Сцепление

ВВЕДЕНИЕ

Легковые автомобили являются пассажирским транспортным средством, предназначенным для перевозки  пассажиров и малогабаритных грузов.

В основе классификации современных  легковых автомобилей лежат следующие  признаки: рабочий объем цилиндров  двигателя; количество ведущих колес; тип и назначение кузова.

Основу отечественного парка  легковых автомобилей составляют автомобили Волжского автомобильного завода в  г. Тольятти (ВАЗ). Это выпускавшиеся  ранее заднеприводные автомобили малого класса «Жигули» ВАЗ-2101, -2103 и их модификации. Современные заднеприводные автомобили «Жигули» выпускаются с кузовом  типа «седан» ВАЗ-2105, -2106 и -2107 с модификациями, с кузовом типа «универсал» ВАЗ-2104, грузопассажирские полноприводные автомобили повышенной проходимости ВАЗ-2121 «Нива» и переднеприводные автомобили «Спутник» ВАЗ-2108, -2109 и -21099 и т.д.

Автомобили ВАЗ рассчитаны на эксплуатацию в различных климатических  условиях при температурах окружающей среды – 40…+50 °С. Они могут работать в средних широтах, в условиях Крайнего Севера и в странах с  тропическим климатом. Эти автомобили являются базовыми моделями, т.е. основными  среди семейств автомобилей, собираемых главным образом из одинаковых агрегатов. На основе каждой базовой модели выпускают  ряд ее модификаций, удовлетворяющих  определенным требованиям и условиям эксплуатации и таким образом  отличающих модификации от базовой  модели. Особенностями каждого семейства  рассматриваемых автомобилей ВАЗ  являются их компоновка, высокая степень  унификации деталей, узлов, агрегатов  и отсутствие точек смазывания шасси, благодаря чему сокращаются время  и трудоемкость технического обслуживания.

Каждая базовая модель автомобилей имеет свое обозначение (индексацию). Обозначение состоит  из букв, показывающих предприятие-изготовитель (ВАЗ — Волжский автомобильный  завод), и четырех цифр, где первые две цифры (21) обозначают класс и  тип автомобиля (малый класс, легковой), а третья и четвертая — номер  модели (21-я, 5-я и т.д.). Модификации  базовой модели имеют пятую цифру, означающую порядковый номер модификации. Кроме индекса, базовой модели и  ее модификациям присваивается также  определенное название ("Нива", "Жигули" и т. д.).

Автомобили ВАЗ имеют  высокую конструктивную безопасность: активную, пассивную (внутреннюю, внешнюю), экологическую.

Активную безопасность автомобилей (свойство предотвращать дорожно-транспортные происшествия) обеспечивают: высокие  тягово-скоростные и тормозные свойства, хорошие устойчивость и управляемость, высокая плавность хода, хорошая  обзорность и комфортабельность, резко  снижающие утомляемость водителя и  создающие условия длительной безаварийной работы.

Пассивную (внутреннюю и  внешнюю) безопасность автомобилей (свойство уменьшать тяжесть последствий  дорожно-транспортных происшествий) обеспечивают: высокая прочность пассажирского  салона, практически исключающая  его деформации при авариях; ремни  безопасности; травмобезопасное рулевое  колесо; безопасные стекла; безопасное внутреннее оборудование кузова, уменьшающее  травмирование водителя и пассажиров; безопасная внешняя форма кузова без выступающих элементов, уменьшающая  травмирование пешеходов.

Экологическая безопасность автомобилей (свойство уменьшать вред, наносимый в процессе эксплуатации пассажирам, водителю и окружающей среде) обеспечивается конструкцией отдельных  систем, механизмов и их элементов, снижающих создаваемый автомобилями шум и уменьшающих токсичность  отработавших газов.

К основным направлениям развития конструкций легковых автомобилей  следует отнести: переход на выпуск автомобилей:

•   переднеприводных с уменьшенной массой (за счет применения пластмасс, более тонкого проката и проката из сплавов на основе алюминия),

•   снабженных двигателями с рабочим объемом до 1,8 л.

