汽车底盘构造与维修.doc

绪 论汽车底盘总体构造汽车种类繁多，结构各异。以往复活塞式内燃机为动力装置的汽车，一般由发动机、底盘、车身和电气设备四部分组成。本书所涉及的是这类汽车的底盘和车身。汽车底盘由传动系、行驶系、转向系和制动四大系统组成。 1.传动系 传动系的功用是将发动机的动力传送到驱动轮。普通汽车采用的机械式传动系由离合器、变速器、万向传动装置、驱动桥等组成;现代汽车越来越多得采用液力机械式传动系，以液力机械变速器取代机械式传动系中的离合器和变速器。 2.行驶系 行驶系的功用是安装部件、支撑汽车、缓和冲击、吸收振动、传送和承受发动机与地面传来的各种力和力矩，并保证汽车正常行驶。由车架、车桥、悬架、车轮等组成。3.转向系 转向系的功用是控制汽车的行驶方向。由转向操纵机构、转向器、转向传动机构等组成。现代汽车越来越普遍地采用了动力转向装置。4.制动系 制动系的功用是使汽车减速、停车或驻车。一般汽车制动系至少应设行车制动和驻车制动两套相互独立的制动装置，每一套制动装置由制动器、制动传动装置组成，现代汽车行车制动装置还装设了制动防抱死装置。车身的功用是安置驾驶员、乘客或货物。客车和轿车是整体车身;普通货车车身由驾驶室和货箱组成。 汽车底盘技术发展概况 汽车从1886年诞生至今，经历了100多年的发展历史。20世纪90年代以前，汽车底盘和车身各系统、各总成主要由机械零件构成，且主要采用机械控制，部分总成采用了液力传动。20世纪90年代以后，在不断改进和应用液力传动的同时，汽车上越来越广泛地应用了电子控制技术。随着电子控制技术在汽车上的应用，汽车底盘电子控制技术已得到了迅速发展。制动防抱死系统（ABS）和空气气囊的使用，对汽车的制动安全性和碰撞后的安全性起到了很大的改善作用。因此，ABS的应用和空气气囊不仅在一些轿车上使用，许多货车上也都使用，ABS和空气气囊逐渐成为现代汽车的标准配备。近些年来，汽车防滑转电子控制系统（ASR）也在一些汽车上得到应用。ASR的应用，提高了汽车的起步、加速、通过光滑路面的能力和汽车在这些情况下的操纵稳定性。电子控制自动变速器比早期的纯液力控制的自动变速器又前进了一大步，其控制精度和控制范围是纯液力控制自动变速器无法实现的。电子控制自动变速器通过适时、准确地自动换挡控制，提高了汽车的操纵性、舒适性和安全性，也使汽车燃油消耗有可能比普通变速器的汽车更低。电子控制悬架可根据不同的路面、车速等情况，自动控制悬架的刚度和阻尼以及车身的高度，使得汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性进一步提高。此外，动力转向电子控制系统、汽车行驶速度控制系统等电子控制装置的使用都使汽车的操纵性、舒适性和安全性等得到了进一步的提高。现代汽车正从传统机械结构向高科技电子、智能化方向发展。电子器件在汽车中所占的比例大幅度提高，这使汽车在舒适性、安全性、驾驶操纵性等方面大为改善。随着能源、排放、安全等法规不断强化和完善，以及人们对舒适、豪华、便利的不断追求，对汽车性能提出了越来越高的要求，而电子技术的发展使汽车性能进一步提高和改善成为现实。汽车底盘电子控制系统在汽车上的应用将越来越普遍，这对汽车的使用与维修提出了更高的要求。因此，检修这些装备了电子装置的汽车，除需要具备相应的机械知识外，还需要具备电子技术和电子设备知识，以及故障检修基本技能。 第1章汽车传动系概述 1.1 汽车传动系的功用和组成 1.1.1 汽车传动系的功用 将发动机发出的动力传给驱动车轮。1.1.2 汽车传动系的组成 现代汽车传动系的组成受传动系的布置、类型及驱动方式等影响而有所不同，现以发动机前置后轮驱动的机械式传动系为例，介绍传动系的组成，如图1-1所示。主要由离合器1、变速器2、万向传动装置、驱动桥等组成。万向传动装置由万向节3和传动轴8组成。驱动桥由主减速器7、差速器5和半轴6组成。发动机的动力依次通过各总成传给驱动车轮，使汽车克服各种阻力而行驶。 图1-1 机械式传动系的组成1离合器;2变速器;3万向节;4驱动桥壳;5差速器; 6半轴;7主减速器;8传动轴1.1.3 汽车传动系各总成的功用1.离合器 按照需要适时接合或切断发动机与传动系的动力传递。汽车起步之前，必须将发动机与驱动轮之间的传动路线切断，以便起动发动机。汽车起步时，再逐渐恢复传动系统的传动能力，保证发动机不熄火，且汽车平稳起步。此外，在变换挡位及汽车制动之前，也都有必要暂时切断动力的传递。2.变速器 （1）扩大发动机输出转矩和转速的变化范围。汽车在使用过程中，受道路、气候等各种使用条件的限制，车速和驱动力在很大范围内不断变化，而发动机输出转矩和转速的变化范围有限。因此变速器通过改变传动比，改变发动机转矩和转速，使作用在驱动轮上的驱动力足以克服各种外界的阻力，如滚动阻力、空气阻力、坡道阻力等。（2）汽车倒车行驶。汽车在进入车库、掉头等情况时，需要倒车行驶。然而，发动机是不能反向旋转的，传动系在保证发动机旋向不变的情况下，能使驱动轮反向旋转，在变速器内设有倒车挡。（3）中断动力传递。汽车发动机不停止运转情况下，汽车在滑行、停驻时，在变速器中设有空挡，能较长时间中断动力传递。