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汽车上的这个部件有着81年的历史,但你真的了解它的构造吗?

膜片弹簧离合器详解

ams车评 编辑:魏少辰 类型:技术 2017-06-16 12:33
  6月3日一篇介绍液力变矩器的文章得到了不少网友们的反馈,有网友提议我们介绍一下湿式与干湿双离合的区别,而我认为在介绍双离合之前,应该先介绍“单离合“的构造及工作原理,为大家做好知识铺垫。因此今天向大家介绍的是常见的膜片弹簧式离合器的结构及工作原理。
汽车上的这个部件有着81年的历史,但你真的了解它的构造吗?
  

    发动机自打火之后便时刻都在高速旋转,但在起步之前车轮却是静止的,那么如何将力从正在旋转的轴上传递到静止的轴上呢?首先来说,肯定不能突然地将两根轴刚性连接起来,否则对两根轴的冲击度都很大,同时发动机突然受到大负载,很容易导致熄火。这时候有两种选择:1.靠摩擦传递力的离合器;2.靠液体传递力的液力变矩器。

 

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    可将离合器的整个结构比作一个汉堡包:两片面包一片肉,两片面包均与发动机输出端飞轮固定,肉片与变速箱输入轴相连,用手把它们夹紧在一起,三者就成为一个汉堡包整体了。离合器的主要部件有:膜片弹簧(提供压紧力的手)、压盘(面包)、摩擦片(肉片边缘)、扭转减震器(肉片中央)、与飞轮固定的摩擦片(面包)、离合器外壳(装汉堡的盒子)以及分离装置(手工还是机器做汉堡)。

 

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    膜片弹簧是提供轴向压紧力的部件,它的外观就像一部UFO飞碟,上窄下宽。别看它的尺寸仅有盛菜用的盘子那么大,却能提供超过600公斤的轴向压力。膜片弹簧的小端与分离轴承接触,大端与压盘外侧接触,铆钉穿过膜片表面的预留圆孔与离合器外壳相连,将膜片弹簧固定在离合器外壳上。离合器装配完整的情况下,膜片弹簧处于死死压紧压盘地状态。

 

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    压盘是传递压力的主要部件,从膜片弹簧大端传来的压力通过压盘传递给摩擦片,因此压盘需要具有良好的导热能和耐磨性,灰铸铁一般视为压盘的理想制作材料。从动盘边缘预留好铆钉孔,以方便两侧安装摩擦片。从动盘上的摩擦片一面与压盘接触,反面则与固定在发动机输出端飞轮上的摩擦片接触。

 

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 手边正好有张从动盘 蓝框内是从动轴花键 黄框内是减振弹簧 绿色部分是摩擦片安装位置

 

    每个部件之间的结构关系为:压盘与膜片弹簧固定,膜片弹簧与离合器壳固定,离合器壳与发动机飞轮固定,从动盘和其上的摩擦片与变速箱输入轴固定,飞轮端的摩擦片当然也是与飞轮固定。借用上文汉堡包的比喻:外侧的两片面包带动中间的肉片一起转动。

 

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该离合器是双压盘结构的 

 

    离合器外壳在膜片弹簧小端的位置开了一个小窗户,方便安装分离轴承。分离轴承的作用是轴向往里挤压膜片弹簧的小端,把膜片弹簧压平之后,压盘自然不会受到来自膜片弹簧大端的压力,这时,离合器处于分离的状态,司机应在此时操纵MT换挡杆进行换挡。换挡过程结束后,左脚松开离合踏板,分离机构卸力,分离轴承回位,膜片弹簧回弹,重新压紧压盘。

 

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标绿线的部分即是分离轴承 与膜片弹簧接触的一侧会因摩擦而变得很光滑

 

    控制离合器分离与结合的方式有两种:脚踩离合器踏板、电控液压装置自动控制。前者一般应用到手动变速箱前端,组成我们常说的MT变速箱;后者一般应用在可自动换挡的变速箱前端,组成我们常说的AMT变速箱。AMT变速箱的实质是在普通的手动变速箱内加装一套电控液压装置实现自动换挡。所以说二者的区别,仅在于有没有电控装置实现自动换挡。

 

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 AMT是在MT的基础上加装一套自动控制换挡和离合的装置

 

    从动盘的设计比较有学问,它不是通过花键直接与变速箱输入轴刚性相连的,而是经过一个叫扭转减振器的东西。发动机的转矩成一定周期性,如果离合器整体是刚性连接,当该频率恰好等于传动系统的固有频率时,就会发生可怕的共振现象,严重的话会使传动轴断裂。所以,从动盘和变速箱输入轴之间必须通过弹性连接,以消除共振。扭转减振器的结构请参考下图:

 

汽车上的这个部件有着81年的历史,但你真的了解它的构造吗?

 

    如今,手动变速箱(Manual Transmission简称MT)渐渐淡出了人们的视野,原因之一是自动变速箱(Automatic Transmission简称AT)、双离合变速箱(Dual Clutch Transmission简称DCT)以及无级变速箱(Continuously Variable Transmission简称CVT)的制造成本降低,消费者只需花10万左右即可买到方便又好开的非手动挡汽车,何乐不为?

 

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代号991.1的911 GT3曾弃用MT在车迷强烈的呼吁下代号991.2的GT3又重新提供MT版本

 

    另一个原因是,部分AT或是DCT的换挡效率已经超越MT,因此不少超跑为了性能也转投AT或是DCT的怀抱。现在仍然坚守MT的车主们无非出于两点因素:1、信仰;2、说得现实点——没钱。但无论如何,手动变速箱+膜片弹簧离合器的经典组合已历时7、80年之久,其在汽车发展史上的地位,是不会轻易被取代的。 

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