摩擦式离合器的组成

汽车运用与维修专业吴骏标第3章离合器本章学习目标：1．了解离合器的功用，理解离合器的工作原理。2．掌握离合器的结构和具体组成部分，熟悉离合器的类型和应用特点。3．能描述各种机械式、绳索式和液压式离合器操纵机构的工作原理。4．掌握离合器自由间隙和踏板自由行程的概念，相互关系及调整方法。5．掌握离合器故障诊断与维修的基本理论知识。3.1概述3.1.1离合器的位置离合器在整车中处于的位置:发动机——离合器——变速箱……3.1概述3.1.2离合器的功用、要求及类型1.离合器的功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3.1.2离合器的功用、要求及类型2．对离合器的要求（1）分离彻底、接合柔顺。（2）离合器从动部分的传动惯性量要尽可能的小，以减小换档时齿轮间冲击。（3）离合器应具有缓和转动方向冲击，衰减该方向振动的能力，且噪音小。（4）压盘压力和摩擦片的摩擦系数变化小，工作稳定。（5）操纵省力，维修保养方便。（6）离合器散热应良好，保证离合器工作可靠。3．离合器的类型目前汽车多采用摩擦式离合器，主要根据以下方式进行分类：（1）按其从动盘的数目不同，分为单盘式、双盘式和多盘式。（2）按压紧弹簧的形式分，主要有周布弹簧式和膜片弹簧式。（3）按操纵方式不同，可分为机械操纵式、液压操纵式和气动操纵式等3.1.3摩擦式离合器的组成与工作原理1．摩擦式离合器的组成离合器由主动部分、从动部分、压紧装置、分离机构和操纵机构五部分组成。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。而分离机构和操纵机构主要是使离合器分离的装置。3.1.4摩擦式离合器的组成与工作原理离合器的主动部分主要包括飞轮、离合器盖和压盘。离合器的从动部分包括从动盘和从动轴。离合器的压紧装置由压紧弹簧组成。离合器的分离机构由分离杠杆、分离轴承和分离套筒、分离叉等组成。离合器的操纵机构由离合器踏板到分离杆（或离合器分泵）之间的一系列零件组成。1．摩擦式离合器的组成2．离合器的工作原理（一）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；(二)离合器的工作原理1.接合状态离合器接合状态时，压紧弹簧将压盘、飞轮及从动盘互相压紧。发动机转矩经飞轮及压盘通过摩擦面的摩擦力矩传递到从动盘，再经变速器输入轴向传动系输入。2.离合器的工作原理(1)接合状态离合器接合状态时，压紧弹簧将压盘、飞轮及从动盘互相压紧。发动机转矩经飞轮及压盘通过摩擦面的摩擦力矩传递到从动盘，再经变速器输入轴向传动系输入。2．离合器的工作原理(2)分离过程踏下踏板时，离合器分泵向前移动带动分离叉向前移动，分离叉内端则通过分离轴承推动分离杠杆内端向前移动，分离杠杆外端依靠安装在离合器盖上的支点拉动压盘向后移动，使其在进一步压缩压紧弹簧的同时，解除对从动盘的压力。于是离合器的主动部分处于分离状态而中断动力的传递。2．离合器的工作原理(3)接合过程若要接合离合器，驾驶员应松开离合器踏板，控制操纵机构使分离轴承和分离叉向后移，压盘弹簧的张力迫使压盘和从动盘压向飞轮。发动机转矩再次作用在离合器从动盘摩擦面和带花键的毂上，从而驱动变速器的输入轴。在离合器接合过程中，摩擦面间存在一定的打滑，直到离合器完全接合为止。3.压盘的传动、导向和定心方式压盘在工作中既要接受离合器盖传来的动力，还要在离合器分离和接合过程中轴向移动。为了将离合器盖的动力顺利传给压盘，并使压盘在移动时只作轴线方向的平动而不发生歪斜，压盘应采用合适的传动、导向和定心方式。