Разбираемся со сцеплением

Сцепление – один из самых высоконагруженных компонентов в любом автомобиле с механической или автоматизированной (роботизированной) коробкой передач. В этой статье мы рассмотрим основные неисправности данного узла, причины их возникновения, способы диагностики и методы устранения.  

Без него никак

Каждый старт, каждая остановка и каждое переключение передач приводят к включению и выключению сцепления. Трение, создаваемое между диском сцепления, нажимным диском и маховиком при включении сцепления, вызывает нагрев и износ, и чем больше водитель «ездит» на педали сцепления (выжимая наполовину) и/или позволяет ему чрезмерно проскальзывать, тем горячее становится диск сцепления и тем быстрее он изнашивается.

Среди основных причин ускоренного износа сцепления также буксировка тяжелых прицепов, перевозка тяжелых грузов, частое стояние в пробке с выжатой педалью, пробуксовка и т.д. Модификации двигателей (или тюнинг) с увеличенной мощностью также увеличивают требования к сцеплению.

Впрочем, прежде чем диагностировать проблемы со сцеплением, давайте освежим в памяти принцип его работы. Сцепление – это механический узел в транспортном средстве (или другом механическом устройстве), который включает и отключает трансмиссию между вращающимися валами.

Муфта соединяет два вала, давая возможность либо блокироваться вместе, вращаясь с одинаковой скоростью, либо разъединяться и вращаться уже с разными скоростями. Чаще всего в большинстве автомобилей сцепление располагается между двигателем и первичным валом коробки передач, управляя передачей крутящего момента и мощности от двигателя к колесам.

Проще говоря, сцепление в машине необходимо, потому что двигатель все время крутится, а колеса – нет. Чтобы остановить машину, не останавливая двигатель, вам нужен надежный способ отсоединения колес от двигателя. Это легко делается за счет трения маховика двигателя и диска сцепления.

В процессе эксплуатации транспортного средства сцепление может потребовать регулировки, обслуживания и замены, в зависимости от степени износа. Сцепление – это узел, который можно смело назвать в известном смысле расходным материалом, потому что в его конструкции используются детали трения и компоненты, подвергаемые постоянной высокой нагрузке.

Запас прочности

Все компоненты сцепления рассчитаны на определенный крутящий момент. Номинальный ресурс сцепления зависит от области применения, выходной мощности двигателя и типа вождения/алгоритма использования сцепления. Большие и тяжелые модели, а также высокопроизводительные автомобили обычно имеют, что вполне закономерно, более ресурсные сцепления. Диск сцепления и нажимной диск получают больший диаметр для более эффективного распределения нагрузки по большей площади поверхности. Фрикционные накладки на диск сцепления изготавливаются из более высокотемпературного, более износостойкого фрикционного материала. Пружина диафрагмы или винтовые пружины в прижимном/ведомом диске – более жесткие, поэтому муфта может выдерживать более тяжелые нагрузки без проскальзывания.

Если клиент заменяет стандартное сцепление на большом пробеге, запасной комплект достойного качества, скорее всего, удовлетворит его потребности. Однако, если оригинальное сцепление показывает признаки перегрева и подгорания, вы можете порекомендовать перейти на какой-либо тип сцепления с улучшенными/повышенными рабочими характеристиками.

Комплект сцепления, как правило, включает новый стандартный или модернизированный диск сцепления, нажимной диск в сборе (корзина) и выжимной подшипник. Вообще говоря, использование для ремонта/замены комплекта – наилучший вариант, потому что все детали поставляются одним и тем же поставщиком и полностью согласованы между собой. Поэтому с установкой и эксплуатацией в дальнейшем никаких сложностей не возникнет. А вот несоответствующие части разных производителей, даже самого высочайшего качества, могут иной раз вызывать проблемы с зацеплением и высвобождением.

И еще несколько рекомендаций, коль уж зашла речь. Если сцепление проскальзывает из-за загрязнения маслом, диск сцепления не следует менять до тех пор, пока утечка масла не будет точно обнаружена и устранена. Для этого может потребоваться замена заднего сальника коленчатого вала, уплотнения первичного вала коробки передач или комплекта прокладок впускного коллектора.

