汽车底盘构造(下册)第十四章 离合器

第十四章离合器,第一节概述第二节摩擦离合器第三节离合器操纵机构,主要内容,离合器安装位置,离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。,一、离合器的功用：（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,变速箱置于空档,启动发动机到怠速状态,踩离合器挂1档,逐渐放开离合器踏板踩加速踏板,完成起步,直接挂1档,产生瞬间的冲击,发动机处于最小稳定速度以下,熄火,如果没有离合器,离合器的功用：1.保证汽车起步平稳,第一节概述,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,第一节概述,c.紧急制动工况,离合器处于结合状态,离合器主从动部分产生滑磨,X档行驶,紧急制动,主动盘与从动盘之间的力达到极限,防止传动系统过载,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,第一节概述,二、对摩擦离合器的基本性能要求,分离彻底，便于变速器换档；接合柔和，保证整车平稳起步；从动部分转动惯量尽量小，减轻换档时齿轮的冲击；散热良好，保证离合器正常工作。操纵轻便，以减轻驾驶员的疲劳。保证传递发动机最大扭矩又能防止传动系过载。,第一节概述,三、离合器的分类液体传动液力耦合器；液力变矩器磁力传动电磁离合器；摩擦式离合器其中汽车上使用最多的是摩擦式离合器。,电磁式离合器,液力式耦合器,摩擦离合器依靠摩擦原理传递发动机动力。,四、摩擦离合器的结构及工作原理,离合器的基本结构,1、基本结构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。,压紧机构,操纵机构,主动部分,从动部分,最大转矩取决于最大静摩擦力矩压紧力摩擦面尺寸数目摩擦系数,第一节概述,主动部分:飞轮、离合器盖、压盘从动部分:从动盘、从动轴压紧机构:压紧弹簧操纵机构:踏板、拨叉、分离杠杆、分离轴承,组成,(1)主动部分组成:飞轮、压盘、离合器盖。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。,主动部分,组成：离合器盖、传动片、压盘,离合器盖,压盘,(2)从动部分组成:从动盘、从动轴。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。,(3)压紧部分组成:膜片或螺旋弹簧。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。,压盘,压紧弹簧,弹簧座处，凸起十字形筋条,（4)操纵机构组成:分离杠杆、踏板、回位弹簧拉杆调节叉、分离叉、分离轴承。操纵机构由分离杠杆、弹簧、踏板、拉杆、调节叉、回位弹簧、分离叉、分离轴承等组成，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。,分离叉,转轴,分离杠杆,接合位置,分离位置,运动干涉的产生及防止,分离杠杆防干涉措施：,支点摆动式,滚销支撑式,防止运动干涉的产生的措施,浮动式支点,2.工作原理,第一节概述,发动机发出的转矩，通过飞轮及压盘与从动盘接触面的摩擦作用，传给从动盘。,第一节概述,离合器分离过程,踩下踏板拨叉拨动从动盘克服弹簧压紧力向右移动飞轮、从动盘二者之间处于分离状态中断动力传递。,第一节概述,离合器结合过程,松开踏板从动盘在压紧弹簧的压力作用下向左移动此时飞轮、从动盘二者之间处于压紧状态-接通动力传递。动力传递路线：飞轮及压盘（通过摩擦面的摩擦力矩）从动盘从动轴,半联动状态:离合器在接合过程中主、从动部分未达到同步，处于相对滑磨状态，正式因为滑磨，操作合理才可以平稳起步。,离合器运用不当是汽车起步最大的障碍，特别是在上坡起步时。要正确运用离合器，必须学会体会离合器半联动位置。当离合器松抬到某一位置(也可以是某一点)，发动机的动力开始传递给传动机构，这个传力的开始点称为半联动。