3.万向传动装置 将变速器输出的动力传给驱动桥中的主减速器，同时能满足二者相对位置变化的需要。4.驱动桥 （1）主减速器能进一步降低转速，增大转矩，改变动力的传递方向。（2）差速器将主减速器传来的动力分配给左右两半轴，并能允许左右两侧半轴以不同角速度旋转。以适应汽车转弯，两侧驱动轮驱动条件不同时，两驱动轮差速的需要。（3）半轴将差速器的动力传给驱动车轮。对于全轮驱动的汽车，在变速器和万向传动装置之间装有分动器，将发动机的动力分配给所有驱动桥。1.1.4 汽车传动系的类型 按照结构和传动介质不同，汽车传动系可分为机械式、液力机械式和电力式等。1.机械式传动系 机械式传动系如图1-1所示，前面已介绍过。 2.液力机械式传动系 将液力传动与机械传动有机地组合起来，以液体为传力介质，利用液体在主动元件和从动元件之间循环流动过程中动能的变化来传递动力。液力传动装置有液力耦合器和液力变矩器两种。液力变矩器除了具有液力耦合器的全部功能外，还能实现变矩功能。如图1-2所示，一般采用液力变矩器串联一个有级式机械变速器组成液力机械变速器（详见第4章），以取代机械式传动系中的离合器和变速器。其他组成部件和布置方案与机械式传动系相同。液力机械式传动系能根据道路阻力的变化，自动地在若干个车速范围内分别实现无级变速，而且其中的有级式机械变速器还可以实现自动和半自动操纵，因而可使驾驶员的操作大为简化。但是，也存在结构较复杂、造价较高、机械效率较低等缺点，因此，目前除了在轿车和重型汽车上有较多的采用以外，中级以下轿车和一般货车采用者较少。3.电力式传动系 电力式传动系如图1-3所示，主动部件是由发动机驱动的发电机，从动部件则是牵引电动机，在组成和布置上与液力机械式传动系有些类似。可以只用一个电动机，与传动轴或驱动桥相连。电动机输出的动力经主减速器、差速器、半轴传给驱动轮。也可以在每个驱动轮上单装一个电动机，电动机输出的动力必须通过一套减速机构传递给驱动轮，因为牵引电动机的输出转矩不够大，而转速过高，不能满足汽车行驶驱动的需要。减速机构可以起到降低转速，增大转矩的作用，把这种直接与车轮相连的减速机构称为轮边减速器，这种驱动轮通称为电动轮。驾驶员通过操纵控制电路来控制发动机和发电机的转速和转矩，从而控制电动轮的转速和牵引力矩的大小和方向，以实现汽车的起步、倒车、前进和停车。 图1-2 液力机械式传动系的示意图 1发动机;2液力变矩器;3液力机械变速器; 4主减速器;5驱动轮;6转向轮图1-3 电力式传动系的示意图 1发动机;2发电机;3可控硅整流器; 4逆变装置;5电动轮电力式传动系的特点是布置简化;可实现无级变速;对环境无污染，驱动平稳等。不足之处是传动效率低、消耗金属材料等。 1.2 传动系的布置形式 根据汽车的结构设计、类型、用途等，汽车传动系的布置形式有多种，主要取决于发动机的安装位置和驱动形式。汽车的驱动形式通常用汽车车轮总数驱动车轮数表示，如42、44、66等。也可以用车桥总数驱动桥数表示，如21、22等。1.2.1 发动机前置后轮驱动（FR型） 发动机前置后轮驱动（FR型）是传统布置方式，如图1-1所示，前后轮质量分配较合理，后轮驱动易获得足够的驱动力。发动机、离合器、变速器的安装位置在驾驶员附近，因而操纵机构简单，但较长的传动轴影响传动效率。主要应用于大、中型货车上，但在部分轿车和客车上也有采用。1.2.2 发动机前置前轮驱动（FF型） 发动机前置前轮驱动（FF型）方式如图1-4所示，是将变速器、主减速器、差速器装配成一整体，与发动机、离合器一起布置在汽车前部，省去安装在变速器与驱动桥之间的万向传动装置。发动机可以纵置或横置。发动机横置时，主减速器多采用较简单的圆柱齿轮副。发动机纵置时，主减速器则大多采用螺旋齿轮副。此种传动系布置结构紧凑，整车质心降低，可提高汽车高速行驶的操纵稳定性，但前轮载荷过重，上坡和下坡时行驶稳定性较差。目前广泛应用于微型、普通型和中级轿车上，在中高级和高级轿车上的应用也逐渐增多。图1-4 发动机前置前轮驱动的轿车传动系示意图1发动机;2离合器;3变速器; 4主减速器;5差速器图1-5 发动机后置后轮驱动的大型客车传动系示意图1发动机;2离合器;3变速器;4角传动装置; 5万向传动装置;6驱动桥1.2.3 发动机后置后轮驱动（RR型） 发动机后置后轮驱动（RR型）方式如图1-5所示，将发动机、离合器、变速器都横置于驱动桥之后，变速器与驱动桥之间的距离变近了，缩短传动轴的长度。这种布置方式使汽车总质量在前后车轴之间合理分配，降低车厢噪音，更充分利用车厢内空间，但因发动机、离合器、变速器远离驾驶员，操纵机构复杂。发动机后置，冷却条件差。大、中型客车广泛采用这种布置方式，少数轿车和微型车也有采用的。1.2.4 发动机中置后轮驱动（MR型） 发动机中置后轮驱动（MR型）方式如图1-6所示，发动机、离合器、变速器布置在前后轴之间，靠近后轴，使前后轴的质量得到理想分配。这种布置方式，优缺点介于FF和FR方式之间。广泛应用于赛车，部分大中型客车也有采用这种布置方式的。