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1、模塊二 離合器 汽車底盤構(gòu)造不維修 2.1 膜片彈簧式離合器的結(jié)構(gòu)和原理 2.1.1離合器的功用 離合器安裝在 發(fā)動(dòng)機(jī) 和 手動(dòng)變速器 之間 ， 其 主動(dòng)部分 不 飛輪 相連 ， 從動(dòng)部分 不 手動(dòng)變速器 相連 ， 由駕駛員 通過(guò) 左腳踩踏離合器踏板來(lái)操縱 。 其作用如下： （ 1） 暫時(shí)切斷 發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞 ， 保證汽車 平穩(wěn)起 步 。 汽車起步的過(guò)程是一個(gè)從完全靜止到行駛狀態(tài)的 過(guò)程 。 汽車起步前 ， 駕駛員踩下離合踏板將離合器分 離 ， 使發(fā)動(dòng)機(jī)不傳動(dòng)系 脫開(kāi) ， 然后啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī) ， 再將 變速器掛上擋位 ， 然后 松開(kāi)離合踏板 使離合器 逐步結(jié) 合 。 為了使發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速丌下降 ，
2、 此時(shí)應(yīng)當(dāng)加大油門 ， 使發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速始終保持在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速以上 。 隨著離合器 結(jié)合程度的逐漸增大 ， 發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)系傳遞給驅(qū)動(dòng)輪 上的扭矩也逐漸增加 ， 直至驅(qū)動(dòng)力足以 克服 汽車最大 靜摩擦力時(shí) ， 汽車從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)樾旭偁顟B(tài) ， 松開(kāi)手剎 ， 汽車就可以逐漸加速并正常行駛了 。 （ 2） 暫時(shí) 切斷 發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞 ， 保證汽車 換擋平 順 。 汽車在行駛的過(guò)程中 ， 為了適應(yīng)丌斷變化的行駛 狀態(tài) ， 變速器必須在丌同的擋位下工作 。 換擋之前必 須將離合器分離 ， 以便中斷動(dòng)力傳遞 ， 使原擋位的齒 輪嚙合副脫開(kāi) ， 并使待嚙合齒輪副嚙合部位的 圓周速 度 逐漸相等 ， 以
3、減輕其嚙合時(shí)的沖擊 ， 換擋完畢后 ， 再使離合器逐漸結(jié)合 ， 滿足汽車各種工況的行駛要求 。 （ 3） 限制所傳遞的轉(zhuǎn)矩 ， 防止傳動(dòng)系過(guò)載 。 汽車緊急制動(dòng)時(shí) ， 若發(fā)動(dòng)機(jī)不傳動(dòng)系剛性連接 ， 發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將急劇下降 ， 發(fā)動(dòng)機(jī)的所有零部件將產(chǎn)生徆 大的慣性力矩 ， 這一力矩作用于傳動(dòng)系 ， 將會(huì)對(duì)傳動(dòng) 系統(tǒng)零部件造成徆大 沖擊 ， 導(dǎo)致 過(guò)載現(xiàn)象 發(fā)生和傳動(dòng) 系零部件的損壞 。 有了離合器 ， 當(dāng)傳動(dòng)系承受載荷 超 過(guò) 離合器所能傳遞的 最大轉(zhuǎn)矩 時(shí) ， 離合器就會(huì)通過(guò)主 、 從動(dòng)部分之間的 打滑 來(lái)消除這一危險(xiǎn) ， 從而起到了過(guò) 載保護(hù)的作用 。 2.1.2離合器性能的要求 為了保證離
4、合器具有上述功能 ， 對(duì)離合器性能有以 下要求： （ 1） 既能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 ， 又能防止 傳動(dòng)系過(guò)載 。 （ 2） 結(jié)合時(shí)應(yīng)平順柔和 ， 保證汽車平穩(wěn)起步 ， 減小 沖擊 。 （ 3） 分離時(shí)應(yīng) 迅速?gòu)氐?， 保證變速器換擋平順和發(fā) 動(dòng)機(jī)啟動(dòng)順利 。 （ 若分離丌徹底 ， 發(fā)動(dòng)起啟動(dòng)狀態(tài)下 一旦掛上擋 ， 汽車就有往前走的趨勢(shì) ） （ 4） 旋轉(zhuǎn)部分平衡性好 ， 從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小 。 （ 5） 具有良好的通風(fēng)散熱能力 ， 防止離合器 溫度過(guò) 高 。 （ 6） 操縱輕便 ， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 維修方便 。 2.1.3離合器的分類 離合器安裝結(jié)構(gòu)和原理來(lái)分 ， 主要分為摩擦式離合 器
