汽车机械基础之离合器概述

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1、第二章 离 合 器,第一节 离合器概述 第二节 摩擦离合器的构造和原理 第三节 摩擦离合器的操纵机构 第四节 摩擦离合器的检查与调整 第五节 摩擦离合器的常见故障,第一节 离 合 器 概 述,一、离合器的功用 1保证汽车平稳起步 汽车起步时，驾驶员缓慢抬起离合器踏板，使离合器的主、从动部分逐渐接合，与此同时，逐渐踩下加速踏板，以增加发动机的输出转矩，这样发动机的转矩便可由小到大地逐渐传给传动系。当牵引力足以克服汽车起步时的行驶阻力时，汽车便由静止开始缓慢加速，实现平稳起步。,2保证发动机顺利启动和变速器换挡平顺 发动机在冷启动时，让离合器切断发动机与传动系的联系，减少了启动阻力，有利于发动机的

2、启动。 汽车在行驶过程中，由于行驶条件的变换，需要不断变换挡位。对于普通齿轮变速器，换挡时不同的齿轮副要退出啮合或进入啮合，这就要求换挡前踩下离合器踏板，中断发动机的动力传动，便于退出原有齿轮副的啮合，进入新齿轮副的啮合，以顺利换入新的挡位。,3防止传动系过载 汽车紧急制动时，如果发动机与传动系刚性连接，则发动机转速将急剧下降，其所有零件将产生很大的惯性力矩，会造成传动系过载而使其机件损坏。有了离合器，当传动系承受载荷超过离合器所能传递的最大转矩时，离合器会通过主、从动部分之间的打滑来消除这一危险，从而起到过载保护的目的。,二、对离合器的要求 根据离合器的功用，它应满足下列主要要求： (1)

3、具有合适的储备能力，既能保证可靠地传递发动机的最大转矩，又能防止传动系过载。 (2) 接合时应平顺柔和，保证汽车平稳起步，减少冲击。 (3) 分离时应迅速彻底，保证变速器换挡平顺和发动机启动顺利。 (4) 具有良好的通风散热能力，防止离合器温度过高。 (5) 旋转部分的平衡性好，且从动部分的转动惯量小。 (6) 操纵轻便，以减轻驾驶员的疲劳。,三、离合器的分类 汽车上应用的离合器主要有以下三种形式： (1) 摩擦离合器，指利用主、从动件接触面间的摩擦作用来传递转矩的离合器。这种离合器目前在汽车上广泛采用。 (2) 液力偶合器，指利用液体作为传动介质的离合器。这种离合器原来多用于自动变速器，目前

4、在汽车上已不再采用。 (3) 电磁离合器，指利用磁力传动的离合器。例如，在汽车空调中应用的就是这种离合器。,四、摩擦离合器的基本组成和工作原理 1基本组成 摩擦离合器由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成，如图2-1-1所示。,图2-1-1 摩擦离合器的基本组成,主动部分包括飞轮、离合器盖和压盘。离合器盖用螺栓固定在飞轮上，离合器盖侧面开有窗口。压盘外圆周上制有凸台，凸台伸入离合器盖的窗口中，使得压盘既能随离合器盖转动，又能沿窗口轴向移动。 从动部分包括从动盘和从动轴。从动盘带有双面的摩擦衬片，离合器正常接合时衬片分别与飞轮和压盘相接触。从动盘通过花键毂装在从动轴的花键上。从动轴是

5、手动变速器的输入轴(一轴)，其前端通过轴承支承在曲轴后端的中心孔中，后端支承在变速器壳体上。,压紧机构由若干根沿圆周方向均匀布置的压紧弹簧组成，它们装在压盘与离合器盖之间。在正常接合状态下，压紧弹簧将压盘和从动盘压向飞轮，使飞轮、从动盘和压盘三者压紧在一起。 主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于接合状态并能传递动力的基本结构。 操纵机构包括离合器踏板、分离拉杆、调节叉、分离叉、分离套筒、分离轴承、分离杠杆、回位弹簧等。操纵机构是使离合器分离的装置。,2工作原理 1) 接合状态 离合器在接合状态下，压紧弹簧将飞轮、从动盘和压盘三者压紧在一起，发动机的转矩经过飞轮及压盘通过从动盘两摩擦面的摩擦作

6、用传给从动盘，再由从动轴输出。 2) 分离过程 分离离合器时，驾驶员踩下离合器踏板，分离拉杆拉动分离叉的外端向后移动，分离叉内端则推动分离套筒和分离轴承前移，先消除分离轴承与分离杠杆内端之间的间隙，然后推动分离杠杆内端前移，使分离杠杆外端带动压盘克服压紧弹簧作用力后移，摩擦作用消失，离合器的主、从动部分分离，中断动力传动。,3) 接合过程 接合离合器时，驾驶员缓慢抬起离合器踏板，在压紧弹簧的作用下，压盘向前移动并逐渐压紧从动盘，使接触面间的压力逐渐增加，摩擦力矩也逐渐增加。当飞轮、压盘和从动盘之间接合还不紧密时，所能传动的摩擦力矩较小，离合器的主、从动部分有转速差，离合器处于打滑状态。随着离合

