Hur kopplingar fungerar

Diagram över bil som visar kopplingsplatsen. Se fler överföringsbilder.

Om du kör en manuell växellåda kan du bli förvånad över att se att den har mer än en koppling. Och det visar sig att även personer med automatväxellåda har kopplingar. Det finns faktiskt kopplingar i många saker du antagligen ser eller använder varje dag: Många trådlösa borrar har en koppling, motorsågar har en centrifugalkoppling och till och med vissa yo-yos har en koppling.

I den här artikeln lär du dig varför du behöver en koppling, hur kopplingen i din bil fungerar och ta reda på några intressanta och kanske överraskande platser där kopplingar kan hittas.

Kopplingar är användbara i enheter som har två roterande axlar. I dessa anordningar drivs en av axlarna vanligtvis av en motor eller remskiva, och den andra axeln driver en annan anordning. I en borr drivs till exempel en axel av en motor och den andra driver en borrchuck. Kopplingen kopplar ihop de två axlarna så att de antingen kan låsas ihop och rotera med samma hastighet, eller frikopplas och snurras i olika hastigheter.

I en bil behöver du en koppling eftersom motorn snurrar hela tiden, men bilens hjul inte. För att en bil ska stanna utan att döda motorn måste hjulen kopplas bort från motorn på något sätt. Kopplingen tillåter oss att smidigt ansluta en spinnmotor till en icke-snurrande växellåda genom att kontrollera glidningen mellan dem.

För att förstå hur en koppling fungerar hjälper det att veta lite om friktion, vilket är ett mått på hur svårt det är att skjuta ett objekt över ett annat. Friktion orsakas av topparna och dalarna som är en del av varje yta - även mycket släta ytor har fortfarande mikroskopiska toppar och dalar. Ju större dessa toppar och dalar är, desto svårare är det att skjuta objektet. Du kan lära dig mer om friktion i How Brakes Work.

En koppling fungerar på grund av friktion mellan en kopplingsplatta och ett svänghjul. Vi ska titta på hur dessa delar fungerar tillsammans i nästa avsnitt.

Innehåll

1. Flyghjul, kopplingsplattor och friktion
2. Vanliga problem
3. Typer av kopplingar

I en bil koppling, a svänghjulet ansluts till motorn, och a Kopplingsplatta ansluts till överföringen. Du kan se hur detta ser ut i figuren nedan.

Detta innehåll är inte kompatibelt på den här enheten.

Sprängvy av en koppling

När din fot är av pedalen trycker fjädrarna tryckplattan mot kopplingsskivan, som i sin tur trycker mot svänghjulet. Detta låser motorn till transmissionsingången, vilket får dem att snurra med samma hastighet.

Mängden kraft som kopplingen kan hålla beror på friktionen mellan kopplingsplattan och svänghjulet och hur mycket kraft fjädern sätter på tryckplattan. Friktionskraften i kopplingen fungerar precis som blocken som beskrivs i friktionsavsnittet i How Brakes Work, förutom att fjädern trycker på kopplingsplattan istället för att vikt pressa blocket i marken.

Detta innehåll är inte kompatibelt på den här enheten.

Hur en koppling går i ingrepp och frigörs-

När kopplingspedalen trycks in trycks en kabel eller en hydraulkolv på frigöringsgaffeln, som trycker utkastet mot mitten av membranfjädern. När mitten av membranfjädern skjuts in, förorsakar en serie stift nära fjäderns utsida att fjädern drar tryckplattan bort från kopplingsskivan (se nedan). Detta frigör kopplingen från spinnmotorn.

Kopplingsplatta Foto med tillstånd av Carolina Mustang

Notera fjädrarna i kopplingsplattan. Dessa fjädrar hjälper till att isolera växellådan från chocken vid kopplingens ingrepp.

Denna design fungerar vanligtvis ganska bra, men det har några nackdelar. Vi ska titta på vanliga kopplingsproblem och andra användningar för kopplingar i följande avsnitt.