图1-6 发动机中置后轮驱动的传动系示意图1发动机;2传动系1.2.5 全轮驱动（nWD型） 全轮驱动（nWD型）方式如图1-7所示，是在变速器与驱动桥之间加装了分动器，将发动机传递给变速器的动力分配给前后两个驱动桥，这样使所有车轮都是驱动轮，可以充分利用车轮与路面之间的附着条件，以获得尽可能大的牵引力，提高汽车在坏路和无路地区的通过性。图1-7 全轮驱动传动系示意图1前驱动桥;2万向节;3分动器第2章离合器 2.1 离合器的功用与要求 2.1.1 离合器的功用 离合器的功用:使发动机与传动系平顺地接合，保证汽车平稳起步;保证换挡平顺;防止传动系过载。2.1.2 离合器的要求1.具有合适的转矩储备能力 在保证能传递发动机输出的最大转矩而不打滑的同时，又能防止传动系过载。2.分离迅速彻底，接合平顺柔和 踩下离合器踏板后，主、从动部分应迅速彻底地分离，便于发动机起动和变速器换挡平顺。离合器由分离状态进入接合状态，应使传递的转矩平稳地增加，保证汽车平稳起步，以免汽车起步时过猛或抖动。3.离合器从动部分的转动惯量要尽可能小 离合器分离后，从动部分仍与变速器相连，若转动惯量小，将使变速器啮合齿轮副转速迅速下降，便于换挡平顺，以减轻换挡时齿轮的冲击。4.具有良好的散热能力 离合器靠摩擦传递动力，因滑转将产生大量的热量，应及时散热，保证离合器工作可靠。5.操纵轻便 在汽车行驶过程中，驾驶员操纵离合器的次数很多，操纵轻便，可以减轻驾驶员的疲劳强度。 2.2 摩擦式离合器的工作原理2.2.1 摩擦式离合器的组成 图2-1 摩擦式离合器的组成和工作原理示意图1曲轴;2从动轴;3从动盘;4飞轮;5压盘;6离合器盖;7分离杠杆;8弹簧;9分离轴承;10，15复位弹簧;11分离拨叉;12踏板;13拉杆;14调节叉;16压紧弹簧;17从动盘摩擦片;18轴承 如图2-1所示，摩擦式离合器由主动部分、从动部分、压紧装置和操纵机构四大部分 组成。离合器的主动部分包括飞轮4、离合器盖6和压盘5。飞轮用螺栓与曲轴1固定在一起，离合器盖通过螺钉固定在飞轮后端面上，压盘通过弹性钢片或凸台与离合器盖相连，相对于离合器盖可轴向移动。这样只要曲轴旋转，发动机发出的动力就可经飞轮、离合器盖传给压盘，使它们一起旋转。离合器从动部分是从动盘3和从动盘摩擦片17。从动盘通过花键与从动轴相连。从动轴前端用轴承18支撑在曲轴后端中心孔中，从动轴的后端用轴承支撑在变速器壳体的前端，成为变速器的输入轴。离合器压紧装置是装在压盘与离合器之间的压紧弹簧16，沿圆周均匀分布，用于对压盘产生压紧力，将从动盘夹紧在飞轮与压盘之间，使离合器接合。离合器的操纵机构由踏板12、拉杆13、调节叉14、分离拨叉11、分离套筒、分离轴承9、分离杠杆7及复位弹簧10和15等组成。分离杠杆中间与离合器盖相连，形成支点;外端与压盘铰接，形成重点;内端处于自由状态，是力点。分离轴承安装在分离套筒上，分离套筒松套在变速器第一轴轴承盖前端的轴套上。分离拨叉是中部带支点的杠杆，内端与分离套筒相连，外端与拉杆铰接。离合器踏板中部铰接在车架上，一端与拉杆铰接。分离拨叉、分离套筒、分离轴承、分离杠杆同离合器主动部分及从动部分一起装在飞轮壳内。2.2.2 摩擦式离合器的工作原理 1.离合器接合状态 离合器处于接合状态时，压盘5在压紧弹簧16作用下压紧从动盘3，发动机的转矩经飞轮及压盘通过两个摩擦面的摩擦作用传给从动盘，再由从动轴2输入变速器。当发动机输出的转矩超过离合器所能传递的最大转矩，离合器打滑，从而起到过载保护的作用。踏板12处于最高位置，此时分离杠杆7内端与分离轴承9之间存在间隙。摩擦离合器所能传递的最大转矩取决于摩擦面之间的压紧力和摩擦系数，以及摩擦面的数目和尺寸。使用过程中由于从动盘的磨损、压紧弹簧疲劳弹力下降、摩擦系数减小等原因，将降低离合器传递最大转矩的能力。为了保证离合器能将发动机输出的最大转矩传递给传动系，离合器应具有一定的转矩储备能力。 Me =Memax 式中 Me 为离合器传递的最大转矩; Memax 为发动机输出的最大转矩;为离合器转矩储备系数。储备系数不易过大，否则将失去离合器对传动系的保护作用。一般对于客车: =1.251.75;对于载重汽车: =1.602.25。2.离合器的分离过程 需要离合器分离时，只要踏下离合器踏板，待消除分离杠杆7内端与分离轴承9之间的间隙后，分离杠杆外端即可拉动压盘克服压紧弹簧的压力而向后移动，从而使压盘与从动盘之间产生间隙，解除作用于从动盘的压紧力，摩擦作用消失，离合器主、从动部分分离，中断动力传递。3.离合器接合过程 当需要恢复动力传递时，缓慢抬起离合器踏板，在压紧弹簧压力作用下，压盘向前移动并逐渐压紧从动盘，使接触面之间的压力逐渐增加，相应的摩擦力矩也逐渐增加。当飞轮、压盘和从动盘接合还不紧密，产生的摩擦力矩比较小时，主、从动部分可以不同步旋转，即离合器处于打滑状态。随飞轮、压盘和从动盘压紧程度的逐步加大，离合器主、从动部分转速也渐趋相等，直至离合器完全接合而停止打滑。4.分离杠杆防干涉的措施 （1）分离杠杆的运动干涉分离杠杆的运动干涉如图2-2所示，从离合器的分离过程看，若中间支撑是固定的铰链，则外端与压盘铰接处是沿一弧线运动的，而压盘上该点只能作轴向直线运动，二者要产生一个距离差 s，使分离杠杆不能正常运动，这就是运动干涉。