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離合器構造與工作原理

生活 更新时间:2024-12-25 09:46:05

【卡車之家 原創】我們之前談到了雙離合、雙片離合器、雙質量飛輪離合器的區别。但是在評論區裡,我看到有幾位卡友依然會把這幾個概念搞混。恰巧,我本科畢業設計做得就是重卡離合器設計(雖然我做得非常水),但多少了解過一些東西,所以這一期咱們就來單獨聊一聊離合器。

離合器的發展

早期的汽車離合器其實是來自其它的機械設備。有資料表示,第一代的離合器是一種平面皮帶(個人推斷應該是小摩托車上的那種離心式離合器)。但是皮帶的傳動效率太低、磨損非常嚴重,尤其到了雨天,動力傳遞更是容易出現問題。随着變速箱擋位增加,離合器還要不斷承受更大的扭矩,于是人們就發明了各種各樣的離合器,其中就包括現代離合器的先驅——基于摩擦原理的離合器。

離合器構造與工作原理(一個小小的離合器)1

由于離合器需要在分離和結合之間進行切換,因此彈簧肯定是必不可少的原件。駕齡較長的卡友都知道,以前的卡車離合器采用的都是螺旋彈簧,有的放在中間,有的分布在外圈。而現在的離合器裡邊并沒有這些彈簧,而是換成了一組帶有爪子的盤子。

離合器構造與工作原理(一個小小的離合器)2

其實,這些爪子也是一種彈簧,它叫做“膜片彈簧”。

膜片彈簧離合器誕生于1936年通用汽車的研究室裡,并在1930年代後期在美國大批量生産。1950年代中期開始應用在一些單一的歐洲車型上。保時捷356,寶馬700和DKW Munga是第一批配備了膜片彈簧離合器的德國制造的汽車。膜片彈簧離合器大批量生産始于1965年的歐寶Rekrod車型。

離合器構造與工作原理(一個小小的離合器)3

在過去的幾年中,膜片彈簧離合器的品種已經能全面覆蓋國内重、中、輕、轎、微及農用等車型需求。那麼,為什麼不用螺旋彈簧而用膜片彈簧呢?

膜片彈簧——更舒服更可靠

大家都知道,螺旋彈簧壓得越緊,彈力就越大——也就是說,離合器踏闆踩得越深越費勁。但是膜片彈簧不一樣,它是變形到一定程度時彈力最大,再繼續變形,彈力反而會變小——也就是說,離合器踏闆踩得越深,不一定越沉。

離合器構造與工作原理(一個小小的離合器)4

對于超載的車輛來說,顯然螺旋彈簧能夠提供更大的彈力來壓住離合器片,保障動力輸出。但對于标載車輛來說,不需要過大的彈力,這時如果選擇好膜片彈簧的加載點,就能夠在保障壓緊力的同時,讓離合器踏闆更加輕便省力,減輕駕駛員疲勞。

同時,對于螺旋彈簧離合器來說,随着摩擦片的磨損變薄,彈簧形變量肯定變小,因此壓緊力肯定也會逐漸減小,但是膜片彈簧反而會先變大再減小。

(高能預警:下面紅字是具體說明,覺得頭疼的人趕緊繞開)

離合器構造與工作原理(一個小小的離合器)5

比如上面這張圖:離合器裝好時,彈簧被壓在b位置;踩下離合器時,彈簧被壓到c位置;磨損一段時間後,彈簧恢複到a位置,這時候:

對于螺旋彈簧來說:踩下離合器踏闆的力會越來越重;離合器片磨損後壓緊力會變小。

對于膜片彈簧來說:踩下離合器踏闆的力會越踩越輕;離合器片磨損後壓緊力反而會增大;

因此,膜片彈簧離合器相比于螺旋彈簧來說,更加舒服、更加可靠。

如今重卡常用離合器——單片推式膜片彈簧離合器

上一期内容我們說過,早些年重卡離合器為了能夠傳遞更大的扭矩,會采用兩個摩擦片,也就是雙片離合器。但兩個摩擦片容易造成分離不徹底的問題,因此近年來随着材料技術的提升,重卡逐漸改成了單片離合器。

離合器構造與工作原理(一個小小的離合器)6

此外,拆解過離合器的可能見到過,有些離合器是分離軸承壓一下離合器中間的“爪子”後,離合器會分離,而有些則需要分離軸承往外拉“爪子”。這其實是離合器的兩種結構:拉式離合器和推式離合器。拉式離合器爪子錐頂向内,推式的向外。

離合器構造與工作原理(一個小小的離合器)7

由于結構的問題,在壓盤尺寸相同的情況下,拉式離合器可以采用直徑較大的膜片彈簧,以提供更大的壓緊力,傳遞更多的扭矩;或者傳遞相同扭矩的情況下,采用更小的尺寸。所以,拉式膜片彈簧結構更緊湊,優點更加明顯。

總結一下:離合器的幾種分類

前邊說了那麼多,可能很多人都有點迷了,咱們做一下總結,離合器可以分成這麼幾類:

1)按照從動盤數量,離合器可分為單片離合器、雙片離合器、多片離合器等;

2)按照彈簧型式,離合器可分為圓柱螺旋彈簧離合器、圓錐螺旋彈簧離合器、膜片彈簧離合器等;

3)按照彈簧布置形式,螺旋彈簧離合器可分為周布彈簧離合器、中央布置彈簧離合器等;

4)按照作用力方向,離合器可分為推式離合器和拉式離合器。

如今來自國外的伊頓、法裡奧等離合器品牌在國内重卡領域擁有着非常高的裝機量,國産鐵流、長春一東、三環等等也有着非常不錯的市場占比。另外,如今随着材料技術的不斷提升,不斷有新形式的離合器出現,比如伊頓在2017年就針對重卡惡劣工況推出了“陶瓷離合器”。

離合器構造與工作原理(一個小小的離合器)8

我相信有的卡友看到這裡,會想到“液力變矩器”這個概念。其實它并不能算離合器,它主要是起到動力的非剛性傳遞以及扭矩放大的作用,自動變速箱内部其實還有許多多片離合器、單向離合器(自行車飛輪就是一種單向離合器)來控制動力的連接和切斷。這個内容,咱們先按下不表,下期再見。(文/王鵬)

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