Från 1950- till 1970-talet kunde du räkna med att komma mellan 50 000 och 70 000 miles från bilens koppling. Kopplingar kan nu vara mer än 80 000 mil om du använder dem försiktigt och underhåller dem väl. Om det inte tas om hand kan kopplingar börja bryta ner vid 35 000 mil. Lastbilar som konsekvent är överbelastade eller som ofta bogserar tunga laster kan också ha problem med relativt nya kopplingar.

Detta innehåll är inte kompatibelt på den här enheten.

Klicka på "spela" för att se slippet.

Det vanligaste problemet med kopplingar är att friktionsmaterialet på skivan slits ut. Friktionsmaterialet på en kopplingsskiva liknar mycket friktionsmaterialet på dynorna på en skivbroms eller skorna på en trumbroms - efter en stund sliter det bort. När det mesta eller allt friktionsmaterialet är borta börjar kopplingen att glida och så småningom överför den inte någon kraft från motorn till hjulen.

Kopplingen bär bara medan kopplingsskivan och svänghjulet snurrar i olika hastigheter. När de är låsta ihop hålls friktionsmaterialet tätt mot svänghjulet och de snurrar i synk. Det är först när kopplingsskivan glider mot svänghjulet som bär. Så om du är den typ av förare som glider kopplingen mycket, sliter du din koppling mycket snabbare.

Ibland är problemet inte med att glida, utan att klibba. Om din koppling inte släpper ordentligt fortsätter den att vrida ingångsaxeln. Detta kan orsaka slipning eller helt förhindra att din bil går i växel. Några vanliga orsaker till att en koppling kan fastna är:

• Trasig eller sträckt kopplingskabel - Kabeln behöver rätt mängd spänning för att trycka och dra effektivt.
• Läckande eller defekta slav- och / eller huvudkopplingscylindrar - Läckor hindrar cylindrarna från att bygga den nödvändiga mängden tryck.
• Luft i den hydrauliska linjen - Luft påverkar hydrauliken genom att ta utrymme som vätskan behöver för att bygga tryck.
• Feljusterad koppling - När din fot träffar pedalen överför länkningen fel mängd kraft.
• Oöverträffade kopplingskomponenter - Inte alla eftermarknadsdelar fungerar med din koppling.

En "hård" koppling är också ett vanligt problem. Alla kopplingar kräver viss kraft för att trycka ner helt. Om du måste trycka hårt på pedalen kan det vara något fel. Det är vanliga orsaker att hålla fast eller binda i pedalkopplingen, kabel, tväraxel eller svängkula. Ibland kan en blockering eller slitna tätningar i hydraulsystemet också orsaka en hård koppling.

Ett annat problem som är förknippat med kopplingar är ett slitet utkastande lager, ibland kallat a koppling frigöringslager. Detta lager utövar kraft på fingrarna på den snurrande tryckplattan för att frigöra kopplingen. Om du hör ett brusande ljud när kopplingen går ihop kan du ha problem med utkastet.

I nästa avsnitt undersöker vi några olika typer av kopplingar och hur de används.

Diagnostik för koppling

Om du inte hör något ljud under dessa fyra steg är problemet antagligen inte kopplingen. Om du hör ljudet på tomgång och det försvinner när kopplingen trycks in kan det vara ett problem i kontaktpunkten mellan gaffeln och svängkulan.

1. Starta din bil, ställ in parkeringsbromsen och sätt bilen i neutral.
2. Med din bil på tomgång, lyssna på ett brummande ljud utan att trycka in kopplingen. Om du hör något är det troligtvis ett problem med växellådan. Om du inte hör något ljud, fortsätt till steg tre.
3. Med bilen fortfarande i neutralläge börjar du trycka på kopplingen och lyssna efter ljud. Om du hör ett kvitande ljud när du trycker på, är det troligt att kopplingen släpps, eller utkastet. Om du inte hör något ljud, fortsätt till steg fyra.
4. Skjut kopplingen hela vägen till golvet. Om du hör ett skrikande ljud, är det förmodligen pilotlagret eller bussningen.

Bilkonditioneringskompressor med magnetkoppling

Det finns många andra typer av kopplingar i din bil och i ditt garage.

