Цилиндр сцепления: назначение, устройство, принцип работы и неисправности

Содержание

Устройство и принцип работы ГЦС

Начнем с того, что гидравлическое сцепление состоит из пары цилиндров (главный и рабочий цилиндр сцепления), которые позволяют работать гидроприводу сцепления. Что касается главного цилиндра, конструкция ГЦС и его принцип работы заключается в следующем:

усилие от педали сцепления через толкатель передается на шток. Далее поршень выдвигается, в результате происходит перекрытие клапана, в результате чего жидкость из той части цилиндра, где она сжимается, получает возможность вытекать в отдельный бачок;
сжатая в цилиндре жидкость проталкивается через штуцер, после чего происходит ее попадание в гидравлическую магистраль, по которой производится подача к рабочему цилиндру;
рабочий цилиндр воздействует на вилку, передавая на нее усилие. После того, как водитель отпускает педаль сцепления, поршень цилиндра возвращается обратно при помощи пружины.

Обратите внимание, при выборе новой детали нужно обязательно учитывать отдельные технические характеристики, способ крепления, подключения, наличие бачка в комплекте, материал изготовления корпуса, размеры, длину штока, диаметр штуцера и т.д. Другими словами, при выборе главного цилиндра на тот или иной автомобиль, нужно учесть ряд параметров и особенностей

Также рекомендуется отдельное внимание уделять материалу изготовления. Дело в том, что цилиндры бывают как стальными, алюминиевыми или чугунными, так и пластиковыми (изготовлены из полимеров)

Другими словами, при выборе главного цилиндра на тот или иной автомобиль, нужно учесть ряд параметров и особенностей

Как определить неисправность?

В целом на неполадки со сцеплением указывают:

провал педали или её слишком мягкий ход;
сложности при переключении скоростей (например, требуемую передачу получается включить только путем неоднократных нажатий на педаль сцепления);
перерасход жидкости сцепления.

При некоторых неполадках может потребоваться полная замена рабочего цилиндра сцепления. Но чаще всего его неисправность заключается в износе уплотнительных колец. Об этом можно узнать по подтеканию жидкости.

О нарушении герметичности системы сцепления также можно узнать при помощи прокачки гидропривода. Провести эту операцию легко, но в одиночку здесь не справиться, понадобится содействие помощника.

Если потребуется заменить весь цилиндр, ничего страшного: новая деталь, в зависимости от марки автомобиля, стоит в пределах 300-600 рублей – вполне доступная цена. Цилиндр рабочий, сцепление функционирует – то, что нужно водителю за невысокую стоимость.

Назначение и устройство сцепления

Сцепление служит для кратковременного разъединения двигателя от трансмиссии и плавного их соединения при трогании с места, а также при переключении передач. Сцепление состоит из привода и механизма сцепления.

Устройство сцепления автомобиля

Схема гидравлического привода выключения сцепления и механизма сцепления:

коленчатый вал;
маховик;
ведомый диск;
нажимной диск;
кожух сцепления;
нажимные пружины;
отжимные рычаги;
нажимной подшипник;
вилка выключения сцепления;
рабочий цилиндр;
трубопровод;
главный цилиндр;
педаль сцепления;
картер сцепления;
шестерня первичного вала;
картер коробки передач;
первичный вал коробки передач.

Привод выключения сцепления

Привод выключения сцепления (гидравлического типа) состоит из:

педали,
главного цилиндра,
рабочего цилиндра,
вилки выключения сцепления,
нажимного подшипника,
трубопроводов.

При нажатии на педаль сцепления, усилие ноги водителя, через шток и поршень, передается жидкости, которая, в свою очередь, передает давление от поршня главного цилиндра на поршень рабочего. Далее шток рабочего цилиндра перемещает
вилку выключения сцепления и нажимной подшипник, который и передает усилие на механизм сцепления. Когда же водитель отпустит педаль, то под воздействием возвратных пружин все детали привода займут исходные позиции.

Механизм сцепления

Механизм сцепления представляет собой устройство, в котором происходит передача крутящего момента за счет работы сил трения. Именно механизм сцепления позволяет кратковременно разъединять двигатель и коробку передач, а затем вновь
плавно их соединять.

Кроме того, сцепление предохраняет детали трансмиссии от перегрузок. При неравномерном вращении коленчатого вала двигателя в трансмиссии возникают колебания. Для их гашения в сцеплении имеется гаситель колебаний или демпфер. Элементы механизма заключены в картер сцепления, который крепится к картеру двигателя.

