Из истории сцепления
Наверное, мало таких, кому пока не приходилось менять диск сцепления, «корзину» и выжимной подшипник на «механике». Сегодня этот узел, под общим названием «Сцепление», кажется само сабой разумеющимся.
А ведь в начале истории автомобиля проблема согласования двигателя и движителя, то есть мотора и ведущего моста была чрезвычайно острой, поскольку требовалось создать системы, не только передающие усилия с наименьшими потерями, но обеспечивающие надежную связку независимо от условий движения.
Когда разговор ведется о трансмиссии, то в первую очередь имеется в виду два основных ее агрегата – механизм сцепления и коробка переключения передач.
Сегодня эти узлы представляют собой довольно сложные, и в тоже время хорошо продуманные конструкции. И своим устройством они демонстрируют – насколько далеко шагнула изобретательская мысль со времен первых механических повозок.
В начале прошлого века, несмотря на то, что по сравнению с сегодняшним днем тогдашний мировой автопром не мог похвастать таким обилием автомобилей, тем не менее, обладал невероятным количеством необычных изобретательских решений, касающихся трансмиссии. Одних только конструкций сцепления насчитывалось с более двух десятков: тут были прямые и обратные конусы, различные центробежные механизмы, спиральные системы и даже планетарные шестеренчатые механизмы. Они, конечно, не являлись вершиной технического совершенства, но некоторые действительно оказались весьма удачными для своего времени разработками.
Клещи капитана Баду
Создать механизм сцепления, который бы в нужный момент жестко соединял двигатель с трансмиссией, но при этом мог в любое время легко его отсоединить, было нелегкой задачей в эпоху первых автомобилей. Одно из таких изобретений предложил французский капитан по фамилии Баду, примитивное, но вполне работоспособное.
Деталей в его конструкции было минимум: ведущий диск – маховик с выточенным на нем специальным ободом, а вместо ведомого диска – зажимы, напоминающие тиски или кузнечные клещи (практически, дисковые тормоза). Концы рычагов клещей были расположены параллельно маховику. Для включения сцепления, водителю необходимо было надавить (тогда это делалось рукой, а не ногой) на специальную муфту, сжимавшую клещи, и тогда их губки с наклепанными на них фибровыми накладками, работая как современные тормозные колодки, обжимали обод маховика, который был связан с коробкой передач через промежуточный вал, жестко соединенный с тисками.
Конечно, поскольку площадь губок была невелика, сцепление не обладало особо крепким захватом. Но для небольших самодвижущихся экипажей со слабосильными моторами оно подходило практически идеально.
Клубок шестерней имени «Готье»
А вот соплеменники Баду – разработчики автомобилей «Готье» подошли к этому вопросу гораздо основательнее, создав сцепление в виде планетарного шестеренчатого механизма.
На маховике крепилась главная шестерня – солнечное зубчатое колесо. С валом коробки передач соединялись два сателлита, которые входили в зацепление с так называемой цилиндрической шестеренчатой коробкой, то есть с коронным зубчатым колесом. При выключенном сцеплении это колесо свободно вращалась на валу коробки передач, который, естественно, оставался неподвижным. Но стоило коронное колесо затормозить, как сателлиты, влекомые солнечной шестерней, начинали «бежать» по коронному колесу, раскручивая вал коробки передач.
Кстати, включалось это сцепление уже как надо – педалью.
Однако сам привод был весьма сложным: коронное колесо стопорилось массивным хомутом, воздействовавшим на специальный барабан. Губки хомута двигались по червячной резьбе, нарезанной на педальном валу. Вал поворачивался под действием мощной спиральной пружины, которая, в свою очередь, срабатывала, когда водитель отпускал педаль сцепления: зубцы рычага выходили из зацепления с шестерней, укрепленной на педальном валу.
При этом, данный механизм выполнял еще и роль редуктора, так как разница в скоростях коленчатого и передаточного валов зависела от отношения диаметров солнечного и коронных колес. В атомобиле «Готье» вал коробки передач вращался в пять раз медленнее коленвала.
В общем, французы настолько перемудрили, что вскоре сами отказались от такой сложной и конструкции.
Со временем большинство авто начала прошлого века обзавелось конусным сцеплением.
Принципиально механизм представлял собой следующее.
Ведомый диск в виде усеченного металлического конуса, который входил в соответствующее углубление маховика. Обычно конус сужающейся частью обращали к двигателю. Кое-кто, к примеру, «Рено», делали наоборот: сужающуюся часть конуса обращали к коробке передач, а его основание крепили к маховику через специальное кольцо, выполняющее роль ведущего диска. На ведомый конус приклеивали или приклепывали кожу, выполнявшую роль фрикционной накладки, и центрировали его на валу подшипником скольжения. Вилка сцепления упиралась в выступы втулки, прикрепленной к ведомому конусу, а внутри втулки помещали отжимную пружину.
Когда конус входил в предназначенный для него паз за счет очень мощной прижимной пружины, сцепление демонстрировала надежную связку и не пробуксовывало. Однако чтобы его отжать, водитель должен был приложить недюжинную силу на преодоление пружины. Да и постараться сделать переключение точно и быстро, чтобы попусту не стирать кожаную накладку (правда, все равно кожаный фрикцион изнашивался уже через 400-500 километров пробега).
В целом, несмотря на необходимость частой замены кожи и трудность выжимания педали, конструкция была довольно простой и надежной, а потому не выходила из употребления долгие годы.