En automatisk överföring innehåller flera kopplingar. Dessa kopplingar kopplar in och kopplar ur olika uppsättningar av planetväxlar. Varje koppling sätts i rörelse med hjälp av trycksatt hydraulvätska. När trycket sjunker får fjädrar kopplingen att frigöras. Jämnt fördelade åsar, kallade splines, linja insidan och utsidan av kopplingen för att låsa in kugghjulen och kopplingshuset. Du kan läsa mer om dessa kopplingar i hur automatiska växellådor fungerar.

En luftkonditionering kompressor i en bil har en elektromagnetisk koppling. Detta gör att kompressorn kan stängas av även när motorn är igång. När ström flyter genom en magnetisk spole i kopplingen kopplas kopplingen in. Så snart strömmen stannar, till exempel när du stänger av luftkonditioneringen, kopplas kopplingen ur.

De flesta bilar som har en motordriven kylfläkt ha en termostatstyrd viskös koppling -- vätskans temperatur driver faktiskt kopplingen. Denna koppling är placerad vid navets fläkt, i luftflödet som kommer genom kylaren. Denna typ av koppling är ungefär som viskös koppling ibland finns i fyrhjulsdrivna bilar. Vätskan i kopplingen blir tjockare när den värms upp, vilket gör att fläkten snurrar snabbare för att komma ikapp motorns rotation. När bilen är kall förblir vätskan i kopplingen kall och fläkten snurrar långsamt, vilket gör att motorn snabbt kan värmas upp till dess rätt driftstemperatur.

Många bilar har begränsade glidskillnader eller viskösa kopplingar, som båda använder kopplingar för att öka dragkraften. När din bil roterar snurrar ett hjul snabbare än det andra, vilket gör bilen svår att hantera. Slidskillnaden kompenserar det med hjälp av kopplingen. När ett hjul snurrar snabbare än de andra, kopplar kopplingen in sig för att bromsa det och matcha de tre andra. Att köra över vattenpölar eller islappar kan också snurra dina hjul. Du kan lära dig mer om skillnader och viskösa kopplingar i hur skillnader fungerar.

Gasdrivna motorsågar och ogräsätare har centrifugalkopplingar, så att kedjorna eller strängarna kan sluta snurra utan att du behöver stänga av motorn. Dessa kopplingar fungerar automatiskt genom användning av centrifugalkraft. Ingången är ansluten till motorns vevaxel. Utgången kan driva en kedja, bälte eller axel. När rotationerna per minut ökar, svänger viktade armar ut och tvingar kopplingen att ingripa. Centrifugalkopplingar finns också ofta i gräsklippare, gokart, mopeder och minicyklar. Till och med vissa yo-yos tillverkas med centrifugalkopplingar.

Kopplingar är värdefulla och nödvändiga för ett antal applikationer. För mer information om kopplingar och relaterade ämnen, kolla in länkarna på följande sida.

relaterade artiklar

• Clutch Quiz
• Hur manuella överföringar fungerar
• Hur automatiska växellådor fungerar
• Hur CVT fungerar
• Hur skillnader fungerar
• Hur momentomvandlare fungerar
• Hur kedjesåg fungerar
• Hur bilmotorer fungerar
• Hur Gears fungerar
• Hur fungerar de där med de speciella kopplingarna?

Fler bra länkar

• AutoSite: Reparation: Koppling och svänghjul
• Clutch Facings
• Val av koppling
• Automotive 101: Drive Train
• Easy-Pedal 2000 15,5 "och Easy-Pedal Plus14" -kopplingar

källor

• Carley, Larry. Lösa glidning, skravling, buller, stickpedal och andra vanliga kopplingsproblem. http://www.aa1car.com/library/2002/ic100237.htm (10/04/07).
• http://drivetrain.com/clutcharticle.html (10/04/07).
• http://www.clutchwizard.com/diagnosis.htm (2007-04-10).
• Weisler, Paul. Saturday Mechanic - Fläktkoppling. http://www.popularmechanics.com/how_to_central/automotive/1772922.html (10/04/07).