7、器踏板的逐渐抬起，飞轮、压盘和从动盘之间的压紧程度逐渐紧密，主、从动部分的转速也渐趋相等，直到离合器完全接合而停止打滑，接合过程结束。,3几点说明 1) 压盘的驱动方式 压盘作为离合器的主动部分是由离合器盖或飞轮来驱动的。常见的驱动方式有三种：一是窗口凸台式，如BJ2020系列越野车的离合器；二是传动片式，如EQ1090系列中型货车的离合器和轿车上的离合器；三是传动销式，如CA1091的双片离合器。目前，广泛应用的是传动片式驱动方式。,2) 离合器自由间隙和离合器踏板自由行程 离合器在正常接合状态下，分离杠杆内端与分离轴承之间应留有一个间隙，这个间隙称为离合器自由间隙。如果没有自由间隙，从动盘

8、摩擦片磨损变薄后压盘将不能向前移动压紧从动盘，这将导致离合器打滑，使离合器所能传动的转矩下降，车辆行驶无力，而且会加速从动盘的磨损。 为了消除离合器的自由间隙和操纵机构零件的弹性变形所需要的离合器踏板行程称为离合器踏板自由行程。离合器踏板自由行程是离合器检修、维护的重要项目之一。不同的离合器，踏板自由行程的调整方法不同。,第二节 摩擦离合器的构造和原理,一、膜片弹簧离合器 膜片弹簧离合器目前在现代汽车上得到了广泛应用，不仅在轿车上，在各类型客货车上也得到应用，其构造如图2-2-1和图2-2-2所示。,图2-2-1 膜片弹簧离合器,图2-2-2 膜片弹簧离合器零件分解图,1. 构造 膜片弹簧离合

9、器由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构组成，操纵机构将在下一节进行介绍。 主动部分由飞轮、离合器盖和压盘组成。离合器盖通过螺栓固定在飞轮上，为了保持正确的安装位置，离合器盖通过定位销进行定位。压盘与离合器盖之间通过周向均布的三组或四组传动片来传递转矩。传动片用弹簧钢片制成，每组两片，一端用铆钉铆在离合器盖上，另一端用螺钉连接在压盘上。飞轮转动时，转矩通过离合器盖、传动片传给压盘。离合器分离时，传动片弯曲。,从动部分包括从动盘和从动轴，从动盘一般都带有扭转减振器。发动机输出的转速和转矩是周期性变化的，使传动系产生扭转振动，这将使传动系的零部件受到冲击性交变载荷，使寿命下降、零件损坏。采用扭转

10、减振器可以有效地防止传动系的扭转振动。 压紧机构是膜片弹簧，其径向开有若干切槽，形成弹性杠杆。切槽末端有圆孔，固定铆钉穿过圆孔，并固定在离合器盖上。膜片弹簧两侧装有钢丝支承环，这两个钢丝支承环是膜片弹簧工作时的支点。膜片弹簧的外缘通过分离钩与压盘联系起来。,2. 原理 膜片弹簧离合器的工作原理如图2-2-3所示。当离合器盖未安装到飞轮上时，膜片弹簧不受力而处于自由状态，此时离合器盖与飞轮之间有一距离S，如图2-2-3(a)所示。当离合器盖通过螺栓安装在飞轮上时，离合器盖压向飞轮，消除了距离S，膜片弹簧在支承环处受压产生弹性变形，此时膜片弹簧的外圆周对压盘产生压紧力使离合器处于接合状态，如图2-

11、2-3(b)所示。当踩下离合器踏板时，分离轴承推动膜片弹簧，使膜片弹簧压在支承环上并以支承环为支点外圆周向后翘起，通过分离钩拉动压盘后移使离合器分离，如图2-2-3(c)所示。,从膜片弹簧离合器的工作原理可以看出，膜片弹簧既是压紧弹簧，又是分离杠杆，这样不但简化了结构，同时也缩短了离合器的轴向尺寸。另外，膜片弹簧具有非线性的弹簧特性，优于圆柱螺旋弹簧的线性特性，具有操纵轻便和自动调节压紧力的特点，所以膜片弹簧离合器的应用越来越广泛，在各种车型上都有应用。,图2-2-3 膜片弹簧离合器的工作原理 (a) 安装前位置；(b) 安装后(接合位置)；(c) 分离位置,3. 膜片弹簧离合器的结构类型 膜

