. В результаті - більший момент інерції відомою частини, що робило скрутним перемикання швидкостей. Однак найбільше незручність зчеплень з металевими дисками, які працюють »маслі, полягало у впливі погоди на в'язкість масло. Зазвичай використовувалася суміш з 50% моторного масла і 50% гасу, але при температурі навколишнього повітря нижче 0 С ця суміш ставала настільки вузький, що зчеплення починаєм пробуксовувати. Якість суміші залежало як від кількості масла, так і від його якості, а коли було потрібно додати масла, важко було отримати суміш потрібного складу.

Щоб уникнути незручностей від пробуксовки при включених, було розроблено багатодискове зчеплення з "сухими" дисками. Воно складалося з двох комплектів металевих дисків один ведучий, інший - ведений. Один з цих комплектів, переважно ведений, обшивався з обох сторін азбестовою тканиною. У цьому типі зчеплення важелі включення не використовувалися, і тиск пружини безпосередньо приводили диски в зіткнення. У свій час було прийнято встановлювати більшу кількість дисків і тримати тиск на одиницю поверхні дуже низьким, так як здавалося, що це повинно збільшити тривалість терміну служби фрикційної обшивки. Але при такому великому числі дисків спостерігалася схильність зчеплення до пробуксовки, а після цього перемикання шестерень в коробці передач виявлялося складним, так як ведені диски були досить важкими. Тому що використовувалися на автомобілях багатодискові зчеплення мали відносно невелике число дисків.

Поступово кількість дисків зменшилася до одного або двох, і їх стали постачати накладками зі спеціального, що не потребує мастила фрикційного матеріалу. Проте, всі перераховані типи зчеплень не справили такий революції в конструкції трансмісії автомобіля, яка випала НЕ частку гідравлічного зчеплення або гідромуфти.

Всі конструкції механічних зчеплень виявилися примітивними, так як вони включалися ривками, що неприємно позначалося але пасажирів і механізмах автомобіля, про відсутність ривків цілком залежало від кваліфікації водія. Також механічні зчеплення іноді пробуксовували або не включалися зовсім.

Як же працює гідравлічне зчеплення? Воно складається ніби з двох чашок з перегородками. Чашки ретельно підігнані одна до одної. Одна з них насаджена на колінвал двигуна замість моховики, інша - але первинний вал планетарної механічної коробки передач. Чаші заповнені маслом. Коли двигун працює на малих обертах, обертається тільки провідна чаша, пов'язана з двигуном. Зчеплення частинок масло невелика, а в іншій - відомою чаші - масло залишається нерухомим. Коли водій збільшує оберти двигуна, рідина в провідній чаші починає захоплювати за собою рідину в відомою. Між перегородками чаш утворюються щільні масляні кільця, які тиснуть але перегородки відомою чаші і змушують її обертатися разом з ведучою. Це забезпечує плавне рушання автомобіля з місця. Однак все гідротрансформатори запоздивают, і зворушення автомобіля з місця відбувається з невеликим проміжком часу. Тому гідромуфти і автоматичні коробки передач не знайшли застосування ні спортивних і гоночних автомобілях, де мають значення навіть соті частки секунди. До і для кваліфікованих водіїв управління звичайною коробкою передач з механічним зчепленням - задоволення. Хоча гидромуфта спрощує керування автомобілем, її конструкція достатня складно, як і виробництво, тому раніше гідромуфти використовувалися тільки на дорогих автомобілях, які мають достатній запас потужності. У міру вдосконалення двигунів гідромуфти напівпр поширення але середніх і невеликих автомобілях, про повсюдне застосування автоматичних зчеплень і коробок передач, ймовірно, справа майбутнього.