离合器工作原理资料.doc

1、离合器工作原理 作者 Karim Nice and Charles W. Bryant本文包括:1. 引言 2. 了解更多信息 3. 阅读所有引擎盖下类文章引言如果您驾驶的汽车带有手动变速器,您也许会惊讶地发现汽车上装有多个离合器 其实装有自动变速器的汽车同样装有离合器 事实上,我们在日常生活中接触的许多物品都带有离合器: 如很多电池式钻孔机带有离合器,链锯带有离心式离合器,甚至有些溜溜球也带有离合器! 汽车中离合器的位置本文将介绍使用离合器的原因,使您了解离合器在汽车中的工作原理,并且讨论一下一些可以放置离合器的有趣的甚至可能令人意想不到的位置! 离合器对于带有

2、两个旋转轴的设备很有用在这些设备中,一个轴通常由电机或皮带轮来驱动,而另一个轴用来驱动其他设备例如在钻孔机中,一个轴由电机驱动,另一个轴驱动钻夹头 离合器连接了两个轴,这样它们可以锁定在一起,以同样的速度旋转,或者分离,以不同的速度旋转Your browser does not support JavaScript or it is disabled. 基本离合器您需要在汽车中安装离合器,因为发动机始终在旋转,而车轮则不会要使车辆停止而不损坏发动机,车轮需要以某种方式与发动机断开离合器通过控制发动机和变速器之间的滑程,使我们可以轻松地将旋转着的发动机连接到没有旋转的变速器上要了解离合器的工作原

3、理,知道一点有关摩擦的知识是很有帮助的在下图中,您可以看到飞轮是连接在发动机上的,而离合器片是连接在变速器上的Your browser does not support JavaScript or it is disabled. 汽车离合器的展开视图当脚离开踏板时,弹簧会向离合器盘方向推动压盘,从而挤压飞轮这样可将发动机锁定到变速器输入轴上,使它们以相同的速度旋转美国卡罗莱纳州野马供图压盘离合器作用力的大小取决于离合器片和飞轮之间的摩擦力以及弹簧对压盘的压力的大小离合器中摩擦力的工作方式与制动器的原理摩擦部分描述的缸体的工作方式一样,只不过它是将弹簧压在离合器片上,而不是依靠重力将物体压向地面

4、Your browser does not support JavaScript or it is disabled. 离合器如何接合和分离踩下离合器踏板时,电缆或液压活塞将推动分离叉,从而向膜片弹簧的中间部位按压分离轴承 由于膜片弹簧的中间部位被推入,弹簧外侧附近的一组销将导致弹簧将压盘从离合器盘上拉开(参见下图) 这可使离合器从旋转着的发动机上分离美国卡罗莱纳州野马供图离合器片请注意离合器片中的弹簧这些弹簧有助于变速器免受离合器接合时带来的震动有关离合器的最常见问题是盘上的摩擦材料会磨薄 离合器盘上的摩擦材料与盘式制动器衬块或鼓式制动器制动蹄上的摩擦材料非常类似,一段时间后就会磨薄磨薄之后

5、离合器将开始打滑,最终无法将任何动力从发动机传输到车轮离合器只在离合器盘和飞轮以不同速度旋转时才会发生磨损当它们锁定在一起时,摩擦材料会紧紧地顶住飞轮,并且同步旋转只有在离合器盘逆着飞轮打滑时,才会发生磨损因此,如果您是那种经常使离合器打滑的人,您的离合器会磨损的更快另一个偶尔与离合器相关的故障是释放轴承发生磨损 故障的特点通常是:只要离合器一接合,就会发出“隆隆”的噪声您的汽车或车库中还有许多其他类型的离合器: · 一个自动变速器含有几个离合器 它们用于接合或分离不同的行星齿轮组· 汽车中的空调压缩机具有一个电磁离合器,它可以使压缩机在发动机运转的情况下关闭当电流流过离合

6、器中的电磁线圈时,离合器接合电流一旦停止(例如关闭空调时),离合器就会分离· 大多数装有发动机驱动冷却风扇的车辆都配备有恒温控制的粘性离合器该离合器位于风扇的中心,被通过散热器流出的气流所包围这种类型的离合器是特殊的粘性离合器,很像有时装在全轮驱动车辆中的粘性耦合器 离合器中的离合器液会随着温度的升高变浓,从而导致风扇加速旋转,以赶上发动机的旋转速度当汽车处于冷态时,离合器液保持冷态,风扇缓慢旋转,将发动机快速暖机到正确的工作温度· 许多汽车都装有限滑差速器或粘性耦合器,它们都使用离合器来帮助增加牵引力· 气动链锯和除草器具有离心式离合器,以便在不关闭发动机的情况

