模块二-膜片弹簧式离合器-第三周

模块二离合器汽车底盘构造与维修2.1膜片弹簧式离合器的结构和原理2.1.1离合器的功用离合器安装在发动机和手动变速器之间，其主动部分与飞轮相连，从动部分与手动变速器相连，由驾驶员通过左脚踩踏离合器踏板来操纵。其作用如下：（1）暂时切断发动机的动力传递，保证汽车平稳起步。汽车起步的过程是一个从完全静止到行驶状态的过程。汽车起步前，驾驶员踩下离合踏板将离合器分离，使发动机与传动系脱开，然后启动发动机，再将变速器挂上挡位，然后松开离合踏板使离合器逐步结合。为了使发动机转速不下降，此时应当加大油门，使发动机转速始终保持在最低稳定转速以上。随着离合器结合程度的逐渐增大，发动机经传动系传递给驱动轮上的扭矩也逐渐增加，直至驱动力足以克服汽车最大静摩擦力时，汽车从静止状态开始转变为行驶状态，松开手刹，汽车就可以逐渐加速并正常行驶了。（2）暂时切断发动机的动力传递，保证汽车换挡平顺。汽车在行驶的过程中，为了适应不断变化的行驶状态，变速器必须在不同的挡位下工作。换挡之前必须将离合器分离，以便中断动力传递，使原挡位的齿轮啮合副脱开，并使待啮合齿轮副啮合部位的圆周速度逐渐相等，以减轻其啮合时的冲击，换挡完毕后，再使离合器逐渐结合，满足汽车各种工况的行驶要求。（3）限制所传递的转矩，防止传动系过载。汽车紧急制动时，若发动机与传动系刚性连接，发动机转速将急剧下降，发动机的所有零部件将产生很大的惯性力矩，这一力矩作用于传动系，将会对传动系统零部件造成很大冲击，导致过载现象发生和传动系零部件的损坏。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，离合器就会通过主、从动部分之间的打滑来消除这一危险，从而起到了过载保护的作用。2.1.2离合器性能的要求为了保证离合器具有上述功能，对离合器性能有以下要求：（1）既能可靠地传递发动机的最大转矩，又能防止传动系过载。（2）结合时应平顺柔和，保证汽车平稳起步，减小冲击。（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。（若分离不彻底，发动起启动状态下一旦挂上挡，汽车就有往前走的趋势）（4）旋转部分平衡性好，从动部分转动惯量小。（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，结构简单，维修方便。2.1.3离合器的分类离合器安装结构和原理来分，主要分为摩擦式离合器和液力式离合器（液力变矩器）。摩擦式离合器主要依靠主、从动部件的摩擦力传递动力，为手动挡汽车的必须配置；液力式离合器主要靠液体传递动力，装备在自动挡汽车上。2.1.4离合器的结构和工作原理离合器通常由主动部分、从动部分、压紧机构、分离机构和操纵机构等组成。主动件：发动机的飞轮等。从动件：带摩擦片的从动盘、从动轴（变速器的输入轴）等。压紧机构：压盘分离机构：膜片弹簧或分离杠杆操纵机构由离合器踏板、分离拨叉等构成。膜片弹簧式离合器分解图离合器结合的过程：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。离合器分离的过程：擦下离合器踏板，套在从动盘毂中的拨叉便克服压紧弹簧的弹力，压盘向远离飞轮的方向移动，从动盘与飞轮分离，即两者之间产生一定间隙，摩擦作用消失，传递动力中断。2.1.5膜片弹簧式离合器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所组成。如图所示。主动部分由飞轮、离合器盖和压盘组成。离合器盖是由低碳钢冲压制成的，为了保证正确的安装位置，离合器盖和飞轮之间需要通过定位销进行定位，并用螺栓固定在飞轮上。压紧弹簧是一个用薄弹簧钢板制成的碟形膜片弹簧，靠中心部分开有18个径向切口，形成弹性分离指端，另外，膜片弹簧两侧有钢丝支承圈，通过9个间隔铆钉将其固定在离合器盖上，形成膜片弹簧工作支点。膜片弹簧式离合器分解图飞轮离合器盖压盘膜片弹簧（分离指）从动部分包括从动盘和从动轴（变速器输入轴）。从动盘主要由两块摩擦衬片、从动盘本体和从动盘毂所组成。为了消除传动系的扭转振动，从动盘一般都带有扭转减震器。发动机传到传动系的转速和转矩是周期性变化的，使传动系统产生扭转振动，这将使传动系的零部件受到冲击性交变载荷，使寿命发生下降、零件损坏。采用扭转减震器可以有效防止传动系统的扭转振动。从动盘压紧机构与分离机构由膜片弹簧、枢轴环（支承环或钢丝圈，起支点作用）、压盘、金属带（传动钢片）组成。膜片弹簧形状像一个碟子，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。切槽末端制有圆孔，固定铆钉穿过圆孔，并固定在离合器盖上。因此一旦发动机启动，离合器盖和膜片弹簧会一并发生转动。膜片弹簧两侧装有钢丝支承环，是膜片弹簧工作的支点，膜片弹簧的外缘通过分离钩和压盘联系起来。膜片弹簧的一个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。2.1.6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到压力产生弹性变形，其外缘周对压盘产生压紧力使离合器处于结合的状态，此时发动机的动力经飞轮及压盘，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使离合器分离，此时动力传递中断，如图b所示。当需要恢复动力传递时，缓慢抬起离合器踏板，分离轴承减小分离时杠杆内端的压力，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，即摩擦面间仍然存在着部分打滑现象（半联动）；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，离合器完全结合，此时，结合过程结束。由上可知，汽车平稳起步是靠离合器逐渐结合过程中滑磨程度的变化来实现的。如图c所示。离合器接合后，在复位弹簧的作用下，踏板回到最高位置，分离叉内段回至最右位置，分离轴承则在复位弹簧的作用下离开分离杠杆，向右紧靠在分离叉上。综上，膜片弹簧既是压紧弹簧，又是分离杠杆，使结构得以简化。另外，膜片弹簧的弹簧特性优于援助螺旋弹簧，所以膜片弹簧式离合器的应用越来越广泛，在各种车型上都有应用。2.1.7离合器踏板的自由行程由离合器的工作原理可知，当从动盘摩擦片磨损变薄以后，为了保证离合器仍能处于结合的状态，传递发动机转矩，压盘必须向前移动。此时膜片弹簧外端和压盘一起向前（飞轮方向）移动，其内端后移，如果膜片弹簧和分离轴承之间没有间隙，则由于机械式操纵机构的干涉，压盘最终无法实现前移动作，因此离合器无法结合，出现打滑现象。为此，需要在离合器膜片弹簧内端与分离轴承之间预留一定的间隙，这个间隙称为离合器的自由间隙。如图所示。