Что такое усилитель сцепления

Что такое усилитель сцепления

Устройство и принцип работы привода сцепления

Важной составляющей автомобиля, оснащенного механической коробкой передач, является сцепление. Оно состоит непосредственно из муфты (корзины) сцепления и привода. Остановимся более подробно на таком элементе, как привод сцепления, который играет важную роль в общем узле сцепления. Именно при его неисправности муфта теряет свою функциональность. Разберем устройство привода, его виды, а также преимущества и недостатки каждого.

1. Привод сцепления и его виды
2. Механический привод
3. Гидравлический привод сцепления
4. Нюансы эксплуатации сцепления

Привод сцепления и его виды

Привод предназначен для дистанционного управления сцеплением непосредственно водителем из салона. Нажатие на педаль сцепления напрямую воздействует на нажимной диск.

Известны следующие виды привода:

• механический;
• гидравлический;
• электрогидравлический;
• пневмогидравлический.

Наибольшее распространение получили первые два вида. На грузовиках и автобусах используется пневмогидравлический привод. Электрогидравлический устанавливают в машинах с роботизированной коробкой передач.

В некоторых автомобилях для облегчения управления применяется пневматический или вакуумный усилитель привода.

Механический привод

Механический или тросовый привод отличается простой конструкцией и невысокой ценой. Он неприхотлив в обслуживании и состоит из минимального количества элементов. Механический привод устанавливается в легковых и малотоннажных грузовых автомобилях.

Механический привод сцепления

К элементам механического привода относятся:

• трос сцепления;
• педаль сцепления;
• вилка выключения сцепления;
• выжимной подшипник;
• механизм регулировки.

Трос сцепления, заключенный в оболочку, является основным элементом привода. Трос сцепления крепится к вилке, а также к педали, находящейся в салоне автомобиля. В момент выжимания педали водителем действие через трос передается на вилку и выжимной подшипник. В результате происходит разъединение маховика двигателя с трансмиссией и, соответственно, выключение сцепления.

В соединении троса и рычажного привода предусмотрен регулировочный механизм, обеспечивающий свободный ход педали сцепления.

Ход педали сцепления представляет собой свободное перемещение до момента срабатывания привода. Расстояние, пройденное педалью без особого усилия водителя при нажатии, и есть свободный ход.

Если переключение передач сопровождается шумом, а в начале движения наблюдаются небольшие рывки автомобиля, то необходима регулировка хода педали.

Зазор в сцеплении должен находиться в пределах 35-50 мм свободного хода педали. Нормативы этих показателей указаны в технической документации автомобиля. Регулировка хода педали осуществляется путем изменения длины тяги с помощью регулировочной гайки.

В грузовых автомобилях используется не тросовый, а рычажный механический привод.

К плюсам механического привода относятся:

• простота устройства;
• невысокая стоимость;
• надежность в эксплуатации.

Главным минусом считается более низкий КПД по сравнению с гидроприводом.

Гидравлический привод сцепления

Гидропривод имеет более сложную конструкцию. К его элементам, помимо выжимного подшипника, вилки и педали, относится также гидравлическая магистраль, которая заменяет трос сцепления.

Схема гидравлического сцепления

По сути эта магистраль аналогична гидроприводу тормозной системы и состоит из следующих элементов:

• главный цилиндр сцепления;
• рабочий цилиндр сцепления;
• бачок и трубопровод с тормозной жидкостью.

Устройство главного цилиндра сцепления напоминает устройство главного тормозного цилиндра. Главный цилиндр сцепления состоит из поршня с толкателем, расположенных одном в корпусе. Также к его элементам относятся резервуар для жидкости и уплотнительные манжеты.

Рабочий цилиндр сцепления, имеющий схожую с главным цилиндром конструкцию, дополнительно оснащен клапаном для удаления воздуха из системы.

Механизм действия гидропривода такой же, как и у механического, только усилие передается с помощью находящейся в трубопроводе жидкости, а не через трос.

Во время нажатия водителем на педаль усилие через шток передается на главный цилиндр сцепления. Затем за счет несжимаемого свойства жидкости в действие приводятся рабочий цилиндр сцепления и рычаг привода выжимного подшипника.

В качестве плюсов гидропривода можно выделить следующие его особенности:

• гидравлическое сцепление позволяет передавать усилие на значительное расстояние с высоким КПД;
• сопротивление перетеканию жидкости в элементах гидропривода способствует плавному включению сцепления.

Главный минус гидропривода – более сложный ремонт по сравнению с механическим. Течь рабочей жидкости и попадание в систему гидропривода воздуха – вот, пожалуй, наиболее распространенные поломки, которыми могут «похвастаться» главный и рабочий цилиндры сцепления.

Гидропривод применяется в легковых автомобилях, а также на грузовых автомобилях с опрокидывающейся кабиной.

Нюансы эксплуатации сцепления

Зачастую водители склонны связывать неравномерность и рывки при движении автомобиля с неисправностями сцепления. Эта логика в большинстве случаев ошибочна.

Например, автомобиль при переключении передач с первой на вторую, резко сбрасывает обороты. Здесь виновато не само сцепление, а датчик положения педали сцепления. Находится он за самой педалью сцепления. Неисправности датчика устраняются путем несложного ремонта, после которого сцепление будет вновь работать плавно и без рывков.

Другая ситуация: при переключении передач автомобиль немного дергается, а при трогании с места может заглохнуть. В чем может быть причина? Чаще всего в этом виноват клапан задержки сцепления. Этот клапан обеспечивает определенную скорость, при которой может схватываться маховик, независимо от того, насколько быстро была «брошена» педаль сцепления. Для начинающих водителей эта функция необходима, т.к. клапан задержки сцепления предотвращает чрезмерный износ поверхности диска сцепления.

Устройство автомобилей

Ступенчатые трансмиссии

Усилители привода сцеплений

Усилители привода сцепления вводятся в привод, если требуемое для выключения сцепления усилие на педали превышает для легковых автомобилей и для грузовых автомобилей. Их назначение – облегчить работу водителю по управлению сцеплением автомобиля при переключении передач либо при необходимости удержания сцепления в выключенном состоянии для временного разъединения трансмиссии от двигателя (например, при кратковременном движении накатом).
Наиболее часто в конструкциях автомобильных трансмиссий применяют механические и пневматические (пневмогидравлические) усилители сцепления.
Электрические усилители привода сцепления в настоящее время применения не нашли.

