Устройство сцепления мотоцикла

Сцепление мотоцикла – серьезный узел, обеспечивающий передачу крутящего момента с двигателя на привод заднего колеса (коробку передач). Отчасти оно относится к расходникам, поскольку его необходимо регулярно менять. С другой стороны, этот механизм требует точной настройки и умения управлять байком, что позволяет значительно продлить сроки его эксплуатации.

Принцип работы карзины сцепления

Чтобы понять, как работает сцепление, необходимо изучить общее строение узла. Он состоит из следующих элементов:

Корзина сцепления, соединяющаяся с внешней стороны с коленвалом, а с внутренней с первичным валом КПП;
Фрикционные и металлические диски;
Пружины, обеспечивающие сжатие дисков без проскальзывания.

Принцип работы механизма основан на силе трения и скольжения между дисками сцепления, фрикционными и металлическими, которые чередуются между собой. Фрикционные имеют шершавую поверхность, металлические – гладкую. Когда они прочно сжимаются между собой пружинами, то передают крутящий момент с движка на КПП. Когда происходит выжим сцепы – диски отодвигаются друг от друга, не соприкасаются, благодаря чему передача вращения не происходит.

Устройство автомобилей

Привод сцепления служит для дистанционного управления сцеплением. Наибольшее распространение получили механический и гидравлический приводы.

Применение на автомобиле того или иного привода определяется типом сцепления, компоновкой автомобиля и рядом требований по обеспечению легкости и удобства управления. Так, полный ход педали сцеплении не должен превышать 190 мм, а усилие на педали – 150 Н для легкового автомобиля и 250 Н для грузового автомобиля. Поэтому общее передаточное число в существующих конструкциях привода сцепления находится в пределах от 25 до 50. В случае, если для обеспечения работы сцепления необходимо более высокое передаточное число, применяют усилители разных типов.

***

Механический привод сцепления

Механический привод сцепления прост по конструкции и надежен в эксплуатации, но обладает меньшим КПД по сравнению с гидравлическим приводом, поскольку в шарнирных сочленениях составляющих привод тяг, рычагов, в оболочках гибких валов теряется много энергии из-за сил трения. Поэтому такой тип привода применяется, как правило, если сцепление находится вблизи от органов управления (педали сцепления).

Существуют тросовый и рычажный механические приводы сцепления.

Тросовый привод (рис. 1, а) применяется на легковых переднеприводных автомобилях. Педаль 14 имеет верхнюю опору на кронштейне 16 и соединена с наконечником 10 троса. Трос заключен в оболочку 1, имеющую два наконечника. Верхний наконечник 12 оболочки выведен в салон автомобиля и упирается в упорную пластину 11, а нижний наконечник 2 оболочки закреплен в кронштейне 3 на картере сцепления. Нижний наконечник 5 троса через поводок 8 соединен с рычагом 9 вилки выключения сцепления. Регулировка хода педали осуществляется шайбами 6.

При нажатии на педаль сцепления трос перемещается внутри оболочки и перемещает рычаг вилки выключения сцепления, которая в дальнейшем воздействует на муфту выключения сцепления.

Рычажный привод грузового автомобиля (рис. 1, б) обеспечивает передачу усилия на сцепление при его выключении следующим образом. При воздействии на педаль 14, закрепленную на валу 20, поворачивается рычаг 18, связанный с противоположным концом вала. Рычаг вала перемещает прикрепленную к нему на оси тягу 19, которая связана с рычагом 17 вилки выключения сцепления. Вместе с вилкой перемещается прижатая к ней с помощью пружины муфта выключения сцепления. После выбора зазора между подшипником выключения сцепления и рычагами начнется выключение сцепления.

Зазор в сцеплении должен быть равен 3…4 мм, что соответствует 35…50 мм свободного хода педали сцепления. Регулировка зазора осуществляется изменением длины тяги 19 (рис. 1) с помощью регулировочной гайки 22. Отсутствие зазора или его недостаточная величина в приводе такой конструкции может привести к неполному включению сцепления и, как следствие, к пробуксовке сцепления. Увеличение зазора больше нормы приводит к неполному выключению сцепления, в результате чего возникает шум и треск зубчатых колес при переключении передач.

***

Как понять, что сцепление пришло в негодность?

