离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳中。离合器总成用螺钉固定在飞轮的后平面上,离合器的输出轴是变速箱的输入轴。汽车行驶时,驾驶员可以根据需要踩下或松开离合器踏板,使发动机和变速箱暂时分离,逐渐接合,切断或传递发动机输入到变速箱的动力。离合器是机械传动中常见的部件,可以随时分离或接合传动系统。基本要求是:接合顺畅,分离迅速彻底;调整和维修方便;外部维度小;素质低;耐磨性好,散热能力足;操作方便省力,分为咬合式和摩擦式两种。
离合器的结构和工作原理
所谓离合器,顾名思义就是用“关”和“开”来传递适量的动力。它位于发动机和变速箱之间,用于将储存在发动机飞轮上的扭矩传递给变速箱,以保证车辆在不同行驶工况下向驱动轮传递适当的驱动力和扭矩,属于动力总成范畴。在半联动时,离合器的动力输入端和动力输出端之间存在速度差,即通过速度差传递适量的动力。
离合器分为三种工作状态,即离合器压下时不联动,离合器不压下时全联动,离合器部分压下时半联动。车辆启动时,驾驶员踩下离合器,离合器踏板的运动将压盘拉回,即压盘与摩擦片分离。此时压板与飞轮完全不接触,所以没有相对摩擦力。车辆正常行驶时,压盘紧紧地压在飞轮的摩擦片上。此时压板与摩擦片之间的摩擦力最大,输入轴与输出轴保持相对静摩擦,转速相同。最后一种是离合器的半联动状态,压盘和摩擦片之间的摩擦力小于全联动状态。
此时,离合器压盘与飞轮上的摩擦片之间存在滑动摩擦,飞轮的转速大于输出轴的转速,飞轮传递的动力有一部分传递给变速箱。
在这种状态下,发动机和驱动轮处于软连接状态。一般来说,车辆起步换挡时离合器工作。此时,齿轮箱的第一轴和第二轴之间存在速度差。同步器只有在发动机动力从第一轴切断后,才能保持第一轴的速度与第二轴同步。齿轮啮合后,一根轴通过离合器与发动机动力结合,使动力得以持续传递。
在离合器中,还有一个不可缺少的缓冲装置。它由两个飞轮状圆盘组成,圆盘上冲压有矩形凹槽,凹槽内设有弹簧。遇到剧烈冲击时,两个圆盘之间的弹簧发生弹性相互作用,缓冲外界刺激,从而有效保护发动机和离合器。
在离合器附件中,压盘弹簧的强度、摩擦片的摩擦系数、离合器直径、摩擦片的位置和离合器的数量是决定离合器性能的关键因素。弹簧刚度越大,摩擦片摩擦系数越高,离合器直径越大,离合器性能越好。
汽车离合器的类型
第一:膜片弹簧离合器。
使用膜片弹簧作为压缩弹簧的离合器称为膜片弹簧离合器。
膜片弹簧离合器也分为A,推膜片弹簧离合器和B,拉膜片弹簧离合器。其结构由离合器盖和压盘总成、离合器从动盘总成、离合器分离轴承和飞轮组成。
特点:膜片弹簧离合器的扭矩容量大且稳定;操作简单;结构简单紧凑;散热通风性能好;摩擦片使用寿命长。膜片弹簧的安装位置与离合器的旋转轴完全对称,因此其压紧力不受离心力的影响,适合高速旋转。而且制造膜片弹簧的技术水平也在不断提高,所以这种离合器在汽车上的应用越来越多。
第二:圆周弹簧离合器。
目前,周向弹簧离合器主要用于商用卡车。在结构上,螺旋弹簧沿压板的圆周同心布置。
压盘、释放杆和螺旋弹簧都安装在离合器盖内,形成离合器盖总成。飞轮是离合器的一个主动摩擦面,而另一个主动摩擦面是压盘。
特点:螺旋弹簧用于圆周弹簧离合器是线性的。摩擦片磨损时,弹簧伸长,压紧力减小,不利于离合器可靠的扭矩传递。因此,可以采用组合式圆周螺旋弹簧的结构来代替,在大弹簧内部放置一个弹簧,大弹簧反向旋转,弹簧刚度不同。
为了保证摩擦片上的压力分布尽可能均匀,压缩弹簧的数量不宜太少,应随摩擦片直径的增加而增加,有时甚至排成两排。
第三:中央弹簧离合器。
称为中心弹簧离合器,它采用1-2个圆柱形螺旋弹簧或横截面为矩形的圆锥形螺旋弹簧作为设置在离合器中间的压缩弹簧。
其结构部件有:压盘、离合器盖、调节环、弹性压杆、风叶、压缩弹簧、分离轴承、分离套和压盘分离弹簧。
特点:中心弹簧离合器的压缩弹簧不与压盘直接接触,所以压盘摩擦产生的热量不会直接传递给弹簧,造成其回火失效。
中心弹簧的压紧力通过杠杆系统作用在压板上,并根据杠杆比放大,这样用较小的弹簧力就可以获得足够大的压板压紧力。
一些中心弹簧离合器的弹性压杆的中段常做成叶片状,成为扇叶,有利于离合器的通风散热。