Ножное сцепление на мотоцикле

Сегодня пойдет речь о принципе работы сцепления мотоцикла. Так или иначе принцип работы мотоциклетного сцепления остается практически неизменным на всех мотоциклах. Если хотите потролить мажорных владельцев дукати, спросите почему у них гремит сцепление)))

Небольшая выдежка из википедии:

Сцепление — механизм, работа которого основана на действии силы трения скольжения (фрикционная муфта); предназначен для передачи крутящего момента, плавного переключения передач, гашения крутильных колебаний, кратковременного отсоединения трансмиссии от маховика двигателя.

Обычно термин «сцепление» относится к компоненту трансмиссии транспортного средства, предназначенному для подключения или отключения соединения двигателя внутреннего сгорания с коробкой передач. Изобретение сцепления приписывают Карлу Бенцу.

Сцепление служит для временного разобщения коленчатого вала двигателя с силовой передачей автомобиля, что необходимо при переключении шестерён в коробке передач и при торможении автомобиля вплоть до полной его остановки. Кроме того, сцепление даёт возможность плавно (без рывков) трогаться с места.

На рисунке А мы видим
1 коленвал (синий)
2 корзину сцепления (желтый)
3 первичный вал коробки (зеленый)
4 вторичный вал коробки (красный)
5 звезды с цепью (фиолетовый)

Так же, маркировка помечена цифрами 😉

На рисунке Б
Сцепления состоит условно из трех деталей
1 внешнюю часть корзины сцепления (которая соединена с коленвалом) (7)
2 внутреннюю часть корзины сцепления (которая соединена с первичным валом коробки) (10,11)
3 всякую шнягу в виде фрикционов, пластин и прочего (что соединяет внешнюю и внутреннюю часть корзины сцепления) (15, 16 и тд)
4 пружины сцепления, которые обеспечивают сцепление между фрикционами и металлическими дисками сцепления (20)

Обращаемся к рисунку А:

Коленвал приводится в движение, процессами происходящими в камере сгорания (но это другая история).
Он приводит в движение внешнюю часть корзины сцепления, которая по умолчанию сжата давлением пружин с внутренней частью корзины, которая в свою очередь соединена с первичным валом. Для того чтобы начал вращаться вторичный вал, надо включить передачу, что соединит разомкнутые в нейтрали первичный и вторичный вал и передаст момент дальше сначала на звезду, цепь, звезду и в итоге на колесо. То есть первичный вал кпп врашается на оборотах равным оборотам коленвала, до тех пор, пока мы не выжмем сцепление и не разомкнем связь коленвала и первичного вала. Выжав сцепление, первичный вал останавливается и мы можем без проблем включить нужную нам передачу. Отпускаем сцепление и обеспечиваем плавное троганье с места, за счет кратковременного проскальзывания фрикционов сцепления с металлическими пластинами.

Как именно работает сцепление? Смотрим на рисунок Б

Мы уже примерно понимаем, кто что крутит, и как это вобще работает, по этому буду краток.
Внешняя часть сцепления (7) крутится коленвалом. При этом она находится в постоянном зацепе с фрикционами сцепления (15).
Первичный вал коробки, соединен с внутренней частью корзины (10, 11), которые соответственно находятся в постоянном зацепе с металлическими пластинами (16). Внешняя и внутряння часть корзины, с фрикционами и пластинами сжимается между собой пружинами (20). Когда рычаг сцепления отпущен, внешняя и внутренняя часть сжаты между собой и обеспечиваю передачу момента между коленвалом и первичным валом. Когда рычаг выжат, соответственно нет.

С механизмом работы коленвала, сцепления и коробки в общих чертах понятно. Опишем наиболее частые проблемы со сцеплением.
1. Сцепление «буксует»
Проверяется следующим образом: разгоняемся до средних оборотов на второй или третьей передаче, едем на ровных оборотах на нормальной полке момента, резко открываем газ. Если тяга растет не пропорционально оборотам, значит сцепа.
Разбираем меряем толщину фрикционов, длинну пружин, толщину и цвет металлических пластин. Если толщина или длинна не соответствует мануалу (а во всех мануалах есть эксплуатационные допуски), меняем. Если металические пластины фиалетового цвета, меняем.

Вроде все выяснили, будут вопросы, пишите в каментах, ставьте лайки.
ну и помните, что можно бросить курить, пить, жену, но сцепление бросать нельзя.))) Удачи на дорогах!

Источник

Ручное переключение

Так как на моте не будет переднего тормоза то особое недоверие вызывают всякого рода подъемыспуски на которых придется останавливаться 😕

Задумываюсь о переключалке, со сцеплением на самом рычаге, что-то вроде курка, как на заправочных пистолетах. может кто в курсе где такие применялись?

