汽车底盘系统与故障诊断技术最新章节_董光著

任务一
检修离合器

汽车传动系统是指从发动机到驱动轮之间所有动力传递装置的总称。其功用是将发动机的动力传给驱动轮。轿车中采用自动变速器的情况越来越多，其底盘包括自动变速器、万向传动装置、驱动桥等，即用自动变速器取代了离合器和手动变速器；如果是越野汽车（包括SUV，即运动型多功能车），还应包括分动器，如图所示。

汽车离合器位于发动机和变速器之间的飞轮壳内，用螺栓将离合器总成固定在飞轮的后平面上，离合器的输出轴就是变速器的输入轴。在汽车行驶过程中，驾驶人可根据需要踩下或松抬离合器踏板，使发动机与变速器暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力，如图所示。

一、相关知识

离合器用于接通或切断发动机和传动系统之间的动力传递。驾驶人踩下离合器踏板后，即切断了从发动机传递到变速器或驱动桥的动力。随着驾驶人慢慢抬起离合器踏板，离合器将发动机和变速器或驱动桥逐渐连接起来，车辆开始移动。本任务以手动变速器为例，对组成零件进行介绍，如图所示。

（一）离合器的作用

离合器的作用如下：

1.使发动机与传动系统逐渐接合，保证汽车平稳起步

汽车起步时，驾驶人缓慢抬起离合器踏板，使离合器的主、从动部分逐渐接合，与此同时，逐渐踩下加速踏板，以增加发动机的输出转矩，这样发动机的转矩便可由小到大传给传动系统。当牵引力足以克服汽车起步时的行驶阻力时，汽车便由静止开始缓慢逐渐加速，实现平稳起步。

2.暂时切断发动机的动力传动，保证变速器换档平顺

汽车在行驶过程中，由于行驶条件的变换，需要不断地变换档位。对于普通齿轮变速器，换档时不同的齿轮副要退出或进入啮合，这就要求换档前必须踩下离合器踏板，中断发动机的动力传动，便于退出原有齿轮副的啮合、进入新档位齿轮副的啮合。如果没有离合器或离合器分离不彻底使动力不能完全中断，原有齿轮副之间会因压力大而难以脱开，而待啮合齿轮副之间因圆周速度不同而难以进入啮合，勉强啮合也会产生很大的冲击和噪声，甚至会打齿。

3.限制所传递的转矩，防止传动系统过载

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其机件损坏。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、从动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。

（二）离合器的工作原理

1.离合器分离

当离合器处于分离状态时，动力没有传递到输出部件。

2.离合器接合

当离合器处于接合状态时，动力经离合器传递到输出部件。

（三）离合器的组成

轿车通常使用摩擦式离合器，摩擦式离合器是一种依靠主、从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。它主要包括主动部分、从动部分、操纵机构三部分：

●主动部分：飞轮、压盘。

●从动部分：离合器片。

●操纵机构：分离轴承、离合器踏板及传动部分，如图所示。

1.主动部分

发动机飞轮与离合器压盘共同组成了离合器的主动部分。

●发动机飞轮与曲轴相连，将动力传递至离合器。

●离合器压盘与飞轮连接在一起，随飞轮的转动而转动。

离合器盖用螺栓固定在飞轮上，压盘后端圆周上的凸台伸入离合器盖的窗口中，并可沿窗口轴向移动。这样，当发动机转动，动力便经飞轮、离合器盖传递到压盘，并一起转动。

如图所示为膜片式离合器压盘，压盘中的蝶形膜片弹簧能够产生所需的压紧力，膜片式压盘较之螺旋弹簧式压盘，由于其结构简单，工作可靠，操纵轻便等特点，目前广泛应用于轿车。

2.从动部分

离合器片安装于飞轮和离合器压盘之间，离合器摩擦片在压盘膜片弹簧的压力作用下与飞轮和压盘相结合，离合器的中心花键毂与变速器输入轴相连接，从而实现发动机的动力传递至变速器输入轴。

离合器摩擦片与飞轮、压盘相结合，花键毂与变速器输入轴相连接；减振弹簧的作用是减少离合器接合过程中圆周方向的旋转冲击载荷，减少由于发动机各气缸做功间隔所导致的动力脉动冲击，如图所示。

