离合器的功用和工作原理
一、离合器的功用
离合器安装在发动机与变速器之间,用来分离或接合前后两者之间动力联系。其功用为:(1)使汽车平稳起步。
(2)中断给传动系的动力,配合换档。
(3)防止传动系过载。
二、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(电磁离合器)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。
目前在汽车上广泛采用的是用弹簧压紧的摩擦离合器(简称为摩擦离合器)。
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:汽车离合器图片
(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)能作到分离时,彻底分离,接合时柔和,并具有良好的散热能力。
(3)从动部分的转动惯量尽量小一些。这样,在分离离合器换档时,与变速器输入轴相连部分的转速就比较容易变化,从而减轻齿轮间冲击。
(4)具有缓和转动方向冲击,衰减该方向振动的能力,且噪音小。
(5)压盘压力和摩擦片的摩擦系数变化小,工作稳定。
(6)操纵省力,维修保养方便。
三、离合器的种类
汽车离合器有摩擦式离合器、液力偶合器、电磁离合器等几种。摩擦式离合器又分为湿式和干式两种。
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。
电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。如在主动与从动件之间放置磁粉,则可以加强两者之间的接合力,这样的离合器称为磁粉式电磁离合器。
目前,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。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(如图所示)。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。
四、离合器结构
离合器由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成。
主动部分
主动部分包括飞轮、离合器盖、压盘等机件组成。这部分与发动机曲轴连在一起。离合器盖与飞轮靠螺栓连接,压盘与离合器盖之间是靠3-4个传动片传递转矩的。
从动部分
从动部分是由单片、双片或多片从动盘所组成,它将主动部分通过摩擦传来的动力传给变速器的输入轴。从动盘由从动盘本体,摩擦片和从动盘毂三个基本部分组成。为了避免转动方向的共振,缓和传动系受到的冲击载荷,大多数汽车都在离合器的从动盘上附装有扭转减震器。
为了使汽车能平稳起步,离合器应能柔和接合,这就需要从动盘在轴向具有一定弹性。为此,往往在动盘本体圆周部分,沿径向和周向切槽。再将分割形成的扇形部分沿周向翘曲成波浪形,两侧的两片摩擦片分别与其对应的凸起部分相铆接,这样从动盘被压缩时,压紧力随翘曲的扇形部分被压平而逐渐增大,从而达到接合柔和的效果。
扭转减振器
离合器接合时,发动机发出的转矩经飞轮和压盘传给了动盘两侧的摩擦片,带动从动盘本体和与从动盘本体铆接在一起的减振器盘转动。动盘本体和减振器盘又通过六个减振器弹簧把转矩传给了从动盘毂。因为有弹性环节的作用,所以传动系受的转动冲击可以在此得到缓和。传动系中的扭转振动会使从动盘毂相对于动盘本体和减振器盘来回转动,夹在它们之间的阻尼片靠摩擦消耗扭转振动的能量,将扭转振动衰减下来。
捷达轿车的从动盘有两级减振装置。第一级为预减振装置,第二级为减振弹簧,其扭转特性为变刚度特性。
第一级预减振装置很软,在发动机怠速时,它能避免将发动机的波动传给变速器,从而消除了变速器的噪声。当传动系在小转矩负荷下工作(包括减速滑行)时,预减振装置也能减小变速器和主减速器内齿轮和系统内其他机件的扭转振动和噪声。
第二级减振弹簧刚度较大。拿安装减振器弹簧的长方孔比较,在这里从动盘毂的孔要比从动盘本体和减振器盘的孔长,因此,这一级减振器弹簧要在动盘毂与从动盘本体相互正向(发动机带动传动系)转过5度,或反向(传动系带动发动机)转过2.5度时才起作用,否则,将只有第一级预减振装置起作用。第二级减振装置能够降低发动机曲轴与传动系接合部分的扭转刚度,调谐传动系扭振固有频率,使传动系
共振应力下降。还能缓和汽车改变行驶状态时对传动系产生的扭转冲击,并改善离合器的接合平顺性。
捷达轿车从动盘两级减振装置的扭转角度与作用转矩的关系:
在离合器从分离到接合的过程中,从动片与飞轮和压盘之间要发生摩擦,产生大量热量。这些热量需要及时散出,以避免摩擦片因温度过高而损坏,所以在离合器盖上都设有窗口,有的还制有导风片,以加强其内部的通风散热。
压紧机构
压紧机构主要由螺旋弹簧或膜片弹簧组成,与主动部分一起旋转,它以离合器盖为依托,将压盘压向飞轮,从而将处于飞轮和盘压间的从动盘压紧。
螺旋弹簧分为沿周向布置和在中央布置两种。将一个圆柱形或圆锥形弹簧布置在中央的离合器称为中央弹簧离合器。
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