Если загрязнение диска маслом произошло на автомобиле с относительно небольшим пробегом (скажем, менее 45 тыс. км), исходный нажимной диск и выжимной подшипник обычно можно использовать повторно. Естественно, при условии, что они находятся в хорошем состоянии. Но если диск сцепления, нажимной диск или выжимной подшипник вышли из строя на автомобиле с большим пробегом, всегда рекомендуется заменить все три компонента одновременно. Почему? Потому, что замена сцепления – очень трудоемкая работа; имеет смысл заменить все сразу, чтобы клиенту не пришлось потом менять что-то еще.

Важно понимать, что в сцеплении есть две части, которые быстрее всего выходят из строя и, соответственно, не переносят тяжелых условий эксплуатации, – фрикционный диск сцепления и выжимной подшипник. Диск сцепления начинает быстрее изнашиваться, а его повышенный износ характеризуется специфическим запахом. В свою очередь, выжимной подшипник из-за продолжительной работы на холостом ходу трескает и гудит.

Вот мы, собственно, и подошли к типичным неисправностям сцепления. Рассмотрим их подробнее.

Признаки проблем со сцеплением

Существует несколько прямых и косвенных признаков износа сцепления. Чтобы определить причины, необходимо провести тщательную диагностику, которая может напрямую указать конкретную деталь, вышедшую из строя. Рассмотрим основные признаки, говорящие об износе сцепления:

• сцепление вы/включается не полностью. Происходит из-за того, что при нажатии педали сцепления рабочие поверхности ведомого и ведущего дисков соприкасаются лишь отчасти. Поэтому переключение передач либо сопровождается хрустом синхронизаторов, либо вообще невозможно включить передачу, пока водитель не выжимает сцепление несколько раз;
• проскальзывание ведомого диска. Пробуксовка возникает из-за недостаточного сцепления с поверхностью маховика, что делает невозможным включение сцепления. Как только педаль сцепления отпускается, начинается резкое увеличение оборотов, при этом машина ускоряется с задержкой. Пробуксовка сопровождается резким запахом подгоревшего фрикционного материала. В зависимости от степени износа сцепления проскальзывание возникает при движении под уклон, при резком ускорении или при полной загрузке автомобиля;
• вибрация и посторонние звуки. Возникают при включении и выключении сцепления, во многом они говорят о неисправности демпферных пружин ведомого диска и неисправном выжимном подшипнике;
• рывок сцепления. Происходит в начале движения или при переключении во время движения.
• педаль сцепления пульсирует. Когда вращающиеся детали внутри трансмиссии качаются или вибрируют, можно почувствовать пульсацию педали сцепления. В этих случаях проблема может быть в деформированном маховике или необходимости регулировки отжимного рычага. Если пульсация или вибрация начались после обслуживания трансмиссии, возможно, корпус трансмиссии неправильно совмещен с двигателем.

Проверка износа сцепления

Проверка сцепления на износ обычно не вызывает затруднений и выполняется довольно-таки просто:

• Запустите двигатель и включите 1-ю передачу.
• Плавно отпуская педаль сцепления, не газуя, постарайтесь тронуться.
• Если автомобиль трогается с места, как только вы отпускаете педаль, значит, сцепление практически не изношено. «Заедание» сцепления в середине амплитуды педали – износ 40–50%. Когда автомобиль начинает движение только при полностью отпущенной педали сцепления, это свидетельствует о неисправности, при этом ведомый и ведущий диски могут быть в отличном состоянии, а рабочий цилиндр сцепления вышел из строя или трос растянут.

Причины отказа сцепления

Часто автовладельцы сталкиваются с неадекватной работой системы сцепления только при обнаружении явных признаков. Прямые причины:

• Износ ведущего или ведомого диска, всей системы. Как правило, изнашиваются фрикционный диск и выжимной подшипник, а сама корзина нередко остается исправной.
• Тяжелая эксплуатация автомобиля. Постоянное проскальзывание, резкое нажатие на педаль акселератора, переключение передач на высоких оборотах с резким рывком педали сцепления «поджигают» фрикционный диск. Также любые перегрузки в виде превышения снаряженной массы, подъема на крутые склоны, а также попытки «выскочить» из бездорожья тоже «сжигают» сцепление намного раньше, чем оно могло износиться.
• Выход из строя выжимного подшипника. В этом случае он начинает «съедать» лепестки корзины, из-за чего ведомый диск неплотно прилегает к маховику.
• Вибрация при выключении/включении сцепления. В это время фрикционный диск вращается «на холостом ходу», и если бы в конструкции не было предусмотренных поперечных пружин, вибрация бы происходила постоянно. Пружины позволяют диску вращаться без колебаний, а при растяжении увеличиваются вибрационные нагрузки на первичный вал, увеличивается износ рабочей поверхности маховика.

