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離合器

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離合器,香港俗稱極力子,這是從英語Clutch而來,臺灣話則常以離仔或日文的クラッチ稱之,是把汽車或其他動力機械的引擎動力以開關的方式傳遞至車軸上的裝置。

離合器安裝在發動機與變速器之間,是汽車傳動系中直接與發動機相聯系的總成件。通常離合器與發動機曲軸的飛輪組安裝在一起,是發動機與汽車傳動系之間切斷和傳遞動力的部件。汽車從起步到正常行駛的整個過程中,駕駛員可根據需要操縱離合器,使發動機和傳動系暫時分離或逐漸接合,以切斷或傳遞發動機向傳動系輸出的動力。它的作用是使發動機與變速器之間能逐漸接合,從而保證汽車平穩起步;暫時切斷發動機與變速器之間的聯系,以便于換檔和減少換檔時的沖擊;當汽車緊急制動時能起分離作用,防止變速器等傳動系統過載,從而起到一定的保護作用。

離合器類似于開關,接合或斷離動力傳遞作用,離合器機構其主動部分與從動部分可以暫時分離,又可以逐漸接合,并且在傳動過程中還要有可能相對轉動。離合器的主動件與從動件之間不可采用剛性聯系。任何形式的汽車都有離合裝置,只是形式不同而已。

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離合器分類

根據《中國離合器制造行業產銷需求與投資預測分析報告前瞻》分析,離合器分為以下幾種:

電磁離合器

靠線圈的通斷電來控制離合器的接合與分離。

電磁離合器可分為:干式單片電磁離合器,干式多片電磁離合器,濕式多片電磁離合器,磁粉離合器,轉差式電磁離合器等。

電磁離合器工作方式又可分為:通電結合和斷電結合。

干式單片電磁離合器:線圈通電時產生磁力吸合“銜鐵”片,離合器處于接合狀態;線圈斷電時“銜鐵”彈回,離合器處于分離狀態。

干式多片、濕式多片電磁離合器:原理同上,另外增加幾個摩擦付,同等體積轉矩比干式單片電磁離合器大,濕式多片電磁離合器工作時必須有油液或其它冷卻液冷卻。

磁粉離合器

在主動與從動件之間放置磁,不通電時磁粉處于松散狀態,通電時磁粉結合,主動件與從動件同時轉動。優點:可通過調節電流來調節轉矩,允許較大滑差。缺點:較大滑差時溫升較大,相對價格高。

轉差式電磁離合器:離合器工作時,主、從部分必須存在某一轉速差才有轉矩傳遞。轉矩大小取決于磁場強度和轉速差。勵磁電流保持不變,轉速隨轉矩增加而劇烈下降;轉矩保持不變,勵磁電流減少,轉速減少得更加嚴重。

轉差式電磁離合器由于主、從動部件間無任何機械連接,無磨損消耗,無磁粉泄漏,無沖擊,調整勵磁電流可以改變轉速,作無級變速器使用,這是它的優點。該離合器的主要缺點是轉子中的渦流會產生熱量,該熱量與轉速差成正比。低速運轉時的效率很低,效率值為主、從動軸的轉速比,即η=n2/n1。

適用于高頻動作的機械傳動系統,可在主動部分運轉的情況下,使從動部分與主動部分結合或分離。

主動件與從動件之間處于分離狀態時,主動件轉動,從動件靜止;主動件與從動件之間處于接合狀態,主動間帶去從動件轉動。

廣泛適用于機床、包裝、印刷、紡織、輕工、及辦公設備中。

電磁離合器一般用于環境溫度-20—50℃,濕度小于85%,無爆炸危險的介質中,其線圈電壓波動不超過額定電壓的±5%。

摩擦離合器

摩擦離合器是應用得最廣也是歷史最久的一類離合器,它基本上是由主動部分、從動部分、壓緊機構和操縱機構四部分組成。主、從動部分和壓緊機構是保證離合器處于接合狀態并能傳動動力的基本結構,而離合器的操縱機構主要是使離合器分離的裝置。 在分離過程中,踩下離合器踏板,在自由行程內首先消除離合器的自由間隙,然后在工作行程內產生分離間隙,離合器分離。在接合過程中,逐漸松開離合器踏板,壓盤在壓緊彈簧的作用下向前移動,首先消除分離間隙,并在壓盤、從動盤和飛輪工作表面上作用足夠的壓緊力;之后分離軸承在復位彈簧的作用下向后移動,產生自由間隙,離合器接合。

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離合器原理

對于手動擋的車型而言,離合器是汽車動力系統的重要部件,它擔負著將動力與發動機之間進行切斷與連接的工作。在城市道路或者復雜路段駕駛時,離合器成了我們使用最頻繁的部件之一,而離合器運用的好壞,直接體現了駕駛水平的高低,也起到了保護車輛的效果。如何正確使用離合器,掌握離合器的原理以在特殊情況下利用離合器來解決問題,是每個駕駛手動擋車型的車友都應該掌握的。

所謂離合器,顧名思義就是說利用“離”與“合”來傳遞適量的動力。離合器由摩擦片、彈簧片、壓盤以及動力輸出軸組成,它位于發動機與變速箱之間,用來將發動機飛輪上儲存的力矩傳遞給變速箱,以保證車輛在不同的行駛狀況下傳遞給驅動輪適量的驅動力和扭矩,屬于動力總成的范疇。在半聯動的時候,離合器的動力輸入端與動力輸出端允許有轉速差,也就是通過其轉速差來實現傳遞適量的動力。