目前，根据车型的不同压盘的传动、导向和定心方式有传动片式、凸台窗口式、传动销式和传动块式。3.1.5离合器的自由间隙与踏板的自由行程离合器处于正常接合状态时，在分离杠杆内端与分离轴承之间所预留的间隙，即为离合器的自由间隙。其作用是防止从动盘摩擦片磨损变薄厚压盘不能前移而造成离合器打滑。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。为消除离合器自由间隙及机件弹性变形所需的离合器踏板行程，称为离合器踏板的自由行程。30-40mm。其大小可以调整。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。3.2摩擦式离合器的构造3.2.1膜片弹簧式离合器1．主动部分：由飞轮、离合器盖和压盘等组成。2．压紧装置与分离机构：由膜片弹簧、支承环、支承固定铆钉、分离钩和传动片等组成。凸台窗口式径向传动片式切向传动片式是现今运用比较多的一种传动形式，传动片沿弦向（切向）安装，以传递力矩。但这样安装的传动片的反向承载能力较差，汽车反拖时，传动片易折断。切向传动片式压盘的传动、导向和定心方式主要有凸台窗口式和传动片。3．从动部分从动部分的主要部件是从动盘。有两种类型：刚性（不带扭转减振器）和柔性（带扭转减振器）。刚性从动盘（不带扭转减振器）柔性从动盘（带扭转减振器）带扭转减振器的从动盘从动盘钢片摩擦衬片摩擦片波浪形弹簧钢片减振器盘从动盘毂减振器弹簧膜片弹簧离合器根据分离杠杆内端受压力还是受推力，可分为推式膜片弹簧离合器和拉式膜片弹簧离合器。推式离合器拉式离合器4．膜片弹簧的弹性特性及其特点（1）膜片弹簧的弹性特性①膜片弹簧离合器具具有操纵轻便的特点；②膜片弹簧离合器具有随磨损量的增加自动调节压紧力的特点。（2）膜片弹簧离合器的特点①轴向尺寸小；②无需专门的分离杠杆，膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使结构简单，零件数目减少，质量减轻，维修保养方便。③膜片弹簧的中心正位于离合器轴线上，因此其压紧力实际上不受离心力的影响。故膜片弹簧离合器更适合于与高速发动机配用。④膜片弹簧与压盘间的压力分布均匀，摩擦片的接触好，磨损均匀。3.2.2单片周布弹簧式离合器1．主动部分和从动部分（1）主动部分：由飞轮、离合器盖、压盘等组成。（2）从动部分：由带扭转减振器的从动盘和从动轴（即变速器的输入轴）组成。2．压紧装置由若干个沿圆周均匀分布于压盘和离合器盖之间的螺旋弹簧组成。3．分离机构主要有分离杠杆、带分离轴承的分离套筒和分离叉等。接合分离调整螺母用以保证三个分离杠杆的内端位于平行于飞轮端面的同一平面内。分离杠杆防运动干涉的结构措施：多采用支点移动，重点摆动的综合式防干涉结构措施。3.2.3扭转减振器为了避免共振，缓和传动系所受的冲击载荷，在不少汽车传动系中装设了扭转减振器。从动盘工作时，两侧摩擦片所受摩擦力矩首先传到从动盘本体和减振器盘上，再经六个弹簧传给从动盘毂。这时弹簧被压缩，借此吸收传动系所受冲击。传动系中的扭转振动导致从动盘本体及减振盘与从动盘毂之间的相对往复摆动，从而可依靠减振摩擦片与上述三者之间的摩擦来消耗扭转振动的能量，使扭转振动迅速衰减。（a）不工作时（b）工作时不同结构形式的扭转减振器橡胶弹性元件扭转减振器变刚度扭转减振器带扭转减振器（中间配装有行星齿轮机构）的双质量飞轮按照分离离合器所需的操纵能源，离合器操纵机构有人力式（包括机械式和液压式）、气压式和助力式。前者是以驾驶员的肌体作为唯一的操纵能源。后者则是以发动机驱动的空气压缩机或其他形式能量作为主要操纵能源，而以人体作为辅助和后备的操纵能源。