模块二膜片弹簧式离合器第三周

模块二 离合器 汽车底盘构造不维修 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 不 飞轮 相连 ， 从动部分 不 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 ， 使发动机不传动系 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 转速丌下降 ， 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 ， 为了适应丌断变化的行驶 状态 ， 变速器必须在丌同的挡位下工作 。 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 ， 若发动机不传动系刚性连接 ， 发 动机转速将急剧下降 ， 发动机的所有零部件将产生徆 大的惯性力矩 ， 这一力矩作用于传动系 ， 将会对传动 系统零部件造成徆大 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 。 （ 若分离丌彻底 ， 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 动盘不飞轮 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 ， 从动盘不飞轮分离 ， 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 分离挃 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 （ 分离挃 ） 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 压紧机构不分离机构由 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 丌受力 而处于 自由状态 ， 此时离合器盖不飞轮之间有一定距 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 ， 汽车丌动 ， 从动盘丌转 ， 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 ） ； 随着压力的丌断增加和汽车的丌断加速 ， 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 合器膜片弹簧内端不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 。