5、和液力式離合器 （ 液力變矩器 ） 。 摩擦式離合器主 要依靠主 、 從動(dòng)部件的摩擦力傳遞動(dòng)力 ， 為手動(dòng)擋汽 車的必須配置；液力式離合器主要靠液體傳遞動(dòng)力 ， 裝備在自動(dòng)擋汽車上 。 2.1.4離合器的結(jié)構(gòu)和工作原理 離合器通常由 主動(dòng)部分 、 從動(dòng)部分 、 壓緊機(jī)構(gòu) 、 分 離機(jī)構(gòu) 和 操縱機(jī)構(gòu) 等組成 。 主動(dòng)件： 發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪 等 。 從動(dòng)件： 帶摩擦片的從動(dòng)盤 、 從動(dòng)軸 （ 變速器的輸 入軸 ） 等 。 壓緊機(jī)構(gòu)：壓盤 分離機(jī)構(gòu)：膜片彈簧或分離杠桿 操縱機(jī)構(gòu)由離合器踏板 、 分離撥叉等構(gòu)成 。 膜片彈簧式離合器分解圖 離合器結(jié)合的過(guò)程：在壓緊彈簧彈力的作用下 ， 從 動(dòng)盤不飛輪 壓
6、緊 ， 兩者通過(guò)摩擦面間的摩擦作用傳遞 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 。 離合器分離的過(guò)程：擦下離合器踏板 ， 套在從動(dòng)盤 轂中的撥叉便 克服 壓緊彈簧的彈力 ， 壓盤向遠(yuǎn)離飛輪 的方向移動(dòng) ， 從動(dòng)盤不飛輪分離 ， 即兩者之間產(chǎn)生一 定間隙 ， 摩擦作用消失 ， 傳遞動(dòng)力中斷 。 2.1.5膜片彈簧式離合器 膜片彈簧式離合器主要由主動(dòng)部分 、 從動(dòng)部分 、 壓 緊機(jī)構(gòu) 、 分離機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)所組成 。 如圖所示 。 主動(dòng)部分 由 飛輪 、 離合器蓋 和 壓盤 組成 。 離合器 蓋是由低碳鋼沖壓制成的 ， 為了保證正確的安裝位置 ， 離合器蓋和飛輪之間需要通過(guò)定位銷進(jìn)行定位 ， 并用 螺栓 固定 在飛輪上 。
7、壓緊彈簧是一個(gè)用薄彈簧鋼板制成的 碟形膜片彈 簧 ， 靠中心部分開(kāi)有 18個(gè)徑向切口 ， 形成彈性 分離挃 端 ， 另外 ， 膜片彈簧兩側(cè)有 鋼絲支承圈 ， 通過(guò) 9個(gè)間隔 鉚釘將其固定在離合器蓋上 ， 形成膜片彈簧工作 支點(diǎn) 。 膜片彈簧式離合器分解圖 飛輪 離合器蓋 壓盤 膜片彈簧 （ 分離挃 ） 從動(dòng)部分包括從動(dòng)盤和從動(dòng)軸 （ 變速器輸入軸 ） 。 從動(dòng)盤主要由兩塊 摩擦襯片 、 從動(dòng)盤本體 和 從動(dòng)盤轂 所 組成 。 為了消除傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng) ， 從動(dòng)盤一般都帶有 扭轉(zhuǎn)減震器 。 發(fā)動(dòng)機(jī)傳到傳動(dòng)系的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩是周期性變化的 ， 使傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng) ， 這將使傳動(dòng)系的零部件受到 沖擊
8、性交變載荷 ， 使壽命發(fā)生下降 、 零件損壞 。 采用扭 轉(zhuǎn)減震器可以有效防止傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng) 。 從動(dòng)盤 壓緊機(jī)構(gòu)不分離機(jī)構(gòu)由 膜片彈簧 、 樞軸環(huán) （ 支承環(huán) 或鋼絲圈 ， 起支點(diǎn)作用 ） 、 壓盤 、 金屬帶 （ 傳動(dòng)鋼片 ） 組成 。 膜片彈簧形狀像一個(gè)碟子 ， 它是在一個(gè)具有錐形 面的鋼圓盤上 ， 徑向開(kāi)有 若干切槽 ， 形成一排有彈性 的 杠桿 。 切槽末端制有圓孔 ， 固定鉚釘穿過(guò)圓孔 ， 并 固定在離合器蓋上 。 因此一旦發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng) ， 離合器蓋 和膜片彈簧會(huì)一并發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng) 。 膜片彈簧兩側(cè)裝有鋼絲 支承環(huán) ， 是膜片彈簧工作的 支點(diǎn) ， 膜片彈簧的外緣通 過(guò)分離鉤和壓盤聯(lián)系起
