자동차 클러치 디자인, 주요 요소
클러치는 마찰을 통해 엔진에서 기어박스로 토크를 전달하는 메커니즘입니다. 또한 엔진을 변속기에서 빠르게 분리하고 어려움 없이 연결을 다시 설정할 수 있습니다. 클러치에는 많은 종류가 있습니다. 관리하는 드라이브 수(단일, 이중 또는 다중 드라이브), 운영 환경 유형(건식 또는 습식) 및 드라이브 유형이 다릅니다. 클러치의 종류는 각각 장단점이 있지만 기계식 또는 유압식 단판 건식 클러치가 현대 차량에서 가장 일반적으로 사용됩니다.
클러치의 목적
클러치는 엔진과 기어박스 사이에 설치되며 기어박스에서 가장 스트레스를 받는 부품 중 하나입니다. 다음과 같은 주요 기능을 수행합니다.
- 엔진과 기어박스의 부드러운 분리 및 연결.
- 미끄러지지 않는 토크 전달(무손실).
- 불규칙한 엔진 작동으로 인한 진동 및 부하에 대한 보상.
- 엔진 및 변속기 부품에 가해지는 스트레스를 줄입니다.
클러치 부품
대부분의 수동 변속기 차량의 표준 클러치에는 다음과 같은 주요 구성 요소가 포함됩니다.
- 엔진 플라이휠 - 드라이브 디스크.
- 클러치 디스크.
- 클러치 바스켓 - 압력판.
- 클러치 해제 베어링.
- 풀아웃 클러치.
- 클러치 포크.
- 클러치 드라이브.
마찰 라이닝은 클러치 디스크의 양쪽에 설치됩니다. 그 기능은 마찰을 통해 토크를 전달하는 것입니다. 디스크 본체에 내장된 스프링식 진동 댐퍼는 플라이휠과의 연결을 부드럽게 하고 불규칙한 엔진 작동으로 인한 진동과 응력을 완화합니다.
클러치 디스크에 작용하는 압력판과 다이어프램 스프링은 "클러치 바스켓"이라고 하는 하나의 유닛으로 결합됩니다. 클러치 디스크는 바스켓과 플라이휠 사이에 위치하며 기어박스 입력 샤프트에 스플라인으로 연결되어 움직일 수 있습니다.
바스켓 스프링(다이어프램)은 밀거나 배출할 수 있습니다. 차이점은 클러치 액츄에이터에서 플라이휠로 또는 플라이휠에서 멀어지는 힘의 적용 방향에 있습니다. 드로 스프링 디자인으로 훨씬 더 얇은 바스켓을 사용할 수 있습니다. 이것은 어셈블리를 가능한 한 컴팩트하게 만듭니다.
클러치 작동 방식
클러치 작동 원리는 다이어프램 스프링에 의해 생성된 힘에 의해 생성된 마찰력으로 인한 클러치 디스크와 엔진 플라이휠의 견고한 연결에 기반합니다. 클러치에는 "켜짐"과 "꺼짐"의 두 가지 모드가 있습니다. 대부분의 경우 구동 디스크가 플라이휠에 눌려 있습니다. 플라이휠의 토크는 구동 디스크로 전달된 다음 스플라인 연결을 통해 기어박스의 입력 샤프트로 전달됩니다.
클러치를 풀기 위해 운전자는 포크에 기계적으로 또는 유압으로 연결된 페달을 밟습니다. 포크는 다이어프램 스프링의 꽃잎 끝을 눌러 압력판에 대한 영향을 멈추고 차례로 구동 디스크를 해제하는 릴리스 베어링을 움직입니다. 이 단계에서 엔진은 기어박스에서 분리됩니다.
기어박스에서 적절한 기어가 선택되면 운전자가 클러치 페달을 떼고 포크가 릴리스 베어링과 스프링에서 작동을 멈춥니다. 압력판은 플라이휠에 대해 구동 디스크를 누릅니다. 엔진은 기어 박스에 연결됩니다.
클러치 품종
건식 클러치
이 유형의 클러치 작동 원리는 구동, 구동 및 압력판과 같은 건조한 표면의 상호 작용에 의해 생성되는 마찰력을 기반으로 합니다. 이것은 엔진과 변속기 사이에 단단한 연결을 제공합니다. 건식 단판 클러치는 대부분의 수동 변속기 차량에서 가장 일반적인 유형입니다.
