Гидравлический привод сцепления: облегченный труд водителя

Любой механизм должен иметь органы воздействия, а также управление. Не является в этом плане исключением сцепление автомобиля. Предназначенное для кратковременного разъединения трансмиссии и двигателя, оно является неотъемлемой частью любого транспортного средства, служит для обеспечения возможности управления машиной.

Для передачи воздействия от водителя на этот механизм на легковых автомобилях обычно используется гидравлический привод; одной из ответственных деталей подобного устройства является главный цилиндр сцепления.

Об устройстве гидравлического привода

Чтобы лучше понимать, о чем будет идти речь, надо хотя бы схематично представить конструкцию такого привода. Его назначение, устройство, роль в составе автомобиля оставим в стороне, в данном случае важен сам гидравлический привод.

Его реализацию, в качестве примера, как один из возможных вариантов, можно увидеть на приведенном ниже рисунке. Этого достаточно для понимания устройства и работы привода сцепления, а также понимания его роли и значения в составе автомобиля.

Из деталей привода на рисунке необходимо отметить такие узлы:

1. бачок для заливки тормозной жидкости (1), которая используется в качестве наполнителя гидравлического привода;
2. главный цилиндр сцепления (2);
3. гидротрубки (3,4,5) и шланг (7);
4. рабочий цилиндр сцепления (8);
5. педаль (6) и возвратная пружина (9).

Особенности выбора минерального масла. Можно ли использовать его в гидроприводе сцепления

Минеральное масло должно приспособиться к тяжелым условиям функционирования в передачах, ведь температурный режим может достигать +150 С. К маслам, соответственно, предъявлены жесткие требования, поскольку помимо выполнения функции смазки трущихся поверхностей они играют роль рабочего тела.

Так, минеральное масло должно обладать достаточным количеством эксплуатационных качеств:

• высокая стабильность в течение полного эксплуатационного срока;
• минеральное масло должно иметь интенсивную аэрацию;
• высокие показатели образования пены;
• минеральное масло должно характеризоваться присутствием в составе противокоррозионных присадок, обеспечивающих снижение действия коррозии;
• оптимальный уровень вязкости и плотности, который должно иметь минеральное масло. Если уровень и КПД высокие, показатель вязкости – минимальный, если нужно обеспечить в области поверхностей трения пленку – требуется высокий показатель вязкости;
• отсутствие качеств агрессивности в отношении деталей, используемых для уплотнения и по сравнению с другими элементами, работающими в системе.

Нередко на практике применяется специальное минеральное масло, которое изготовлено на базе веретенных компонентов с низким уровнем вязкости и присутствием присадок.

Однако стоит обратить особое внимание: в современных автомобилях минеральное масло в гидроприводе сцепления не используется, так как оно может разрушить резиновые элементы конструкции. Для этого применяют специальную тормозную жидкость DOT4. Также недопустимо смешивание тормозных жидкостей разных типов.

Как работает гидравлический привод

Не касаясь устройства отдельных узлов данного механизма, к этому можно будет вернуться немного позже, вполне достаточно упрощенно ознакомиться с его работой. Будем считать, что в привод залито необходимое количество тормозной жидкости, он исправен и полностью работоспособен.

При нажатии на педаль (6) усилие через шток передается в главный цилиндр привода сцепления (2). Он воспринимает это усилие, а затем через систему трубок и шлангов передает его на рабочий цилиндр сцепления. Последний через вилку сцепления и выжимной подшипник отключает трансмиссию от двигателя.

Возможные неисправности и их диагностика

Признаки, указывающие на неисправности в приводе сцепления можно диагностировать исходя из следующего: — Значительно снизился уровень в бачке сцепления, это указывает на то, что где-то в системе течет тормозная жидкость, если соединительные трубки целы, то причиной этого могут стать изношенные манжеты или неисправность поршня в главном цилиндре. — Визуальный осмотр показал наличие мест, откуда течет жидкость: трубки, манжеты и прочее. — При нажатии происходят периодические провалы педали, это сигнализирует о том, что в приводе сцепления находится воздух, такое случается при треснувших шлангах или когда уровень в бачке опускается ниже минимума. — При переключении передач слышится характерный звук в коробке, напоминающий «хруст», причиной может служить неисправности поршня или пружины главного цилиндра.

При наличии этих признаков следует проверить все составляющие привода сцепления, произвести диагностику и последующий ремонт или замену вышедших из строя деталей.

Главный цилиндр выключения сцепления в разобранном виде

Как устроен гидропривод

Устройство главного цилиндра сцепления может быть конструктивно выполнено различным способом, но в целом по принципу действия совпадает во всех вариантах. Для примера на рисунке ниже приведен главный цилиндр сцепления в разрезе.

Среди основных деталей можно выделить

• (2) — толкатель, связывающий механизм с педалью;
• (3) главный цилиндр;
• (4) поршень;
• пробки и возвратная пружина.