Было такое у меня переключение. А сцепление на ноге было, на левой (все делал для того чтобы на руле ничего небыло, ни рычага тормаза, ни сцепления). Покатался я, покатался, и понял что с таким переключением и сцеплением мне не удобно. И сделал по-людски, как у всех. А переднего тормоза у меня тоже нету, так ничего страшного, езжу же. На спусках/подъемах или задий зажимаю, или котлами в ноги упираюсь, чтобы не катился.

Просто стоишь на перекрестке в гору, надо трогаться, правая нога на тормозе, левую на сцепление, опираться не на что. както ноги на стоящем моте неохото убирать особо 🙂

сцепление с фиксатором шло на мопедах с Д6. у них привод без коробки, сразу на сцепление и на цепь. я видел его не на всех моделях. но сам рычаг весьма дохлый! советую замутить самодельный.

Про сцепление с фиксацией я вобще не вкурсе был имелась в виду езда именно с суисайд клатчем, так я про него и думал!
Будем думать, идея поворотного ползункового сцепления на руле все еще жива во мне )))

идея поворотного ползункового сцепления

Я уже прикинул в чертежах как его сделать, теперь главное чтобы выточили все это дело

Источник

Сцепить-расцепить

Трансмиссия. Часть 2. Сцепление и квикшифтер

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.

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.

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 заводской «сухой комплект»). 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.

Инженеры из Aprilia при проектировании сцепления RSV Mille пошли по более сложному и технологичному пути. Для перемещения внутреннего барабана сцепления используется сервомотор, которым управляет вакуум, подведенный от впускного коллектора двигателя. При закрытии дросселя увеличившееся разрежение в коллекторе создает вакуум в воздушном трубопроводе сервомотора, который сдвигает внутренний барабан сцепления и ослабляет давление на диски. Такой подход больше не используется нигде, кроме RSV, производители отдают предпочтение более простому варианту, опробованному на ZXR 750 (каждая компания старается привнести в конструкцию ПС что-то свое, однако общий принцип остается очень похожим на вариант от Kawasaki). Как ни крути, несмотря на свою простоту, проскальзывающий механизм в сцеплении – штука очень и очень полезная. Если же ваш мотоцикл не оснащен ПС – не отчаивайтесь, вполне вероятно, что тюнинговый комплект для него существует в природе, нужно только поискать.

Квикшифтер

Преимущество механизма заложено в самом его названии: “quick” – «быстрый», “shift” – «сдвиг, смещение, переключение». То есть “quickshifter” буквально переводится как «быстрый переключатель». Насколько быстро переключаются скорости, спросите вы. Ответ можно найти в примере, что приведен на официальной странице Translogic. «У самого профессионального мотогонщика на переключение передачи уходит не менее 340 миллисекунд, в то время как для систем от Translogic на это требуется от 48 до 150 миллисекунд». Впечатляет, не правда ли? Еще одна технология, спустившаяся с Олимпа большого мотоспорта и ставшая доступной для «простых смертных» мотоциклистов.

Кит-комплект QuickShifter компании DynoJet

Надеюсь, с прочтением этой статьи вы еще немного продвинулись в понимании того, что представляет из себя мотоцикл. Однако множество железных вопросов еще не раскрыто, так что оставайтесь с нами, впереди много интересных тем для обсуждения!

Источник

МОЙ МОТОЦИКЛ

Как обычно, начнем с азов. А именно, с муфты и голландцев, которые изобрели сей механизм. Почему именно голландцы? Их знаменитые ветряные мельницы работали во благо нации, начиная с ХІІ века. Именно в конструкции мельниц впервые появилась муфта – устройство, которое служит для временного или постоянного соединения валов, передающих крутящий момент. Что касается современных мотоциклов, здесь муфта выполняет функции соединения коленвала двигателя и первичного вала трансмиссии без изменения крутящего момента.
Чаще всего встречаются два вида муфт: «мокрая» и «сухая». Первая находится в одном картере с КПП либо с двигателем и работает в так называемой масляной ванне. Второй тип работает без какого либо масла на сухом трении. Также бывают муфты многодисковые и одно-, двухдисковые. Например, однодисковое сухое сцепление наиболее часто встречается на мотоциклах с продольным расположением коленвала (Moto Guzzi, BMW «R»-серии, их древние клоны типа «Урал», «Днепр»), также однодисковая муфта фигурирует в автомобильной теме.

