浅谈汽车离合器的发展与作用

周海涛 商佳园

摘要：离合器在我们的生活中并不陌生。生活中的很多机械装置都包含离合器。虽然具体的安装和结构形式不同，但它们的作用都是相同的。深入了解离合器的工作原理，对我们更好地理解生活中的机械有很大的益处。本论文将从汽车离合器的发展历程、作用、结构和优点进行介绍，同时，运用Solidworks软件进行实物的三维建模。

关键词：离合器 ：摩擦片；Solidworks一、汽车离合器的发展

1889年，戴姆勒发明了钢轮汽车离合器，它是通过脚踏板来工作。踩下离合器踏板，通过分离拨叉拉回锥形座圈，释放弹簧，从而使离合器分离。随后出现了摩擦片，其发展也经历了一个漫长的过程，最初使用驼毛做为锥形盘摩擦面的材料，但很快被皮革取代。几年后，单盘离合器又淘汰了锥形盘离合器。De Dion和Bouton是第一个认识到单盘离合器是离合器未来发展方向的人。后来，随着Ferodo石棉摩擦片的出现，离合器技术取得了一大进步。石棉摩擦片从1920年代起一直使用到当代，直到其被非石棉摩擦片取代。

随着发动机转速的不断增加，离合器变得越来越重。除此以外，用来作用于分离杠杆的分离轴承一直处在受压状态下，使其和离合器外罩很容易发生磨损，尤其是在发动机高转速时换档。为了克服，人们便开发出了膜片弹簧离合器，膜片弹簧离合器诞生于1936年通用汽车的研究实验室里，并在1930年代后期在美国大批量生产。1960年代末至今，几乎所有的汽车制造商都采用膜片弹簧离合器。

二、汽车离合器的作用

第一是保证汽车平稳起步。这是离合器的首要功能。在发动机起动后，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。在离合器逐渐接合的过程中，发动机所受工作阻力越来越大，为了不使发动机熄火，故应踩油门，加大燃料的供应量。与此同时，由于离合器的接合紧密程度逐渐增大，发动机传给驱动车轮的转矩便逐渐增加，当牵引动力力足以克服起步阻力时，汽车便开始起步加速。第二是实现平顺的换档。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，实现平顺的换档。第三是防止传动系过载。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，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以消除这一危险。因此，我们需要离合器来限制传动系所承受的最大扭距，以保证安全。

三、汽车离合器的结构及其SOLIDWOKS建模

图1汽车离合器实物图

Solidworks软件是一款功能强大的工程绘图软件。它操作简单方便、易学易用，因而，广泛应用在各种行业中。

本文选择SolidWorks作为汽车离合器的建模软件。基本流程是先对实际零件进行测绘，获得各构件的尺寸及形状信息，然后，分别对每个零件进行建模，绘制出三维图。最后，对建模得到的各部分零件的进行组装，得到如图2所示的汽车离合器的装配图。

图2 汽车离合器模型图

从图2我们可以清晰地看到离合器的各零件结构及其安装位置。汽车离合器的整体结构可分为五个部分，包括主动部分，从动部分，压紧机构，分离机构和操纵机构。其中，主动部分，从动部分和压紧机构的作用是保证离合器处于接触状态并传递动力。而分离机构和操纵机构是使离合器分离的装置。如图1所示，主动部分由离合器盖，飞轮和压盘组成。从动部分由从动盘，扭转减振器和从动轴组成。操纵机构由离合器踏板到分离杆（或离合器分泵）之间的一系列零件组成。

四、汽车离合器的优点

嵌合式离合器和摩擦式离合器是机械行业最常见的两种离合器类型。汽车离合器广泛采用摩擦式。与嵌合式离合器相比较，摩擦式离合器具有下列优点：（1）两轴能在任何不同角速度下进行联接；（2）改变摩擦面间的压力就能调节从动轴的加速时间；（3）接合时的冲击和振动较小；（4）过载时将发生打滑，可免使其他零件受到损坏等。

由于实际汽车行驶过程中，速度不稳定，再加上摩擦式离合器柔度高，能减少离合器结合过程的冲击和振动，对其他零件的损伤小，因而广泛应用于汽车制造领域。

参考文献：

[1] 于骏一，夏卿，包善斐. 机械制造工艺学 [M] .长春：吉林教育出版社，1986.

[2] 卢秉恒，于骏一. 机械制造技术基础 [M] .北京：机械工业出版社，1999.