在汽车传动系统中,能够完成分离和接合作用的装置被称为离合器。
离合器的控制方式主要有两种:针对自动变速器和针对手动变速器的离合器。
装载自动变速器的离合器由车载电脑进行控制,而装载手动变速器的离合器由除去油门、制动踏板之外的第三个操作踏板进行控制,踏板和离合器之间的外部连杆可以是机械式的,也可以是液压式的,甚至还出现了无踏板的电子离合器E-Clutch。
离合器操纵机构有如下分类。
离合器操纵机构分类
如下给出了离合器操纵原理图。
离合器操纵原理
通过对脚踏板处施加100N的压力,先乘以踏板上的杠杆比(3:1),在拉索上得到300N的力;再乘以离合器拨叉上的杠杆比(4:1),最后在分离轴承处产生了1200N的力。
1、机械式离合器操纵机构
以拉索式操纵机构为例,机械离合器系统主要包括:离合器踏板和分离杠杆、离合器分离拉索、分离叉及分离轴承。
离合器踏板通过拉索机械连接至分离叉,离合器踏板的自由间隙由分离轴承和膜片弹簧分离指之间的间隙量表示,通过更改拉索外壳长度可以调节自由间隙,缩短拉索外壳可增加离合器踏板的自由行程。
机械离合器系统
2、液压式离合器操纵机构
液压离合器系统主要包含有三个主要部件:主缸、释放油缸、离合器踏板。
总泵将液压油储存在储液罐中,并为系统操作提供压力。踩下离合器踏板时,总泵中的压力增大,迫使油液进入分离缸,从而使离合器分离拨叉移动。分离叉和分离轴承压缩离合器盖的膜片弹簧以分离离合器片。
液压离合器系统
3、电子离合器E-Clutch
针对手动变速的电子离合器E-Clutch的作用在于,可以不需要离合器踏板,只要手就可以完成换挡,进而实现手动变速箱的混动化。这也就意味着,配备MT的传动系统可以进行混动改造,进而达到一定的节能减排效果。以舍弗勒旗下LuK电子离合器为例,最多可减少8%的CO2排放。具体有三种解决方案:MTplus离合器、线控离合器(clutch-by-wire)和电子离合器(ECM)。
(1)MTplus离合器
MTplus仍采用液压传动,但在压力管道中加入了执行机构,从而减少了执行时间和次数,并使车辆具备“滑行”功能以达到降低油耗的目的。
MTplus离合器
执行机构可使离合器通过踏板①进行常规驱动,也可通过带有主轴驱动②的电机进行自动驱动。因此,驱动力利用储液罐④内的液体通过与从动缸⑤平行的一个主缸A或主缸B③进行传送,从而最终驱动离合器⑥。
(2)线控离合器(clutch-by-wire)
踏板和离合器释放系统之间的机械或液压连接完全被踏板力模拟器取代,并由执行机构完成离合器的开闭操作,使驾驶者仍体会手动驾驶的乐趣,但实现了更高效率。通过相关概念车的测试,可降低17%的油耗和CO2排放。
线控离合器
线控离合器工作原理:当踩下离合器踏板①时,踏板的位置由踏板模拟器②探测到,并连同车辆信号④等数据一起被控制器③解读。这些数据可用来导出离合器目标力矩,该力矩由电机⑤利用主轴驱动进行设定,并经由主缸⑥和从动缸⑦通过主轴驱动的运转传送至离合器⑧。
(3)电子离合器(ECM)
电子离合器完全取消了离合器踏板,当驾驶者改变档位时,传感器会提供离合器分离信号;当驾驶者挂入某档位时,系统会随之自动进行换挡啮合操作。
电子离合器
通过操作换挡杆①,感应器②会探测到离合器分离与接合信号。在控制器③内驾驶员想改变挡位的意图通过车辆信号④等附加数据予以评估。这些数据可用来推导出离合器目标力矩,该力矩由电机⑤利用主轴驱动进行设定,并经由主缸⑥和从动缸⑦通过主轴驱动的运转传送至离合器⑧。
电子离合器的应用
有人说自动挡开起来轻松,但是手动挡省油,有人说自动挡易于上手,但是手动挡更有驾驶乐趣。此时,有人就提出了疑问:难道不能将两者结合起来吗?
2020年初推出的上汽五菱宏光S3采用自动离合器,其关键部件自动离合控制机构来自舍弗勒,它在保留手动变速箱的基础上,去除了离合器踏板,驾驶员可直接通过换档手柄进行换档。当安装在换挡手柄内的传感器识别到驾驶者的换档意图时,控制器会结合当前的车辆状态和路况,控制液压执行机构,从而实现离合器的结合和分离,进而完成平顺的换档过程。
如此一来,也就没有了我们平日里熄火的尴尬,再也不用手忙脚乱的去寻找离合器的结合点。手动挡位依旧采用了6挡的设置,兼顾手动挡的驾驶乐趣与自动档的轻松驾驶特点,这不正是我们想要的吗?!
上汽五菱宏光S3及其自动离合器
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