Выжимной подшипник в сцеплении — виды, принцип работы, поломки
На сегодняшний день самым распространенным типом сцепления является конструкция с двумя дисками. Один из них является ведущим, другой — ведомым. Первый жестко закреплен на коленчатом вале, а ведомый передает крутящий момент. Для того чтобы переключить передачу, нужно разъединить диски сцепления. Этой функцией занимается выжимной подшипник, который может оттягивать ведущий диск в сторону. Несмотря на распространенность такой конструкции, не все автомобилисты знают о выжимном подшипнике достаточно информации.
Гидравлические подшипники функционируют при помощи гидравлической силы
Виды. В первую очередь, выжимные подшипники можно классифицировать по видам. Условно они делятся на 2 типа:
1) роликовые или шариковые;
2) гидравлические.
Роликовые или шариковые подшипники работают при помощи механического воздействия. В современных транспортных средствах данный тип не встречается. Раньше их применяли на таких автомобилях, как Москвич, первые модели ВАЗ. Гидравлические подшипники функционируют при помощи гидравлической силы. Главное отличие заключается в том, что педаль сцепления выжимается легче.
Принцип работы. Работа сцепления не представляет большой сложности. Выжимной подшипник в системе занимается соединением и разъединением дисков сцепления. Происходит это в тот момент, когда автомобилист нажимает на педаль сцепления. Рассмотрим процесс более детально.
1. Водитель выжимает педаль сцепления.
2. Ведомый диск при помощи гидравлической силы подтягивается к маховику — это обеспечивает сцепление.
3. Пружина создает давление на нажимной диск. В последнем имеют внутренние лепестки, на которые воздействует подшипник.
4. Подшипник приводится в движения и обеспечивает разъединение дисков.
Неисправности. Выжимной подшипник в системе сцепления имеет свой ресурс, но в некоторых случаях поломки случаются раньше срока. Это происходит из-за неравномерной нагрузки во время того, как водитель выжимает сцепление. В этот момент подшипник уходит назад с ведомым диском. Именно поэтому специалисты не рекомендуют слишком долго держать педаль сцепления выжатой. Если во время нажатия на педаль слышен стук, это говорит о поломке или износе подшипника.
Новый подшипник должен крутить без лишних усилий
Для того чтобы заменить элемент, нужно снять коробку передач, отсоединить концы пружинного фиксатора муфты, вытащить подшипник, снять пружинный держатель и снять старый подшипник. Перед тем, как ставить новую деталь, нужно смазать посадочное место не только подшипника, но и втулки. После этого механизм нужно собрать в обратном порядке. Обязательно после установки проверить работоспособность детали. Новый подшипник должен крутить без лишних усилий. Многие автомобилисты не могут определять на слух или по нажатию ресурс подшипника. Постоянно разбирать коробку — тоже не самый лучший вариант. Поэтому полезно знать средний ресурс данного элемента. Как правило, выжимной подшипник может прослужить до 150 000 км. Однако, данный показатель относится к тем случаям, когда автомобиль и механизм эксплуатируются без лишних нагрузок. Если же транспортное средство использует новичок, этот показатель можно сократить до 50 000 км.
Итог. Выжимной подшипник — важный элемент в современное системе сцепления. Со временем деталь выходит из строя и требует замены, о чем могут говорить некоторые признаки.
Источник
Устройство и принцип работы сцепления автомобиля
Сцеплением называется механизм трансмиссии, передающий крутящий момент от двигателя к коробке передач за счет силы трения. Также оно позволяет кратковременно отсоединить двигатель от трансмиссии и вновь их плавно соединить. Существует достаточно много разновидностей муфт сцепления. Они различаются по количеству ведомых дисков (однодисковое, двухдисковое или многодисковое), по типу рабочей среды (сухое или мокрое) и по типу привода. Разные виды сцеплений имеют соответствующие преимущества и недостатки, но наибольшее распространение на современных автомобилях получило однодисковое сухое сцепление либо с механическим, либо гидравлическим приводом.
Функции сцепления
Муфта сцепления устанавливается между двигателем и коробкой передач и является одним из наиболее нагруженных элементов трансмиссии. Она выполняет следующие основные функции:
- Плавное разъединение и соединение двигателя и коробки передач.
- Передача крутящего момента без проскальзывания (без потерь).
- Компенсация вибраций и нагрузок от неравномерности работы двигателя.
- Снижение нагрузок на элементы двигателя и трансмиссии.