От настройки и состояния сцепления зависит мощность байка и безопасность езды на нем. Каждый мотоциклист может и сам понять, что агрегат пора менять:

Сцепа пробуксовывает. Проверяется это просто. Необходимо разогнаться до средней скорости на 3-4 передаче, после чего резко открутить ручку газа. Если обороты возрастают, а скорость не увеличивается пропорционально с ними – значит, есть проблемы, диски проскальзывают. Либо их необходимо менять, либо настроить пружины, либо обратить внимание на всю корзину. Также часто причина кроется в некачественном или уже устаревшем масле;
Мот пытается ехать с включенной первой передачей и выжатым сцеплением. В норме не должно ощущаться никакой тяги. Если же вам приходится останавливать байк ногами, значит проблема со сцепой присутствует. Чаще всего это деформация металлических дисков либо поломка в магистрали выжима. Требует разборки узла и тщательной проверки.

Двигатель и система питания на мотоциклах

Без какой-либо переделки можно считать взаимозаменяемыми: карбюраторы, поршневые кольца, втулки верхней головки шатуна, поршневой палец и его стопорные кольца, клапанные пружины и их тарелки, а также все детали сцепления, кроме маховика. Условно можно считать взаимозаменяемыми и поршни, но в варианте установки поршней КМЗ на мотоцикле «Урал» придется подрезать юбку (например, по нижнему маслосъемному кольцу). Также взаимозаменяемы двигатели в сборе, но вместе с «родными» выхлопными трубами.

Коробка передач.

Взаимозаменяемы ведомая шестерня, шестерня привода спидометра и некоторые подшипники (см. таблицы в приложении). А лучше всего переставить КПП в сборе — тут почти все нормально подходит — возникают некоторые нюансы с карданными валами. Дело в том, что «Уральская» КПП короче «Днепровской». Желающих ставить на мотоциклы КМЗ ирбитскую коробку, наверное, не много, а чтобы установить КПП от «Днепра» на «Урал» надо либо заменить «родной» кардан более коротким, от М61 или М62, или использовать в сборе от КМЗ -посадочные места на хвостовиках идентичны. Даже замечу, что Днепровская коробка будет немного получше Ураловской.

Главная передача («мост») на мотоциклах

Несмотря на различные внешние формы и небольшие отличия в приводе тормозных колодок, мосты взаимозаменяемы. проблемы с количеством и диаметром шпилек крепления главной передачи к маятнику решаются довольно просто при помощи дрели и метчиков. Все детали, сокрытые внутри «моста», также взаимозаменяемы, хотя и могут иметь небольшие отличия в зависимости от возраста агрегата. В случае установки «днепровского» «моста» на мотоцикл «Урал» может потребоваться и заднее колесо от «Днепра», т. к. «уральское» колесо разноспицевое и может тереть тормозным барабаном по кулаку.

Ходовая часть.

Абсолютно одинаковы у мотоциклов передние телескопические вилки и пружинно-гидравлические элементы подвески заднего колеса и колеса коляски. Эти агрегаты взаимозаменяемы как в сборе, так и по «мелочам». Но нужно избегать комбинации «уральского» колеса со штампованным тормозным барабаном и «днепровских» тормозных щитов, обратная комбинация абсолютно работоспособна. Если рассматривать колесо как набор деталей, то одинаковыми можно считать обод и все внутренности ступицы: подшипники, распорные втулки и гайки с сальниками.

Абсолютно одинаковыми можно считать на мотоциклах электротехнические комплектующие: генератор, реле-регулятор, прерыватель с автоматом опережения, катушку зажигания, а также всю светотехнику и переключатели на руле.

Различны по форме, но имеют одинаковые посадочные места: бензобак, переднее крыло, сдвоенное седло (потребуется развернуть на 180° фиксатор седла на раме), руль с крепежом и тент коляски.

Коляски на мотоциклах довольно нормально стают с одного мотоцикла на другой (ведь крепеж одинаковый), разве что можете немного тяги подрегулировать! Хотя опять вставлю: у меня рама старого образца на К-750 и ураловская коляска немного неправильно становилась — мотоцикл стоял под углом от коляски так что пришлось немного укорачивать заднюю тягу (регулировочного болта не хватало, закручивался до упора). Немного обрезал, заварил — теперь стоит как родная! Кстати, ураловские коляски мне больше нравятся — МТовские неудобные и нет отдельного багажного отсека сзади!)))))

Источник

Работаем сцеплением правильно

Механизм сцепления нужен не только для того, чтобы переключать передачи. Более того, профессиональные гонщики вообще не пользуются сцепой для переключения скоростей. Этот узел дает вам еще и такие возможности:

С помощью выжима сцепы можно резко оборвать связь между движком и колесом в случае, к примеру, клина двигателя. Это предотвратит падение;
Выжатое при экстренном торможении сцепление позволяет максимально замедлиться, не дав движку заглохнуть. После чего можно вернуть тягу на колесо, чтобы совершить маневр уклонения;
Маневрирование на малых скоростях обеспечивается правильной работой сцеплением.

