Если вы водите автомобиль с механической коробкой передач, вы можете быть удивлены, обнаружив, что у него более одного сцепления. И оказывается, что у людей с автомобилями с автоматической коробкой передач тоже есть сцепление. На самом деле, муфты есть во многих вещах, которые вы, вероятно, видите или используете каждый день:многие аккумуляторные дрели имеют муфту, цепные пилы имеют центробежную муфту и даже некоторые йо-йо имеют муфту.
В этой статье вы узнаете, зачем вам нужно сцепление, как работает сцепление в вашем автомобиле, а также узнаете несколько интересных и, возможно, удивительных мест, где можно найти сцепления.
Муфты полезны в устройствах с двумя вращающимися валами, в том числе в автомобилях. Один из валов обычно приводится в движение двигателем или шкивом, а другой вал приводит в движение другое устройство. Муфта соединяет два вала таким образом, что они могут либо сцепляться вместе и вращаться с одинаковой скоростью, либо разъединяться и вращаться с разными скоростями.
В автомобиле сцепление необходимо, потому что двигатель все время крутится, а колеса нет. Чтобы машина остановилась, не заглушив двигатель, колеса нужно как-то отсоединить от двигателя. Сцепление позволяет нам плавно подключать вращающийся двигатель к трансмиссии, которая не вращается, контролируя проскальзывание между ними.
Чтобы понять, как работает сцепление, полезно немного узнать о трении. , что является мерой того, насколько сложно скользить одним объектом по другому. Трение вызвано пиками и впадинами, которые являются частью каждой поверхности — даже на очень гладких поверхностях все еще есть микроскопические пики и впадины. Чем больше эти пики и впадины, тем труднее скользить по объекту.
Сцепление работает за счет трения между диском сцепления и маховиком. В следующем разделе мы рассмотрим, как эти части работают вместе.
Содержание
В сцеплении автомобиля маховик соединяется с двигателем и диском сцепления подключается к передаче.
Когда вы снимаете ногу с педали сцепления в автомобиле с механической коробкой передач, пружины прижимают нажимной диск к диску сцепления, который, в свою очередь, давит на маховик. Это блокирует двигатель на входном валу трансмиссии, заставляя их вращаться с одинаковой скоростью.
Величина силы, которую может удерживать сцепление, зависит от трения между диском сцепления и маховиком и от того, какое усилие пружина оказывает на нажимной диск. Сила трения в сцеплении работает точно так же, как блоки, описанные в разделе о трении в разделе «Как работают тормоза», за исключением того, что пружина давит на диск сцепления, а не вес, вдавливающий блок в землю.
При нажатии на педаль сцепления трос или гидравлический поршень давит на вилку выключения. Это, в свою очередь, прижимает выжимной подшипник, который отсоединяет двигатель от трансмиссии при переключении передач, к середине диафрагменной пружины. Когда середина диафрагменной пружины вдавливается, ряд штифтов рядом с внешней стороной пружины заставляет пружину оттягивать нажимной диск от диска сцепления. Это освобождает сцепление от вращающегося двигателя.
Обратите внимание на пружины в диске сцепления. Эти пружины помогают изолировать коробку передач от ударов при включении сцепления.
Этот дизайн обычно работает довольно хорошо, но у него есть несколько недостатков. В следующих разделах мы рассмотрим распространенные проблемы со сцеплением и другие способы его использования.
С 1950-х по 1970-е годы вы могли рассчитывать на пробег от 50 000 до 70 000 миль (от 80 467 до 113 000 километров) от сцепления вашего автомобиля. Сцепления теперь могут прослужить более 80 000 миль (128 747 километров), если вы будете использовать их осторожно и обслуживать их надлежащим образом. Если о них не заботиться, сцепление может начать выходить из строя через 35 000 миль (56 327 километров). Грузовики, которые постоянно перегружены или часто буксируют тяжелые грузы, также могут иметь проблемы с относительно новыми сцеплениями.
Наиболее распространенная проблема со сцеплением заключается в износе фрикционного материала на диске. Фрикционный материал на диске сцепления очень похож на фрикционный материал на колодках дискового тормоза или на колодках барабанного тормоза — через некоторое время он изнашивается. Когда большая часть или весь фрикционный материал исчезнет, сцепление начнет проскальзывать и, в конце концов, перестанет передавать мощность от двигателя к колесам.
Сцепление изнашивается только тогда, когда диск сцепления и маховик вращаются с разной скоростью. Когда они соединены вместе, фрикционный материал плотно прилегает к маховику, и они вращаются синхронно. Износ возникает только тогда, когда диск сцепления проскальзывает по маховику. Таким образом, если вы из тех водителей, которые часто пробуксовывают сцепление, вы будете изнашивать сцепление намного быстрее.