Механические усилители сцепления

Наиболее простым по конструкции является механический усилитель привода сцепления, в качестве которого используется сервопружина. Она позволяет снизить максимальное усилие на педали сцепления на .
Сервопружина может устанавливаться как в механическом, так и в гидравлическом приводах и работать на сжатие или растяжение.

На приведена конструкция механического усилителя привода сцепления сервопружиной и схема ее работы. При включенном сцеплении сервопружина , воздействуя на рычаг , удерживает педаль сцепления в верхнем положении, обеспечивая тем самым зазор между подшипником выключения сцепления (выжимным подшипником) и рычагами сцепления. При этом ось пружины () находится выше оси поворота педали .

При нажатии на педаль пружина сжимается и противодействует перемещению до тех пор, пока ось пружины не займет положение ниже оси . С этого момента пружина начнет создавать момент на рычаге , способствуя дальнейшему перемещению педали и выключению сцепления.

Пневматические (пневмогидравлические) усилители сцепления

Другим типом усилителей привода сцепления являются пневматические усилители, которые вводятся в гидроприводы грузовых автомобилей (), поэтому их часто называют , или, сокращенно, .
Основные элементы привода такие же, как и на рассмотренных ранее конструкциях гидроприводов.
Иногда пневматические усилители сцепления грузовых автомобилей называют пневмогидравлическими усилителями, или ПГУ.

Пневматический усилитель совмещается с рабочим цилиндром . Усилие, создаваемое усилителем, может передаваться на поршень рабочего цилиндра или непосредственно на вилку выключения сцепления.
Суммарное усилие, создаваемое гидравлической частью привода и усилителем, позволяет значительно облегчить выключение сцепления и удержание его в выключенном состоянии.
В случае отсутствия воздуха в пневмосистеме автомобиля возможна работа гидравлического привода без усиления, но при этом усилие на педаль при выключении сцепления существенно возрастает.

Пневматические усилители, как правило, в своей конструкции имеют так называемые следящие устройства, обеспечивающие пропорциональность между усилием на педали сцепления и усилием, развиваемым усилителем.
Отсутствие следящего устройства приведет к тому, что малейшее нажатие на педаль вызовет прогрессирующее ее перемещение за счет возрастающего дополнительного усилия, развиваемого пневматическим усилителем, что создаст неудобства и даже невозможность управления сцеплением.

Пневматический усилитель «КамАЗ»

Пневматический усилитель автомобилей марки «КамАЗ» () состоит из переднего алюминиевого и заднего чугунного корпусов.
В цилиндре переднего корпуса расположен пневмопоршень с манжетой и возвратной пружиной . Пневмопоршень напрессован на толкатель , выполненный как одно целое с гидравлическим поршнем рабочего цилиндра, который установлен в заднем корпусе.

В верхней части обоих корпусов находится следящее устройство, которое обеспечивает кинематическое и силовое слежение. К основным частям следящего устройства относятся следящий поршень с уплотнительной манжетой , мембрана с пружиной , впускной и выпускной клапаны и их седла , .

При включенном сцеплении пневмопоршень находится в крайнем правом положении под действием возвратной пружины . Давление перед поршнем и за поршнем соответствует давлению окружающей среды. Полость перед поршнем соединяется с окружающей средой выходом через открытый выпускной клапан и отверстие б в седле выпускного клапана , а полость за поршнем – через отверстие а в корпусе. Поршень рабочего цилиндра также находится в правом положении, так как он связан с пневмопоршнем.

При нажатии на педаль сцепления рабочая жидкость поступает под давлением в полость рабочего цилиндра и одновременно к торцу следящего поршня , который перемещаясь, воздействует на клапанное устройство таким образом, что выпускной клапан закрывается, а впускной открывается, пропуская сжатый воздух в пневмоцилиндр.

Под давлением сжатого воздуха пневмопоршень начинает перемещаться, оказывая воздействие на поршень рабочего цилиндра. В результате на толкатель поршня рабочего цилиндра действует суммарное усилие, обеспечивающее выключение сцепления.
Одновременно воздух через отверстие в в переднем корпусе попадает в полость справа от мембраны и, воздействуя на нее, оказывает противодавление перемещению следящего поршня , благодаря которому осуществляется силовое слежение.
Для полного выключения сцепления необходимо нажать на педаль с силой .

При отпускании педали давление жидкости перед следящим поршнем падает, под действием пружины происходит смещение следящего поршня влево, при этом впускной клапан перекрывается, а выпускной открывается.
Сжатый воздух из полости перед пневмопоршнем постепенно стравливается в окружающую среду, воздействие поршня на толкатель уменьшается, и осуществляется плавное включение сцепления.

Если в процессе включения или выключения сцепления педаль будет остановлена, произойдет стабилизация давления в полости рабочего цилиндра и в результате незначительного смещения следящего поршня и мембраны оба клапана закроются, а давление в полости пневмопоршня также станет стабильным.

При отсутствии сжатого воздуха в пневматической системе сохраняется возможность управления сцеплением за счет давления только в гидравлической части усилителя, при этом усилие на педали, создаваемое водителем, будет составлять примерно .

Пневмогидравлический усилитель сцепления автомобилей марки «КамАЗ» крепится на картере сцепления с правой стороны силового агрегата.

Пневматический усилитель «КрАЗ»

Пневматический усилитель автомобиля КрАЗ-260 () работает следующим образом.

При нажатии на педаль сцепления давление жидкости в рабочем цилиндре возрастает. Поршень рабочего цилиндра вместе с воздушным клапаном и его седлом смещаются влево до тех пор, пока клапан не упрется в торец хвостовика превмопоршня.
Дальнейшее перемещение гидропоршня открывает доступ воздуха через радиальное отверстие в нем и зазор между клапаном и седлом в полость пневматического цилиндра . Пневмопоршень, перемещаясь через шток и рычаг () выключает сцепление.