Детали механизма сцепления

Механизм сцепления состоит из:

картера и кожуха,
ведущего диска (которым является маховик коленчатого вала двигателя),
нажимного диска с пружинами,
ведомого диска со специальными износостойкими накладками и гасителем колебаний.

Ведомый диск, связанный с первичным валом коробки передач, постоянно прижат к маховику нажимным диском под воздействием очень сильных пружин. За счет огромных сил трения между маховиком, ведомым и нажимным дисками, все это вместе, как единое целое, вращается при работе двигателя. Но это только тогда, когда водитель не трогает педаль сцепления, независимо от того едет ли или стоит на месте его автомобиль.

А для начала движения машины, необходимо прижать ведомый диск, связанный с ведущими колесами (через первичный вал коробки передач и другие составляющие трансмиссии), к вращающемуся маховику, то есть – включить сцепление.

Схема работы сцепления

Как правильно включать сцепление? Вначале приотпускаем педаль, то есть даем возможность пружинам нажимного диска подвести ведомый диск к маховику до их легкого соприкосновения. За счет сил трения диск, проскальзывая некоторое
время относительно маховика, тоже начнет вращаться, а ваш автомобиль потихоньку двигаться. Затем на две – три секунды удерживаем педаль сцепления в средней позиции для того, чтобы скорость вращения маховика и диска уравнялись.

Машина при этом немного увеличивает скорость движения. И, наконец, когда маховик вместе с нажимным и ведомым дисками уже вращаются вместе без проскальзывания с одинаковой скоростью, 100%-но передавая крутящий момент к коробке передач
и далее на ведущие колеса автомобиля, остается только полностью отпустить педаль сцепления и убрать с нее ногу.

Если при начале движения педаль сцепления резко бросить, то автомобиль «прыгнет» вперед, а двигатель заглохнет. В худшем же варианте, что-нибудь еще и сломается, так как в этот момент возникает сильная ударная волна, которая многократно увеличивает нагрузки на все детали двигателя и агрегаты трансмиссии.

Для выключения сцепления водитель нажимает на педаль, при этом нажимной диск отходит от маховика и освобождает ведомый диск, прерывая передачу крутящего момента от двигателя к коробке передач. Нажимать на педаль сцепления следует достаточно быстрым, но не резким, спокойным движением до конца хода педали.

Ремонт и замена рабочего цилиндра сцепления

При выборе запчасти для замены цилиндра сцепления стоит обратить внимание на материал, из которого изготовлен корпус детали. Как было отмечено ранее, таким материалом может быть чугун, сталь, алюминий или полимеры

Сегодня многие производители предлагают алюминиевые и даже полимерные цилиндры, но такие детали отличаются меньшей надежностью.

Существует несколько видов неисправностей цилиндра сцепления, при которых потребуется ремонт штока:

утечки рабочей жидкости через изношенные уплотнители или соединительные трубки, имеющие дефекты;
наличие трещин на корпусе цилиндра;
разрушенные пружины рабочего цилиндра.

Шток состоит из нескольких комплектующих, каждая из которых подвержена износу. Его детали -толкатель, поршень, манжеты, пружина в процессе работы испытывают высокие нагрузки, поэтому существует вероятность, что они могут выйти из строя.

Симптомы неисправности цилиндра сцепления:

снижение уровня тормозной жидкости в бачке цилиндра и появления пятен под автомобилем во время стоянки;
проваливается педаль и сцепление работает с перебоями;
появляются проблемы с включением передач.

Специалисты советуют, прежде всего, обратить внимание на ход педали сцепления. Если она ходит слишком мягко, это еще не является поводом для срочного ремонта, но следует провести диагностику работы цилиндра.

Для проверки его необходимо прокачать гидропривод сцепления. При наличии пузырьков воздуха в рабочей жидкости следует разобраться в причинах их появления. Как правило, внутрь штоков рабочего и главного цилиндров сцепления воздух попадает из-за разгерметизации уплотнительных манжет.

Как было отмечено ранее, ремонт и замена рабочего цилиндра сцепления не очень сложные задачи. Эта деталь, чаще всего, расположена на картере КПП.

Вначале нужно открутить болты крепления, отсоединить толкатель от вилки и приступить к демонтажу шланга, который идет от ГЦС.

