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学习任务一
离合器的结构与维修

情景导入

客户贾先生驾驶一辆2018款别克威朗手动档轿车,在行驶中踩下加速踏板后,车速不能相应提高,存在动力不足的现象。4S店维修技师检测及路试检查后,初步怀疑故障是离合器打滑导致的,为了确定故障原因,需对离合器做进一步检测。作为汽车维修技师,请仔细查看服务顾问提供的接车问诊表,并针对故障进行后续处理。

接车问诊表

一、离合器的功用

离合器是汽车传动系统中的重要组成部件之一,位于发动机和变速器之间的飞轮壳内,是汽车传动系统中直接与发动机相连接的总成部件,如图2-1-1所示。离合器通过逐渐接合或暂时分离,可实现发动机和变速器之间的动力传递或切断,从而保证汽车平稳起步,减少换档冲击,并防止传动系统过载。

图2-1-1 汽车离合器装置

二、离合器的类型

离合器的结构形式繁多,按传递转矩方式的不同可分为摩擦式、液力式和电磁式三类。

1.摩擦式离合器

摩擦式离合器是目前应用最广泛的一种离合器,它是利用离合器的主、从动元件间的摩擦力来传递转矩的。根据不同的分类方式,其类型也各不相同。

(1)按从动盘的数目分类

根据从动盘数目的不同,摩擦式离合器可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,双片离合器多用于重型车辆上。

(2)按压紧弹簧的形式分类

根据压紧弹簧形式的不同,摩擦式离合器可分为周布弹簧离合器、中央弹簧离合器和膜片弹簧离合器。其中,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,目前应用较广泛。

2.液力式离合器

液力式离合器是利用离合器主、从动元件间的液体介质来传递转矩的,这种形式常用于轿车、大型公共汽车和载重汽车上。

3.电磁式离合器

电磁式离合器是利用离合器主、从动元件间的电磁力作用来传递转矩的,汽车空调中应用的就是这种离合器。

三、膜片弹簧离合器的结构

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四部分组成。其中,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,而操纵机构主要是驾驶人用以使离合器分离、又使之柔和接合的一套装置。膜片弹簧离合器的总成及分解结构如图2-1-2、图2-1-3所示。

图2-1-2 膜片弹簧离合器的总成

图2-1-3 膜片弹簧离合器的分解示意图

1.主动部分

膜片弹簧离合器的主动部分包括飞轮、离合器盖和压盘。飞轮用螺栓与曲轴固定在一起,离合器盖通过螺钉固定在飞轮后端面上,压盘与离合器盖通过传动片连接。只要曲轴旋转,发动机发出的动力便经飞轮、离合器盖传至压盘,使它们一起旋转。膜片弹簧离合器的主动部分如图2-1-4所示。

图2-1-4 膜片弹簧离合器主动部分

2.从动部分

膜片弹簧离合器的从动部分由装在压盘和飞轮之间的从动盘和从动轴组成。从动盘结构如图2-1-5所示,主要由从动盘本体、摩擦片(也称摩擦衬片)和从动盘毂(也称从动盘花键毂)等组成。从动盘带有双面的摩擦片,离合器正常接合时分别与飞轮和压盘相接触;从动盘通过花键毂装在从动轴(手动变速器的输入轴)的花键上,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。

图2-1-5 膜片弹簧离合器从动盘的结构

当从动盘受到转矩作用时,转矩从摩擦片传到从动盘钢片,再经减振弹簧传给从动盘毂,此时弹簧将被压缩并吸收发动机传来的扭转振动。

3.压紧机构

离合器压紧机构主要是指装于压盘和离合器盖之间的膜片弹簧。它是用来将压盘和从动盘压向飞轮,从而使飞轮、从动盘和压盘三者压紧在一起的装置。膜片弹簧是一个用优质薄弹簧钢板制成的带有一定锥度的弹簧片,靠中心部分开有18条径向切槽,为防止应力集中,槽的末端接近外缘处加工成方孔或圆孔状,形成18根弹性杠杆,如图2-1-6所示。

图2-1-6 膜片弹簧离合器的压紧机构

4.操纵机构

按照分离离合器时所需操纵能源的不同,离合器的操纵机构可分为人力式和助力式两种。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。目前汽车上广泛采用的是人力式的液压式操纵机构。

离合器液压操纵机构的组成如图2-1-7所示,主要包括离合器踏板、主缸、工作缸、储液罐、管路、分离轴承、分离杠杆和回位弹簧等。

图2-1-7 膜片弹簧离合器的液压操纵机构

四、膜片弹簧离合器的工作原理

1.初始状态

离合器处于初始状态时,压盘在膜片弹簧的预压紧力作用下,将从动盘紧紧地压在飞轮上,通过摩擦力将发动机的转矩传给变速器。

2.分离过程

当踩下离合器踏板时,分离轴承压向膜片弹簧中心,膜片弹簧变成反锥形状,膜片弹簧边缘翘起,拉动压盘右移使离合器分离,解除对从动盘的压力,摩擦作用消失。此时离合器的主、从动部分处于分离状态,中断动力的传递,如图2-1-8所示。