При отпускании сцепления давление жидкости в рабочем цилиндре снижается и поршень под действием возвратной пружины () перемещается вправо, а воздушный клапан садится в седло, открывая выход воздуху через осевое отверстие в хвостовике и сапун в окружающую среду. Пневмопоршень смещается вправо под действием пружины (, сцепление включается.

Если педаль сцепления, а следовательно, поршень рабочего цилиндра будут остановлены в каком-нибудь промежуточном положении, хвостовик (), продолжая смещаться вправо, упрется в клапан и выход воздуха прекратится.
Суммарное усилие пневматического и гидравлического поршней будут равно моменту сопротивления нажимного устройства сцепления и оттяжной пружины, наступит равновесное положение, и перемещение деталей прекратится. Выход из этого положения возможен при изменении усилия на педали сцепления.
Такая способность усилителя обеспечивать пропорциональность между усилием на педали и давлением воздуха на пневмопоршень называется слежением.

Пневмогидравлические усилители привода сцепления (ПГУ)

Конструкция ПГУ

ПГУ или пневмогидравлический усилитель привода, состоит из следующих основных частей:

• передний и задний корпусы;
• защитный кожух;
• поршни (гидравлический с толкателем, пневматический);
• следящий механизм;
• клапаны (перепускной, впускной, выпускной);
• диафрагма редуктора;
• отверстия для подвода жидкости и воздуха.

Место крепления усилителя привода находится с правой стороны картера сцепления.

Передний корпус устройства обычно изготавливается из чугуна, а задний – из алюминия. Каждый имеет по 2 расточки, в которые устанавливаются поршни и следящий механизм. Соединение корпусов производится болтами. В переднем установлен пневматический поршень, уплотнённый резиновой манжетой. В дно его упирается гидравлический поршень, конструктивно изготовленный вместе с толкателем (его также называют «поршень выключения»). Полость гидравлического поршня защищена от проникновения пыли и грязи. Толкатель отклонён от оси на определенный угол для правильного функционирования усилителя привода сцепления.

Таким образом, ПГУ состоит из двух полостей, пневматической и гидравлической, с блоком управления или следящим устройством, которое подпружинено к корпусу и соприкасается с двухседельным впускным клапаном. Функциями следящего механизма ПГУ являются наблюдение за усилием, прикладываемым к педали, и пропорциональное изменение давления воздуха в полости перед пневматическим поршнем.

В некоторых станочных приспособлениях, работающих с помощью гидравлики, для удержания детали во время обработки требуется большое давление жидкости — 880×10^4 н/м^2 (90 кГ/см^2). Для получения высоких давлений жидкости иногда применяют

пневмогидравлические усилители, которые работают от обычной сети сжатого воздуха с давлением 39×10^4 н/м^2 (4 кГ/см^2). Обе полости усилителя (Е — низкого, Ж — высокого давления), заполненные маслом, могут сообщаться через отверстие и клапан 24, расположенные в штоке 9. Верхний уровень масла на 2 мм ниже торца трубки 11, через которую подается сжатый воздух. К штоку 9 прикреплен винтами 27 поршень 3, который перемещает шток 9 вниз или вверх в зависимости от подачи сжатого воздуха через отверстия Г или Д. Для предварительного закрепления обрабатываемой детали большого давления не требуется. Кулачки подводят к детали при давлении в магистрали 39×10^4 н/м^2 (4 кГ/см^2). Для предварительного зажима детали ручку трехходового крана (не показан на чертеже) ставят в среднее положение а (рис. 1, а); воздух из сети подается в полость низкого давления Е через отверстие В и трубку 1. Полости низкого и высокого давления сообщаются между собой: когда шток находится в верхнем положении, штифт 17 клапана 24 упирается в дно внутренней расточки втулки 5 в отжимает пружину 23 вместе с клапаном 24 вниз. Давление воздуха, действующее, на масло в полости Е, передается в полость Ж. Из отверстия И масло под давлением 39×10^4 н/м^2 (4 кГ/см^2) подается к приспособлению. Для осуществления рабочего зажима детали ручку трехходового крана переводят в положение б (рис 1, б). Воздух через отверстие Г поступает в полость К цилиндра 4. Поршень 3 со штоком 9 опускается вниз, и клапан 24 закроется. Дальнейшее движение штока 9 вниз создает в полости Ж повышенное давление, величина которого зависит от соотношения величин рабочих площадей поршня 3 и штока 9. Масло при повышенном давлении через, отверстие И поступает в приспособление, и деталь зажимается. Для освобождения обработанной детали ручку трехходового крана переводят в положение в (рис. 1, в). Воздух из сети проходит в полость Л цилиндра через отверстие Д и поднимает поршень 3 и шток 9 вверх. Воздух из полости низкого давления и полости К цилиндра выпускается в атмосферу. Давление масла падает, и приспособление освобождает обработанную деталь. В конце хода штока 9 вверх клапан 24 открывается и соединяет полости низкого и высокого давления. Полость низкого давления сваривают из трех деталей. При деталировании следует выполнить чертежи заготовок каждой детали в таком виде, в каком они поступают на сварку, а также сборочный чертеж сварного соединения.

Принцип работы ПГУ

Краткая схема работы усилителя привода сцепления выглядит следующим образом.

1. После нажатия на педаль жидкость из главного цилиндра приходит в полость перед гидравлическим поршнем, а также по каналу в заднем корпусе к следящему поршню.
2. Следящий поршень вместе с диафрагмой редуктора смещается вперёд, при этом выпускной клапан закрывается.
3. Дальнейшее перемещение открывает впускной клапан, и сжатый воздух приходит в полость перед пневматическим поршнем.
4. Сумма усилий пневматического и гидравлического поршней передаётся через толкатель на рычаг привода выключения сцепления. Суммарное усилие, полностью выключающее сцепление, обеспечивается достаточно небольшой силой нажатия на педаль – всего около 15-20 кгс (150-200 Н).
5. В это же время сжатый воздух приходит в полость перед диафрагмой, прогибающейся назад, при закрытом впускном клапане.
6. Последующие нажатия на педаль сцепления вызовут новый приток воздуха к пневматическому и следящему поршням. Именно благодаря этой последовательности процессов усилие на педали пропорционально давлению воздуха на пневмопоршень.