7、下链条或弦就可以停止旋转带有电磁离合器的汽车空调压缩机双离合器变速器工作原理 作者 Bill Harris本文包括:1. 引言 2. 变速器轴和多片离合器 3. 双离合器变速器的优缺点 4. 双离合器变速器简史 5. 了解更多信息 6. 阅读所有引擎盖下类文章引言Audi Press Database供图奥迪直接换挡变速器大多数人都知道汽车的变速器分为两种基本类型:手动和自动手动变速器要求驾驶员踩下离合器踏板并使用换挡杆来实现换挡;而自动变速器可以使用离合器变矩器和行星齿轮组为驾驶员完成全部换挡工作 但是还有一种介于二者之间并综合了二

8、者各自优点的变速器:双离合器变速器这种变速器也称为半自动变速器“无离合”手动变速器和自动手动变速器在赛车领域,半自动变速器(例如顺序手动变速器)多年来一直占据主导地位 但是在量产车中,这还是一种相对较新的技术被称作双离合器变速器或直接换挡变速器的这些特定设计采用的就是这种技术鸣谢感谢杰夫·贝克曼为本文提供的协助本文将探讨双离合器变速器的工作原理它与其他两种变速器的对比,以及为何有人预言这种变速器代表了未来的发展趋势手动操作还是自动操作双离合器变速器在一个变速器中实现了两个手动变速器的功能 为了帮助您理解这句话的含义,我们可以回顾一下传统的手动变速器的工作原理 在使用标准换挡杆换挡的汽

9、车中,如果驾驶员要从一个挡位换到另一个挡位,他先要踩下离合器踏板 此动作可以操作一个离合器,使发动机与变速器断开连接,中断输送到变速器的动力 然后,驾驶员使用换挡杆选择新的挡位,这个过程涉及到将齿形联轴器从一个齿轮移动到另一个不同大小的齿轮 称为“同步器”的设备会让齿轮在结合之前相匹配以防止磨齿 一旦换入了新的挡位,驾驶员就可以松开离合器踏板,从而使发动机重新连接到变速器,并将动力传送给车轮由此可见,在传统的手动变速器中,从发动机到车轮没有连续的动力输出 在换挡的过程中,动力传送将从“有”到“无”再到“有”进行变化,这样就会导致“换挡冲击”或“扭矩中断”现象 对于技术不熟练的驾驶员,这种现象会

10、导致车上的乘客在换挡过程中感到前后摇晃 双离合器变速器工作原理对比之下,双离合器变速器使用两个离合器,但没有离合器踏板先进的电子系统和液压系统像控制标准自动变速器那样对离合器进行控制 但在双离合器变速器中,各离合器单独运转 一个离合器控制奇数挡(一挡三挡五挡和倒挡),另一个离合器控制偶数挡(二挡四挡和六挡) 这样,不需要中断从发动机到变速器的动力传送就可以换挡 其工作方式如下: 驾驶员也可以选择完全自动模式,从而将所有换挡工作交给计算机完成 在这种模式下,驾驶体验非常类似于普通自动挡车 由于双离合器变速器可以“逐渐退出”一个挡位并“逐渐接入”另一个挡位,因此减少了换挡冲击 更重要的是

11、,换挡是在负载下完成的,因此可以始终维持动力输出独创性的双轴构造使奇数挡和偶数挡分离,从而使这一切成为可能 我们将在下一节了解有关这两个轴的知识变速器轴和多片离合器在双离合器变速器的中央是一个由两个部分构成的变速器轴 普通的手动变速器将所有挡位的齿轮安放在一根输入轴上,与此不同的是,双离合器变速器将奇数挡齿轮和偶数挡齿轮分别安放到两根输入轴上 这是如何实现的呢? 外轴是中空的,其中留有嵌套内轴的空间 外部的中空轴为二挡和四挡提供动力,而内轴为一挡三挡和五挡提供动力下图显示了典型的五速双离合器变速器的这种结构 请注意,一个离合器控制二挡和四挡,而另一个独立的离合器控制一挡三挡和五挡 这就是可以实

12、现瞬间换挡并保持连续动力传输的诀窍 标准的手动变速器由于必须使用一个离合器来控制所有的奇数挡和偶数挡齿轮,因而无法做到这一点由于双离合器变速器与自动变速器类似,因此,您可能会认为,双离合器变速器会像自动变速器一样需要一个变矩器,以用来将发动机扭矩从发动机传送到变速器 但是,双离合器变速器不需要变矩器 市场上当前的双离合器变速器使用的是湿式多片离合器 “湿式”离合器是指将离合器组件浸泡在润滑液中以减少摩擦并限制发热的离合器 有几家制造商正在开发使用干式离合器(像那些通常与手动变速器关联的离合器那样)的双离合器变速器,但现在装备双离合器变速器的所有量产车使用的都是湿式离合器 许多摩托车使用了单一的

