離合器

幹離合器的摩擦盤

離合器是一種機械設備,允許將輸出與旋轉輸入軸斷開連接。離合器的輸入軸通常連接到電動機上,而離合器的輸出軸連接到完成工作的機構。

機動車中,離合器充當發動機變速箱之間的機械連接。通過脫離離合器,發動機速度(RPM)不再取決於驅動車輪的速度。

離合器使用情況的另一個例子是電鑽。離合器的輸入軸由電動機驅動,輸出軸連接到鑽頭(通過幾個中間組件)。離合器允許鑽頭以與電動機相同的速度旋轉(離合器接合),在電動機旋轉時以低速(離合器滑動)旋轉(離合器滑動),或保持靜止狀態(離合器脫離接管)。

類型

幹離合器

幹離合器的圖

幹離合器使用幹摩擦將功率從輸入軸傳遞到輸出軸,例如,在汽車發動機的飛輪上按下摩擦盤。大多數離合器都是乾夾,尤其是在具有手動變速箱的車輛中。有時需要摩擦離合器的滑動(離合器部分接合,但軸旋轉以不同的速度旋轉),例如當機動車輛從停滯中加速時;但是,應將滑移最小化,以避免增加磨損率。

拉動型離合器中,按下踏板將釋放軸承拉開以使離合器脫離。在推動的離合器中,按下踏板將釋放軸承置於離合器上。

多板離合器由幾個摩擦板組成。在某些情況下,使用它代替較大的直徑離合器。隨著車輛從站立起步加速,拖動賽車使用多板離合器來控制車輪的功率傳輸速率。

一些離合器磁盤包括旨在更改離合器盤的固有頻率的彈簧,以減少車輛內的NVH 。此外,一些用於手動變速箱的離合器使用離合器延遲閥避免離合器突然接合。

濕離合器

濕的離合器中,摩擦材料坐落在油浴中(或流通油),可冷卻和潤滑離合器。這可以提供更平穩的參與度和離合器的壽命更長,但是由於將某些能量轉移到油中,濕的離合器可以具有較低的效率。由於濕離合器的表面可能很滑(就像用沐浴在發動機油中的摩托車離合器一樣),因此堆疊多個離合器盤可以補償較低的摩擦係數,因此在充分參與時消除了在電源下的滑移。

濕離合器經常使用複合紙材料。

離心離合器

隨著輸入軸的速度的增加和脫離,隨著輸入軸速度的降低,離心離合器會自動參與。應用包括小型摩托車電動踏板車電鋸和一些較舊的汽車

錐離合器

圓錐離合器類似於乾摩擦板離合器,只是將摩擦材料應用於錐形物體的外部。圓錐離合器的常見應用是手動傳輸中的同步環

狗離合器

狗離合器是離合器的防滑設計,用於非同步傳輸

單革命離合器

級聯的單革命離合器中的cascccad-pawl teprinter

單革卷離合器是在19世紀開發的,用於剪切機器,例如壓機,其中單個操作桿的單個拉動桿或(稍後)按鈕將絆倒機制,使電源源與機器的離合器接合在一起曲軸恰好進行一革,然後脫離離合器。離合器分離後,驅動的成員是靜止的。早期的設計通常是狗離合器在驅動成員上用來在適當的位置脫離狗的驅動成員。

在20世紀開發了極大的簡化單革卷離合器,需要較小的操作力和某些變化,從而使每次操作的固定部分都固定。快速動作摩擦離合器在某些應用中取代了狗的離合器,每次接管時都消除了對狗的撞擊問題。

除了在重型製造設備中使用外,還將單次革命離合器應用於眾多小型機器。例如,在製表機器中,按下操作鍵將跳過單個革命離合器來處理最近輸入的數字。在排版機器中,按任何鍵選擇了特定字符,還將單個旋轉離合器參與以將機制循環到排版該字符。同樣,在遠程發電機中,每個字符的接收使單次革命離合器絆倒以操作一個打印機構的一個循環。

1928年,弗雷德里克·G·克里德 Frederick G. 1942年, Pitney Bowes郵費儀公司的兩名員工開發了一個改進的單轉彈簧離合器。在這些離合器中,線圈彈簧纏繞在驅動的軸上,並通過行程桿以擴展的配置保持。絆倒時,春季迅速在電動軸周圍簽約,使離合器接合。在一場革命結束時,如果重置了旅行桿,它將捕獲春天的末端(或爪子附帶),而驅動成員的角動力在春季釋放了緊張局勢。這些離合器的運營壽命很長,許多人進行了數十次,甚至數億個週期,而無需偶爾潤滑以外的其他維護。

使用相同的設計原理,級聯的播放單重革離合器在頁面打印機中取代了頁打印機中的包裹單鋼板離合器,例如電信打印機,包括電視型號28及其後繼產品,使用相同的設計原理。 IBM選擇打字機也使用了它們。這些通常是安裝在驅動軸上的盤狀組件。在空心盤形驅動鼓內部有兩個或三個自由漂浮的爪子排列,以便當離合器被絆倒時,爪子向外彈出,就像鼓制動器中的鞋子一樣。當訂婚時,每個爪子上的負載扭矩會轉移給其他扭矩,以使它們保持參與度。這些離合器一旦被鎖定就不會滑倒,並且它們在毫秒的命令下很快就可以接合。旅行投影從組件延伸。如果旅行槓桿接觸了這一投影,則離合器會脫離。當旅行槓桿發布此投影時,內部彈簧和摩擦會牽涉離合器。然後,離合器旋轉一個或多個轉彎,當行程桿再次與旅行投影接合時停止。

