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离合器

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各种离合器

离合器(英语:clutch)是把汽车或其他动力机械的引擎动力以开关的方式传递至车轴上的装置,香港俗称极力子,乃从英语clutch而来;台湾话则常以离仔日文クラッチ称之。

原理

当离合器踏板释放时,飞轮内的压板利用弹簧的力量,紧紧压住摩擦板,使两者之间处于没有滑动的连动现象,达成连接的目的,而引擎的动力便可以透过此一机构,传递至变速箱,完成动力传动的工作。

而当踩下踏板时,机构将向弹簧加压,使得弹簧的周边翘起,压皮便与摩擦板脱离。此时摩擦板与飞轮之间已无法连动,即便引擎持续运转,动力仍不会传递至变速箱及车轮,此时,驾驶者便可以进行换档以及停车等动作,而不会使得引擎熄火。

构造

又名为双离合器变速箱,它有两套离合器,以K1与K2表示。K1是主要的动力接收源;从引擎飞轮传送出来的动力就是与K1直接连结,再经由下面会说明的过程送入变速箱内转换。 http://www.valueparts.com.tw/articles/image/tech_DSG_2.jpg 图中红色断面就是K1外离合器的承载外壳,各位可以用这个方式理解:想像K1外离合器载壳是一个大碗公,里面镶著好几层的盘子,碗公内缘有成排的齿轮状凹凸槽,盘子外缘也有与之对应的凹凸槽,所以盘子可以一片一片地放入碗公中,但不能在碗公中旋转。而且盘子的中间

部分是中空。要注意的是,断面呈红色的K1离合器载壳,是会跟着引擎旋转的一整个个体。

K1内离合器载壳,则是中空的盘子的内缘与碗公的外缘结合,同样地,盘子内缘可以在碗公的外缘上下移动,但是不行旋转,这些"盘子"就是离合器。

如果要把动力传输给一号输入轴,控制电脑会对K1油压室加压,一号柱塞因而被推动,K1内离合器载壳跟K1外离合器载壳所属的离合器(就是那些不会跟着碗公选转,只能顺着齿轮左右滑移)便会相互结合,K1内离合器载壳跟着选转,与其紧密集合的一号输入轴便跟着转动(一号输入轴和K1内离合器载壳紧密结合,在图中的断面图呈蓝色)。

第二组离合器,也就是K2离合器;它的运作原理跟第一组离合器一样:当K2油压室加压时,K2柱塞会被推动,让K2内离合器载壳、K2离合器、K1外离合器载壳,三者结合在一起,动力便从K1外离合器载壳,传输到断面呈绿色的二号输入轴。

二号输入轴上有二、四、六之档位齿轮。请注意二号输入轴是中空物体,一号输入轴装置于二号输入轴的内部,两者各自运作互不干扰,两者的相对位置如下图所示。两支输出轴上的脉冲齿轮,是电脑需要随时监控输出轴转速,让感应器能够借着脉冲计算转速,所设置的。 http://www.valueparts.com.tw/articles/image/tech_DSG_3.jpg

汽车用离合器的基本功能

  1. 在汽车起步时,通过离合器主、从部分之间的滑磨、转速的逐渐接近,确保汽车起步平稳。
  2. 当变速器换挡时,通过离合器主、从部分的迅速分离来切断动力的传递,以减轻齿轮轮齿间的冲击,保证换挡时工作平顺。
  3. 当传给离合器的转矩超过其所能传递的最大转矩时,其主、从部分之间将产生滑磨,防止传动系统过载。

种类

锥形离合器

锥形离合器

“锥形离合器”是离合器一种,作用与“圆盘离合器”相同,是以构件的形状区分命名。圆锥离合器是以圆锥代替圆盘,当两个锥面通过摩擦来传递扭矩。由于楔作用和作用面积增大的原因,圆锥离合器传递的扭矩比圆盘离合器更大。

锥形离合器有锥形摩擦面,这个锥体意味着一个驱动器的移动量,会以比圆盘离合器更慢的速度与表面接合,此外,驱动力量会在接合的表面上施予更多的压力。常见的例子有手排变速箱的同步齿环,同步齿环负责同步移动轴心和齿轮的速度,以及确保能平稳的变速。

用途

汽车

汽油引擎动力车辆在运行之时,引擎是持续运转的。但为了符合汽车行驶上的需求,车辆必须有停止、换档等动作,因此必须在引擎对外连动之处,加入一组机构,以视需求中断动力的传递,以在引擎持续运转的情形之下,达成让车辆静止或是进行换档的动作。这组机构,便是动力接续装置。

近来发展

离合器这组机构被装置在引擎与手排变速箱之间,负责将引擎的动力传送到手排变速箱。近年来的电脑控制自动手排与Audi的Multitronic CVT变速箱则由电脑控制离合器,达到与手排车同样良好的传动效率。

参考资料

  • 陈家瑞. 《汽车构造》下册 第二版. 北京: 机械工业出版社. 2005年1月: 第10–11页. ISBN 7-111-15617-X (中文(中国大陆)). 

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