13、多片离合器湿式多片离合器和变矩器一样,都是使用液压来驱动齿轮 液体作用于离合器活塞内部,如上图所示 当离合器结合后,活塞内部的液压迫使一组螺旋弹簧分离,从而将一系列离合器片和摩擦盘推向固定的压板 摩擦盘有内部齿形,其大小和形状可与离合器从动鼓上的花键啮合 而动鼓又连接到将接收传动力的齿轮 奥迪的双离合器变速器在其湿式多片离合器中既有一个小的螺旋弹簧,又有一个大的膜片弹簧为了使离合器分开,活塞内部的液压会减少 这样就可以让活塞弹簧松弛下来,从而减少离合器总成和压板上的压力双离合器变速器的优缺点希望您现在已经清楚为什么会将双离合器变速器归类为自动手动变速器双离合器变速器的操作大体上与标准的手动变速

14、器类似: 双离合器变速器使用了输入轴和辅助轴来安放齿轮同步器和离合器 由于实际的换挡工作是由计算机电磁阀和液压系统完成的,因此双离合器变速器没有离合器踏板 即使没有离合器踏板,驾驶员仍然可以通过翘板开关按钮或换挡杆“告诉”计算机何时采取动作轻松的驾驶体验仅仅是双离合器变速器带来的众多优点之一 由于升挡仅需要8毫秒,很多人都认为,双离合器变速器在市场上现有的任何车辆中可以提供最为凌厉的加速度 由于双离合器变速器消除了手动变速器中伴随换挡带来的换挡冲击(甚至有些自动变速器中也存在),自然可以提供平稳的加速 最为突出的优点是,双离合器变速器可以让驾驶员自由选择是自己控制换挡还是交由计算机来完成Aud

15、i Press Database 供图配有双离合器变速器的奥迪TT Roadster双离合器变速器最为引人关注的优点可能是节油 由于从发动机到变速器的动力传送不会发生中断,因此可以显著降低油耗 有些专家认为,六速双离合器变速器与传统的五速自动变速器相比,最多可以节油10%很多汽车制造商都对双离合器变速器技术感兴趣 不过,有些汽车制造商对于因改造生产线以提供新型变速器而带来的附加成本还存有顾虑 这些附加成本最初会增加装备双离合器变速器汽车的成本,而这可能不会受到精明的消费者的欢迎此外,有些制造商已经在替代变速器技术上投入了巨资 最值得注意的一项技术就是无级变速器,即CVTCVT是一种自动变速器,

16、可使用移动的滑轮系统和皮带或链条,在一个很宽的范围内无级调节齿数比 CVT还可以减少换挡冲击,并且可以显著降低油耗 但CVT无法满足高性能汽车的高扭矩要求双离合器变速器则没有这类问题,因而是高性能汽车的理想之选 在欧洲,手动变速器凭借其性能和节油的优势成为人们的首选,因此有人预言,双离合器变速器将会占据25%的欧洲市场 到2012年,西欧生产的汽车中将只有1%会安装CVT下面我们来回顾双离合器变速器的历史,并展望其未来的前景双离合器变速器简史发明双离合器变速器的人是汽车工程技术方面的先驱Adolphe Kégresse(阿道夫加尔奇)以开发了半履带车而闻名于世,这是一种装备了橡胶履带

17、的车辆,可以在各种地形中越野行驶1939年,加尔奇构思了双离合器变速器的设想,希望应用于具有传奇色彩的雪铁龙Traction(前驱)车上 不幸的是,当时不利的商业环境阻碍了这一设想的继续发展UK Cars 供图加尔奇为雪铁龙设计的双离合器变速器的草图奥迪和保时捷都采用了双离合器的概念,但最初的应用只限于赛车上956和962C赛车上就采用了“保时捷双离合器”(简称“PDK”)1986年,保时捷962夺得了蒙扎1000公里世界跑车原型车锦标赛的桂冠,这是装备了PDK半自动翘板开关换挡变速器的汽车在这一赛事中首次夺魁 奥迪也在1985年创造了历史,当时,装备了双离合器变速器的Sport quattro S1拉力赛车在海拔高达4300米的派克峰 (Pikes Peak) 举行的山道赛中一举夺冠保时捷(北美)供图保时捷962但是,直到最近,双离合器变速器的商业化才变得可行 大众汽车一直是双离合器变速器应用的先锋,获得了博格华纳 (BorgWarner) 的DualTronic技术的许可 目前,只有欧洲才有装备了双离合器变速器的量产汽车 这些车型包括大众的甲壳虫高尔夫途安和捷达;奥迪的TT和A