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(guān)的方式傳遞至車軸上的裝置。
離合器安裝在發(fā)動機與變速器之間,是汽車傳動系中直接與發(fā)動機相聯(lián)系的總成件。通常離合器與發(fā)動機曲軸的飛輪組安裝在一起,是發(fā)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(jù)需要操縱離合器,使發(fā)動機和傳動系暫時分離或逐漸接合,以切斷或傳遞發(fā)動機向傳動系輸出的動力。它的作用是使發(fā)動機與變速器之間能逐漸接合,從而保證汽車平穩(wěn)起步;暫時切斷發(fā)動機與變速器之間的聯(lián)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(tǒng)過載,從而起到一定的保護作用。
離合器類似于開關(guān),接合或斷離動力傳遞作用,離合器機構(gòu)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(zhuǎn)動。離合器的主動件與從動件之間不可采用剛性聯(lián)系。任何形式的汽車都有離合裝置,只是形式不同而已。
根據(jù)《中國離合器制造行業(yè)產(chǎn)銷需求與投資預(yù)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(zhuǎn)差式電磁離合器等。
電磁離合器工作方式又可分為:通電結(jié)合和斷電結(jié)合。
干式單片電磁離合器:線圈通電時產(chǎn)生磁力吸合“銜鐵”片,離合器處于接合狀態(tài);線圈斷電時“銜鐵”彈回,離合器處于分離狀態(tài)。
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(zhuǎn)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(tài),通電時磁粉結(jié)合,主動件與從動件同時轉(zhuǎn)動。優(yōu)點:可通過調(diào)節(jié)電流來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩,允許較大滑差。缺點:較大滑差時溫升較大,相對價格高。
轉(zhuǎn)差式電磁離合器:離合器工作時,主、從部分必須存在某一轉(zhuǎn)速差才有轉(zhuǎn)矩傳遞。轉(zhuǎn)矩大小取決于磁場強度和轉(zhuǎn)速差。勵磁電流保持不變,轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩增加而劇烈下降;轉(zhuǎn)矩保持不變,勵磁電流減少,轉(zhuǎn)速減少得更加嚴重。
轉(zhuǎn)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(diào)整勵磁電流可以改變轉(zhuǎn)速,作無級變速器使用,這是它的優(yōu)點。該離合器的主要缺點是轉(zhuǎn)子中的渦流會產(chǎn)生熱量,該熱量與轉(zhuǎn)速差成正比。低速運轉(zhuǎn)時的效率很低,效率值為主、從動軸的轉(zhuǎn)速比,即η=n2/n1。
適用于高頻動作的機械傳動系統(tǒng),可在主動部分運轉(zhuǎn)的情況下,使從動部分與主動部分結(jié)合或分離。
主動件與從動件之間處于分離狀態(tài)時,主動件轉(zhuǎn)動,從動件靜止;主動件與從動件之間處于接合狀態(tài),主動間帶去從動件轉(zhuǎn)動。
廣泛適用于機床、包裝、印刷、紡織、輕工、及辦公設(shè)備中。
電磁離合器一般用于環(huán)境溫度-20—50℃,濕度小于85%,無爆炸危險的介質(zhì)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(yīng)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(gòu)和操縱機構(gòu)四部分組成。主、從動部分和壓緊機構(gòu)是保證離合器處于接合狀態(tài)并能傳動動力的基本結(jié)構(gòu),而離合器的操縱機構(gòu)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(nèi)首先消除離合器的自由間隙,然后在工作行程內(nèi)產(chǎn)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(fù)位彈簧的作用下向后移動,產(chǎn)生自由間隙,離合器接合。
對于手動擋的車型而言,離合器是汽車動力系統(tǒng)的重要部件,它擔負著將動力與發(fā)動機之間進行切斷與連接的工作。在城市道路或者復(fù)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(xiàn)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(yīng)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(fā)動機與變速箱之間,用來將發(fā)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(qū)動輪適量的驅(qū)動力和扭矩,屬于動力總成的范疇。在半聯(lián)動的時候,離合器的動力輸入端與動力輸出端允許有轉(zhuǎn)速差,也就是通過其轉(zhuǎn)速差來實現(xiàn)傳遞適量的動力。
離合器分為三個工作狀態(tài),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(lián)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(zhuǎn)速相同。 最后一種是離合器的半連動狀態(tài),壓盤與摩擦片的摩擦力小于全連動狀態(tài)。此時,離合器壓盤與飛輪上的摩擦片之間是滑動摩擦狀態(tài),飛輪的轉(zhuǎn)速大于輸出軸的轉(zhuǎn)速,從飛輪傳輸出來的動力部分傳遞給變速箱。這種狀態(tài)下,發(fā)動機與驅(qū)動輪之間相當于一種軟連接狀態(tài)。
一般來說,離合器是在車輛起步和換擋的時候發(fā)揮作用,此時變速箱的一軸和二軸之間存在轉(zhuǎn)速差,必須將發(fā)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(zhuǎn)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(fā)動機動力結(jié)合,使動力繼續(xù)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(nèi)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(fā)生彈性作用,緩沖外界刺激,有效的保護了發(fā)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(shù)、離合器的直徑、摩擦片的位置以及離合器的數(shù)目是決定離合器性能的關(guān)鍵因素。彈簧的剛度越大,摩擦片的摩擦系數(shù)越高,離合器的直徑越大,離合器性能也就越好。
保證汽車平穩(wěn)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(fā)動機。而汽車起步時,汽車是從完全靜止的狀態(tài)逐步加速的。如果傳動系(它聯(lián)系著整個汽車)與發(fā)動機剛性地聯(lián)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(fā)動機造成很大的阻力矩。在這慣性阻力矩的作用下,發(fā)動機在瞬時間轉(zhuǎn)速急劇下降到最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速(一般300-500RPM)以下,發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)動機所受阻力矩逐漸增大,故應(yīng)同時逐漸踩下加速踏板,即逐步增加對發(fā)動機的燃料供給量,使發(fā)動機的轉(zhuǎn)速始終保持在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)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(fā)動機經(jīng)傳動系傳給驅(qū)動車輪的轉(zhuǎn)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(xiàn)平順的換檔
在汽車行駛過程中,為適應(yīng)不斷變化的行駛條件,傳動系經(jīng)常要更換不同檔位來進行工作。實現(xiàn)齒輪式變速器的換檔,一般是撥動齒輪或其他掛檔機構(gòu),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(xiàn)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(fā)動機將因和傳動系剛性連接而急劇降低轉(zhuǎn)速,因而其中所有運動件將產(chǎn)生很大的慣性力矩(其數(shù)值可能大大超過發(fā)動機正常工作時所發(fā)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(chǎn)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。
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(yīng)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(yīng)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(zhuǎn)時無磨齒現(xiàn)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(fā)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(jīng)降壓和全波整流(或橋式整流)得到,無穩(wěn)壓及平波要求功率要足夠大。不允許用半波整流電源。