离合器的结构及工作原理

离合器

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·工作原理

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·自动离合器

简介

离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内 ，用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中
，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合 ，以切断或传递发动机向变速器输入的动力 。

功能

1.保证汽车平稳起步

起步前汽车处于静止状态
，如果发动机与变速箱是刚性连接的，一旦挂上档 ，汽车将由于突然接上动力突然前冲
，不但会造成机件的损伤，而且驱动力也不足以克服汽车前冲产生的巨大惯性力 ，使发动机转速急剧下降而熄火。如果在起步时利用离合器暂时将发动机和变速箱分离
，然后离合器逐渐接合，由于离合器的主动部分与从动部分之间存在着滑磨的现象 ，可以使离合器传出的扭矩由零逐渐增大
，而汽车的驱动力也逐渐增大，从而让汽车平稳地起步
。

2.便于换档

汽车行驶过程中 ，经常换用不同的变速箱档位，以适应不断变化的行驶条件。如果没有离合器将发动机与变速箱暂时分离
，那么变速箱中啮合的传力齿轮会因载荷没有卸除，其啮合齿面间的压力很大而难于分开 。另一对待啮合齿轮会因二者圆周速度不等而难于啮合
。即使强行进入啮合也会产生很大的齿端冲击 ，容易损坏机件。利用离合器使发动机和变速箱暂时分离后进行换档
，则原来啮合的一对齿轮因载荷卸除，啮合面间的压力大大减小 ，就容易分开 。而待啮合的另一对齿轮
，由于主动齿轮与发动机分开后转动惯量很小，采用合适的换档动作就能使待啮合的齿轮圆周速度相等或接近相等 ，从而避免或减轻齿轮间的冲击
。

3.防止传动系过载

汽车紧急制动时
，车轮突然急剧降速，而与发动机相连的传动系由于旋转的惯性 ，仍保持原有转速
，这往往会在传动系统中产生远大于发动机转矩的惯性矩，使传动系的零件容易损坏。由于离合器是靠磨擦力来传递转矩的 ，所以当传动系内载荷超过磨擦力所能传递的转矩时，离合器的主、从动部分就会自动打滑
，因而起到了防止传动系过载的作用 。

工作原理

离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用，或是用液体作为传动介质(液力偶合器) ，或是用磁力传动(电磁离合器)来传递转矩
，使两者之间可以暂时分离，又可逐渐接合 ，在传动过程中又允许两部分相互转动
。

目前在汽车上广泛采用的是用弹簧压紧的摩擦离合器(简称为摩擦离合器)。

发动机发出的转矩
，通过飞轮及压盘与从动盘接触面的摩擦作用，传给从动盘 。当驾驶员踩下离合器踏板时 ，通过机件的传递
，使膜片弹簧大端带动压盘后移，此时从动部分与主动部分分离
。

摩擦离合器应能满足以下基本要求：

(1)保证能传递发动机发出的最大转矩 ，并且还有一定的传递转矩余力。

(2)能作到分离时
，彻底分离，接合时柔和 ，并具有良好的散热能力 。

(3)从动部分的转动惯量尽量小一些。这样，在分离离合器换档时
，与变速器输入轴相连部分的转速就比较容易变化，从而减轻齿轮间冲击
。

(4)具有缓和转动方向冲击 ，衰减该方向振动的能力
，且噪音小。

(5)压盘压力和摩擦片的摩擦系数变化小，工作稳定 。

(6)操纵省力 ，维修保养方便
。

分类

离合器分类 国家标准GBT10043-2003

汽车离合器有摩擦式离合器 、液力偶合器、电磁离合器等几种。摩擦式离合器又分为湿式和干式两种 。

液力偶合器靠工作液（油液）传递转矩
，外壳与泵轮连为一体，是主动件；涡轮与泵轮相对 ，是从动件
。当泵轮转速较低时
，涡轮不能被带动，主动件与从动件之间处于分离状态；随着泵轮转速的提高 ，涡轮被带动
，主动件与从动件之间处于接合状态。

电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离 。如在主动与从动件之间放置磁粉，则可以加强两者之间的接合力 ，这样的离合器称为磁粉式电磁离合器
。

目前，与手动变速器相配合的绝大多数离合器为干式摩擦式离合器
，按其从动盘的数目，又分为单盘式
、双盘式和多盘式等几种。

湿式摩擦式离合器一般为多盘式的 ，浸在油中以便于散热 。采用若干个螺旋弹簧作为压紧弹簧
，并将这些弹簧沿压盘圆周分布的离合器称为周布弹簧离合器（如图所示）
。采用膜片弹簧作为压紧弹簧的离合器称为膜片弹簧离合器。

自动离合器

随着电子技术在汽车上应用，一种自动离合器系统也进入了汽车领域 。这种由控制单元（ECU）控制的离合器已经应用在一些轿车上 ，使手动变速器换档的一个重要步骤—离合器的断开与接合能够自动地适时完成
，简化了驾驶员的操纵动作。

