Теперь сделаем иначе – и вторую шестерню заставим вращаться, разумеется, навстречу первой. Теперь сцепление произойдет мягче. А если скорости у шестерен будут одинаковы, то и вообще бесшумно.
В пути водитель вынужден переключать скорости. По его команде шестерни коробки передач то входят в зацепление, то выходят. А поскольку скорости вращения у них разные, представляете какой шум и лязг должен стоять, не предусмотри конструкторы специального приспособления. Частое столкновение зубьев значительно ускорило бы их износ.
Инженеры давно интересовались проблемой борьбы с шумом в коробке передач. И надо сказать, достигли неплохих результатов. Созданный ими прибор – синхронизатор – выравнивает скорости вращения.
Служба трения
В двигателе, где развиваются высокая скорость, давление и температура, трение – страшный враг. Недаром принимаются все меры, чтобы его уменьшить. Именно с целью снизить трение стенки цилиндров, поршни, поршневые кольца, шестерни коленчатого вала тщательно отшлифованы, а все трущиеся поверхности хорошо смазаны.
И, в то же время, в автомобиле имеются механизмы, где трение стало надежным союзником. Это в первую очередь сцепление.
Мы уже говорили, что ведущий вал коробки передач получает вращение от маховика. Если их соединить накрепко, нельзя будет плавно трогаться с места, переключать скорости. В самом деле, заведем двигатель. Пока он работает вхолостую, все хорошо, но стоит включить передачу, и автомобиль, вздрогнув, рванется вперед.
После того как разгоним машину и включим вторую передачу, последует опять рывок. Подобные рывки сделают езду в автомобиле неприятной и утомительной. А для шестерен коробки передач и других деталей трансмиссии это настоящая погибель.
Механизм сцепления как раз и позволяет избежать рывков, обеспечить плавное трогание с места и плавный переход с одной скорости на другую. А используется в нем, как уже говорилось, трение.
Вспомним электропроигрыватель. Пластинка вращается вместе с кругом, и попробуйте остановить ее одну, не приподнимая. Это совсем не просто. Пластинка под тяжестью прижалась к кругу, и между ними возникло трение. Причем на круг укрепили материал, чтобы трение увеличилось. Иначе пластинка будет буксовать.
Этот принцип положен и в основу устройства сцепления. Маховик – тот же круг, а пластинка – диск, но прижимается к нему не силой собственного веса, а тугими пружинами. Маховик укреплен на коленчатом валу, а диск – на ведущем валике коробки передач.
Теперь ведущий вал сцеплен с маховиком. Вращается маховик, вращается и ведущий вал.
– Ну, а что изменилось? – спросите вы. – Маховик соединен с ведущим валом, значит опять при включении передачи автомобиль будет дергаться?
Общий вид сцепления
А вот и не угадали. Никакого дергания, никаких рывков не будет, если, конечно, водитель опытный. Теперь все зависит от него. А что касается сцепления, то оно же не жесткое. Стоит отжать пружины, и диск освободится.
Но как отжать пружины? Для этого в кабине водителя есть педаль сцепления, Когда она приподнята, пружины действуют, прижимают диск к маховику. А нажмет водитель педаль ногой, утопит ее вниз, и пружины освободят диск. Теперь усилия от маховика на ведущий вал не передаются. И если он еще вращается, то только по инерции.
Как же происходит включение передач и как действует сцепление? Допустим, автомобиль трогается с места. Двигатель заведен. Водитель нажимает педаль сцепления и рычагом включает первую передачу. Значит, самая маленькая шестерня промежуточного валика зашла в зацепление с самой большой шестерней ведомого.
На верхнем рисунке вы видите механизм сцепления во включенном состоянии. Когда маховик вращается, между его поверхностью и ведомым диском возникает трение. Благодаря трению маховик увлекает за собой ведомый диск, передает через него усилие на ведущий вал коробки передач. На нижнем рисунке показан механизм сцепления в выключенном состоянии.
Но что это? Почему автомобиль продолжает стоять? Ах да, мы же забыли, что сцепление выключено.
Включив передачу, водитель дает газ и медленно, понемногу отпускает педаль сцепления. Почему медленно? Чтобы пружины не сразу прижали диск к маховику, чтобы вначале диск мог даже скользить, как говорят, пробуксовывать. Тогда усилия на коробку передач пойдут плавно.
Подобно этому переключаются передачи. Сделав разгон, водитель отжимает педаль сцепления, включает вторую скорость и затем, прибавляя газ, медленно отпускает педаль. Снова разгон и включение третьей, прямой передачи. И никаких рывков.