因分离杠杆的运动干涉，在离合器分离时，压盘发生抖动，使离合器分离不彻底。（2）分离杠杆防干涉的措施要防止分离杠杆的运动干涉，在结构上就得使分离杠杆的支点或杠杆与压盘连接点重合处可沿径向运动（平移或摆动）。如图2-3所示为两种防干涉措施的结构示意图。 图2-2 分离杠杆的运动干涉1压盘;2离合器盖; 3支撑螺柱;4分离杠杆图2-3 分离杠杆防干涉措施1压盘;2离合器盖;3支撑螺柱; 4分离杠杆;5滚销5.离合器的自由间隙与踏板自由行程 当离合器处于正常接合状态时，在分离杠杆内端与分离轴承之间必须预留一定量的间隙，即离合器的自由间隙。从离合器的工作原理可知，从动盘摩擦片经使用磨损变薄后，在压紧弹簧作用下，压盘要向飞轮方向移动，分离杠杆内端则相应的要向后移动，才能保证离合器完全接合。如果未磨损前分离杠杆内端和分离轴承之间没有预留一定间隙，则在摩擦片磨损后，分离杠杆内端因抵住分离轴承而不能后移，使分离杠杆外端牵制压盘不能前移，从而不能将从动盘压紧，则离合器难以完全接合，传动时易出现打滑现象。这不仅会降低离合器所能传递的最大转矩，而且会加速磨损摩擦片和分离轴承。由于自由间隙的存在，踏下离合器踏板时，首先要消除这一间隙，然后才能开始分离离合器。为消除这一间隙（严格讲还包括机件的弹性变形）所需的离合器踏板行程，称为离合器踏板的自由行程。离合器使用过程中，自由间隙和自由行程会改变，通过拧动拉杆调节叉14，改变拉杆13的工作长度，可以调整自由间隙的大小，从而调整踏板的自由行程。为使离合器分离彻底，须使压盘向后移动足够的距离，这一距离通过一系列杠杆的放大，反映到踏板上就是踏板的有效行程。离合器踏板的自由行程和有效行程之和即为踏板的总行程。2.2.3 摩擦式离合器的分类 随着所用从动盘的数目，压紧弹簧的形式及安装位置，以及操纵机构形式的不同，摩擦式离合器总体构造也有差异。1.摩擦离合器按从动盘的数目分类 可分为单片离合器和双片离合器。轿车和中型以下货车的发动机的最大转矩一般不是很大，通常采用单片离合器，中型以上货车因传递转矩较大，在摩擦面结构尺寸及摩擦材料性能受限的情况下，采用双片离合器。2.摩擦离合器按压紧弹簧的形式和布置方式分类 （1）按压紧弹簧的形式分:螺旋弹簧离合器、膜片弹簧离合器，目前汽车上广泛采用膜片弹簧离合器。（2）螺旋弹簧离合器按弹簧的布置方式分:周布弹簧离合器、中央弹簧离合器。采用若干个螺旋弹簧沿压盘圆周分布的离合器为周布弹簧离合器;中央弹簧离合器是仅有一个或两个较强力的螺旋弹簧，与压盘同心安置在离合器的中央的离合器，一般用于重型汽车。3.摩擦离合器按操纵机构的结构和传力介质不同分类 可分为机械式、液压式、气压式、助力式等。2.3 摩擦式离合器的构造2.3.1 单片周布弹簧离合器 1.主动部分 图2-4所示为东风EQ1090E型汽车的单片周布弹簧离合器的构造。发动机飞轮2和压盘16是离合器的主动部分。离合器盖19和压盘之间是通过四组传动片33来传递转矩的。传动片用弹簧钢片制成，每组两片，其一端用铆钉铆在离合器盖19上，另一端则用螺钉与压盘连接，离合器盖用螺钉固定在发动机的飞轮上。因此压盘能随飞轮一起旋转。在离合器分离时，弹性的传动片产生弯曲变形（其两端沿离合器轴向作相对位移）。为使离合器分离时不至于破坏压盘的对中和离合器的平衡，四组传动片是相隔90沿圆周切向均匀分布的。 2.从动部分 在飞轮2和压盘16之间装有一片从动盘。从动盘毂10的花键孔套在从动轴（即变速器第一轴）11前端的花键上，并可在花键上做轴向移动。从动盘是由从动盘本体4、摩擦片5和从动盘毂10三个基本部分组成。（1）从动盘的分类为了使离合器接合柔和，起步平稳，从动盘应具有轴向弹性。具有轴向弹性装置的从动盘的结构形式大致有如下三种。整体式弹性从动盘从动盘本体沿径向开槽，则外缘部分被分割成扇形块，扇形块沿周向翘曲形成波浪形。两摩擦片分别与其波峰和波谷部分铆接，在离合器接合时，弯曲的波状扇形部分逐渐被压平，因而使得从动盘在轴向有一定弹性，使接合过程较平顺柔和。分开式弹性从动盘从动盘本体的直径做得较小，而在其外缘上铆有若干块扇状波形弹簧片。两摩擦片分别与波形弹簧片铆接在一起。波形弹簧片是用同一模具单独冲制而成，从而可保证每块扇状波形弹簧片的刚度一致。组合式弹性从动盘在从动盘本体靠近压盘一面上铆有波形弹簧片，摩擦片用铆钉铆在波形弹簧片上。靠近飞轮一边的摩擦片则直接铆在从动盘本体上。前两种结构的从动盘常用于轿车，而后一种结构则常用在载重汽车上。图2-5 不带扭转减振器的从动盘1，6前后摩擦片;2压片;3从动盘本体; 4波形片;5从动盘毂（2）从动盘的结构发动机传到汽车传动系中的转矩是周期地不断变化着的，这就使得传动系中产生扭转振动。如果这一振动的频率与传动系的自振动频率相重合，就将发生共振，对传动系零件寿命有很大影响。此外，在不分离离合器的情况下而进行紧急制动或猛烈接合离合器时，瞬间内将造成对传动系的极大冲击载荷，而缩短零件的使用寿命。为了避免共振，缓和传动系所受的冲击载荷，在不少汽车离合器从动盘上安装了扭转减振器。