多片式摩擦離合器的裝置和工作原理
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在很多SUV和一些四驅不同改型的乘用車技術特點的描述中，經常可以找到多片離合器的概念。 該摩擦元件是所謂的插入式全輪驅動的一部分。 如有必要，此元素的操作可以使非活動軸成為引導軸。 例如，這種設計用於 xDrive 系統中，關於它有 單獨的文章.
除汽車外，多片離合器還成功用於各種機械設備中，其中動力輸出發生在兩種不同的機構之間。 該設備作為過渡元件安裝，用於調平和同步兩個機構的驅動器。
考慮一下這個設備的工作原理，有哪些品種，以及它們的優缺點。
離合器如何工作
多片摩擦離合器是允許從動機構從主機構獲取動力的裝置。 它的設計包括一包圓盤（使用摩擦和鋼類型的零件）。 該機構的作用是通過壓縮圓盤來提供的。 通常在汽車中，這種類型的離合器被用作鎖定差速器的替代品（這種機制在 在另一則評論中）。 在這種情況下，它安裝在分動箱中（關於它是什麼以及為什麼在傳輸中需要它，請閱讀 這裡) 並連接第二個車橋的從動軸，由此將扭矩傳遞到不活動的車輪，變速器開始轉動它們。 但在更簡單的版本中，這種裝置用於離合器籃中。
這些機制的主要任務是連接/斷開兩個運行單元。 在連接驅動盤和從動盤的過程中，離合器平穩發生，驅動單元中的功率逐漸增加。 相反，當扭矩超過最大允許值時，安全離合器會斷開設備。 這種機制可以在峰值負載消除後獨立連接單元。 由於這種類型的聯軸器精度低，它們用於經常形成適當過載但時間很短的機構。
要了解該機構的工作原理，只需記住變速箱離合器（機械或機器人）或離合器籃的工作原理就足夠了。 描述了關於該車的這個單元的細節 另... 簡而言之，一個強大的彈簧將圓盤壓在飛輪表面上。 因此，動力從動力裝置傳遞到變速箱的輸入軸。 該機制用於暫時斷開變速器與內燃機的連接，駕駛員能夠換入所需的檔位。
多片離合器和鎖定差速器之間的主要區別在於所考慮的機構提供驅動軸和從動軸的平滑連接。 動作是通過摩擦力來實現的，摩擦力在盤之間提供了強大的附著力，並將動力傳遞給從動單元。 根據壓縮圓盤的設備，它們上的壓力可以由強大的彈簧、電動伺服系統或液壓機構提供。
扭矩係數與盤的壓縮力成正比。 當動力開始傳遞到從動軸時（每個圓盤逐漸相互壓緊，離合器開始扭轉從動軸），執行器之間的摩擦使作用在輔助機構軸上的力平穩增加。 加速平穩。
此外，扭矩力取決於離合器中盤的數量。 由於接觸元件的接觸面增加，多盤視圖在將功率傳輸到次級節點方面具有更高的效率。
為了使設備正常工作，必須在光盤表面之間保持間隙。 該參數由製造商設置，因為工程師會計算需要施加的力，以便機構有效地傳遞扭矩。 如果盤間隙小於指定參數，驅動盤也會旋轉從動元件，而無需它們工作。
因此，光盤的塗層磨損得更快（多快取決於間隙的大小）。 但是增加的圓盤之間的距離將不可避免地導致設備的過早磨損。 原因是製動盤不會受到如此大的壓力，並且隨著旋轉功率的增加，離合器會打滑。 聯軸器維修後正確操作的基礎是設置零件接觸面之間的正確距離。
裝置及主要零件
因此，離合器由鋼結構組成。 裡面有幾個摩擦盤（這些元件的數量取決於機構的修改，以及它必須傳遞的力矩的強度）。 這些圓盤之間安裝了鋼製對應物。
