Что такое сцепление?

В дополнение к посту Sweber's. Существуют также многодисковые сцепления, которые используются в большинстве мотоциклов и очень часто в автогонках, таких как IRL и Формула-1.

Хорошее видео о многодисковых муфтах.

Сцепление работает точно так же, как ваши тормоза. Маховик — это просто большой металлический диск на конце коленчатого вала. Диск сцепления — это круглый элемент из фрикционного материала (как тормозной диск), который плотно прилегает к маховику и передаёт мощность от двигателя к трансмиссии (а оттуда — к колёсам).

Когда вы нажимаете на педаль сцепления, вы отводите диск сцепления от поверхности маховика.

Когда вы отпускаете его, он прижимается к маховику. Когда он прижимается к маховику, карданный вал приводит в движение коробку передач.

В общем, сцепление — это деталь, которая позволяет соединять и разъединять два вала, даже если они вращаются.

Самая простая муфта сцепления состоит из двух дисков, каждый из которых прочно прикреплён к одному из валов. Сведите их вместе, и трение между ними позволит передавать крутящий момент с одного вала на другой. Разведите их, и валы перестанут быть соединёнными, и каждый вал сможет вращаться со своей частотой вращения.

Важным моментом является то, что диски сцепления могут проскальзывать до тех пор, пока частота вращения обоих валов не сравняется. Это отличает их от зубчатых колёс, которые также могут соединять и разъединять валы, но для этого необходимо, чтобы частота вращения валов соответствовала требуемому соотношению.

Типичное сцепление в автомобиле состоит всего из двух дисков:

Оранжевая ведомая шестерня соединена с валом коробки передач, синяя — с маховиком, соединённым с коленчатым валом.

В нормальном состоянии жёлтая нажимная пластина (под действием диафрагменной пружины) прижимается к диску сцепления, а также к маховику. Двигатель и трансмиссия соединены.

Если вы нажимаете на педаль сцепления, внутренняя часть пружины смещается влево, а внешняя — вправо. Это также приводит к смещению нажимного диска влево, что позволяет отпустить диск сцепления. Двигатель не соединён с трансмиссией.

Необязательно, чтобы левый диск был маховиком, но поскольку маховик уже имеет нужный размер, его обычно используют как часть сцепления.

Ещё несколько слов о сцеплении в автомобиле:

Если вы выключаете передачу, то сильно изнашиваете зубья шестерён, на которые всё ещё действует крутящий момент. Поэтому сцепление устраняет этот крутящий момент и позволяет плавно выключить передачу.

Если вы включаете новую передачу, вал между коробкой передач и сцеплением по-прежнему не вращается с нужной частотой, соответствующей передаче и частоте вращения вала, ведущего к колёсам. Поэтому на каждой передаче есть своего рода «мини-сцепление», называемое синхронизирующим кольцом, которое приводит вал в нужное положение (и на нужную частоту вращения). Но это сцепление предназначено только для небольшого вала и слишком мало, чтобы привести весь двигатель в нужное положение. Кроме того, оно используется только для согласования частоты вращения, а не для передачи крутящего момента во время движения.

Стоит упомянуть и о других типах сцепления:

У большинства скутеров такое сцепление, которое похоже на барабанный тормоз (но, например, без поршня)

Вся красноватая часть соединена с двигателем и вращается против часовой стрелки. При увеличении числа оборотов оранжевые части под действием центробежной силы вытягиваются наружу и прижимаются к зелёному барабану, который соединён с колесом. Сцепление нужно только для того, чтобы разъединять колесо и двигатель на холостом ходу.