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离合器的工作原理_汽车离合器如何工作你知道吗

册册睿 开车指南 2022-10-17 15:10:03 190 0

汽车离合器,听起来有点技术范儿?其实它就像发动机和变速箱之间的“媒人”,负责连接和切断动力。

踩下离合器,发动机动力就跟变速箱暂时“分手”,方便我们平顺换挡。

松开离合器,它们又“复合”,发动机的动力才能顺利传到车轮,让车跑起来。

没有离合器,手动挡车根本没法开,换挡会非常生硬,甚至损坏变速箱齿轮。

离合器的工作原理_汽车离合器如何工作你知道吗 第1张

汽车离合器是啥?它为啥这么重要?

想象一下,汽车发动机就像一个永不停歇的“动力源”,它一直在转动。而车轮有时需要停下,有时需要慢慢启动,有时又需要快速旋转。这就好比让一个正在高速旋转的陀螺,瞬间带动一个静止的物体,如果直接连接,轻则顿挫熄火,重则“伤筋动骨”。

离合器,正是解决这个问题的关键装置。它安装在发动机和变速箱之间。你可以把它理解成一个可以随时控制连接和断开的“开关”。在手动挡汽车里,离合器更是不可或缺的“灵魂伴侣”。 它的主要作用有这么几个:

  • 保证汽车平稳起步: 汽车从静止到运动,需要一个柔和的过程。离合器通过主、从动部分的滑磨,让动力逐渐传递,避免了猛地一下结合造成的冲击,就像牵手一样,得慢慢来,不能太唐突。

  • 方便换挡: 换挡时,需要短暂切断发动机的动力,这样才能顺利地切换变速箱里的齿轮组合。离合器让你在换挡时,发动机和变速箱“暂时分开”,齿轮之间没有了力量对抗,自然就容易“各就各位”了。

  • 防止传动系统过载: 当汽车遇到紧急刹车或者其他突发情况时,传动系统可能会承受巨大的冲击力。离合器依靠摩擦力传递动力,如果载荷太大超过了摩擦极限,离合器会自动打滑,就像一个“保险丝”,保护变速箱等传动部件不受损坏。

  • 降低扭振冲击: 发动机工作时,输出的扭矩不是绝对平稳的,会有些波动。离合器中的减振弹簧可以吸收这些振动,让动力传输更平顺,开起来更舒服,也能延长变速箱齿轮的寿命。

离合器的“庐山真面目”:主要部件揭秘

手动挡汽车常用的摩擦式离合器,主要由以下几个“角色”组成:

  • 飞轮 (Flywheel): 这个大家伙直接和发动机曲轴相连,是发动机动力输出的“第一站”。 它不仅传递动力,还有储存能量和平衡发动机转动的作用。 飞轮的表面通常是光滑的,是离合器工作的“地面”。

  • 离合器片 (Clutch Disc / Friction Plate): 这是离合器的核心部件,一块圆形的盘子,上面覆盖着高摩擦材料,就像给飞轮和压盘之间加了一块“摩擦力十足”的“饼干”。 离合器片通过花键与变速箱的输入轴连接,当它旋转时,变速箱输入轴也会跟着转。 离合器片上通常还有一些弹簧,可以吸收发动机的扭矩波动,让动力传递更平顺。

  • 压盘 (Pressure Plate): 压盘是一个金属盘,通过弹簧(通常是膜片弹簧)固定在离合器盖上,离合器盖则固定在飞轮上。它的主要任务是把离合器片紧紧地压在飞轮上。 想象一下,它就像一个“大力士”,用尽全力把“饼干”压在“地面”上。

  • 膜片弹簧 (Diaphragm Spring): 这是现代离合器常用的弹簧类型,形状像一个碟子。 它的独特之处在于,当你压下中心部分时,外缘会翘起,从而控制压盘的压紧或松开。

  • 分离轴承 (Release Bearing / Throw-out Bearing): 这个小轴承是个“传话筒”。 当你踩下离合器踏板时,分离轴承会向前移动,顶住膜片弹簧的中心,促使压盘向后移动,从而让离合器片与飞轮分离。

  • 分离叉 (Release Fork): 分离叉连接着离合器操纵机构和分离轴承,它负责推动或拉动分离轴承。

  • 操纵机构 (Operating Mechanism): 包括离合器踏板、拉线或液压系统等,它们把驾驶员踩踏板的动作传递到分离叉和分离轴承,最终控制离合器的分离与接合。

“分分合合”:离合器的工作原理详解

离合器的工作原理其实就是利用摩擦力来传递动力。整个过程主要围绕着驾驶员踩下或松开离合器踏板进行:

1. 离合器接合状态(踩油门加速或匀速行驶时):

当你完全松开离合器踏板时,操纵机构复位,分离轴承不再推动膜片弹簧。 此时,膜片弹簧的弹力会将压盘紧紧地压在离合器片上,而离合器片则被压在飞轮上。 飞轮、离合器片和压盘这三个部件就像“三明治”一样被紧密地“夹”在一起,并且由于巨大的摩擦力,它们会同步旋转。

发动机的动力通过曲轴传递给飞轮,再通过飞轮、离合器片和压盘之间的摩擦力传递给离合器片,离合器片再带动与它相连的变速箱输入轴旋转,最终将动力传递到车轮,让汽车跑起来。 这是一个“合”的过程,动力顺畅地从发动机流向车轮。

2. 离合器分离状态(换挡或停车时):