Уменьшение массы переднеприводных автомобилей позволяет снизить  расход топлива на 10-15 %. Одновременно с этим намечается расширение производства автомобилей, работающих на сжатом и  сжиженном газах.

Однако все эти усовершенствования смогут быть в полной мере реализованы  только при условии грамотной  эксплуатации автотранспортных средств, которая в основном зависит от водителя, от его знания конструкции  автомобиля, умения своевременно обнаруживать и устранять неисправности и  от его мастерства вождения.

1   Сцепление автомобиля ВАЗ-2106

1.1  Общее устройство техническая характеристика ВАЗ-2106

ВАЗ-2106 "Жигули" — малолитражный  легковой автомобиль, малого класса, общего назначения, дорожной проходимости, служит для перевозки пассажиров. Автомобиль предназначен для эксплуатации на дорогах  с твердым покрытием, может эксплуатироваться  и на грунтовых дорогах, способен преодолевать подъемы крутизной  до 20° (36 %).

Полезная нагрузка автомобиля 400 кг, вместимость 5 чел. На усовершенствованных  дорогах автомобиль может работать с прицепом массой 300 кг, не оборудованным  тормозами, или с прицепом массой 600 кг, оборудованном тормозами.

Автомобиль — эаднеприводный, с передним продольным расположением  двигателя, имеет закрытый четырехдверный, трехобъемный несущий кузов типа "седан" и колесную формулу 4×2 (задние колеса ведущие).

Автомобиль включает в  себя три основные части (рисунок 1.1): двигатель 1, кузов 3 и шасси. Двигатель является источником механической энергии, необходимой для движения автомобиля. Кузов является салоном с багажным отделением для размещения и защиты людей и грузов. Шасси представляет собой совокупность систем и механизмов, обеспечивающих движение и управление автомобилем. Шасси включают в себя: трансмиссию 7 и 9, мосты 6, подвески 5 и 11, колеса 10, рулевое управление 2 и тормозные системы 4 и 8.

1.2  Назначение сцепления

Сцепление представляет собой  элемент трансмиссии, передающий под  действием сил трения крутящий момент от двигателя на трансмиссию и  имеющий устройство для кратковременного их разъединения. Сцепление обеспечивает плавное трогание автомобиля, безударное переключение передач, предотвращает  воздействие на трансмиссию больших  динамических нагрузок, возникающих  при резком изменении частоты  вращения коленчатого вала двигателя  или ведущих колес автомобиля. Крутящий момент двигателя в сцеплении  не преобразуется, а при проскальзывании  сцепления происходят потери энергии  двигателя.

1.3  Типы сцеплений

По характеру работы различают  постоянно замкнутые или постоянно  разомкнутые сцепления. Большинство  сцеплений постоянно замкнутые, т.е. постоянно включенные.

По характеру связи  между ведущими и ведомыми элементами различают:

•   фрикционные сцепления, передающие крутящий момент во включенном состоянии за счет сил трения; гидравлические (гидромуфты), в которых используется кинетическая энергия жидкости (рисунок 1.2, а);

• электромагнитные, работающие на основе магнитного взаимодействия ведущих и ведомых элементов (рисунок 1.2, б), в том числе порошковые, в которых используется сила трения, возникающая при движении порошка железа (ферронаполнителя) в магнитном поле.

По числу ведомых дисков фрикционные сцепления могут  быть

•   однодисковыми;

•   двухдисковыми (рисунок 1.3);

•   многодисковыми (с числом ведомых дисков три и более).

Многодисковые сцепления  применяются редко в случае необходимости  передачи очень большого крутящего  момента на большегрузных автомобилях.

По состоянию поверхностей трения различают:

•   сухое сцепление, у которого для создания сил трения используется сухое трение между ведущими и ведомыми дисками;

•   мокрое сцепление, когда для создания сил трения используются ведущие и ведомые диски, работающие в жидкости.