目前汽车离合器广泛采用的是由机械式或液压式操纵机构。液压式操纵机构机械式操纵机构3.3.2离合器操纵机构的结构与工作原理1．机械式操纵机构（1）杆系传动式离合器操纵机构：包括踏板组件、调整推杆、调整螺母、分离叉、分离推杆、横轴、回位弹簧等。踩下踏板转动横轴，从而移动分离叉，使离合器分离。当放松踏板时，回位弹簧使联动装置返回至其正常位置，并排除了分离叉上的压力。此动作使分离轴承与压盘分开。在调整推杆一端的调整螺母可实现踏板自由行程的调整。典型离合器钢索组件（带自调机构）典型离合器踏板和钢索组件（不带自调机构）（2）绳索式操纵机构：其拉索的一端连于踏板组件。拉索的另一端连于离合器分离叉的外端，此端上有螺纹，配有调整螺母和锁定螺母，可实现踏板的自由行程调整。2．液压式操纵机构液压式离合器操纵机构主要由离合器主缸（也称为总泵）、液压管路和离合器工作缸（也称为分泵）组成。（1)主缸的构造和工作原理主缸构造如图所示。离合器主缸具有以下功能：使油液通过管路流至离合器分泵，通过使用进油孔和补偿孔对温度变化和最小油液损失进行补偿，以维持正确的流量；通过储油箱补偿孔排出流体，补偿了离合器从动盘和压盘的磨损，从而无需进行周期性调整。（2)工作缸的构造工作缸构造如图所示。工作缸内装有活塞、两皮圈、推杆和放气螺钉等。两皮圈的刃口方向相反，其作用是不同的：左侧皮圈是用来密封油液防止泄漏；右侧皮圈是防止迅速抬起离合器踏板时，工作缸内吸入空气。放气螺钉的作用是放净系统内的空气。主缸和工作缸的推杆长度一般是可调整的，如主缸推杆处所采用偏心螺钉和工作缸推杆处的调整螺母，以便通过调整推杆长度来调整踏板的自由行程。（3）液压式操纵系统的自动调整机构近年来在有些车型的液压操纵系统中采用了自调机构。不同于拉索式操纵系统，液压式操纵系统的自动调整机构不在踏板处，而是在离合器分泵处，其结构如图3-38所示。由于分泵中的锥形弹簧的弹力始终将分泵推杆抵压在分离叉上，从而使踏板的自由行程保持不变。(a)离合器处于接合状态(b)离合器处于分离状态3．助力式操纵机构（1）弹簧助力机械式操纵机构弹簧机械式助力器结构的工作原理如图3-39所示。离合器踏板在松开位置时，短臂处于图中上方实线位置；当踩下离合器踏板时，短臂末端铰链C处的运动轨迹呈圆弧形。开始踩下踏板时，由于C点位于AB连线的上方，此时，助力弹簧所产生的作用力对销轴A的力矩是阻碍踏板运动的反力矩，反力矩随着踏板的下移而减少。当踏板转到ABC三点共线时，弹簧反力矩为零。踏板继续下移到C点位于AB连线下方，使弹簧作用力对销轴A的力矩方向与踏板力对销轴A的力矩方向一致时，就能起到助力作用。在踏板处于最低位置时，助力作用最大。（2）气压助力式操纵机构该汽车离合器的气压助力器设在液压操纵机构中，与气压制动系及其他气动设备共用一套压缩空气源。其主要由气压控制阀、液压缸、动力活塞、壳体等四大部分组成。气压助力式操纵机构的工作原理，如图3-41所示。踩下离合器踏板时，从离合器主缸压出的液压油通过油管进入工作缸内腔，作为工作压力推动工作缸活塞右移。同时液压油还进入到气压控制阀的左腔，推动液压控制活塞和芯杆膜片总成右移，芯杆端部的排气口先被关闭，继而顶开提升阀门，这样来自储气筒的压缩空气通过芯杆膜片总成的右腔进入动力活塞的左腔，随着提升阀开启行程增大，压缩空气推动动力活塞右移，并经推杆推动工作缸活塞右移，工作缸活塞所受的主缸液压作用力和助力气缸的气压作用力一起通过工作缸推杆传给离合器分离叉，使离合器分离。当松开离合器踏板时，油压下降，在压盘弹簧的作用下，反推助力器推杆、液压活塞、推杆和动力活塞，使动力活塞左腔压缩空气压力升高，推动芯杆膜片总成向左移动，提升阀在回位弹簧的作