从动盘通过花键毂装在从动轴的花键上，从动轴是手动变速器的输入轴（一轴），其前端通过轴承支撑在曲轴后端的中心孔中，后端支撑在变速器壳体上，如图所示。

3.操纵机构

操纵机构主要由离合器踏板、离合器主缸、离合器工作缸、油管、分离轴承、分离杠杆等组成。

如图所示，离合器在工作过程中是旋转的，压动旋转的离合器压盘膜片弹簧可以操纵离合器分离，压动膜片弹簧的零件叫作离合器分离轴承。

如图所示，通常分离轴承由分离拨叉驱动，利用杠杆原理，分离轴承被撬动向离合器压盘方向运动，从而使离合器分离。

如图所示，越来越多的手动变速器将离合器分离轴承与分离拨叉合为一体，这种设计具有提高工作效率、减少机械连接部件、体积小等优点。

离合器踏板是按照杠杆原理设计的机械机构，驾驶人踩离合器踏板的同时，踏板驱动离合器主缸工作。传动部分、离合器主缸工作产生工作油压，通过管路将油压作用于离合器工作缸，从而推动分离轴承，使离合器分离。

特别提示 ：

离合器的传动部分是一套完整的液压机构。离合器工作缸工作的油压是由踏板驱动离合器主缸工作所获得的。

（四）离合器的类型

1.按离合器片的安装形式

可以分为单片离合器和双片离合器。轿车、客车和部分中、小型货车多采用单片离合器，因为发动机的最大转矩一般不是很大，一个从动盘就可以满足动力传动的要求；双片离合器由于增加了一个从动盘，使得在其他条件不变的情况下，比单片离合器所能传动的转矩增大一倍（由于一个从动盘是两个摩擦面传递动力，而两个从动盘则是四个摩擦面传递动力），多用于重型车辆上。

2.按压紧弹簧的形式

可以分为周布弹簧离合器、中央弹簧离合器和膜片弹簧离合器。周布弹簧离合器和中央弹簧离合器采用螺旋弹簧，分别沿压盘的圆周和中央布置；膜片弹簧离合器采用膜片弹簧，如图所示。

膜片弹簧离合器目前在各种类型的汽车上应用最广泛，如图所示。

3.膜片弹簧离合器组成

膜片弹簧离合器由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构组成

（1）主动部分由飞轮、离合器盖和压盘组成

膜片弹簧离合器盖通过螺栓固定在飞轮上，为了保持正确的安装位置，离合器盖通过定位销进行定位。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。传动片用弹簧钢片制成，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，如图所示。

（2）从动部分包括从动盘（离合器片）和从动轴

从动盘一般都带有扭转减振器。发动机传递到传动系统的转速和转矩是周期性变化的，使传动系统产生扭转振动，这将使传动系统的零部件受到冲击性交变载荷，使寿命缩短、零件损坏。扭转减振器可以有效地防止传动系统的扭转振动，如图所示。

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，从动盘钢片与减振器盘铆接在一起，这两者之间夹有摩擦垫圈和从动盘毂。从动盘毂、从动盘钢片和减振器盘上圆周均布的窗孔，减振弹簧装在窗孔中。轿车一般都有3～4个窗孔，货车一般都有6～8个窗孔，如图所示。

当从动盘受到转矩时，转矩从摩擦衬片传递到从动盘钢片，再经减振弹簧传给从动盘毂，此时弹簧将被压缩，吸收发动机传来的扭转振动。

（五）离合器的操纵机构

离合器的操纵机构是驾驶人借以使离合器分离又使之柔和接合的一套机构，它起始于离合器踏板，终止于分离杠杆。

按照分离离合器时所需操纵能源的不同，离合器操纵机构分为人力式和助力式。人力式又可以分为机械式和液压式；助力式又可以分为气压助力式和弹簧助力式。人力式操纵机构是以驾驶人作用在踏板上的力作为唯一的操纵能源。助力式操纵机构除了驾驶人的力以外，还有其他形式的能源作为操纵能源。

1.机械式操纵机构

机械式操纵机构有杆系传动和绳索传动两种形式。

杆系传动机构如图所示，结构简单，工作可靠，广泛应用于各类汽车上。例如早期的货车多数为杆系传动机构，但杆系传动机构中杆件间铰接多，摩擦损失大，车架或车身变形以及发动机产生位移时会影响其正常工作。