Поскольку в главном цилиндре находится рабочая жидкость, шланг следует заглушить (для этого можно использовать пробку соответствующего диаметра). Есть также и другое мнение – нужно отсоединить шланг, чтобы полностью слить тормозную жидкость (считается, что это поможет промыть систему гидропривода сцепления от грязи).

После демонтажа главный цилиндр сцепления нужно разобрать и по возможности отремонтировать. Если эта деталь имеет корпус из металла, то ее можно зафиксировать в тисках, но если деталь пластиковая, то нужно быть осторожным, чтобы не повредить ее.

После отсоединения воздушного клапана необходимо демонтировать наружный манжет. После этого нужно, учитывая конструкционные особенности цилиндра, обеспечить доступ к штоку и снять стопорное кольцо. После разборки детали необходимо убедиться в отсутствии повреждений пружины, штока и дефектов зеркала цилиндра.

Все комплектующие нужно промыть тормозной жидкостью. Ранее мы отмечали, что для этой цели нельзя использовать керосин, бензин, моторное или воду (эти жидкости способствуют разбуханию элементов из резины).

При сборке цилиндра все манжеты и уплотнения следует заменить новыми.

Ремонт главного цилиндра сцепления будет невозможен при наличии:

трещин корпуса;
ощутимых выработок внутренней поверхности корпуса, которые появляются в результате дефектов штока.

В этом случае нужно полностью заменить неисправный цилиндр сцепления новой деталью.

После замены главного цилиндра сцепления не забывайте прокачать систему.

Методика прокачки системы гидропривода после замены рабочего цилиндра сцепления не отличается от той которая была описана ранее для ГЦС. В то же время в некоторых арках авто (к примеру, на «Фиатах») проводится обратная прокачка системы сцепления. Чтобы сделать такую процедуру самостоятельно нужно подготовить:

шланг, который бы плотно одевался на клапан выпуска;
шприц большого размера, диаметр носика которого соответствует размеру шланга;
гаечный ключ для демонтажа воздушного клапана выпуска.

Вначале следует открутить крышку бачка с рабочей жидкостью и набрать ее в шприц. Из шприца нужно выгнать все шарики воздуха, а затем соединить его носик со шлангом, второй конец которого соединяем с выпускным клапаном. После этого клапан нужно открутить на 2 -3 оборота, нажать на шприц и подать тормозную жидкость в цилиндр сцепления. Чтобы в систему не попал воздух, нужно вначале закрутить клапан и только после этого можно снимать шланг.

Такую последовательность действий нужно выполнить несколько раз, пока из системы гидропривода не будет вытеснен весь воздух в бачок. После этого нужно выжать педаль сцепления около 10 раз и при необходимости отрегулировать высоту ее хода.

Расположение изделия

Находится главный цилиндр на ВАЗ 2107 под капотом, непосредственно на стенке отделяющей салон от капота, в районе ног водителя авто. Прямо над ним находится расширительный бачок, а рядом – вакуумный усилитель и главный тормозной цилиндр. Обычно для определения неисправности достаточно просто взглянуть на изделие. Наличие течи говорит о том, что деталь неисправна и требует ремонта или замены.

Назначение устройства

На автомобилях устанавливается главный и рабочий цилиндры сцепления, без которых функционирование механизма невозможно. Главный цилиндр сцепления ВАЗ 2107 предназначается для того, чтобы выталкивать тормозную жидкость. Ниже представлена схема, по которой визуально можно выяснить особенности функционирования агрегата.

При нажатии на педаль сцепления происходит движение поршня в рассматриваемом устройстве, тем самым происходит выталкивание тормозной жидкости. Эта жидкость по трубке поступает в рабочий цилиндр, где наблюдается обратный процесс(жидкость выталкивает поршень). Тормозная жидкость приводит в движение поршень, который соединен посредством вилки с диском сцепления. В результате происходит разъединение диска сцепления и маховика, благодаря чему можно переключить передачу. ГЦС еще называют основным, так как именно с его помощью осуществляется подача усилия от педали при ее нажатии.

Необходимость замены устройства: когда требуется

Как и все детали любого авто, ГЦС имеет свойство изнашиваться, в результате чего возникает потребность его ремонта или замены. Простейшая поломка изделия – это износ пыльника, определить который можно по характерным признакам течи жидкости.

