車のクラッチの設計、主要な要素
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クラッチは、摩擦を介してエンジンからギアボックスにトルクを伝達する機構です。 また、エンジンをトランスミッションから素早く切り離し、問題なく接続を再確立することもできます。 クラッチにはたくさんの種類があります。 管理するドライブの数 (シングル、デュアル、またはマルチドライブ)、動作環境の種類 (ドライまたはウェット)、およびドライブの種類が異なります。 さまざまな種類のクラッチにはそれぞれ長所と短所がありますが、現代の車両では機械式または油圧式の単板乾式クラッチが最も一般的に使用されています。
クラッチの目的
クラッチはエンジンとギアボックスの間に取り付けられており、ギアボックスの中で最も負荷がかかる部品の XNUMX つです。 次の主な機能を実行します。
- エンジンとギアボックスのソフトな切り離しと接続。
- 滑りのないトルク伝達（ロスレス）。
- エンジンの不均一な動作によって生じる振動と負荷を補償します。
- エンジンやトランスミッション部品へのストレスを軽減します。
クラッチコンポーネント
ほとんどのマニュアル トランスミッション車の標準クラッチには、次の主要コンポーネントが含まれています。
- エンジンフライホイール - ドライブディスク。
- クラッチディスク。
- クラッチバスケット - プレッシャープレート。
- クラッチレリーズベアリング。
- 引き出しクラッチ。
- クラッチフォーク。
- クラッチドライブ。
クラッチディスクの両側にフリクションライニングが取り付けられています。 その機能は、摩擦を通じてトルクを伝達することです。 ディスク本体に組み込まれたバネ式振動ダンパーは、フライホイールへの接続を柔らかくし、不均一なエンジン動作から生じる振動と応力を減衰します。
プレッシャープレートとクラッチディスクに作用するダイヤフラムスプリングを一体化したユニットを「クラッチバスケット」と呼びます。 クラッチ ディスクはバスケットとフライホイールの間に配置され、スプラインによってギアボックスの入力シャフトに接続されており、その上で動くことができます。
バスケットスプリング（ダイヤフラム）は押し出し式と排気式があります。 違いは、クラッチ アクチュエータからの力が加わる方向、つまりフライホイールに向かうか、フライホイールから離れる方向にあります。 ドロースプリング設計により、より薄いバスケットの使用が可能になります。 これにより、アセンブリが可能な限りコンパクトになります。
クラッチの仕組み
クラッチの動作原理は、ダイヤフラム スプリングが発生する力によって発生する摩擦力により、クラッチ ディスクとエンジン フライホイールが強固に接続されることに基づいています。 クラッチには「オン」と「オフ」の XNUMX つのモードがあります。 ほとんどの場合、ドリブンディスクはフライホイールに押し付けられます。 フライホイールからのトルクはドリブンディスクに伝達され、スプライン接続を介してギアボックスの入力シャフトに伝達されます。
クラッチを切るには、ドライバーはフォークに機械的または油圧的に接続されているペダルを踏みます。 フォークがレリーズベアリングを動かし、ダイアフラムスプリングの花びらの端を押すことでプレッシャープレートへの作用を止め、ドリブンディスクをリリースします。 この段階では、エンジンはギアボックスから切り離されています。
ギアボックスで適切なギアが選択されると、ドライバーがクラッチ ペダルを放すと、フォークがレリーズ ベアリングとスプリングに作用しなくなります。 プレッシャープレートはドリブンディスクをフライホイールに押し付けます。 エンジンはギアボックスに接続されています。
クラッチの種類
ドライクラッチ
このタイプのクラッチの動作原理は、駆動プレート、従動プレート、プレッシャー プレートなどの乾燥した表面の相互作用によって生成される摩擦力に基づいています。 これにより、エンジンとトランスミッションの間に強固な接続が提供されます。 乾式単板クラッチは、ほとんどのマニュアル トランスミッション車で最も一般的なタイプです。
湿式クラッチ
このタイプのカップリングは、摩擦面上のオイルバス内で動作します。 ドライと比較して、このスキームはよりスムーズなディスク接触を実現します。 ユニットは流体循環によりより効率的に冷却され、より多くのトルクをギアボックスに伝達できます。
ウェット設計は、最新のデュアル クラッチ オートマチック トランスミッションで広く使用されています。 このようなクラッチの動作の特徴は、ギアボックスの偶数ギアと奇数ギアに別々の被駆動ディスクからトルクが供給されることです。 クラッチドライブ - 油圧式、電子制御。 ギアは、動力の流れを中断することなく、トランスミッションにトルクを一定に伝達しながらシフトされます。 この設計はより高価であり、製造がより困難です。
デュアルディスク乾式クラッチ
デュアルディスク乾式クラッチは、XNUMX つの従動ディスクとそれらの間に中間スペーサーを備えています。 この設計により、同じクラッチ サイズでより多くのトルクを伝達することができます。 単体ではウェットルックよりも簡単に作れます。 通常、特に強力なエンジンを搭載したトラックや乗用車に使用されます。
デュアルマスフライホイール付きクラッチ
デュアルマス フライホイールは XNUMX つの部分から構成されます。 それらのXNUMXつはエンジンに接続され、もうXNUMXつは駆動ディスクに接続されます。 両方のフライホイール要素は回転面内で相互に小さな遊びを持ち、バネによって相互接続されています。
デュアルマス フライホイール クラッチの特徴は、ドリブン ディスクにねじり振動ダンパーが存在しないことです。 振動減衰機能を採用したフライホイール設計。 トルクの伝達に加えて、エンジンの不均一な動作に起因する振動や負荷を効果的に軽減します。
クラッチの耐用年数
クラッチの耐用年数は、主に車両の動作条件とドライバーの運転スタイルによって異なります。 平均して、クラッチの寿命は100万〜150万キロメートルに達することがあります。 ディスクが接触すると自然に摩耗が起こるため、摩擦面が摩耗しやすくなり、交換する必要があります。 主な原因はディスクの滑りです。
両板クラッチは作動面が増えるため長寿命です。 エンジンとギアボックスの接続が解除されるたびに、クラッチ レリーズ ベアリングがかみ合います。 時間の経過とともに、すべてのグリースがベアリング内で生成され、その特性が失われ、その結果、ベアリングが過熱して故障します。
セラミックカップリングの特徴
クラッチの耐用年数とその最大性能は、係合部分の材質の特性によって決まります。 ほとんどの車両のクラッチ ディスクの標準構成は、ガラス繊維と金属繊維、樹脂とゴムの圧縮混合物です。 クラッチの動作原理は摩擦力に基づいているため、被動ディスクの摩擦ライニングは摂氏 300 ～ 400 度までの高温で動作するように適応されています。
パワフルなスポーツカーでは、クラッチに通常よりも大きなストレスがかかります。 一部のギアではセラミックまたは焼結クラッチを使用できます。 これらのオーバーレイの素材にはセラミックとケブラーが含まれます。 セラミックと金属の摩擦材は摩耗が少なく、その特性を失うことなく 600 度までの加熱に耐えることができます。
メーカーは、用途とコストに応じて、特定の車両に最適なさまざまなクラッチ設計を使用しています。 乾式単板クラッチは依然としてかなり効率的で安価な設計です。 この方式は、SUVやトラックだけでなく、低価格車や中型車でも広く使用されています。