图2-1-8 膜片弹簧离合器的分离过程

3.接合过程

当抬起离合器踏板时,分离轴承减小对膜片弹簧内端的压力,压盘在膜片弹簧的作用下向左移动逐渐压紧从动盘。此时从动盘与压盘、飞轮的接触面之间产生摩擦力矩并逐渐增大,动力由飞轮、压盘传递给从动盘并经从动轴输出。在这一过程中,从动盘与输出轴转速逐渐提高,直至与主动部分相同,主、从动部分完全接合,如图2-1-9所示。

图2-1-9 膜片弹簧离合器的接合过程

4.半联动状态

在离合器的接合过程中,当飞轮、压盘和从动盘之间的接合还不紧密时,所能传递的摩擦力矩较小,其主、从动部分未完全达到同步,处于相对打滑的状态,也称为半联动状态。正因为离合器有半联动状态,所以只要操作合理,就能使汽车平稳起步。

五、膜片弹簧离合器的拆装注意事项

以2018款别克威朗手动档轿车为例:

1)拆卸前,应先在离合器盖与飞轮上做好装配标记,以方便安装,并保持原有的平衡状态。

2)拆卸离合器盖与发动机飞轮上的固定螺栓时,注意要对角拧松,使其受力对称均匀,避免相关零件变形。

3)拆卸时,应使离合器的压盘、从动盘和飞轮表面远离油污和异物。

4)装配时,应对飞轮进行清洁,保证飞轮干净无油污。

5)装配时,应在从动盘花键毂内、分离轴承的内座、分离叉和分离叉支撑部件上涂抹少量润滑脂。

6)安装离合器从动盘时,必须使盘上的德国字母“Getriebeseite”(变速器)朝向变速器。

离合器拆装与检查

六、膜片弹簧离合器的维修

以2018款别克威朗手动档轿车为例进行相关检查操作。

1.离合器的调整

(1)离合器踏板自由行程的检查

当从动盘摩擦片因磨损变薄时,压盘将无法把从动盘压紧到飞轮上,这样就会造成离合器打滑,不能正常工作。为了保证离合器能处于良好接合状态,在离合器安装完成后,膜片弹簧分离指的内端要与分离轴承之间留有一定的间隙,这个间隙称为离合器自由间隙,如图2-1-10所示。

在踩下离合器踏板后,为消除离合器自由间隙所需的踏板行程,称为离合器踏板自由行程。当摩擦片磨损时,离合器踏板自由行程缩短,可能导致离合器打滑;而离合器踏板自由行程过大,则会导致离合器分离不彻底。

图2-1-10 离合器自由间隙与踏板自由行程

离合器踏板自由行程的检查方法如下:

1)测量离合器踏板在完全放松时的高度。

2)如图2-1-11所示,用手轻按离合器踏板,当感到阻力增大时停住,再测量离合器踏板高度。

3)两次测量的高度差即为离合器踏板的自由行程。

图2-1-11 检查离合器踏板自由行程

(2)离合器踏板自由行程的调整

如果测得的离合器踏板自由行程不符合规定值(20~30mm),应进行调整。调整方法如下:

1)将主缸推杆锁紧螺母旋松。

2)转动主缸推杆,调整主缸推杆长度。主缸推杆变短,则离合器踏板行程变小;反之,主缸推杆变长,则离合器踏板行程变大,从而调整踏板自由行程。

3)调整完毕,紧固离合器推杆锁紧螺母。

思考 离合器踏板自由行程不调整会产生什么样的结果?
2.离合器的维修

(1)从动盘的维修

从动盘是离合器中最易损坏的部件,其常见的损伤有:摩擦片磨损变薄、烧蚀、表面龟裂、油污,铆钉外露或松动,从动盘钢片翘曲,减振弹簧损坏和花键轴套内的花键磨损等。从动盘检修方法如下:

1)目视检查。目视检查从动盘表面是否有烧焦、油污、开裂等情况,若有,应更换从动盘。

2)检查摩擦片磨损程度。如图2-1-12所示,用游标卡尺测量从动盘铆钉头的深度,铆钉头的最小深度为0.3~0.5mm,超过极限值应更换摩擦片。

3)检查从动盘摩擦片上铆钉松动情况。用小锤敲击摩擦片,若声音沙哑,说明铆钉松动,紧固或更换铆钉即可。

4)检查从动盘钢片翘曲变形情况。如图2-1-13所示,使用百分表测量从动盘的轴向圆跳动,其轴向圆跳动的最大值为0.5~0.8mm,超过此极限值,则应对从动盘进行校正或更换。

5)其他检查。检查从动盘的花键毂是否有过度磨损或缺齿;检查减振弹簧是否断裂或有明显变形,若有应更换从动盘。

图2-1-12 测量从动盘铆钉头深度

图2-1-13 测量从动盘轴向圆跳动

(2)离合器压盘、离合器盖的维修

离合器压盘的主要损伤形式是翘曲、破裂和过度磨损等,其检修方法如下:

