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汽车基础知识(六)离合器为啥有爪子?

发布于:2019-04-02 05:26

  本栏目每周六更新,文末会给出前几期的文章链接,感兴趣的卡友可以点击翻阅。

  【卡车之家 原创】在上一期的栏目:《汽车基础知识(五)当离合器遇到双》里,我们谈到了双离合、双片离合器、双质量飞轮离合器的区别。但是在评论区里,我看到有几位卡友依然会把这几个概念搞混。恰巧,我本科毕业设计做得就是重卡离合器设计(虽然我做得非常水),但多少了解过一些东西,所以这一期咱们就来单独聊一聊离合器。

  早期的汽车离合器其实是来自其它的机械设备。有资料表示,第一代的离合器是一种平面皮带(个人推断应该是小摩托车上的那种离心式离合器)。但是皮带的传动效率太低、磨损非常严重,尤其到了雨天,动力传递更是容易出现问题。随着变速箱挡位增加,离合器还要不断承受更大的扭矩,于是人们就发明了各种各样的离合器,其中就包括现代离合器的先驱——基于摩擦原理的离合器。

  由于离合器需要在分离和结合之间进行切换,因此弹簧肯定是必不可少的原件。驾龄较长的卡友都知道,以前的卡车离合器采用的都是螺旋弹簧,有的放在中间,有的分布在外圈。而现在的离合器里边并没有这些弹簧,而是换成了一组带有爪子的盘子。

  膜片弹簧离合器诞生于1936年通用汽车的研究室里,并在20世纪30年代后期在美国大批量生产。1950年代中期开始应用在一些单一的欧洲车型上。保时捷356,宝马700和DKW Munga是第一批配备了膜片弹簧离合器的德国制造的汽车。膜片弹簧离合器大批量生产始于1965年的欧宝Rekrod车型。

  在过去的几年中,膜片弹簧离合器的品种已经能全面覆盖国内重、中、轻、轿、微及农用等车型需求。那么,为什么不用螺旋弹簧而用膜片弹簧呢?

  大家都知道,螺旋弹簧压得越紧,弹力就越大——也就是说,离合器踏板踩得越深越费劲。但是膜片弹簧不一样,它是变形到一定程度时弹力最大,再继续变形,弹力反而会变小——也就是说,离合器踏板踩得越深,不一定越沉。

  对于超载的车辆来说,显然螺旋弹簧能够提供更大的弹力来压住离合器片,保障动力输出。但对于标载车辆来说,不需要过大的弹力,这时如果选择好膜片弹簧的加载点,就能够在保障压紧力的同时,让离合器踏板更加轻便省力,减轻驾驶员疲劳。

  同时,对于螺旋弹簧离合器来说,随着摩擦片的磨损变薄,弹簧形变量肯定变小,因此压紧力肯定也会逐渐减小,但是膜片弹簧反而会先变大再减小。

  比如上面这张图:离合器装好时,弹簧被压在b位置;踩下离合器时,弹簧被压到c位置;磨损一段时间后,弹簧恢复到a位置,这时候:

  对于螺旋弹簧来说:踩下离合器踏板的力会越来越重;离合器片磨损后压紧力会变小。

  对于膜片弹簧来说:踩下离合器踏板的力会越踩越轻;离合器片磨损后压紧力反而会增大;

  上一期内容我们说过,早些年重卡离合器为了能够传递更大的扭矩,会采用两个摩擦片,也就是双片离合器。但两个摩擦片容易造成分离不彻底的问题,因此近年来随着材料技术的提升,重卡逐渐改成了单片离合器。

  此外,拆解过离合器的可能见到过,有些离合器是分离轴承压一下离合器中间的“爪子”后,离合器会分离,而有些则需要分离轴承往外拉“爪子”。这其实是离合器的两种结构:拉式离合器和推式离合器。拉式离合器爪子锥顶向内,推式的向外。

  由于结构的问题,在压盘尺寸相同的情况下,拉式离合器可以采用直径较大的膜片弹簧,以提供更大的压紧力,传递更多的扭矩;或者传递相同扭矩的情况下,采用更小的尺寸。所以,拉式膜片弹簧结构更紧凑,优点更加明显。

  前边说了那么多,可能很多人都有点迷了,咱们做一下总结,离合器可以分成这么几类:

  2)按照弹簧型式,离合器可分为圆柱螺旋弹簧离合器、圆锥螺旋弹簧离合器、膜片弹簧离合器等;

  3)按照弹簧布置形式,螺旋弹簧离合器可分为周布弹簧离合器、中央布置弹簧离合器等;

  如今来自国外的伊顿、法雷奥等离合器品牌在国内重卡领域拥有着非常高的装机量,国产铁流、长春一东、三环等等也有着非常不错的市场占比。另外,如今随着材料技术的不断提升,不断有新形式的离合器出现,比如伊顿在2017年就针对重卡恶劣工况推出了“陶瓷离合器”。

  我相信有的卡友看到这里,会想到“液力变矩器”这个概念。其实它并不能算离合器,它主要是起到动力的非刚性传递以及扭矩放大的作用,自动变速箱内部其实还有许多多片离合器、单向离合器(自行车飞轮就是一种单向离合器)来控制动力的连接和切断。这个内容,咱们先按下不表,下期再见。(文/王鹏)

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