selfshifting synchronousclutch
简介
一种能自动同步的离合器，其主动件与从动件之间在转速同步时，能自动实现啮合或分离，以适应不同运行状态的需要。因其英文名称的前三个单词的开头字母均为S，故也称3S离合器。
结构与工作原理 现用的3S离合器均为棘齿型，图1为其结构的原理性示意。它由主动件、滑动件和从动件三部分组成。滑动件与主动件之间以螺旋花键传递扭矩，并靠螺旋花键传扭方向的变化，使滑动件左移或右移，以实现离合器齿的分离或啮合。滑动件上有棘爪，与从动件上的棘轮相配，它们是实现自动离合的关键部件。棘爪能转动，靠弹簧力将头部抬起，使与棘轮棘合，情况如图2 (a) 所示。
机组静止时，离合器处于图1中上半部位置。主动件开始旋转时，棘轮对棘齿产生作用力，使滑动件相对主动件旋转，受螺旋花键的导向作用，滑动件向图中右侧移动，离合器齿的啮合情况变为图1中的下半部位置，使主动件带动从动件一起旋转。
机组运行时，处于主动件端的燃气轮机若要停机，而从动件端如仍需继续工作，随着主动件端的转速下降，螺旋花键传递的力矩反向，促使滑动件向图中的左侧移动，离合器齿就分离，变为图1中上半部位置，于是主动件端的机组停机。那时，棘爪头部虽抬起，但由于转向关系，使其与棘轮之间不棘合，而呈“活轮”状态。
当从动件端在工作，而主动件端由静止状态拟投入工作时，主动件端的转速要升高到略微超过从动件的转速，棘轮会对棘齿产生作用力，致使滑动件右移，离合器齿就啮合。机组的功率由主动件传给从动件。
图1 3S离合器
1—从动件; 2—离合器齿; 3—棘轮; 4—棘爪;5—滑动件; 6—螺旋花键; 7—主动件
应指出：高转速下处于“活轮”工作状态的棘爪，因受棘轮压下和弹簧弹起的作用，棘爪头部与棘轮之间会发生撞击和摩擦，很易损坏。为了解决这个问题，应采用能使棘爪与棘轮分离的结构。其中之一如图2所示。这种方案称为“低速的棘爪棘轮结构”。在低转速下棘爪由弹簧力作用，将头部弹起，使与棘轮棘合，见图2(a)。当转速升高到一定值时，棘爪尾部由于偏心离心力大于弹簧力，棘爪尾部就抬起，使头部与棘轮分离而消除“活轮”状态，见图2(b)。另一种方案称为“高速的棘爪棘轮结构”。在低转速下棘爪由弹簧力作用，将尾部抬起，使与棘轮分离;高转速下棘爪头部由于偏心离心力大于弹簧力，使棘爪头部抬起而与棘轮棘合。
图2 棘爪与棘轮的工作状态
1—弹簧; 2—限位销钉;3—棘轮; 4—棘爪
图2所示的结构是棘轮在外圆侧，棘爪在内圆侧。还有一种是棘爪在外圆侧，棘轮在内圆侧的结构，同样有高速与低速两种结构方案。
在3S离合器中同时应用高速与低速两种棘爪棘轮后，就能消除高转速下的“活轮”工作状态，这时低速的棘爪在从动件上，高速的棘爪在滑动件上。从动件静止时，主动件端机组起动投运，处于棘合状态的低速棘爪推动棘轮，使滑动件移至离合器齿啮合位置，带动从动件一起旋转。从动件在低速下工作，而主动件端机组起动投运至两者转速同步时，由于低速棘爪与棘轮尚未分离，产生与上述相同的动作，离合器齿啮合。从动件高速旋转时，低速棘爪与棘轮分离，主动件端机组起动达到高速后，高速棘爪头部抬起与棘轮棘合，在两者转速同步时，滑动件移至离合器齿啮合位置。当主动件端机组停机而从动件端继续运行时，因螺旋花键传扭反向，使离合器齿分离。
大功率的3S离合器，还采用大小两个滑动件的结构，以改善其工作的可靠性。
3S离合器在燃气轮机中的应用 应用情况见图3。其中(a)图是发电机需作调相机运行时的情况。它可以是：燃气轮机带动发电机一起起动投运发电; 或发电机改作调相机运行，将燃气轮机停下; 或发电机作调相机运行时需投运燃气轮机，将发电机改作发电运行。(b)图为单轴式联合循环机组的情况。燃气轮机能独自快速起动投运发电，而汽轮机则在余热锅炉产汽后暖机起动，再投入运行。汽轮机还可独自停机。(c)图为军舰用两台燃气轮机传动一个螺旋桨的联合动力装置情况。可使任意一台燃气轮机单独运行;或使两台同时运行;或当两台同时运行时，任意停掉一台;或当一台运行时，使另一台起动，也投入运行。
图3 3S离合器的应用
C—3S离合器; GT—燃气轮机;RG—减速齿轮箱;ST—汽轮机