¦ картер сцепления;
¦ кожух;
¦ ведущий диск (маховик коленчатого вала двигателя, от которого передается крутящий момент);
¦ нажимной диск с пружинами;
¦ ведомый диск с износостойкими фрикционными накладками.
Ведомый диск сцепления связан с первичным валом коробки передач (более подробно с коробкой передач мы познакомимся далее) и постоянно прижат к маховику нажимным диском с помощью мощных пружин. Между маховиком, нажимным диском и ведомым диском возникает очень большая сила трения, благодаря чему все эти детали при работе двигателя вращаются одновременно, словно единое целое. Но это происходит только при отпущенной педали сцепления.
Чтобы автомобиль начал движение, нужно прижать ведомый диск, который связан с ведущими колесами, к вращающемуся маховику (это называется включить сцепление). Это довольно сложно, ведь маховик вращается с угловой скоростью 20–25 оборотов в секунду, а колеса не вращаются совсем. Поэтому данный процесс выполняется в три этапа (педаль сцепления уже нажата, передача включена).
Сначала необходимо немного отпустить педаль сцепления, что позволит пружинам нажимного диска подвести к маховику двигателя ведомый диск сцепления так, чтобы они слегка соприкоснулись. Между диском и маховиком возникнет легкая сила трения, и диск начнет вращаться (а автомобиль — понемногу двигаться).
Далее следует еще отпустить педаль сцепления — примерно до середины — и буквально пару секунд подержать ее в данном положении, чтобы скорость вращения диска пришла в соответствие со скоростью вращения маховика.
Автомобиль при этом ускоряет свой ход.
После этого педаль сцепления следует полностью отпустить. В результате с одинаковой скоростью вращаются оба диска (нажимной и ведомый), представляя собой единое монолитное целое, а также маховик двигателя. При этом крутящий момент полностью передается на колеса автомобиля через коробку переключения передач и автомобиль двигается со скоростью, соответствующей включенной передаче.
Когда необходимо выключить сцепление (например, при переключении передач либо при движении автомобиля по инерции), водитель нажимает педаль сцепления. В результате нажимной диск отдаляется от маховика, освобождая при этом ведомый диск. Передача крутящего момента от двигателя к ведущим колесам (точнее — к коробке переключения передач) при этом прекращается и двигатель работает вхолостую.
Если вы обнаружили, что из системы гидравлического привода сцепления подтекает жидкость, проверьте состояние шлангов (трубопроводов).
Жидкость также может вытекать из главного или рабочего цилиндра. После устранения течи необходимо обязательно прокачать систему.
Уровень жидкости в системе следует проверять периодически — хотя бы раз в месяц.
Помните, что при отсутствии жидкости нажатие педали сцепления будет абсолютно бесполезным.
Бывают случаи, когда сцепление выключается не полностью. Одна из распространенных причин — слишком большой свободный ход педали сцепления, который необходимо отрегулировать. Иногда помогает прокачка гидравлического привода сцепления. Однако если вышли из строя диски, сломались пружины или приводная вилка, предстоит сложный и дорогой ремонт с заменой необходимых деталей.
Иногда сцепление «пробуксовывает»: двигатель работает на высоких оборотах, а крутящий момент передается слабо. Наиболее вероятная причина — износ фрикционных накладок ведомого диска (рис. 4.3). Причиной могут быть также лопнувшие пружины либо недостаточный свободный ход педали сцепления.
Иногда в работе сцепления появляется шум (больше похожий на шелест) в результате неисправности выжимного подшипника (при нажатой педали шелест исчезает). В данном случае нужно заменить подшипник.
Рис. 4.3. Изношенные диск и корзина сцепления
Коробка переключения передач (КПП)
Основное предназначение коробки переключения передач — изменение крутящего момента по величине и направлению и передача его от двигателя к ведущим колесам. Таким образом, с помощью КПП при постоянной мощности двигателя осуществляется изменение силы тяги на ведущих колесах автомобиля. Коробка передач позволяет включить движение задним ходом, а также обеспечить разъединение двигателя и ведущих колес автомобиля.
На современных автомобилях устанавливаются механические или автоматические КПП.
Основными составными элементами механической коробки передач являются (рис. 4.4):
¦ картер;
¦ первичный, вторичный и промежуточные валы с шестернями;
¦ дополнительный вал;
¦ шестерни заднего хода;
¦ синхронизаторы;
¦ механизм переключения передач;
¦ замковое устройство;
¦ блокировочное устройство;
¦ рычаг переключения передач.
Рис. 4.4. Коробка переключения передач с рычагом
Все содержимое КПП расположено в картере.
Он закреплен на картере сцепления. Половину объема картера коробки передач занимает специальное трансмиссионное масло: необходимость его обусловлена тем, что детали работают при больших нагрузках и должны хорошо смазываться. На некоторых автомобилях в коробку передач можно заливать обычное моторное масло. Как правило, замена масла в КПП производится редко, а во многих современных машинах масло, залитое при изготовлении автомобиля, используется на протяжении всего срока эксплуатации.
