解析汽车离合器结构及其功能原理

发布时间: 2024-12-24 08:09:28
来源: 电控知识搬运工

对于汽车驾驶新手而言,踏上驾驶征途的首要步骤,便是掌握如何轻踩离合踏板,灵巧地挂上前进一档与倒车档,以蜗牛般的速度缓缓启程。在这段旅程的起点,那个频繁“遭受”脚踏“礼遇”的离合踏板,其背后连接的离合器究竟是如何运作的呢? 图片




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离合器简介

离合器被巧妙地安置在发动机与变速器之间的飞轮壳内部。在驾驶汽车的过程中,驾驶员通过精准地踩踏或释放离合器踏板,能够灵活地实现发动机与变速器之间的瞬时分离或平稳接合。这一机制的核心作用在于,离合器能够有效传递发动机飞轮所积蓄的扭矩至变速器,进而确保在各种复杂的行驶条件下,车辆都能向驱动轮传递恰当适量的驱动力与扭矩。


离合器按照其工作原理和应用类型,通常被划分为电磁离合器、磁粉离合器、摩擦式离合器以及液力离合器几种。在这些类型中,摩擦离合器以其广泛的应用和悠久的历史占据了重要地位。特别值得一提的是,当前在汽车行业广泛采用的湿式双离合器,正是摩擦式离合器的一个重要分支。接下来,我们将聚焦于湿式双离合器,详细解析其独特的工作原理。


双离合器技术能够让变速器在同一时刻有两个档位处于预备啮合状态,显著缩短了换挡所需的时间,并且相较于传统的自动变速箱,其传动效率有了显著提升。此外,湿式双离合器的设计克服了干式双离合器在散热方面的不足。在离合器接合过程中,由于滑动摩擦产生的热量能够被循环的冷却油液及时带走,这一机制有效地调节了摩擦面的温度,进而降低了摩擦面的磨损程度。


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离合器组成

离合器三件套为离合器片、离合器压盘和分离轴承:

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离合器片

作用

发动机转矩通过飞轮与离合器片接触面之间的摩擦作用;

传递给从动盘,再经过从动轴等部件传给驱动轮。

技术要求

表面应平整、不允许有起泡、龟裂、油污、凹凸、扭曲现象;

尺寸及摩擦性能符合使用要求。

离合器压盘

作用

将摩擦片压向飞轮并压紧。

技术要求

分离力及分离特性;压紧力;平行度;升程。

分离轴承

作用

控制离合器压盘与从动盘及飞轮的结合和分离。

技术要求

要求保证离合器的分离彻底和结合柔顺。


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离合器工作原理

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接合行程

在发动机运转时,松开离合器踏板,分离轴承对膜片弹簧内端没有施加推力,膜片弹簧弹性形变产生的弹力推压压盘,将从动盘紧压在飞轮上,离合器处于接合状态。飞轮和从动盘接触面之间产生静摩擦,发动机的转矩通过此静摩擦作用传递到从动盘上,于是发动机输出的转矩通过离合器传递给传动系统。


分离行程

踩下离合器踏板,分离轴承左移膜片弹簧内端向左运动,膜片弹簧压在支承圈上以支承圈为支点转动,膜片弹簧的外端右移,通过分离钩拉动压盘向离开飞轮的方向移动.离合器处于分离状态。这时,压盘作用在离合器从动盘上的压紧力消除,飞轮与从动盘之间的摩擦力矩消失,发动机输出的转矩不能传递到传动系统。

详解汽车离合器的工作原理及作用




什么是离合器?



汽车离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内,用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上,离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中,驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板,使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合,以切断汽车离合器分离轴承及其单元,为汽车的重要零部件。


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离合器的工作原理


离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用,或是用液体作为传动介质(液力偶合器),或是用磁力传动来传递转矩,使两者之间可以暂时分离,又可逐渐接合,在传动过程中又允许两部分相互转动。


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离合器的作用


1、保证汽车平稳起步; 2、便于换挡;3、防止传动系统过载;4、降低扭振冲击


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1、保证汽车平稳起步
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起步前汽车处于静止状态,如果发动机与变速箱是刚性连接的,一旦挂上档,汽车将由于突然接上动力突然前冲,不但会造成机件的损伤,而且驱动力也不足以克服汽车前冲产生的巨大惯性,使发动机转速急剧下降而熄火。


如果在起步时利用离合器暂时将发动机和变速箱分离,然后离合器逐渐接合,由于离合器的主动部分与从动部分之间存在着滑磨的现象,可以使离合器传出的扭矩由零逐渐增大,而汽车的驱动力也逐渐增大,从而让汽车平稳地起步。


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2、便于换档
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汽车行驶过程中,经常换用不同的变速箱档位,以适应不断变化的行驶条件。


如果没有离合器将发动机与变速箱暂时分离,那么变速箱中啮合的传力齿轮会因载荷没有卸除,其啮合齿面间的压力很大而难于分开。另一对待啮合齿轮会因二者圆周速度不等而难于啮合。即使强行进入啮合也会产生很大的齿端冲击,容易损坏机件。


利用离合器使发动机和变速箱暂时分离后进行换档,则原来啮合的一对齿轮因载荷卸除,啮合面间的压力大大减小,就容易分开。而待啮合的另一对齿轮,由于主动齿轮与发动机分开后转动惯量很小,采用合适的换档动作就能使待啮合的齿轮圆周速度相等或接近相等,从而避免或减轻齿轮间的冲击。

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3、防止传动系统过载
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汽车紧急制动时,车轮突然急剧降速,而与发动机相连的传动系由于旋转的惯性,仍保持原有转速,这往往会在传动系统中产生远大于发动机转矩的惯性矩,使传动系的零件容易损坏。


由于离合器是靠摩擦力来传递转矩的,所以当传动系内载荷超过摩擦力所能传递的转矩时,离合器的主、从动部分就会自动打滑,因而起到了防止传动系过载的作用。


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4、降低扭振冲击
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汽车发动机的工作原理决定了其输出扭矩的不平稳。在做功冲程,燃烧室气体爆炸产生极大冲击扭矩,而在其他冲程,却是靠惯性反拖发动机。


虽然发动机本身转动系具有的惯性可降低扭振,但剩余的冲击力仍然对后续的变速箱、传动轴产生不利影响。而离合器中的 减振弹簧 (切向分布),可显著降低发动机带来的扭振冲击,延长变速齿轮寿命。


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