離合器工作原理資料doc

1、離合器工作原理 作者 Karim Nice and Charles W. Bryant本文包括:1. 引言 2. 了解更多信息 3. 閱讀所有引擎蓋下類文章 引言如果您駕駛的汽車帶有手動(dòng)變速器,您也許會(huì)驚訝地發(fā)現(xiàn)汽車上裝有多個(gè)離合器 其實(shí)裝有自動(dòng)變速器的汽車同樣裝有離合器 事實(shí)上,我們在日常生活中接觸的許多物品都帶有離合器: 如很多電池式鉆孔機(jī)帶有離合器,鏈鋸帶有離心式離合器,甚至有些溜溜球也帶有離合器! 汽車中離合器的位置本文將介紹使用離合器的原因,使您了解離合器在汽車中的工作原理,并且討論一下一些可以放置離合器的有趣的甚至可能令人意想不到的位置! 離合器對于帶

2、有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的設(shè)備很有用在這些設(shè)備中,一個(gè)軸通常由電機(jī)或皮帶輪來驅(qū)動(dòng),而另一個(gè)軸用來驅(qū)動(dòng)其他設(shè)備例如在鉆孔機(jī)中,一個(gè)軸由電機(jī)驅(qū)動(dòng),另一個(gè)軸驅(qū)動(dòng)鉆夾頭 離合器連接了兩個(gè)軸,這樣它們可以鎖定在一起,以同樣的速度旋轉(zhuǎn),或者分離,以不同的速度旋轉(zhuǎn) Your browser does not support JavaScript or it is disabled. 基本離合器您需要在汽車中安裝離合器,因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)始終在旋轉(zhuǎn),而車輪則不會(huì)要使車輛停止而不損壞發(fā)動(dòng)機(jī),車輪需要以某種方式與發(fā)動(dòng)機(jī)斷開離合器通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間的滑程,使我們可以輕松地將旋轉(zhuǎn)著的發(fā)動(dòng)機(jī)連接到?jīng)]有旋轉(zhuǎn)的變速器上要了解離合器的工

3、作原理,知道一點(diǎn)有關(guān)摩擦的知識(shí)是很有幫助的 在下圖中,您可以看到飛輪是連接在發(fā)動(dòng)機(jī)上的,而離合器片是連接在變速器上的 Your browser does not support JavaScript or it is disabled. 汽車離合器的展開視圖 當(dāng)腳離開踏板時(shí),彈簧會(huì)向離合器盤方向推動(dòng)壓盤,從而擠壓飛輪這樣可將發(fā)動(dòng)機(jī)鎖定到變速器輸入軸上,使它們以相同的速度旋轉(zhuǎn)美國卡羅萊納州野馬供圖壓盤離合器作用力的大小取決于離合器片和飛輪之間的摩擦力以及彈簧對壓盤的壓力的大小離合器中摩擦力的工作方式與制動(dòng)器的原理摩擦部分描述的缸體的工作方式一樣,只不過它是將彈簧壓在離合器片上,而不是依靠重力將物

4、體壓向地面Your browser does not support JavaScript or it is disabled. 離合器如何接合和分離 踩下離合器踏板時(shí),電纜或液壓活塞將推動(dòng)分離叉,從而向膜片彈簧的中間部位按壓分離軸承 由于膜片彈簧的中間部位被推入,彈簧外側(cè)附近的一組銷將導(dǎo)致彈簧將壓盤從離合器盤上拉開(參見下圖) 這可使離合器從旋轉(zhuǎn)著的發(fā)動(dòng)機(jī)上分離美國卡羅萊納州野馬供圖離合器片請注意離合器片中的彈簧這些彈簧有助于變速器免受離合器接合時(shí)帶來的震動(dòng)有關(guān)離合器的最常見問題是盤上的摩擦材料會(huì)磨薄 離合器盤上的摩擦材料與盤式制動(dòng)器襯塊或鼓式制動(dòng)器制動(dòng)蹄上的摩擦材料非常類似,一段時(shí)間后就會(huì)

5、磨薄磨薄之后離合器將開始打滑,最終無法將任何動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)傳輸?shù)杰囕嗠x合器只在離合器盤和飛輪以不同速度旋轉(zhuǎn)時(shí)才會(huì)發(fā)生磨損當(dāng)它們鎖定在一起時(shí),摩擦材料會(huì)緊緊地頂住飛輪,并且同步旋轉(zhuǎn)只有在離合器盤逆著飛輪打滑時(shí),才會(huì)發(fā)生磨損因此,如果您是那種經(jīng)常使離合器打滑的人,您的離合器會(huì)磨損的更快 另一個(gè)偶爾與離合器相關(guān)的故障是釋放軸承發(fā)生磨損 故障的特點(diǎn)通常是:只要離合器一接合,就會(huì)發(fā)出“隆隆”的噪聲 您的汽車或車庫中還有許多其他類型的離合器: · 一個(gè)自動(dòng)變速器含有幾個(gè)離合器 它們用于接合或分離不同的行星齒輪組 · 汽車中的空調(diào)壓縮機(jī)具有一個(gè)電磁離合器,它可以使壓縮機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下