因此，从动盘可分为带扭转减振器的和不带扭转减振器的两种。不带扭转减振器的从动盘如图2-5所示，从动盘本体3直接铆接在从动盘毂5上，并在其外缘部分开有径向窄切槽。为了提高接合的柔和性，在从动盘本体3与摩擦片6之间加铆波形片4，使从动盘轴向有一定弹性。为了获得足够的摩擦力矩，在从动盘本体（或波形片）上铆接前、后两片摩擦片1和6。此外，由于双片离合器的接合是逐片逐渐进行的，接合比较柔和，一般不采用从动盘轴向弹性装置，使从动盘的结构较为简单。从动盘本体通常用薄弹簧钢板制成，并在其外缘部分开有径向切槽，使从动盘轴向有一定的弹性。同时，加强散热和防止受热后产生拱曲变形。摩擦片常用石棉合成物制成，具有较大的摩擦系数。带扭转减振器的从动盘如图2-6所示。铆装摩擦片的部分与不带扭转减振器的从动盘相同，从动盘本体13与从动盘毂7之间通过减振器传递转矩。扭转减振器由减振器盘5、减振器弹簧9、碟形垫圈4、摩擦板6和摩擦片垫圈3组成。从动盘本体13通过三个特种铆钉11与减振器盘5铆接成一个整体，并将从动盘毂7及其两侧的垫圈3、4、摩擦板6夹在中间，且特种铆钉的台阶使从动盘本体与减振器盘之间保持一定的距离。由于特种铆钉的直径较其穿过的从动盘毂上的三个小窗孔的尺寸小，允许从动盘本体和减振器盘铆成的整体相对于从动盘毂转动一定的角度。从动盘本体13、从动盘毂7和减振器盘5都开有六个周向均布的窗孔，每个窗孔内均装有一个减振器弹簧9，且从动盘本体和减振器盘上的六个窗孔分别向前和向后翻边，使减振器弹簧不致脱落，借此实现从动盘本体与从动盘毂之间在圆周方向的弹性联系。上海桑塔纳、神龙富康等轿车都采用了带扭转减振器的从动盘。图2-6 带扭转减振器的从动盘1，2摩擦片;3摩擦片垫圈;4碟形垫圈;5减振器盘;6摩擦板;7从动盘毂; 8，12，14铆钉;9减振器弹簧;10波形片;11特种铆钉;13从动盘本体 带扭转减振器的从动盘的工作原理如图2-7所示。从动盘不工作时，从动盘本体、从动盘毂及减振器盘三者的窗孔是相互重合的。从动盘工作时，由摩擦片传来的转矩首先通过波形片传到从动盘本体和减振器盘上，再经六个减振弹簧传给从动盘毂，这时弹簧被压缩，借此缓和冲击。传动系中的扭转振动将导致从动盘本体及减振器盘同从动盘毂之间的相对往复扭转。装于其间的摩擦片垫圈和摩擦板（见图2-6）都是阻尼元件，相对往复扭转的结果，使阻尼元件两侧面产生摩擦，从而吸收了扭转振动能量，使振动迅速衰减。碟形垫圈能够在阻尼元件磨损后仍保持一定的轴向预紧力。 图2-7 带扭转减振器的从动盘的工作原理图（标注同图2-6）图2-8 变刚度扭转减振器在有些汽车离合器从动盘上采用两组或两组以上不同刚度的减振器弹簧，并将装弹簧的窗孔长度做成尺寸不一，如图2-8所示。使弹簧起作用的时间不一致以获得变刚度特性，从而使其振动频率不断变化，避免了传动系的共振。另外，少数减振器中采用橡胶弹性元件，可同时起缓冲和减振作用。3.压紧装置（见图2-4） 16个沿圆周分布的压紧弹簧31将压盘压向飞轮，并将从动盘夹紧在中间，使离合器处于接合状态。这样，在发动机工作时，发动机的转矩一部分将由飞轮经与之接触的摩擦片直接传给从动盘本体;另一部分则由飞轮通过8个固定螺钉传到离合器盖19，并由此经四组传动片传到压盘，最后也通过摩擦片传给从动盘本体。从动盘本体再将转矩通过从动盘毂的花键传给从动轴11，由此输入变速器。4.操纵机构（见图2-4） 操纵机构中的分离杠杆25、分离轴承26及分离套筒28、分离叉30装在飞轮壳18的内部;而分离叉臂42、分离拉杆39、踏板轴36、踏板臂44和踏板45等则装在离合器壳的外部。四个用薄钢板冲压而成的分离杠杆沿周向均布并沿径向安装，其中部以分离杠杆支撑柱20孔中的浮动销22为支点，外端通过摆动支片21抵靠在压盘的沟状凸起部。当在分离杠杆内端施加一个向前的水平推力时，分离杠杆绕支点摆动，其外端通过摆动支片推动压盘克服压紧弹簧的力而后移，从而解除对从动盘的压紧力，摩擦面摩擦作用消失，实现离合器的分离。前端压装有分离轴承26的分离套筒28松套在变速器第一轴轴承盖29的管状延伸部分的外圆柱面上，并在分离套筒复位弹簧27的作用下，以其两侧的凸台与分离叉30上对应的两圆弧表面接触。分离叉以其两端轴颈支撑在飞轮壳孔中的衬套内，且一端轴颈伸出飞轮壳并与分离叉臂42固定，分离叉臂通过分离拉杆39与拉臂37相连，拉臂用滚花圆柱销35与踏板轴36固定，踏板轴支撑在固定于车架上的踏板轴支座40的孔中，外侧与踏板45和踏板臂44组成的刚性曲杆固定连接。这样，当踏下踏板时，分离叉逆时针转动，拨动分离套筒及分离轴承前移，对分离杠杆内端施加一个向前的推力，使离合器分离。图2-9 分离杠杆工作情况（标注同图2 -4）EQ1090E型汽车离合器分离杠杆采用的结构如图2-9所示，支撑螺柱20前端插入压盘16相应的孔中，后端则借分离杠杆调整螺母23支撑在离合器盖19上。浮动销22穿过分离杠杆支撑柱20中部的方孔。分离杠杆25松套在分离杠杆支撑柱20上，在分离杠杆弹簧24的作用下，其中部紧靠在浮动销22的两端，并使浮动销与方孔的支撑平面 A接触。分离杠杆连同浮动销22作以该接触点为支点的摆动。