10-汽车构造与拆装-学习手册-离合器拆装与调整

《汽车构造与拆装》学习手册学习情境3汽车底盘构造与拆装学习单元3.1离合器拆装与调整学时：2学习目标能够向客户讲离合器有关基本知识能够认识主要零部件能够正确拆装离合器及其操纵机构能够正确调整离合器了解行业和技术的发展趋势任务载体工具媒体案例1：QQ轿车离合器打滑的故障现象的诊断与排除车型：奇瑞QQ轿车症状：离合器打滑,加速无力离合器教学模型、教材、专用工具、多媒体教学设备、教学课件、软件、视频教学资料、任务工单知识要求技能要求知识拓展理解传动系的功能、组成理解离合器的工作原理能够熟练识别传动系统。能够正确拆装和调整离合器了解双离合器的发展趋势目录3.1.1传动系的功用、分类……………23.1.2离合器的功用和基本要求………23.1.3摩擦式离合器的工作原理………33.1.4摩擦离合器……………………43.1.5离合器的操纵机构……………83.1.6桑塔纳离合器的拆装与调整…………………11知识拓展………………13案例分析………………15学习小结………………15

3.1.1传动系的功用、分类汽车传动系的基本功用是将发动机发出的动力传给驱动车轮。传动系具有减速、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能，与发动机配合工作，能保证汽车在各种工况条件下的正常行驶，并具有良好的动力性和经济性。按结构和传动介质分类，汽车传动系的形式有以下几种类型：（1）机械式传动采用机械传动系一般由离合器、变速器、万向传动装置和驱动桥组成。如图3-1-1所示。图3-1-1机械传动系组成图（2）液力机械式传动系（容积式液压传动）组合运用液力传动和机械传动（3）静液式传动系是通过液体传动介质的静压力能的变化而传动的。发动机输出机械能，通过油泵转换成液能，再由液压马达转换成机械能。（4）电力式传动系由发动机驱动的发电机与牵引电动机构成，牵引电动机可用一个与传动轴和驱动桥相连，也可以在每个驱动轮上单装一个电动机，还要有减速机构装在车轮边上，这种车轮叫电动轮。3.1.2离合器的功用和基本要求离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。其具体功用有如下三个方面：（1）保证汽车平稳起步起步前汽车处于静止状态，如果发动机与变速箱是刚性连接的，一旦挂上档，汽车将由于突然接上动力突然前冲，不但会造成机件的损伤，而且驱动力也不足以克服汽车前冲产生的巨大惯性力，使发动机转速急剧下降而熄火。如果在起步时利用离合器暂时将发动机和变速箱分离，然后离合器逐渐接合，由于离合器的主动部分与从动部分之间存在着滑磨的现象，可以使离合器传出的扭矩由零逐渐增大，而汽车的驱动力也逐渐增大，从而让汽车平稳地起步。（2）便于换档汽车行驶过程中，经常换用不同的变速箱档位，以适应不断变化的行驶条件。如果没有离合器将发动机与变速箱暂时分离，那么变速箱中啮合的传力齿轮会因载荷没有卸除，其啮合齿面间的压力很大而难于分开。另一对待啮合齿轮会因二者圆周速度不等而难于啮合。即使强行进入啮合也会产生很大的齿端冲击，容易损坏机件。利用离合器使发动机和变速箱暂时分离后进行换档，则原来啮合的一对齿轮因载荷卸除，啮合面间的压力大大减小，就容易分开。而待啮合的另一对齿轮，由于主动齿轮与发动机分开后转动惯量很小，采用合适的换档动作就能使待啮合的齿轮圆周速度相等或接近相等，从而避免或减轻齿轮间的冲击。（3）防止传动系过载汽车紧急制动时，车轮突然急剧降速，而与发动机相连的传动系由于旋转的惯性，仍保持原有转速，这往往会在传动系统中产生远大于发动机转矩的惯性矩，使传动系的零件容易损坏。由于离合器是靠摩擦力来传递转矩的，所以当传动系内载荷超过摩擦力所能传递的转矩时，离合器的主、从动部分就会自动打滑，因而起到了防止传动系过载的作用。离合器应能满足以下基本要求：(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。3.1.3摩擦式离合器的工作原理离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用，或是用液体作为传动介质(液力偶合器)，或是用磁力传动(电磁离合器)来传递转矩，使两者之间可以暂时分离，又可逐渐接合，在传动过程中又允许两部分相互转动。目前在汽车上广泛采用的是用弹簧压紧的摩擦离合器(简称为摩擦离合器)。摩擦式离合器由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成。如图3-1-2所示。图3-1-2离合器的基本组成和工作原理图其工作过程如下：（1）接合状态：弹簧将压盘、飞轮及从动盘互相压紧，发动机的转矩经飞轮及压盘通过摩擦面的摩擦力矩传至从动盘。