6、關(guān)閉當(dāng)電流流過離合器中的電磁線圈時(shí),離合器接合電流一旦停止(例如關(guān)閉空調(diào)時(shí)),離合器就會(huì)分離 · 大多數(shù)裝有發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇的車輛都配備有恒溫控制的粘性離合器該離合器位于風(fēng)扇的中心,被通過散熱器流出的氣流所包圍這種類型的離合器是特殊的粘性離合器,很像有時(shí)裝在全輪驅(qū)動(dòng)車輛中的粘性耦合器 離合器中的離合器液會(huì)隨著溫度的升高變濃,從而導(dǎo)致風(fēng)扇加速旋轉(zhuǎn),以趕上發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度當(dāng)汽車處于冷態(tài)時(shí),離合器液保持冷態(tài),風(fēng)扇緩慢旋轉(zhuǎn),將發(fā)動(dòng)機(jī)快速暖機(jī)到正確的工作溫度 · 許多汽車都裝有限滑差速器或粘性耦合器,它們都使用離合器來幫助增加牽引力 · 氣動(dòng)鏈鋸和除草器具有離心式離合器,

7、以便在不關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下鏈條或弦就可以停止旋轉(zhuǎn) 帶有電磁離合器的汽車空調(diào)壓縮機(jī)雙離合器變速器工作原理 作者 Bill Harris本文包括:1. 引言 2. 變速器軸和多片離合器 3. 雙離合器變速器的優(yōu)缺點(diǎn) 4. 雙離合器變速器簡史 5. 了解更多信息 6. 閱讀所有引擎蓋下類文章 引言Audi Press Database供圖奧迪直接換擋變速器大多數(shù)人都知道汽車的變速器分為兩種基本類型:手動(dòng)和自動(dòng)手動(dòng)變速器要求駕駛員踩下離合器踏板并使用換擋桿來實(shí)現(xiàn)換擋;而自動(dòng)變速器可以使用離合器變矩器和行星齒輪組為駕駛員完成全部換擋工作 但是還

8、有一種介于二者之間并綜合了二者各自優(yōu)點(diǎn)的變速器:雙離合器變速器這種變速器也稱為半自動(dòng)變速器“無離合”手動(dòng)變速器和自動(dòng)手動(dòng)變速器 在賽車領(lǐng)域,半自動(dòng)變速器(例如順序手動(dòng)變速器)多年來一直占據(jù)主導(dǎo)地位 但是在量產(chǎn)車中,這還是一種相對較新的技術(shù)被稱作雙離合器變速器或直接換擋變速器的這些特定設(shè)計(jì)采用的就是這種技術(shù) 鳴謝感謝杰夫·貝克曼為本文提供的協(xié)助 本文將探討雙離合器變速器的工作原理它與其他兩種變速器的對比,以及為何有人預(yù)言這種變速器代表了未來的發(fā)展趨勢 手動(dòng)操作還是自動(dòng)操作雙離合器變速器在一個(gè)變速器中實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)手動(dòng)變速器的功能 為了幫助您理解這句話的含義,我們可以回顧一下傳統(tǒng)的手動(dòng)變速器

9、的工作原理 在使用標(biāo)準(zhǔn)換擋桿換擋的汽車中,如果駕駛員要從一個(gè)擋位換到另一個(gè)擋位,他先要踩下離合器踏板 此動(dòng)作可以操作一個(gè)離合器,使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器斷開連接,中斷輸送到變速器的動(dòng)力 然后,駕駛員使用換擋桿選擇新的擋位,這個(gè)過程涉及到將齒形聯(lián)軸器從一個(gè)齒輪移動(dòng)到另一個(gè)不同大小的齒輪 稱為“同步器”的設(shè)備會(huì)讓齒輪在結(jié)合之前相匹配以防止磨齒 一旦換入了新的擋位,駕駛員就可以松開離合器踏板,從而使發(fā)動(dòng)機(jī)重新連接到變速器,并將動(dòng)力傳送給車輪 由此可見,在傳統(tǒng)的手動(dòng)變速器中,從發(fā)動(dòng)機(jī)到車輪沒有連續(xù)的動(dòng)力輸出 在換擋的過程中,動(dòng)力傳送將從“有”到“無”再到“有”進(jìn)行變化,這樣就會(huì)導(dǎo)致“換擋沖擊”或“扭矩中斷”現(xiàn)

