Wie Kupplungen funktionieren

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Diagramm des Autos, das die Position der Kupplung zeigt. Weitere Übertragungsbilder anzeigen.

Wenn Sie ein Auto mit Schaltgetriebe fahren, werden Sie möglicherweise überrascht sein, dass es mehr als eine Kupplung hat. Und es stellt sich heraus, dass Leute mit Automatikgetriebe auch Kupplungen haben. Tatsächlich gibt es Kupplungen in vielen Dingen, die Sie wahrscheinlich jeden Tag sehen oder benutzen: Viele Akku-Bohrer haben eine Kupplung, Kettensägen haben eine Fliehkraftkupplung und sogar einige Jo-Jo haben eine Kupplung.

In diesem Artikel erfahren Sie, warum Sie eine Kupplung benötigen, wie die Kupplung in Ihrem Auto funktioniert, und finden einige interessante und möglicherweise überraschende Stellen heraus, an denen Kupplungen zu finden sind.

Kupplungen sind nützlich bei Geräten mit zwei rotierenden Wellen. Bei diesen Vorrichtungen wird eine der Wellen typischerweise von einem Motor oder einer Riemenscheibe angetrieben, und die andere Welle treibt eine andere Vorrichtung an. Bei einem Bohrer wird beispielsweise eine Welle von einem Motor angetrieben und die andere treibt ein Bohrfutter an. Die Kupplung verbindet die beiden Wellen so, dass sie entweder miteinander verriegelt sind und sich mit derselben Geschwindigkeit drehen oder entkoppelt werden und sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen können.

In einem Auto benötigen Sie eine Kupplung, da der Motor ständig dreht, die Räder des Autos jedoch nicht. Damit ein Auto anhält, ohne den Motor zu töten, müssen die Räder irgendwie vom Motor getrennt werden. Die Kupplung ermöglicht es uns, einen sich drehenden Motor reibungslos in ein nicht durchdrehendes Getriebe einzuschalten, indem wir den Schlupf zwischen ihnen steuern.

Um zu verstehen, wie eine Kupplung funktioniert, ist es hilfreich, ein wenig darüber zu wissen Reibung, Dies ist ein Maß dafür, wie schwierig es ist, ein Objekt über ein anderes zu schieben. Reibung wird durch die Spitzen und Täler verursacht, die Teil jeder Oberfläche sind - selbst sehr glatte Oberflächen haben noch mikroskopische Spitzen und Täler. Je größer diese Gipfel und Täler sind, desto schwieriger ist es, das Objekt zu schieben. Weitere Informationen zur Reibung finden Sie unter Funktionsweise von Bremsen.

Eine Kupplung arbeitet aufgrund der Reibung zwischen einer Kupplungsscheibe und einem Schwungrad. Wir werden uns im nächsten Abschnitt ansehen, wie diese Teile zusammenarbeiten.

Inhalt
  1. Schwungräder, Kupplungsscheiben und Reibung
  2. Allgemeine Probleme
  3. Arten von Kupplungen

In der Kupplung eines Autos a Schwungrad verbindet sich mit dem Motor und a Kupplungsscheibe verbindet sich mit dem Getriebe. Wie das aussieht, sehen Sie in der Abbildung unten.

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Explosionszeichnung einer Kupplung

Wenn Ihr Fuß vom Pedal genommen ist, drücken die Federn die Druckplatte gegen die Kupplungsscheibe, die wiederum gegen das Schwungrad drückt. Dadurch wird der Motor an der Getriebeeingangswelle befestigt, wodurch sie mit der gleichen Drehzahl drehen.

Die Kraft, die die Kupplung aufnehmen kann, hängt von der Reibung zwischen Kupplungsscheibe und Schwungrad ab und davon, wie viel Kraft die Feder auf die Druckplatte ausübt. Die Reibungskraft in der Kupplung funktioniert genau wie die im Abschnitt Reibung von Bremsen beschriebenen Blöcke, außer dass die Feder auf die Kupplungsscheibe drückt, anstatt den Block durch Gewicht in den Boden zu drücken.

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Wie eine Kupplung ein- und ausrastet-

Wenn das Kupplungspedal gedrückt wird, drückt ein Kabel oder ein Hydraulikkolben auf die Ausrückgabel, die das Ausrücklager gegen die Mitte der Membranfeder drückt. Wenn die Mitte der Membranfeder hineingedrückt wird, bewirkt eine Reihe von Stiften nahe der Außenseite der Feder, dass die Feder die Druckplatte von der Kupplungsscheibe wegzieht (siehe unten). Dies löst die Kupplung vom sich drehenden Motor.

Kupplungsscheibe Foto mit freundlicher Genehmigung von Carolina Mustang

Beachten Sie die Federn in der Kupplungsscheibe. Diese Federn tragen dazu bei, das Getriebe vom Stoß der eingerückten Kupplung zu isolieren.

