Автомобили с многодисковым сцеплением

Зачем ставят многодисковое сцепление в мотоцикл и в грузовик?

Дорогие читатели! А знаете ли вы, что такое сцепление многодисковое? Не знаете? Ну тогда быстренько прочтите эту небольшую статейку и вам станет всё ясно.

Начнем сразу с преимущества.

Преимущество многодискового сцепления

Сцепление, которое включает более трех дисков, называют многодисковым. Очевидно, что чем больше их количество, тем больше площадь поверхности соприкосновения и соответственно – сила трения. В итоге получена возможность передавать крутящий момент более высоких значений.

Благодаря этой особенности многодисковое сцепление получило распространение в легковых автомобилях повышенной мощности, в частности, спортивных, тюнингованных, грузовых авто, строительных механизмах.

Также пакет из нескольких дисков даёт возможность уменьшить габариты сцепления, что очень удобно для использования в двухколесном транспорте – скутерах и байках.

Устройство

Конструкция

Конструктивно представляет собой пакет – чередующиеся фрикционные и стальные диски. Их количество определяется величиной крутящего момента, который нужно передать.

Фрикционные диски сделаны из стали, на них нанесено специальное покрытие. Также они могут быть выполнены из высокопрочной пластмассы. У каждого есть внутренний зубатый венец, с его помощью осуществляется крепление к ступице первичного вала КПП. На ступице расположены шлицы, по ним диски свободно перемещаются.

В свою очередь на стальных дисках предусмотрены внешние зубчатые венцы, с помощью которых те зафиксированы в барабане – корзине сцепления. В барабане тоже есть шлицы для движения дисков. Барабан присоединен к маховику.

Многодисковое сцепление находится в постоянно замкнутом состоянии благодаря пружине. Разомкнуть его можно, переместив ступицу и преодолев усилие пружины.

Типы многодисковых сцеплений

Они могут быть сухого и мокрого типа. Мокрый вариант предусматривает частичное заполнение маслом, для обеспечения плавного соединения и разъединения, отвода тепла, смазки элементов, свободного перемещения по шлицам. Но при всех достоинствах заметно снижается коэффициент трения, что приходится компенсировать повышенным давлением на диски и внедрением улучшенных материалов.

Области использования

Сцепление это модуль, который соединяет двигатель с КПП. Но многодисковая муфта получила распространение и в некоторых других системах транспортных средств, среди них коробка-автомат (АКПП), роботизированная КП, дифференциал, устройства полного привода.

В АКПП с помощью таких муфт осуществляется передача крутящего момента на отдельные планетарные передачи (ряды). Эту муфту используют в роботизированной КПП с двойным сцеплением. Пакеты фрикционных дисков применяют и в межколесном и межосевом дифференциалах для их частичной или общей блокировки.

Самое широкое распространение такая муфта получила в системах полного привода. Там ее устанавливают в раздаточную коробку. Так системы полного привода, которые подключаются автоматически, построены исключительно на базе управляемой фрикционной муфты.

В таких муфтах, как правило, используют гидравлический привод, но есть также модели с электрическим приводом и электронным управлением.

Вот такое оно, многодисковое сцепление. Теперь вы знаете! И поделитесь своими знаниями с кем-нибудь из близких.

Источник статьи: http://auto-ru.ru/mnogodiskovoe-stseplenie.html

Как работает каробка передачь с двойным сцеплением или DSG

Многие из нас знают о том, что существует два основных типа коробок передач: механическая, когда водитель переключает передачу выжимая педаль сцепления и используя рычаг переключения передач, и автоматическая, которая выполняет эту работу за водителя посредством сцеплений, гидротрансформатора и наборов планетарных шестерен. Но существует также и альтернативный вариант, нечто среднее между двумя вышеприведенными и объединяющий их лучшие возможности – это коробка передач с двойным сцеплением, также известная как полуавтоматическая трансмиссия, автоматизированная трансмиссия, работающая без сцепления, или «безмуфтовая» механическая трансмиссия.

В мире гоночных автомобилей полуавтоматические трансмиссии, такие как секвентальная коробка передач (SMG), – привычное явление, но вот на рынок серийных автомобилей они вышли сравнительно недавно – в виде особой конструкции, известной как коробка передач прямого переключения или КП с двойным сцеплением.

В данной статье мы проанализируем принцип работы трансмиссии с двойным сцеплением, сравним ее с другими типами трансмиссий и поведаем, почему некоторые специалисты предрекают ей большое будущее.

С руками или без рук?

