第十四章-离合器

第十四章离合器第1节离合器的功用及摩擦离合器的工作原理1离合器在整车中处于的位置发动机——离合器——变速箱……离合器起到的作用：在必要时切断发动机传来的动力。离合器经常处于接合状态，只有在使用时脱开一、离合器的功用2几种工况下离合器的工作特点a.起步工况离合器处于接合状态处于最小稳定转速离合器处于脱开状态离合器逐渐进入接合状态离合器处于接合状态变速箱置于空档启动发动机到怠速状态踩离合器挂1档逐渐放开离合器踏板踩加速踏板完成起步直接挂1档产生瞬间的冲击发动机处于最小稳定速度以下熄火如果没有离合器离合器的功用：1.保证汽车起步平稳b.换档工况离合器处于接合状态离合器处于脱开状态离合器逐渐进入接合状态离合器处于接合状态X档行驶踩离合器换档逐渐放开离合器踏板换档完成直接挂档产生很大的冲击损坏传动元件如果没有离合器离合器的功用：2.保证换档工作平顺c.紧急制动工况离合器处于接合状态离合器打滑X档行驶紧急制动主动盘与从动盘之间的力达到极限防止系统过载发动机转速急剧降低产生很大惯性力矩过大的载荷，影响传动元件寿命或损坏传动元件如果没有离合器离合器的功用：3.防止传动系统过载3离合器的功用保证汽车起步平稳保证换档工作平顺防止传动系统过载4、对离合器的要求a.由主动部分和从动部分组成；b.主动部分和从动部分可以暂时分离，又可以逐渐接合。c.主动部分和从动部分要非刚性连接，因此可以相对运动。5、离合器的分类：摩擦离合器：靠机械摩擦传动。根据压紧力不同：弹簧压紧、液力压紧、电磁铁吸力压紧。液力耦合器：靠液体之间的耦合作用传动。电磁离合器：靠电磁之间的耦合作用传动。本章学习的内容二、摩擦离合器的工作原理1、基本知识：摩擦力：F=u*P其中u—摩擦系数；P——压力。摩擦力与压力成正比；摩擦系数取决于材料本身的尺寸、材料、表面粗糙程度等。静摩擦系数滑动摩擦系数；飞轮从动盘踏板弹簧从动轴从动盘轮毂发动机轴花键轴踏板固定销2、离合器的组成：主动部分、从动部分、压紧机构、操纵机构组成；主动部分、从动部分、压紧机构作用是保证离合器处于压紧状态并传递动力；操纵机构保证离合器分离。3、工作原理：靠主动盘与从动盘之间的摩擦力矩传递扭矩；在经常状态下，通过压紧弹簧将主动盘与从动盘压在一起；只有在需要脱离时，通过操纵系统压缩压紧弹簧，同时带动从动盘离开主动盘；在离合器由脱离状态向接合状态恢复过程中，适当控制离合器踏板的恢复速度，以避免冲击，并使传动系统工作平稳。在传递的力矩大于主动盘和从动盘之间的最大静摩擦力时，离合器打滑，起到避免过载、保护系统的作用；影响摩擦离合器所传递的最大转矩的因素：螺旋弹簧压紧力摩擦系数摩擦面的数目摩擦面的尺寸4、摩擦离合器的基本性能要求分离彻底；接合柔和；从动部分的转动惯量小。散热性能好；惯量大等于分离不彻底从动盘变速箱主减差速车轮车轮5、摩擦离合器的类型单盘离合器；双盘离合器。按摩擦片的数目分为：按压紧弹簧的结构形式分为：膜片弹簧离合器；螺旋弹簧离合器。o中央弹簧离合器；o周布弹簧离合器。第二节膜片弹簧离合器一、膜片弹簧离合器的构造和工作原理1、膜片弹簧离合器的构造2、膜片弹簧离合器的工作原理碟簧部分分离指部分膜片弹簧：整体呈锥形；由分离指和碟簧两部分组成。二、膜片弹簧离合器的优缺点膜片弹簧离合器的优点可以从螺旋弹簧和膜片弹簧的弹性特性进行分析。螺旋弹簧具有线性特征，膜片弹簧具有非线性特征。优点：膜片弹簧离合器转矩容量大且较稳定；操纵轻便；结构简单紧凑；高速平衡性好；散热通风好；摩擦片的使用寿命长。缺点：膜片弹簧难制造；分离指部分刚度低，导致分离效率低；分离指根部应力集中，容易产生裂纹或损坏；分离指舌尖易磨损，且难以恢复。三、膜片弹簧离合器的类型膜片弹簧离合器有推式和拉式两种结构形式。推式膜片弹簧离合器与拉式膜片弹簧离合器的比较1)定义：当分离离合器时，分离指内端受力方向指向压盘，称之为：推式膜片弹簧离合器。当分离离合器时，分离指内端受力方向离开压盘，称之为：拉式膜片弹簧离合器。