Если в системе отсутствует воздух, возможность выключения сцепления всё же сохраняется благодаря давлению рабочей жидкости, которая находится в гидравлической части усилителя привода сцепления. Конечно же, нажатие на педаль в этом случае должно быть гораздо сильнее – в диапазоне 70-90 кгс (700-900 Н).

Выпускаемые пневмогидравлические усилители привода сцепления не имеют штока и подходят для установки на автомобили «КамАЗ», а также взаимозаменяемы с другими модификациями ПГУ – например, с 5320-1609510

. Выбрать необходимую вам модель можно в соответствующем разделе нашего каталога. Для удобства покупателей сайт поддерживает опции выбора продукции с системой фильтров, просмотра дополнительной информации, добавления в корзину и последующей оплаты. По всем возникшим вопросам обращайтесь к нашим специалистам по телефону, скайпу или электронной почте, либо закажите обратный звонок – мы свяжемся с вами в ближайшее время.

Пневмогидравлический усилитель

Пневмогидравлический усилитель привода управления сцеплением (Рис. 4) служит для уменьшения усилия на педаль сцепления. Он установлен на специальных лапах картера сцепления с правой стороны. Пневмогидроусилитель состоит из следующих основных частей: переднего 19 и заднего 27 корпусов, поршня выключения сцепления 5 с толкателем 3, пневматического поршня 20, следящего поршня 11, диафрагмы редуктора и клапана редуктора 16. Передний и задний корпусы соединены пятью болтами, между корпусами установлена диафрагма, выполняющая одновременно роль прокладки.

В переднем корпусе 19 расточены два отверстия. Нижнее отверстие большего диаметра предназначено для установки и перемещения пневматического поршня 20. Верхнее ступенчатое отверстие предназначено для установки клапана редуктора 16 и седла диафрагмы 11 с пружиной диафрагмы 13. Полость клапана редуктора верхнего отверстия и надпоршневое пространство пневматического поршня нижнего отверстия соединены между собой каналом. Верхнее отверстие со стороны клапана редуктора закрыто крышкой подвода сжатого воздуха 14. В задней стенке цилиндра имеется резьбовое отверстие, закрытое пробкой 12 для слива конденсата.

В заднем корпусе 27 расточены тоже два отверстия — нижнее и верхнее. Нижнее отверстие выполняет роль цилиндра поршня выключения сцепления 5. Со стороны переднего корпуса в отверстие установлено и зафиксировано уплотнение поршня 23. С наружной стороны поршень имеет сферическое отверстие, предназначенное для установки толкателя 3. Толкатель сферической гайкой 1 установлен в гнездо рычага вилки выключения сцепления. Рычаг постоянно прижимается к толкателю пружиной, который в свою очередь, давит на поршень 5, обеспечивая контакт штока поршня с пятой пневматического поршня 20. Верхнее отверстие предназначено для установки корпуса поршня следящего действия 6. Полость поршня следящего действия и полость поршня выключения сцепления соединены между собой каналом.

Рис. 4 Пневмогидроусилитель привода сцепления: 1 — сферическая гайка; 2 — контргайка; 3 — толкатель поршня выключения сцепления; 4 — защитный чехол; 5 -поршень выключения сцепления; 6 — корпус следящего поршня; 7, 21, 24, 26 — манжеты; 8 — перепускной клапан; 9 — предохранительный клапан; 10 — мембрана следящего устройства; 11 — седло мембраны; 12 -пробка; 13 — возвратная пружина; 14 — крышка подвода воздуха; 15 — стержень клапанов; 16 — впускной клапан; 17 — выпускной клапан; 18 — пружина мембраны; 19 — передний корпус; 20 — пневматический поршень; 22 — пружина поршня; 23 — корпус уплотнения поршня; 25 — крышка подвода воздуха; 27 — задний корпус; I -подвод тормозной жидкости; II — подвод воздуха.

В исходном положении (сцепление включено) толкатель 3 под действием пружины прижимается к поршню 5, который, в свою очередь, штоком упирается в пяту пневматического поршня 20. Поршень 20 занимает крайнее правое положение, пружина поршня 25 разжата.

Следящий поршень 11 под действием пружины диафрагмы 18 находится в крайнем левом положении. Седло диафрагмы отсоединено от клапана редуктора и надпоршневое пространство пневматического поршня 20 через открытый клапан и отверстие в седле диафрагмы сообщено с атмосферным отверстием, защищенным от попадания грязи предохранительным клапаном 9. Клапан редуктора 17 под действием своей пружины прижат к седлу крышки подвода воздуха и предотвращает попадание сжатого воздуха из системы в надпоршневое пространство поршня 20.

При нажатии на педаль сцепления рабочая жидкость под давлением поступает в полость цилиндра поршня выключения сцепления 5 и далее по каналу в заднем корпусе подводится к следящему поршню 7. Следящий поршень начинает перемещаться, сжимая при этом пружину диафрагмы 18 и перемещая седло диафрагмы. Седло диафрагмы, перемещаясь, закрывает выпускной клапан редуктора, сжимает пружину клапана и отодвигает впускной клапан от седла крышки подвода воздуха.

Сжатый воздух из системы поступает в надпоршневое пространство поршня 20. Поршень 20, имеющий большую площадь, под действием небольшого давления начинает перемещаться, сжимая пружину 22 и перемещая поршень выключения сцепления 5. Одновременно часть сжатого воздуха через сверление в переднем корпусе подводится в полость диафрагмы. Следящий поршень 7 оказывается под действием двух направленных друг к другу усилий. Одно усилие от давления рабочей жидкости стремится переместить поршень и открыть впускной клапан, другое усилие от действия пружины 18 и давления сжатого воздуха на диафрагму стремится вернуть поршень в исходное положение. При увеличении давления рабочей жидкости увеличивается и давление, действующее на диафрагму, чем и обеспечивается следящее действие пневмогидроусилителя. Пневматический поршень 20 и следящий поршень 7, диафрагма и пружина подобраны таким образом, что обеспечивается снижение усилия на педали сцепления до 15 кгс.