12、片弹簧离合器根据分离杠杆内端受压还是受拉，可以分为推式膜片弹簧离合器和拉式膜片弹簧离合器。 1) 推式膜片弹簧离合器 推式膜片弹簧离合器指分离离合器时，分离杠杆内端所受的力为推(压)力，如图2-2-4(a)所示。桑塔纳2000、红旗CA7220和CA1091的离合器均为此种形式。,2) 拉式膜片弹簧离合器 拉式膜片弹簧离合器指分离离合器时，分离杠杆内端所受的力为拉力，如图2-2-4(b)所示，其特点是膜片反装，即在接合状态下锥顶向前。捷达轿车和南京依维柯客车均采用这种离合器。,图2-2-4 推式和拉式膜片弹簧离合器 (a) 推式膜片弹簧离合器；(b) 拉式膜片弹簧离合器,二、周布弹簧离合器 1

13、. 单片周布弹簧离合器 下面以东风EQ1090E型汽车的离合器为例介绍单片周布弹簧离合器，其构造如图2-2-5所示。,图2-2-5 东风EQ1090E型汽车的单片周布弹簧离合器,1) 主动部分 主动部分包括飞轮、离合器盖和压盘。离合器盖和压盘之间通过4组传动片连接起来。离合器盖用螺钉安装在发动机飞轮上。当飞轮转动时，离合器盖和压盘都随飞轮一起转动。当分离时，传动片产生弯曲变形以使压盘可以后移。 2) 从动部分 从动部分包括从动盘和从动轴，从动盘带有扭转减振器。,3) 压紧机构 压紧机构由16个沿圆周分布于压盘和离合器盖之间的压紧弹簧组成。在压紧弹簧的作用下，压盘将从动盘压向飞轮，使离合器处于接

14、合状态。 4) 操纵机构 操纵机构中的分离杠杆、分离轴承、分离套筒、分离叉装在离合器壳体内部，在壳体外部还装有分离叉臂、分离拉杆、踏板轴及踏板。,分离杠杆的工作情况如图2-2-6所示，采用了浮动销作为分离杠杆的支点，与压盘之间采用了摆动支片，支承柱的前端插在压盘相应的孔中，后端通过调整螺母固定在离合器盖上，浮动销穿过支承柱中部的方孔。这种结构可以防止分离杠杆的运动干涉，而且通过调整螺母可以调整分离杠杆的高度，使分离杠杆内端处于与飞轮端面平行的同一平面内。,图2-2-6 EQ1090E离合器分离杠杆的工作情况 (a) 接合位置；(b) 分离位置,2双片周布弹簧离合器 为了增大离合器所能传递的转矩

15、，一般采用的方法是增加离合器从动盘的片数。在重型货车上普遍采用双片周布弹簧离合器。图2-2-7所示为解放CA1091型汽车所使用的双片离合器。,图2-2-7 解放CA1091型汽车的双片离合器,解放CA1091型汽车双片离合器的结构、原理与前述的各种离合器基本相同，但由于采用双片从动盘，故还具有如下特点： (1) 为了增加传递的转矩和确保离合器可靠工作，采用了两个压盘，即多了一个中间压盘。这样从动盘通过4个面传递转矩，比单片离合器所能传递的转矩增大了一倍。 (2) 分离时，分离杠杆通过分离杠杆螺钉带动压盘(后压盘)向后移动。为了保证中间压盘与前面从动盘可靠分离，在飞轮与中间压盘之间装有分离弹簧

16、。,(3) 由于分离弹簧的伸张作用，当分离时又可能导致中间压盘向后把后面的从动盘与压盘(后压盘)压紧在一起，所以采用限位螺钉限制中间压盘向后移动的行程。 (4) 分离杠杆高度的调整是通过分离杠杆外端的调整螺母7进行的。 (5) 压盘(包括中间压盘和后压盘)的驱动是通过传动销14进行的。,三、带扭转减振器的从动盘 离合器的从动部分包括从动盘和从动轴。从动轴也是手动变速器的输入轴(或称为一轴)，所以一般仅将从动盘作为离合器的从动部分。目前离合器采用的从动盘都带有扭转减振器，其结构组成和工作原理如图2-2-8所示。扭转减振器能够衰减传动系的扭转振动，并使离合器接合柔和、平顺。,图2-2-8 带扭转减振器的从动盘结构和工作原理,从动盘钢片外圆周铆接有波形弹簧钢片，摩擦衬片分别铆接在弹簧钢片上。从动盘钢片与减振器盘铆接在一起，这两者之间夹有摩擦垫圈和从动盘毂。从动盘毂、从动盘钢片和减振器盘上都有6个圆周均布的窗孔，减振弹簧装在窗孔中。 当从动盘受到转矩时，转矩从摩擦衬片传到从动盘钢片，再经减振弹簧传给从动盘毂，此时弹簧将被压缩，吸收发动机传来的扭转振动。 摩擦衬片之间的波形弹簧钢