Dieses Design funktioniert normalerweise ziemlich gut, hat aber einige Nachteile. In den folgenden Abschnitten werden häufig auftretende Kupplungsprobleme und andere Verwendungszwecke für Kupplungen behandelt.

Von den 1950er bis 1970er Jahren können Sie sich darauf verlassen, dass Sie zwischen 50.000 und 70.000 Meilen von der Kupplung Ihres Autos entfernt sind. Kupplungen können jetzt mehr als 80.000 Meilen halten, wenn Sie sie vorsichtig verwenden und gut warten. Wenn sie nicht gepflegt werden, können die Kupplungen bei 35.000 Meilen ausfallen. LKWs, die ständig überladen sind oder häufig schwere Lasten ziehen, können auch Probleme mit relativ neuen Kupplungen haben.

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Das häufigste Problem bei Kupplungen besteht darin, dass sich das Reibmaterial auf der Scheibe abnutzt. Das Reibmaterial auf einer Kupplungsscheibe ist dem Reibmaterial auf den Bremsbelägen einer Scheibenbremse oder den Schuhen einer Trommelbremse sehr ähnlich - nach einer Weile nutzt es sich ab. Wenn das meiste oder das gesamte Reibmaterial weg ist, beginnt die Kupplung zu rutschen und überträgt schließlich keine Kraft vom Motor auf die Räder.

Die Kupplung verschleißt nur, während sich die Kupplungsscheibe und das Schwungrad mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen. Wenn sie miteinander verriegelt sind, wird das Reibmaterial fest gegen das Schwungrad gehalten und sie drehen sich synchron. Nur wenn die Kupplungsscheibe gegen das Schwungrad rutscht, tritt Verschleiß auf. Wenn Sie also der Typ Fahrer sind, der die Kupplung stark durchrutscht, werden Sie Ihre Kupplung viel schneller abnutzen.

Manchmal liegt das Problem nicht beim Ausrutschen, sondern beim Kleben. Wenn sich Ihre Kupplung nicht richtig löst, dreht sie die Eingangswelle weiter. Dies kann zu Schleifen führen oder das Schalten Ihres Autos vollständig verhindern. Einige häufige Gründe, warum eine Kupplung hängen bleiben kann, sind:

  • Kupplungszug gebrochen oder gedehnt - Das Kabel benötigt die richtige Spannung, um effektiv zu drücken und zu ziehen.
  • Undichte oder defekte Nehmer- und / oder Hauptkupplungszylinder - Undichtigkeiten verhindern, dass die Zylinder den erforderlichen Druck aufbauen.
  • Luft in der Hydraulikleitung - Luft beeinflusst die Hydraulik, indem sie Platz einnimmt, den die Flüssigkeit benötigt, um Druck aufzubauen.
  • Falsch eingestellte Verbindung - Wenn Ihr Fuß auf das Pedal tritt, überträgt das Gestänge die falsche Kraft.
  • Nicht übereinstimmende Kupplungskomponenten - Nicht alle Aftermarket-Teile funktionieren mit Ihrer Kupplung.

Eine "harte" Kupplung ist ebenfalls ein häufiges Problem. Alle Kupplungen erfordern etwas Kraft, um vollständig zu drücken. Wenn Sie fest auf das Pedal treten müssen, stimmt möglicherweise etwas nicht. Das Festkleben oder Binden des Pedalgestänges, des Kabels, der Querwelle oder der Schwenkkugel sind häufige Ursachen. Manchmal kann eine Verstopfung oder verschlissene Dichtungen im Hydrauliksystem auch eine harte Kupplung verursachen.

Ein weiteres Problem im Zusammenhang mit Kupplungen ist ein verschlissenes Ausrücklager, das manchmal als a bezeichnet wird Kupplungsausrücklager. Dieses Lager übt eine Kraft auf die Finger der sich drehenden Druckplatte aus, um die Kupplung zu lösen. Wenn Sie beim Einrücken der Kupplung ein Rumpeln hören, liegt möglicherweise ein Problem mit dem Auswurf vor.

Im nächsten Abschnitt werden wir verschiedene Arten von Kupplungen untersuchen und wie sie verwendet werden.

Kupplungstest

Wenn Sie während dieser vier Schritte kein Geräusch hören, liegt Ihr Problem wahrscheinlich nicht an der Kupplung. Wenn Sie das Geräusch im Leerlauf hören und es beim Drücken der Kupplung verschwindet, liegt möglicherweise ein Problem im Kontaktpunkt zwischen Gabel und Drehkugel vor.