Коробка передач с двойным сцеплением действует как две механические коробки. Чтобы понять, что это означает, давайте вспомним, как работает традиционная механическая коробка передач. Когда водитель хочет переключить передачу в автомобиле с ручной КПП, он должен сначала выжать педаль сцепления, что приводит в движение диск сцепления, который отсоединяет двигатель от КПП и прерывает поток мощности на трансмиссию. Затем водитель использует рычаг для переключения передачи, при этом зубчатая муфта перемещается от одной шестерни к другой – другого размера. Устройства, называемые синхронизаторами, позволяют выровнять скорость вращения зубчатой муфты со скоростью зацепляемых шестерней, что снижает износ механического соединения. После переключения передачи, водитель отпускает педаль сцепления, в результате чего восстанавливается связь двигателя и трансмиссии и возобновляется передача крутящего момента к колесам.

Таким образом, в традиционной механической трансмиссии отсутствует непрерывный поток мощности от двигателя к колесам. Вместо этого подача мощности во время переключения передач сначала прерывается, а затем восстанавливается, что сопровождается ощутимым рывком. Особенно неприятно, если за рулем неопытный водитель, и пассажиров бросает взад-вперед при переключении передач.

В коробке передач с двойным сцеплением, в отличие от механики, присутствуют два сцепления, но педали сцепления нет. Сложная электроника и гидравлическая система управляют сцеплениями, как и в обычной автоматической коробке. Но в трансмиссии с двойным сцеплением сцепления работают независимо друг от друга. Одно сцепление контролирует нечетные передачи (первую, третью, пятую и заднюю), второе — четные (вторую, четвертую и шестую). Благодаря такому устройству переключение передач происходит без прерывания потока мощности от двигателя к коробке передач.

Валы коробки передач с двойным сцеплением

Двойной вал коробки передач является важнейшей частью трансмиссии с двойным сцеплением. В отличие от стандартной механики, в которой все шестерни расположены на одном входном валу, в коробке с двойным сцеплением шестерни четных и нечетных передач распределены по двум входным валам. Как такое возможно? Внешний вал сделан полым, чтобы в нем поместился внутренний вал. На внешнем валу закреплены шестерни второй и четвёртой передач, на внутреннем — первой, третьей и пятой. Такое устройство обеспечивает моментальное переключение скоростей и беспрерывную подачу мощности, чего невозможно достичь с обычной механической коробкой, так как в ней одно сцепление рассчитано как на четные, так и на нечетные передачи.

Многодисковое сцепление

Вы могли бы подумать, что, раз уж коробка передач с двойным сцеплением так похожа на автоматическую, то ей требуется гидротрансформатор для передачи крутящего момента от двигателя к коробке передач, как это происходит в автоматике. Однако КПП с двойным сцеплением в гидротрансформаторе не нуждается – вместо этого в них используется мокрое многодисковое сцепление. «Мокрым» называют такое сцепление, компоненты которого работают в масляной ванне, чтобы уменьшить трение и сократить теплообразование. Некоторые изготовители разрабатывают КПП с двойным сцеплением сухого типа, как в механике, но на сегодняшний день все трансмиссии с двойным сцеплением на серийных автомобилях имеют сцепление мокрого типа. Многие мотоциклы оснащены одним многодисковым сцеплением.

Как и в гидротрансформаторе, в мокром многодисковом сцеплении шестерни приводятся в движение гидравлическим давлением. При включении сцепления винтовые пружины разжимаются под действием гидравлического давления в поршне муфты, в результате чего диски сцепления и фрикционные диски прижимаются к фиксированному нажимному диску. Фрикционные диски имеют внутренние зубья, форма и размер которых позволяет им входить в зацепление со шлицами барабана сцепления. Барабан, в свою очередь, соединен с набором шестерён, который передает крутящий момент. В коробке передач с двойным сцеплением мокрого типа Audi имеется как маленькая винтовая пружина, так и большая диафрагменная пружина.

При выключении сцепления давление жидкости в поршне снижается, что позволяет пружинам поршня разжаться и ослабить давление на диски сцепления и нажимной диск.

Плюсы и минусы коробок передач с двойным сцеплением (DSG)

Надеюсь, вы начинаете понимать, почему КПП с двойным сцеплением относят к автоматизированным механическим трансмиссиям. В принципе, она и ведет себя, как традиционная механика. У нее есть ведущий и промежуточный валы с шестернями, а также синхронизаторы и сцепление. Вот чего в ней нет – так это педали сцепления, так как ее роль выполняют компьютеры, соленоиды и гидравлическая система. Даже без педали сцепления водитель может «отдавать приказы» компьютеру посредством подрулевых переключателей скоростей, кнопок и рычага переключения передач.

