Om du kör en bil med manuell växellåda kan du bli förvånad över att få reda på att den har mer än en koppling. Och det visar sig att folk med automatisk växellåda också har kopplingar. Faktum är att det finns kopplingar i många saker du förmodligen ser eller använder varje dag:Många sladdlösa borrar har en koppling, motorsågar har en centrifugalkoppling och till och med vissa jojo har en koppling.
I den här artikeln får du lära 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, inklusive bilar. En av axlarna drivs vanligtvis av en motor eller remskiva, och den andra axeln driver en annan anordning. Kopplingen förbinder de två axlarna så att de antingen kan låsas ihop och snurra med samma hastighet, eller kopplas loss och snurra med olika hastigheter.
I en bil behöver du en koppling eftersom motorn snurrar hela tiden, men det gör inte bilens hjul. För att en bil ska stanna utan att döda motorn måste hjulen kopplas bort från motorn på något sätt. Kopplingen tillåter oss att smidigt koppla in en snurrande motor till en transmission som inte snurrar genom att kontrollera slirningen 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 föremål 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 föremålet.
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
I en bils koppling, ett svänghjul ansluts till motorn och en kopplingsplatta ansluter till överföringen.
När foten är av kopplingspedalen i en manuell bil trycker fjädrar tryckplattan mot kopplingsskivan, som i sin tur trycker mot svänghjulet. Detta låser motorn till transmissionens ingående axel, vilket gör att de snurrar med samma hastighet.
Hur mycket kraft kopplingen kan hålla beror på friktionen mellan kopplingsplattan och svänghjulet, och hur mycket kraft fjädern lägger på tryckplattan. Friktionskraften i kopplingen fungerar precis som de block som beskrivs i friktionsavsnittet i How Brakes Work, förutom att fjädern trycker på kopplingsplattan istället för att vikten trycker ner blocket i marken.
När kopplingspedalen trycks ned trycker en vajer eller hydraulkolv på frigöringsgaffeln. Detta pressar i sin tur släpplagret, som kopplar ur motorn från transmissionen vid växlingar, mot mitten av membranfjädern. När mitten av membranfjädern trycks in, får en serie stift nära fjäderns utsida att fjädern drar tryckplattan bort från kopplingsskivan. Detta frigör kopplingen från den snurrande motorn.
Observera fjädrarna i kopplingsplattan. Dessa fjädrar hjälper till att isolera transmissionen från stöten från att kopplingen kopplas in.
Denna design fungerar vanligtvis ganska bra, men den har några nackdelar. Vi kommer att titta på vanliga kopplingsproblem och andra användningsområden för kopplingar i följande avsnitt.
Från 1950-talet till 1970-talet kunde du räkna med att ta dig mellan 50 000 och 70 000 miles (80 467 och 113 000 kilometer) från din bils koppling. Kopplingarna kan nu hålla i mer än 80 000 miles (128 747 kilometer) om du använder dem försiktigt och underhåller dem väl. Om de inte sköts om kan kopplingarna börja gå sönder vid 35 000 miles (56 327 kilometer). Lastbilar som konsekvent är överbelastade eller som ofta drar tunga laster kan också ha problem med relativt nya kopplingar.
Det vanligaste problemet med kopplingar är att friktionsmaterialet på skivan slits ut. Friktionsmaterialet på en kopplingsskiva är mycket likt friktionsmaterialet på beläggen på en skivbroms eller skorna på en trumbroms – efter ett tag slits det bort. När det mesta eller allt friktionsmaterial är borta kommer kopplingen att börja slira och till slut överför den ingen kraft från motorn till hjulen.
Kopplingen slits bara när kopplingsskivan och svänghjulet snurrar i olika hastigheter. När de låses ihop hålls friktionsmaterialet tätt mot svänghjulet och de snurrar synk. Det är först när kopplingsskivan slirar mot svänghjulet som slitage uppstår. Så om du är den typen av förare som slirar kopplingen mycket, kommer du att slita ut din koppling mycket snabbare.