10、象 對于技術(shù)不熟練的駕駛員,這種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致車上的乘客在換擋過程中感到前后搖晃 雙離合器變速器工作原理對比之下,雙離合器變速器使用兩個(gè)離合器,但沒有離合器踏板先進(jìn)的電子系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)像控制標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)變速器那樣對離合器進(jìn)行控制 但在雙離合器變速器中,各離合器單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn) 一個(gè)離合器控制奇數(shù)擋(一擋三擋五擋和倒擋),另一個(gè)離合器控制偶數(shù)擋(二擋四擋和六擋) 這樣,不需要中斷從發(fā)動(dòng)機(jī)到變速器的動(dòng)力傳送就可以換擋 其工作方式如下: 駕駛員也可以選擇完全自動(dòng)模式,從而將所有換擋工作交給計(jì)算機(jī)完成 在這種模式下,駕駛體驗(yàn)非常類似于普通自動(dòng)擋車 由于雙離合器變速器可以“逐漸退出”一個(gè)擋位并“逐漸接入”另一

11、個(gè)擋位,因此減少了換擋沖擊 更重要的是,換擋是在負(fù)載下完成的,因此可以始終維持動(dòng)力輸出 獨(dú)創(chuàng)性的雙軸構(gòu)造使奇數(shù)擋和偶數(shù)擋分離,從而使這一切成為可能 我們將在下一節(jié)了解有關(guān)這兩個(gè)軸的知識(shí) 變速器軸和多片離合器在雙離合器變速器的中央是一個(gè)由兩個(gè)部分構(gòu)成的變速器軸 普通的手動(dòng)變速器將所有擋位的齒輪安放在一根輸入軸上,與此不同的是,雙離合器變速器將奇數(shù)擋齒輪和偶數(shù)擋齒輪分別安放到兩根輸入軸上 這是如何實(shí)現(xiàn)的呢? 外軸是中空的,其中留有嵌套內(nèi)軸的空間 外部的中空軸為二擋和四擋提供動(dòng)力,而內(nèi)軸為一擋三擋和五擋提供動(dòng)力 下圖顯示了典型的五速雙離合器變速器的這種結(jié)構(gòu) 請注意,一個(gè)離合器控制二擋和四擋,而另一個(gè)

12、獨(dú)立的離合器控制一擋三擋和五擋 這就是可以實(shí)現(xiàn)瞬間換擋并保持連續(xù)動(dòng)力傳輸?shù)脑E竅 標(biāo)準(zhǔn)的手動(dòng)變速器由于必須使用一個(gè)離合器來控制所有的奇數(shù)擋和偶數(shù)擋齒輪,因而無法做到這一點(diǎn)由于雙離合器變速器與自動(dòng)變速器類似,因此,您可能會(huì)認(rèn)為,雙離合器變速器會(huì)像自動(dòng)變速器一樣需要一個(gè)變矩器,以用來將發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩從發(fā)動(dòng)機(jī)傳送到變速器 但是,雙離合器變速器不需要變矩器 市場上當(dāng)前的雙離合器變速器使用的是濕式多片離合器 “濕式”離合器是指將離合器組件浸泡在潤滑液中以減少摩擦并限制發(fā)熱的離合器 有幾家制造商正在開發(fā)使用干式離合器(像那些通常與手動(dòng)變速器關(guān)聯(lián)的離合器那樣)的雙離合器變速器,但現(xiàn)在裝備雙離合器變速器的所有量產(chǎn)車

13、使用的都是濕式離合器 許多摩托車使用了單一的多片離合器 濕式多片離合器和變矩器一樣,都是使用液壓來驅(qū)動(dòng)齒輪 液體作用于離合器活塞內(nèi)部,如上圖所示 當(dāng)離合器結(jié)合后,活塞內(nèi)部的液壓迫使一組螺旋彈簧分離,從而將一系列離合器片和摩擦盤推向固定的壓板 摩擦盤有內(nèi)部齒形,其大小和形狀可與離合器從動(dòng)鼓上的花鍵嚙合 而動(dòng)鼓又連接到將接收傳動(dòng)力的齒輪 奧迪的雙離合器變速器在其濕式多片離合器中既有一個(gè)小的螺旋彈簧,又有一個(gè)大的膜片彈簧 為了使離合器分開,活塞內(nèi)部的液壓會(huì)減少 這樣就可以讓活塞彈簧松弛下來,從而減少離合器總成和壓板上的壓力雙離合器變速器的優(yōu)缺點(diǎn)希望您現(xiàn)在已經(jīng)清楚為什么會(huì)將雙離合器變速器歸類為自動(dòng)手動(dòng)