Итак, трансмиссия с двойным сцеплением принимает на себя часть водительских функций, но это лишь одно из многих ее преимуществ. Включение повышающей передачи занимает всего 8 миллисекунд, и это дает многим основание полагать, что именно эта трансмиссия из всех, что имеются на рынке, обеспечивает самое динамическое ускорение. Ускорение стало плавным благодаря устранению рывка, которым неизменно сопровождается переключение передач в механической и даже в некоторых автоматических коробках. И, что самое приятное, она позволяет водителю роскошь выбирать, самому ли контролировать переключение передач, или предоставить делать всю работу компьютеру.

Пожалуй, самым главным преимуществом КПП с двойным сцеплением стала экономия топлива. Благодаря отсутствию прерываний потока мощности топливная экономичность двигателя значительно возрастает. По словам некоторых экспертов, шестискоростная КПП с двойным сцеплением увеличивает эффективность использования топлива на 10 % по сравнению с традиционной пятискоростной автоматикой.

Многие автопроизводители заинтересованы в использовании технологии производства КПП с двойным сцеплением, однако, некоторые смотрят на это настороженно ввиду необходимости дополнительных затрат, связанных с модификацией производственных линий под новый тип трансмиссии. Это может поначалу привести к росту стоимости автомобилей, оснащенных КПП с двойным сцеплением, что отпугнет чувствительных к цене покупателей.

Кроме того, производители вкладывают большие средства в технологии производства альтернативных типов трансмиссий. Одной из самых примечательных является бесступенчатая коробка передач, или вариатор (CVT). Вариатор – это тип автоматической трансмиссии, в котором используется система подвижных шкивов с ремнем или цепью для постоянного регулирования передаточного числа на широком диапазоне оборотов. Вариатор также уменьшает толчки при переключении передач и существенно снижает расход топлива. Но с высоким крутящим моментом спортивных автомобилей такая коробка не справится.

Трансмиссия с двойным сцеплением таких ограничений не имеет и потому является идеальным вариантом для автомобилей с высокими динамическими и скоростными качествами. Европейцы, которые отдают предпочтение механическим коробкам благодаря их эксплуатационным качествам и топливной экономичности, предрекают, что к 2012 году трансмиссии с двойным сцеплением захватят 25 % рынка, и только 1 % автомобилей, произведенных в Западной Европе, будут оснащаться бесступенчатой коробкой передач.

Далее мы вспомним историю развития трансмиссии с двойным сцеплением и посмотрим, что сулит ей будущее.

Трансмиссия с двойным сцеплением: прошлое, настоящее, будущее

Человек, который изобрел КПП с двойным сцеплением, – пионер автостроения. Адольф Кегресс больше всего известен тем, что разработал полугусеничный автомобиль, оборудованный бесконечной резиновой лентой, который мог передвигаться по бездорожью по различным типам местности. В 1939 году у Кегресса зародилась идея о создании коробки передач с двойным сцеплением, которую он надеялся использовать на легендарном Citroën «Traction». К сожалению, дальнейшей разработке воспрепятствовали неблагоприятные условия для бизнеса.

Концепцию двух сцеплений подхватили компании Audi и Porsche, хотя ее применение поначалу было ограничено гоночными автомобилями. Гоночные автомобили 956 и 962C были оборудованы трансмиссиями Porsche Dual Klutch, или PDK. В 1986 году гоночный Porsche 962 выиграл гонку на 1000 километров на Мировом чемпионате спортпрототипов в Монце. Это была первая победа автомобиля, оснащенного полуавтоматической трансмиссией PDK с лепестковым переключением передач. Audi также вошла в историю в 1985 году, когда раллийный автомобиль Sport quattro S1, оборудованный КПП с двойным сцеплением, выиграл соревнования по скоростному подъёму на гору Пайкс-Пик высотой 4300 метров.

Промышленное внедрение трансмиссии с двойным сцеплением до недавнего времени было невозможно. Продвижению ее на рынок положила начало корпорация Volkswagen, которая получила лицензию на использование технологии DualTronic компании BorgWarner. Такие европейские автомобили, как Volkswagen Beetle, Golf, Touran, и Jetta, Audi TT и A3, Skoda Octavia, Seat Altea, Toledo и Leon оснащены КПП с двойным сцеплением (DSG).

