Рабочий цилиндр сцепления

Рабочий цилиндр сцепления — это исполнительный гидравлический механизм трансмиссии автомобиля, преобразующий усилие жидкости, поступающей от главного цилиндра сцепления, в механическое перемещение штока (или толкателя), которое воздействует на вилку выключения сцепления. Является ключевым элементом гидравлического привода сцепления, обеспечивающим размыкание и замыкание силового потока между двигателем и коробкой передач.

Устройство и принцип действия

Рабочий цилиндр сцепления (РЦС) представляет собой гидроцилиндр одностороннего действия. Его конструкция, как правило, включает следующие основные элементы:

• Корпус — литой или штампованный металлический (реже пластиковый) элемент, внутри которого выполнена рабочая полость. Корпус имеет отверстия для подвода тормозной жидкости и крепления к узлам трансмиссии.
• Поршень — подвижный элемент, установленный внутри корпуса. На поршне установлена манжета (уплотнительное кольцо), обеспечивающая герметичность рабочей полости и предотвращающая утечку жидкости.
• Шток (толкатель) — деталь, передающая усилие от поршня к вилке выключения сцепления. В некоторых конструкциях шток является частью поршня, в других — устанавливается отдельно и упирается в поршень.
• Возвратная пружина — пружина, которая возвращает поршень и шток в исходное положение после прекращения воздействия на педаль сцепления.
• Пыльник (защитный чехол) — резиновый колпак, надеваемый на корпус со стороны выхода штока. Предотвращает попадание грязи, влаги и абразивных частиц на зеркало цилиндра и уплотнительные элементы.
• Клапан прокачки (штуцер) — резьбовое отверстие с клапаном, предназначенное для удаления воздуха из гидравлической системы привода сцепления.

Принцип работы основан на законе Паскаля. Когда водитель нажимает на педаль сцепления, усилие через главный цилиндр сцепления передаётся на тормозную жидкость. Жидкость по трубопроводу поступает в рабочую полость РЦС. Под давлением жидкости поршень перемещается, выдвигая шток. Шток, в свою очередь, давит на вилку выключения сцепления, которая через выжимной подшипник отводит нажимной диск от ведомого диска, размыкая сцепление. При отпускании педали давление в системе падает, возвратная пружина отводит поршень и шток обратно, а вилка сцепления возвращается в исходное положение, замыкая сцепление.

Классификация

Рабочие цилиндры сцепления классифицируются по нескольким признакам.

По типу привода

• Гидравлические — наиболее распространённый тип. Используют тормозную жидкость (DOT 3, DOT 4, DOT 5.1) в качестве рабочего тела. Обеспечивают плавное и точное управление сцеплением, компенсируют небольшие перекосы и вибрации.
• Механические — в современных автомобилях практически не применяются. В них усилие от педали передаётся через трос или систему рычагов. Рабочий цилиндр в такой системе отсутствует.

По конструкции корпуса

• Цельнолитые — корпус отлит из чугуна или алюминиевого сплава. Отличаются высокой прочностью и долговечностью, но имеют большую массу.
• Штампованные — корпус изготавливается из стального листа методом штамповки. Легче цельнолитых, но менее прочны.
• Пластиковые — корпус выполнен из высокопрочного пластика. Самый лёгкий и дешёвый вариант, однако менее устойчив к механическим повреждениям и перегреву.

По способу крепления

• С фланцевым креплением — цилиндр крепится к корпусу коробки передач или к кронштейну двумя или тремя болтами через фланец.
• С резьбовым креплением — цилиндр вкручивается в корпус КПП или в специальный адаптер. Встречается реже, преимущественно на некоторых моделях грузовых автомобилей.

Признаки неисправности и диагностика

Основные неисправности рабочего цилиндра сцепления связаны с износом уплотнительных элементов, коррозией зеркала цилиндра или механическим повреждением корпуса. Характерные симптомы:

• Провал педали сцепления — педаль нажимается легко, почти без усилия, но сцепление не выключается. Причина — утечка тормозной жидкости через изношенную манжету поршня.
• Тугое нажатие педали — для выключения сцепления требуется значительное усилие. Возможная причина — заклинивание поршня из-за коррозии или загрязнения рабочей полости.
• Неполное выключение сцепления (сцепление «ведёт») — при нажатой педали передачи включаются с хрустом или не включаются вовсе. Может быть вызвано недостаточным ходом штока РЦС из-за утечки жидкости или завоздушивания системы.
• Утечка тормозной жидкости — видимые подтёки жидкости на корпусе цилиндра, в районе штока или на соединениях трубопроводов.
• Стук или скрежет при нажатии педали — свидетельствует о механическом износе штока, вилки или выжимного подшипника, но может быть следствием люфта в самом цилиндре.

Диагностика проводится визуальным осмотром (проверка герметичности, состояния пыльника, наличия подтёков), а также проверкой хода штока и давления в системе. Для выявления завоздушивания системы выполняется прокачка сцепления.

Замена и ремонт

Ремонт рабочего цилиндра сцепления возможен только при наличии ремонтного комплекта, включающего манжету, пыльник и, в некоторых случаях, поршень. Если корпус цилиндра имеет коррозию, задиры или деформацию, ремонт нецелесообразен — требуется замена узла в сборе.

Процесс замены (в общем виде):

1. Слив тормозной жидкости из бачка главного цилиндра сцепления.
2. Отсоединение трубопровода от рабочего цилиндра.
3. Откручивание болтов крепления цилиндра к корпусу КПП.
4. Извлечение старого цилиндра и установка нового.
5. Подсоединение трубопровода, заливка тормозной жидкости и прокачка системы для удаления воздуха.

Применение

Рабочие цилиндры сцепления применяются на подавляющем большинстве современных легковых автомобилей с механической коробкой передач (МКПП), а также на многих грузовых автомобилях, автобусах и спецтехнике. В автомобилях с роботизированными коробками передач (РКПП) и автоматизированными механическими трансмиссиями (АМТ) рабочий цилиндр сцепления часто интегрирован в единый блок с гидравлическим актуатором, управляемым электронным блоком.

Интересные факты

• В некоторых конструкциях грузовых автомобилей и автобусов применяются пневмогидравлические усилители, где рабочий цилиндр сцепления дополнен пневматическим сервоприводом, снижающим усилие на педали.
• На ранних моделях автомобилей с гидравлическим приводом сцепления (например, ГАЗ-21 «Волга») рабочий цилиндр был выполнен по аналогии с тормозным, но с меньшим диаметром поршня.
• Современные тенденции — использование пластиковых корпусов для снижения массы и стоимости, а также интеграция датчика положения штока для работы систем «старт-стоп» и адаптивного круиз-контроля.

Источники

• Автомобильные гидравлические приводы: устройство и ремонт / Под ред. А. Н. Смирнова. — М.: Транспорт, 2005.
• Руководство по ремонту и эксплуатации автомобилей ВАЗ, ГАЗ, УАЗ. — М.: За рулём, 2010.
• Техническая документация производителей (Bosch, TRW, Sachs, Valeo).
• ГОСТ 22894-77 «Цилиндры гидравлические. Основные параметры».