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离合器总成详解 目录 一 离合器总成概述 二 离合器压盘及盖总成 四 离合系统的匹配 三 离合器从动盘总成 五 离合器常见故障及处理 第一节离合器总成概述 OR变矩器 离合器在整车动力系统中的位置 离合器是汽车传动系统中直接与发动机相联系的部件 分离时 1 防止发动机熄火2 换档 接合时 1 车辆起步2 传递扭矩3 确保平稳接合 使发动机和变速箱接合和分离 离合器功能的实现 离合器的分类 根据传动方式 摩擦式离合器 离心式离合器 液力偶合器 电磁离合器 扬柴发动机目前普遍采用摩擦式离合器 离合器的分类 摩擦式离合器的分类 按冷却介质 空气油液 分 干式 湿式 按从动盘数目 单片式 双片式和多片式多片离合器多为湿式 在汽车上应用较少 单片 双片离合器一般为干式 应用最为广泛 扬柴全部为单片干式 按其产生摩擦力的压紧元件 周布螺旋簧离合器 中央弹簧离合器和膜片簧离合器其中 膜片簧又分 拉式和推式 扬柴离合器常用规格是按英寸制分 10 255 10 5 267 11 275 12 300 13 330 14 350 摩擦式离合器的分类 摩擦式离合器分类 从动盘数目 单片 双片 多片 压紧弹簧布置形式 周围布置 中央布置 斜向布置 膜片弹簧受力方向 拉式 推式 压紧弹簧不同 螺旋弹簧 圆锥螺旋弹簧 膜片弹簧 冷却方式 干式 湿式 干式单片离合器 从动盘 膜片簧离合器 螺旋簧离合器 干式双片离合器 湿式 电磁 多片离合器 膜片簧和螺旋簧离合器的特点和适用条件 膜片弹簧离合器 优点 由于采用膜片弹簧和冲压盖结构 因此具有重量轻 转动惯量小 无需调整分离指高度 压紧力大 传递扭矩能力强 完全接合后压紧力均匀 从动盘磨损后压紧力上升 从动盘磨损后对分离间隙影响较小 无需经常调整分离间隙等优点 缺点 分离力大 同样大小的离合器 所需的离合器机构受力大 分泵必须加大 处于半接合状态时 压盘和从动盘受力不均 半联动时间长会引起压盘和从动盘的不均匀磨损 特别适用于长途运输车和长途客车 螺旋弹簧离合器 优点 相同大小的离合器 螺旋弹簧离合器的分离力较小 需要的离合器分泵直径较小 离合器操纵系统受力较小 处于半接合状态时 压盘和从动盘受力均匀 磨损均匀 缺点 完成接合后也有可能由于螺旋弹簧 个体弹力的差异而引起压力分布不均匀 从动盘磨损量对分离间隙影响较大 要经常调整分离间隙 特别适用于需频繁起步换挡和关联动使用频繁的车辆 如公交车和工程用车 摩擦式 单片膜片簧 离合器系统示意图 摩擦式离合系统的主要构成 主动部分 发动机飞轮 离合器盖和压盘等 从动部分 从动盘 从动轴 即变速器第一轴 压紧机构 压紧弹簧 操纵机构 分离叉 分离轴承 离合器踏板以及传动部件等前三部分保证离合器处于接合状态并能传递动力 第四部分使离合器主 从动部分分离 膜片弹簧处于自由状态 离合器盖与飞轮接合面有一距离 接合状态 膜片弹簧锥度变小 分离状态 膜片弹簧呈反形 离合器的工作原理 离合器的工作原理 离合器踏板 离合器盖 飞轮 从动盘 膜片弹簧 压盘 离合器的功能 传递发动机扭矩 规则 发动机扭矩必须全部传递 避免打滑 在起步或换档时 离合器的工作不能产生 急剧抖动 噪音 冲击 离合器功能 平稳接合 离合器功能 削减扭矩波动和冲击 工作状况下的热量散发 离合器的功能 离合器工作时 摩擦力会转化为热被离合器吸收热量的散发主要在于 压盘质量 飞轮 离合器壳内的冷却 离合器的功用 切换和实现对传动系的动力传递 以保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合 确保汽车平稳起步 在换挡时将发动机与传动系分离 减少变速器中换挡齿轮之间的冲击 在工作中受到大的动载荷时 能限制传动系所承受的最大转矩 防止传动系各零件因过载而损坏 有效地降低传动系中的振动和噪声 扭转减振器 离合器工作环境强度较高 需能维持自身工作稳定可靠 散热可靠 强度可靠 关键部件精度高 第二节离合器压盘及盖总成 离合器压盘及盖总成的结构 