摩擦元件與光滑的鋼類似物接觸（在某些情況下，所有接觸部位都有相應的濺射），以及由塗層材料提供的摩擦力（允許使用陶瓷，如 在陶瓷製動器中、Kevlar、複合碳材料等），讓您可以在機構之間傳遞必要的力。
對這種盤的修改最常見的修改是鋼，其上塗有特殊塗層。 不太常見的是類似的選項，但由高強度塑料製成。 一組圓盤固定在主動軸的輪轂上，另一組固定在從動軸上。 沒有摩擦層的光滑鋼盤固定在從動軸鼓上。
活塞和復位彈簧用於將圓盤緊緊地壓在一起。 活塞在驅動壓力（液壓或電動機）的作用下移動。 在液壓版本中，系統中的壓力降低後，彈簧將圓盤返回到位，扭矩停止流動。
在所有品種的多片離合器中，有兩種類型：
- 幹... 在這種情況下，滾筒中的圓盤具有乾燥的表面，由此實現了部件之間的最大摩擦係數；
- 濕... 這些修改使用少量的油。 潤滑劑是必要的，以改善圓盤的冷卻和潤滑機構部件。 在這種情況下，將觀察到摩擦係數的顯著降低。 為了彌補這個缺點，工程師為這種離合器提供了更強大的驅動器，它可以更強力地按壓盤。 此外，零件的摩擦層將包括現代高效的材料。
盤式摩擦離合器有很多種，但它們的工作原理都是一樣的：摩擦盤強力壓在類似鋼的表面上，由此連接不同單元和機構的同軸軸/ 斷開連接。
建築材料
傳統上，鋼盤由高合金鋼製成，並塗有防腐蝕劑。 在現代車輛中，可以使用由碳複合材料或 Kevlar 製成的選項。 但今天最有效的是傳統的摩擦選項。
製造商使用不同的組件來製造此類產品，但最常見的是：
- 視網膜... 這種材料的成分包括重晶石、石棉、酚醛樹脂和黃銅屑；
- Tribonite... 這種材料是由一些石油產品和復合物質的混合物製成的。 此類產品更耐氧化反應，因此設備可以在高濕度條件下運行；
- 壓制複合... 除了確保產品完整性的關鍵部件外，這種材料還包含高強度纖維，可延長產品的使用壽命，防止過早磨損。
零件發布表格
如前所述，多片離合器至少由兩個盤片組成。 這些是以板形式製造的產品，其上塗有特殊塗層或固定摩擦襯片（也製造上述材料）。 還有一些非標準的部件修改，能夠提供單元的錯位耦合。
物種多樣性
根據使用多片離合器的機構，可以安裝不同設計的修改。 讓我們考慮一下它們的顯著特徵是什麼。 簡而言之，它們在尺寸、形狀、接觸盤的數量和設備可以傳遞的扭矩方面彼此不同。
正如我們已經註意到的，設備的主要元素通常是磁盤。 但作為替代方案，根據所需的動作，可以使用鼓、錐形或圓柱形零件。 這種修改用於那些以非標準模式傳遞扭矩的單元，例如，如果單元的軸沒有對齊。
磁盤驅動器
這種類型的聯軸器是最常見的。 在這種修改的設計中，有一個鼓，驅動軸固定在鼓上。 摩擦類似物安裝在固定在從動軸上的鋼盤之間。 這些套件中的每一個都使用一個支架（或多個繫帶）連接到一個裝置上。
盤式聯軸器的使用有幾個特點：
- 首先，可以使用多個驅動器來提高可靠性和效率；
- 其次，磁盤的設計可能很複雜，因此，它們的生產可能會產生各種額外的浪費，因此視覺上相同的元素的價格範圍很廣；
- 第三，這些元件的優點之一是零件的小尺寸。
錐
錐形聯軸器常用於離合器機構。 這是一種用於各種驅動裝置的變體，這些驅動裝置將大量扭矩從驅動元件連續傳遞到從動元件。
該機構的裝置由幾個由板連接的鼓組成。 釋放元素的叉子大小不一。 本次改型的特點是裝置從動部分的盤片可以強力旋轉，手指以一定的角度安裝在機構中。