Иногда проблема не в проскальзывании, а в залипании. Если ваше сцепление не будет выключаться должным образом, оно будет продолжать вращать первичный вал. Это может вызвать скрежет или полностью помешать вашему автомобилю включить передачу. Некоторые распространенные причины, по которым сцепление может заедать:
«Жесткое» сцепление также является распространенной проблемой. Все муфты требуют некоторого усилия для полного нажатия. Если вам приходится сильно нажимать на педаль, возможно, что-то не так. Распространенными причинами являются заедание или заедание тяги педали, троса, поперечного вала или шарового шарнира. Иногда засорение или изношенные уплотнения в гидравлической системе также могут вызывать тугое сцепление.
Еще одной проблемой, связанной со сцеплением, является изношенный подшипник выключения сцепления, иногда называемый выжимным подшипником. Этот подшипник прикладывает усилие к пальцам вращающейся нажимной пластины для выключения сцепления. Если вы слышите грохочущий звук при включении сцепления, возможно, у вас проблема с выжимом.
В следующем разделе мы рассмотрим несколько различных типов муфт и способы их использования.
Диагностический тест сцепленияЕсли вы не слышите никакого шума во время этих четырех шагов, то проблема, скорее всего, не в сцеплении. Если вы слышите шум на холостом ходу и он исчезает при нажатии на сцепление, проблема может быть в точке контакта между вилкой выключения и шаровым шарниром, который ее поддерживает.
В вашей машине и в вашем гараже есть много других типов сцеплений.
автоматическая коробка передач содержит несколько кладок. Эти муфты включают и выключают различные наборы планетарных шестерен, которые состоят из центральной ведущей шестерни, окруженной шестернями, которые вращаются вокруг нее. Каждое сцепление в автоматической коробке передач приводится в движение гидравлической жидкостью под давлением. Когда давление падает, пружины расцепляют сцепление. Равномерно расположенные выступы, называемые сплайнами , выровняйте внутреннюю и внешнюю часть сцепления, чтобы зафиксировать шестерни и картер сцепления. Подробнее об этих сцеплениях можно прочитать в разделе «Как работают автоматические коробки передач».
кондиционер компрессор в автомобиле есть электромагнитная муфта. Это позволяет отключать компрессор даже при работающем двигателе. Когда ток проходит через магнитную катушку в муфте, муфта срабатывает. Как только ток прекращается, например, когда вы выключаете кондиционер, сцепление отключается.
Большинство автомобилей оснащены вентилятором охлаждения с приводом от двигателя. иметь вязкостную муфту с термостатическим управлением — температура жидкости фактически приводит в движение сцепление. Эта муфта расположена на ступице вентилятора, в воздушном потоке, проходящем через радиатор. Жидкость в сцеплении становится гуще по мере нагрева, заставляя вентилятор вращаться быстрее, чтобы догнать вращение двигателя. Когда автомобиль холодный, жидкость в сцеплении остается холодной, а вентилятор медленно вращается, позволяя двигателю быстро прогреться до рабочей температуры.
Многие автомобили имеют дифференциалы повышенного трения. или вязкостные муфты, обе из которых используют муфты для увеличения тяги. Когда ваша машина поворачивает, одно колесо вращается быстрее, чем другое, что затрудняет управление автомобилем. Дифференциал проскальзывания компенсирует это с помощью сцепления. Когда одно колесо вращается быстрее других, включается сцепление, чтобы замедлить его и привести в соответствие с остальными тремя. При движении по лужам или льдинкам также может пробуксовывать колеса.
Газовый цепные пилы а у травоядных есть центробежные муфты , чтобы цепи или струны могли перестать вращаться, не выключая двигатель. Эти муфты работают автоматически за счет использования центробежной силы. Вход соединен с коленчатым валом двигателя. На выходе может приводиться цепь, ремень или вал. По мере увеличения числа оборотов в минуту утяжеленные рычаги раскачиваются и заставляют сцепление включаться. Центробежные муфты также часто встречаются в газонокосилках, картингах, мопедах и мини-байках. Даже некоторые йо-йо производятся с центробежным сцеплением.
Муфты ценны и необходимы для ряда приложений. Для получения дополнительной информации о муфтах и связанных с ними темах перейдите по ссылкам ниже.
Первоначально опубликовано:16 октября 2007 г.
Как работают мои тормоза?
Как прокачать сцепление
Как работают радар-детекторы
Как работают квазитурбинные двигатели
Как работают шины