压盘及盖 Cover压盘盖 Pressureplate压盘 压盘的驱动方式 压盘是离合器的主动部分之一 弹簧钢 间隙连接 传动片 传动片 压紧弹簧 膜片弹簧和支承簧 圆柱截面螺旋簧 压紧弹簧和布置形式的选择 圆柱螺旋弹簧 矩形圆锥螺旋弹簧 后备系数大 后备系数较小 圆柱螺旋弹簧 弹簧与压盘接触弹簧容易受热失效 无接触 无接触 无接触 膜片弹簧支承形式 支承磨损 膜片弹簧工作点 压紧 位置的选择 H膜片弹簧压平点 B1新离合器接合点 C离合器彻底分离点 以保证摩擦片在最大磨损后压紧力基本不变 摩擦面工作数目单片取2 从动盘每摩擦面的最大磨损量 0 5 1mm B2最大磨损后离合器接合点 负荷特性 该特性表示盖总成施加给盘总成的力量 其范围为从初期状态的安装点值到摩擦片磨损后的磨损点力值 称为安装力和磨损力 膜片簧离合器分离特性 HB1压盘彻底分离最低分离点高度 FA2max新离合器最大分离力 HB2压盘彻底分离最高分离点高度 FA1max最大磨损后最大分离力 HB1 HB2 分离行程9 12mm 膜片簧 压盘升程1 5 2 0mm 膜片簧 分离特性 该特性为膜片弹簧移动的距离 压盘的移动距离 压盘升程 膜片弹簧的力值之间的关系 该特性为离合器分离时性能和在分离时施加的踏板力的关系 螺旋簧离合器压紧和分离特性 Fm新离合器最大压紧力 Fm1最大磨损后最大压紧力 螺旋簧分离点分离力即为其最大分离力 分离行程较大 13 15mm 压盘升程一般较小 1 2 1 5mm 压紧特性曲线 膜片簧离合器的发展 CP型号 膜片簧离合器的发展 DST型号 D型号 DB型号 膜片簧离合器的发展 DKS DS型 推式带铆钉结构 扬柴目前多为此类 优点 铆钉结构稳固 可承受的作用力高 适合柴油机缺点 铆钉与支撑环直接接触 易磨损 故障率高 铆钉 支撑环 DBC型号 膜片簧离合器的发展 DBC型号 铆钉 DT型号 膜片簧离合器的发展 DT型 拉式无铆钉结构优点 压紧力高 分离力小 第三节离合器从动盘总成 从动盘总成 离合器从动盘总成结构图 各种材料可承受压力表 摩擦片 与飞轮及压盘结合 分离和摩擦 以实现动力传输的结合和切断 离合器单位面积压力p0的减小 热负荷小 传递转矩减小 离合器单位面积压力p0的增大 热负荷大 传递转矩增大 轿车 0 18 0 28货车 0 14 0 23公交 0 10 0 13 离合器从动盘总成零件 Advantagesof无石棉摩擦片的好处non asbestosfacingHealthsafe有利于身体健康 Advantagesof无石棉摩擦片的好处non asbestosfacingHealthsafe有利于身体健康Stabletorquetransmission扭矩传递稳定 Advantagesof无石棉摩擦片的好处non asbestosfacingHealthsafe有利于身体健康Stabletorquetransmission扭矩传递稳定Lowwear磨损较小 Advantagesof无石棉摩擦片的好处non asbestosfacingHealthsafe有利于身体健康Stabletorquetransmission扭矩传递稳定Lowwear磨损较小Bettercentrifugalresistance较好的离心阻力 无石棉摩擦片 离合器从动盘总成零件 波形 弹簧 片 安装摩擦片 并与扭转减震器相连 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 波形片 圆周部分 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 面向压缩特性 面压缩特性 轴向压缩特性 使离合器能平稳的接合以及可靠的分离 对半离合的使用将更加容易控制 夹持盘 盘毂芯 离合器从动盘总成零件 一级减振簧 即怠速减振级 花键 花键依齿形和齿数来划分 我公司目前主要有 10齿矩形花键 21齿渐开线花键 24齿渐开线花键 盘毂盘 阻尼片和阻尼弹簧片 离合器从动盘总成零件 二级 减振弹簧个数的选取 限位销 