汽车底盘构造与维修 离合器构造

项目2离合器汽车底盘构造与维修（第2版）主编：张芳玲梁旭升目录CONTENTS任务2.2离合器操纵机构任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理知识目标12汽车换挡的过程离合器的类型和应用特点3离合器的功用、结构和运作4离合器常见故障及可能故障部位，并进行基本故障诊断及检修了解熟悉掌握学会膜片弹簧式离合器的结构与原理任务2.1任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理任务导入客户报修：某驾驶员诉说，其驾驶一汽丰田卡罗拉轿车，在踩下离合器踏板时会出现连续的异响，而松开踏板则响声消失。故障原因分析：离合器异响最常见的原因是离合器内部零件发生损坏，如分离轴承总成有磨损、脏污或损坏，离合器扭力弹簧损坏等。因此本故障的诊断重点是离合器。2.1.1离合器的功用及组成1.离合器的功用离合器位于发动机和变速器之间（图2.1），通过踩下和松开离合器踏板，可以将发动机动力切断和结合。这里指的是摩擦离合器，是利用主、从动部分的摩擦作用来传递转矩的离合器，目前在手动变速器汽车上广泛采用。离合器的具体作用如下：任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理图2.1离合器的位置1—发动机；2—离合器；3—变速器；4—变速器输入轴；5—变速器输出轴；6—差速器（1）暂时切断发动机的动力传动，保证汽车换挡平顺。（2）使发动机与传动系统逐渐结合，保证汽车平稳起步。任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理汽车换挡的过程：对于手动变速器汽车，汽车在行驶过程中，由于行驶条件的变换，需要不断地变换挡位。当需提高车速时，以一挡升二挡为例，驾驶员踩下离合器踏板，暂时切断发动机传来的动力，移动换挡杆到空挡位置，退出一挡齿轮副的啮合，驾驶员保持离合器踩下状态继续移动换挡杆到二挡位置，进入二挡齿轮副的啮合。之后，驾驶员缓慢松开离合器踏板，使离合器与发动机动力逐渐结合，直到完全结合。换挡结束。（3）限制所传递的转矩，防止传动系统过载。（4）暂时切断发动机的动力传动,保证车辆低速滑行。任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理汽车紧急制动时，如果发动机与传动系统刚性连接，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，这一力矩作用于传动系统，会造成传动系统过载而使机件损坏。有了离合器，当传动系统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。2.对离合器的要求（1）既保证可靠地传递发动机的最大转矩，又能防止传动系统过载。（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）旋转部分的平衡性好，且从动部分的转动惯量小。（5）具有良好的通风散热能力，防止离合器温度过高。（6）操纵轻便，以减轻驾驶员的疲劳。任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理3.离合器的类型按结构原理不同，离合器可分为摩擦式离合器和液力式离合器。摩擦式离合器主要依靠主、从动部件的摩擦力传递动力，在汽车上应用最广。（1）摩擦式离合器按从动盘的数目不同，分为单片式、双片式和多片式。（2）摩擦式离合器按压紧弹簧和布置形式的不同，分为周布弹簧式、中央弹簧式、膜片弹簧式和斜臂弹簧式。（3）摩擦式离合器按操纵机构不同，可分为机械式（杆式和绳式）、液压式、气压式和空气助力式等。液力式离合器主要依靠主动件之间的液体介质进行转矩传递，有液力耦合器和液力变矩器，主要用于自动变速器。任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理2.1.2摩擦式离合器的基本结构与工作原理摩擦式离合器的结构原理如图2.2所示。发动机飞轮即为离合器的主动件，带有摩擦片的从动盘和毂通过花键与从动轴（即变速器输入轴）相连，组成离合器从动部分。在压紧弹簧弹力的作用下，从动盘与飞轮压紧，两者通过摩擦面间的摩擦作用传递发动机转矩。需要中断动力时，只要踩下离合器踏板，套在从动盘毂中的拨叉便克服压紧弹簧弹力向后移动而与飞轮分离，两者之间产生一定间隙，摩擦作用消失，传递动力中断。离合器踏板及分离拨叉构成离合器操作机构。