При выходе из строя пневмосистемы или при отсутствии воздуха в пневмосистеме перемещение поршня при выключении сцепления 5 осуществляется только под действием давления рабочей жидкости. При этом усилие на педали сцепления достигает 70…90 кгс.

При отпускании педали сцепления давление рабочей жидкости уменьшается, следящий поршень 7 перемещается в левое положение, диафрагма 11 под действием пружины 18 и давления сжатого воздуха прогибается, перемещая седло диафрагмы. Впускной клапан редуктора 17 под действием своей пружины садится на седло крышки подвода воздуха, прекращая подачу сжатого воздуха. Выпускной клапан редуктора при дальнейшем перемещении седла диафрагмы отрывается от него и сообщает надпоршневое пространство поршня 20 с атмосферой. Поршень 20 под действием пружины 22 перемещается в правое положение. Поршень 5 сначала под действием нажимного усилия диафрагмы сцепления, а затем под действием пружины занимает исходное положение.

В приводе выключения для сцепления 17 для снижения усилия на педали применяется сервопружина, регулировка усилия которой, проводится натяжением с помощью гайки 6 (Рис. 8).

Для обеспечения соответствующего хода педали сцепления нижний упор устанавливается в среднее положение. При выключении сцепления однодискового вытяжного, применяется пневмогидравлический усилитель .

Полный ход педали для сцепления модели 17, равен 170+5 мм.

Что такое усилитель сцепления

• Главная
• Запчасти
  __/catalog/__
• Техническая информация
  __/catalog/tehinfo/__
• Сцепление КамАЗ
  __/catalog/tehinfo/sceplenie-kamaz/__
• Пневмогидравлический усилитель

Назад

Пневмогидравлический усилитель привода управления сцеплением () служит для уменьшения усилия на педаль сцепления. Он установлен на специальных лапах картера сцепления с правой стороны. Пневмогидроусилитель состоит из следующих основных частей: переднего 19 и заднего 27 корпусов, поршня выключения сцепления 5 с толкателем 3, пневматического поршня 20, следящего поршня 11, диафрагмы редуктора и клапана редуктора 16. Передний и задний корпусы соединены пятью болтами, между корпусами установлена диафрагма, выполняющая одновременно роль прокладки.

В переднем корпусе 19 расточены два отверстия. Нижнее отверстие большего диаметра предназначено для установки и перемещения пневматического поршня 20. Верхнее ступенчатое отверстие предназначено для установки клапана редуктора 16 и седла диафрагмы 11 с пружиной диафрагмы 13. Полость клапана редуктора верхнего отверстия и надпоршневое пространство пневматического поршня нижнего отверстия соединены между собой каналом. Верхнее отверстие со стороны клапана редуктора закрыто крышкой подвода сжатого воздуха 14. В задней стенке цилиндра имеется резьбовое отверстие, закрытое пробкой 12 для слива конденсата.

В заднем корпусе 27 расточены тоже два отверстия — нижнее и верхнее. Нижнее отверстие выполняет роль цилиндра поршня выключения сцепления 5. Со стороны переднего корпуса в отверстие установлено и зафиксировано уплотнение поршня 23. С наружной стороны поршень имеет сферическое отверстие, предназначенное для установки толкателя 3. Толкатель сферической гайкой 1 установлен в гнездо рычага вилки выключения сцепления. Рычаг постоянно прижимается к толкателю пружиной, который в свою очередь, давит на поршень 5, обеспечивая контакт штока поршня с пятой пневматического поршня 20. Верхнее отверстие предназначено для установки корпуса поршня следящего действия 6. Полость поршня следящего действия и полость поршня выключения сцепления соединены между собой каналом.

В исходном положении (сцепление включено) толкатель 3 под действием пружины прижимается к поршню 5, который, в свою очередь, штоком упирается в пяту пневматического поршня 20. Поршень 20 занимает крайнее правое положение, пружина поршня 25 разжата.

Следящий поршень 11 под действием пружины диафрагмы 18 находится в крайнем левом положении. Седло диафрагмы отсоединено от клапана редуктора и надпоршневое пространство пневматического поршня 20 через открытый клапан и отверстие в седле диафрагмы сообщено с атмосферным отверстием, защищенным от попадания грязи предохранительным клапаном 9. Клапан редуктора 17 под действием своей пружины прижат к седлу крышки подвода воздуха и предотвращает попадание сжатого воздуха из системы в надпоршневое пространство поршня 20.

При нажатии на педаль сцепления рабочая жидкость под давлением поступает в полость цилиндра поршня выключения сцепления 5 и далее по каналу в заднем корпусе подводится к следящему поршню 7. Следящий поршень начинает перемещаться, сжимая при этом пружину диафрагмы 18 и перемещая седло диафрагмы. Седло диафрагмы, перемещаясь, закрывает выпускной клапан редуктора, сжимает пружину клапана и отодвигает впускной клапан от седла крышки подвода воздуха.

Сжатый воздух из системы поступает в надпоршневое пространство поршня 20. Поршень 20, имеющий большую площадь, под действием небольшого давления начинает перемещаться, сжимая пружину 22 и перемещая поршень выключения сцепления 5. Одновременно часть сжатого воздуха через сверление в переднем корпусе подводится в полость диафрагмы. Следящий поршень 7 оказывается под действием двух направленных друг к другу усилий. Одно усилие от давления рабочей жидкости стремится переместить поршень и открыть впускной клапан, другое усилие от действия пружины 18 и давления сжатого воздуха на диафрагму стремится вернуть поршень в исходное положение. При увеличении давления рабочей жидкости увеличивается и давление, действующее на диафрагму, чем и обеспечивается следящее действие пневмогидроусилителя. Пневматический поршень 20 и следящий поршень 7, диафрагма и пружина подобраны таким образом, что обеспечивается снижение усилия на педали сцепления до 15 кгс.

При выходе из строя пневмосистемы или при отсутствии воздуха в пневмосистеме перемещение поршня при выключении сцепления 5 осуществляется только под действием давления рабочей жидкости. При этом усилие на педали сцепления достигает 70. 90 кгс.