Чтобы выявить неисправность цилиндра, требуется первоначально провести визуальный осмотр. Отремонтировать вышедший из строя ГЦС на ВАЗ 2107 возможно, для этого можно поискать ремкомплекты, но это не всегда рационально из-за качества современных запчастей, поэтому проще и быстрее поменять его целиком. Неисправность можно определить и по характерному исчезновению давления в системе, что определяется путем нажатия на педаль. О том, как поменять вышедший из строя механизм ВАЗ 2107, рассмотрим подробнее.

Меняем сами

Замена главного цилиндра сцепления ВАЗ 2107 начинается с того, что необходимо откачать из бачка гидропривода тормозную жидкость. Это можно сделать при помощи шприца или резиновой груши. Вместе с этим головкой или ключом на 10 откручиваем скобу крепления расширительного бачка и отводим его в сторону, чтобы получить доступ цилиндру.

Следующий этап предусматривает снятие шланга расширительного бачка сцепления. Для этого необходимо ослабить хомут шланга, после чего отсоединить шланг и расположить его так, чтобы он не мешал дальнейшим работам. Если бачок желаете снять полностью, то делается это очень просто.

Дальнейшие действия выполняются в следующей последовательности:

Используя гаечный ключ на «10», требуется вывинтить крепежную гайку трубопровода к устройству. Как только гайка будет вывинчена, трубку можно отвести в сторону.
Рядом возле стального трубопровода находится шланг, который также требуется разъединить от основного устройства. Сделать это можно путем ослабления фиксирующего хомута.
ГЦС фиксируется к кузову посредством двух крепежных гаек. Для их вывинчивания потребуется воспользоваться воротком с удлинителем и головкой на «13». После вывинчивания двух гаек, можно снять изделие и слить с него оставшуюся тормозуху. Если демонтировать агрегат не удается, то можно нажать на педаль сцепления, в результате чего он сдвинется с места.
Но ремонт обычно не рационален, поэтому после снятия старого, на место устанавливается новый агрегат. Установка осуществляется в порядке обратном снятию. После установки необходимо провести процесс прокачки гидропривода, залив предварительно ТЖ в бачок. Как осуществляется прокачка системы, можно узнать из соответствующего материала на сайте.

После проведения работ можно испытать особенности функционирования нового ГЦС. При необходимости следует заменить и РЦС(рабочий цилиндр), но об этом можно узнать детальнее в соответствующем материале.

Причины неисправности привода сцепления:

Заедание, надрыв или разрыв троса механического привода
Повреждение системы рычагов
Нарушения функционирования гидравлической системы

Признаки неисправности маховика

Маховик неисправен если двигатель периодически глохнет и перегревается. Помимо этого, если передача крутящего момента выполняется только на низких оборотах или же в салоне ощущается вибрация, то ключ проблемы тоже маховик.

Рассмотрим несколько причин замены этой детали

Двухмассовый маховик (ZMS) становится неисправен в результате перегрева, который может появляться в результате неправильной эксплуатации автомобиля. Например, в результате пробуксовки происходит перегрев механизма и иссушение смазки, из-за чего маховику приходится работать при сильном трении. Следствие этого – рывки во время переключения передач. При визуальном осмотре это проблему можно выявить по изменению окраса металла или появлению трещин на нем.

Двухмассовый маховик Sachs

Износился первичный маховик. Этот происходит вследствие перегрузок передач, из-за чего внутренние запчасти могут разрушаться, ZMS выходит из строя. Если при осмотре замечена проступающая смазка, то проблема в этом.

Внутренние детали вторичного маховика износились. Первопричина этого – выход из строя выжимного подшипника, находящегося между первичным и вторичным маховиком. Происходит общее нагревание механизма, что снижает действие смазки и заставляет детали работать в сухую.

Произошла блокировка ZMS. Если маховик неисправен, то значит при монтаже были использованы слишком длинные крепежные болты. Это приводит к блокировке и первичного, и вторичного маховика, что приводит к потере амортизации, появлению скрежет и шум при нажатии.

Неисправности цилиндра сцепления. Данная проблема не считается серьезной. Наиболее распространенные неисправности это: утечка жидкости и попадание воздуха.

Механический износ составляющих компонентов цилиндра.

При попадании воздуха в соединительных шлангах и уплотнительных манжетах могут появиться микротрещины. Если это произошло, не стоит паниковать. Для ликвидации этой проблемы потребуется прокачать систему. Прокачка не требует специальных навыков и инструментов, она знакома почти всем владельцам собственного транспорта.