Элементы муфты сцепления
Стандартная муфта сцепления, применяющаяся на большинстве автомобилей с механической коробкой передач, включает следующие основные элементы:
- Маховик двигателя – ведущий диск.
- Ведомый диск сцепления.
- Корзина сцепления – нажимной диск.
- Выжимной подшипник сцепления.
- Муфта выключения сцепления.
- Вилка сцепления.
- Привод сцепления.
На ведомый диск сцепления с обеих сторон установлены фрикционные накладки. Его функция – передача крутящего момента за счет силы трения. Встроенный в корпус диска пружинный демпфер крутильных колебаний смягчает соединение с маховиком и гасит вибрации и нагрузки от неравномерности работы двигателя.
Схема расположения диска сцепления, корзины и выжимного подшипника с муфтой выключения
Нажимной диск и диафрагменная пружина, воздействующие на ведомый диск сцепления, в сборе представляют собой единый узел, получивший название “корзина сцепления”. Ведомый диск сцепления расположен между корзиной и маховиком и соединен с первичным валом коробки передач с помощью шлицев, по которым он может перемещаться.
Диафрагменная пружина корзины может быть либо нажимного, либо вытяжного принципа действия. Отличие – в направлении приложения усилия от привода сцепления: к маховику или от маховика. Особенность конструкции пружины вытяжного действия позволяет использовать корзину, толщина которой значительно меньше. Это делает узел максимально компактным.
Принцип работы
Принцип работы сцепления основан на жестком соединении ведомого диска сцепления и маховика двигателя за счет возникающей силы трения от усилия, которое создает диафрагменная пружина. Сцепление имеет два режима: «включено» и «выключено». Основное время работы ведомый диск прижат к маховику. Крутящий момент от маховика передаётся ведомому диску, а от него через шлицевое соединение на первичный вал коробки передач.
Схема работы диафрагменной пружины
Для выключения муфты водитель нажимает на педаль, которая соединена с вилкой механическим или гидравлическим приводом. Вилка перемещает выжимной подшипник, который, нажимая на концы лепестков диафрагменной пружины, прекращает её давление на нажимной диск, а он, в свою очередь, освобождает ведомый. В этот момент двигатель разъединен с трансмиссией.
После включения нужной передачи в коробке передач водитель отпускает педаль сцепления, вилка перестаёт воздействовать на выжимной подшипник, а тот на пружину. Нажимной диск прижимает ведомый к маховику. Двигатель соединен с трансмиссией.
Виды сцепления
Сухое сцепление
Принцип действия сцепления данного типа основан на силе трения, возникающей при взаимодействии сухих поверхностей: ведущего, ведомого и нажимного дисков. Это обеспечивает жесткую связь двигателя и коробки передач. Сухое однодисковое сцепление – самый распространенный вид, использующийся на основной массе автомобилей с механической КПП.
Мокрое сцепление
Данный вид сцепления предполагает работу трущихся поверхностей в масляной ванне. По сравнению с сухой, такая схема обеспечивает более плавное соприкосновения дисков; узел эффективнее охлаждается за счет циркуляции жидкости и может передавать больший момент на трансмиссию.
Двойное сцепление мокрого типа
Мокрая схема обычно применяется на современных роботизированных КПП с двойным сцеплением. Особенность работы такого сцепления заключается в том, что на четные и нечетные передачи КПП подается крутящий момент от отдельных ведомых дисков. Привод сцепления – гидравлический, управляемый электроникой. Переключение скоростей происходит при постоянной передаче крутящего момента на трансмиссию без разрыва потока мощности. Данная конструкция является более дорогой и сложной в производстве.
Сухое двухдисковое сцепление
Сухое двухдисковое сцепление предполагает наличие двух ведомых дисков и промежуточной проставки между ними. Данная схема способна передать больше крутящего момента при тех же размерах механизма сцепления. Сама по себе она проще в производстве по сравнению с мокрой. Обычно применяется на грузовиках и легковых автомобилях с особо мощными двигателями.
Сцепление двухмассового маховика
Двухмассовый маховик состоит из двух частей. Одна из них связана с двигателем, вторая – с ведомым диском. Обе составляющие маховика имеют небольшой свободный ход относительно друг друга в плоскости вращения и соединены пружинами между собой.
Схема двухмассового маховика
Особенностью сцепления двухмассового маховика является отсутствие пружинного демпфера крутильных колебаний в ведомом диске. Функция гашения колебаний заложена в конструкцию маховика. Помимо передачи крутящего момента он максимально эффективно сглаживает вибрации и нагрузки, возникающие от неравномерности работы двигателя.