Для обеспечения бесшумного и плавного переключения передач используются специальные приборы, называемые синхронизаторами. Они уравнивают угловые скорости вращающихся шестерен.
Механизм переключения передач является основным узлом КПП и предназначается для смены передач. Данным механизмом управляют с помощью рычага переключения передач, установленного в салоне автомобиля между передними сиденьями. В некоторых автомобилях (например, «Волга» ГАЗ-21) рычаг переключения передач установлен на рулевой колонке.
Чтобы исключить возможность включения сразу двух передач (это чревато печальными последствиями), предусмотрено специальное замковое устройство. Для предотвращения самопроизвольного выключения передач в КПП используется блокировочное устройство.
Принцип работы коробки передач заключается в том, что на разных шестернях имеется разное количество зубьев. Например, коленвал двигателя вращается со скоростью 2000 оборотов в минуту и передает этот крутящий момент на первичный вал с шестерней, которая входит в зацепление с другой шестерней, большей по размеру и имеющей в два раза больше зубьев. Вал, на котором установлена эта вторая шестерня, будет вращаться с в два раза меньшей скоростью, то есть 1000 оборотов в минуту. При использовании разных сочетаний входящих в зацепление шестерен (установленных на разных валах) этот принцип позволяет получать и передавать на ведущие колеса разный крутящий момент. В результате при вращении коленвала со скоростью 2000 оборотов в минуту ведущие колеса при включении соответствующих передач могут вращаться, например, со скоростью 1000 или 500 оборотов в минуту и т. д.
Чтобы автомобиль мог двигаться задним ходом, предусмотрено использование задней передачи. При этом вторичный вал КПП вращается в обратную сторону, что достигается за счет использования нечетного количества входящих в зацепление шестерен (в этом случае направление крутящего момента меняется на противоположное). «Нечетная» шестерня установлена на дополнительном валу коробки передач.
Водитель автомобиля самостоятельно переключает передачи с помощью рычага, в зависимости от условий езды, режима работы двигателя, его возможностей, а также иных факторов. На современных легковых автомобилях чаще всего устанавливается пятиступенчатая КПП: это означает, что машина имеет пять передач для движения вперед и одну передачу для движения назад.
В каждом легковом автомобиле действует такой принцип: чем ниже передача, тем она мощнее, но в то же время медленнее. Поэтому самыми сильными передачами, предназначенными для трогания с места и движения на малой скорости, являются первая и задняя.
При их включении двигатель легко крутит колеса, однако с большой скоростью на них не поедешь: мотор будет работать на больших оборотах, громко реветь, но быстрее примерно 10–20 км/ч машина не поедет.
После того как автомобиль тронулся с места и немного разогнался, следует переключиться на вторую передачу — менее мощную, но зато более скоростную. На ней уже можно разогнать автомобиль еще больше, чтобы переключиться на третью передачу — еще более скоростную и менее мощную, и т. д.
На низких передачах двигатель потребляет больше топлива, чем на высоких. То есть чем выше передача, тем более экономичная езда.
В процессе езды водителю приходится не только повышать передачи, но и иногда переходить на пониженные. Например, при движении в гору мощности пятой или четвертой передачи может не хватить и необходимо перейти на более мощную пониженную передачу.
Коробка передач является довольно надежным агрегатом, исправно работающим на протяжении всего срока эксплуатации автомобиля.
Достаточно лишь следить за уровнем масла и подливать его либо менять. Чаще всего КПП выходит из строя по причине того, что водитель слишком неаккуратно пользуется рычагом переключения передач (резко дергает его, пытается переключить передачи при не полностью выключенном сцеплении и т. п.).
При переключении передач рычаг (рис. 4.5) должен двигаться плавно, без рывков и резких движений, причем при прохождении нейтральной позиции следует делать маленькие (в пределах секунды) паузы. Это позволит своевременно сработать синхронизаторам, призванным предотвратить поломку шестерен.
Рис. 4.5. Рычаг механической коробки передач
Что касается автоматической коробки передач, то она является более удобной для начинающих и малоопытных водителей, поскольку избавляет от необходимости выжимать сцепление, вручную переключать передачи и отпускать сцепление. Однако и у автоматической КПП имеется рычаг переключения, который называется рычагом селектора. У стандартного автомобиля он может принимать четыре основных положения: P, R, N и D.
¦ P — это режим парковки. Его можно включать только после того, как автомобиль полностью остановлен и поставлен на ручной тормоз. Заводить мотор при данном положении рычага разрешается.
¦ R — данное положение предназначено для движения задним ходом. Его можно включать только при нажатой педали тормоза и лишь после того, как автомобиль полностью остановился.