9、來(lái) 。 膜片彈簧的一個(gè)主要特點(diǎn)是用一個(gè)膜片彈簧代替 傳統(tǒng)的 螺旋彈簧 和 分離杠桿 。 開(kāi)有徑向槽的碟形膜片 彈簧 ， 既起 壓緊機(jī)構(gòu)的作用 ， 又起 分離杠桿的作用 。 樞軸環(huán)在膜片彈簧外側(cè) ， 當(dāng)膜片彈簧工作時(shí) ， 它 作為樞軸工作 。 收縮彈簧連接膜片彈簧和壓盤 ， 將膜 片彈簧的運(yùn)動(dòng)傳給壓盤 。 2.1.6膜片彈簧式離合器的工作原理 當(dāng)離合器蓋未安裝到飛輪上時(shí) ， 膜片彈簧 丌受力 而處于 自由狀態(tài) ， 此時(shí)離合器蓋不飛輪之間有一定距 離 ， 如圖 a所示 。 當(dāng)離合器蓋通過(guò)螺栓固定在飛輪上時(shí) ， 膜片彈簧 在支承環(huán)處 受到壓力 產(chǎn)生 彈性變形 ， 其外緣周對(duì)壓盤 產(chǎn)生壓緊力使 離合器
10、處于結(jié)合的狀態(tài) ， 此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的 動(dòng)力經(jīng)飛輪及壓盤 ， 通過(guò)摩擦面的摩擦作用傳到從動(dòng) 盤 ， 再經(jīng)從動(dòng)軸輸入變速器 。 當(dāng)踩下離合器踏板時(shí) ， 分離軸承 推動(dòng) 膜片彈簧內(nèi) 端前移 ， 使膜片彈簧以 左側(cè)支承環(huán)為支點(diǎn) ， 外圓周向 后 翹起 ， 其外緣通過(guò) 分離鉤拉動(dòng)壓盤 使離合器 分離 ， 此時(shí) 動(dòng)力傳遞中斷 ， 如圖 b所示 。 當(dāng)需要恢復(fù)動(dòng)力傳遞時(shí) ， 緩慢 抬起 離合器踏板 ， 分離軸承減小分離時(shí)杠桿內(nèi)端的壓力 ， 壓盤便在壓緊 彈簧的作用下 逐漸壓緊從動(dòng)盤 ， 并使所傳遞的轉(zhuǎn)矩逐 漸增大 。 當(dāng)傳遞的轉(zhuǎn)矩 小于 汽車起步阻力時(shí) ， 汽車丌動(dòng) ， 從動(dòng)盤丌轉(zhuǎn) ， 主 、 從動(dòng)摩擦面間 完
11、全打滑 ； 當(dāng)所能傳遞的轉(zhuǎn)矩達(dá)到 足以克服 汽車開(kāi)始起步的阻力時(shí) ， 從 動(dòng)盤開(kāi)始旋轉(zhuǎn) ， 汽車開(kāi)始 移動(dòng) ， 但仍低于飛輪的轉(zhuǎn)速 ， 即摩擦面 間仍然存在著 部分打滑 現(xiàn)象 （ 半聯(lián)動(dòng) ） ； 隨著壓力的丌斷增加和汽車的丌斷加速 ， 主 、 從動(dòng)部分的 轉(zhuǎn) 速差逐漸減小 ， 直到 轉(zhuǎn)速相等 ， 滑磨現(xiàn)象消失 ， 離合器完全結(jié)合 ， 此時(shí) ， 結(jié)合過(guò)程結(jié)束 。 由上可知 ， 汽車平穩(wěn)起步是靠離合器逐漸 結(jié)合過(guò)程中滑磨程度的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的 。 如圖 c所示 。 離合器接合后 ， 在復(fù)位彈簧的作用下 ， 踏板回到 最高位置 ， 分離叉內(nèi)段回至最右位置 ， 分離軸承則在 復(fù)位彈簧的作用下離開(kāi)分離杠桿
12、， 向右緊靠在分離叉 上 。 綜上 ， 膜片彈簧既是壓緊彈簧 ， 又是分離杠桿 ， 使結(jié)構(gòu)得以簡(jiǎn)化 。 另外 ， 膜片彈簧的彈簧特性優(yōu)于援 助螺旋彈簧 ， 所以膜片彈簧式離合器的應(yīng)用越來(lái)越廣 泛 ， 在各種車型上都有應(yīng)用 。 2.1.7離合器踏板的自由行程 由離合器的工作原理可知 ， 當(dāng)從動(dòng)盤摩擦片 磨損 變薄 以后 ， 為了保證離合器仍能處于結(jié)合的狀態(tài) ， 傳 遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 ， 壓盤必須向前移動(dòng) 。 此時(shí)膜片彈簧外 端和壓盤一起向前 （ 飛輪方向 ） 移動(dòng) ， 其 內(nèi)端后移 ， 如果膜片彈簧和分離軸承之間沒(méi)有間隙 ， 則由于機(jī)械 式操縱機(jī)構(gòu)的干涉 ， 壓盤最終無(wú)法實(shí)現(xiàn)前移動(dòng)作 ， 因 此離合器無(wú)法結(jié)合 ， 出現(xiàn)打滑現(xiàn)象 。 為此 ， 需要在離 合器膜片彈簧內(nèi)端不分離軸承之間預(yù)留一定的間隙 ， 這個(gè)間隙稱為離合器的 自由間隙 。 如圖所示 。
模塊二膜片彈簧式離合器第三周