При отпускании педали сцепления давление рабочей жидкости уменьшается, следящий поршень 7 перемещается в левое положение, диафрагма 11 под действием пружины 18 и давления сжатого воздуха прогибается, перемещая седло диафрагмы. Впускной клапан редуктора 17 под действием своей пружины садится на седло крышки подвода воздуха, прекращая подачу сжатого воздуха. Выпускной клапан редуктора при дальнейшем перемещении седла диафрагмы отрывается от него и сообщает надпоршневое пространство поршня 20 с атмосферой. Поршень 20 под действием пружины 22 перемещается в правое положение. Поршень 5 сначала под действием нажимного усилия диафрагмы сцепления, а затем под действием пружины занимает исходное положение.

В приводе выключения для сцепления 17 для снижения усилия на педали применяется сервопружина, регулировка усилия которой, проводится натяжением с помощью гайки 6 ().

Для обеспечения соответствующего хода педали сцепления нижний упор устанавливается в среднее положение. При выключении сцепления однодискового вытяжного, применяется пневмогидравлический усилитель фирмы «WABCO».

Полный ход педали для сцепления модели 17, равен 170+5 мм.

Усилитель вакуумный: легкое управление тормозами и сцеплением

Гидравлический привод тормозов и сцепления автомобилей содержит узел, облегчающий управление этими системами — вакуумный усилитель. Все о вакуумных усилителях тормозов и сцепления, их типах и конструкции, а также о подборе, ремонте и замене этих агрегатов — читайте в представленной на сайте статье.

Что такое вакуумный усилитель?

Вакуумный усилитель (ВУ) — узел тормозной системы и сцепления с гидравлическим приводом колесных транспортных средств; пневмомеханическое устройство, обеспечивающее повышение усилия на педали тормоза или сцепления за счет разницы давлений воздуха в изолированных полостях.

Тормозная система с гидравлическим приводом, используемая на большинстве легковых автомобилей и многих грузовиках, имеет серьезный недостаток — для выполнения торможения водителю приходится прилагать значительное усилие на педаль. Это приводит к повышенной утомляемости водителя и создает опасные ситуации при движении. Та же проблема наблюдается и в сцеплении с гидравлическим приводом, которым оснащаются многие грузовые транспортные средства. В обоих случаях проблема решается применением одного пневмомеханического агрегата — вакуумного усилителя тормозов и сцепления.

ВУ выступает промежуточным звеном между педалью тормоза/сцепления и главным тормозным цилиндром (ГТЦ)/главным цилиндром сцепления (ГЦС), он обеспечивает повышение усилия от педали в несколько раз, чем достигается облегчение управления транспортным средством. Данный узел важен для безопасной эксплуатации автомобиля, и, хотя его поломка в целом не нарушает работу привода тормозов/сцепления, его необходимо отремонтировать и заменить. Но прежде, чем покупать новый вакуумный усилитель или ремонтировать старый, необходимо разобраться в существующих типах этих механизмов, их конструкции и принципе работы.

Типы, конструкция и принцип работы вакуумного усилителя

Прежде всего следует отметить, что вакуумные усилители используются в двух автомобильных системах:

• В тормозной системе с гидравлическим приводом — вакуумный усилитель тормозов (ВУТ);
• В сцеплении с гидравлическим приводом — вакуумный усилитель сцепления (ВУС).

ВУТ находят применение на легковых, коммерческих и среднетоннажных транспортных средствах. ВУС устанавливается на грузовом транспорте, тракторах и различной колесной технике. Однако оба типа усилителей имеют одинаковое устройство, а их работа основана на одном физическом принципе.

ВУ делятся на две больших группы:

• Однокамерные;
• Двухкамерные.

Рассмотрим конструкцию и принцип действия ВУ на основе однокамерного устройства. В общем случае ВУ состоит из нескольких узлов и деталей:

• Камера (она же корпус), разделенная подпружиненной диафрагмой на 2 полости;
• Следящий клапан (клапан управления), шток которого непосредственно соединен с педалью сцепления/тормоза. Выступающая часть корпуса клапана и часть штока закрываются защитным гофрированным чехлом, в корпус клапана может встраиваться простейший воздушный фильтр;
• Штуцер с обратным клапаном или без него для соединения камеры с впускным коллектором силового агрегата;
• Шток, с одной стороны соединенный непосредственно с диафрагмой, а с другой — с ГТЦ или ГЦС.

В двухкамерных ВУ присутствует две установленных последовательно камеры с диафрагмами, которые работают на один шток привода ГТЦ или ГЦС. В механизме любого типа используются цилиндрические металлические камеры, диафрагмы тоже металлические, они имеют эластичный подвес (из резины), обеспечивающий легкое движение детали вдоль своей оси.

Камера ВУ делится диафрагмой на две полости: со стороны педали — атмосферная полость, со стороны цилиндра — вакуумная полость. Вакуумная полость всегда соединена с источником разряжения — обычно в его роли выступает впускной коллектор двигателя (падение давление в нем возникает при движении поршней вниз), однако в ТС с дизельными моторами может использоваться отдельная помпа. Атмосферная полость имеет соединение с атмосферой (через клапан управления) и с вакуумной полостью (через тот же клапан управления или отдельный клапан).

Работает вакуумный усилитель довольно просто. При отжатой педали клапан управления (следящий клапан) закрыт, однако обе полости сообщаются через отверстия, канал или отдельный клапан — в них поддерживается пониженное давление, диафрагма находится в равновесии и не движется ни в одну из сторон. В момент движении педали вперед срабатывает следящий клапан, он перекрывает канал между полостями и одновременно сообщает атмосферную полость с атмосферой, поэтому в ней давление резко возрастает. В результате на диафрагме возникает разность давлений, она под действием высокого атмосферного давления движется в сторону полости с низким давлением, и через шток воздействует на ГТЦ или ГЦС. За счет атмосферного давления усилие на педали повышается, чем достигается облегчение хода педали при торможении или выключении сцепления.

