手動擋汽車「離合器」有什麼作用?

2021-01-07 汽車科學島

手動擋汽車為什麼要有離合器踏板,直接換擋不可以嗎?對於汽車的操控相信大多人都是知其然不知其所以然,比如汽車為什麼要有離合器?都知道換擋也踏下離合器踏板,那麼這一動作是在操作什麼呢?參考下圖的細節,離合器踏板踏下過程,是通過機械結構來氣「彈簧」抬起壓盤的操作(黃色部分);紅色的摩擦片(從動盤)隨之會與黑色「轉輪」分離。

01名詞解釋

1:黑色「轉輪」為發動機飛輪,是與曲軸連接的動力輸出結構。其概念為曲軸帶動飛輪旋轉,輸出「轉矩」(動力)到離合器,動力通過離合器齒輪組的轉動,驅動圓形的傳動軸驅動車輪旋轉——關鍵詞為【旋轉】,車輪轉動後自然能夠驅動車輛行駛,這是汽車動力傳動的完整流程,不過發動機作為核心僅僅為動力元,傳動系統也是核心之一。

2:紅色盤為「從動盤」(離合器片),所謂「從動」指其自身沒有動力,需要與飛輪緊緊結合後被帶動運轉。但是飛輪旋轉中會產生離心力,如果從動盤沒有外力硬壓在飛輪之上,在選裝過程中則會被「甩飛」。這種狀態是無法有效傳遞動力的,所以才需要膜片彈簧將壓盤壓在飛輪上,但這又帶來了另一個問題。

3:離合器從動盤會與「動力輸入軸」結合,其轉動的過程會輸入軸傳輸到變速箱齒輪組,驅動齒輪高速運轉再降動力輸入到變速箱後的「傳動軸」(直到車輪)。在行駛中齒輪組會高速運轉,此時可以強行摘掉前進擋,但是卻非常非常難掛入另一個擋位;而且車輛也無法正常起步,除非能夠實現「半聯動」。

02知識點

發動機怠速時的轉速僅僅為800rpm左右,此時輸出的功率低至10kw以下。汽車起步時的行駛阻力是非常大的,想要克服這一阻力需要的是十幾或幾十千瓦的功率;那麼在起步時如果離合器與飛輪強行結合併掛入檔位,「行駛阻力>輸出功率」則會因自然作用力迫使飛輪減速到停轉,也就是所謂的「熄火」。想要不熄火則需要將發動機轉速拉升至2000rpm左右,然而這種起步狀態會非常「衝」,同時也很難在結合狀態掛入1擋,那么正確的方式應該如何操作呢?

標準答案:踏下離合器踏板拉起壓盤和從動盤,此時發動機與傳動系統分離(空轉)。變速箱沒有動力輸入則齒輪組減速或停轉,操作機械檔杆即可切換不同的齒輪比(擋位)。在掛擋後緩慢鬆開踏板,這一過程是緩慢的釋放(增加)壓盤的壓力,從動盤則會逐漸與飛輪貼合但仍舊會打滑。因為飛輪的轉矩大於壓盤施加給從動盤的摩擦力,兩組「盤」就會以不同的轉速「打磨運轉」。

半聯動的作用:打磨的打滑狀態雖然會損耗掉飛輪的轉矩,但同時也消耗了通過車輪反向傳遞給飛輪的運行阻力。通俗一些描述為飛輪輸出的100%動力會浪費很大一部分,不過仍舊能夠持續的通過離合器輸出到變速箱;行駛阻力則會通過打滑被損耗,保證「阻力<轉矩」實現飛輪不停轉(發動機不熄火)。在緩慢的蓄力過程中車輛會慢慢移動,汽車也就能夠正常的平穩起步了。這就是離合器的核心作用,在行駛中則是為切斷動力實現換擋,供參考。

編輯:天和Auto-汽車科學島

責編:天和MCN

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