這些聯軸器改裝的特點包括：
- 扭矩上升的最大平滑度；
- 高附著率；
- 在短時間內，此設計允許您調整配對單元的旋轉速度。 為此，您只需要改變摩擦元件的壓力。
儘管效率高，但該產品結構複雜，因此與以前的類似物相比，機構的成本要高得多。
圓柱形
這種改裝在汽車中極為罕見。 它們最常用於水龍頭。 裝置內驅動滾筒的寬度較大，齒條可以有不同的尺寸。 繫桿也很大，機構中可以包含多個軸承。 這種類型的聯軸器的特點是它們能夠承受重載。
在製造此類產品時，使用的材料可以承受高溫。 這些機制的主要缺點是它們的尺寸很大。
多盤視圖
如前所述，汽車中經常使用多片離合器。 這種元件的裝置包括一個滾筒，其中放置了三個板。 墊圈安裝在繫桿銷上。 根據設備的型號，結構中可以使用多個支撐。 有兩種彈簧選擇。 它們提供了很大的下壓力，並且前叉的直徑很大。 這些類型的聯軸器通常安裝在驅動器上。 該摩擦元件的主體是錐形的。
聯軸器的這種修改允許在不犧牲性能的情況下減小裝置的徑向尺寸。 以下是適用於此修改的關鍵因素：
- 它們允許減小裝置的徑向尺寸，但同時提高機構的生產率；
- 此類設備已成功用於貨運；
- 摩擦元件的數量允許您增加摩擦力，因此可以傳遞更大功率的扭矩（設備可以具有無限的厚度）；
- 這種離合器可以是乾式或濕式（帶有潤滑摩擦盤）。
單鼓類型
在這種修改中，一個或多個板位於滾筒內部。 下壓力由彈簧銷調節。 類似的機制仍在一些汽車模型中使用，但更常見的是在起重機中發現它們。 這樣做的原因是能夠承受重軸載荷。
結構中的夾雜塞安裝在其底座附近。 摩擦盤為先導，從動磨光，可高速旋轉。 這些產品的特點包括：
- 小尺寸;
- 缺乏摩擦或研磨材料（大多數品種）；
- 該設計允許減少設備運行過程中的熱量；
- 如果您使用摩擦模擬，您可以增加扭矩功率。
多捲軸類型
通常您可以找到摩擦式安全離合器，其設計包括多個鼓。 此類設備的優點包括下壓力大、強調質量高，以及能夠應對重載。 在這些修改中，很少使用覆蓋。
帶有多個滾筒的型號使用大齒輪，而某些型號使用張力銷和雙齒條。 連接插頭位於設備的正面。
這些設備修改未在驅動器中使用，因為它們的連接速度較慢。 一些製造商已經開發了使用釋放盤的多鼓模型版本。 在這個設計中，莖是水平的，手指很小。
這些修改具有很大的下壓力。 滾筒只向一個方向旋轉。 驅動盤可以位於釋放板的前面或後面。
襯套
這種修改僅用於離合器。 有時它們可以安裝在傳動系統中。 它們使用釋放彈簧，其上安裝了繫桿，內部可能有幾個隔板。 該機構的每塊板都水平放置，襯套安裝在隔板之間（此外，它還起到阻尼器的作用）。
聯軸器的這種修改的缺點是盤的弱壓縮。 軸的強烈旋轉是不允許的。 由於這些原因，此類別中的設備不用於驅動器。
法蘭
法蘭聯軸器的優點是滾筒不會磨損太多。 光盤固定在機架後面。 產品內部的隔板很小。 為了使機架可以在一個地方，它用特殊的板夾住。 通常，此類聯軸器中的彈簧安裝在結構底部。 一些修改可以與驅動器配對。 驅動軸通過插頭連接到設備。 有時有使用寬擠壓盤的選項。 該機構體積小，主體為錐形。
法蘭聯軸器更易於安裝和維護。 此類產品使用壽命長，可靠性高。 儘管此類設備很流行，但並不總是安裝它們。
鉸接式