На автомобилях марок  «ВАЗ», «ГАЗ», «ЗИЛ», «Урал», «КамАЗ»  применяют сухие одно- и двухдисковые сцепления. В планетарных коробках передач в качестве блокировочных  фрикционов или тормозных фрикционов используют многодисковые мокрые сцепления.

По способу создания нажимного  усилия различают:

•   центробежные сцепления, в которых прижатие ведущих и ведомых дисков осуществляется за счет центробежных сил (рисунок 1.4, а);

•   сцепления с центральной пружиной, в которых прижатие ведущих и ведомых дисков осуществляется одной или несколькими винтовыми пружинами, расположенными концентрично относительно оси вращения сцепления (рисунок 1.4, б);

•   сцепления с мембранной пружиной, в которых прижатие ведомых и ведущих дисков осуществляется посредством тарельчатой пружины специальной формы (рисунок 1.4, в);

•   сцепления с периферийными пружинами, в которых прижатие ведомых и ведущих дисков осуществляется посредством цилиндрических пружин, расположенных по периферии (см. рисунок 1.3).

Центробежные сцепления  устанавливались ранее на некоторых  зарубежных грузовых автомобилях и  ряде отечественных автомобилей. Сцепление  с центральной цилиндрической пружиной использовалось в автомобилях марки  «Татра». Сцепление с центральной  конической пружиной используется на грузовых автомобилях. Сцепление с  мембранной пружиной применяется на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой грузоподъемности.

По типу привода различают: сцепления с механическим и гидравлическим приводами. Механический привод содержит только механические элементы. В гидравлическом приводе усилие передается с помощью  гидросистемы.

По наличию и типу усилителя  привода различают:

•   сцепления с пружинным усилителем (сервопружиной);

•   с пневматическим усилителем, работающим с использованием энергии сжатого воздуха;

•   с вакуумным усилителем, работающим с использованием энергии разрежения, возникающего во впускном трубопроводе двигателя;

•   с гидравлическим усилителем, работающим с использованием энергии жидкости, находящейся под давлением.

1.4  Особенности конструкции сцепления ВАЗ-2106

На автомобиле установлено  однодисковое, сухое, постоянно замкнутое  сцепление с центральной нажимной пружиной и гасителем крутильных колебаний на ведомом диске.

Ведущая часть сцепления  — неразборный узел, включает в  себя кожух 18 (рисунок 1.5) сцепления, нажимной диск 4 и диафрагменную нажимную пружину 2. Кожух сцепления прикреплен к маховику 6 установочными штифтами и болтами 8. Нажимной диск 4 соединен с кожухом 18 тремя парами стальных пластин, каждая из которых одним концом приклепана к кожуху, а другим — к нажимному диску. Через фиксаторы нажимной диск соединен с наружной кромкой диафрагменной пружины 2, которая опирается на два кольца 17 круглого сечения, неподвижно закрепленных на кожухе ступенчатыми заклепками 3. Ведомый диск 5 стальной, имеет прорези, которые делят его на двенадцать секторов, отогнутых в разные стороны. К секторам диска, независимо друг от друга, прикреплены заклепками фрикционные накладки. Для гашения крутильных колебаний ведомый диск соединен со ступицей при помощи гасителя крутильных колебаний (демпфера).

 
Привод выключения сцепления гидравлический. Он состоит из главного цилиндра 1 (рисунок 2.1), цилиндра 10(рисунок 2.2) выключения сцепления, вилки 3 и подшипника 1 выключения сцепления, резервного бачка и педали сцепления с сервопружиной. Бачок и цилиндр привода соединены между собой трубопроводами.

2   Техническое обслуживание и ремонт сцепления

2.1  Нормативные рекомендации по техническому обслуживанию

Для предупреждения неисправностей и повышения срока службы автомобиля он подвергается планово-предупредительному техническому обслуживанию, которое  включает в себя смазку, проверку и  регулировку узлов автомобиля через  определенный пробег.