Ресурс сцепления
Ресурс сцепления главным образом зависит от условий эксплуатации автомобиля, а также от стиля езды водителя. В среднем, срок службы сцепления может доходить до 100-150 тысяч километров пробега. В результате естественного износа, возникающего в момент соприкосновения дисков, фрикционные поверхности изнашиваются и требуют замены. Основная причина – проскальзывание дисков.
Двухдисковое сцепление обладает большим ресурсом за счет увеличенного числа рабочих поверхностей. Выжимной подшипник сцепления задействуется при каждом разрыве соединения двигателя и коробки передач. Со временем в подшипнике вырабатывается и теряет свойства вся смазка, в следствие чего он перегревается и выходит из строя.
Особенности керамического сцепления
Ресурс сцепления и эффективность его работы на пределе нагрузок зависит и от свойств материала, обеспечивающего зацепление дисков. Стандартный состав накладок дисков сцепления большинства автомобилей включает спрессованную смесь стеклянных и металлических волокон, смолы и каучука. Поскольку принцип работы сцепления базируется на силе трения, фрикционные накладки ведомого диска рассчитаны на работу при высоких температурах, доходящих до 300-400 градусов Цельсия.
Диск сцепления с керамическими фрикционными накладками
В мощных спортивных автомобилях нагрузки на сцепление намного превышают обычные нормы. Для некоторых трансмиссий может применяться керамическое и металлокерамическое сцепление. В состав материала таких накладок входит керамика и кевлар. Металлокерамический фрикционный материал менее подвержен износу и выдерживает нагрев до 600 градусов без потери рабочих качеств.
Производители используют различные конструкции муфты сцепления, оптимальные для определенного автомобиля, исходя из его назначения и стоимости. Сухое однодисковое сцепление остается достаточно эффективной и недорогой в изготовлении конструкцией. Данная схема широко применяется на легковых автомобилях бюджетного и среднего классов, а также на внедорожниках и грузовиках.
Источник
Как работает выжимной подшипник сцепления, неисправности и способы проверки
Классическое сцепление в автомобиле состоит из трёх основных деталей: нажимного диска с пружиной, ведомого диска и муфты выжима. Последнюю деталь принято называть выжимным подшипником, хотя на самом деле она состоит из нескольких функциональных элементов, но работают и заменяются они обычно как единое целое.
Какую функцию выполняет выжимной подшипник сцепления
Муфта сцепления при работе может находиться в одном из трёх состояний:
- полностью включено, то есть нажимной диска (корзина) со всем усилием своей мощной пружины давит на ведомый диск, заставляя его прижаться к поверхности маховика для передачи всего крутящего момента двигателя на шлицы первичного вала трансмиссии;
- выключено, при этом давление с фрикционных поверхностей диска снято, его ступица слегка сдвигается по шлицам и коробка передач размыкается с маховиком;
- частичное включение, диск прижимается с дозированным усилием, накладки пробуксовывают, скорости вращения валов двигателя и коробки отличаются, режим применятся при трогании с места или в иных случаях, когда момента двигателя не хватает для полного обеспечения потребностей трансмиссии.
Чтобы управлять всеми этими режимами, необходимо снять часть усилия с пружины корзины или освободить диск полностью. Но нажимной диск закреплён на маховике и вращается вместе с ним и пружиной на большой скорости.
Войти в контакт с лепестками диафрагменной пружины или рычагами набора цилиндрических пружин возможно лишь через подшипник. Его наружная обойма механически взаимодействует с вилкой выключения сцепления, а внутренняя непосредственно подводится к контактной поверхности пружины.
Место расположение детали
Муфта выжимного подшипника расположена внутри картера сцепления, который соединяет блок цилиндров двигателя с коробкой передач. Первичный вал коробки выступает из её картера, а снаружи на нём выполнены шлицы для скольжения ступицы ведомого диска сцепления.
Часть вала, расположенная со стороны коробки, прикрыта цилиндрическим кожухом, выполняющим роль направляющей, по которой перемещается выжимной подшипник.
Устройство
Муфта выжима состоит из корпуса и непосредственно подшипника, обычно шарикового. Наружная обойма закреплена в корпусе муфты, а внутренняя выступает и входит в контакт с лепестками корзины или прижатым к ним дополнительным переходным диском.
Усилие выжима от педали сцепления или актуаторов электронного управления через гидравлическую или механическую систему привода передаётся на корпус выжимного, что заставляет его двигаться в сторону маховика, сжимая пружину корзины.