2.液压式操纵机构

液压式操纵机构如图所示，主要由主缸、工作缸、离合器踏板和管路系统等组成。目前，液压式操纵机构在各类汽车上应用广泛。

液压式操纵系统由离合器踏板、储液罐、进油软管、离合器主缸、离合器工作缸、油管总成、分离叉、分离轴承等组成。

（六）离合器的工作过程

1.离合器分离

当驾驶人踩下离合器踏板时，离合器压盘受力脱离飞轮，离合器片不再压在飞轮表面上，发动机停止驱动离合器片和变速器输入轴。

●离合器分离后，变速器输入轴停止转动，所以车辆能够在发动机保持运转的情况下静止。

●如果车辆在运动中，切断发动机转矩输出可以使变速器/驱动桥在无负荷状态下平稳换档。

2.离合器接合

当驾驶人抬起离合器踏板（离合器接合）时，压盘总成将离合器片压到飞轮上。飞轮带动离合器片转动驱动变速器输入轴。

小提示：

汽车起步时，离合器要缓慢松抬，使离合器片与离合器压盘、飞轮缓慢接合，在此过程中离合器起到了增加转矩的作用，从而使得车辆平顺地起步。这个缓慢松抬离合器的过程即“半联动”状态。

（七）离合器自由间隙和离合器踏板自由行程

离合器在正常接合状态下，分离杠杆内端与分离轴承之间应留有一个间隙，一般为几毫米，即离合器自由间隙。离合器如果没有自由间隙，当从动盘摩擦片磨损变薄后，压盘将不能向前移动压紧从动盘，这将导致离合器打滑，使离合器所能传递的转矩下降，车辆行驶无力，而且会加速从动盘的磨损，如图所示。

为了消除离合器自由间隙和操纵机构零件的弹性变形所需要的离合器踏板行程称为离合器踏板自由行程，可以通过拧动调节叉来改变分离拉杆的长度以实现对离合器踏板自由行程的调整。

二、维修任务实施：诊断离合器故障

对技术人员要求：

●接收/检查修理单。

●接收用于修理的订购零件。

●在允许的时间内进行工作。

●向技师领班确认工作完成。

技师领队：

●对技术难度高的工作向技术人员提供指导和帮助。

通过以上任务的学习，我们了解到离合器系统由主动部分、从动部分和操纵部分等组成，这些组成部分中，任一部分发生故障都会导致离合器无法正常工作，如图所示。

在本学习任务我们归纳总结出常见的离合器故障，并对这些故障的简单诊断方法进行介绍，这些故障分别是：

●离合器打滑。

●离合器抖动。

●离合器分离困难。

●离合器异响。

（一）离合器打滑

离合器打滑是离合器常见故障之一，究其原因，可分为两部分，一是正常使用磨损导致；二是由于非正常使用或故障导致的零件损坏。无论是什么原因导致的离合器打滑，都可以通过简单方法进行判断，判断方法如下：

●第一，起动发动机并使其达到正常工作温度。

●第二，起动驻车制动器，踩下离合器踏板，换入3档。

●第三，提高发动机转速至1500r/min，缓抬离合器。

按以上三步操作，当离合器踏板完全抬起时，发动机熄火，则说明离合器没有打滑；反之，如果发动机继续运转，车辆也没有起步，则说明离合器打滑。这种方法也称为“失速实验法”。

