离合器基础知识(精).ppt

离合器 第一节概述第二节摩擦式离合器的构造第三节离合器的操纵机构第四节离合器的故障与检修 第一节概述 前言功用要求种类基本知识组成工作原理结构分析类型 离合器是汽车传动系中的重要总成 是通过操纵机构 依靠主 从动部件之间的摩擦 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给变速器的动力 保证传动系换挡工作平顺 第一节概述 一 前言离合器在整车中处于的位置发动机 离合器 变速箱 离合器起到的作用 在必要时切断发动机传来的动力 几种工况下离合器的工作特点 a 起步工况 离合器处于结合状态 处于最小稳定转速 离合器处于脱开状态 离合器逐渐进入结合状态 离合器处于结合状态 如果没有离合器 离合器的功用 1 保证汽车起步平稳 几种工况下离合器的工作特点 b 换档工况 离合器处于结合状态 可以达到同步 离合器处于脱开状态 离合器逐渐进入结合状态 离合器处于结合状态 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 几种工况下离合器的工作特点 c 紧急制动工况 离合器处于结合状态 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 二 离合器的功用 1 保证汽车起步平稳2 保证换档工作平顺3 防止传动系统过载 离合器的功用 保证汽车平稳起步汽车起步是完全从静止状态转变到行驶状态的过程 在发动机发动后 汽车起步前 驾驶员用踏板将离合器分离 使发动机与传动系脱开 再将变速器挂上挡位 然后使离合器逐步接合 为使发动机转速不致下降 同时应加大油门 使发动机的转速始终保持在最低稳定转速以上 不致熄火 随着离合器结合程度的逐渐增大 发动机经传动系传给驱动轮上的扭矩也逐渐增加 至驱动力足以克服汽车起步阻力时 汽车从静止状态开始转变为行驶状态 并遂渐加速 保证传动系换挡时工作平顺汽车行驶过程中 为了适应不断变化的行驶状况 变速器需要经常换用不同挡位工作 换挡前必须将离合器分离 以便中断动力 使原挡位的啮合齿轮副脱开 并使变速器待接合部位的圆周速度逐渐相等 同步 以减轻其啮合时的冲击 换挡完毕后 再使离合器逐渐接合 以使汽车换用不同挡位行驶 防止传动系过载当汽车紧急制动时 驱动车轮突然减速 如果没有离合器 则发动机将因和传动系刚性连接而急剧降低转速 使发动机和传动系中的运动件产生很大惯性力矩 其数值将远远超过发动机正常工况下所发生的最大扭矩 从而使传动系过载而造成机件损坏 有了离合器 即使在紧急制动时驾驶员来不及分开离合器 由于离合器的主从动部分间的摩擦只能传递一定大小的扭矩 约为发动机输出额定扭矩的1 4 2倍 当惯性力矩超过此数值时 离合器则打滑 从而消除了传动系过载的可能 因此 离合器限制了传动系可能承受的最大扭矩 同时防止了传动系过载 三 对离合器的要求 1 保证能传递发动机发出的最大转矩 并且还有一定的传递转矩余力 2 能作到分离时 彻底分离 接合时柔和 并具有良好的散热能力 3 从动部分的转动惯量尽量小一些 这样 在分离离合器换档时 与变速器输入轴相连部分的转速就比较容易变化 从而减轻齿轮间冲击 4 具有缓和转动方向冲击 衰减该方向振动的能力 