聯軸器的這種修改可用於具有不同功率的驅動器。 這種機制的設計使用了寬隔板（上面可能有凹口）和短指。 圓盤固定在板的底部。 這種類型的設備的主體可以有不同的尺寸，這取決於它們元件的尺寸。 緊固銷安裝在機架前面。
這種裝置的動力輸出直接取決於滾筒的尺寸。 通常，它的牆很寬。 由於銳化和使用鉸鏈，其邊緣不會與圓盤接觸。
凸輪
這種類型的聯軸器用於工業機器。 大多數改裝都能承受重載，但這取決於滾筒的尺寸。 滾筒固定有隔板的種類很多，它們的設計中也可能存在板。 為了將部件保持在一起，主體製成錐形。
最常見的修改是使用擠壓盤。 在這種情況下，滾筒會很小。 這個模型中的叉子連接到桿上。 某些類型的離合器使用這些類型的聯軸器。 繫桿（使用小部件）的固定可以在隔板底部附近進行。 這些類型的聯軸器的優點是從動滾筒實際上不會磨損。
這種修改的操作原理如下：
- 當驅動器被觸發時，位於一個聯軸器半部的凸輪進入另一半聯軸器的突出部。 兩個元素的連接是剛性的；
- 工作部件使用花鍵連接沿軸移動（也可以使用另一個導向元件代替槽）；
- 為了減少對機構的磨損，運動部件應安裝在從動軸上。
有一些修改，其中凸輪是三角形、梯形和矩形。 凸輪由硬化鋼製成，因此它們可以承受重載。 在某些情況下，可以使用非對稱輪廓。
驅動器選項
對於驅動機構，使用這種多片離合器，其中可以使用一個和多個鼓。 在這些版本中，閥桿適合安裝在小軸上。 滾筒水平放置。 許多這些聯軸器使用鋁盤（或其合金）。 此外，這種機構可以帶有彈簧加載元件。
在經典情況下，驅動離合器有兩個膨脹盤，在兩個膨脹盤之間安裝了一個盤。 套管連接在設備的桿後面。 為了防止鼓過早磨損，該機構的設計提供了軸承的存在。
大功率裝置中使用的型號設計略有不同。 壓榨盤附近裝有擋板，從動滾筒固定在寬機架上。 彈簧可以配備繫帶。 叉子固定在底座上。 一些修改的主體是錐形的。 機構裝置可以包括小的工作板。
袖指
指套式聯軸器也很常見。 它們用於構建各種機制。 本次修改的特點包括以下因素：
- 在大多數情況下，這些產品是按照一定的標準製造的，因此您可以輕鬆地為特定的機芯選擇合適的型號；
- 在設計這個機制時，你可以從網上下載幾個詳細圖紙的選項；
- 根據耦合的目的，可以使用不同的材料。
通常，這些類型的聯軸器用作保險絲。
摩擦
摩擦離合器用於那些必須確保平穩傳遞扭矩的機構中，而不管驅動軸和從動軸的轉速如何。 此外，這種修改能夠在負載下運行。 該機構效率的特點在於高摩擦力，可確保最大可能的動力輸出。
摩擦離合器的特性包括以下因素：
- 沒有衝擊載荷，因為在連接盤的過程中，嚙合會隨著滑動而順利進行。 這是此修改的主要好處；
- 由於它們之間的圓盤的強大壓力，減少了滑動，並且摩擦力增加。 這導致從動單元上的扭矩增加到軸的轉數變得相同的程度；
- 從動軸的旋轉速度可以使用圓盤的壓縮力進行調節。
儘管有這些優點，摩擦離合器也有明顯的缺點。 其中之一是接觸盤摩擦表面的磨損增加。 此外，隨著摩擦力的增加，圓盤會變得非常熱。
優點和缺點
多片離合器的優點包括：
- 緊湊的設計尺寸；
- 使用這種聯軸器的裝置本身也會更小；
- 無需安裝巨大的圓盤來增加扭矩。 為此，製造商使用帶有多個光盤的超大設計。 因此，該設備尺寸適中，能夠傳輸不錯的扭矩指標；
- 動力供給傳動軸平穩，無抖動；
- 可以在同一平面內連接兩個軸（同軸連接）。