分离杠杆外端通过呈凹字形的摆动支片21抵靠在压盘的沟状凸起部。当离合器处于接合状态时，分离杠杆在离心力的作用下向外甩，使浮动销处于方孔支撑平面 A的外端，如图2-9（a）所示。当分离离合器时，分离杠杆绕支点摆动，摆动支片21推动压盘后移，此时摆动支片前端向内倾斜，迫使浮动销22沿支撑平面A向内滚过一段很小的距离（一般小于1 mm），如图2-9（b）所示。这样，利用支点的移动和重点的摆动，消除了分离杠杆的运动干涉。东风EQ1090E型汽车离合器，为保证摩擦片在正常磨损范围内仍能完全接合，在分离轴承26和分离杠杆25内端之间留有一定量的自由间隙， =34 mm。踏板自由行程为3040 mm。2.3.2 双片离合器的特点 1.中间压盘的驱动方式 双片摩擦式离合器的工作原理与单片摩擦式离合器基本相同，结构上不同的是多了一个中间压盘和一片从动盘。在两片从动盘之间安装了中间压盘，中间压盘的传动可以通过键与飞轮连接，也有用传动销传力的。 2.中间压盘的分离机构 为保证离合器彻底分离，在双片离合器中通常设有中间压盘的分离机构。有限位螺钉式、扭簧摆杆式等。 图2-10 中央弹簧离合器1飞轮;2从动盘;3中央压盘;4传动块;5压盘;6离合器盖;7调整垫片;8压板;9支撑盘;10压紧杠杆;11压紧弹簧;12弹簧座;13钢球及座圈;14压盘分离弹簧;15中间3.典型双片弹簧离合器的构造特点 有些重型汽车装用中央弹簧离合器。其特点是只有一个张力较强的压紧弹簧（如图2-10所示）布置在离合器的中央。压紧弹簧有螺旋圆柱形和螺旋圆锥形两种。由于锥形压盘限位螺钉 弹簧的轴向尺寸小，可缩短离合器的轴向尺寸，因此应用较多。中央弹簧离合器的压紧弹簧不是直接作用在压盘上，而是通过杠杆作用将弹簧的张力放大数倍后作用在压盘上;另外，中央弹簧离合器的压紧力可借助调整垫片7调整。离合器分离时，通过分离轴承推动弹簧座12左移，进一步压缩压紧弹簧11，弹簧座12带动压紧杠杆10内端左移，外端右移，解除对压盘的压紧力，从而使离合器分离。由压盘分离弹簧14和中间压盘限位螺钉15限制离合器分离时压盘和中间压盘的相对位置，保证离合器彻底分离。2.3.3 膜片弹簧离合器 1.膜片弹簧离合器的构造和工作原理 （1）膜片弹簧离合器的构造目前，汽车上广泛采用膜片弹簧离合器，其采用膜片弹簧作为压紧弹簧。膜片弹簧是用薄弹簧钢板制成的带有一定锥度，中心开有许多均布径向槽的圆锥形弹簧片，是碟形弹簧的一种。如图2-11所示为汽车膜片弹簧离合器。膜片弹簧8靠中心部分开有18个径向切槽，形成多个分离指，而其余未切槽的截锥部分起弹簧作用。膜片弹簧8的两侧有钢丝支撑环，末端圆孔穿过膜片弹簧固定铆钉9而处在两个支撑环之间，借助于膜片弹簧固定铆钉9将它们安装在离合器盖14上。两个支撑环成为膜片弹簧工作的支点。（2）膜片弹簧离合器的工作原理当离合器盖未固定到飞轮2上时，此时离合器盖14与飞轮2之间有一距离 l。膜片弹簧8不受力而处于自由状态，如图2-12（a）所示。当离合器盖用螺栓固定到飞轮上时，由于离合器盖靠向飞轮，消除距离 l后，离合器盖通过支撑环，压膜片弹簧使其产生弹性变形，此时膜片弹簧的外圆周对压盘4产生压紧力而使离合器处于接合状态，如图2-12（b）所示。当踩下离合器踏板时，分离轴承13被推向前移，使膜片弹簧压在支撑环上，并以此为支点产生反向锥形变形，膜片弹簧8的外圆周向后翘起，通过分离弹簧钩7拉动压盘4后移使离合器分离，如图2-12（c）所示。（3）膜片弹簧与螺旋弹簧的弹性特性图2-13所示为膜片弹簧与螺旋弹簧的特性曲线图。膜片弹簧的压紧力 F随压缩变形量的变化关系曲线1是非线性特征;而螺旋弹簧相应的关系曲线2则是线性特征。图2-11 汽车膜片弹簧离合器1从动盘;2飞轮;3扭转减振器;4压盘;5压盘传动片;6传动片固定铆钉;7分离弹簧钩;8膜片弹簧;9膜片弹簧固定铆钉;10分离叉;11分离叉臂;12操纵索组件;13分离轴承;14离合器盖;15膜片弹簧支撑圈;A碟簧部分;B分离指部分 图2-12 膜片弹簧离合器工作原理图（标注同图2-11） 图2-13 螺旋与膜片弹簧弹性特性曲线 假设两种弹簧的离合器处于接合状态时，弹簧的压缩变形量和压紧力都相同且处于两曲线的交点A处，对应弹簧压缩变形量为A ，压紧力为 FA 。当摩擦片磨损变薄使弹簧伸长时，螺旋弹簧的压紧力由 FA 下降到 FB2 ，压紧力下降很多;而膜片弹簧的压紧力变为 FB1 ，与磨损前的压紧力 FA 相差不大。因此，膜片弹簧具有随磨损量的增加自动调节压紧力的特点。此时膜片弹簧的压紧力 FB1 大于螺旋弹簧压紧力 FB2 ，膜片弹簧离合器工作稳定性好。当分离离合器时，若两种弹簧的进一步压缩变形量均为，此时膜片弹簧的压紧力 FC1 小于螺旋弹簧的压紧力 FC2 ，同时也小于接合状态时的压紧力 FA ，因而膜片弹簧离合器具有操纵轻便的特点。2.膜片弹簧离合器的特点 综上所述，膜片弹簧离合器具有以下特点:（1）结构简单膜片弹簧既起压紧弹簧作用，又起分离杠杆作用，这样省去了多组分离杠杆装置，零件质量也减轻。在满足相同压紧力的情况下，膜片弹簧的轴向尺寸较螺旋弹簧小，在有限的空间内便于布置，使离合器的结构更为紧凑。