离合器的功用、原理及工作过程分析

李万春

一、离合器的功用

离合器位于发动机与变速箱之间其接合时传递动力，分离时切断动力。

拖拉机和汽车用的发动机都是内燃机，它们不能带负荷启动。因此需要在其不带负荷的情况下启动运转，然后保持运转不停。拖拉机和汽车的变速箱日前一般都用齿轮式变速箱，依靠几对传动比不同的齿轮副的啮合和分离来变换拖拉机和汽车的行驶速度。齿轮副的啮合要求主、从动齿轮在啮合处的圆周速度相等，否则不能啮合，而且还可能使轮齿打坏。因此离合器在传动上应能满足下列要求。

1.应能迅速、彻底地分离发动机飞轮与变速箱主动齿轮之间的动力传递。

2.当变速箱的传动齿轮副啮合上以后需要接合离合器使拖拉机和汽车起步时，接合应当柔和、平顺、否则会产生很大的惯性力，使发动机克服不了而熄火，甚至造成传动系零件的损坏。

3.接合以后应能可靠地传递发动机的最大扭矩。

4.当传动系严重超载时，应能打滑，从而起保护传动件的作用。

目前，广泛采用摩擦式离合器来满足这些要求。

二、离合器的基本工作原理

摩擦式离合器依靠其主动和从动部分的摩擦表面之间的摩擦力来传递扭矩。为了使两者之间能有足够的摩擦力，需要有压紧机构在其间施加压力。压紧或不压紧主、从动部分来实现离合器的接合或分离，由操纵机构来完成。

主动部分包括离合器盖和压盘。离合器盖用螺钉固定在飞轮上，因此主动部分随飞轮一起转动。分离或接合离合器时，压盘作轴向移动。

从动部分包括从动盘和离合器轴。从动盘安装在飞轮与压盘之间。从动盘通过其毂部的内花键孔与离合器轴连接，可在轴上作轴向移动。离合器轴连到变速箱的主动轴上。

压紧装置由装在压盘与离合器盖之间的几个弹簧组成。

操纵机构由分离轴承、分离轴承座套、分离杠杆、分离拉杆、踏板、调节拉杆和拨叉等组成。分离轴承座活套在离合器轴上，可轴向移动。分离杠杆以某种方式支承在离合器盖上，通过分离拉杆与压盘连接。踏下踏板可操纵压盘右移，分离离合器的传动。

三、离合器的工作过程

现以弹簧压紧式离合器为例说明离合器工作过程。

离合器的从动盘被压紧弹簧压在飞轮与压盘之间，发动机的扭矩通过摩擦面来传递。

踏下踏板时，分离轴承座在拨叉的拨动下向左移动，首先消除分离轴承端面与分离杠杆头部之间的间隙，然后推压分离杠杆，使其绕支点摆动。通过分离杠杆拉动压盘而压缩弹簧，使压盘右移不再压紧从动盘。这时摩擦面之间出现间隙，离合器处于分离状态。

踏板逐渐松开时，被压缩的弹簧也随之逐渐伸展，通过压盘将从动盘压紧在飞轮表面，离合器又处于接合状态。这时分离杠杆头部与分离轴承盖面之间应有一定间隙，称为自由间隙。这种离合器经常处于接合状态，故称为常接合式离合器。

离合器的接合是有一定过程的，随着弹簧对压盘压力的逐渐加大，摩擦表面之间的摩擦力矩也逐渐加大。当摩擦力矩尚未达到拖拉机机组阻力矩之前，主动部分要驱动从动部分而转速有些下降，但从动部分仍然不动，主动部分与从动部分摩擦副之间存在着相对滑磨。当离合器的摩擦力矩增长到能克服机组的阻力矩时，从动部分开始转动。主动部分转速进一步下降。从动部分与主动部分摩擦副之间继续相对滑磨，摩擦力矩继续增长超过阻力矩时，从动部分增速，一直到主、从动部分转速一致，滑磨过程才完全结束，两者联结成一整体，共同增速到接近主动部分原来的转速为止。这时离合器传递的扭矩等于阻力矩。

离合器接合时的滑磨过程，一方面使机组能平顺起步，减少冲击，但另一方面却造成摩擦副的磨损，并产生大量的热，使离合器温度升高，弹簧退火变软，摩擦片的摩擦因数下降，甚至烧损，缩短离合器使用寿命。缩短滑磨时间，可以减少滑磨功率损失，但如踏板松放过快，则惯性力大，造成冲击也是不利的。

离合器分离过程中，踏板总行程由自由行程与工作行程两部分组成。用以消除各连接杆件运动副的间隙和自由间隙的行程叫自由行程；与摩擦面间分离间隙对应的行程叫工作行程。

当从动盘上的摩擦片磨损变薄时，自由间隙变小，踏板的自由行程也随之变小。如果这个间隙过小或等于零，则当摩擦片再稍有磨损、分离杠杆的端头向后移时，会顶住分离轴承端面，使压紧力减小，造成离合器打滑。所以，适当大小的自由间隙是必要的。但自由间隙也不宜过大，因为踏板的总行程是一定的，自由行程增加，工作行程就减小，这会使离合器分离不彻底。此外，如果三个分离杠杆的端头没有保持在同一平面上，分离时压盘倾斜，也影响彻底分离。为了保证有适当的均匀的自由间隙，离合器上设有调整机构来调整它。endprint