传统离合器分有拉线和液压式两种，自动离合器也分为两种：机械电机式自动离合器和液压式自动离合器
。机械电机式自动离合器的ECU汇集油门踏板、发动机转速传感器 、车速传感器等信号 ，经处理后发送指令驱动伺服马达
，通过拉杆等机械形式驱使离合器动作；液压式自动离合器则是由ECU发送信号驱动电动液压系统，通过液压操纵离合器动作。

液压式自动离合器在目前通用的膜片离合器的基础上增加了电子控制单元（ECU）和液压执行系统 ，将踏板操纵离合器油缸活塞改为由开关装置控制电动油泵去操纵离合器油缸活塞 。变速器控制单元（ECU）与发动机控制单元（ECU）是集成在一起的
，根据油门踏板
、变速器档位、变速器输入/输出轴转速 、发动机转速
、节气门开度等传感器反馈信息，计算出离合器最佳的接合时间与速度
。

自动离合器的执行机构由电动油泵、电磁阀和离合器油缸组成 ，当ECU发出指令驱动电动油泵，电动油泵产生的高压油液通过电磁阀输送到离合器油缸。通过ECU控制电磁阀的电流量来控制油液流量和油液的通道变换
，实现离合器油缸活塞的移动，从而完成汽车起动 、换档时的离合器动作 。

ECU具有自动离合器装置的汽车与自动变速器（AT）和无级变速器（CVT）汽车相比 ，它在运行经济性方面有优势
，因为它的变速器还是手动变速器，因此耗油比较低 ，制造成本也低于AT和CVT
。当然
，汽车操纵的便利性也会逊色于AT和CVT，毕竟它是装配手动变速器 ，仍然要手动换档。

什么是离合器

离合器的作用非常简单
，离合器的作用相当于作为一个桥梁把发动机的动力传到为电阻箱，但是这个传导的过程中会有不同的速度和扭力 ，速度越快他的烦恼了
，齿轮比越高，所以呢 ，这个过程需要用离合器作作用就是在不同时间切换挡位和变速箱转速的匹配 。

有了离合器，才能把转速的不同和变速箱的不同档位做一个直接的匹配
，他在其中起到了过渡作用，我们没踩一下离合器 ，就是把发动机的转速和变速箱的齿轮分开
。

离合器

离合器是汽车传动系统中直接与发动机相联系的部件
，它负责着动力和传动系统的切断和结合作用，所以能够保证汽车起步时平稳起步 ，也能保证换挡时的平顺
，也防止了传动系统过载。

离合器的名词解释

离合器是汽车传动系统中直接与发动机相联系的部件，它负责着动力和传动系统的切断和结合作用 ，所以能够保证汽车起步时平稳起步
，也能保证换挡时的平顺，也防止了传动系统过载 。

离合器的基本介绍

离合器组成介绍

离合器安装在发动机与变速器之间 ，是汽车传动系中直接与发动机相联系的总成件
。通常离合器与发动机曲轴的飞轮组安装在一起
，是发动机与汽车传动系之间切断和传递动力的部件。汽车从起步到正常行驶的整个过程中，驾驶员可根据需要操纵离合器 ，使发动机和传动系暂时分离或逐渐接合以切断或传递发动机向传动系输出的动力 。它的作用是使发动机与变速器之间能逐渐接合，从而保证汽车平稳起步;暂时切断发动机与变速器之间的联系
，以便于换档和减少换档时的冲击;当汽车紧急制动时能起分离作用，防止变速器等传动系统过载 ，从而起到一定的保护作用。

离合器类似于开关
，接合或断离动力传递作用，因此 ，任何形式的汽车都有离合装置
，只是形式不同而已
。

离合器的分类

离合器分为电磁离合器
、磁粉离合器、摩擦式离合器和液力离合器。

电磁离合器

靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离 。

电磁离合器可分为：干式单片电磁离合器，干式多片电磁离合器 ，湿式多片电磁离合器
，磁粉离合器，转差式电磁离合器等
。

电磁离合器工作方式又可分为：通电结合和断电结合。

干式单片电磁离合器：线圈通电时产生磁力吸合“衔铁”片 ，离合器处于接合状态;线圈断电时“衔铁 ”弹回
，离合器处于分离状态 。

干式多片 、湿式多片电磁离合器：原理同上，另外增加几个摩擦付 ，同等体积转矩比干式单片电磁离合器大，湿式多片电磁离合器工作时必须有油液或其它冷却液冷却
。

● 磁粉离合器

在主动与从动件之间放置磁粉
，不通电时磁粉处于松散状态，通电时磁粉结合 ，主动件与从动件同时转动。优点：可通过调节电流来调节转矩
，允许较大滑差 。缺点：较大滑差时温升较大，相对价格高
。