Возможно ли самостоятельно определить неисправность главного цилиндра сцепления? Разумеется. Чтобы это сделать, нужно определить место протечки. Для этого обычно в цилиндр подливается тормозная жидкость. Утечка может быть опасна следующим: невозможно будет разорвать связь колес с двигателем, что может стать причиной аварии. Причину протекания не всегда можно определить при обычном осмотре с подливанием тормозной жидкости. Если проблема кроется непосредственно в цилиндре, то необходимо будет разбирать механизм. Однако если протекают соединительные патрубки, то не стоит переживать, ведь их можно легко заменить.

Неисправность привода сцепления

Такие неисправности могут возникать в автомобилях с механическим тросовым видом сцепления. Проблемы могут быть следующие:

Регулировка троса нарушена
Произошел разрыв или надрыв (закусывание) троса

Регулировка троса сцепления

Регулировать трос следует с помощью специальной гайки, которая позволяет настраивать отметку троса. К этой процедуре следует подходить серьезно, ведь неправильная регулировка может привести либо к ослаблению троса, либо к его чрезмерному натяжению.

Основная причина разрыва троса – коррозия. В результате разрыва сцепление перестает работать.

Закусывание или же, другими словами, надрыв троса – еще одна причина почему сцепление может перестать работать. Если металлические нити троса начинают стопорить перемещение, упираясь в оплетку, то управление автомобилем значительно усложняется. Могут плохо выжиматься или же не возвращаться в исходное положение педали.

Нагладно об регулировке троса можно посмотреть в видео:

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.

Как определить неисправность?

Все машины по коробке передач делятся на 2 большие группы: с автоматической и механической трансмиссиями. У каждой из них есть свои преимущества и недостатки. Задумывались ли вы о том, почему нужно выжимать педаль сцепления при переключении скоростей? Чтобы разобраться, что такое сцепление автомобиля, необходимо первым делом понять, как работает двигатель внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания может изменять крутящий момент в ограниченном диапазоне, данный механизм влияет на скорость автомобиля. Чтобы контролировать скорость движения ведущих колес, необходимо к двигателю подключить механизм трансмиссии, который включает в себя коробку передач, ведущий вал, ведущее колесо.

Чтобы переключение скоростей происходило плавно, нужно на время прекратить подачу крутящего момента на двигатель. В данном случае нелогично было бы сделать полную остановку двигателя, поэтому придумали сцепление. Оно блокирует крутящий момент, тем самым обеспечивает непрерывную работу двигателя.

Любой механизм может сломаться внезапно, к сожалению, от этого никто не застрахован. Но есть определенные признаки, которые помогут понять, что со сцеплением что-то не то и его уже пора поменять.

Одним из главных показателей скорого выхода из строя сцепления является характерный скрежет (хруст) коробки передач во время переключения (при полном нажатии на педаль).

Признаком неправильной работы сцепления является его пробуксовка. Вследствие этого повышается расход топлива, и чувствуется потеря мощности двигателя.

Довольно часто появляются моменты, когда ступица начинает заедать и при переключении коробки передач происходят характерные рывки автомобиля. Причиной всего этого является изнашивание деталей сцепления.

Каждому автомобилисту стоит помнить, что как только появляются такие признаки неисправности, следует незамедлительно приступать к проведению диагностики, и в случае подтверждения заменить сцепление. Несвоевременное устранение таких проблем может привести к более серьёзным поломкам, а соответственно к более дорогостоящему ремонту.

Автомобилестроение не стоит на месте и на сегодняшний день на многие современные авто устанавливают усовершенствованные коробки передач и подключают электронное сцепление, за работу которого отвечает блок управления. Если у владельца такой автомобиль, то необходимо как можно чаще проверять коробку передач на наличие признаков неисправностей. Чтобы избежать выхода из строя блока, который обойдется очень дорого. Существуют небольшие рекомендации по поддержанию максимального ресурса сцепления.

Плавная езда. Старайтесь избегать резких и быстрых стартов с полностью нажатой педалью газа.

Рекомендуем иногда проводить диагностику сцепления для своевременного устранения.

Вдобавок стоит отметить, что к выбору нового сцепления стоит относиться со всей серьёзностью и ответственностью. Не стоит пытаться сэкономить и поставить неоригинальные запчасти, это может сыграть против, и обернуться ещё более плохими последствиями. Как говорится «скупой платит дважды».