（2）工作稳定性好通过分析膜片弹簧与螺旋弹簧的弹性特性，膜片弹簧能自动调整压紧力，离合器磨损后，压紧力变化较小，比较稳定。膜片弹簧是圆形旋转对称零件，平衡性好，在高速时其压紧力降低很少，而周布的螺旋弹簧在高速时，因受离心力作用会产生横向挠曲，弹簧严重鼓出，从而降低了对压盘的压紧力。（3）操纵轻便通过分析膜片弹簧与螺旋弹簧的弹性特性，在离合器分离时，弹簧压缩量增加时，膜片弹簧压紧力比螺旋弹簧压紧力小，而且小于接合状态时的压紧力，减轻了驾驶员的疲劳强度。（4）散热通风性能好在离合器轴向尺寸相同的情况下，膜片弹簧离合器可以采用较厚的压盘，以保证有足够的热容量，也便于在压盘上设散热筋。此外，在膜片离合器盖上可开有较大的通风口，而且零件数目少，更有利于实现良好的散热通风。但是，膜片弹簧离合器的膜片在制造上有一定难度，因为它对弹簧钢片的尺寸精度、加工和热处理条件等要求都比较严格。而且分离指根部易形成应力集中，使碟簧部分的应力增大，容易产生疲劳裂纹而损坏;分离指舌尖部易磨损，而且难以修复。由于膜片弹簧离合器具有上述特点，近年来不仅在轿车上采用，而且在轻型、中型货车，甚至在重型货车上也得到了应用。例如红旗CA7220型、奥迪、桑塔纳、捷达等轿车，一汽生产的解放CA1040型、南京的依维柯等轻型货车、解放CA1091型中型货车以及太脱拉815型重型汽车也都采用了膜片弹簧离合器。3.膜片弹簧离合器的结构形式 根据离合器分离时，分离指内端的受力方向不同，膜片弹簧离合器可分为推式膜片弹簧离合器和拉式膜片弹簧离合器，如图2-14所示。当分离离合器时，分离指内端受力方向指向压盘时，称为推式膜片弹簧离合器，而分离指内端受力方向离开压盘时，则称为拉式膜片弹簧离合器。图2-14 推式和拉式膜片弹簧离合器的结构拉式膜片弹簧离合器按安装的弹簧支撑环数目不同分为无支撑环式和有支撑环式，如图2-15所示。图2-15 拉式膜片弹簧离合器的结构形式示意图分析这两种膜片弹簧离合器可知:在同样压盘尺寸下，拉式膜片弹簧离合器可采用直径较大的膜片弹簧，从而可提高压紧力和转矩容量;或者在传递相同转矩的情况下，尺寸较小的拉式膜片弹簧离合器可以代替尺寸较大的推式膜片弹簧离合器。因此，拉式膜片弹簧离合器的结构更紧凑、简单，质量更轻，有很好的发展前景。捷达轿车膜片弹簧离合器的结构如图2-16所示，是拉式膜片弹簧离合器，飞轮4用9个螺栓5反装在离合器盖上。离合器盖通过螺栓2和中间板6固定在发动机曲轴上。离合器分离盘7通过卡环8卡在膜片弹簧的三个定位爪上。分离推杆3的右端与离合器分离轴承接触，左端则顶在分离盘7的中央凹坑内。 图2-16 捷达轿车拉式膜片弹簧离合器1压盘;2，5螺栓;3分离推杆;4飞轮;6中间板;7分离盘;8卡环;9从动盘 当踩下离合器踏板时，通过一系列操纵机构，使分离推杆3向左轴向移动，推动分离盘7左移，则分离盘推压膜片弹簧分离指左移，使压盘与从动盘分开，从而完成离合器的分离。桑塔纳2000型轿车推式膜片弹簧离合器如图2-17所示。 图2-17 桑塔纳2000型轿车推式膜片离合器1减振弹簧;2阻尼片;3花键轴套;4曲轴;5限位螺钉;6波形片;7摩擦片;8压盘;9传动片;10飞轮;11飞轮齿圈;12变速器输入轴;13离合器分离轴承;14盖板;15膜片弹簧;16碟形弹簧;17离合器盖;18支撑环;19分离钩2.4 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。按照分离离合器时所需的操纵能源不同，离合器操纵机构分为人力式和助力式两类。前者是以驾驶员作用在踏板上的力作为唯一的操纵能源。后者则是以发动机动力或其他形式能量作为主要操纵能源，而驾驶员的力只作为辅助或后备操纵能源。虽然离合器操纵机构类型较多，但位于飞轮壳内的分离操纵机构基本相同，且前已述及。故本节主要介绍其中飞轮壳外面的部分。人力式操纵机构按传动装置的不同分为机械式和液压式。2.4.1 机械式操纵机构 机械式操纵机构又分为杆式和绳索式两种。1.杆式操纵机构 杆式操纵机构由一组杆系组成，如图2-4所示为东风EQ1090E型汽车采用的杆式操纵机构。其特点是结构简单、工作可靠、成本低，但连接点多、磨损大，合理布置杆式操纵机构比较困难。2.绳索式操纵机构 绳索式操纵机构可以避免上述缺点，但绳索寿命较短，拉伸刚度较小，传动效率低，多用于轻型、微型车和某些轿车。上海桑塔纳轿车采用的是绳索式操纵机构，如图2-18和2-19所示为离合器操纵机构，主要由操纵绳索、踏板、分离叉臂、分离叉、分离轴承等组成。绳索一端与离合器踏板相连，另一端与分离叉相连，当踩下离合器踏板时，绳索拉动分离叉把分离轴承压向膜片弹簧，使离合器分离。 图2-18 上海桑塔纳轿车离合器操纵机构1拉绳组件;2踏板支撑;3踏板; 4分离叉臂;5分离叉图2-19 上海桑塔纳轿车离合器操纵机构零件图 1从动盘;2离合器盖总成;3调整螺母;4操纵绳索;5轴承衬套及防尘罩;6卡环;7复位弹簧;8分离叉臂;9黄铜衬套;10分离叉;11分离套筒;12分离轴承捷达轿车也采用绳索式操纵机构。捷达轿车离合器的绳索式传动装置具有自动调整功能。其工作原理如图2-20所示。