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离合器

简介

离合器,是指能按驾驶员要求,将主动轴与从动轴分离或接合的部件,在汽车工作中,可用来操纵汽车传动系统的起动、变速、换向或停止等。

作用

1、保证汽车平稳起步

离合器最重要的作用就是使汽车起步稳定。在发动机起动后,汽车起步之前,驾驶员先踩下离合器踏板,将离合器分离,使发动机和传动系脱开,再将变速器挂上档,然后逐渐松开离合器踏板,使离合器逐渐接合。在接合过程中,发动机所受阻力矩逐渐增大,故应同时逐渐踩下加速踏板,即逐步增加对发动机的燃料供给量,使发动机的转速始终保持在最低稳定转速上,而不致熄火。同时,由于离合器的接合紧密程度逐渐增大,发动机经传动系传给驱动车轮的转矩便逐渐增加,到牵引力足以克服起步阻力时,汽车即从静止开始运动并逐步加速。

如果没有离合器,就会产生下面的问题了。汽车起步时,是从完全静止的状态逐步加速的。如果联系着整个汽车的传动系与发动机刚性地联系,则由于惯性的作用,会对发动机产生很大地阻力矩。在惯性阻力矩作用下,发动机在瞬时间转速急剧下降到最低稳定转速(一般300-500RPM)以下,发动机即熄火而不能工作,当然汽车也不能起步。所以即使变速器挂上档,汽车也只是瞬间向前冲一下而已,并不能达到起步的目的。

2、防止传动系过载

通过离合器,可以确保传动系的承载能力在其负荷范围内,保证行驶安全。防止汽车进行紧急制动时,因发动机和传动系的刚性连接导致转速急剧降低,并且由于惯性,致使所有运动件产生超过发动机正常工作时所发出的最大扭距的惯性力矩。此时,可以利用离合器主动部分和从动部分之间可能产生的相对运动,避免发生上述情况,还可以减缓运动部件的磨损,提高行驶的安全性。

3、实现平顺的换档

日常行驶中,汽车并不是始终匀速行驶的,而是根据不同的行驶环境和运行条件,通过操纵传动系进行换挡工作。在换档前必须踩下离合器踏板,中断动力传动,便于使原档位的啮合副脱开,同时使新档位啮合副的啮合部位的速度逐步趋向同步,这样进入啮合时的冲击可以大大的减小,实现平顺的换档。通过拨动齿轮或其他挂档机构,使之前档位的某一齿轮副推出传动,再使另一档位的齿轮副进入工作,从而达到齿轮式变速器的换档目的。

分类及原理

1、摩擦离合器

与手动变速器相配合的绝大多数离合器为干式摩擦式离合器,按其从动盘的数目,又分为单盘式、双盘式和多盘式等几种。按其他标准,摩擦式离合器又分为湿式和干式两种。湿式摩擦式离合器一般为多盘式的,浸在油中以便于散热。采用若干个螺旋弹簧作为压紧弹簧,并将这些弹簧沿压盘圆周分布的离合器称为周布弹簧离合器。采用膜片弹簧作为压紧弹簧的离合器称为膜片弹簧离合器。

发动机发出的转矩,通过飞轮及压盘与从动盘接触面的摩擦作用,传给从动盘。当驾驶员踩下离合器踏板时,通过机件的传递,使膜片弹簧大端带动压盘后移,此时从动部分与主动部分分离。

摩擦离合器应能满足以下基本要求:

(1)保证能传递发动机发出的最大转矩,并且还有一定的传递转矩余力。

(2)分离彻底,接合柔和,并具有良好的散热能力。

(3)具有缓和转动方向冲击,衰减该方向振动的能力,且噪音小。

(4)压盘压力和摩擦片的摩擦系数变化小,工作稳定。

(5)从动部分的转动惯量较小,在离合器换档时,与变速器输入轴相连部分的转速就比较容易变化,减轻齿轮间冲击。

(6)操纵方便,维修保养简单易行。

2、电磁离合器

靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。

电磁离合器可分为:干式单片电磁离合器,干式多片电磁离合器,湿式多片电磁离合器,磁粉离合器,转差式电磁离合器等。

电磁离合器工作方式又可分为:通电结合和断电结合。

干式单片电磁离合器:线圈通电时产生磁力吸合“衔铁”片,离合器处于接合状态;线圈断电时“衔铁”弹回,离合器处于分离状态。

干式多片湿式多片电磁离合器:原理同上,另外增加几个摩擦付,同等体积转矩比干式单片电磁离合器大,湿式多片电磁离合器工作时必须有油液或其它冷却液冷却。

3、磁粉离合器

工作原理:在主动与从动件之间放置磁粉,不通电时磁粉处于松散状态,通电时磁粉结合,主动件与从动件同时转动。

优点:可通过调节电流来调节转矩,允许较大滑差。缺点:较大滑差时温升较大,相对价格高。

电磁离合器一般用于环境温度-20—50%,湿度小于85%,无爆炸危险的介质中,其线圈电压波动不超过额定电压的±5%

转差式电磁离合器:离合器工作时,主、从部分必须存在某一转速差才有转矩传递。转矩大小取决于磁场强度和转速差。励磁电流保持不变,转速随转矩增加而剧烈下降;转矩保持不变,励磁电流减少,转速减少得更加严重。

优点:由于主、从动部件间无任何机械连接,无磨损消耗,无磁粉泄漏,无冲击,调整励磁电流可以改变转速,作无级变速器使用。缺点:转子中的涡流会产生与转速差成正比的热量,低速运转时,效率值为主、从动轴的转速比,即η=n2/n1,效率很低。

适用于高频动作的机械传动系统,可在主动部分运转的情况下,使从动部分与主动部分结合或分离。

主动件与从动件之间处于分离状态时,主动件转动,从动件静止;主动件与从动件之间处于接合状态,主动间带去从动件转动。

广泛适用于机床、包装、印刷、纺织、轻工、及办公设备中。

4、液力偶合器

工作原理:液力偶合器靠工作液(油液)传递转矩,外壳与泵轮连为一体,是主动件;涡轮与泵轮相对,是从动件。当泵轮转速较低时,涡轮不能被带动,主动件与从动件之间处于分离状态;随着泵轮转速的提高,涡轮被带动,主动件与从动件之间处于接合状态。

其中的摩擦离合器,是目前汽车上应用最广泛的离合器类型,其他离合器在相关领域也越来越多的被应用。离合器的重要性是不言而喻的了,在日常应用中,大家是随时可以观察发现其功能正常与否。此外,定期的检修工作也是不可或缺的。

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