Вышеперечисленные причины относятся к достаточно стандартным и возникают в процессе обычной эксплуатации автомобиля. Но есть и, скажем так, аномальные:

• Ведомый диск изнашивается раньше всех, однако и корзина, и маховик могут быть виноваты в пробуксовке из-за недостаточной толщины рабочей поверхности.
• Корзина может потерять свои свойства при перегреве. Это видно только при снятом сцеплении; если обратить внимание на рабочую поверхность корзины, то синие оттенки (некий градиент) говорят о том, что агрегат работал в условиях перегрева.
• Ранний износ сцепления также происходит из-за неисправности заднего сальника коленчатого вала и сальника первичного вала коробки передач. Герметичность картера сцепления – важный момент, поэтому попадание масла на сцепление не только способствует пробуксовке даже нового сцепления, но и приводит к полному выходу из строя узла.
• Механический отказ деталей сцепления. «Потеря» лепестков корзины, вышедший из строя выжимной подшипник, разрушение ведомого диска происходят при некачественном сцеплении, в критически тяжелых условиях эксплуатации и при несвоевременной замене агрегата.

Для выявления и устранения неисправностей сцепления необходимо понимать характер поведения сцепления, максимально точно провести локализацию неисправности и иметь достаточную осведомленность о конструкции системы.

Неисправности корзины сцепления

Выход из строя корзины сцепления характеризуется следующими факторами:

• при выжимании сцепления возникает шум. Если при снятии коробки передач и последующем поиске неисправностей ведомый диск и выключатель сцепления находятся в нормальном состоянии, то лепестки корзины, скорее всего, потеряли свои пружинящие свойства;
• обрыв диафрагменной части корзины или облом лепестков;
• коррозия; возможность дальнейшего использования корзины, если ржавчина поверхностная, зависит от глубины коробления.

Неисправности диска сцепления

Чаще всего возникают отказы ведомого диска, выражающиеся в характерном поведении сцепления, таком как пробуксовка:

• Коробление. Если оно больше 0,5 мм, то фрикционный диск будет постоянно цепляться за корзину, что приведет к понятным проблемам. Деформацию можно исправить механически, но, если биение диска велико, его необходимо заменить.
• Перекос ступицы диска. Проверить можно, осмотрев шлицы входного вала коробки передач, может быть достаточно использовать литиевую смазку с антиоксидантными добавками, чтобы ступица не «прилипала» к валу.
• Масло в картере сцепления. Это сразу же пагубно сказывается на фрикционной накладке диска, выводя ее из строя гораздо раньше положенного. Возникает данная ситуация на автомобилях с большим пробегом, с несвоевременной заменой сальников первичного вала и коленчатого вала.
• Износ фрикционной муфты. Нужно будет только заменить диск, а раньше можно было менять накладки с заклепками.
• Шум и вибрация. Если это происходит при нажатии на педаль сцепления, то это свидетельствует о неисправности поперечных дисковых пружин, которые работают как балансиры.

Неисправности выжимного подшипника

Диагностика выжима сцепления довольно проста: нужно нажать на педаль сцепления и прислушаться к появляющемуся звуку. Если вовремя не обратить внимания на неисправность выключателя сцепления, это может привести к выходу из строя не только всего пакета сцепления, но и коробки передач. Нередко встречаются случаи, когда выжимной слетает, а его куски повреждают картер коробки передач.

Неисправности главного цилиндра сцепления

В этом компоненте неисправности возникают крайне редко, на пробеге не менее 150 километров, но их также нельзя исключать. Чаще всего забивается перепускное отверстие, которое еще можно попробовать промыть самостоятельно. Попутно необходимо заменить манжеты, набухающие при попадании масла и не подходящие для повторного использования.

