文档介绍：知识点五
湿式双离合器与干式双离合器
湿式DCT
汽车离合器可分摩擦式离合器、液力变矩器(液力偶合器)、电磁离合器等几种,而摩擦式离合器又分为干式和湿式两大类,目前用的大多属于干式离合器,湿式的用得较少。所谓干式,是指摩擦面暴露在大气中的普通结构型式,这种离合器依靠空气冷却散热,按其从动盘的数目,又分为单盘式、双盘式和多盘式等几种。而湿式是指整个离合器的摩擦面浸在油液中的结构型式,湿式离合器由于在摩擦面上形成油膜,所以不是干摩擦,而是依靠油膜的剪切抗力来传递扭矩。
根据DCT中双离合器部分所采用的离合器类型不同,可将其分为湿式DCT与干式DCT两大类。如图所示为干式与湿式双离合器
湿式离合器的可控性和控制品质好,结构比较单一,具有压力分布均匀、磨损小且均匀、传递扭矩容量大、不用专门调整摩擦片间隙等特点, 但其传动效率较低,且工作时需要辅助液压动力源,分离时有相对摩擦损失,特别是片数较多时,空转滑磨损失功率较大。
湿式DCT目前最具代表性的产品是博格华纳公司与德国大众公司合作开发的DQ250。该DCT采用了两个湿式离合器,6个前进挡设计。DQ250上市之初被应用在了高尔夫R32和奥迪TT两款车型上,如下图所示。由于其优越的性能,后来又被推广使用到帕萨特、捷达、甲壳虫等大众其它一系列车型上,并取得了用户的广泛认可。
干式DCT
在早期研发的干式离合器结构中,锥形离合器最为成功。它是将发动机飞轮的内孔做成锥体作为离合器的主动件,采用锥形离合器的方案一直延续到20 世纪20 年代中叶,对当时来说,锥形离合器的制造比较容易,摩擦面容易修复,摩擦材料曾用过驼毛带、皮革带等。那时也曾出现过蹄—鼓式离合器来替代锥形离合器,该结构采用的是内蹄—鼓式,这种结构型式有利于在离心力作用下使蹄紧贴鼓面,蹄—鼓式离合器所用的摩擦元件为木块、皮革带等,其质量较锥形离合器小。无论锥形离合器还是蹄—鼓式离合器,都容易造成分离不彻底甚至出现主、从动件根本无法分离的自锁现象。
现在所用的盘片式离合器的先驱是多片盘式离合器,是直到1925 年以后才出现的。其主要优点是:起步时离合器的接合比较平顺、无冲击。石棉基摩擦材料的引入和改进使得盘片式离合器可以传递更大的转矩,能耐受更高的温度。此外,由于采用石棉基摩擦材料后可用较小的摩擦面积,因而可以减少摩擦片数,这是由多片离合器向单片离合器转变的关键。如今,单片干式摩擦离合器在结构设计方面相当完善,广泛用于大、中、小各类车型中。从国外的发展动向来看,近年来车辆在性能上向高速发展,发动机的功率和转速不断提高,载重车趋于大型化,但是离合器允许加大尺寸的空间有限。为了提高离合器的传扭能力,可采用双片干式离合器。
原则上在传动效率和费用方面,干式离合器比湿式离合器要好且费用低得多。然而长期以来由于干式离合器的热负荷性能和使用寿命等原因,限制了干式离合器的应用。为了给选择离合器提供依据,产品研发工程师对负荷性能进行了计算。将计算结果纳入了负载指数并用于整个汽车、发动机和传动系的设计制造中。此外,还要考虑到离合器的功能性、可靠性、坚固性、油耗和性能等方面的要求,因此工程师将检测得到的数据与能力指数进行对比。能力指数取决于离合器的大小,同时又与离合器的冷却性能、热性能和磨损有关。例如,从LUK 。这一研究结果告诉人们在选择离合器时不仅要考虑有着决定意义的负载因素和能力因素,同时也要考虑离合器所传递的发动机功率而且还要考虑是否有足够的空间容纳坚固的、使用寿命持久的干式离合器。在安装空间较小的情况下,干式离合器可以传递非常大的驱动扭矩。
与湿式离合器相比,干式离合器具有从动部分转动惯量小、散热性好、结构简单、调整方便、分离彻底、转矩过载保护、效率高、成本相对较低、不需辅助动力等优点。但轴向尺寸较大。