且噪音小 5 压盘压力和摩擦片的摩擦系数变化小 工作稳定 6 操纵省力 维修保养方便 四 离合器的种类 摩擦离合器 靠机械摩擦传动 液力耦合器 靠液体之间的耦合作用传动 电磁离合器 靠电磁之间的耦合作用传动 五 摩擦离合器基本知识 离合器传递扭矩的大小 取决于摩擦力的大小 而摩擦力受下列因素影响 螺旋弹簧压紧力摩擦系数摩擦面的数目摩擦面的尺寸 摩擦力 F u P其中u 摩擦系数 取决于材料本身的尺寸 材料 表面粗糙程度等 P 压力 摩擦力与压力成正比 但压力过大 易造成离合器接合不柔和 为此 有的汽车采用增加摩擦片数 减小压紧弹簧弹力的做法 同样可以增加摩擦力 六 摩擦片式离合器组成工作原理 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 1 主动部分包括 飞轮 离合器盖 压盘等机件组成 这部分与发动机曲轴连在一起 离合器盖与飞轮靠螺栓连接 压盘与离合器盖之间是靠3 4个传动片传递转矩的 主动部分由飞轮 压盘和离合器盖等组成 离合器盖用螺钉固定于飞轮的后端面上 压盘通过传动片与离合器盖相连 可作轴向移动 飞轮与曲轴固定在一起 只要曲轴旋转 发动机动力便可通过飞轮 离合器盖带动压盘一起转动 2 从动部分 从动部分由从动盘和变速器第一轴组成 变速器第一轴通过轴承支承于曲轴后端中心孔内 它将主动部分通过摩擦传来的动力传给变速器的输入轴 传动轴即变速器的第一轴 从动盘由从动盘本体 摩擦片和从动盘毂三个基本部分组成 为了避免转动方向的共振 缓和传动系受到的冲击载荷 大多数汽车都在离合器的从动盘上附装有扭转减震器 为了使汽车能平稳起步 离合器应能柔和接合 这就需要从动盘在轴向具有一定弹性 为此 往往在动盘本体园周部分 沿径向和周向切槽 再将分割形成的扇形部分沿周向翘曲成波浪形 两侧的两片摩擦片分别与其对应的凸起部分相铆接 这样从动盘被压缩时 压紧力随翘曲的扇形部分被压平而逐渐增大 从而达到接合柔和的效果 3 压紧机构 压紧机构主要由螺旋弹簧或膜片弹簧组成 与主动部分一起旋转 它以离合器盖为依托 将压盘压向飞轮 从而将处于飞轮和盘压间的从动盘压紧 压紧装置由膜片弹簧或若干螺旋弹簧组成 安装于压盘与离合器盖之间 沿周向均匀分布 把压盘 飞轮 从动盘相互压紧 螺旋弹簧分为沿周向布置和在中央布置两种 将一个圆柱形或圆锥形弹簧布置在中央的离合器称为中央弹簧离合器 4 操纵机构 操纵机构是为驾驶员控制离合器分离与接合程度的一套专设机构 它是由位于离合器壳内的分离杠杆 在膜片弹簧离合器中 膜片弹簧兼起分离杠杆的作用 分离轴承 分离套筒 分离叉 回位弹簧等机件组成的分离机构和位于离合器壳外的离合器踏板及传动机构 助力机构等组成 分离杠杆中部铰接于离合器盖的支架上 内端则铰接于压盘上 通过弹簧的作用消除因分离杠杆支承处存在间隙而前后晃动产生的噪声 分离轴承压装在分离套筒上 分离套筒装在变速器第一轴承盖上 分离叉是中部带支点的杠杆 拉动分离叉下端便可通过分离轴承 分离杠杆向后拉动压盘 从而解除压盘对从动盘的压力 图1 2 8机械式离合器操纵机构 图1 2 9液压式离合器操纵机构1 推杆2 主缸3 分离轴承4 离合器壳5 从动盘6 离合器踏板7 分离叉8 工作缸9 油管 1 离合器主缸结构如图1 2 