Периодичность технического обслуживания и наименование работ  применительно для сцепления  приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Стандартные операции технического обслуживания

При контроле и затяжке  креплений использовать рекомендации таблице 2.

Таблица 2 – моменты затяжки  резьбовых соединений

Гидропривод выключения сцепления  заполняют тормозной жидкостью  в количестве 0,18 литров. Контроль уровня тормозной жидкости в бачке приводапроводят  по нижней кромке наливной горловины.

2.2  Регулировка привода выключения сцепления

В приводе выключения сцепления  выполняются следующие регулировки:

–   устанавливается зазор 0,1-0,5 мм между толкателем и поршнем главного цилиндра (см. рисунок 2.1). Этот зазор, необходимый для полного выключения сцепления, регулируется ограничителем 14 педали сцепления. Зазор определяется свободным ходом педали, равным 0,4-2,0 мм;

–   свободный ход толкателя вилки выключения сцепления, равный 4-5 мм, регулируется гайкой 5 (рисунок 2.2), которая фиксируется контргайкой 6. Величина свободного хода толкателя контролируется специальным шаблоном.

После выполнения указанных  регулировок свободный ход педали сцепления до начала выключения сцепления  должен составлять 25-35 мм.

2.3  Прокачка гидропривода сцепления

О воздухе в гидроприводе сцепления говорит неполное выключение сцепления, а также «мягкость» педали сцепления.

Для удаления воздуха из гидропривода

–   очистите бачок и штуцер для прокачки от пыли и грязи;

–   проверьте уровень жидкости в бачке гидропривода и при необходимости долейте жидкость;

–   наденьте на головку штуцера 9 (см. рисунок 2.2) рабочего цилиндра шланг и погрузите его нижний конец в сосуд с жидкостью для гидропривода

(30-50 г);

–   резко нажмите 3-5 раз на педаль сцепления с интервалами между нажатиями 2-3 с и, удерживая педаль в нажатом положений, отверните на

1/2-3/4 оборота штуцер 9, вытесняя нажатием на педаль находящуюся в приводе жидкость вместе с воздухом через шланг в сосуд. После того, как педаль сцеплении достигнет крайнего переднего положения и истечение жидкости через шланг прекратится, заверните штуцер до отказа;

–   повторите указанную операцию до полного выхода пузырьков воздуха и, удерживая педаль нажатой, заверните до отказа штуцер, снимите шланг и наденьте колпачок штуцера.

При прокачке следите за уровнем жидкости в бачке гидропривода. Он должен быть выше отверстия трубки, соединяющей бачок с главным  цилиндром привода сцепления. Конец  шланга для прокачки должен быть постоянно  погружен в жидкость.

После прокачки доведите уровень  жидкости в бачке до нижней кромки заливной горловины.

Если, несмотря на продолжительную  прокачку, из шланга будут выходить пузырьки воздуха, проверьте надежность крепления соединений, выясните, нет  ли на трубках трещин или подтекания в соединениях со штуцерами. Возможно проникновение воздуха через  поврежденные уплотнительные кольца главного или рабочего цилиндров.

2.4  Снятие и установка сцепления

Снятие. Предварительно снимите коробку передач. Отверните болты и снимите кожух сцепления в сборе с нажимным диском. При этом нельзя поднимать этот узел за упорный фланец нажимной пружины.

Установка сцепления производится в обратном порядке, при этом:

–   проверьте состояние подшипника в торце коленчатого вала двигателя, при необходимости замените подшипник;

–   проверьте состояние шлицев на ступице ведомого диска и первичном валу коробки передач, шлицы очистите и смажьте тонким споем консистентной смазки ЛСЦ-15 или ЛИТОЛ-24;

–   расположите ведомый диск выступающей частью ступицы с кольцевой канавкой в сторону коробки передач и отцентрируйте диск относительно подшипника оправкой А.70081, имитирующей шлицевой конец первичного вала коробки передач (рисунок 2.3).

