Цилиндр сцепления внутри коробки передач: кто и зачем придумал эту проблему для водителей

Замена рабочего цилиндра сцепления долгие годы оставалась простейшей процедурой, которую можно было провести даже без гаража и смотровой ямы. Однако с середины 90-х благодаря одному британскому изобретателю она превратилась в кромешный ад со снятием коробки передач. Почему инженерная мысль пошла столь странным путем и ввергла автовладельцев в бессмысленные расходы средств и сил?

Откровенно абсурдных решений в автопроме за последние лет 30 накопилось определенно многовато. Зачастую даже гуманитариям становится очевидной явная непропорциональность усложнения или удорожания технических решений при откровенно неубедительном результате.

Возьмем, к примеру, интегрированный с выжимным подшипником рабочий цилиндр сцепления. Эта технология также известна как Concentric slave cylinder (CSC). Вполне, скажем так, народная технология, применяемая с середины 90-х годов на бесчисленном множестве недорогих и даже совсем недорогих автомобилей с ручными коробками передач. Renault Megane, Opel Corsa, Ford Focus, Hyundai Sonata, Chevrolet Lacetti – да сотни их! Что это за технология? Начнем, как водится, издалека.

Долгое время на автомобилях с МКП применялась (и, к счастью, не изничтожена полностью до сих пор) хорошо зарекомендовавшая себя механика привода сцепления: главный цилиндр, связанный с педалью, нагнетал давление жидкости в рабочий цилиндр, установленный снаружи на картере сцепления или двигателе. Рабочий цилиндр своим штоком нажимал на качающийся рычаг-коромысло, именуемый вилкой сцепления, которая в свою очередь перемещала выжимной подшипник по первичному валу коробки. Ну а подшипник нажимал на лепестки ведущего диска сцепления («корзины»). Такая схема достаточно проста, дешева, надежна и никакими характерными болячками не опорочена, а изначально откровенно некачественные запчасти или сомнительные оптимизации производителей считать проблемой конструкции, разумеется, не следует. При выходе из строя рабочего цилиндра сцепления он легко и быстро менялся, столь же легко и быстро менялась при необходимости жидкость, после чего привод прокачивали для удаления воздуха.

Как мы уже сказали, шток рабочего цилиндра сцепления приводил в движение вилку, а она в свою очередь двигала выжимной подшипник. Самый каноничный вариант вилки – это простейший рычаг-коромысло Y-образной формы, чаще всего выполненный штамповкой из листовой стали и качающийся своей средней частью на сферической опоре (болте с круглой головкой).

Иногда штампованный рычаг на сферической опоре встречается иной формы – с опорой не по центру, а с краю, и с отверстием посередине, через которое проходит первичный вал коробки передач. Чуть иная реализация, но суть та же.

Также Y-образная вилка может быть не штампованной, а литой, и качаться не на шаре, а на шарнирной оси.

А весьма нередко используется и такая конструкция: внутри картера сцепления проходит перпендикулярно первичному валу коробки ось, на которой закреплена вилка; при этом часть оси выходит наружу картера сцепления и на ней установлена кулиса, приводимая в движение либо гидроцилиндром, либо (в ряде случаев) – тросом.

Да, историй со сломанными и погнутыми вилками немало, но, повторимся, все они не дискредитируют вышеописанную механику, а являются лишь следствием некачественного изготовления или «оптимизации». Например, направляющую втулку, по которой ходит выжимной подшипник, некоторые автопроизводители умудряются сделать из алюминия, вследствие чего подшипник натирает на ней задиры и начинает заедать, что может вести к изгибу или трещине вилки. Сама вилка нередко штампуется из металла на пределе прочности, и даже легкие нештатные заедания или перекосы быстро ее ломают. Иными словами, классическая конструкция привода сцепления при правильной инженерной реализации деталей узла является практически беспроблемной. 

И все было хорошо, пока один британский чудак Кейт Лей-Монстивенс не придумал в 1987 году систему CSC, в которой главный цилиндр под педалью остался без изменений, а вот рабочий цилиндр сцепления принял вид «бублика», объединился в единый узел с выжимным подшипником и переехал внутрь картера коробки передач. Разместился цилиндр непосредственно в картере коробки передач, прямо на первичном валу коробки, где при традиционной системе стоял только выжимной подшипник.

Это устранило необходимость использования и вилки сцепления, и ее опор или шарниров, обеспечив фактически прямой привод выжимного подшипника (если оперировать терминологией из мира стиральных машинок). Но такое решение повлекло за собой неизбежную необходимость полного снятия коробки передач в случае утечки тормозной жидкости из рабочего цилиндра. Поменять его за полчаса с прокачкой, как цилиндры, устанавливаемые снаружи, стало невозможно. И примерно с 1995 года эта технология начала стремительно распространяться по автоконвейерам.