離合器分為三個工作狀態,即踩下離合器的不連動,不踩下離合器的全連動,以及部分踩下離合器的半聯動。當車輛起步時,司機踩下離合器,離合器踏板的運動拉動壓盤向后靠,也就是壓盤與摩擦片分離,此時壓盤與飛輪完全不接觸,也就不存在相對摩擦。當車輛在正常行駛時,壓盤是緊緊擠靠在飛輪的摩擦片上的,此時壓盤與摩擦片之間的摩擦力最大,輸入軸和輸出軸之間保持相對靜摩擦,二者轉速相同。 最后一種是離合器的半連動狀態,壓盤與摩擦片的摩擦力小于全連動狀態。此時,離合器壓盤與飛輪上的摩擦片之間是滑動摩擦狀態,飛輪的轉速大于輸出軸的轉速,從飛輪傳輸出來的動力部分傳遞給變速箱。這種狀態下,發動機與驅動輪之間相當于一種軟連接狀態。

一般來說,離合器是在車輛起步和換擋的時候發揮作用,此時變速箱的一軸和二軸之間存在轉速差,必須將發動機的動力與一軸切開以后,同步器才能很好的將一軸的轉速保持與二軸同步。擋位掛進以后,再通過離合器將一軸與發動機動力結合,使動力繼續得以傳輸。在離合器中,還有一個不可或缺的緩沖裝置。它由兩個類似于飛輪的圓盤對在一起,在圓盤上打有矩形凹槽,在凹槽內布置彈簧,在遇到激烈的沖擊時,兩個圓盤之間的彈簧相互發生彈性作用,緩沖外界刺激,有效的保護了發動機和離合器。

在離合器的各個配件中,壓盤彈簧的強度、摩擦片的摩擦系數、離合器的直徑、摩擦片的位置以及離合器的數目是決定離合器性能的關鍵因素。彈簧的剛度越大,摩擦片的摩擦系數越高,離合器的直徑越大,離合器性能也就越好。

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離合器作用

保證汽車平穩起步

這是離合器的首要功能。在汽車起步前,自然要先起動發動機。而汽車起步時,汽車是從完全靜止的狀態逐步加速的。如果傳動系(它聯系著整個汽車)與發動機剛性地聯系,則變速器一掛上檔,汽車將突然向前沖一下,但并不能起步。這是因為汽車從靜止到前沖時,具有很大的慣性,對發動機造成很大的阻力矩。在這慣性阻力矩的作用下,發動機在瞬時間轉速急劇下降到最低穩定轉速(一般300-500RPM)以下,發動機即熄火而不能工作,當然汽車也不能起步。

因此,我們就需要離合器的幫助了。在發動機起動后,汽車起步之前,駕駛員先踩下離合器踏板,將離合器分離,使發動機和傳動系脫開,再將變速器掛上檔,然后逐漸松開離合器踏板,使離合器逐漸接合。在接合過程中,發動機所受阻力矩逐漸增大,故應同時逐漸踩下加速踏板,即逐步增加對發動機的燃料供給量,使發動機的轉速始終保持在最低穩定轉速上,而不致熄火。同時,由于離合器的接合緊密程度逐漸增大,發動機經傳動系傳給驅動車輪的轉矩便逐漸增加,到牽引力足以克服起步阻力時,汽車即從靜止開始運動并逐步加速。

實現平順的換檔

在汽車行駛過程中,為適應不斷變化的行駛條件,傳動系經常要更換不同檔位來進行工作。實現齒輪式變速器的換檔,一般是撥動齒輪或其他掛檔機構,使原用檔位的某一齒輪副推出傳動,再使另一檔位的齒輪副進入工作。在換檔前必須踩下離合器踏板,中斷動力傳動,便于使原檔位的嚙合副脫開,同時使新檔位嚙合副的嚙合部位的速度逐步趨向同步,這樣進入嚙合時的沖擊可以大大的減小,從而實現平順的換檔。3、防止傳動系過載

當汽車進行緊急制動時,若沒有離合器,則發動機將因和傳動系剛性連接而急劇降低轉速,因而其中所有運動件將產生很大的慣性力矩(其數值可能大大超過發動機正常工作時所發出的最大扭矩),對傳動系造成超過其承載能力的載荷,而使機件損壞。有了離合器,便可以依靠離合器主動部分和從動部分之間可能產生的相對運動來消除這一危險。因此,我們需要離合器來限制傳動系所承受的最大扭矩,從而保證安全。

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離合器的使用、維護與保養

注意事項

1、離合器安裝前必須清洗干凈,去除防銹脂及雜物。

2、離合器可同軸安裝,也可以分軸安裝,軸向必須固定,主動部分與從動部分均不允許有軸向竄動,分軸安裝時,主動部分與從動部分軸之間同軸度應不大于0.lmm。

3、濕式電磁離合器工作時,必須在摩擦片間加潤滑油,潤滑方式采用(1)分澆油潤滑;(2)油浴潤滑,其浸入油中的部分約為離合器體積的5倍;(3)軸心供油潤滑,在高速和高頻動作時應采用軸心供油方法。

4、牙嵌式電磁離合器安裝時,必須保證端面齒之間有一定間隙,使空轉時無磨齒現象,但不得大于δ值。

5、電磁離合器及制動器為B級絕緣,正常溫升40℃。極限熱平衡時的工作溫度不允許超速100℃,否則線圈與摩擦部分容易發生破壞。

6、電源及控制線路,離合器電源為直流24伏(特殊定貨除外)。它由三相或單相交流電壓經降壓和全波整流(或橋式整流)得到,無穩壓及平波要求功率要足夠大。不允許用半波整流電源。

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