2.5  Контроль сцепления

Контроль проводится на основании, которое заменяет маховик двигателя  и имеет металлическое промежуточное  кольцо 4 толщиной 8,2 мм, заменяющее ведомый диск (рисунок 2.4). Закрепив кожух сцепления, выполните четыре хода выключения, прикладывая нагрузку не более 1370 Н (140 кгс) на упорный фланец нажимной пружины.

Ходу выключения 8 мм должно соответствовать переме

 
ще-ние нажимного диска на 1,6-1,7 мм (наименьшее допустимое — 1,4 мм).

Расстояние от основания  до рабочей поверхности фрикционного кольца упорного фланца должно быть 40-43 мм. В процессе работы за счет износа трущихся поверхностей дисков сцепления  этот размер увеличивается. Если он достигнет 48 мм или перемещение нажимного  диска будет меньше 1,4 мм, кожух  сцепления в сборе с нажимным диском замените.

Фрикционные накладки ведомого диска замените при появлении  растрескиваний, уменьшении расстояния между заклепкой и рабочей  поверхностью до 0,2 мм, а также при  односторонних задирах. При ремонте  ведомого диска и замене фрикционных  накладок пользуйтесь оправкой 67.7851.9500, кондуктором 67.7822.9517 (рисунок 2.5) и оснасткой 67.7813.9503. Развальцованные заклепки не должны иметь разрывов.

Биение рабочей поверхности  фрикционных накладок не должно превышать 0,5 мм. Если оно больше, то диск выправьте (см. рисунок 2.6) или замените

 
новым. При появлении на ведомом  диске или пружинах демпфера трещин, замените ведомый диск в сборе.

2.6  Снятие и установка рабочего и главного цилиндров привода сцепления

В первую очередь слейте рабочую жидкость.

Для этого один конец шланга наденьте на штуцер выпуска воздуха 9 (см. рисунок 2.2) рабочего цилиндра, а другой опустите в чистый под, отверните штуцер 9 на 1/2-3/4 оборота нажимайте на педаль до тех пор, пока жидкость не будет удалена из гидравлической системы, затем отсоедините трубку, соединяющую главный и рабочий цилиндры, отсоедините оттяжную пружину 7 (см. рисунок 2.2), снимите шплинт с конца толкателя и снимите рабочий цилиндр, отвернув два болта крепления.

Для снятия главного цилиндра отверните две гайки, которыми он крепится на шпильках к кронштейну педалей, и отсоедините гибкий шланг  бачка.

Для установки главного и  рабочего цилиндров вышеописанные  операции выполните в обратном порядке.

После заправки рабочей жидкостью  гидропривод прокачайте.

2.7  Разборка, контроль, ремонт и сборка главного и рабочего цилиндров

Главный цилиндр

Выверните пробку, снимите  защитный колпачок 5 (см. рисунок 2.7) корпуса цилиндра и стопорное кольцо 6. Это позволит вынуть из корпуса поршень 7, уплотнительное кольцо 8, плавающий поршень 9 с уплотнительным кольцом и возвратную пружину 10 поршня.

Зеркало цилиндра и наружная поверхность поршня не должны иметь  повреждений и рисок. Внутренний диаметр исправного главного цилиндра должен быть  мм.

Проверьте состояние возвратной пружины поршня и замените ее, если она потеряла упругость.

Замените уплотнительные кольца.

Проверьте защитный колпачок на заднем конце цилиндра и, если колпачок поврежден, замените его новым.

Перед сборкой аккуратно  очистите и промойте детали тормозной  жидкостью. Не допускайте попадания  на детали минерального масла, бензина, керосина или дизельного топлива, так  как от этих веществ разбухают  резиновые уплотнения.

После проверки всех деталей  соберите главный цилиндр в порядке, обратном разборке; причем все части  цилиндра смазывайте тормозной жидкостью  или жидкостью для консервации  НГ-213.