Разработка под сложным названием «Concentric slave cylinder for motor vehicle clutch control mechanism» велась Лей-Монстивенсом в рамках его деятельности в британской компании Automotive Products. Эта фирма известна как весьма крупный разработчик и производитель всевозможных автомобильных узлов и технологий, и за долгое время своего существования (с 1920 года по начало 2000-х) подкинула автовладельцам всего мира изрядное количество неприятной субстанции на лопате. От совершенно абсурдной автоматической коробки для ранних Mini, работавшей на моторном масле двигателя, до двухмассового маховика, попившего немало крови владельцев машин, на которых он был технически совершенно не нужен.

Проблема Concentric slave cylinder – того же рода. Само по себе это изобретение где-то могло быть полезным, а кое-где даже незаменимым, но именно, что где-то, а не везде. А ставить его стали почти на все машины повсеместно, без явно выраженной необходимости именно в таком решении. Сегодня лицензию на выпуск интегрированных с выжимным подшипником рабочих цилиндров сцепления типа CSC имеют все ведущие производители автокомпонентов: Bosch, Sachs, Exedy, LUK, Aisin и так далее. Они позиционируют свои приводы сцепления как «повышающие надежность, мягкость хода педали и точность включения передач». Однако давайте взглянем на инженерный бюллетень компании Valeo, одного из крупнейших в мире (если не крупнейшего) производителя систем сцепления CSC. Вычленим из бюллетеня преимущества и недостатки технологии для водителя и для производителя.

Плюсы для водителя: «Поскольку из механизма исключается вилка, исчезает и проблема деформации вилки под нагрузкой, что повышает эффективность системы выключения сцепления. Следовательно, снижается усилие на педали». Собственно, четко обозначенных преимуществ – два. Правда, оба они не вполне убедительные.

Проблема деформации вилки сцепления – надуманная и совсем не массовая, поскольку, как уже мы говорили, если вилку и сопутствующие ей детали изготавливать не на пределе прочности, борясь за каждый грамм металла, как принято в современном автопроме, а хотя бы с умеренным запасом, то проблему деформации и износа в приводе сцепления традиционной конструкции можно отбросить как несущественную.

Причины снижения нагрузки на педаль не поясняются, но можно предположить, что речь идет о естественном увеличении со временем сил трения в точках движения вилки и в перемещении выжимного подшипника, от чего рабочий цилиндр сцепления, совмещенный с выжимным подшипником, не может страдать в принципе. Но и эта проблема фактически малозначима. Повышение усилия на педали сцепления с приводом классической конструкции в интервале от замены до замены диска и корзины в современном автомобиле на деле пренебрежимо мало.

Минусы для водителя в бюллетене указаны следующие: «Поскольку главный выжимной подшипник расположен внутри корпуса трансмиссии, замена этой детали занимает гораздо больше времени (столько же, сколько замена сцепления). Поэтому следует систематически заменять главный выжимной подшипник при замене сцепления».

Как видим, прямым текстом подтверждается совершенно непропорциональное полученным плюсам усложнение ремонтопригодности конструкции, при которой для замены потекшего или начавшего подсасывать воздух (что случается даже чаще из-за наличия лишнего соединения в магистрали, причем безрезьбового) рабочего цилиндра CSC нужно демонтировать коробку передач. А не просто открутить два болтика, чтобы скинуть внешний цилиндр классической конструкции.

Теперь перейдем к преимуществам для производителя. Они гораздо убедительнее, тем более что минусов-то для них и вовсе нет: «Полный комплект классического привода сцепления с подшипником, вилкой и направляющей трубкой весил около 1700 граммов. Привод системы CSC с широким использованием пластиков весит 400 граммов, что дало снижение веса на 75%. Увеличение компактности и уменьшение количества компонентов упрощает монтаж привода сцепления на автомобиле, что является преимуществом для автосборочных производств».

Вдобавок можно смело внести в этот список неозвученный, но очевидный факт: замена выжимного подшипника в сборе с рабочим цилиндром сцепления при каждой замене диска и корзины сцепления выгодна в плане увеличения продаж деталей. 

В общем, бесспорно, что массовое внедрение привода сцепления типа CSC принесло плюсы в основном тем, кто выпускает и продает компоненты CSC. Как та книжка «Как стать миллионером», способная обогатить лишь ее автора. Для производителя налицо радикальная экономия материалов при том же конечном результате, а также увеличение в будущем сбыта запчастей. Автозаводы тратят меньше времени на монтаж. Вот только ни стоимость нового автомобиля для конечного потребителя, ни стоимость ремонта это, как водится, сколь-либо осязаемо не снижает. А автовладельцы (особенно купившие подержанный автомобиль) чертыхаются, проклинают придумавшего эту диковину и, если имеется возможность, меняют привод сцепления на более традиционный. Так, например, владельцы Chevrolet Lacetti выкидывают цилиндр CSC и ставят внешний рабочий цилиндр «устаревшей конструкции» от Daewoo Nexia. Благо картер коробки у них одинаковый, способный работать как с внутренним цилиндром, так и с внешним. Само собой – после установки вилки, для которой имеются все посадочные места. И каких-то компромиссов и неудобств в работе сцепления водители после такой переделки, что характерно, не отмечают.