Если педаль остановится в каком-либо промежуточном положении, то следящий клапан закрывается (так как давление с обеих сторон его поршня или специальной реактивной шайбы выравнивается, и эти детали за счет действия пружины садятся на свое седло) и давление в атмосферной камере перестает изменяться. В результате движение диафрагмы и штока прекращается, связанный с ними ГТЦ или ГЦС остается в выбранном положении. При дальнейшем изменении положения педали клапан управления вновь открывается, описанные выше процессы продолжаются. Таким образом, клапан управления обеспечивает следящее действие системы, благодаря чему достигается пропорциональность нажатия педали и создаваемого всем механизмом усилия.

При отпуске педали следящий клапан перекрывается, разобщая атмосферную полость с атмосферой, при этом открываются отверстия между полостями. В результате в обеих полостях давление падает, и диафрагма и связанный с ней ГТЦ или ГЦС за счет усилия пружины возвращаются в исходное положение. В таком положении ВУ вновь готов к работе.

Как выше указывалось, наиболее часто источником вакуума для ВУ выступает впускной коллектор силового агрегата, из этого понятно, что при остановленном моторе данный узел работать не будет (правда, оставшийся в камере ВУ вакуум даже после остановки двигателя сможет обеспечить от одного до трех торможений). Также ВУ не будет работать и при разгерметизации камер или повреждения шланга подачи разрежения от мотора. Но тормозная система или привод сцепления в этом случае сохранит работоспособность, хотя для этого придется прилагать больше усилий. Дело в том, что педаль напрямую соединена с ГТЦ или ГЦС через два штока, проходящих вдоль оси всего ВУ. Так что при различных поломках штоки ВУ будут выполнять роль обычной тяги привода.

Как подобрать, отремонтировать и выполнять обслуживание вакуумного усилителя

Практика показывает, что ВУТ и ВУС имеют значительный ресурс и нечасто становятся источником проблем. Однако по разным причинам в этом узле могут возникать различные неисправности, главным образом — потеря герметичности камеры, повреждение диафрагмы, нарушение работы клапана и механические повреждения деталей. О неисправности усилителя свидетельствует возросшее сопротивление на педали и уменьшение ее хода. При появлении таких признаков необходимо произвести диагностику узла, в случае обнаружения неисправности — отремонтировать или заменить усилитель в сборе.

На замену следует брать только те типы и модели ВУТ и ВУС, которые рекомендованы для установки производителем транспортного средства. В принципе, допустимо применение других деталей, однако они должны иметь подходящие характеристики и установочные размеры. Недопустимо использовать агрегат, создающий недостаточное усилие — это приведет к ухудшению управляемости транспортного средства и к повышению утомляемости водителя. Например, ни в коем случае нельзя ставить однокамерный ВУ взамен двухкамерного. С другой стороны, нет смысла устанавливать более мощный усилитель, так как при его использовании может потеряться «чувство педали», да и эта замена потребует неоправданных затрат.

Также при подборе усилителя необходимо учитывать его комплектацию — данные детали могут поставляться в сборе с ГТЦ или ГЦС, либо отдельно от них. Дополнительно может потребоваться покупка штуцеров, шлагов, хомутов и крепежа — обо всем этом следует позаботиться заранее.

Замена вакуумного усилителя должна выполняться в соответствии с инструкцией по ремонту транспортного средства. Обычно для этого достаточно отсоединить шток от педали, снять ГТЦ/ГЦС (при их исправности) и все шланги, затем демонтировать усилитель, установка нового агрегата выполняется в обратном порядке. Если же ВУ будет меняться в сборе с цилиндром, то предварительно необходимо слить жидкость из системы и отсоединить от цилиндра идущие к контурам трубопроводы. При установке нового усилителя необходимо выполнить регулировку хода педали, это может потребоваться и при дальнейшей эксплуатации транспортного средства.

Если вакуумный усилитель верно подобран и заменен, то тормозная система или привод сцепления сразу начнет работать, обеспечивая эффективное управление транспортным средством в любых условиях.

Что такое усилитель сцепления

Сцепление автомобиля служит для плавного соединения коленвала двигателя с валом коробки передач для того, чтобы передать крутящий момент дальше по трансмиссии на колеса.
А почему возникает необходимость такого плавного соединения? — Дело в том, что двигатель, который является источником движения и крутящего момента для автомобиля имеет определенную частоту вращения. И эта частота оборотов двигателя намного больше чем та, которая нужна для вращения колес. Значит нужно понизить обороты в связке двигатель-колеса. Для этой цели служит коробка перемены передач (КПП). А вот для того чтобы плавно соединить КПП с двигателем, или наоборот совсем отсоединить КПП от двигателя используется сцепление.

Виды сцепления

Существует несколько типов сцепления: механическое (фрикционное), электрическое, гидравлическое, а также их комбинации.
Все сцепления схожи по принципу работы, по сути являются механическими с различными модификациями отвечающих заданным условиям комфорта и эксплуатации.
Конструктивно сцепление состоит из нескольких элементов, сочетания которых определяет тип сцепления:

• одно и двухпоточное. На легковых автомобилях применяют однопоточное сцепление. двухпоточное используется на тракторах и спецтехнике для вращения вала отбора мощности;
• по трению: мокрое (в масле) и сухое (в воздушной среде);
• постоянно замкнутое (применяемое на легковых автомобилях) и непостоянно замкнутое;
• по количеству имеющихся ведомых дисков: 1-дисковые (наиболее распространенные), 2-дисковые и многодисковые.
• от того, какие используются пружины, могут быть такие типы: с диафрагменной (по центру) пружиной и с цилиндрическими (по окружности) пружинами.

В настоящее время чаще всего на автомобилях встречается однодисковое сцепление сухого типа.

Конструктивные особенности и принцип работы

Механическое сцепление делает свою работу, используя силы трения.
Гидравлический тип соединения вала мотора с валом коробки происходит благодаря потоку жидкости.
Электромагнитный тип работает за счёт магнитного поля.

Электромагнитный тип сцепления можно понять из принципа работы электромуфты вентилятора.

Гидравлический тип сцепления наиболее часто используется в связке с АКПП.

Механический тип сцепления рассмотрим ниже.

Типы привода сцепления

Механизмом сцепления нужно управлять, чтобы подключение/отключение трансмиссии от двигателя происходило в нужный момент. Для управления сцеплением есть разные конструкции: Механические, Гидравлические, Пневматические и Электрические.