减震系统 离合器从动盘总成零件 Clutchdisc 从动盘总成 Smoothengagement平稳接合 Nonsmoothengagement不平稳接合 扭转减振器 扭转减振器的组成及功用扭转减振器由从动片 从动盘毂 摩擦片 减振弹簧 减振盘 弹性元件 阻尼片等组成 1 降低发动机曲轴与传动系接合部分的扭转刚度 调谐传动系扭振固有频率 2 增加传动系扭振阻尼 抑制扭转共振响应振幅 并衰减因冲击而产生的瞬态扭振 3 控制动力传动系总成怠速时离合器与变速器轴系的扭振 消减变速器怠速噪声和主减速器与变速器的扭振与噪声 4 缓和非稳定工况下传动系的扭转冲击载荷和改善离合器的接合平顺性 拖曳力矩 拖曳行程 分离 拖曳力矩dragtorque 在规定工况下 离合器压盘处于图纸规定的最小升程时 使从动盘总成能够自由旋转的最小转矩称为离合器分离拖曳力矩 它能够比较真是地反映离合器从动盘总成的工作性能 分离 拖曳行程freemovement 在规定工况下 从动盘总成处于两平行板之间 对从动盘总成施加规定转矩 使从动盘总成能自由旋转的两平行板最小间距与规定载荷夹紧状态时的间距之差 第四节离合系统的匹配 一 空间匹配 1 空间不干涉 飞轮 变速器壳体 分离拨叉 2 安装接口尺寸对应 飞轮 分离轴承 变速器输入轴 二 性能匹配 1 扭矩匹配 扭矩安全系数 2 起步温升及滑摩功匹配 爬坡 3 踏板力及踏板行程的匹配 包括分泵等 4 系统减振的匹配 离合器的基本要求 1 为保证离合器具有良好的工作性能 应对其提出如下基本要求 1 在任何行驶情况下能可靠地传递发动机的最大扭矩 并有适当的能力储备 2 结合时要平顺柔和 保证汽车起步平稳 没有抖动和冲击 3 分离时要迅速彻底 4 离合器从动部分转动惯量要小 以减轻换档时齿轮间的冲击并便于换档 5 减小和同步器的磨损 应使汽车传动系避免危险的扭转共振 具有吸收振动 缓和冲击和减小噪声的能力 离合器的基本要求 2 6 有足够的吸热能力 并且散热通风良好 保证工作温度不致过高 7 操纵轻便 8 工作可靠 使用寿命要长 9 离合器使用过程中 摩擦扭矩变化要小 以保证离合器工作性能稳定 作用在摩擦片上的正压力和摩擦系数在离合器使用过程中变化要小 工作稳定 离合器选用计算 为了保证离合器在任何工况下都能可靠地传递发动机的最大扭矩Tcmax 离合器的最大扭矩Tcmax容量应大于发动机的最大扭矩Temax 根据这一原则 可以得到 离合器的最大扭矩Tcmax 后备系数 发动机的最大扭矩Temax 又根据摩擦定律 离合器的最大扭矩Tcmax是由摩擦面上的工作压紧力Fb N 摩擦合力的作用半径Rc m 摩擦副材料的滑动摩擦系数f 以及摩擦面的数目Z四项参数所决定 即 Tcmax f Fb Rc Z N m 其中 Fb 工作压紧力 N Rc 摩擦合力的作用半径 m 计算比较复杂 可用近似计算即Rc 摩擦片外直径 摩擦片内孔直径 4f 摩擦副材料的滑动摩擦系数 滑动摩擦系数由摩擦材料决定 石棉材料 f 0 25 0 28选取 无石棉材料 f 0 25 0 28选取 扬柴推荐使用无石棉材料 f取为0 28Z 摩擦面的数目 单片离合器为2 双片离合器为4 后备系数 的选用原则 1 为可靠传递发动机最大转矩 不宜选取太小 2 为减少传动系过载 保证操纵轻便 又不宜选取太大 3 当发动机后备功率较大 使用条件较好时 可选取小些 4 当使用条件恶劣 为提高起步能力 减少离合器滑磨 应选取大些 5 汽车总质量越大 也应选得越大 6 柴油机工作比较粗暴 转矩较不平稳 选取的 值应比汽油机大些 7 发动机缸数越多 转矩波动越小 可选取小些 8 膜片弹簧离合器选取的 值可比螺旋弹簧离合器小些 9 双片离合器的 值应大于单片离合器 后备系数的选用值 根据扭矩储备系数 离合器扭矩容量除发动机的最大扭矩 来选择离合器 后备系数 值计算案例 以山东五征FD1046D10K系列轻卡为例该车匹配选用离合器 275膜片簧离合器 发动机最大扭矩 Temax 245N m 275膜片簧离合器工作压紧力 Fb 6400N作用半径 Rc 275 