下面我们举例介绍导致离合器打滑的故障零件。

1.离合器压盘过热原因，如图所示

●离合器片上有油脂（摩擦系数变小），通常是离合器液压管路泄漏导致。

●分离轴承间隙过小，导致长时间半联动。

●离合器操纵系统损坏。

2.膜片弹簧指端磨损原因

●分离轴承损坏造成与压盘非正常磨损，使离合器长时间处于半联动状态，如图所示。

3.离合器片浸油原因

●曲轴后油封损坏。

●变速器前油封损坏。

●离合器工作缸漏油。

4.离合器片磨损原因

●正常磨损。

●长时间半联动导致。

（二）离合器的故障诊断案例（离合器打滑）

汽车用低速档起步时，松抬离合器踏板后，汽车不能起步或起步困难；汽车加速行驶时，车速不能随发动机转速的提高而提高，感到行驶无力，严重时产生焦煳味或冒烟等现象。

1.故障原因

1）离合器踏板没有自由行程，使分离轴承压在分离杠杆上。

2）从动盘摩擦片、压盘或飞轮工作面磨损严重，离合器盖与飞轮之间的连接松动，使压紧力变小。

3）从动盘摩擦片油污、烧蚀、表面硬化、铆钉外露、表面不平，使摩擦系数变小。

4）压紧弹簧疲劳或折断，膜片弹簧疲劳或开裂，使压紧力变小。

5）离合器操纵杆系卡滞，分离轴承套筒与导管之间有油污、尘腻严重，甚至造成卡滞，使分离轴承不能回位。

6）分离杠杆弯曲变形，出现运动干涉，不能回位。

2.诊断与排除

1）检查离合器踏板自由行程，如不符合规定，应予以调整。

2）如果自由行程正常，应拆下变速器壳，检查离合器与飞轮连接螺栓是否松动，如松动，应予以拧紧。

3）如果离合器仍然打滑，应拆下离合器检查从动盘摩擦片的状况。如果有油污，一般可用汽油清洗并烘干，然后找出油污来源并设法排除。如果摩擦片磨损严重或有铆钉外露，应更换从动盘。

4）如果从动盘完好，则应分解离合器，然后检查压紧弹簧，如果弹簧弹力过小，则应更换。

（三）离合器抖动

通常离合器抖动是指驾驶人反映离合器踏板抖动，这种故障是由于离合器旋转部件运转不平稳所导致，在离合器工作过程中（无论是分离过程，还是接合过程中）分离轴承接触离合器压盘，如果此时离合器旋转部件运转不稳定，则会通过分离轴承及其控制部分反映到离合器踏板上。检查离合器抖动的方法很简单，在发动机运转过程中，反复缓慢踩踏离合器踏板感觉踏板是否存在抖动。

1.离合器片花键毂变形原因，如图所示

●过度磨损导致。

●零件质量问题。

2.离合器压盘膜片弹簧指端变形原因，如图所示

●压盘过热。

●零件质量问题。

（四）离合器的故障诊断案例（离合器发抖）

汽车用低速档起步时，按操作规程逐渐放松离合器踏板并徐徐踩下加速踏板，离合器不能平稳接合且产生抖振，严重时整车会产生抖振现象。

1.原因

1）分离杠杆内端高度不处在同一平面内。

2）从动盘或压盘翘曲变形，飞轮工作端面的端面圆跳动严重。

3）从动盘摩擦片厚度不均匀、油污、烧焦、表面不平整、表面硬化、铆钉外露、铆钉松动或切断、波形弹簧片损坏。

4）压紧弹簧弹力不均、疲劳或个别折断，膜片弹簧疲劳或开裂。

5）从动盘上的缓冲片破裂或减振弹簧疲劳、折断。

6）发动机支架、变速器、飞轮、飞轮壳等处固定螺栓松动。

7）分离轴承套筒和导管有油污、尘腻严重、分离轴承烧蚀，使分离轴承不能复位。

2.诊断与排除

1）检查离合器踏板、分离轴承等复位是否正常，如果正常，则继续检查。

2）检查发动机支架、变速器、飞轮、飞轮壳等处固定螺栓是否松动，如果是，则紧固螺栓，否则继续检查。

3）检查分离杠杆的内端是否在同一平面，否则继续检查。

4）检查压盘、从动盘是否变形，铆钉是否松动、外露，压紧弹簧的弹力是否在允许范围内，如果不是，则更换或修理。

（五）离合器分离困难

离合器分离困难，会导致出现无法换档或换档困难等故障，这个故障是相对复杂的故障，其故障点可能发生在离合器的操纵部分，也可能发生在离合器的主、从动部分，要准确判断故障点，首先要区分它们。

