理论教育 汽车传动系统中离合器的作用及重要性

汽车传动系统中离合器的作用及重要性

时间:2023-06-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:同时,由于离合器的接合紧密程度逐渐增大,发动机经传动系统传给驱动车轮的转矩便逐渐增加,到牵引力足以克服起步阻力时,汽车即从静止开始运动并逐步加速。在汽车行驶过程中,为适应不断变化的行驶条件,传动系统经常要更换不同档位工作。因此,我们需要离合器来限制传动系统所承受的最大转矩,保证安全。

汽车传动系统中离合器的作用及重要性

传动系统(Transmission)

传动系统一般由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器差速器和半轴等组成。传动系统具有减速、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能。其基本功用是将发动机发出的动力传给汽车的驱动车轮,产生驱动力,使汽车能在一定速度上行驶。

离合器(Clutch)

主、从动部分在同轴线上传递动力或运动时,具有接合或分离功能的装置。

离合器由摩擦片、弹簧片、压盘以及动力输出轴组成,位于发动机和变速器之间的飞轮壳内,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器的输入轴。在汽车行驶过程中,驾驶人可根据需要踩下或松开离合器踏板,使发动机与变速器暂时分离和逐渐接合,以切断或传递发动机向变速器输出的动力。

离合器的作用在于:

●保证汽车平稳起步。在汽车起步前,自然要先起动发动机。而汽车起步时,汽车是从完全静止的状态逐步加速的。如果传动系统(它联系着整个汽车)与发动机刚性联系,变速器一挂上档,汽车将突然向前冲一下,但并不能起步。这是因为汽车从静止到前冲时,具有很大的惯性,对发动机造成很大的阻力矩。在这惯性阻力矩作用下,发动机瞬间转速急剧下降到最低稳定转速(一般300~500r/min)以下,发动机即熄火而不能工作,当然汽车也不能起步。因此,我们就需要离合器这样一个装置。在发动机起动后,汽车起步之前,驾驶人先踩下离合器踏板,将离合器分离,使发动机和传动系统脱开,再将变速器挂上档,然后逐渐松开离合器踏板,使离合器逐渐接合。在接合过程中,发动机所受阻力矩逐渐增大,故应同时逐渐踩下加速踏板,即逐步增加对发动机的燃料供给量,使发动机的转速始终保持在最低稳定转速之上,而不致熄火。同时,由于离合器的接合紧密程度逐渐增大,发动机经传动系统传给驱动车轮的转矩便逐渐增加,到牵引力足以克服起步阻力时,汽车即从静止开始运动并逐步加速。

●实现平顺的换档。在汽车行驶过程中,为适应不断变化的行驶条件,传动系统经常要更换不同档位工作。实现齿轮式变速器的换档,一般是拨动齿轮或其他挂档机构,使原用档位的某一齿轮副(由两个相啮合的齿轮组成的基本机构)退出传动,再使另一档位的齿轮副进入工作。在换档前必须踩下离合器踏板,中断动力传动,便于使原档位的啮合副脱开,同时使新档位啮合副的啮合部位的速度逐步趋向同步,这样进入啮合时的冲击可以大大减小,实现平顺的换档。

●防止传动系统过载。当汽车进行紧急制动时,若没有离合器,则发动机将因和传动系统刚性连接而急剧降低转速,因而其中所有运动件将产生很大的惯性力矩(其数值可能大大超过发动机正常工作时所发出的最大转矩),对传动系统造成超过其承载能力的载荷,而使机件损坏。有了离合器,便可以依靠离合器主动部分和从动部分之间可能产生的相对运动以消除这一危险。因此,我们需要离合器来限制传动系统所承受的最大转矩,保证安全。

摩擦式离合器(Friction Clutch)主、从动部分的接合组件采用摩擦副的离合器。

膜片弹簧离合器(Diaphragm Spring Clutch)

用膜片弹簧代替了一般螺旋弹簧以及分离杆机构而做成的离合器,因为它布置在中央,所以也可算中央弹簧离合器。

电磁离合器(Electromagnetic Clutch)

电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。电磁离合器可分为干式单片电磁离合器、干式多片电磁离合器、湿式多片电磁离合器、磁粉离合器和转差式电磁离合器等。电磁离合器工作方式又可分为通电接合和断电接合。(www.daowen.com)

膜片弹簧离合器示意图

干式单片电磁离合器(Dry Single Plate Elec-tromagnetic Clutch)

线圈通电时产生磁力吸合“衔铁”片,离合器处于接合状态;线圈断电时“衔铁”弹回,离合器处于分离状态。

干式多片电磁离合器(Dry Multi-plate Electromagnetic Clutch)

原理同上,另外增加几个摩擦副,同等体积转矩比干式单片电磁离合器大。

湿式多片电磁离合器(Wet Multi plate Electromagnetic Clutch)

原理同上,另外增加几个摩擦副,同等体积转矩比干式单片电磁离合器大。湿式多片电磁离合器工作时必须有油液冷却和润滑。

磁粉离合器(Magnetic Particle Clutch)

在主动件与从动件之间放置磁粉,不通电时磁粉处于松散状态,通电时磁粉接合,主动件与从动件同时转动。其优点是可通过调节电流来调节转矩,允许较大滑差;缺点是较大滑差时温升较大,相对价格高。

转差式电磁离合器(Slip Type Electromagnetic Clutch)

离合器工作时,主、从部分必须存在某一转速差才有转矩传递。转矩大小取决于磁场强度和转速差。励磁电流保持不变,转速随转矩增加而剧烈下降;转矩保持不变,励磁电流减少,转速减少得更加严重。

转差式电磁离合器由于主、从动部件间无任何机械连接,调整励磁电流即可以改变转速,可作无级变速器使用,这是它的优点。该离合器的主要缺点是转子中的涡流会产生热量,该热量与转速差成正比而且在低速运转时的效率很低,所以只适用于高频动作的机械传动系统。

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