젖은 그립
이 유형의 커플 링은 마찰 표면의 오일 배스에서 작동합니다. 건식에 비해 이 방식은 더 부드러운 디스크 접촉을 제공합니다. 장치는 유체 순환으로 인해 더 효율적으로 냉각되고 더 많은 토크를 기어박스에 전달할 수 있습니다.
습식 설계는 현대식 듀얼 클러치 자동 변속기에 널리 사용됩니다. 이러한 클러치 작동의 특징은 기어 박스의 짝수 및 홀수 기어에 별도의 구동 디스크에서 토크가 공급된다는 것입니다. 클러치 드라이브 - 유압식, 전자식으로 제어됩니다. 기어는 동력의 흐름을 방해하지 않고 변속기에 일정한 토크를 전달하면서 변속됩니다. 이 디자인은 더 비싸고 제조하기가 더 어렵습니다.
듀얼 디스크 드라이 클러치
이중 디스크 건식 클러치에는 두 개의 구동 디스크와 그 사이에 중간 스페이서가 있습니다. 이 디자인은 동일한 클러치 크기로 더 많은 토크를 전달할 수 있습니다. 그 자체로는 젖은 모습보다 만들기 쉽습니다. 일반적으로 특히 강력한 엔진이 장착된 트럭과 자동차에 사용됩니다.
듀얼 매스 플라이휠이 있는 클러치
이중 질량 플라이휠은 두 부분으로 구성됩니다. 그들 중 하나는 엔진에 연결되고 다른 하나는 구동 디스크에 연결됩니다. 두 플라이휠 요소는 회전 평면에서 서로에 대해 작은 유격을 가지며 스프링으로 상호 연결됩니다.
이중 질량 플라이휠 클러치의 특징은 구동 디스크에 비틀림 진동 댐퍼가 없다는 것입니다. 플라이휠 디자인은 진동 감쇠 기능을 사용합니다. 토크를 전달하는 것 외에도 불규칙한 엔진 작동으로 인한 진동과 부하를 효과적으로 줄입니다.
클러치 수명
클러치의 수명은 주로 차량의 작동 조건과 운전자의 운전 스타일에 따라 달라집니다. 평균적으로 클러치 수명은 100-150km에 이릅니다. 디스크가 접촉할 때 발생하는 자연적인 마모의 결과로 마찰 표면이 마모되기 쉬우므로 교체해야 합니다. 주된 이유는 디스크 미끄러짐입니다.
더블 디스크 클러치는 작업 표면 수가 증가하여 수명이 깁니다. 클러치 릴리스 베어링은 엔진/기어박스 연결이 끊어질 때마다 맞물립니다. 시간이 지남에 따라 모든 그리스가 베어링에서 생성되고 특성을 잃어 과열되어 고장납니다.
세라믹 커플링의 특성
클러치의 수명과 최대 성능은 결합 재료의 특성에 따라 결정됩니다. 대부분의 차량에서 클러치 디스크의 표준 구성은 유리 및 금속 섬유, 수지 및 고무의 압축 혼합물입니다. 클러치의 작동 원리는 마찰력을 기반으로 하기 때문에 구동 디스크의 마찰 라이닝은 최대 섭씨 300-400도의 고온에서 작동하도록 조정됩니다.
강력한 스포츠카에서 클러치는 평소보다 더 많은 스트레스를 받습니다. 일부 기어는 세라믹 또는 소결 클러치를 사용할 수 있습니다. 이 오버레이의 재료는 세라믹과 케블라를 포함합니다. 세라믹-금속 마찰재는 마모가 적고 특성을 잃지 않고 최대 600도까지 견딜 수 있습니다.
제조업체는 의도된 용도와 비용에 따라 특정 차량에 최적인 다양한 클러치 디자인을 사용합니다. 건식 단일 플레이트 클러치는 상당히 효율적이고 저렴한 디자인으로 남아 있습니다. 이 계획은 SUV 및 트럭뿐만 아니라 중형 및 중형차에 널리 사용됩니다.