如果在半联动位置上油门、离合器、手制动三者的联合动作配合得当，就能使汽车平稳起步,五、离合器自由间隙和离合器踏板自由行程,1、离合器的自由间隙,为什么要留自由间隙,离合器处于接合状态时，分离轴承与分离杠杆内端之间预留的间隙。,防止从动盘摩擦片磨损变薄后压盘不能向前移动而造成离合器打滑。,分离轴承自由行程,原因：当从动盘摩擦衬片因磨损而变薄时，离合器压盘前移，分离杠杠内端将后移。如果没有上述自由行程，分离杠杠内端将不能后移，相应地也就限制了离合器压盘前移，从而不能有效地压紧从动盘摩擦衬片，造成离合器打滑，传递转矩下降。EQ1091E为34mm作用：承受分离套筒的推力，并将其传递给分离杠杆。,离合器自由间隙,摩擦离合器踏板的自由行程,2、离合器踏板的自由行程,消除离合器的自由间隙和分离机构、操纵机构零件的弹性变形所需要的离合器踏板的行程称为离合器踏板的自由行程。调整：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，以及踏板自由行程的大小。,离合器踏板自由行程,离合器踏板自由行程：分离轴承与分离杠杆内端间的间隙反映到离合器踏板上的行程。自由行程的一般范围：EQ1090E3040mm,1.根据离合器从动件接触摩擦面的数量分类：单片（盘）摩擦离合器双片（盘）摩擦离合器2.根据离合器压紧弹簧的类型分类：周布弹簧离合器中央弹簧离合器膜片弹簧离合器,（一）、摩擦式离合器的分类,第二节摩擦离合器,1.按从动盘数目单盘离合器(干式)双盘离合器(干式)多盘离合器(湿式),摩擦离合器的类型,单盘离合器-一片从动盘，具有两个摩擦表面。应用-轿车、中型客车和货车。,双盘离合器-从动盘两片，具有四个摩擦表面。,应用-吨位较大的中型和重型货车。,目前汽车上采用的几乎全是摩擦式离合器。,从动盘数目,单片式,多片式,双片式,单片式离合器,周置弹簧离合器,第二节摩擦离合器,一、周布弹簧离合器结构及工作原理,第二节摩擦离合器,组成,压盘,压紧弹簧,弹簧座,离合器盖,压盘,从动盘,离合器分解,周部弹簧离合器（传动片）,周部弹簧离合器（传动片）,1、离合器的组成：（1）主动部分：飞轮、压盘、离合器盖等；（2）从动部分：从动盘、从动轴（即变速器第一轴）；（3）压紧部分：压紧弹簧；（4）操纵机构：分离杠杆、分离杠杆支承柱、摆动销、分离套筒、分离轴承、离合器踏板等。,周部弹簧离合器（传动片）,1）主动部分组成：飞轮、离合器盖和压盘结构特点：离合器盖由低碳钢冲压而成，通过螺钉与飞轮固定。（注意有定位销）离合器盖与压盘通过由弹簧钢片制成的传动片连接。离合器结合与分离时，依靠传动片的弹性变形，使压盘能轴向移动。,2）从动部分从动部分由带有扭转减振器的从动盘组件（以下简称从动盘）和从动轴组成。,3）压紧装置（沿圆周均匀分布于压盘和离合器盖之间的螺旋弹簧）结构特点：螺旋弹簧均匀分布在压盘与离合器之间，在将压盘通过传动片连接在离合器盖上时，夹在中间的螺旋弹簧被第一次压缩；然后将带压盘的离合器盖固定在飞轮上时，螺旋弹簧被第二次压缩，螺旋弹簧被两次压缩后的弹簧力，通过压盘作用在从动盘上，以产生摩擦力矩，使离合器经常处于结合状态，只有在需要时，才在操纵机构的作用下，暂时分离。,压紧装置图,4）操纵机构结构特点：操纵机构由分离和传动两部分组成。分离部分在离合器内部，主要由分离杠杆、带分离轴承的分离套筒和分离叉等组成。传动部分在离合器外面。分离杠杆一般有36个，沿周向均布。分离杠杆外端通过摆动片抵靠在压盘钩状凸起部，当在内端施加一轴向推力时，分离杠杆绕离合器盖上支点转动，带动压盘后移，使离合器分离。,操纵机构图,2、周布弹簧离合器的工作原理：螺旋压紧弹簧将压盘压向飞轮，并将从动盘加在中间，离合器处于接合状态；动力经飞轮摩擦片飞轮离合器盖压盘摩擦片从动片及减振器盘减震弹簧从动盘毂变速器的输入轴踩下离合器踏板时，通过分离杠杆使压盘与从动盘分离，中断动力传递。,周布弹簧式离合器工作过程,自由间隙：离合器接合时，分离轴承前端面与分离杠杆端头之间的间隙。分离间隙：离合器分离后，从动盘前后端面与飞轮及压盘表面间的间隙。离合器踏板自由行程：从踩下离合器踏板到消除自由间隙所对应的踏板行程.离合器踏板工作行程：消除自由间隙后，继续踩下离合器踏板，将会产生分离间隙，此过程所对应的踏板行程是工作行程。离合器的工作过程可以分为分离过程和接合过程。