При снятии усилия сцепление включается за счёт усилия пружины, а выжимной подшипник перемещается в своё крайнее положение в сторону коробки.
Существуют системы с нормально включенным или выключенным сцеплением. Последние используются в преселективных коробках с двойным сцеплением.
Подшипники подразделяются на работающие с зазором, то есть полностью отходящие от лепестков пружины, и беззазорные, всегда прижатые к ним, но с разным усилием.
Вторые получили наибольшее распространение, поскольку рабочий ход муфты включения с ними минимален, сцепление работает более точно и без лишних разгонов внутренней обоймы выжимного в момент касания опорной поверхности лепестков.
Кроме этого, подшипники классифицируются по способу организации их привода, хотя это касается лишь их конструктивного оформления.
Механический привод
При механическом приводе педаль обычно соединяется с оболочечным тросиком, через который усилие передаётся на вилку выжима.
Вилка представляет собой двуплечий рычаг с промежуточной шаровой опорой. С одной стороны её тянет тросик, другая толкает выжимной подшипник, охватив его с двух сторон, избегая перекоса за счёт своей плавающей посадки.
Комбинированный
Комбинированный гидравлический привод позволяет уменьшить усилие на педали и работает более плавно. Конструкция вилки аналогична механике, но толкает её шток рабочего цилиндра привода.
Давление на его поршень оказывает гидравлическая жидкость, подаваемая из соединённого с педалью главного цилиндра сцепления. Недостатком является усложнённость конструкции, повышенная цена и необходимость в обслуживании гидравлики.
Гидравлический привод
Полностью гидравлический привод лишён таких деталей, как вилка и шток. Рабочий цилиндр объединён с выжимным подшипником в единую гидромеханическую муфту, расположенную в картере сцепления, снаружи к нему подходит лишь трубопровод.
Это позволяет повысить герметичность картера и увеличить точность работы, избавившись от промежуточных деталей.
Недостаток один, но он существенен для владельцев бюджетных машин – менять выжимной подшипник приходится в сборе с рабочим цилиндром, что резко повышает стоимость детали.
Неисправности
Неисправность выжимного подшипника почти всегда связана с его естественным износом. Чаще всего он ускоряется из-за негерметичности полости шариков, старением и вымыванием смазки.
Усугубляется ситуация при высоких тепловых нагрузках из-за частых пробуксовок сцепления и перегрева всего пространства картера.
Иногда выжимной подшипник теряет подвижность, подклинивая на своей направляющей. Сцепление при включении начинает вибрировать, изнашиваются его лепестки. Возникают характерные рывки при трогании с места. Возможен полный отказ с поломкой вилки.
Методы проверки
Чаще всего подшипник проявляет свои проблемы гулом, свистом и хрустом. У разных конструкций проявление может обнаружиться в различных режимах.
Если привод выполнен с зазором, то при правильной регулировке подшипник без нажатия на педаль не касается корзины и никак себя не проявляет. Но стоит попытаться выжать сцепление, как появляется гул. Громкость его зависит от хода педали, пружина имеет нелинейную характеристику и в конце хода усилие и звук ослабевают.
В самых распространённых случаях зазор не предусмотрен, подшипник прижат к корзине постоянно, и его звук лишь меняется, но не пропадает. Поэтому его путают с шумом первичного вала коробки.
Отличие в том, что вал коробки при включённой передаче, выжатом сцеплении и неподвижной машине не вращается, а значит и шуметь не может.
Замена выжимного подшипника
В современных автомобилях ресурс всех составляющих частей сцепления примерно равен, поэтому замена производится комплектом. Наборы так и продаются, в упаковке лежат корзина, диск и выжимной подшипник.
Исключение – случай совмещения выжимного с рабочим цилиндром гидропривода. Эту деталь в комплект не кладут, она приобретается отдельно, но менять её следует при любых проблемах со сцеплением.
Для замены снимается коробка передач. На некоторых автомобилях её лишь отодвигают от двигателя, работая через образовавшийся зазор. Такой приём экономит время только при высокой квалификации мастера. Но делать так не рекомендуется, поскольку в картере сцепления есть места, требующие визуального контроля.
Например, вилка, её опора, сальник первичного вала, опорный подшипник в торце коленвала и маховик.
Всегда лучше снять коробку полностью. После чего замена выжимного подшипника никакого труда не составит, он просто снимается с направляющей, и его место занимает новая деталь.
Направляющую следует слегка смазать, если в инструкции к конкретному набору чётко не оговорено, что смазка не требуется.
Источник