当你踩下离合器踏板时,操纵机构开始工作,推动分离叉,分离叉再推动分离轴承向前移动。 分离轴承会顶住膜片弹簧的中心“分离指”。 膜片弹簧受到推力后,其外缘会向后翘起,带动压盘向后移动,远离离合器片。

这样一来,飞轮、离合器片和压盘之间的压紧力消失,离合器片与飞轮和压盘之间的摩擦力也随之消失或变得非常小。 此时,尽管飞轮还在随着发动机旋转,但离合器片不再被带动,它与变速箱输入轴的连接被切断。 这是一个“分”的过程,发动机的动力无法传递到变速箱和车轮,车辆进入空档状态,这时你就可以轻松地换挡了。

3. 半联动状态(起步或低速行驶时):

半联动是离合器分离和接合之间的过渡状态。 当你缓慢松开离合器踏板时,分离轴承逐渐减小对膜片弹簧的推力,压盘开始逐渐向前移动,离合器片与飞轮之间的摩擦力也从零逐渐增大。

在这个过程中,飞轮和离合器片之间存在一定的转速差,它们之间会发生相对滑动(也就是俗称的“打滑”)。正是这种可控的滑磨,使得传递的扭矩由小到大逐渐增加,让汽车能够平稳地起步,避免了猛地一下结合造成的“顿挫”或熄火。 半联动是手动挡驾驶的关键技巧之一,掌握好半联动才能做到起步平顺如丝,不至于“蹿”出去或者熄火。

离合器的小知识问答

  • 离合器片磨损了怎么办? 离合器片上的摩擦材料会随着使用逐渐磨损,就像刹车片一样。 如果离合器片磨损严重,摩擦力会减小,可能导致离合器打滑,表现为加油时发动机转速升高但车速没有明显提升,或者闻到焦糊味。 这时候就需要及时更换离合器片了,否则会影响驾驶安全和体验。

  • 半联动时会不会伤离合器? 短时间的半联动是为了平稳起步和控制车速,是正常的操作。 但长时间或高转速下的半联动会加速离合器片的磨损,因为摩擦生热,就像两只手快速摩擦会发烫一样。 所以,尽量缩短半联动时间,避免不必要的滑磨,是保护离合器的秘诀。

  • 所有汽车都有离合器吗? 广义上说,任何需要控制动力连接与断开的机械装置都有类似离合器的功能。但在我们日常说的汽车中,手动挡汽车有离合器踏板,需要驾驶员手动控制离合器的分离与接合。 自动挡汽车虽然没有离合器踏板,但其内部的液力变矩器或双离合器(DCT)也承担着连接和切断动力的作用,只是控制方式是自动的。

总结:掌握离合器,驾驭你的爱车

汽车离合器,这个看起来不起眼的部件,却是手动挡汽车实现平稳起步、顺畅换挡的关键所在。 它通过精妙的摩擦原理,在发动机和变速箱之间扮演着“开关”和“媒人”的角色。 理解离合器的工作原理,掌握正确的操作方法,不仅能让你更好地驾驭手动挡汽车,享受驾驶的乐趣,也能有效保护离合器,延长其使用寿命,省下不必要的维修费用。 下次开车时,不妨感受一下离合器踏板在你脚下的“分分合合”,体会一下它为你的驾驶带来的便利和顺畅吧!

参考来源

  1. Clutch, How does it work? - YouTube, Sabin Civil Engineering.

  2. How a Car Clutch Works: Key Components and Functions - Advanced Transmission Center.

  3. How does a clutch work? - Mr Clutch Autocentres.

  4. 手动挡离合器工作原理是什么 - 车家号- 汽车之家.

  5. 一文了解汽车离合器及其工作原理 - 汽车测试网.

  6. What Is a Clutch? Car Mechanics, Explained - Auto | HowStuffWorks.

  7. 汽车工程学01-离合器 - muzing的杂货铺.

  8. What is Car Clutch: and How Does It Work? - Acko.

  9. Anatomy of your car's clutch | Haynes Publishing.

  10. Function of the Clutch - Clutch Knowledge | EXEDY After Market.

  11. 手动挡离合器工作原理是什么 - 汽车之家.

  12. What is a Car Clutch and How Does it Work? - ACKO Drive.

  13. 离合器结构及工作原理? - 汽车之家.

  14. 掌握离合器4步控制法,汽车起步迅速且稳健,新手秒变老司机! - 腾讯新闻.

  15. Chapter 10 Automotive Clutches, Transmissions, and Transaxles - NAVEDTRA 14264A.

  16. THE CLUTCH COMPONENTS - Renault Trucks.

  17. Let's Get to Know the Car Clutch Components and Their Functions - Daihatsu Indonesia.

  18. 手动挡变速器离合器的结构和工作原理详解,终于搜集全了! - 腾讯新闻.

  19. 离合器_易车百科.

  20. Transmission Systems - Clutch | PPT - SlideShare.

  21. Manual Clutch Working Principle and Animation - YouTube.

  22. 手动挡车主必看!离合器工作原理是什么 - 驾驶员考试网.

  23. 离合器_汽车毕业设计__设计说明书 - 夸克文档.

  24. 离合器系统由哪些部分组成 - 汽车百科.

  25. 离合器 - 维基百科,自由的百科全书.

  26. 离合器的工作原理 - 制动器衬片摩擦试验机.

  27. 解析汽车离合器结构及其功能原理 - 网易.

  28. Manual transmission - Wikipedia.

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