Механический привод сцепления широко использовался в начале и в середине 20 века. Основное его преимущество — дешевизна и простота. А минусом является большое количество трущихся деталей, которые могут выйти из строя.

Принцип действия механического привода прост: при нажатии на педаль с помощью рычажной передачи трос натягивается и тянет за собой вилку выключения сцепления, которая через муфту и подшипник сжимает пружину — сцепление выключается. Возврат педали производится пружиной. Регулировка свободного хода педали, а также компенсация износа фрикционных накладок на дисках производится с помощью регулировочной гайки, расположенной на конце троса.

Гидравлический привод сцепления пришел на смену механическому.
В гидравлическом приводе сцепления используется принцип передачи усилия с помощью несжимаемой жидкости. Устройство привода не очень сложное. Состав привода: Педаль сцепления, Главный цилиндр, Рабочий цилиндр, Магистраль гидропривода и Бачок с рабочей жидкостью.

На некоторых автомобилях применяется вакуумный либо пневматический усилитель привода. Его установка облегчает управление автомобилем.

Конструкция механического сцепления

Структура механического сцепления обычно представляет собой один и более фрикционных дисков, которые сжаты с маховиком или между собой пружинами.

Маховик болтами крепится к коленвалу мотора. Он используется в качестве ведущего диска.
Сейчас распространено использование двухмассового маховика, который стабилизирует крутящие нагрузки на вал. Обе части его соединяются одна с другой пружинами.

Корзина бывает нажимного (лепестки сдвигаются внутрь, к маховику) и вытяжного вида (например, на некоторых французских моделях). Для каждого вида применяется свой выжимной подшипник. Крепление корзины к маховику производится болтами.

Ведомый диск входит в шлицы вала коробки и способен по ним смещаться. Дисковые демпферные пружины выполняют функцию сглаживания колебаний в момент переключения передач.

Конструкция ведомого диска сцепления более подробно:

Фрикционные накладки крепятся заклепками к основанию ведомого диска. Выполнены они из композитного вещества: чаще — из кевларовых нитей или углеродного волокна, иногда – из керамики. Особо прочные – это металлокерамические накладки. Они рассчитаны выдерживать температуру вплоть до 600°С кратковременно.

Выжимной подшипник закреплен на защитном кожухе и имеет выжимную площадку. Находится на первичном вале.

Принцип работы механического сцепления

К коленвалу двигателя крепится маховик и выполняет функцию ведущего диска. К маховику прикреплен «бутерброд», собранный в корзину, из нажимного и ведомого диска (ведомый диск соединен с КПП). Нажимной диск придавлен диафрагментарной пружиной к ведомому диску (с фрикционными накладками), а тот к маховику. Таким образом крутящий момент посредством силы трения передается на КПП.

Чтобы выключить передачу крутящего момента надо разъединить (выключить) сцепление маховика с ведомым диском. Для этого нужно нажать на диафрагменную пружину и отвести нажимной диск от ведомого. Делается это посредством выжимного подшипника и привода сцепления.

Виды фрикционных накладок

Органика — Фрикционный материал, который применяется на 95% всех типов используемых на сегодняшний день сцеплений. Органические накладки дешевы и неприхотливы. Именно по этим причинам они используются автомобильными производителями для авто ориентированных на комфортную повседневную эксплуатацию. Многие тюнинговые бренды сцеплений имеют в своей линейке усиленную органику, которая отличается от заводской более качественными составляющими фрикционного материала, термостойкость которого не превышает 250°С. Но усиленными данные сцепления можно назвать не столько из-за более качественного состава, а скорее из-за того, что в комплект входит корзина с повышенной прижимной силой.

FiberTuff — Новый инновационный фрикционный материал, накладки которого состоят из смеси керамического наполнителя, углеродного волокна и кевлара, разработанные как износостойкая, высокопрочная и стойкая к высоким рабочим температурам альтернатива органическим накладкам. По фрикционным качествам, накладки FiberTuff очень похожи на органические накладки. Но способны выдерживать на 10-15% больше крутящего момента, чем органика (без увеличения прижимной силы). Срок службы данного состава превосходит органический в 2-4 раза. Термостойкость увеличена до 400°С. При использовании данного сцепления, отмечается улучшение четкости включения сцепления.

Kevlar — фрикционные накладки изготовленные из кевларового волокна — полимерного материала, пришедшего в автомобилестроение из авиакосмической промышленности. Кевлар применяется также для изготовления бронежилетов и кузовов суперкаров, вроде Ferrari Enzo — деталей весьма прочных и очень легких. Кевларовые сцепления обладают износостойкостью, в 5-10 раз превышающей органические накладки. Они обладают повышенной жаропрочностью и не изнашивают рабочие поверхности маховиков и прижимных дисков. Но при установке требуют грамотного монтажа — накладки очень чувствительны к чистоте и качеству установки , а затем требуется деликатная обкатка в течение минимум 1000 км. Термостойкость кевларовых накладок достигает 370°С. Диск сцепления с такими накладками хорошо подходит для продолжительной жесткой эксплуатации машины.

Металлокерамика — бывает разная: алюминиевая, чугунная, медная. В большинстве производимых сцеплений применяют металлокерамические накладки, изготовленные на медной основе. Диски сцепления с этими накладками обладают высоким коэффициентом трения и выдерживают весьма высокие температурные режимы (до 600°С). Они очень популярны в автоспорте и тюнинге, поскольку при равных размерах диска передаваемый крутящий момент может возрасти вдвое. Недостаток таких накладок — их агрессивность к сопряженным деталям. Они относительно быстро изнашивают поверхности трения маховика и прижимного диска корзины. Поэтому рекомендованы для использования только на спортивных и гоночных автомобилях.

Carbon — сцепления на базе углеродных композитов. Главная особенность в том, что прижимной и ведомый диски, а также сопряженная поверхность маховика выполнены из углерода. Он обеспечивает необходимый коэффициент трения (поскольку коэффициент трения углерода по чугуну очень низкий) и максимальную износостойкость. Этот механизм обладает неимоверным температурным пределом (2500°С). Долговечность в 5 раз выше «органики». Единственный недостаток — высокая стоимость.

Источник: nevinka-info.ru