任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理图2.2摩擦式离合器的结构原理任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理2.1.3膜片弹簧式离合器膜片弹簧式离合器广泛应用在轿车和轻中型货车上。下面以丰田卡罗拉轿车为例介绍其基本结构和工作原理。任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理请在此处输入所需标题Pleaseentertherequiredtitlehere1.膜片弹簧式离合器的结构膜片弹簧式离合器主要由主动部分、从动部分、压紧机构、分离机构和操纵机构组成，如图2.3所示。主动部分由飞轮、离合器盖和压盘组成。离合器盖由低碳钢冲压制成，为了保持正确的安装位置，通过定位销与飞轮进行定位，并以螺栓固装在飞轮上。为了散热，离合器盖的侧面制有通风口，当离合器旋转时，热空气由此抽出，以加强通风。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。传动片由弹簧钢片制成。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。在离合器分离和结合的过程中，依靠弹簧片的弯曲变形，使压盘前、后移动。任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理图2.3膜片弹簧式离合器的结构图任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理从动部分包括从动盘和从动轴，从动盘分为不带扭转减震器和带扭转减震器两种类型。不带扭转减震器的从动盘由两片摩擦衬片、从动盘钢片和从动盘毂等组成，如图2.4所示。从动盘钢片通常由弹簧钢板制成，并与从动盘毂铆接到一起，其上开有辐射状的槽，可防止热变形。摩擦衬片用石棉、黏合剂及其他辅助材料经热压合制成。衬片和从动盘钢片一般用铜或铝铆钉铆合在一起，也有用树脂黏接的。为了使离合器结合柔和，起步平稳，单片离合器从动盘钢片具有轴向弹性结构。从动盘钢片与后衬片之间的六块扇形波浪形钢片即起这个作用。钢片辐射状切槽之间的扇形面上有六个孔，其中两孔与前衬片铆接，弹簧钢片有两孔与后衬片铆接，扇形面中间的两孔将从动盘钢片与波浪形弹簧钢片铆接在一起。任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理图2.4不带扭转减震器的从动盘任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理从动盘一般都带有扭转减震器，如图2.5所示。发动机传到传动系统的转速和转矩呈周期性变化，使传动系统产生扭转震动，这将使传动系统的零部件受到冲击性交变载荷，使寿命下降、零件损坏。采用扭转减震器可以有效地防止传动系统的扭转震动。从动盘和从动盘毂通过弹簧弹性地连接在一起，构成减震器的缓冲机构，从动盘毂夹在从动盘钢片和减震器盘之间，在从动盘毂与从动盘钢片和减震器盘之间还装有环形摩擦片，它是减震器的阻尼耗能元件。从动盘钢片外圆周铆接有波浪形弹簧钢片，摩擦衬片分别铆接在弹簧钢片上，从动盘钢片与减震器盘铆接在一起，这两者之间夹有摩擦垫圈和从动盘毂。从动盘毂、从动盘钢片和减震器盘上都有六个圆周均布的窗孔，减震弹簧装在窗孔中。特种铆钉将从动盘钢片和减震器盘铆接成一体，但铆钉中部和从动盘毂上的缺口存在一定的间隙，从动盘毂可相对从动盘钢片和减震器盘做一定量的转动。任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理图2.5带扭转减震器的从动盘组成任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理当从动盘不受转矩作用时，减震弹簧在从动盘毂与从动盘钢片和减震器盘之间不起传力作用，如图2.6（a）所示。当从动盘受到转矩时，转矩从摩擦衬片传到从动盘钢片，再经减震弹簧传给从动盘毂，此时弹簧将被压缩，吸收发动机传来的扭转震动，如图2.6（b）所示。压紧机构与分离机构由膜片弹簧、枢轴环、压盘、金属带及收缩弹簧组成。膜片弹簧的形状像一个碟子，它是在一个具有锥形面的钢圆盘上，径向开有若干切槽，形成一排有弹性的杠杆。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。