Как правильно работать сцепой для управления байком на минимальных скоростях? Принцип заключается в нахождении так называемой «серой зоне», когда диски не сжаты и не разжаты полностью. Они обеспечивают частичный зацеп, но при этом проскальзывают.

В этом случае газ держится в средних оборотах, а скорость регулируется сцеплением и задним тормозом. Таким образом достигается плавность хода мотоцикла, он не дергается при недостатке тяги, и не заваливается в повороте. Именно так легче всего пройти учебную площадку при сдаче на категорию А. Именно так проходятся сложнейшие элементы джимханы.

Сцепление – это лучший друг и едва ли не главный орган управления мотоциклом. Важно уметь правильно работать с этим узлом, ухаживать за ним и своевременно менять.

Сцепить-расцепить

Трансмиссия. Часть 2. Сцепление и квикшифтер

Текст: Артем ‘S1LvER’ Терехов

На любом мотоцикле должна быть возможность отключения привода коленвала от заднего колеса, для того чтобы двигатель мог работать, когда байк неподвижен. Несмотря на это очевидное утверждение, представьте себе, такая возможность существовала не всегда.

На многих ранних мотоциклах использовался непосредственный привод при помощи ремня и шкивов на коленвале и заднем колесе, которые невозможно было разъединять. Такой привод действительно работал, однако при его эксплуатации вылезали некоторые проблемы. Например, чтобы остановиться на перекрестке, нужно было глушить двигатель. А завести байк в таком случае можно было только с «толкача», что явно не является наилучшим вариантом старта. Механизм сцепления был придуман, чтобы обеспечить разъединение работающего двигателя от привода заднего колеса. Вторая функция, не менее важная, — возможность выбора передаточных отношений на машинах, которые оснащены коробкой передач. Посмотрим, как этот механизм работает. Принцип сцепления Работа сцепления основана на трении. В наиболее простом виде сцепление состоит из двух дисков, один из которых располагается на цапфе коленчатого вала, а второй связан через какой-нибудь механизм привода (цепь, ремень, шестерни) с задним колесом и прижат к первому диску. Если между дисками есть небольшой зазор – двигатель работает, в то время как второй диск остается неподвижным. Если соединить диски между собой, то вращение коленчатого вала за счет трения будет передаваться второму диску, а поскольку он связан с задним колесом, то оно тоже будет вращаться. Так что подвод мощности от двигателя на колесо может при необходимости включаться или выключаться. На подавляющем большинстве современных серийных байков используется сцепление с ручным управлением от рычага, расположенного на руле. Исключение – скутеры, на которых используется автоматическое центробежное сцепление, режим работы которого зависит от оборотов двигателя. В нашей статье речь пойдет именно о сцеплении, которое используется на мотоциклах (к сожалению, формат статьи не позволяет нам вдоволь посмеяться над забавными историями о скутеристах, пересевших на мотоциклы, и пытающихся «тормозить» сцеплением). Как устроено сцепление Все сцепление в сборе устанавливается на первичный вал коробки передач (об устройстве данного девайса читайте в нашей статье). Корпус или наружный барабан сцепления устанавливается на подшипнике и может вращаться свободно и независимо от вала. Наружный барабан сцепления непосредственно связан через переднюю передачу с коленвалом (хотя есть и такие конструкции, в которых сцепление установлено непосредственно на цапфе коленвала; такая схема распространена на мотоциклах производства BMW и Moto Guzzi), так что при вращении коленвала он тоже вращается. Центральная часть сцепления, или внутренний барабан (ступица), обладает меньшими размерами и располагается внутри наружного барабана. Она устанавливается на первичном валу коробки передач и фиксируется на нем от проворота шлицами, так что при вращении внутреннего барабана первичный вал тоже вращается.