14、變速器雙離合器變速器的操作大體上與標(biāo)準(zhǔn)的手動(dòng)變速器類似: 雙離合器變速器使用了輸入軸和輔助軸來安放齒輪同步器和離合器 由于實(shí)際的換擋工作是由計(jì)算機(jī)電磁閥和液壓系統(tǒng)完成的,因此雙離合器變速器沒有離合器踏板 即使沒有離合器踏板,駕駛員仍然可以通過翹板開關(guān)按鈕或換擋桿“告訴”計(jì)算機(jī)何時(shí)采取動(dòng)作輕松的駕駛體驗(yàn)僅僅是雙離合器變速器帶來的眾多優(yōu)點(diǎn)之一 由于升擋僅需要8毫秒,很多人都認(rèn)為,雙離合器變速器在市場上現(xiàn)有的任何車輛中可以提供最為凌厲的加速度 由于雙離合器變速器消除了手動(dòng)變速器中伴隨換擋帶來的換擋沖擊(甚至有些自動(dòng)變速器中也存在),自然可以提供平穩(wěn)的加速 最為突出的優(yōu)點(diǎn)是,雙離合器變速器可以讓駕駛員

15、自由選擇是自己控制換擋還是交由計(jì)算機(jī)來完成 Audi Press Database 供圖配有雙離合器變速器的奧迪TT Roadster雙離合器變速器最為引人關(guān)注的優(yōu)點(diǎn)可能是節(jié)油 由于從發(fā)動(dòng)機(jī)到變速器的動(dòng)力傳送不會(huì)發(fā)生中斷,因此可以顯著降低油耗 有些專家認(rèn)為,六速雙離合器變速器與傳統(tǒng)的五速自動(dòng)變速器相比,最多可以節(jié)油10% 很多汽車制造商都對雙離合器變速器技術(shù)感興趣 不過,有些汽車制造商對于因改造生產(chǎn)線以提供新型變速器而帶來的附加成本還存有顧慮 這些附加成本最初會(huì)增加裝備雙離合器變速器汽車的成本,而這可能不會(huì)受到精明的消費(fèi)者的歡迎此外,有些制造商已經(jīng)在替代變速器技術(shù)上投入了巨資 最值得注意的一項(xiàng)

16、技術(shù)就是無級(jí)變速器,即CVTCVT是一種自動(dòng)變速器,可使用移動(dòng)的滑輪系統(tǒng)和皮帶或鏈條,在一個(gè)很寬的范圍內(nèi)無級(jí)調(diào)節(jié)齒數(shù)比 CVT還可以減少換擋沖擊,并且可以顯著降低油耗 但CVT無法滿足高性能汽車的高扭矩要求 雙離合器變速器則沒有這類問題,因而是高性能汽車的理想之選 在歐洲,手動(dòng)變速器憑借其性能和節(jié)油的優(yōu)勢成為人們的首選,因此有人預(yù)言,雙離合器變速器將會(huì)占據(jù)25%的歐洲市場 到2012年,西歐生產(chǎn)的汽車中將只有1%會(huì)安裝CVT 下面我們來回顧雙離合器變速器的歷史,并展望其未來的前景雙離合器變速器簡史發(fā)明雙離合器變速器的人是汽車工程技術(shù)方面的先驅(qū)Adolphe Kégresse(阿道夫加

17、爾奇)以開發(fā)了半履帶車而聞名于世,這是一種裝備了橡膠履帶的車輛,可以在各種地形中越野行駛1939年,加爾奇構(gòu)思了雙離合器變速器的設(shè)想,希望應(yīng)用于具有傳奇色彩的雪鐵龍Traction(前驅(qū))車上 不幸的是,當(dāng)時(shí)不利的商業(yè)環(huán)境阻礙了這一設(shè)想的繼續(xù)發(fā)展 UK Cars 供圖加爾奇為雪鐵龍?jiān)O(shè)計(jì)的雙離合器變速器的草圖奧迪和保時(shí)捷都采用了雙離合器的概念,但最初的應(yīng)用只限于賽車上956和962C賽車上就采用了“保時(shí)捷雙離合器”(簡稱“PDK”)1986年,保時(shí)捷962奪得了蒙扎1000公里世界跑車原型車錦標(biāo)賽的桂冠,這是裝備了PDK半自動(dòng)翹板開關(guān)換擋變速器的汽車在這一賽事中首次奪魁 奧迪也在1985年創(chuàng)造了歷史,當(dāng)時(shí),裝備了雙離合器變速器的Sport quattro S1拉力賽車在海拔高達(dá)4300米的派克峰 (Pikes Peak) 舉行的山道賽中一舉奪冠 保時(shí)捷(北美) 供圖保時(shí)捷962但是,直到最近,雙離合器變速器的商業(yè)化才變得可行 大眾汽車一直是雙離合器變速器應(yīng)用的先鋒,獲得了博格華納 (BorgWarner) 的DualTronic技術(shù)的許可 目前,只有歐洲才有裝備了雙離合器變速器的量產(chǎn)汽車 這些車型包括大眾的甲殼蟲高爾夫途安和捷達(dá);奧迪的TT和A3