Autokupplungsdesign, Hauptelemente
Inhalt
Die Kupplung ist der Mechanismus, der durch Reibung das Drehmoment vom Motor auf das Getriebe überträgt. Außerdem kann der Motor schnell vom Getriebe getrennt und problemlos wieder angeschlossen werden. Es gibt viele Arten von Kupplungen. Sie unterscheiden sich in der Anzahl der Laufwerke, die sie verwalten (Einzel-, Doppel- oder Mehrfachlaufwerk), der Art der Betriebsumgebung (trocken oder nass) und dem Laufwerkstyp. Verschiedene Kupplungstypen haben jeweilige Vor- und Nachteile, aber in modernen Fahrzeugen wird am häufigsten eine mechanisch oder hydraulisch betätigte Einscheiben-Trockenkupplung verwendet.
Zweck der Kupplung
Die Kupplung wird zwischen Motor und Getriebe eingebaut und ist eines der am stärksten beanspruchten Teile des Getriebes. Es erfüllt die folgenden Hauptfunktionen:
- Sanftes Trennen und Verbinden von Motor und Getriebe.
- Drehmomentübertragung ohne Schlupf (verlustfrei).
- Ausgleich von Schwingungen und Belastungen durch ungleichmäßigen Motorlauf.
- Reduzieren Sie die Belastung von Motor- und Getriebeteilen.
Kupplungskomponenten
Die Standardkupplung der meisten Fahrzeuge mit Schaltgetriebe umfasst die folgenden Hauptkomponenten:
- Motorschwungrad - Antriebsscheibe.
- Kupplungsscheibe.
- Kupplungskorb - Druckplatte.
- Kupplungsausrücklager.
- ausziehbare Kupplung.
- Kupplungsgabel.
- Kupplungsantrieb.
Auf beiden Seiten der Kupplungsscheibe sind Reibbeläge verbaut. Seine Funktion besteht darin, Drehmoment durch Reibung zu übertragen. Ein im Scheibenkörper eingebauter federbelasteter Schwingungsdämpfer weicht die Verbindung zum Schwungrad auf und dämpft Schwingungen und Belastungen, die durch ungleichmäßigen Motorlauf entstehen.
Die Druckplatte und die auf die Kupplungsscheibe wirkende Tellerfeder sind zu einer Einheit, dem sogenannten „Kupplungskorb“, zusammengefasst. Die Kupplungsscheibe befindet sich zwischen Korb und Schwungrad und ist über Keile mit der Eingangswelle des Getriebes verbunden, auf der sie sich bewegen kann.
Die Korbfeder (Membran) kann gedrückt oder entlüftet werden. Der Unterschied liegt in der Richtung der Krafteinleitung vom Kupplungsaktuator: entweder zum Schwungrad hin oder vom Schwungrad weg. Das Zugfederdesign ermöglicht die Verwendung eines viel dünneren Korbs. Dies macht die Anordnung so kompakt wie möglich.
Wie die Kupplung funktioniert
Das Funktionsprinzip der Kupplung basiert auf der starren Verbindung der Kupplungsscheibe und des Motorschwungrads aufgrund der Reibungskraft, die durch die von der Membranfeder erzeugte Kraft erzeugt wird. Die Kupplung hat zwei Modi: "Ein" und "Aus". In den meisten Fällen wird die Abtriebsscheibe gegen das Schwungrad gedrückt. Das Drehmoment vom Schwungrad wird auf die Abtriebsscheibe und dann über die Keilverbindung auf die Eingangswelle des Getriebes übertragen.
Um die Kupplung auszurücken, drückt der Fahrer ein Pedal, das mechanisch oder hydraulisch mit der Gabel verbunden ist. Die Gabel bewegt das Ausrücklager, das durch Drücken auf die Enden der Blätter der Membranfeder seine Wirkung auf die Druckplatte stoppt, die wiederum die angetriebene Scheibe freigibt. In diesem Stadium wird der Motor vom Getriebe getrennt.
Wenn der entsprechende Gang im Getriebe eingelegt ist, lässt der Fahrer das Kupplungspedal los, die Gabel wirkt nicht mehr auf das Ausrücklager und die Feder. Die Druckplatte drückt die Mitnehmerscheibe gegen das Schwungrad. Der Motor ist mit dem Getriebe verbunden.
Kupplungssorten
Trockene Kupplung
Das Funktionsprinzip dieser Art von Kupplung basiert auf der Reibungskraft, die durch das Zusammenspiel trockener Oberflächen entsteht: Antriebs-, Antriebs- und Druckplatten. Dadurch entsteht eine starre Verbindung zwischen Motor und Getriebe. Die trockene Einscheibenkupplung ist die häufigste Art bei den meisten Fahrzeugen mit Schaltgetriebe.