Разрез многодискового сцепления в масляной ванне, Yamaha R6 2008

Диски сцепления располагаются в промежутке между наружным и внутренним барабанами. Используется два типа дисков: гладкие и фрикционные. Они располагаются поочередно, а точное число дисков зависит от типа сцепления и машины, на которой оно применяется. На внешней окружности фрикционных дисков находятся прямоугольные шлицы, которые устанавливаются в пазы наружного барабана сцепления. На внутренней окружности гладких дисков нарезаны зубья, которые устанавливаются в пазы внутреннего барабана сцепления. В обычном положении (когда байк находится в движении) фрикционные и гладкие диски удерживаются в непосредственном контакте с помощью пружин, воздействующих на пластину, которая называется нажимным диском. При вращении коленвала и наружного барабана сцепления из-за трения, возникающего между пластинами, внутренний барабан сцепления, а следовательно, и первичный вал коробки передач тоже вращаются. Когда райдер выжимает рычаг сцепления трос или гидравлический механизм, противодействуя усилию пружин, отжимает нажимной диск от пакета гладких и фрикционных дисков, в результате чего диски перестают соприкасаться. Из-за прекращения непосредственного контакта между дисками, трение уменьшается, позволяя наружному барабану свободно вращаться относительно внутреннего барабана. По мере того, как райдер отпускает рычаг сцепления, диски снова прижимаются друг к другу, и постепенно вращение наружного барабана сцепления за счет трения начинает передаваться внутреннему барабану, таким образом осуществляя постепенную передачу крутящего момента к коробке передач и дальше — к заднему колесу; благодаря этому исключается возможность остановки или рывков (конечно, если все делать правильно и отпускать сцепление плавно). Способность передачи крутящего момента сцеплением зависит от множества факторов: числа и диаметра дисков, усилия пружин, сжимающих их, и коэффициента трения между дисками. При прочих равных условиях, на небольших машинах необходимо меньшее количество дисков, чем на больших и мощных аппаратах. Аналогично, если крутящий момент одинаков, то при увеличении диаметра дисков их количество можно уменьшить. На фрикционные диски (кто бы мог подумать?) нанесен фрикционный материал, а гладкие диски изготавливаются из стали.

Компоненты сцепления Honda CBR1000RR 2007

Дела конструкторские При выборе типа сцепления, которое нужно установить на конкретный мотоцикл, на решение конструктора влияет несколько определяющих факторов. Сначала давайте разберемся с количеством дисков. В сцеплении многодискового типа применяется более одного комплекта гладкого и фрикционного дисков, обычно используется семь или восемь, а иногда и девять фрикционных дисков. Гладких дисков всегда на один меньше по сравнению с фрикционными, поскольку пакет дисков всегда с двух сторон ограничивается фрикционными дисками. На большинстве моноблочных двигателей (то есть таких, в которых все узлы трансмиссии выполнены в пределах картера двигателя) с поперечным расположением коленвала в раме, используется многодисковое сцепление. Причина этого – небольшой диаметр сцепления. Многодисковое сцепление также намного легче однодискового, хоть и обладает большей поверхностью трения и прочностью. Одно- или двухдисковые муфты сцепления применяются на мотоциклах с продольным расположением коленвала в раме (например, байки Moto Guzzi с V-твином, цилиндры которого расположены поперек рамы). Сцепление закрепляется на задней цапфе коленвала и снабжено отдельным корпусом между двигателем и коробкой передач. Из-за такого расположения сцеплению не требуется компактность, а при большом диаметре необходим только один или два диска. Следующий вопрос, который решают конструкторы – использовать сухое сцепление или работающее в масляной ванне.

Сухое сцепление Ducati 749 выставлено напоказ (в стоке, конечно же, прикрыто крышкой)

Может показаться странным, что механизм, принцип которого основан на трении, работает в масле; но для этого есть несколько важных причин. Масло выполняет функции отвода тепла, чтобы сцепление не подгорало. Кроме того, оно служит смазочным материалом для втулок или подшипников, на которых вращается наружный барабан сцепления, а также облегчает перемещение шлицов и зубьев дисков. Дополнительный «бонус» сцепления в масляной ванне – для обеспечения смазывания передней передачи не нужно герметизировать сцепление в отдельной камере. Против физики не пойдешь – естественно, что трение, обеспечиваемое между дисками сцепления, работающего в масляной ванне, ниже трения между дисками сухого сцепления. Поэтому необходимы диски большого диаметра или их большее количество (а может быть, и то, и другое), что приводит к увеличению габаритов.

Suzuki RGV250, оснащенный сухим сцеплением

Такой же RGV250, но со сцеплением в масляной ванне

Вот почему сухое сцепление в основном используется на спортивных мотоциклах. Большая эффективность и малый вес (не нужно лить масло) – неотъемлемая часть сухого сцепления. Впрочем так же, как и малый ресурс. Большинство гоночных аппаратов оснащаются сухим сцеплением, так же как и практически все гражданские спортбайки Ducati (кроме 848, но для него есть отдельный ). Японские производители в основном используют сцепление в масляной ванне. С практической точки зрения, «мокрое» сцепление выглядит предпочтительней – гораздо больший ресурс и меньшая склонность к перегреву. С другой стороны, если цель – максимальный результат в гонке, тогда выбор будет в пользу сцепления сухого типа.

