離合器的功用、原理及工作過程分析

李萬春

一、離合器的功用

離合器位于發動機與變速箱之間其接合時傳遞動力，分離時切斷動力。

拖拉機和汽車用的發動機都是內燃機，它們不能帶負荷啟動。因此需要在其不帶負荷的情況下啟動運轉，然后保持運轉不停。拖拉機和汽車的變速箱日前一般都用齒輪式變速箱，依靠幾對傳動比不同的齒輪副的嚙合和分離來變換拖拉機和汽車的行駛速度。齒輪副的嚙合要求主、從動齒輪在嚙合處的圓周速度相等，否則不能嚙合，而且還可能使輪齒打壞。因此離合器在傳動上應能滿足下列要求。

1.應能迅速、徹底地分離發動機飛輪與變速箱主動齒輪之間的動力傳遞。

2.當變速箱的傳動齒輪副嚙合上以后需要接合離合器使拖拉機和汽車起步時，接合應當柔和、平順、否則會產生很大的慣性力，使發動機克服不了而熄火，甚至造成傳動系零件的損壞。

3.接合以后應能可靠地傳遞發動機的最大扭矩。

4.當傳動系嚴重超載時，應能打滑，從而起保護傳動件的作用。

目前，廣泛采用摩擦式離合器來滿足這些要求。

二、離合器的基本工作原理

摩擦式離合器依靠其主動和從動部分的摩擦表面之間的摩擦力來傳遞扭矩。為了使兩者之間能有足夠的摩擦力，需要有壓緊機構在其間施加壓力。壓緊或不壓緊主、從動部分來實現離合器的接合或分離，由操縱機構來完成。

主動部分包括離合器蓋和壓盤。離合器蓋用螺釘固定在飛輪上，因此主動部分隨飛輪一起轉動。分離或接合離合器時，壓盤作軸向移動。

從動部分包括從動盤和離合器軸。從動盤安裝在飛輪與壓盤之間。從動盤通過其轂部的內花鍵孔與離合器軸連接，可在軸上作軸向移動。離合器軸連到變速箱的主動軸上。

壓緊裝置由裝在壓盤與離合器蓋之間的幾個彈簧組成。

操縱機構由分離軸承、分離軸承座套、分離杠桿、分離拉桿、踏板、調節拉桿和撥叉等組成。分離軸承座活套在離合器軸上，可軸向移動。分離杠桿以某種方式支承在離合器蓋上，通過分離拉桿與壓盤連接。踏下踏板可操縱壓盤右移，分離離合器的傳動。

三、離合器的工作過程

現以彈簧壓緊式離合器為例說明離合器工作過程。

離合器的從動盤被壓緊彈簧壓在飛輪與壓盤之間，發動機的扭矩通過摩擦面來傳遞。

踏下踏板時，分離軸承座在撥叉的撥動下向左移動，首先消除分離軸承端面與分離杠桿頭部之間的間隙，然后推壓分離杠桿，使其繞支點擺動。通過分離杠桿拉動壓盤而壓縮彈簧，使壓盤右移不再壓緊從動盤。這時摩擦面之間出現間隙，離合器處于分離狀態。

踏板逐漸松開時，被壓縮的彈簧也隨之逐漸伸展，通過壓盤將從動盤壓緊在飛輪表面，離合器又處于接合狀態。這時分離杠桿頭部與分離軸承蓋面之間應有一定間隙，稱為自由間隙。這種離合器經常處于接合狀態，故稱為常接合式離合器。

離合器的接合是有一定過程的，隨著彈簧對壓盤壓力的逐漸加大，摩擦表面之間的摩擦力矩也逐漸加大。當摩擦力矩尚未達到拖拉機機組阻力矩之前，主動部分要驅動從動部分而轉速有些下降，但從動部分仍然不動，主動部分與從動部分摩擦副之間存在著相對滑磨。當離合器的摩擦力矩增長到能克服機組的阻力矩時，從動部分開始轉動。主動部分轉速進一步下降。從動部分與主動部分摩擦副之間繼續相對滑磨，摩擦力矩繼續增長超過阻力矩時，從動部分增速，一直到主、從動部分轉速一致，滑磨過程才完全結束，兩者聯結成一整體，共同增速到接近主動部分原來的轉速為止。這時離合器傳遞的扭矩等于阻力矩。

離合器接合時的滑磨過程，一方面使機組能平順起步，減少沖擊，但另一方面卻造成摩擦副的磨損，并產生大量的熱，使離合器溫度升高，彈簧退火變軟，摩擦片的摩擦因數下降，甚至燒損，縮短離合器使用壽命。縮短滑磨時間，可以減少滑磨功率損失，但如踏板松放過快，則慣性力大，造成沖擊也是不利的。

離合器分離過程中，踏板總行程由自由行程與工作行程兩部分組成。用以消除各連接桿件運動副的間隙和自由間隙的行程叫自由行程；與摩擦面間分離間隙對應的行程叫工作行程。

當從動盤上的摩擦片磨損變薄時，自由間隙變小，踏板的自由行程也隨之變小。如果這個間隙過小或等于零，則當摩擦片再稍有磨損、分離杠桿的端頭向后移時，會頂住分離軸承端面，使壓緊力減小，造成離合器打滑。所以，適當大小的自由間隙是必要的。但自由間隙也不宜過大，因為踏板的總行程是一定的，自由行程增加，工作行程就減小，這會使離合器分離不徹底。此外，如果三個分離杠桿的端頭沒有保持在同一平面上，分離時壓盤傾斜，也影響徹底分離。為了保證有適當的均勻的自由間隙，離合器上設有調整機構來調整它。endprint