转差式电磁离合器：离合器工作时 ，主
、从部分必须存在某一转速差才有转矩传递。转矩大小取决于磁场强度和转速差 。励磁电流保持不变
，转速随转矩增加而剧烈下降;转矩保持不变，励磁电流减少 ，转速减少得更加严重
。

转差式电磁离合器由于主、从动部件间无任何机械连接
，无磨损消耗，无磁粉泄漏 ，无冲击
，调整励磁电流可以改变转速，作无级变速器使用 ，这是它的优点。该离合器的主要缺点是转子中的涡流会产生热量，该热量与转速差成正比 。低速运转时的效率很低
，效率值为主 、从动轴的转速比，即η=n2/n1。

适用于高频动作的机械传动系统 ，可在主动部分运转的情况下
，使从动部分与主动部分结合或分离
。

主动件与从动件之间处于分离状态时，主动件转动 ，从动件静止;主动件与从动件之间处于接合状态
，主动间带去从动件转动。

广泛适用于机床、包装
、印刷、纺织 、轻工
、及办公设备中 。

电磁离合器一般用于环境温度-20—50%，湿度小于85% ，无爆炸危险的介质中
，其线圈电压波动不超过额定电压的±5%
。

●摩擦离合器

摩擦离合器的工作原理

摩擦离合器是应用得最广也是历史最久的一类离合器，它基本上是由主动部分、从动部分 、压紧机构和操纵机构四部分组点击此处添加说明成。主
、从动部分和压紧机构是保证离合器处于接合状态并能传动动力的基本结构 ，而离合器的操纵机构主要是使离合器分离的装置 。

离合器的作用

●保证汽车平稳起步

这是离合器的首要功能
。在汽车起步前
，自然要先起动发动机。而汽车起步时，汽车是从完全静止的状态逐步加速的 。如果传动系(它联系着整个汽车)与发动机刚性地联系 ，则变速器一挂上档，汽车将突然向前冲一下
，但并不能起步
。这是因为汽车从静止到前冲时，具有很大的惯性 ，对发动机造成很大的阻力矩。在这惯性阻力矩的作用下
，发动机在瞬时间转速急剧下降到最低稳定转速(一般300-500RPM)以下，发动机即熄火而不能工作 ，当然汽车也不能起步 。

因此
，我们就需要离合器的帮助了
。在发动机起动后，汽车起步之前 ，驾驶员先踩下离合器踏板
，将离合器分离，使发动机和传动系脱开 ，再将变速器挂上档
，然后逐渐松开离合器踏板，使离合器逐渐接合。在接合过程中 ，发动机所受阻力矩逐渐增大，故应同时逐渐踩下加速踏板
，即逐步增加对发动机的燃料供给量，使发动机的转速始终保持在最低稳定转速上 ，而不致熄火 。同时
，由于离合器的接合紧密程度逐渐增大，发动机经传动系传给驱动车轮的转矩便逐渐增加 ，到牵引力足以克服起步阻力时
，汽车即从静止开始运动并逐步加速。

●实现平顺的换档

在汽车行驶过程中，为适应不断变化的行驶条件 ，传动系经常要更换不同档位来进行工作
。实现齿轮式变速器的换档
，一般是拨动齿轮或其他挂档机构，使原用档位的某一齿轮副推出传动 ，再使另一档位的齿轮副进入工作。在换档前必须踩下离合器踏板
，中断动力传动，便于使原档位的啮合副脱开 ，同时使新档位啮合副的啮合部位的速度逐步趋向同步，这样进入啮合时的冲击可以大大的减小
，从而实现平顺的换档 。

●防止传动系过载

当汽车进行紧急制动时，若没有离合器 ，则发动机将因和传动系刚性连接而急剧降低转速
，因而其中所有运动件将产生很大的惯性力矩(其数值可能大大超过发动机正常工作时所发出的最大扭距矩)，对传动系造成超过其承载能力的载荷 ，而使机件损坏
。有了离合器
，便可以依靠离合器主动部分和从动部分之间可能产生的相对运动来消除这一危险。因此，我们需要离合器来限制传动系所承受的最大扭矩 ，从而保证安全 。

离合器可分为：摩擦离合器
，或是利用液体作为传动的介质(即液力偶合器)，或是利用磁力传动(即电磁离合器)
。

汽车传动系对离合器的要求

根据离合器的使用 ，它应满足下列主要要求：

●接合平顺柔和
，以保证汽车平稳起步，

●分离迅速彻底 ，便于换挡和发动机起动;

●具有合适的储备能力，既能保证传递发动机最大转矩又能防止传动系过载;

●从动部分的传动惯量应尽量小
，以减少换挡时冲击;

●具有良好地散热能力，汽车在行驶过程中 ，当需要频繁操纵离合器时
，会使离合器主、从动部分相对滑转，产生摩擦热 ，热量如不及时散出
，会严重影响其工作地可靠性和使用寿命。