,在分离过程中，踩下离合器踏板，在自由行程内首先消除离合器的自由间隙，然后在工作行程内产生分离间隙，离合器分离。在接合过程中，逐渐松开离合器踏板，压盘在压紧弹簧的作用下向前移动，首先消除分离间隙，并在压盘、从动盘和飞轮工作表面上作用足够的压紧力；之后分离轴承在复位弹簧的作用下向后移动，产生自由间隙，离合器接合。,离合器的调整,离合器在使用过程中，从动盘会因磨损而变薄，使自由间隙变小，最终会影响离合器的正常接合，所以离合器使用过一段时间后需要调整。离合器调整的目的是保证合适的自由间隙。离合器调整的部位和方法依具体车型而定。,双片弹簧离合器为增大离合器所能传递的最大扭矩，重型车上广泛采用双片离合器。,黄河JN1181C13型汽车双盘离合器,双盘离合器结构简图,双片摩擦离合器,与单盘离合器相比优点：传递转矩的能力得到了增大，接合也更平顺、柔和在传递相同转矩的情况下，其径向尺寸较小，操纵更轻便缺点：轴向尺寸大，结构复杂中间压盘的通风散热性差分离行程较大，分离不彻底从动部分的转动惯量大，易使换挡困难主要在一些传递转矩大而径向尺寸受到限制的汽车上应用,二、中央弹簧离合器长征XD2150型,中央弹簧离合器,特点是用一个或轴线重合的内外两个螺旋弹簧压紧，弹簧轴线与离合器轴线重合，弹簧布置在离合器的中央。优点：弹簧与压盘不直接接触，弹簧不受热，并可实现对压紧力的调整。,适于重型车新结构其特点：压紧力稳定（自动调节压紧力）。操纵省力。,三、周布斜置弹簧离合器,1.曲轴2.从动轴(变速器一轴)3.从动盘4.飞轮5.压盘6.离合器盖7.分离杠杆8.回位弹簧9.分离轴承和分离套筒10.回位弹簧11.分离叉12.离合器踏板13.分离拉杆14.拉杆调节叉15.回位弹簧16.压紧弹簧17.从动盘摩擦片18.轴承,第二节摩擦离合器,四、膜片弹簧离合器结构及工作原理,组成,膜片弹簧式离合器的结构如图所示。膜片弹簧式离合器以膜片弹簧取代螺旋弹簧及分离杠杆，结构更简单，并可免除调整分离杠杆高度的麻烦，且膜片弹簧弹性极佳，操作省力，故为目前使用最广的离合器。,膜片弹簧离合器,膜片弹簧离合器的主要特点是用一个膜片弹簧代替传统的螺旋弹簧和分离杠杆，实现所谓“减法设计”的设计思想。因此，逐渐得到了广泛的应用。,膜片弹簧,材料：优质弹簧钢板形状：碟状,径向切槽,外端圆孔，可防止应力集中。,弹性杠杆,膜片弹簧选用高强度、高韧性的铬钒合金弹簧钢，并经过局部高频淬火和喷丸硬化处理，提高耐磨性及疲劳强度。,（一）、典型离合器的结构,膜片弹簧离合器,膜片式弹簧离合器主要包括：主动部分、从动部分、压紧装置和操作机构,离合器的组成,主动部分：主动部分有飞轮、压盘、离合器盖组成。从动部分:从动部分由从动盘本体、摩擦衬片、花键盘毂、扭转减振器组成。压紧装置与分离机构:压紧装置：膜片弹簧、支承环、支承环定位铆钉、分离钩等。分离机构：在压盘的周边对称地固定有多个分离钩，把膜片弹簧的外边缘和压盘钩在一起。,膜片弹簧式离合器构造,膜片弹簧离合器实物,膜片弹簧,压盘,飞轮,离合器盖,1、离合器压盘和盖总成,膜片弹簧离合器结构分解图1-离合器盖；2-上支承环；3-膜片弹簧；4-下支承环；5-铆钉；6-传动片；7-压盘,外端圆孔，可防止应力集中。,弹性杠杆,径向切槽,2、从动部分,从动部分由从动盘本体、摩擦衬片、花键盘毂、扭转减振器组成。,摩擦片,从动盘本体,从动盘毂,减振器盘,摩擦片,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。,摩擦片,扭转减振器的组成1、10摩擦（衬）片2波浪形弹簧钢片3从动盘钢片4摩擦片5特种铆钉6从动盘毂7调整垫片8减振器弹簧9减振器盘,摩擦片与从动盘钢片铆接。工作时，转矩的传递路线：摩擦片从动盘钢片（铆接）减振弹簧从动盘毂显然减振弹簧被压缩。这样，由发动机曲轴传来的扭转振动所产生的冲击即被弹簧所缓和以及摩擦片所吸收。,离合器盖,飞轮,膜片弹簧,支承环,分离钩,3、压紧装置与分离机构,压紧装置：膜片弹簧、支承环、支承环定位铆钉、分离钩等。,支承环定位铆钉,分离机构：在压盘的周边对称地固定有多个分离钩，把膜片弹簧的外边缘和压盘钩在一起。