其他設計

  • 回扣離合器剎車:在1940年代之前建造的某些類型的同步電動驅動時鐘中發現,以防止時鐘向後運行。離合器由一個彈簧離合器製動器組成,該離合器剎車由一個或兩個階段的還原齒輪耦合到轉子。離合器剎車向後旋轉時鎖定了,但也有一些彈簧動作。轉子向後的慣性接合了離合器並在春天傷口。當它解開時,它以正確的方向重新啟動了電動機。
  • 皮帶離合器:用於農業設備,割草機,耕種者和吹雪機。發動機電源是通過發動機空轉時鬆弛的一組皮帶傳輸的,但是惰輪可以擰緊皮帶以增加皮帶和皮帶輪之間的摩擦。
  • BMA離合器:由Waldo J Kelleigh於1949年發明,用於在兩個軸上傳輸扭矩,該軸由一個固定駕駛員組成,該軸固定在上述軸之一上,以及一個可移動的駕駛員,具有多個凹痕的接觸表面。
  • 電磁離合器:通常由離合器組件組成部分的電磁體參與。另一種類型是磁性粒子離合器,包含驅動器和驅動成員之間的腔室中受磁性影響的顆粒 -直接電流的應用使顆粒團結在一起並粘附在工作表面上。訂婚和打滑非常順暢。
  • 包裹彈簧離合器:有一個螺旋彈簧,通常用方形截麵線纏繞。這些是在19世紀末和20世紀初開發的。以簡單的形式將彈簧固定在驅動成員的一端;它的另一端是無關的。彈簧非常適合圓柱駕駛員。如果駕駛成員朝著放鬆的方向旋轉,儘管有些阻力,但彈簧會迅速膨脹並滑倒。因此,彈簧離合器通常必須用輕油潤滑。以另一種方式旋轉駕駛員會使彈簧包裹在駕駛表面周圍緊密,離合器鎖定很快。使彈簧離合器滑動所需的扭矩呈指數增長,隨著彈簧的轉彎數量,遵守Capstan方程

汽車的使用

手動傳輸

大多數帶有手動變速箱的汽車和卡車都使用乾離合器,該離合器由駕駛員使用最左側的踏板操作。踏板的運動使用液壓(主和從圓柱體)或電纜轉移到離合器上。離合器只有在駕駛員按下離合器踏板上的時有時會斷開,因此默認狀態是將變速箱連接到發動機。提供了一個“中性”的齒輪位置,以便可以使用靜止的車輛釋放離合器踏板。

離合器是站立起步所必需的,通常(但並非總是)用來幫助同步齒輪更換過程中發動機和變速箱的速度,即在上升過程中降低發動機速度(RPM),並在降檔期間提高發動機速度。

離合器通常直接安裝在發動機的飛輪面上,因為這已經提供了方便的大直徑鋼盤,可以用作離合器的一個駕駛板。一些賽車離合器使用不屬於飛輪的小型多板盤包。離合器和飛輪都封閉在變速箱的圓錐形式式式式式式式式式式裝飾中。用於離合器盤的摩擦材料有所不同,一種常見的材料是有機化合物樹脂,帶有銅線面朝或陶瓷材料。

自動傳輸

自動變速箱中,離合器的作用由扭矩轉換器執行。但是,變速箱本身通常包括內部離合器,例如鎖緊離合器,以防止扭矩轉換器滑倒,以減少通過變速箱的能源損失,從而改善燃油經濟性。

粉絲和壓縮機

較舊的皮帶驅動發動機冷卻風扇經常以雙金屬條的形式使用熱激活的離合器。當溫度較低時,彈簧會吹和關閉閥,使風扇以曲軸速度的20%至30%的速度旋轉。隨著彈簧的溫度升高,它會放鬆並打開閥門,使流體經過閥門,使風扇以曲軸速度的60%至90%的速度旋轉。

車輛的空調壓縮機經常使用磁離合器根據需要吸引壓縮機。

用摩托車使用

籃子離合器

摩托車通常採用濕的離合器,將離合器騎在與變速箱相同的油中。這些離合器通常由一堆交替的摩擦板和鋼板組成。摩擦板的外徑上有凸耳,將它們鎖定在曲軸上轉動的籃子中。鋼板的內徑上有凸耳,將它們鎖定在變速箱輸入軸上。當離合器接合時,一組線圈彈簧或隔膜彈簧板將板迫使板子將板固定在一起。

摩托車上,離合器由左車把上的手桿操作。槓桿上沒有壓力意味著離合器板已接合(駕駛),同時將槓桿拉回騎手將離合器板通過電纜或液壓致動脫離,從而使騎手可以換檔齒輪或海岸。賽車摩托車經常使用拖鞋離合器來消除發動機制動的影響,該摩托車僅適用於後輪,可能會導致不穩定。

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