Компания Ford стала вторым крупным автопроизводителем, который принял решение использовать трансмиссии с двойным сцеплением, изготовленные Ford of Europe (дочерней компанией Ford) и совместным предприятием по производству трансмиссий GETRAG-Ford с равным долевым участием сторон (50/50). В 2005 году на международной автомобильной выставке во Франкфурте она представила систему силового переключения передач Powershift System – шестискоростную трансмиссию с двойным сцеплением. Однако первое поколение трансмиссии Powershift появилось в серийных автомобилях лишь в 2008 году.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/halva/kak-rabotaet-karobka-peredach-s-dvoinym-scepleniem-ili-dsg-5b8838bc8092d000ae8b68f1

Сцепление автомобиля — принцип работы и устройство

Сцепление – неотъемлемый элемент любого автомобиля. Именно он обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя к колесам, а также позволяет водителю тормозить и осуществлять остановку транспортного средства. Поговорим более подробно, что из себя представляет этот узел и как он работает.

Что такое сцепление

Сцепление – не что иное, как механизм, использующий для своего функционирования трение. За счет этого он передает энергию вращения от одного элемента трансмиссии машины к другому. По сути, узел является фрикционной муфтой.

Узел используют для отключения и подключения коробки передач к ДВС. Первое необходимо для торможения или постепенной остановки. Второе – для передачи энергии вращения на колеса и движения. Собственно говоря, это и есть его основное назначение.

Изобрел механизм немецкий инженер Карл Бенц, основатель концерна Даймлер-Бенц. Впервые он применил его на своем колесном автомобиле Motorwagen, который был сконструирован в 1886 году. Конструктивное решение показало хорошие результаты и стало использоваться на всех транспортных средствах, которые выходили в дальнейшем.

Устройство сцепления автомобиля

Рассмотрим устройство узла на примере однодискового сцепления. Оно состоит из 11 основных конструктивных элементов:

• маховик;
• накладки;
• ведомый и ведущий диски;
• прижимные пружины;
• вилка выключения;
• муфта;
• вал педали;
• педаль;
• рычаги;
• выжимной подшипник;
• вал КПП.

На некоторых авто часто применяется механизм, отличающийся по конструкции. В нем некоторая часть рычагов заменена диафрагменной пружиной. Чаще всего такую схему используют на легковых транспортных средствах. Также иногда применяют лепестковую конструкцию.

Хотя диски выполняют из стали, на некоторых моделях имеется керамическое покрытие. Оно обеспечивает более интенсивное трение и исключает провороты.

Принцип работы сцепления

После того, как водитель нажимает на педаль, ее вал проворачивается. В результате этого исчезает зазор между вилкой и муфтой. После вилка нажимает на муфту, и та перемещается вместе с подшипником. Он нажимает на рычаги, после чего концы последних отводят ведущий (или нажимной) диск от вала КПП. Прекращается обжим ведомого диска. Происходит сжатие прижимных пружин, вращение перестает передаваться на трансмиссию.

Когда автомобилист перестает взаимодействовать с педалью, происходит прижатие диска к маховику. Также происходит обжим ведомого. Энергия автомобильного мотора снова начинает передаваться на трансмиссию.

Плавность процесса возврата узла в первоначальное положение обеспечивают имеющиеся в его конструкции демпферные пружины.

Таков в общих чертах принцип работы узла.

Виды сцеплений

Сухое и мокрое сцепление

В настоящее время наиболее распространены следующие виды сцеплений:

• сухое однодисковое;
• мокрое;
• сухое двухдисковое;
• двухмассового маховика.

Разберем каждую разновидность более детально.

Сухое сцепление

Наиболее распространенная разновидность механизма. Сохранилась практически неизменной с конца XIX века, когда была изобретена Карлом Бенцем. Общее устройство и схема работы этого типа сцепления описаны выше.

Свое название конструкция получила в силу того, что в основе ее действия лежит действие сухого трения, препятствующего скольжению. Именно оно обеспечивает передачу вращения.

В силу относительно простоты конструкции изготовление сухого сцепления обходится недорого. Благодаря этому оно получило широкое распространение и встречается чаще всего.

Имеет ряд недостатков. Основных – 2. Во-первых, из-за постоянного трения диски довольно быстро изнашиваются. Во-вторых, во время работы они могут нагреваться и расширяться за счет повышения температуры. Это может неблагоприятно отразиться на функционировании механизма.

Мокрое сцепление

Мокрым называют сцепление, диски которого работают в специальной масляной ванне. Ее наличие обеспечивается включением в конструкцию картера, в который заключены все остальные конструктивные элементы механизма.

Благодаря использованию масла удалось решить основную проблему сухих механизмов – быстрый износ. Некоторые модели заходя еще дальше и обеспечивают циркуляцию жидкости и ее охлаждение. Благодаря этому удалось существенно уменьшить перегрев дисков и тем самым стабилизировать их работу.