180 4 113 75mm摩擦系数 f 0 25摩擦面的数目 Z 2那么 Tcmax f Fb Rc Z N m 0 25 6400 0 11375 2 364N m Tcmax Temax 364 245 1 49根据以上的计算 可以看出 该后备系数属符合离合器后备系数推荐表 但该数据偏小 离合器的安装要求 离合器的安装要求 应注意清洁 摩擦片表面和飞轮结合面不得粘有油污 参见330离合器 配整体离合器壳 装配图 离合器分泵的安装调整 应保证分离轴承的分离间隙为3mm 5mm 分离拨叉的行程应大于20mm 并以此选择合适的分泵行程和分离拨叉杠杆比 分泵安装时 应保证前后有10mm的调整余地 离合器助力缸的选用原则 离合器助力缸 以下也可简称分泵 扬柴统计的普遍情况是 1 分泵选用原则见下表 2 新离合器分离指与分离轴承刚接触时 分离拨叉相对一轴铅垂线前倾 0 7 摇臂与分泵角度 103 3 离合器分泵实际行程约等于分离行程最大值乘摇臂与分离拨叉杠杆比 分泵实际行程小于由踏板行程换算过来的行程即行程匹配 4 离合器分泵推力约等于离合器最大分离力除摇臂与分离拨叉杠杆比除机械效率0 8 此力小于由踏板换算过来的实际分泵力即分离力匹配 注意 没有气助力时 根据液压传动原理 分泵行程由分泵直径 总泵直径 踏板杠杆比和踏板行程决定 有气助力时 还须经分泵的动力曲线换算才能确定分泵汽缸直径 配套时请向汽车厂要求提供分泵的动力曲线 分泵直径 总泵直径 踏板杠杆比和踏板行程 离合器助力缸行程 离合器助力缸直径大小变化是根据离合器最大分离力和摇臂与分离拨叉杠杆比来决定 离合器是否分离在助力缸满足分离力要求后只与助力缸行程有关 在验算时还必需注意助力缸是否与摇臂垂直 如存在角度 助力缸标定行程乘COS 须大于以上所计算数值 动力输出系统的安装检查 检查离合器的选用和离合器助力缸的选用 符合推荐要求 离合器分泵的安装检查 应保证分离间隙为3mm 5mm 并有前后10mm的调整余地 推式离合器操纵系统的核算举例 要求 a 自由行程G为3 5 对于螺簧离合器由于分离机构刚性大 分离指平面度好 每次离合器磨损时间短些 自由行程可取小些 膜片离合器分离指平面度差 自由行程必须取大些 避免用户不注意调自由行程时半离合或发抖 b 离合器磨损行程B为15 从动盘磨损极限3 杠杆比最大5 c 自由行程为3 5时 H应在0 7范围以避免无效行程过大 需分泵推力过大d 在初装时应在100 110 以保证离合器分离时摇臂尽可能垂直于分泵推杆 推式离合器操纵系统的核算举例 e 380及以下离合器分离行程为10 12 395及以上分离行程为11 14f 由于分离轴承与离合器 拨叉与轴承座 拨叉轴与衬套 分泵推杆与摇臂之间摩擦影响 传动效率为70 g 离合器磨损后最大分离力为F1 则分泵推力F F1 E 70 K COS COS 90 注 和 均为离合器分离状态时的角度 h 分泵行程 L K E COS COS 90 注 L值为离合器分离行程与自由行程之和 对于 380及以下离合器L为17 12 5 其余为19 很多厂家计算时不注意自由行程 及预留分泵行程储备 泄漏 行程偏小 请注意核算 推式离合器操纵系统的设计提示 设计提示 A 扬柴根据经验推荐分离轴承座要求有加润滑油的机构 B 明确拨叉及分离轴承座相互接触处表面的硬度及硬化层厚度 扬柴根据经验推荐拨叉工作表面高频淬火 硬度层深度1 3 表面硬度HRc55 63 分离轴承座工作表面高频淬火 硬度层深度1 3 表面硬度HRc55 63 C 明确轴承座与导向套间隙配合的间隙 扬柴根据经验推荐分离轴承与导向套间隙配合的间隙保证0 05 0 2 1 离合器的安装2 离合器常见故障及处理 第五节离合器常见故障及处理 在安装离合器时 必须注意以下事项 1 确认你有正确的更换件a 离合器盖总成 从动盘总成b 安装定位销 台阶螺栓 c 分离轴承d 前导轴承e 一轴花键用油脂f 密封圈2 在离合器移动后 注意漏油点以更换密封圈 3 检查不同心问题 注意分离轴承和分离杆或膜片弹簧分离指磨损痕是否不在中心 如需要 进