但是這種設備也有一些缺點。 這種設計中最薄弱的一點是圓盤的摩擦表面，隨著時間的推移自然過程會磨損。 但如果司機在汽車加速或在不穩定的路面上有猛踩油門的習慣，那麼離合器（如果配備了變速箱）就會磨損得更快。
對於濕式離合器，油的粘度直接影響盤片之間的摩擦力——潤滑油越稠，附著力越差。 為此，在裝有多片離合器的機構中，需要及時換油。
聯軸器應用
多片離合器可用於不同的車輛系統。 以下是可以配備此設備的機制和單元：
- 在離合器籃中（這些是變速器改裝，其中沒有變矩器）；
- 自動變速器——在這個單元中，離合器將扭矩傳遞給行星齒輪；
- 在機器人變速箱中。 雖然這裡沒有使用經典的多片離合器，但乾式或濕式雙離合器的工作原理相同（有關預選變速箱的更多信息，請閱讀 在另一篇文章中);
- 在全輪驅動系統中。 多片離合器安裝在分動箱中。 在這種情況下，該機構用作中央差速鎖的類似物（有關為什麼該設備可能需要鎖定的詳細信息，請閱讀 另）。 在這種佈置中，連接副軸的自動模式將比傳統差速鎖的情況更柔和；
- 在差速器的一些修改中。 如果在這種機構中使用多片離合器，則它可以完全或部分地閉鎖該裝置。
因此，儘管經典機制正逐漸被液壓、電動或氣動類似物所取代，但在許多系統中，還無法完全排除基於物理定律工作的部件的存在，例如摩擦力力量。 多片摩擦離合器就是證明。 由於其設計簡單，許多單位仍然需要它，有時還可以替代更複雜的設備。
儘管這些元件經常需要維修或更換，但製造商無法用更高效的元件完全更換它們。 工程師所做的唯一一件事就是開發其他材料，以提高產品的耐磨性。
在評論的最後，我們提供了一個關於摩擦離合器的簡短視頻：
摩擦離合器的修理
根據摩擦離合器的修改和用途，它可以修理而不是購買新的。 如果設備製造商提供了這種可能性，那麼首先有必要去除磨損的摩擦層。 可以使用鉚釘或環氧樹脂將其固定到基材上。 拆卸後的底座表面必須清理乾淨膠水殘留，如有毛刺需打磨。
由於摩擦材料的磨損是由於連接處的滑動而導致的磨損，因此不使用鉚釘安裝新襯裡，而是使用環氧樹脂材料將其連接到聯軸器的金屬底座上會更實用。在高溫下運行。
如果用鉚釘固定摩擦材料，隨著這層磨損，鉚釘會粘在連接盤的金屬工作表面上，這將使其無法使用。 為了可靠地固定底座上的摩擦層，您可以使用VS-UT膠水。 這種粘合劑由溶解在有機溶劑中的合成樹脂組成。
這種粘合劑的薄膜提供了摩擦材料與金屬的牢固粘合。 該薄膜是耐火的，不會因暴露於水、低溫和油品而遭到破壞。
修復離合器後，需要確保摩擦層與金屬盤的工作面充分接觸。 為此，使用了紅鉛 - 一種橙色油漆。 接觸點必須完全對應離合器摩擦元件的面積。 如果在運行過程中，質量差或損壞的摩擦元件損壞了壓盤表面（出現划痕、毛刺等），除了修復摩擦片外，還必須打磨工作表面。 否則，摩擦片會很快磨損。
問題與解答：
什麼是摩擦離合器？ 這種元件使用具有摩擦和光滑表面的圓盤提供兩種機構的粘附。 這種連接的一個典型例子是離合器籃。
盤式離合器如何工作？ 帶有主盤的驅動軸旋轉，從動盤/盤被強大的彈簧壓在它上面。 由於摩擦力，摩擦面確保扭矩從盤傳遞到齒輪箱。
當摩擦離合器接合時會發生什麼？ 當摩擦離合器接合時，它吸收機械能（扭矩）並將其傳遞到機構的下一部分。 這會釋放熱能。
什麼是多片摩擦離合器？ 這是對機構的修改，其目的是傳遞扭矩。 該機構由一組圓盤（一組為鋼，另一組為摩擦片）組成，它們相互緊壓。