Ничего тут не сломалось, этот стрекот – звук исправного сухого сцепления Ducati

Еще один момент, с которым должен определиться конструктор – каким образом будет передаваться усилие от рычага на механизм привода сцепления. Чаще всего для этой цели выбирается трос, иначе – механический привод сцепления. Тросы подвержены вытягиванию и износу, их нужно регулировать и смазывать, но они просты в обслуживании и ремонте. Устроен механический привод просто – трос воздействует на сцепление посредством механизма привода, расположенного внутри крышки сцепления или с противоположной стороны картера, при этом механизм воздействует на длинный толкатель, проходящий через первичный вал коробки передач. Гидравлический механизм привода сцепления применяется в основном на машинах большого объема. Он стоит намного больше и требует тщательного обслуживания, однако недостатки с лихвой перекрываются плавностью и легкостью его действия. Гидравлический привод работает по такому же принципу, что и передняя тормозная система (о тормозных системах мы тоже в свое время поговорим): когда рычаг давит на плунжер главного цилиндра, он воздействует на жидкость гидросистемы и нагнетает ее в шланг. Затем жидкость выдвигает поршень рабочего цилиндра, который воздействует на толкатель, расположенный внутри первичного вала. За исключением регулярного контроля уровня жидкости гидросистему практически не надо обслуживать, хотя для обеспечения ее работоспособности необходимо периодически заменять жидкость и уплотнения. Также конструкция любой гидросистемы подразумевает, что жидкость склонна к поглощению воды и насыщению воздухом (словом, обслуживание гидропривода сцепления по тщательности схоже с обслуживанием тормозной системы). Разобравшись с этим, давайте перейдем к более современным и высокотехнологичным штучкам. Думаю, читая обзоры современных мотоциклов, вы неоднократно встречали словосочетание «проскальзывающее сцепление». Как правило, наличие оного на тестируемом мотоцикле приводит испытателя в восторг, о чем он тут же и сообщает. Однако никто толком не объясняет, как эта штука работает. Вот с этого и начнем. Скользкий тип Проскальзывающий механизм в сцеплении (далее для простоты – ПС) – это разработка, ориентированная на высокопроизводительные мотоциклы. Главной целью для ПС является ограничение обратного крутящего момента, проявляющегося при торможении двигателем с высокой скорости или при переходе на низшие передачи. Впервые ПС было применено на дрег-байке 70-х годов под именем Hogslayer – нетривиальное для того времени сцепление позволяло «Свинобою» разгоняться до 290 км\ч, не буксуя и не перегреваясь (кроме того, такой максималке способствовали два 880-кубовых впрысковых мотора от Norton, но это уже совсем другой рассказ…). Среди современных серийных мотоциклов проскальзывающее сцепление тоже нашло свое место – главным образом, им оснащаются спортбайки, а также заряженные заводские стриты.

Проскальзывающее сцепление для Ducati 999 от FBF

Теперь подробнее о том, зачем вообще ПС применяется. При открытии газа привод заднего колеса осуществляется через сцепление. Когда газ закрывается, а байк продолжает двигаться со скоростью, превышающей заданный предел, соответствующий текущему открытию дросселя, заднее колесо по-прежнему прокручивает вал двигателя через сцепление; но, поскольку двигатель оказывает большое сопротивление (в связи со сжатием, особенно на высоких оборотах и низших передачах), можно достичь точки, при которой сопротивление, или обратный крутящий момент двигателя, превысит коэффициент сцепления задней шины. Результат этого – заблокированное заднее колесо. Особенно вероятен такой исход в дождевых условиях, т.к. в дождь коэффициент сцепления шины с дорогой сильно снижается, а происходящее при резком торможении перераспределение веса снижает нагрузку на заднюю ось. ПС устанавливают для того, чтобы исключить возможность блокировки колес за счет проскальзывания сцепления при изменении направления передачи крутящего момента. Однако ПС не выключает сцепление полностью, и эффект торможения двигателем сохраняется. Разные производители подходят к конструкции ПС по-разному, но чаще всего проскальзывание обеспечивается следующим механизмом: внутренний барабан сцепления располагается на ряде храповых упоров с наклонной поверхностью. Когда направление передачи крутящего момента изменяется, внутренний барабан сцепления смещается на храповых упорах, тем самым отводя нажимной диск и ослабляя давление на диски. Такой подход серийно впервые был опробован на Kawasaki ZXR 750.

Проскальзывающее сцепление Kawasaki ZX-6R 2007 — в стандартной комплектации