Из рисунка видно, что цилиндр сцепления разделен на две части перегородкой. Верхняя половина служит для заправки гидропривода жидкостью, поступающей в цилиндр из бачка (5), и хранения ее необходимого рабочего запаса. Если все настроено и отрегулировано правильно, то ее уровень должен составлять три четверти от рабочего объема.

Нижняя часть служит в качестве рабочей зоны. В исходном состоянии поршень (4) пружиной поджат к разделительной стенке, между толкателем и поршнем образуется зазор А, и через него жидкость заполняет рабочую зону.

При нажатии на педаль толкатель, перемещаясь, перекрывает зазор А, перетекание из верхней части в нижнюю прекращается, начинает перемещаться поршень, передавая через систему трубок и шлангов на рабочий цилиндр усилие от ноги водителя.

Благодаря различию диаметров поршня и выходного отверстия его значение увеличивается, этого становится достаточно для срабатывания сцепления. Такая конструкция привода позволяет при легком нажатии на педаль обеспечивать требуемое усилие для срабатывания всего механизма.

При отпускании педали поршень под воздействием пружины и существующего в системе давления возвращается в исходное положение, туда же перемещается толкатель, благодаря чему восстанавливается свободное проникновение жидкости между двумя частями цилиндра.

Ремонт

При провалах педали сцепления, чтобы избежать необоснованной разборки цилиндра стоит изначально прокачать систему и выгнать оттуда воздух, который мог попасть при снижении жидкости в бачке ниже минимально допустимого уровня. Если это не помогло, стоит приступать к ремонту. Для этого случая в продаже есть ремкомплект главного цилиндра сцепления, в комплекте которого, в зависимости от марки авто, находятся основные изнашивающиеся детали: манжеты, возвратная пружина, шток, стопорное кольцо и прочее.

Характерные неисправности

Несмотря на свою простоту, главный цилиндр также может послужить источником серьезных неприятностей. Наиболее распространенными причинами дефекта могут быть:

• недостаток рабочей жидкости;
• попадание в систему гидропривода воздуха.

В первом случае нужно просто проверить в бачке уровень жидкости, при ее недостаточном количестве надо долить до установленного значения. Для исключения подобного необходимо периодически контролировать положение жидкости в бачке при проведении регламентных работ, а также техническом обслуживании.

Причинами попадания воздуха в главный и рабочий цилиндры, приводящими к отказу сцепления, могут быть трещины в шлангах, износ деталей или подтекание системы в местах соединения ее различных участков.

С целью восстановления работоспособности системы необходимо устранить такие источники подтекания и попадания воздуха в магистраль, главный и рабочий цилиндры, а также прокачать всю систему для удаления из нее уже попавшего воздуха. Эту процедуру можно выполнить вполне самостоятельно, не прибегая к помощи автомастерской. Из-за конструктивных особенностей, которыми обладает главный цилиндр у разных автомобилей, описать правильно эту процедуру затруднительно, хотя вкратце можно отметить, что проводится она нажатием на педаль сцепления. При этом на специальный штуцер или клапан надевается дополнительный шланг, через него рабочая жидкость поступает в отдельную емкость с тормозной жидкостью.

Ее уровень в бачке, с которым связан главный цилиндр, не должна опускаться при этом ниже установленного уровня, иначе вновь возможно попадание воздуха. Вместе с жидкостью воздух уходит из системы. Когда его пузырьки прекратят выделяться, можно считать, что система прокачана, и воздух из нее удален. После этого все приводится в первоначальное состояние, проводится необходимая регулировка узлов и механизмов (выставляются зазоры, свободный ход).

Главный цилиндр предназначен для передачи усилия с педали и преобразования его значения до величины, которой должно быть достаточно для перемещения вилки сцепления. При этом сработает механизм сцепления и связь между двигателем и колесами автомобиля будет разорвана.

Нюансы эксплуатации сцепления

Зачастую водители склонны связывать неравномерность и рывки при движении автомобиля с неисправностями сцепления. Эта логика в большинстве случаев ошибочна.

Например, автомобиль при переключении передач с первой на вторую, резко сбрасывает обороты. Здесь виновато не само сцепление, а датчик положения педали сцепления. Находится он за самой педалью сцепления. Неисправности датчика устраняются путем несложного ремонта, после которого сцепление будет вновь работать плавно и без рывков.

Другая ситуация: при переключении передач автомобиль немного дергается, а при трогании с места может заглохнуть. В чем может быть причина? Чаще всего в этом виноват клапан задержки сцепления. Этот клапан обеспечивает определенную скорость, при которой может схватываться маховик, независимо от того, насколько быстро была «брошена» педаль сцепления. Для начинающих водителей эта функция необходима, т.к. клапан задержки сцепления предотвращает чрезмерный износ поверхности диска сцепления.