●通过对操控部分进行动作检查，可判断操纵部分运转是否正常。

●如果动作不正常，可对离合器的液压操纵部分进行排气或换油处理，操作后检查是否正常。

通过上述方法我们可以准确地区分故障点是否在离合器的操纵部分。如果确定故障发生在离合器的主、从动部分，则需要对离合器进行拆卸检查。

1.离合器片花键毂损坏原因，如图所示

●安装错误导致。

●离合器片不配套。

2.离合器压盘断裂原因，如图所示

●长时间半联动导致离合器过热，产生热衰退。

●离合器片磨损打滑，导致过热。

（六）离合器的故障诊断案例（离合器分离不彻底）

发动机怠速运转时，踩下离合器踏板，换档有齿轮撞击声且难以换入；如果勉强换上档，则在离合器踏板尚未完全放松时，发动机熄火。

1.原因

1）离合器踏板自由行程过大。

2）双片离合器中间压盘限位螺钉调整不当，个别分离弹簧疲劳、高度不足或折断，中间压盘在传动销上或在离合器驱动窗口内轴向移动不灵活。

3）从动盘钢片翘曲、摩擦片破裂或铆钉松动。

4）新换的摩擦片太厚或从动盘正反装错。

5）从动盘花键孔与变速器第一轴花键轴卡滞。

6）离合器液压操纵机构漏油、有空气或油量不足。

7）膜片弹簧弹力变小。

8）发动机支承磨损或损坏，发动机与变速器不同心。

2.诊断与排除

1）检查离合器踏板自由行程，如果自由行程过大，则进行调整。否则，对于液压操纵机构，检查是否储液罐油量不足或管路中有空气，并进行必要的排除。如果不是上述问题，应继续检查。

2）检查分离杠杆内端高度，如果分离杠杆高度太低或不在同一平面上，则进行调整。否则，检查从动盘是否装反，如果都没问题，则继续检查。

3）检查从动盘是否翘曲变形、铆钉脱落，从动盘是否轴向运动卡滞等，如果是则进行更换或修理。

（七）离合器异响

离合器旋转产生振动从而发出声音，这个声音属于正常噪声，那么离合器在运转过程中由于零件故障导致的异常响声，即离合器异响。离合器异响是由于零件发生故障，运转过程中异常振动而产生的。要检查离合器异响，首先要了解离合器的工作原理和构造，通过故障现象结合原理与构造，进行逻辑分析，从而判断故障的原因和故障点。

1.离合器片减振弹簧损坏

如图所示，离合器片减振弹簧损坏造成机械干涉，产生异响。故障原因：

●安装错误。

●离合器片不配套。

2.离合器片损坏

如图所示，离合器片损坏，造成其在旋转过程中失去原有的动平衡，造成异常振动，导致异响。故障原因：

●操作错误，发动机在低转速时换高档后长时间行驶。

●离合器片不配套，或安装错误。

3.分离轴承损坏

如图所示，分离轴承损坏，造成异响，通常分离轴承异响发生在踩踏离合器踏板的过程中，因为只有在此过程中分离轴承工作。故障原因：

●非正常操作，驾驶人将左脚长时间放置在离合器踏板上，导致分离轴承长时间运转。

●分离轴承润滑不良。

特别提示：

本项目列举了部分离合器故障，在日常工作中，离合器故障还有很多，在诊断离合器故障的过程中，要根据其工作原理和具体的构造，进行逻辑分析。

（八）离合器的故障诊断案例（离合器异响）

离合器分离或接合时发出异响。

1.原因

1）分离轴承缺少润滑脂，造成干磨或轴承损坏。

2）分离轴承与分离杠杆内端之间无间隙。

3）分离轴承套筒与导管之间有油污、尘腻严重或分离轴承复位弹簧与踏板复位弹簧疲劳、折断、脱落，使分离轴承复位不佳。

4）从动盘花键孔与其花键轴配合松旷。

5）从动盘减振弹簧退火、疲劳或折断。

6）从动盘摩擦片铆钉松动或铆钉外露。

7）双片离合器传动销与中间压盘的销孔磨损松旷。

2.诊断与排除

1）稍微踩下离合器踏板，使分离轴承与分离杠杆接触，如果有“沙沙”的响声，则为分离轴承响；如果加油后仍响，说明分离轴承磨损过度、松旷或损坏，应更换。

2）踩下、抬起离合器踏板，如果出现间断的碰撞声，说明分离轴承前后有窜动，应更换分离轴承复位弹簧。

3）连踩离合器踏板，如果离合器刚接合或刚分开时有响声，说明从动盘铆钉松动或外露，应更换从动盘。

（九）离合器操纵机构的检查

离合器操纵机构包括踏板机构、液压系统，在本学习任务我们将对离合器踏板自由行程的检查与液压系统的排气检查进行描述。

1.离合器踏板自由行程的检查

在离合器开始分离之前，离合器踏板能够踩下去很小一段距离。这段行程表明离合器踏板放松后离合器能够完全接合。如果离合器踏板没有自由行程，则表明离合器没有完全接合。这有可能是离合器拉索或者离合器过度磨损造成的，而且通常会伴随着离合器打滑的现象。对离合器踏板自由行程的检查是十分重要的，使用直尺可以对其进行相应检查，通常离合器踏板踏板自由行程在10～20mm之间，如图所示。