Сцеплением называется узел трансмиссии, участвующий в передаче вращения от двигателя на колеса, изменяя величину крутящего момента и его направление. Также оно позволяет на короткое время отсоединять двигатель от других узлов трансмиссии и плавно их соединять (сцеплять). Таким образом, переключаются передачи в транспортных средствах с коробкой передач.

Рассматривая сцепление в общем, можем заметить, что оно состоит из пяти основных частей:

  • Маховик или ведущий диск. Этот элемент представляет собой большой стальной круг с отверстиями для крепления к коленчатому валу и для подшипника или втулки. Для соединения со стартером маховик оборудован специальным зубчатым кольцом. Маховик с одной стороны присоединен к коленвалу, а с другой – к корзине сцепления. Принимая участие в запуске двигателя со стартера, он создает равномерное вращение коленвала и передает крутящий момент на ведомый диск;
  • Диск сцепления или ведомый. Представляет собой стальной круг с небольшими разрезами для недопущения коробления металла. На этом кругу установлены фрикционные накладки, шлицевые муфты с гасителями (успокоителями, демпферными пружинами) для сглаживания крутильных колебаний, ступицы для соединения с валом, маслоотражателями. При невыжатом сцеплении ведомый диск благодаря фрикционным накладкам зацепляется с поверхностями маховика и нажимного диска, обеспечивая передачу крутящего момента. Фрикционные накладки изготавливают из углеродных композитных материалов, кевларовых нитей, они бывают керамическими и из других материалов. В более ранних механизмах использовались металлические диски с асбестовыми накладками, но в наше время асбест запрещен в Европе из-за пагубного влияния на здоровье человека.
  • Нажимной диск или корзина сцепления. Эта деталь представляет собой круглое чугунное основание выпуклое с одной стороны. Внутри находятся выжимные или диафрагменные пружины, соединенные с круглой прижимной площадкой выжимного подшипника. Нажимной диск прочно прикрепляется к маховику, а в зазоре между этой площадкой и маховиком устанавливают ведомый диск. При выжимании сцепления выжимной подшипник давит на нажимные пружины, которые воздействуют на ведомый диск.
  • Выжимной подшипник. Он изготавливается в виде круглой нажимной площадки, расположенной на выступающем из коробки передач первичном вале и прикрепленной к защитному кожуху вала. Связан выжимной подшипник посредством системы привода с педалью сцепления. Нажимая на педаль, водитель передает усилие через выжимной подшипник на выжимные пружины. Этот элемент бывает нажимным или оттягивающим.
  • Педаль сцепления. Единственный элемент сцепления, находящийся внутри салона транспортного средства с механической коробкой передач, его всегда устанавливают с левой стороны. В автомобилях с автоматической коробкой передач педаль сцепления не предусмотрена, несмотря на присутствие сцепления в таком типе автомобилей.

Виды сцепления

Различают несколько видов сцепления, которые характеризуются:

  1. По типам привода. Существуют транспортные средства с механическими, гидравлическими или электрическими системами приведения сцепления в действие:
  2. при механической системе усилие нажатия педали сцепления передается на выжимную вилку посредством троса;
  3. при гидравлической системе привода водитель, нажимая на педаль, приводит в действие шток главного цилиндра с поршнем, который посредством рабочей жидкости передает усилие нажатия педали на рабочий цилиндр. В рабочем цилиндре имеется свой шток, который и давит на выжимную вилку. В качестве рабочей жидкости обычно используют тормозную;
  4. в сцеплении с электрическим приводом используется специальный электромотор, который включается при нажатии педали и передает усилие нажатия на выжимную вилку посредством троса, как и в случае с механическим приводом.
  5. По типам трения. В современных транспортных средствах используются сухие и мокрые виды сцепления. В первом случае фрикционные накладки работают в воздушной среде, во втором − в масляной ванне.
  6. По числу ведомых дисков:
  7. в современном мире самым распространенным является однодисковое сцепление, такой вид применяется практически на всех автомобилях с маломощными двигателями и двигателями средней мощности;
  8. в грузовиках и легковом автотранспорте с мощными двигателями применяют сцепление с двумя дисками. Такой вид более дорогой, но более надежный однодискового сцепления;
  9. тяжелая строительная и грузовая техника, мощные спортивные болиды и полноприводные авто используют сцепление с тремя и более ведомыми дисками, такой вид называют многодисковым.
  10. по типам расположения пружин. Существуют сцепления с расположением нескольких цилиндрических пружин по периферии нажимного диска и с центральной диафрагменной пружиной.
  11. по режимам включения − постоянно замкнутые и непостоянно замкнутые.

Принципы работы сцепления

Двигатель внутреннего сгорания предназначен для преобразования химической энергии топлива в механическую работу. Другими словами, двигатель при сгорании топлива создает крутящий момент, передающийся маховику. Далее этот крутящий момент передается через коробку передач на колеса. В автомобиле сцепление необходимо для кратковременного отсоединения двигателя от коробки передач и плавного их соединения для осуществления переключения передачи.

При обычном (не нажатом) состоянии педали все узлы сцепления находятся в плотно прижатом состоянии, поэтому крутящий момент двигателя передается на первичный вал коробки передач. Нажимая педаль, водитель разъединяет ведомые с ведущими поверхности, тем самым останавливая крутящий момент. Первичный вал не крутится и коробка передач готова к переключению.

При помощи рычага коробки передач водитель переводит шестерню передач в необходимое положение. Отпуская педаль, водитель прижимает ведомый диск к ведущей поверхности, фрикционные накладки буквально зацепляются с маховиком и нажимным диском. Таким образом, начинает вращаться первичный вал коробки передач и далее передается вращение к колесам.

Педаль также выжимают при торможении, так как это необходимо для предотвращения отключения двигателя при остановке колес.

Все элементы сцепления необходимо периодически обслуживать, неисправное сцепление не позволит дискам полностью разъединяться и нормально переключать передачи, сцепление в таком случае начинает «пробуксовывать».