10所示 图1 2 10离合器主缸结构1 保护塞2 壳体3 管接头4 皮碗5 阀芯6 固定螺栓7 卡簧8 挡圈9 护套10 推杆11 保护套A 补偿孔B 进油孔 2 离合器工作缸结构如图1 2 11所示 图1 2 11离合器工作缸结构1 壳体2 活塞3 皮碗4 挡圈5 保护套6 推杆A 放气孔B 进油孔 七 摩擦片式离合器工作原理 1 接合状态 安装 2 分离过程 踩下踏板 3 接合过程 抬起踏板 摩擦式离合器的工作原理 1 离合器接合时的工作当发动机工作时 飞轮带动离合器主动部分压盘 离合器盖一起旋转 由于在压紧弹簧的作用下 压盘和从动盘被紧压在飞轮上 而使从动盘结合面与飞轮 压盘产生摩擦力矩 并通过从动盘带动变速器第一轴一起旋转 发动机的动力便传给了变速器 当从动盘与飞轮 压盘间的摩擦力矩大于发动机的输出扭矩 从动盘与飞轮等速转动 扭矩正常输出 反之 从动盘与飞轮间产生滑转 2 离合器分离时的工作当驾驶员踩下踏板时 通过联动件 使分离轴承前移 压在分离杠杆上 使压盘产生一个向后的拉力 当大于压紧弹簧的弹力时 从动盘与飞轮 压盘脱离接触 发动机则停止向变速器输出动力 3 汽车起步时的工作当缓慢放松踏板时 通过联动件作用在压盘上的拉力逐渐减小 在压紧弹簧的作用下 从动盘与飞轮 压盘接合程度逐渐增加 其摩擦力矩逐渐增大 当大于汽车通过传动系统作用在从动盘上的阻力扭矩时 从动盘便与飞轮等速转动汽车起步 2 工作原理1 接合状态飞轮 压盘 从动盘三者在压紧弹簧的作用下压紧在一起 发动机的转矩经飞轮 压盘通过摩擦力矩传至从动盘 再经从动轴 变速器的一轴 向变速器传递动力 2 分离过程踩下离合器踏板 分离拉杆右移 分离叉推动分离套筒左移 通过分离轴承使分离杠杆内端左移 外端右移 使压盘克服弹簧右移 离合器主 从动部分分离 中断动力传动 3 接合过程缓慢抬起踏板 压盘在压紧弹簧的作用下逐渐压紧从动盘 传递的转矩逐渐增加 从动盘开始转动 但仍小于飞轮转速 压力不断增加 二者转速逐渐接近 直至相等 打滑消失 离合器完全接合 离合器接合状态 3 离合器的自由间隙和踏板自由行程离合器自由间隙 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 一般为几个毫米 如果没有自由间隙 会导致离合器打滑 踏板自由行程 自由间隙反映到离合器踏板上 使踏板产生一个空行程 称为踏板自由行程 踏板自由行程的调整 改变分离拉杆的长等 离合器的自由间隙 离合器在正常接合状态下 分离杠杆内端与分离轴承之间的间隙 踏板自由行程 消除离合器自由间隙和分离机构 操纵机构零件的弹性变形所需要离合器踏板的行程 1 分离过程踩下踏板分离叉顶压分离轴承前移压向分离杠杆内端分离杠杆内端向前外端向后运动拉动压盘克服压紧弹簧弹力向后移动解除飞轮 从动盘 压盘三者之间的压紧状态中断动力传递 2 接合过程抬起踏板分离叉离开分离轴承分离轴承在回位弹簧作用下回位在压紧弹簧作用下压盘前移带动分离杠杆内端向后外端向前运动此时飞轮 从动盘 压盘三者之间处于压紧状态接通动力传递 归纳 八 结构分析 1 压盘要有传力 导向 定心作用依靠传动销或传动片或窗口或止口传力要求 压盘要平 不允许翘曲 导向和定心要求 压盘只做轴向运动 不允许做径向运动 2 