2)结构特点：推式膜片弹簧离合器的膜片的锥顶向后，大端在压盘上，对压盘施加压力。拉式膜片弹簧离合器的膜片的锥顶向前，大端在离合器盖上，中部对对压盘施加压力3）优缺点：拉式膜片弹簧离合器在同样的压盘直径下具有高的压紧力和转矩容量，在要求同样的传递转矩时，结构紧凑、简单、质量轻、从动盘转动惯量小、工作平稳冲击小的优点；缺点是分离轴承制造难度大，装配精度要求高、不便维护的推式膜片弹簧离合器的分类按安装膜片弹簧离合器的支撑环数目不同，分为：双支撑环；单支撑环；无支撑环。双支撑环推式膜片弹簧离合器的几种形式上海桑塔纳MF210轿车和南京NJ1061轻型货车一汽解放CA1092中型货车天津夏利TJ7100轿车单支撑环推式膜片弹簧离合器的几种形式MF的改进型与DBV相似，采用铸铁离合器盖，用于中、重型型货车弹性挡环代替前支承环，中、重型货车无支撑环推式膜片弹簧离合器的几种形式斜头铆钉＋冲压凸台，轻、中型货车与DB/DBP类似，冲压环形凸台，中型货车去掉D/DR的铆钉，冲压许多舌片，轿车拉式膜片弹簧离合器的分类按安装膜片弹簧离合器的支撑环数目不同，分为：无支撑环；单支撑环；轿车和轻型货车轿车和货车中、重型汽车第3节周布弹簧离合器一、单盘周布弹簧离合器1、单盘周布弹簧离合器的构造特点是螺旋弹簧沿圆周均匀分布。离合器的组成：（1）主动部分：飞轮、压盘、离合器盖等；（2）从动部分：从动盘、从动轴（即变速器第一轴）；（3）压紧部分：压紧弹簧；（4）操纵机构：分离杠杆、分离杠杆支承柱、摆动销、分离套筒、分离轴承、离合器踏板等。2、离合器的工作过程在分析离合器工作过程之前，首先掌握以下常用名词。自由间隙：离合器接合时，分离轴承前端面与分离杠杆端头之间的间隙。3-4mm分离间隙：离合器分离后，从动盘前后端面与飞轮及压盘表面间的间隙。离合器踏板自由行程：从踩下离合器踏板到消除自由间隙所对应的踏板行程是自由行程。30-40mm离合器踏板工作行程：消除自由间隙后，继续踩下离合器踏板，将会产生分离间隙，此过程所对应的踏板行程是工作行程。离合器的工作过程可以分为分离过程和接合过程。分离过程中，踩下离合器踏板，在自由行程内首先消除离合器的自由间隙，然后在工作行程内产生分离间隙，离合器分离。接合过程中，逐渐松开离合器踏板，压盘在压紧弹簧的作用下向前移动，首先消除分离间隙，并在压盘、从动盘和飞轮工作表面上作用足够的压紧力；之后分离轴承在复位弹簧的作用下向后移动，产生自由间隙，离合器接合。3．离合器的调整离合器在使用过程中，从动盘会因磨损而变薄，使自由间隙变小，最终会影响离合器的正常接合，所以离合器使用过一段时间后需要调整。离合器调整的目的是保证合适的自由间隙。离合器调整的部位和方法依具体车型而定。二、双盘周布弹簧离合器的构造1、特点是有两个从动盘和两个压盘，可以传递较大扭矩，常用于重型货车。2、双盘周布弹簧离合器工作演示3、双盘斜置弹簧离合器特点：沿周向布置的螺旋弹簧的轴线与离合器轴线成一定的倾斜角度。工作性能稳定，彻底分离需要的踏板力较小。三、中央弹簧离合器1、特点是用一个或轴线重合的内外两个螺旋弹簧压紧，弹簧轴线与离合器轴线重合，弹簧布置在离合器的中央。分离机构分离套筒、分离弹簧、分离摆杆从动部分摩擦片主动部分飞轮、中间盘、压盘、离合器盖压紧机构中央弹簧、分离套筒、拉杆、压紧杠杆2、中央弹簧离合器的操纵过程分离轴承前移压紧弹簧压缩压紧杠杆内段前移压紧杠杆外段后移压盘后移分离摆杆转动中间盘后移平衡机构：使中央弹簧的压紧力均匀的布置在压紧杠杆上。3、中央弹簧离合器的优点间隙调整：通过调整机构可以方便的消除因摩擦片磨损而产生的间隙。可利用较大杠杆比，在保证压力的前提下，操纵轻便。4、其它中央弹簧离合器圆柱形螺旋弹簧的轴向尺寸比较大，不便于布置，为了克服这一缺点，中央弹簧也可以采用矩形或圆形断面的锥形弹簧。