Однодисковое сцепление: устройство, принцип работы и значение

В однодисковом сцеплении — один диск. Работает на трении. Самый частый тип в авто. Состоит из двух частей: одна на ведущем валу, вторая на ведомом.

Трансмиссия — система передачи мощности двигателя на колеса. Двигатель делает мощность → вращает колеса. Нужна связь двигателя с трансмиссией для передачи момента.

Чтобы механика не страдала и пассажиры не испытывали ударов — нужна система плавного включения/выключения двигателя от трансмиссии. В авто для этого — сцепление. Краткий обзор автосцепления.

В статье: определение, применение, конструкция, детали, схема, типы, работа, плюсы и минусы однодискового сцепления.

Что такое однодисковое сцепление?

Самый популярный тип в авто. Один диск на шлицах ведомого вала. Волан на коленвале, вращается с ним. При нажатии педали давление плита пружинами прижата к volantу, свободно скользит по валу. При включении диск зажимается между volantом и давлением плитой. На диске — фрикционные накладки с двух сторон. Трением диск вращается с volantом. Ведомая ось вращается с диском.

Функции однодисковых сцеплений:

• Передает вращение одного вала другому по желанию
• Позволяет водителю мгновенно включать/выключать коленвал
• Передает мощность на частично/полностью нагруженные машины

Применение однодискового сцепления

• Автобусы, грузовики, легковушки
• Где много радиального места
• Не требует масла для охлаждения — там, где мало трения
• Не нужно масло-охлаждение: достаточно площади для рассеивания тепла → сухие
• Большинство авто — однодисковые за высокий коэф. трения (>0.3)

Конструкция

Для работы однодисковое сцепление состоит из деталей в логическом порядке.

Основа — диск сцепления с двухсторонними фрикционными накладками + детали для работы: volant, давление плита, выталкивающий подшипник, nave, пружины, механизм управления включением/выключением. Диск на nave осевидно скользит по ведущему валу между volantом и давлением плитой.

Диск должен иметь накладки с двух сторон — он между давлением плитой и volantом. Момент передается трением. Волан и пружины зацеплены давлением плитой. Давление плита давит диск через волан. Педаль передает движение через рычаг к выталкивающему подшипнику и механизм на ведомом валу.

Детали однодискового сцепления

Volант (Flywheel)

Часть двигателя, работает как сцепление. Ведущий элемент, соединяется с давлением плитой ведомого вала, в подшипнике в корпусе volantа. Вращается с коленвалом.

Опора ввода (Pilot Bearing)

Вдавлен в конец коленвала. Поддерживает конец входного вала КПП. При выключении сцепления предотвращает биение вала КПП и диска. Центрирует входной вал относительно диска volantа.

Диск сцепления (Clutch plate / disc plate)

Ведущая часть однодискового. Фрикционный материал с двух сторон. Центральный nave с внутренними шлицами ограничивает осевое перемещение по шлицевому валу КПП. Гасит крутильные вибрации и скачки момента между двигателем и КПП. Диск между давлением плитой и volantом. Последовательность фасок на каждой стороне повышает трение. Накладки из асбеста — износостойкие, термостойкие.

Давление плита (Pressure Plate)

Спец. чугун. Самая тяжелая деталь сцепления. Главная роль: равномерный контакт с накладками ведомого диска, чтобы пружины давали силу для передачи полного момента двигателя.

Давление плита прижимает диск к volantу (обработанная поверхность). Пружины давления между давлением плитой и корпусом сцепления. Когда рычаг давит на выталкивающие левера или левера поворачиваются — давление снимается с volantа.

Корпус сцепления (Clutch Cover)

Болтами к volantу. Включает давление плиту, механизм выталкивающих леверей, корпус, пружины давления. Обычно диск вращается с volantом. При выключении volant и давление плита свободно вращаются независимо от ведомого диска и ведущего вала.

Выталкивающий рычаг (Release Lever)

Болтами корпус к volantу. Включает давление плиту, механизм выталкивающих леверей, корпус, пружины. Обычно диск с volantом. При выключении volant и давление плита свободны относительно ведомого диска и ведущего вала.

Вал сцепления (Clutch Shaft)

Часть трансмиссии. Nave диска на шлицах → шлицевой вал. Два конца: к коленвалу/volанту и к КПП (или часть КПП).

Схема однодискового сцепления

[Схема не предоставлена]

Типы однодискового сцепления

Мембранная пружина (Diaphragm spring single plate clutch)

Винтовые пружины заменены одной мембранной — блюдцевидный диск. Включено — диск плоский. Выключено — диск загнут (баклановидный).

Вид «включено». Сила диафрагмы на давлении плите дает контакт давление плита — диск — volant.

Нажатие педали → диафрагма баклановится → контакт давление плита/диск/volант потерян. «Выключено» — вал сцепления не получает движение от volantа.

Винтовые пружины (Helical spring single plate clutch)

Винтовые пружины заменены одной мембранной — блюдцевидный диск. Включено — диск плоский. Для простоты педаль и связи давления плиты не показаны в выключенном положении.

Диск на шлицевом валу, осевидно подвижен. Вращательно — нет относительного движения (шлицы). Волан на коленвале. Пружины сцепления соединяют давление плиту с volantом.

Принцип работы

Три детали: volant двигателя, фрикционный диск/диск сцепления, давление плита.

Пружины дают осевую силу для удержания включения. Давление плита на volantу → вращается с двигателем. Фрикционный диск между volantом и давлением плитой.

Нажатие педали → давление плита уходит от фрикционного диска против пружин. Диск освобождается → сцепление выключено.

Отпускание педали: пружины давит давление плиту на диск, который прессует к volantу ступенчато. Двигатель связан с входным валом КПП — оба вращаются синхронно.

Мщность сцепления = трение диск/volант + сила пружин на давление плиту. Нажатие педали → поршень тянет выталкивающий рычаг → выталкивающий подшипник в центр диафрагмы. Периферия диафрагмы отодвигает давление плиту от диска. Центр давится — периферия уходит. Сцепление отделено от вращающегося двигателя.

Видео: работа однодискового сцепления

[Видео не встроено]

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Действие плавное
• Минимум скольжения. Скольжение только при включении, потом — плавно
• Малые потери мощности
• Мало тепла (один диск)
• Высокая скорость работы

Недостатки:

• Высокий износ
• Низкая моментопередаточная способность
• Пружины жсткие → больше усилие на педали для выключения
• Много ТО
• Нужно больше места vs много дисковое

Заключение

В однодисковом сцеплении — один диск. Принцип трения. Самый частый тип в авто. Две части: на ведущем и ведомом валу. Статья покрыла определение, применение, конструкцию, детали, схему, типы, работу, плюсы и минусы.

Надеюсь, полезно — делитесь со студентами. Спасибо, до встречи!