压紧弹簧受三次压缩 安装前 予压 安装后 进一步受压 分离时 再次受压 3 分离杠杆运动干涉及其防止 杠杆外端是做弧线运动 压盘只能做轴向运动 故产生运动干涉 解决办法 支点移动式重点摆动式综合式 4 离合器踏板自由行程 离合器踏板自由行程 分离杠杆内端与分离轴承之间的间隙在离合器踏板行程上的反映 原因 离合器使用久后 摩擦片会磨损变薄导致压盘进一步向前 造成分离杠杆顶在分离轴承上 无法保证离合器正常接合 造成离合器打滑 为解决这一问题 分离杠杆与分离轴承之间要留有间隙 间隙 九 摩擦式离合器的类型 1 按从动盘的数目不同分单片离合器双片离合器多片离合器 2 按弹簧的类型和布置形式不同分 多个弹簧离合器膜片弹簧离合器 多簧式离合器 三 周布弹簧离合器主动部分 飞轮 离合器盖 压盘从动部分 从动盘压紧机构 压紧弹簧 压盘分离机构 分离叉 分离杠杆 分离轴承 3 中央弹簧式离合器 3 按操纵机构的不同分 机械式液压式空气式空气助力式 第二节摩擦式离合器的构造 多簧离合器与膜片弹簧离合器比较扭转减振器 4 典型摩擦片式离合器的结构举例 摩擦式离合器组成1 离合器踏板2 分离叉3 12 回位弹簧4 分离轴承5 分离杠杆6 离合器壳7 压盘8 飞轮9 从动盘10 变速器输入轴11 压紧弹簧 膜片式离合器 膜片式离合器总成图1 发动机曲轴后端2 飞轮3 离合器从动盘4 离合器压盘5 分离轴承6 离合器壳体7 膜片弹簧 多簧离合器与膜片弹簧离合器比较 1 膜片弹簧与螺旋弹簧的特性曲线2 优点 膜片弹簧离合器具有操纵轻便的特点 膜片弹簧兼有压紧弹簧和分离杠杆双重作用 使离合器结构简单 压紧力分布均匀 摩擦片接触良好 不存在分离杠杆同一平面调整和分离杠杆工作高度的调整 能随摩擦片的磨损自动调节压紧力 传动可靠 压紧力几乎不受离心力影响 3 拉式膜片弹簧离合器 操纵方式 拉分离轴承为分离 推分离轴承为接合 在分离时需要向后拉动膜片弹簧小端的离合器叫作拉式膜片弹簧离合器 拉式膜片弹簧离合器中拉式膜片弹簧的安装方向与推式相反 在接合位时 膜片弹簧的大端支承在离合器盖上 其中部压在压盘上 与推式膜片弹簧离合器相比 优点 1 离合器盖总成中取消了膜片弹簧中间支承的零件 结构更加简单 2 由于拉式膜片弹簧在离合器盖总成中以中部而不是以大端与压盘相压 所以同样尺寸的压盘可以采用直径较大的膜片弹簧 从而提高了压紧力 也就是提高了传递转矩 3 与推式膜片弹簧相比 由于拉式膜片弹簧的支点从中部外移到大端 相当与分离杠杆的力臂增大 尽管采用直径较大一点的膜片弹簧 而并不增大操纵力 4 由于拉式膜片弹簧的支点的外移 使膜片弹簧的最大应力有所降低 有利于提高膜片弹簧的寿命 周向布置螺旋弹簧式离合器1 飞轮2 离合器压盘3 离合器壳体4 周布压紧弹簧5 离合器从动盘 二 从动盘与扭转减振器 传力过程 飞轮 压盘摩擦片从动盘钢片 减振器钢片减振弹簧受压从动毂 扭转减震器工作情况3 压紧机构4 操纵机构 摩擦片转动 从动盘毂没有转动时 弹簧被压缩 不工作时 工作时 第三节离合器的操纵结构 分类人力式 机械式弹簧助力 液压式气压助力式 离合器操纵机构离合器操纵机构是驾驶员借以使离合器分离 而后又使之柔和接合的一套机构 1 操纵机构的作用使离合器迅速彻底分离适应换挡需要 并使之柔和接合