1)目视检查。目视检查压盘表面是否有变形、裂纹、烧蚀或压盘磨损面不均匀等情况,若有,则应进行修复或更换。

2)检查压盘平面度。如图2-1-14所示,用刀口尺压在压盘上,然后用塞尺测量。离合器压盘平面度误差不应超过0.2mm。

图2-1-14 测量压盘平面度

3)检查离合器盖与飞轮接合面的平面度。离合器盖与飞轮的接合面的平面度误差应小于0.5mm,若有翘曲、裂纹、螺纹磨损等应更换离合器盖。

思考 在对零部件进行检查测量时,为什么要选择不同的测量工具,如游标卡尺、塞尺等?

(3)膜片弹簧的维修

膜片弹簧因长时间负荷的作用,易产生弯曲、折断或弹力减弱等情况,影响其动力的传递。若弯曲必须进行校正,若折断应予以更换。具体检修方法如下:

1)目视检查。目视检查膜片弹簧的分离指是否在同一高度,是否有断裂或过度磨损现象,如果不在同一高度或有断裂、过度磨损现象,应更换压盘总成。

2)检查膜片弹簧的磨损程度。如图2-1-15所示,用游标卡尺测量膜片弹簧与分离轴承接触部位磨损的深度和宽度。深度A应小于0.6mm,宽度B应小于5mm,否则应更换。

图2-1-15 测量膜片弹簧磨损深度和宽度

(4)分离轴承的维修

分离轴承常因保养不当或自然磨损、松旷而损坏。如图2-1-16所示,用手固定分离轴承内圈,转动外圈,同时在轴向施加压力,若有阻滞或明显间隙感时,应更换分离轴承。

(5)飞轮的维修

飞轮的主要损伤为飞轮后端面磨损或擦伤、飞轮翘曲变形、齿圈轮齿磨损等。当齿圈磨损超限时应更换;当飞轮端面磨损沟槽或平面度误差超过极限值时应修平面或更换;当飞轮的轴向圆跳动超过极限值(极限值一般为0.2mm)时,则应修理或更换飞轮,检查方法如图2-1-17所示。

图2-1-16 检查分离轴承

图2-1-17 飞轮轴向圆跳动的检查

课程育人

汽车离合器技术始终伴随着汽车工业的发展而发展。自1891年摩擦式汽车离合器诞生,到1948年液力变矩器出现,再到现如今各种智能控制技术不断应用于汽车上,汽车离合器的技术革新从未缺席。

多年来,我国离合器企业与国外企业相比在品牌价值、产品技术含量、产品质量、自主研发能力等很多方面存在较大差距。随着国际竞争压力日益增大,“自主创新”就更为重要。为此,国内汽车离合器企业开始通过不断地调整产品结构来寻求突破。现在,在产品技术方面,国产膜片弹簧离合器的品种已经能全面覆盖国内众多车型的需求,同时取得了在国外动力传动系统技术基础上,研发出诸如ф430拉式膜片弹簧离合器的可喜成果。

离合器从动盘总成中装有扭转减振器,防止了传动系统的扭转共振,减小了传动系统噪声和载荷。随着人们对汽车舒适性要求的提高,越来越多的乘用车采用具有双质量飞轮的扭转减振器,这对于传动系统降噪有重要作用。同时,离合器技术的不断发展,也关乎未来我国汽车产业技术的发展趋势。

思考 国内汽车企业为什么要自主研发离合器产品?
巩固提升
一、选择题

1.下列不属于离合器功用的是( )。

A.使汽车平稳起步

B.提高汽车的速度

C.保证换档平顺

D.防止传动系统过载

2.下列不属于离合器主动部分的是( )。

A.压盘

B.飞轮

C.摩擦片

D.离合器盖

3.在不踩下离合器踏板时,离合器是处于( )状态。

A.打滑

B.接合

C.分离

D.半联动

4.离合器从动盘安装在( )上。

A.发动机曲轴

B.变速器输入轴

C.变速器输出轴

D.变速器中间轴

5.离合器踏板自由行程的调整是通过改变( )长度来实现的。

A.推杆

B.直拉杆

C.横拉杆

D.转向轴

二、判断题

1.目前汽车上最常用的离合器是周布弹簧离合器。( )

2.离合器操纵机构主要是驾驶人用以使离合器分离、又使之柔和接合的一套装置。( )

3.离合器的摩擦片上粘有油污后,可得到润滑。( )

4.可以用游标卡尺测量从动盘铆钉头的深度来判断摩擦片的磨损程度。( )

5.离合器自由行程是由于操纵机构长期使用后磨损产生的。( ) JxREh3C+5orGj1Pm5wTiwGAOabBSmRvEedA/sYW+x6OvqB5sgYMhnb3rP3sQMjYS

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