Особенности керамического сцепления

Ресурс сцепления и эффективность его работы на пределе нагрузок зависит и от свойств материала, обеспечивающего зацепление дисков. Стандартный состав накладок дисков сцепления большинства автомобилей включает спрессованную смесь стеклянных и металлических волокон, смолы и каучука. Поскольку принцип работы сцепления базируется на силе трения, фрикционные накладки ведомого диска рассчитаны на работу при высоких температурах, доходящих до 300-400 градусов Цельсия.

Диск сцепления с керамическими фрикционными накладками

В мощных спортивных автомобилях нагрузки на сцепление намного превышают обычные нормы. Для некоторых трансмиссий может применяться керамическое и металлокерамическое сцепление. В состав материала таких накладок входит керамика и кевлар. Металлокерамический фрикционный материал менее подвержен износу и выдерживает нагрев до 600 градусов без потери рабочих качеств.

Производители используют различные конструкции муфты сцепления, оптимальные для определенного автомобиля, исходя из его назначения и стоимости. Сухое однодисковое сцепление остается достаточно эффективной и недорогой в изготовлении конструкцией. Данная схема широко применяется на легковых автомобилях бюджетного и среднего классов, а также на внедорожниках и грузовиках.

Источник

Разновидности привода сцепления

На большинстве легковых автомобилей с механической КПП устанавливается два вида привода сцепления;

• механический (тросовый);
• гидравлический.

Механический привод устанавливается преимущественно на легковых автомобилях, оснащенных силовыми агрегатами малой мощности. Данный вид привода отличается предельно простым устройством и дешев при производстве. Кроме того, механический привод весьма прост в обслуживании и ремонте, так как содержит минимальное количество конструктивных элементов.

Конструкция и принцип работы ГЦС

В принципе, конструкция главного цилиндра достаточно простая:

• от педали через толкатель (10) на шток (8) передается усилие;
• поршень (14) продвигается вперед, при этом перекрывая клапан (С), от которого жидкость из сжимаемой части цилиндра может перетечь в бачок (1);
• жидкость в цилиндре сжимается и выталкивается через штуцер (19) в гидравлическую магистраль к рабочему цилиндру, который уже непосредственно приводит в действие вилку;
• при возврате педали в исходное положение поршень возвращается назад с помощью пружины (18).

Работа гидропривода (неважно, относится это к системе сцепления, тормозной или любой другой) основана на том, что жидкость под давлением практически не сжимается, но при этом мгновенно передает усилие по системе патрубков до нужной точки.

Элементы муфты сцепления

Стандартная муфта сцепления, применяющаяся на большинстве автомобилей с механической коробкой передач, включает следующие основные элементы:

• Маховик двигателя – ведущий диск.
• Ведомый диск сцепления.
• Корзина сцепления – нажимной диск.
• Выжимной подшипник сцепления.
• Муфта выключения сцепления.
• Вилка сцепления.
• Привод сцепления.

На ведомый диск сцепления с обеих сторон установлены фрикционные накладки. Его функция – передача крутящего момента за счет силы трения. Встроенный в корпус диска пружинный демпфер крутильных колебаний смягчает соединение с маховиком и гасит вибрации и нагрузки от неравномерности работы двигателя.

Схема расположения диска сцепления, корзины и выжимного подшипника с муфтой выключения

Нажимной диск и диафрагменная пружина, воздействующие на ведомый диск сцепления, в сборе представляют собой единый узел, получивший название “корзина сцепления”. Ведомый диск сцепления расположен между корзиной и маховиком и соединен с первичным валом коробки передач с помощью шлицев, по которым он может перемещаться.

Диафрагменная пружина корзины может быть либо нажимного, либо вытяжного принципа действия. Отличие – в направлении приложения усилия от привода сцепления: к маховику или от маховика. Особенность конструкции пружины вытяжного действия позволяет использовать корзину, толщина которой значительно меньше. Это делает узел максимально компактным.

Технические характеристики

В характеристиках к главному цилиндру производители указывают такие параметры:

• сторона руля (левый, правый) – имеет значение при асимметричном креплении;
• есть ли в комплекте бачок (ГЦС может продаваться как с бачком, так и без него);
• способ подключения (слева, сверху и т.д.) – помощь при выборе, если в гидроприводе установлены нештатные детали;
• материал корпуса: чугун, алюминий, сталь, полимер;
• размеры корпуса и конструктивных элементов (диаметр штуцера, длина штока).

Эти характеристики можно учитывать как вспомогательную информацию при подборе главного цилиндра на свой автомобиль. Особое внимание автолюбители уделяют материалам изготовления: самым распространенным на сегодня является чугун и алюминий, также довольно много предложений цилиндров с полимерными корпусами. Стальные корпуса встречаются довольно редко, поскольку сталь сочетает в себе высокую цену и сложность обработки.