第四节离合器压盘的传力方式和离合器的通风散热一、压盘的传力方式压盘是离合器的主动部件，始终随飞轮旋转，通常可以通过凸台、键或销传动，使其与飞轮一同旋转，同时压盘又可以相对飞轮向后移动，使离合器分离。二、离合器的通风散热在离合器从分离到接合的过程中，摩擦片与飞轮和压盘之间要发生摩擦，产生大量热量。这些热量需要及时散出，以避免摩擦片因温度过高而损坏。措施有：开散热孔窗、设散热筋、采用绝热、隔热材料、结构上考虑变形余量等第5节从动盘和扭转减振器一、从动盘的结构和组成从动盘主要由从动盘本体、摩擦片和从动盘毂组成。为了使离合器接合时柔和、平稳，从动盘应该具有轴向弹性。具有轴向弹性的从动盘按波形片与从动盘本体的关系分为：整体式弹性从动盘分开式弹性从动盘组合式弹性从动盘1）整体式弹性从动盘其特点是从动盘本体是完整的钢片，并开有T形槽，摩擦片直接铆接在从动盘本体上。2）分开式弹性从动盘特点是从动盘本体上铆接波形弹簧片，摩擦片铆接在波形弹簧片上。3）组合式弹性从动盘特点是靠近压盘的一面铆有波形弹簧片，靠近飞轮的一面没有。整体式弹性从动盘优点：结构简单，质量轻；缺点：从动盘整体损坏；波形片的刚度一致性不易保证；波形片根部有应力集中。分开式弹性从动盘优点：波形片刚度一致性好，可更换损坏的波形片；缺点：安装复杂；组合式弹性从动盘优点：摩擦片分别安装，工艺简单，波形片刚度一致性好；缺点：仍存在摩擦片整体损坏的情形；上述几种具有轴向弹性的从动盘的优缺点：原因：发动机传到传动系的扭矩有周期性，因此产生扭转振动。可能产生系统的共振，而影响零部件的寿命或者损坏零部件。在特殊工况下（紧急制动），也有可能产生较大的冲击。措施：在离合器从动盘上安装扭转减振器，可以避免系统的共振，衰减冲击载荷。二、带扭转减振器从动盘的构造和工作原理1、带扭转减振器从动盘的构造桑塔纳轿车离合器从动盘2、带扭转减振器从动盘的工作原理动力传递的路线：从动盘本体、减振器盘——减震弹簧——从动盘毂——轴；阻尼片的作用：阻尼片用具有一定弹性的非金属材料制成，通过与从动盘本体、减振器盘和从动盘毂之间摩擦，消耗减振弹簧吸收的能量。变刚度扭转减振器：变刚度扭转减振器从动盘的特点是用两组或两组以上刚度不同的减振器弹簧，装在长度尺寸不同的窗口内，利用弹簧先后起作用的方式获得变刚度特性。优点：通过刚度的匹配消除对传动系统不利的系统共振，降低传动系统噪声。第6节离合器的操纵机构定义：通过驾驶员使离合器分离，而后又使离合器柔和接合的机构。离合器操纵机构的分类：按照分离离合器的操纵能源，分为：人力式：全部操纵能量由驾驶员给出；气压助力式：以空气压缩机产生的压缩空气作为主要操纵能源，人力作为辅助或者在气压系统失效时的后备能源。一、人力式操纵机构人力式操纵机构按传动方式分为：机械式操纵机构：利用机械机构传动的操纵机构。液压式操纵机构：利用液压元件传动的操纵机构。1、机械式操纵机构分为:杆系传动；绳索传动。杆系传动绳索传动绳索传动的机械式操纵机构的组成及工作过程1踏板A固定点4弹簧5绳索6自动调整装置B固定点7操纵臂8分离臂9分离轴承10分离推杆两种机械式操纵机构的比较杆系传动：优点：结构简单；成本低；寿命长；可靠性高；缺点：关节点多，摩擦损失大，不适合远距离操纵，受车身或车架的变形影响。绳索传动：优点：结构简单；成本低；克服了杆系传动的不适合远距离操纵，受车身或车架的变形影响缺点；可采用吊挂式的踏板；缺点：绳索的寿命短，拉伸刚度小；拉伸变形导致增加踏板行程。2、液压式操纵机构优点：摩擦阻力小；布置方便；质量小；工作稳定、柔和。缺点：漏油；需要维护。主要组成：主缸；工作缸；管路；分离叉离合器主缸离合器工作缸离合器液压操纵工作缸缸体进油口限位块皮碗活塞挡环护罩推杆放气螺钉3、踏板助力装置在机械式操纵机构中：为了减小驾驶员分离离合器时加在踏板上的力，同时又保证不因为的传动比过大而增加踏板行程，在一些中重型货车和某些轿车上采用离合器踏板的助力装置。一般都采用弹簧助力的方式。减小踏板力的方法：增加杠杆比；采用助力装置；气压助推…