任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理图2.6带扭转减震器的从动盘工作示意图任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理膜片弹簧离合器的主要特点是用一个膜片弹簧代替传统的螺旋弹簧和分离杠杆。开有径向槽的碟形膜片弹簧既起压紧机构的作用，又起分离杠杆的作用。枢轴环在膜片弹簧外侧，当膜片弹簧工作时，它作为枢轴工作。收缩弹簧连接膜片弹簧和压盘，将膜片弹簧的运动传给压盘。任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理请在此处输入所需标题Pleaseentertherequiredtitlehere2.膜片弹簧式离合器的工作原理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定距离，如图2.7（a）所示。当离合器盖通过螺栓固定在飞轮上时，膜片弹簧在支承环处受压产生弹性变形，其外圆周对压盘产生压紧力使离合器处于接合状态。此时发动机转动的转矩经飞轮及压盘，通过摩擦面的摩擦作用传到从动盘，再经从动轴输入变速器。当踩下离合器踏板时，分离轴承推动膜片弹簧内端前移，使膜片弹簧以左侧支承环为支点，外圆周向后翘起，其外缘通过分离钩拉动压盘后移使离合器分离，此时动力传递中断，如图2.7（b）所示。任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理当需要恢复动力传递时，缓慢地抬起离合器踏板，分离轴承减小对分膜片弹簧内端的压力，压盘便在压紧弹簧的作用下逐渐压紧从动盘，并使所传递的转矩逐渐增大。当所能传递的转矩小于汽车起步阻力时，汽车不动,从动盘不转,主、从动盘摩擦面间完全打滑；当所能传递的转矩达到足以克服汽车开始起步的阻力时,从动盘开始旋转,汽车开始移动,但仍低于飞轮的转速,即摩擦面间仍存在着部分打滑现象。随着压力的不断增加和汽车的不断加速,主、从动部分的转速差逐渐减小,直到转速相等，滑磨现象消失,离合器完全接合为止,接合过程结束。综上可知,汽车平稳起步靠离合器逐渐接合过程中滑磨程度的变化来实现，如图2.7（c）所示。任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理图2.7膜片弹簧式离合器的工作原理1—飞轮；2—离合器盖；3—压盘；4—膜片弹簧；5—外支承环；6—分离钩；7—分离轴承离合器接合后,在复位弹簧的作用下,踏板回到最高位置,分离叉内端回至最右位置。分离轴承则在复位弹簧的作用下离开膜片弹簧内端,向右紧靠分离叉。从上面的介绍中可以看出，膜片弹簧既是压紧弹簧，又是分离杠杆，使结构简化。另外，膜片弹簧的弹簧特性优于圆柱螺旋弹簧，所以膜片弹簧离合器在各种车型上的应用越来越广泛。任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理请在此处输入所需标题Pleaseentertherequiredtitlehere3.离合器自由间隙和离合器踏板自由行程离合器处于结合状态时，分离轴承与分离杠杆内端之间预留的间隙称为离合器自由间隙。其作用是防止从动盘摩擦片磨损变薄后压盘不能向前移动而造成离合器打滑。消除离合器自由间隙和分离机构、操纵机构零件的弹性变形所需要的踏板行程称为离合器踏板自由行程，其大小可以调整。任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理2.1.4单片周布弹簧式离合器单片周布弹簧式离合器的构造如图2.8所示。任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理图2.8单片周布弹簧式离合器1.主动部分与从动部分单片周布弹簧式离合器的主、从动部分的结构与膜片弹簧式离合器基本相同。2.压紧装置周布弹簧式离合器的压紧装置由若干根螺旋弹簧组成，螺旋弹簧沿压盘周向对称布置，装在压盘与离合器盖之间。任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理3.分离机构（1）分离叉。分离叉与其转轴做成一体，轴的两端靠衬套支承在离合器壳上。（2）分离杠杆。用薄钢板冲压制成的分离杠杆，采用了支点移动、中点摆动的综合式防干涉机构，如图2.9所示。分离杠杆的中部通过浮动销支承在方孔的平面A上，并用扭簧使它们靠紧。凹字形的摆动支承片以刃口支承于分离杠杆外端和压盘凸块之间。这样就可以利用浮动销在平面A上的滚动和摆动支承片的摆动来消除运动干涉。这种方式结构简单，且分离杠杆的工作高度通过螺母调整支点高度来调整。任务2.1膜片弹簧式离合器的结构与原理任务2.1膜片弹簧式离合器