¦ N — это нейтральное положение, которое имеется и у механической коробки передач. В данном положении ведущие колеса отключены от двигателя, крутящий момент на них не передается, поэтому можно заводить мотор. Категорически запрещается устанавливать рычаг в данное положение во время движения, так как коробка передач выйдет из строя.
¦ D — это положение движения автомобиля. Именно при нем осуществляется езда в обычных условиях, причем в данном режиме без участия водителя происходит переключение еще нескольких передач (это можно почувствовать в процессе езды по едва заметным толчкам). Эти передачи переключаются автоматически, в зависимости от скоростного режима, условий езды и иных факторов.
На некоторых современных автомобилях с автоматической коробкой передач могут присутствовать дополнительные режимы разгона (нормальный, экономичный и спортивный), выбор которых осуществляется соответствующим положением рычага селектора (рис. 4.6).
Рис. 4.6. Рычаг автоматической коробки передач (рычаг селектора)
Карданная передача
С помощью карданной передачи на заднеприводных автомобилях осуществляется передача крутящего момента от вторичного вала КПП к главной передаче под изменяющимся углом. Иначе говоря, карданная передача предназначена для передачи крутящего момента между агрегатами, оси валов которых не совпадают и могут изменять свое положение относительно друг друга при движении автомобиля.
Карданная передача состоит из следующих основных элементов (рис. 4.7):
¦ переднего и заднего валов;
¦ промежуточной опоры с подшипником;
¦ шарниров с вилками;
¦ крестовин;
¦ шлицевого соединения;
¦ эластичной муфты.
Механизм шарниров с вилками и крестовинами обеспечивает передачу крутящего момента под изменяющимся углом.
У заднеприводного легкового автомобиля задний мост с установленными колесами связывается с кузовом не жестко. С другой стороны, к кузову очень прочно и неподвижно крепятся двигатель, коробка переключения передач, а также передний вал карданной передачи.
Если дорога ухабистая, то при движении автомобиль периодически подпрыгивает на неровностях. При этом кузов машины относительно заднего моста перемещается по вертикали — то вверх, то вниз, в результате чего постоянно изменяется угол между передним валом карданной передачи и главной передачей, которая расположена в заднем мосту автомобиля.
Однако крутящий момент передается именно в «играющее» место, и этот процесс должен быть постоянным и равномерным. Само собой, задний вал карданной передачи не может и не должен быть жестким. Именно поэтому он имеет два шарнира, с помощью которых крутящий момент ровно и спокойно передается от КПП к главной передаче даже тогда, когда автомобиль прыгает на ухабах.
С помощью шлицевого соединения осуществляется компенсирование линейного перемещения карданной передачи относительно кузова машины при каждом изменении угла передачи крутящего момента.
Рис. 4.7. Карданная передача:
1 — удлинитель картера коробки передач; 2 — вторичный вал коробки передач; 3, 6 — грязеотражатели; 4, 5 — резиновые сальники; 7 — скользящая вилка; 8 — балансировочная пластина; 9 — трубчатый карданный вал; 10 — вилка простого кардана; 11 — вилка с фланцем; 12 — соединительный болт; 13 — фланец ведущей шестерни главной передачи; 14 — пружинная шайба; 15 — гайка; 16 — картер главной передачи; 17 — предохранительный клапан крестовины кардана
Что касается эластичной муфты, то она компенсирует резкую и неаккуратную работу с педалью сцепления, поглощая проходящую по трансмиссии автомобиля ударную волну.
В переднеприводных автомобилях карданная передача в традиционном понимании этого слова отсутствует. Надобность в карданном вале, который у заднеприводных автомобилей идет вдоль днища кузова, отпадает, поскольку крутящий момент передается на передние колеса.
Для каждого колеса существует свой карданный вал и по два шаровых шарнира (каждое колесо ведущей оси имеет собственную карданную передачу). Этот механизм называется шарниром равных угловых скоростей (ШРУС).
Наиболее уязвимым местом ШРУС являются шарниры: при попадании на них пыли или грязи они быстро выходят из строя. Поэтому они надежно защищены резиновыми колпаками (пыльниками), за состоянием которых необходимо постоянно следить.
Если со стороны ШРУС доносятся шорох, хруст либо иные посторонние шумы, меняйте его, не откладывая. Эксплуатировать автомобиль с неисправным ШРУС предельно опасно.
Что касается карданной передачи для заднеприводных автомобилей, то о неисправностях могут свидетельствовать стук со стороны карданной передачи при резком разгоне и при трогании с места, повышенная вибрация (биение) карданного вала, шум со стороны карданного вала во время движения.
Как правило, стук при трогании автомобиля с места либо при резком разгоне вызван ослаблением болтов, которыми крепятся фланцы карданных шарниров, а также болтов крепления промежуточной опоры к поперечине.