Рабочий цилиндр

Выверните пробку, снимите  защитный колпачок 3 (см. рис. 2.8) вместе с толкателем 4, выньте поршень и разберите его, предварительно сняв стопорное кольцо 11.

После разборки аккуратно  промойте и проверьте все части, как это указано для главного цилиндра. Не допускается установка  деформированного толкателя. Обратите внимание на маркировку цилиндра — это поможет в выборе при покупке запчастей.

После проверки приступите к сборке (порядок обратный разборке), смазывайте детали жидкостью для  гидропривода.

2.8  Проверка главного цилиндра привода сцепления на стенде

Проверка на герметичность заднего уплотнительного кольца

Установите главный цилиндр  на стенд (см. рисунок 2.9), обеспечив  при этом хорошее уплотнение между  фланцем цилиндра и привалочной  плоскостью стенда. Присоедините к  цилиндру сосуд 2 с жидкостью для гидропривода. Откройте кран сжатого воздуха при отвернутом регулировочном винте 6, затем медленно закрывайте регулировочный винт до выхода воздуха из сосуда 2.

Проверьте по манометру давление воздуха, которое должно быть не менее 0,05-0,08 МПа (0,5-0,8 кгс/см²). При меньшем давлении замените заднее уплотнительное кольцо.

Проверка на герметичность  переднего уплотнительного кольца

Установите главный цилиндр  на стенд и соедините его с  сосудом, заполненным жидкостью  для гидропривода, и с манометрами (см. рисунок 2.10).

Закройте кран манометра 3 и, передвигая толкатель главного цилиндра, обеспечьте стабильное давление 0,2 МПа (2 кгс/см²). При закрепленном толкателе и отсутствии подтекания жидкости давление должно оставаться постоянным в течение 2 мин.

Закройте кран манометра 4 и откройте кран манометра 3. Передвигая толкатель, установите по манометру стабильное давление 10 МПа (100 кгс/см²).

При закрепленном толкателе  и отсутствии подтекания жидкости указанное  давление должно оставаться постоянным менее 2 мин. В противном случае переднее уплотнительное кольцо замените.

2.9  Возможные неисправности, их причины и способы устранения

При выполнении различных  операций по ТО и ТР сцепления понадобятся  следующие инструменты и приспособления:  

 А.70017 — приспособление  для снятия и установки пружин  педали сцепления; 

 А.70081 — оправка для  центрирования ведомого диска  сцепления; 

67.7813.9503 — кондуктор для  замены накладок ведомого диска  сцепления; 

67.7851.9500 — оправка для  ремонта ведомого диска сцепления;  

 А.50126 — ключ для  контроля усилия затяжки болтов  крепления сцепления; 

 А.50088 — ключ для  гаек крепления главного цилиндра  и болта педали сцепления.

Возможные неисправностисцепления, их причины и способы устранения сведены в таблице 3.

Таблица 3

Причина неисправности

Способ устранения

Неполное выключение сцепления (сцепление «ведет»)

Увеличенные зазоры в приводе  сцепления

Отрегулируйте привод сцепления

Коробление ведомого диска

(торцовое биение более  0,5 мм)

Выправьте диск или замените новым

Неровности на поверхностях фрикционных накладок ведомого диска

Замените накладки или  ведомый диск

в сборе

Ослабление заклепок или  поломка

фрикционных накладок ведомого диска

Замените накладки, проверьте  торцовое

биение диска

Заедание ступицы ведомого диска на шлицах первичного вала коробки  передач

Очистите шлицы, покройте смазкой

ЛСЦ-15. Если причина заедания смятие

или износ шлицев, то замените первичный

вал или ведомый диск

Поломка пластин, соединяющих  упорный фланец с кожухом сцепления

Замените кожух сцепления  с нажимным

диском в сборе

Воздух в системе гидропривода

Прокачайте систему

Утечка жидкости из системы  гидропривода через соединения или  поврежденные трубопроводы

Подтяните соединения, замените поврежденные детали, прокачайте систему

гидропривода