,(二)、工作原理,膜片弹簧处于自由状态，离合器盖与飞轮接合面有一距离，两者没有固定在一起。,接合压紧状态，膜片弹簧锥度变小，使膜片弹簧的大端对压盘产生压紧力,分离状态，膜片弹簧呈反锥形状，膜片弹簧大端右移，拉动压盘使离合器分离。,第二节摩擦离合器,1)膜片弹簧的轴向尺寸较小而径向尺寸很大，这有利于在提高离合器传递转矩能力的情况下减小离合器的轴向尺寸。2)膜片弹簧离合器不需专门的分离杠杆，使结构简化，零件数目少，重量轻。3)由于膜片弹簧轴向尺寸小，所以可以适当增加压盘的厚度，提高热容量；而且还可以在压盘上增加散热筋及在离合器盖上开设较大的通风孔来改善散热条件。4)膜片弹簧离合器的主要部件形状简单，可以采用冲压加工，大批量生产时可以降低生产成本。,（三）、膜片弹簧离合器的结构特点,第二节摩擦离合器,与螺旋弹簧相比，膜片弹簧最大的优点在于其非线性的刚度特性。螺旋弹簧：其刚度是定值。所以压紧力是随弹簧变形量线性变化。膜片弹簧：其刚度特性是非线性的。,（四）、膜片弹簧离合器的弹性特性,第二节摩擦离合器,1、分离时，随着驾驶员踩下踏板，弹簧压缩量上升，弹簧力反而下降。所以离合器分离时驾驶员操纵轻便。2、当从动盘出现较大磨损，膜片弹簧的压缩量下降时，其压紧力能维持基本不变，这就保证了离合器能可靠工作。3、膜片弹簧本身起到了分离杠杆的作用，使离合器结构大为简化，质量减小，缩短了离合器的轴向尺寸。,第二节摩擦离合器,由此可见，膜片弹簧离合器比螺旋弹簧离合器操纵起来要轻便。,膜片弹簧离合器的优点：,膜片弹簧离合器转矩容量大且较稳定；操纵轻便；结构简单紧凑；高速平衡性好；散热通风好；摩擦片的使用寿命长；特性曲线好。,第二节摩擦离合器,膜片弹簧离合器的缺点：,膜片弹簧难制造，制造工艺和尺寸精度要求严格；分离指部分刚度低，导致分离效率低；分离指根部应力集中，容易产生裂纹或损坏；分离指舌尖易磨损，且难以恢复。,第二节摩擦离合器,应用：膜片弹簧离合器现已被广泛采用，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应用。,（五）、膜片弹簧离合器结构形式,推式膜片弹簧离合器按支承环数目的不同可分为：（1）双支承环式（2）单支承环式（3）无支承环式,膜片弹簧离合器根据分离杠杆内端受推力还是压力，可分为推式膜片弹簧离合器和拉式膜片弹簧离合器,（1）推式膜片弹簧离合器,双支承环式,单支承环式,无支承环式,（2）拉式膜片弹簧离合器在分离时需要向后拉动膜片弹簧小端的离合器，即通过拉力使离合器分离。,无支承环式,单支承环式,（3）拉式膜片弹簧离合器的优点,（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。,五、从动盘和扭转减振器,从动盘本体采用中碳钢钢板。摩擦片采用石棉或复合材料，铆接在从动盘本体上。从动盘毂与从动盘之间通过扭转减振器相连。,扭转减振器实物,1、从动盘从动盘由从动盘本体、摩擦片和从动盘毂三部分组成。为使离合器接合柔和，从动盘应具有轴向弹性。结构形式包括整体式和分开式等。,从动盘和传动销：CA1091,2、扭转减振器目的是为避免共振，缓和传动系所受冲击载荷。根据有无减振器，从动盘分不带扭转减振器从动盘和带扭转减振器从动盘。带扭转减振器从动盘在从动盘中心部分附装扭转减振器，从动盘本体与从动盘毂之间通过减振器来传递扭矩。结构：包括从动盘本体、从动盘毂、减振器盘、弹簧、阻尼片。,带扭转减振器从动盘的构造和工作原理,带扭转减振器的从动盘，以避免汽车传动系统的共振，并缓和冲击，提高传动系零件的寿命，使汽车起步平稳。不带减振器的从动盘，结构简单，重量较轻，多用在双盘离合器中。,工作原理：工作时，两侧摩擦片所受摩擦力矩首先传到从动盘本体和减振器盘上，再经弹簧传给从动盘毂。飞轮摩擦片飞轮离合器盖压盘摩擦片从动片及减振器盘减震弹簧从动盘毂在动力传递开始时，减振器盘的转速大，从动盘毂的转速小，减振弹簧被压缩，使从动盘毂的转速逐渐增加，减少传动系统受到的冲击。传动系统中的扭转振动使从动片及减震器盘与从动盘毂之间有相对的往复摆动，依靠减振器阻尼片来消耗扭转振动的能量。,不工作时,工作时,摩擦片转动，从动盘毂没有转动时，弹簧被压缩。,扭转减振器工作原理,六、离合器的通风散热,摩擦片温