当离合器摩擦片磨损后，从理论上讲绳索必须变长，而该调整装置是通过缩短波形护套1，使绳索弧度变得较平滑，以适应绳索伸长，从而达到了自动调整绳索长度之目的。离合器处于正常接合位置时，绳索与波顿绳索弹簧2的力相平衡，锁止锥块4与锁球5有间隙，调整装置处在未被锁止状态（图2-20（a）。当分离离合器时，由于踩下离合器踏板，绳索被拉紧，绳索试图在固定点A和B之间沿直线运动，而绳索波形护套的弧度阻碍这种运动趋势，致使弹簧压力增加，夹持块7随绳索上移，并带动锁球保持架6也上移，使得锁球5与锁止锥块4的锥面接触，并使压力逐渐增加，最后使锁止锥块将锁球向外紧压在缸筒壁上。调整装置被锁止，这时绳索变成普通形式的绳索（图2-20（b）。当放松离合器踏板时，绳索复位向下运动，夹持块被拉到锁球保持架的底面与锁球保持架同时下移，锁球脱离锁止锥面，自动调整装置被松开，离合器恢复到接合位置。 图2-20 捷达轿车绳索式传动装置自动调整原理示意图 1波形护套;2波顿绳索弹簧;3锁球保持架弹簧;4锁止锥块; 5锁球;6锁球保持架;7夹持块;8缸筒;9绳索 当离合器从动盘摩擦片磨损变薄后，绳索在离合器初始的接合状态下，向下多移动一段距离，夹持块带动锁球保持架一同向下移动一段距离，锁球保持架弹簧3被压缩，迫使锁止锥块和与其相连接的波形护套向下运动，波顿绳索弹簧被压缩，使调整装置处在新的平衡位置，实现了绳索长度的自动调整。图2-21 离合器液压式操纵机构示意图1踏板;2主缸;3储液室;4分离杠杆;5分离轴承;6分离叉;7工作缸 2.4.2 液压式操纵机构1.液压式操纵机构的组成 液压式操纵机构具有摩擦阻力小，布置方便，接合柔和和质量小等特点，得到广泛应用。如图2-21所示，液压式操纵机构主要由主缸2、工作缸7、储液室3及管路系统组成。北京BJ2020型汽车液压式操纵机构如图2-22所示。在离合器踏板13与分离叉16之间有主缸与工作缸，并以油管26连接。主缸推杆8与离合器踏板臂14以偏心螺栓12相连。分离叉推杆总成19一端顶在分离叉的凹槽内，另一端伸入工作缸活塞20内。 图2-22 北京BJ2020型汽车离合器的液压操纵机构1主缸体;2储油室螺塞;3活塞复位弹簧;4皮碗;5活塞垫片;6主缸活塞;7密封圈;8主缸推杆;9踏板支撑销;10踏板复位弹簧;11限位块;12偏心螺栓;13离合器踏板;14离合器踏板臂;15分离套筒;16分离叉;17分离叉复位弹簧;18挡环;19分离叉推杆总成;20工作缸活塞;21工作缸皮碗;22工作缸体;23工作缸活塞限位块;24进油管接头;25放气螺钉;26油管 该车的离合器主缸与液压制动系中的制动主缸和储液室铸为一体。储液室与制动主缸共用。主缸借补偿孔A、进油孔B与储油室相通。2.主缸的构造 主缸缸体内装有活塞6，活塞中部较细，使活塞右方的主缸内腔形成环形油室。活塞两端装有密封圈7与皮碗4，顶部有沿圆周分布的六个小孔，活塞复位弹簧3将皮碗4、活塞垫片5压向活塞盖住小孔，形成单向阀，并把活塞推到最后位置，使皮碗位于补偿孔A与进油孔B之间，两孔开放。3.工作缸的构造 工作缸内装有活塞20、皮碗21和活塞限位块23。为防止活塞自工作缸体内脱出，在缸体右端装有挡环18。工作缸体22左端装有进油管接头24与放气螺钉25，当管路内有空气存在而影响离合器操纵时，可拧出放气螺栓25进行放气。当离合器处于接合状态时，离合器踏板处于最高位置，主缸活塞6在活塞复位弹簧3的作用下处于最右端位置，此时主缸活塞皮碗4刚好位于进油孔B和补偿孔A之间。为保证活塞彻底复位，主缸活塞6与主缸推杆8之间保持0.51 mm的间隙。该间隙与自由间隙之和反映到踏板上的行程即为离合器踏板的自由行程。当离合器分离时，踩下踏板，主缸推杆8推动主缸活塞6左移，至皮碗4关闭补偿孔A后，主缸内工作腔的油压开始升高，并经油管26传至工作缸的工作腔，推动工作缸活塞20连同分离叉推杆总成19右移，使离合器分离。当需要离合器接合时，放松踏板，主缸活塞在其复位弹簧的作用下右移回到原位，工作缸内油液回到主缸，油压下降，工作缸活塞20及分离叉推杆总成19在复位弹簧作用下复位。若迅速放松踏板，主缸活塞复位速度快。但由于油液在管路中流动有一定的阻力，复位较慢，使主缸活塞左腔形成一定的真空度。此时，储液室中的部分油液便通过进油孔B、主缸活塞头部轴向小孔推开皮碗4进入工作腔弥补真空，待主缸活塞完全复位后，多余的油液便经补偿孔A流回到储油室。桑塔纳2000GSI离合器液压操纵机构和一汽红旗CA7220型轿车离合器液压操纵机构分别如图2-23、2-24所示，与北京BJ2020型汽车离合器液压式操纵机构基本相同。不同的是储液罐不跟主缸制成一体，是单独的。并装有踏板助力复位总成，使离合器操纵更加轻便。图2-23 桑塔纳2000GSI离合器液压操纵机构1变速箱壳体;2分离板;3工作缸;4储液罐;5进油软管;6复位弹簧; 7推杆接头;8离合器踏板;9油管总成;10主缸;11分离轴承图2-24 红旗CA7220型轿车离合器液压操纵机构1曲轴;2滚针轴承;3螺栓;4飞轮;5飞轮壳;6内六角螺栓;7离合器从动盘总成;8离合器盖及压盘总成;9离合器分离轴承;10离