Сцепление предназначено для кратковременного разъединения двигателя и трансмиссии и последующего их плавного соединения, что обычно необходимо при трогании автомобиля с места и при переключении передач во время движения.
Обычно сцепление используют совместно с механической ступенчатой коробкой передач. Однако если в коробке передач, например гидромеханической, применено фрикционное переключение передач, то сцепление не применяют.
Из всего многообразия классификационных признаков отметим только самые основные.
По характеру связи между ведущей и ведомой частями:
- механические (фрикционные) сцепления — сухие или работающие в масле; крутящий момент во включенном состоянии передается от ведущей части к ведомой силами трения между твердыми телами;
- гидравлические сцепления {гидромуфты) — крутящий момент во включенном состоянии передается от ведущей части к ведомой потоком жидкости; в связи с большим временем опорожнения и заполнения, что необходимо для выключения и включения такого сцепления, на автомобилях в качестве сцеплений они не применяются;
- электромагнитные порошковые сцепления с сухим или жидким наполнителем; крутящий момент во включенном состоянии передается от ведущей части к ведомой через металлический порошок, частицы которого выстраиваются вдоль магнитных силовых линий; на автомобилях такие сцепления применяются крайне редко;
- комбинированные (фрикционные с гидродинамической передачей — гидромуфтой или гидротрансформатором); фрикционное сцепление обеспечивает быстрое выключение и включение при минимальной скорости вращения, а последующее плавное увеличение крутящего момента обеспечивается гидродинамической передачей.
По способу управления:
- неавтоматические (обычно с воздействием водителя на педаль) с усилителем или без него;
- полуавтоматические (обычно с сигналом на выключение или включение от перемещения педали подачи топлива или рычага переключения передач);
- автоматические (обычно с управлением от угловой скорости вала двигателя — центробежные сцепления, либо от системы автоматического управления).
- Фрикционные сцепления, получившие подавляющее применение на автомобилях, подразделяют:
- по форме деталей, имеющих поверхности трения: дисковые (однодисковые, двухдисковые и многодисковые), а также крайне редко применяемые конусные, либо цилиндрические;
- способу создания усилия включения сцепления: с пружинами (с периферийными пружинами или с центральной витой либо диафрагменной пружиной), а также крайне редко применяемые полуцентробежные (с пружинами и центробежными грузиками), центробежные, с электромагнитом;
- типу привода выключения сцепления: с механическим (с тягами и рычагами либо с тросами), гидравлическим, электрическим (электромагнитным), комбинированным приводом, а также с усилителем или без него.
Требования к сцеплениям
Тип и конструкция сцепления должны обеспечивать:
- плавное включение (уменьшает динамические нагрузки в трансмиссии и улучшает плавность движения);
- полное выключение при выключенном состоянии (исключает «ведение» автомобиля и уменьшает опасность остановки двигателя при неподвижном автомобиле, а также уменьшает нагрузку на синхронизаторы коробки передач);
- полное включение при включенном состоянии (исключает опасность пробуксовывания сцепления при передаче максимального момента двигателя);
- минимальный момент инерции ведомых частей (уменьшает работу трения в синхронизаторах коробки передач, а при отсутствии синхронизаторов — уменьшает ударные нагрузки при переключении передач);
- эффективный отвод теплоты (устраняет нарушение нормальной работы сцепления из-за перегрева);
- износостойкость поверхностей трения и стабильность коэффициента трения при значительном повышении температуры и износе поверхностей трения (обеспечивают повышение надежности и долговечности фрикционных сцеплений);
- удобство и легкость управления (облегчает управление автомобилем).
Кроме того, к сцеплениям, как и к остальным механизмам автомобиля, предъявляют такие общие требования, как обеспечение минимальных размеров и массы, высокая надежность, минимальное обслуживание, технологичность.
Рассмотрим, какими конструктивными мероприятиями обеспечивается выполнение требований к сцеплению.
Плавное включение. При автоматическом или полуавтоматическом управлении плавное включение обеспечивается системой автоматического управления. При неавтоматическом управлении плавное, включение, особенно при трогании автомобиля с места, В основном зависит от действий водителя. Из конструктивных мероприятий, способствующих плавности включения фрикционного сцепления можно отметить применение фрикционных материалов, обеспечивающих плавное нарастание сил трения, упругих ведомых дисков, например, с пластинчатыми пружинами, участие пружин гасителя крутильных колебаний и упругих лепестков диафрагменной пружины в процессе включения сцепления.