Ibland är problemet inte med att halka, utan med att sticka. Om din koppling inte släpper ordentligt, kommer den att fortsätta att vrida den ingående axeln. Detta kan orsaka slipning, eller helt hindra din bil från att gå i växel. Några vanliga orsaker till att en koppling kan fastna är:
En "hård" koppling är också ett vanligt problem. Alla kopplingar kräver en viss mängd kraft för att trycka ner helt. Om du måste trycka hårt på pedalen kan det vara något fel. Att fastna eller fastna i pedallänken, kabeln, tväraxeln eller svängkulan är vanliga orsaker. Ibland kan en blockering eller slitna tätningar i hydraulsystemet också orsaka en hård koppling.
Ett annat problem i samband med kopplingar är ett slitet kopplingslager, ibland kallat utkastlager. Detta lager applicerar kraft på den snurrande tryckplattans fingrar för att frigöra kopplingen. Om du hör ett mullrande ljud när kopplingen kopplas in kan du ha problem med utkastningen.
I nästa avsnitt kommer vi att undersöka några olika typer av kopplingar och hur de används.
Diagnostiskt test av kopplingenOm du inte hör något ljud under dessa fyra steg, är ditt problem förmodligen inte kopplingen. Om du hör ljudet på tomgång och det försvinner när kopplingen trycks ned kan det vara ett problem i kontaktpunkten mellan frigöringsgaffeln och svängkulan som stöder den.
Det finns många andra typer av kopplingar i din bil och i ditt garage.
En automatisk växellåda innehåller flera kopplingar. Dessa kopplingar kopplar in och ur olika uppsättningar planetväxlar, som är gjorda av ett centralt drivhjul omgivet av kugghjul som kretsar runt den. Varje koppling i en automatisk växellåda sätts i rörelse med hjälp av trycksatt hydraulvätska. När trycket sjunker får fjädrar att kopplingen släpper. Jämnt fördelade åsar, kallade splines , fodra insidan och utsidan av kopplingen för att låsa fast i växlarna 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 fort strömmen slutar, till exempel när du stänger av din luftkonditionering, kopplas kopplingen ur.
De flesta bilar som har en motordriven kylfläkt har en termostatstyrd viskös koppling — vätskans temperatur driver faktiskt kopplingen. Denna koppling är placerad vid navet på fläkten, i luftflödet som kommer genom kylaren. Vätskan i kopplingen blir tjockare när den värms upp, vilket gör att fläkten snurrar snabbare för att hinna med motorns rotation. När bilen är kall förblir vätskan i kopplingen kall och fläkten snurrar långsamt, vilket gör att motorn snabbt kan värmas upp till rätt driftstemperatur.
Många bilar har slipdifferentialer eller viskösa kopplingar, som båda använder kopplingar för att öka greppet. När din bil svänger snurrar det ena hjulet snabbare än det andra, vilket gör bilen svår att hantera. Slirdifferentialen kompenserar för det med hjälp av sin koppling. När ett hjul snurrar snabbare än de andra, kopplas kopplingen in för att sakta ner och matcha de andra tre. Att köra över vattenpölar eller isfläckar kan också snurra på hjulen.
Gasdriven kedjesågar och ogräsätare har centrifugalkopplingar , så att kedjorna eller snören 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, rem eller axel. När varven per minut ökar svänger viktade armar ut och tvingar kopplingen att koppla in. Centrifugalkopplingar finns också ofta i gräsklippare, gokart, mopeder och minicyklar. Även vissa jojo tillverkas med centrifugalkopplingar.
Kopplingar är värdefulla och nödvändiga för ett antal tillämpningar. För mer information om kopplingar och relaterade ämnen, kolla in länkarna nedan.
Ursprungligen publicerad:16 oktober 2007