Nasser Griff
Kupplungen dieses Typs arbeiten in einem Ölbad auf reibenden Oberflächen. Im Vergleich zu trocken bietet dieses Schema einen glatteren Scheibenkontakt; Das Aggregat wird durch die Flüssigkeitszirkulation effizienter gekühlt und kann mehr Drehmoment auf das Getriebe übertragen.
Die Nassbauweise ist in modernen Doppelkupplungs-Automatikgetrieben weit verbreitet. Die Besonderheit des Betriebs einer solchen Kupplung besteht darin, dass die geraden und ungeraden Gänge des Getriebes von separaten angetriebenen Scheiben mit Drehmoment versorgt werden. Kupplungsantrieb - hydraulisch, elektronisch gesteuert. Die Gänge werden mit konstanter Drehmomentübertragung auf das Getriebe ohne Zugkraftunterbrechung geschaltet. Diese Konstruktion ist teurer und schwieriger herzustellen.
Zweischeiben-Trockenkupplung
Eine Zweischeiben-Trockenkupplung hat zwei angetriebene Scheiben und ein dazwischenliegendes Distanzstück. Diese Konstruktion kann bei gleicher Kupplungsgröße mehr Drehmoment übertragen. An sich ist es einfacher zu machen als der Wet-Look. Wird typischerweise in Lkw und Pkw mit besonders leistungsstarken Motoren eingesetzt.
Kupplung mit Zweimassenschwungrad
Das Zweimassenschwungrad besteht aus zwei Teilen. Einer von ihnen ist mit dem Motor verbunden, der andere mit der angetriebenen Scheibe. Beide Elemente des Schwungrades haben in der Rotationsebene ein geringes Spiel zueinander und sind durch Federn miteinander verbunden.
Ein Merkmal der Zweimassenschwungradkupplung ist der Verzicht auf einen Torsionsschwingungsdämpfer in der Abtriebsscheibe. Das Schwungraddesign verwendet eine Vibrationsdämpfungsfunktion. Neben der Übertragung des Drehmoments reduziert es effektiv Vibrationen und Belastungen, die durch ungleichmäßigen Motorbetrieb entstehen.
Kupplungslebensdauer
Die Lebensdauer der Kupplung hängt hauptsächlich von den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs sowie von der Fahrweise des Fahrers ab. Im Durchschnitt kann die Kupplungslebensdauer 100-150 Kilometer erreichen. Durch den natürlichen Verschleiß beim Kontakt der Lamellen unterliegen die Reibflächen einem Verschleiß und müssen ersetzt werden. Der Hauptgrund ist Disk Slippage.
Zweischeibenkupplung hat eine lange Lebensdauer durch die erhöhte Anzahl von Arbeitsflächen. Das Kupplungsausrücklager rastet bei jeder Unterbrechung der Motor-Getriebe-Verbindung ein. Mit der Zeit wird das gesamte Fett im Lager produziert und verliert seine Eigenschaften, wodurch es überhitzt und ausfällt.
Eigenschaften der Keramikkupplung
Die Lebensdauer der Kupplung und ihre maximale Leistung werden durch die Eigenschaften des Materials des Eingriffs bestimmt. Die Standardzusammensetzung von Kupplungsscheiben bei den meisten Fahrzeugen ist eine komprimierte Mischung aus Glas- und Metallfasern, Harz und Gummi. Da das Funktionsprinzip der Kupplung auf der Reibungskraft basiert, sind die Reibbeläge der angetriebenen Scheibe für den Betrieb bei hohen Temperaturen von bis zu 300-400 Grad Celsius ausgelegt.
Bei leistungsstarken Sportwagen wird die Kupplung stärker belastet als sonst. Einige Zahnräder können eine Keramik- oder Sinterkupplung verwenden. Das Material dieser Auflagen umfasst Keramik und Kevlar. Keramik-Metall-Reibmaterial ist weniger verschleißanfällig und kann einer Erwärmung von bis zu 600 Grad standhalten, ohne seine Eigenschaften zu verlieren.
Hersteller verwenden unterschiedliche Kupplungskonstruktionen, die für ein bestimmtes Fahrzeug optimal sind, je nach Verwendungszweck und Kosten. Die trockene Einscheibenkupplung bleibt eine ziemlich effiziente und kostengünstige Konstruktion. Dieses Schema wird häufig für preisgünstige und mittelgroße Autos sowie für SUVs und Lastwagen verwendet.