Еще одно достоинство этого варианта заключается в том, что он способен лучше передавать крутящий момент.

В силу более сложного устройства мокрое сцепление стоит дороже. Кроме того, его сложно обслуживать, часто возникают неисправности, связанные с утечкой масла.

Чаще всего эту разновидность механизма применяют на современных транспортных средствах, которые оснащены роботизированным узлом. Его особенность в том, что вращение передается с разных дисков, а при смене скорости его передача не прекращается полностью. Это предотвращает потерю мощности. Все действия механизма управляются ЭБУ, а составные части узла приводятся в движение с использованием гидравлики. Этот вариант стоит еще дороже, однако обеспечивает наиболее эффективную работу и плавное торможение, переключение передач.

Сухое двухдисковое сцепление

Эта разновидность конструкции предполагает наличие сразу 2 ведомых дисков, между которыми находится специальная проставка. Благодаря тому, что при таком подходе увеличивается общая поверхность, на которой происходит трение, удается передать больший крутящий момент. Кроме того, подобная разновидность узла отличается более высокой прочностью и более продолжительным сроком эксплуатации.

По сути, сухое двухдисковое сцепление представляет собой компромиссный вариант между мокрым и однодисковым. Оно дешевле первого, но работает гораздо эффективнее последнего. Этот вариант конструкции чаще всего используется на грузовиках, а также легковых транспортных средствах с мощным мотором (например, внедорожниках).

Сцепление двухмассового маховика

Система подобного сцепления отличается от традиционного. Деталь состоит из 2 элементов, которые связаны системой пружин. Именно они поглощают рывки, вибрацию и другие нарушения вращения. В подобных конструкциях роль сцепления выполняет внутренний вал. Нажимной вал присоединяют к коленвалу, а ведомый – к механической КПП.

Ресурс работы этой разновидности узла несколько меньше, чем у более простых вариантов. Он составляет до 100 000 километров. Конечно, такой срок службы возможен только при условии эксплуатации транспортного средства в благоприятных условиях. Иными словами, чтобы механизм проработал максимально долго, надо ездить только по ровной дороге и не перегружать его.

Возможные неисправности сцепления и их признаки

О неисправностях могут свидетельствовать следующие симптомы:

• сцепление ведет (то есть имеет место неполное расхождение дисков);
• механизм буксует (то есть присутствует недостаточно сильное соприкосновение дисков);
• машина совершает рывки при переключении передач или трогании с места;
• при выключении начинается сильная вибрация или появляется отчетливо слышный шум;
• сцепление совсем не выключается;
• педаль остается в крайнем положении (то есть постоянно утоплена в пол салона авто).

Причинами перечисленных явлений могут выступать следующие неисправности.

• Износ конструктивных элементов узла. Чаще всего изнашивается ведомый диск. Может произойти его деформация, износ шлицев, накладок, вилки. Нередко изнашиваются пружины. Решается проблема заменой поврежденного элемента конструкции.
• Ослабление опор мотора. В результате нарушается геометрия коленчатого вала и маховика, вследствие чего диски соприкасаются между собой недостаточно плотно. Устраняют проблему укреплением опор до возвращения их в нормальное состояние.
• Износ подшипника. Поскольку эта деталь перестает обеспечивать свободное вращение остальных конструктивных элементов, при ее функционировании появляется шум. Сам вращение при этом несколько замедляется. Решают проблему полной заменой подшипника.
• Повреждение троса. Если трос поврежден, то педаль не может нормально нажиматься, поскольку не связана с остальными элементами узла. В результате сцепление остается постоянно включенным. Проблема устраняется путем замены троса на исправный.

Иногда понять, исправен узел или нет, сразу не получается. Чтобы признаки поломки стали видны более отчетливо, можно провести простую проверку, не требующую посещения станции техобслуживания. Для этого потребуется выполнить следующие действия:

• найти ровный, спокойный участок дороги примерно на 1 километр;
• разогнаться до 60 км/ч;
• убрать ногу с акселератора и дать авто сбавить обороты;
• когда двигатель начнет «захлебываться», резко выжать акселератор.

В последний момент необходимо следить за показаниями приборов. При исправном узле стрелки спидометра и тахометра перемещаются по шкале синхронно. При изношенном или сломанном сцеплении тахометр будет опережать спидометр. Это связано с тем, что обороты мотора будут высокими, но не передадутся на колеса.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/id/5aaa8710256d5c571b5de1c6/sceplenie-avtomobilia—princip-raboty-i-ustroistvo-5edf47b50b86302374417dd1