Большинство мотоциклов производятся с муфтой в масляной ванне. Это многодисковые устройства – своеобразный компромисс между весом, техническими характеристиками агрегата и габаритами. Исходными техническими параметрами, которые задают тон в разработке муфты, являются площадь контакта ведущих и ведомых дисков и коэффициент трения между ними. Последний зависит от материалов, из которых будут изготовлены диски, и от их диаметра. К примеру, различия в муфтах BMW R1200GS и Kawasaki GTR1400 видны невооруженным глазом, ведь муфта последнего передает гораздо больший крутящий момент, нежели первого.
Наиболее требовательными к муфте являются спортбайки. И здесь дело не только в передача больших значений крутящего момента и мощности, а также в весе и габаритах. Именно для спортивных мотоциклов очень остро стал вопрос функциональности муфты. Здесь важно не просто строгое разрывание потока крутящего момента, но также возможность плавного согласования угловых скоростей коленвала двигателя и первичного вала трансмиссии.

Для такой работы муфты существует два режима: трогание с места, когда валы трансмиссии неподвижны, как и приводное колесо, и переход на нижнюю передачу, когда коленвал имеет меньшую угловую скорость, чем первичный вал КПП. Если с первым случаем нормально справляется муфта любого мотоцикла под управлением пилота и при исключении случаев технической неисправности, то второй случай – это уже работа более сложного устройства – проскальзывающей муфты.
«Скользяк» против «держака»

Ступица проскальзывающего сцепления состоит из двух частей, соединенных клиновидными выступами (на фото рядом с желтой точкой). При передаче момента от двигателя к колесу эти выступы действуют на ступицу плоской частью, при обратном движении – наклонной частью, двигаясь наружу и размыкая диски сцепления
Фактически проскальзывающая муфта ограничивает крутящий момент мотора, стабилизируя жесткое торможение. Проскальзывание происходит в момент понижения пилотом передачи, исключая блокировку заднего колеса. Здесь нет никакой электроники, кучи датчиков и навороченного контроллера, все реализовано чисто механически. Просто ведомые диски прямой механической связи с первичным валом КПП не имеют. Именно в этом скрыта та изюминка, которая отличает проскальзывающую муфту от обычной.

Итак, мотоцикл едет на высшей передаче, на максимуме мощности. Изменение направления движения требует понижения скорости, а затем увеличения мощности двигателя для правильной траектории выполнения поворота. Пилот выжал рычаг муфты и… Обратный крутящий момент, исходящий от движущегося по инерции мотоцикла, передается через заднее колесо, главную передачу и КПП к ведомым дискам муфты. Ведущие диски, пребывая в механической связи с коленвалом и находясь в контакте с ведомыми дисками, создают сопротивление вращению ступицы муфты. Та, в свою очередь, разделена на две части и разрывает прямую связь ведомых дисков и первичного вала КПП. Способная двигаться вдоль оси вала ступица, под воздействием силы трения между дисками и обратного крутящего от заднего колеса отводит пружины корзины сцепления. Ведущие и ведомые диски свободно скользят между собой до момента выравнивания угловых скоростей. Далее все работает как в обычной многодисковой муфте.
Устройство, которое присутствует в конструкции ступицы муфты, языком инженеров именуется «обгонной муфтой» или «ограничителем обратного крутящего момента». Как видим из изложенного выше процесса, проскальзывание многодисковой муфты происходит именно при обгоне ведущего вала ведомым.
Разные производители по-разному решают эту техническую задачу. В частности, используются зубчатые муфты со шлицами, расположенными под углом; кулачковые муфты; шариковые муфты. Сам блок проскальзывающего сцепления – такая же тюнинг-запчасть, как квикшифтер или карбоновый глушитель. Такие фирмы, как STM, Suter Clutch и др. производят комплекты сцепления для самых разных мотоциклов – от спортбайков до супермотардов.
Не только для спорта

в 2013 модельном году Kawasaki подняли планку на фоне конкурентов, оснастив свой новый спортбайк Ninja 300 проскальзывающим сцеплением
Несмотря на положительные качества проскальзывающей муфты, есть и определенный отрицательный эффект. Она серьезно ограничивает возможность торможения двигателем, а при неправильных настройках вообще исключает такую возможность. Если ты берешься за тюнинг своего мотоцикла, стоит хорошенько подумать, нужен ли тебе такой девайс. И вообще, не станут ли опасными для тебя и окружающих немного другие повадки мотоцикла? Вместе с тем, руководствуясь методикой настройки, которая прилагается к комплекту тюнинговых китов, можно добиться хорошего компромисса, и работа обгонной части муфты будет заключаться в предотвращении экстремально больших и опасных значений обратного крутящего момента.

Сегодня можно смело утверждать, что современные спортбайки всех японских производителей уже в заводской комплектации имеют муфты с проскальзыванием. Без разницы – «литры» или 600-ки. Встречаются также вполне гражданские модели с проскальзывающим сцеплением, например, давно ожидаемый VMAX

Источник