Проверять главный цилиндр сцепления целесообразнее с помощником, где первый нажимает педаль сцепления, а второй оценивает амплитуду движения штока вилки сцепления.

Имейте в виду, шток цилиндра может надолго возвращаться в исходное положение, из-за чего ведомый диск сгорит. Это происходит при длительном простое автомобиля, а также из-за несвоевременной замены тормозной жидкости в гидроприводе сцепления. Чаще всего манипуляции на переборке главного цилиндра сводятся к тому, что приходится приобретать новую деталь.

Обратите внимание на уровень жидкости в гидросистеме, а также проверьте магистраль, если заметили снижение уровня тормозной жидкости.

Проблемы с герметичностью могут иметь место не только в главном, но и в рабочем цилиндре – утечки не позволят цилиндрам создавать необходимое давление. Воздух в гидравлической линии – это вообще очень и очень плохо. Он непосредственно влияет на привод, занимая пространство, требующееся жидкости для формирования усилия.

Неисправности педали сцепления

Необходимость в замене педали сцепления возникает еще реже, но, тем не менее, возникает. В зависимости от того, какой тип привода используется в системе, стоит обратить внимание на конструкцию. В любом случае наиболее часто встречаются самые разнообразные механические повреждения, которые во многих ситуациях можно исправить сваркой. Бывает, что растягивается пружина. Или ослабляется соединение педали с толкателем главного цилиндра.  

Неисправности датчика

Использование электронной педали сцепления требует соответствующих электронных систем и датчиков. Датчик положения педали регулирует угол зажигания и частоту вращения двигателя для достижения оптимальных условий, в которых переключение передач будет своевременным и комфортным.

При частичной неисправности датчика автомобиль не работает адекватно: плавает частота вращения двигателя, возникают рывки при переключении передач. Причин выхода из строя датчика несколько:

● разомкнутая цепь;

● выход из строя самого датчика;

● электронной педали требуется «обучение».

Неисправности тросика сцепления

Большинство бюджетных автомобилей с механической коробкой передач оснащаются сцеплением с тросовым приводом. Это очень удобно и практично, а также недорого в обслуживании, потому что между вилкой сцепления и педалью находится только трос. Иногда необходимо отрегулировать натяжение троса, если сцепление «заедает» в середине положения педали или вверху. Если трос порвался, его нужно заменить.

Трос заключен в прочную защитную пластиковую оболочку и регулируется специальной гайкой.

Неисправности электроники

К таким неисправностям относятся:

• неисправен датчик положения педали сцепления;
• вышел из строя электродвигатель выключения сцепления;
• в электрической цепи короткое замыкание или обрыв;
• необходимо заменить педаль сцепления.

Крайне важно перед ремонтом провести тщательную диагностику не только системы сцепления, но и связанных с ней деталей и механизмов.

Неисправности маховика

Состояние маховика также нельзя сбрасывать со счетов. Для обеспечения правильной работы сцепления он должен быть чистым, гладким, безупречно плоским и без трещин. В некоторых случаях может потребоваться шлифовка или замена.

Педаль сцепления дребезжит при ускорении

Когда ваша педаль сцепления вибрирует, это означает, что диск сцепления периодически теряет сцепление с маховиком. Возможные причины вибрации или дребезжания включают:

• изношена накладка диска сцепления (фрикционный материал);
• накладка диска сцепления сгорела или загрязнена маслом;
• «остекление» диска сцепления;
• ступица диска сцепления с изношенными шлицами;
• деформированный прижимной диск или маховик;
• ослаблена пружина мембраны нажимного диска или сломаны пальцы (подпрыгивает);
• изношен маховик.

Неисправности вилки выключения сцепления

Если при нажатии или отпускании педали при выключенном двигателе слышен посторонний шум, вероятно, проблема в механизме выключения сцепления и вилке сцепления. Вилка сцепления – это гидравлическое или механическое устройство, которое помогает включать и выключать сцепление. Шум возникает, когда смазка высохла и механизм износился. Поводок троса, втулка или соединение также могут за что-то задевать и тем самым вызвать скрип или лязг.