  1. Starten Sie Ihr Auto, ziehen Sie die Feststellbremse an und schalten Sie das Auto in den Leerlauf.
  2. Achten Sie im Leerlauf auf ein Knurren, ohne die Kupplung einzudrücken. Wenn Sie etwas hören, liegt höchstwahrscheinlich ein Problem mit dem Getriebe vor. Wenn Sie kein Geräusch hören, fahren Sie mit Schritt 3 fort.
  3. Wenn sich das Auto noch im Leerlauf befindet, drücken Sie die Kupplung und achten Sie auf Geräusche. Wenn Sie beim Drücken ein Zwitschern hören, ist dies höchstwahrscheinlich die Freigabe der Kupplung oder das Ausrücklager. Wenn Sie kein Geräusch hören, fahren Sie mit Schritt 4 fort.
  4. Schieben Sie die Kupplung ganz auf den Boden. Wenn Sie ein quietschendes Geräusch hören, ist es wahrscheinlich das Pilotlager oder die Buchse.
Autoklimaanlage mit Magnetkupplung

Es gibt viele andere Arten von Kupplungen in Ihrem Auto und in Ihrer Garage.

Ein automatische Übertragung enthält mehrere Kupplungen. Diese Kupplungen schalten verschiedene Sätze von Planetenrädern ein und aus. Jede Kupplung wird mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit in Bewegung gesetzt. Wenn der Druck abfällt, lösen Federn die Kupplung. Gleichmäßig verteilte Grate, genannt Splines, Die Innen- und Außenseite der Kupplung auskleiden, um in die Zahnräder und das Kupplungsgehäuse zu rasten. Weitere Informationen zu diesen Kupplungen finden Sie unter Funktionsweise von Automatikgetrieben.

Ein Klimaanlage Kompressor in einem Auto hat eine elektromagnetische Kupplung. Dadurch kann der Kompressor auch bei laufendem Motor abgestellt werden. Wenn Strom durch eine Magnetspule in der Kupplung fließt, rastet die Kupplung ein. Sobald der Strom stoppt, z. B. wenn Sie die Klimaanlage ausschalten, wird die Kupplung ausgekuppelt.

Die meisten Autos, die eine haben motorgetriebener Lüfter habe einen thermostatisch geregelte viskose Kupplung -- Die Temperatur der Flüssigkeit treibt tatsächlich die Kupplung an. Diese Kupplung befindet sich an der Nabe des Lüfters im Luftstrom, der durch den Kühler kommt. Diese Art von Kupplung ist der sehr ähnlich viskose Kupplung manchmal in Allradautos zu finden. Die Flüssigkeit in der Kupplung wird beim Aufheizen dicker, wodurch sich der Lüfter schneller dreht, um die Motordrehung nachzuholen. Wenn das Auto kalt ist, bleibt die Flüssigkeit in der Kupplung kalt und der Lüfter dreht sich langsam, sodass sich der Motor schnell auf die richtige Betriebstemperatur erwärmen kann.

Viele Autos haben Sperrdifferentiale oder viskose Kupplungen, die beide Kupplungen verwenden, um die Traktion zu erhöhen. Wenn sich Ihr Auto dreht, dreht sich ein Rad schneller als das andere, was die Handhabung des Autos erschwert. Das Schlupfdifferential gleicht dies mit Hilfe seiner Kupplung aus. Wenn sich ein Rad schneller dreht als das andere, rastet die Kupplung ein, um es zu verlangsamen und den anderen drei zu entsprechen. Wenn Sie über Wasserpfützen oder Eisflächen fahren, können Sie auch Ihre Räder durchdrehen. Weitere Informationen zu Differentialen und viskosen Kopplungen finden Sie unter Funktionsweise von Differentialen.

Gasbetrieben Kettensägen und Unkrautfresser haben Fliehkraftkupplungen, Damit die Ketten oder Saiten nicht mehr drehen können, ohne dass Sie den Motor abstellen müssen. Diese Kupplungen arbeiten automatisch durch Zentrifugalkraft. Der Eingang ist mit der Motorkurbelwelle verbunden. Der Ausgang kann eine Kette, einen Riemen oder eine Welle antreiben. Wenn die Umdrehungen pro Minute zunehmen, schwingen gewichtete Arme aus und zwingen die Kupplung zum Einrücken. Fliehkraftkupplungen finden sich auch häufig in Rasenmähern, Go-Karts, Mopeds und Mini-Bikes. Sogar einige Jo-Jo werden mit Fliehkraftkupplungen hergestellt.

Kupplungen sind für eine Reihe von Anwendungen wertvoll und notwendig. Weitere Informationen zu Kupplungen und verwandten Themen finden Sie unter den Links auf der folgenden Seite.

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Weitere großartige Links

  • AutoSite: Reparatur: Kupplung und Schwungrad
  • Kupplungsbeläge
  • Kupplungsauswahl
  • Automotive 101: Antriebsstrang
  • Easy-Pedal 2000 15,5 "und Easy-Pedal Plus14" Kupplungen

Quellen

  • Carley, Larry. Lösen von Rutsch-, Rattern-, Geräusch-, Pedal- und anderen häufigen Kupplungsproblemen. 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 (10/04/07).
  • Weisler, Paul. Samstag Mechaniker - Lüfterkupplung ersetzen. http://www.popularmechanics.com/how_to_central/automotive/1772922.html (10/04/07).



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