离合器在传动系统中的作用非常重要,看似简单的结构却能起到四两拨千斤的作用。它位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内,它的输出轴就是变速箱的输入轴。一个“离”一个“合”正是它的工作特点,而实现“离”与“合”不仅仅是靠两个摩擦片之间的摩擦力。
离合器根据结构特点有膜片弹簧离合器:采用膜片弹簧作为压紧弹簧的离合器;用于商用车的周布弹簧离合器(螺旋弹簧沿着压盘的圆周作同心圆布置);中央弹簧离合器。无论哪种结构气具体作用都是1.逐步平稳输出动力,使汽车能够平稳起步,避免传动部件之间的冲击。2.根据车辆行驶过程中需要的不同速度,在切换不同速度时减少传动齿轮之间的冲击,避免碰撞。使整个变速过程平稳、顺畅。3.在车辆需要紧急制动时,及时解除传动系统的连接,避免刚性连接可能出现的系统过载,导致发动机或变速箱损坏。
离合器根据动力传输特点,可以分为三个工作状态,即非连动,全连动,以及部分结合的半连动。不同的状态需要的摩擦力不同,全联动工况是半联动的最终状态,当车辆由静止起步时,此时需要的扭矩较大,挂档后,抬起离合器踏板,开始逐渐进入半联动状态。增力机构在弹簧控制下推动压盘与摩擦片逐渐结合直至完全压紧开始传递动力输出,达到全联动状态。车辆起步后,需要换挡时,踩下离合器踏板,此时为非联动状态。增力结构拉动压盘向后与摩擦片分离,此时压盘与飞轮完全不接触,也就不存在相对摩擦。此时变速箱的一轴和二轴之间存在转速差,飞轮在这个工况下已经是转动状态而非静止状态了,挡位挂进以后,又开始重复从半联动进入全联动,这个过程中离合器压盘与飞轮上的摩擦片之间是滑动摩擦状态,飞轮的转速大于输出轴的转速,从飞轮传输出来的动力部分传递给变速箱。
根据这个工作状况,离合器除了在由静止状态起步这种情况下,其他都只需要克服相对速度差,因此一旦车辆有了初速度,切换不同速度并非都需要很大的摩擦力。
现在的汽车离合器采用的粉末冶金为主的复合材料摩擦系数在FF级的0.35-0.45之间,与制动系统的刹车片相似。具体能承受多大的力?这个单位不会用“力”这个物理量,而是用“扭矩值”这个量纲。轿车的离合器在设计时候要主要参考发动机的最大输出扭矩,不能大于发动机的峰值,需要考虑保留打滑的能力以保护其他零部件。