(2）分离过程：踩下踏板，套在从动盘毂滑槽中的拨叉，便推动从动盘克服压紧弹簧的压力右移而与飞轮分离，摩擦力消失，从而中断了动力传动。(3）接合过程：缓慢地抬起离合器踏板，使从动盘在压紧弹簧压力作用下左移与飞轮恢复接触，二者接触面间的压力逐渐增加，相应的摩擦力矩逐渐增加，离合器从完全打滑、部分打滑，直至完全接合。3.1.4摩擦离合器摩擦式离合器根据所用摩擦面的数目、压紧弹簧的形式及安装位置，以及操纵机构形式的不同，其总体构造也有差异。摩擦离合器所能传递的最大转矩的数值取决于摩擦面间的压紧力和摩擦系数，以及摩擦面的数目和尺寸。摩擦式离合器按从动盘数目分为：单片式、双片式、多片式。轿车和轻中型货车一般采用单片式。按压紧弹簧的型式与布置分：周布弹簧式、中央弹簧式、膜片弹簧式。1．周布弹簧离合器单片周布弹簧离合器的结果见图3-1-3。离合器的主动摩擦式离合器由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成。如图3-1-3所示。图3-1-3东风EQ1090-E型汽车单片离合器示意图1-离合器壳2-离合器盖定位销3-离合器盖4-分离杠杆支承柱5-摆动支片6-浮动销7-分离杠杆调整螺母8-分离杠杆弹簧9-分离杠杆10-分离轴承11-分离套筒回位弹簧12-分离套筒13-变速器第一轴轴承盖14-分离叉15-压紧弹簧16-传动片17-传动片铆钉18-离合器壳底盖19-飞轮20-摩擦片铆钉21-从动盘本体22-摩擦片23-减振器盘24-减振器弹簧25-减振器阻尼片26-阻尼片铆钉27-从动盘毂28-从动轴（即变速器第一轴）29-阻尼弹簧铆钉30-减振器阻尼弹簧31-从动盘铆钉32-从动盘铆钉隔套33-压盘（1）主动部分发动机飞轮和压盘是离合器的主动部分，离合器盖通过定位销安装在飞轮上，保证同心，盖侧面有散热通风口，压盘的平面和飞轮的平面组成主动件的摩擦面，压盘与离合器盖通过传动片来传递扭矩。其主要特点是没有传动间隙，没有驱动部位磨损问题，维修量小，传动效率高，无冲击噪声及压盘定心性问题。缺点是传动片反向承载能力差，汽车反拖时易折。（2）从动部分从动部分是由单片、双片或多片从动盘所组成，它将主动部分通过摩擦传来的动力传给变速器的输入轴。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。如图3-1-4所示。图3-1-4扭转减振器的工作示意图a)不工作时b)工作时1-减振器弹簧2-从动盘本体3-减振阻尼片4-从动盘毂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。离合器接合时，发动机发出的转矩经飞轮和压盘传给了动盘两侧的摩擦片，带动从动盘本体和与从动盘本体铆接在一起的减振器盘转动。动盘本体和减振器盘又通过六个减振器弹簧把转矩传给了从动盘毂。因为有弹性环节的作用，所以传动系受的转动冲击可以在此得到缓和。传动系中的扭转振动会使从动盘毂相对于动盘本体和减振器盘来回转动，夹在它们之间的阻尼片靠摩擦消耗扭转振动的能量，将扭转振动衰减下来。（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。（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、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。从动盘摩擦片随着使用中的磨损会渐渐变薄，压盘和从动盘在压紧弹簧的作用下向飞轮靠近，分离杠杆的内端则向分离轴承靠近。如果分离杠杆内端与分离轴承没有—定的间隙，将使分离杠杆内端不能后移，限制了压盘和从动投向飞轮方向靠近，于是限制了压紧弹簧的弹力释放，致使压盘不能将从动盘压紧而发生打滑。这不仅减小了所传递的转矩数值，同时还会加速摩擦片、飞轮、压盘工作面和分离轴承的磨损速度。因此，当离合器处于正常接合状态时，分离轴承应在回位弹簧的作用下回到极限位置，此时，分离杠杆内端与分离轴承之间留有适当的间隙，使摩擦片在正常的磨损后，离合器仍能完全接合。出于上述间隙的存在，驾驶员在踏下离合器踏板时，先要消除这一间隙，然后才能开始分离离台器。为消除这一问隙踏板所走过的行程，称为离合器踏板自由行程。2．膜片弹簧离合器（1）结构1）膜片弹簧：用优质弹簧钢板制成，形状为碟形，开有径向切槽，切槽内端连通，外端为圆孔。两个切槽之间钢板形成一个弹性杠杆，即是压紧弹簧又是分离杠杆。2）压紧装置：压紧装置由压盘、离合器盖、膜片弹簧、支承圈、定位铆钉、分离钩、传动片组成。见图3-1-5。（2）工作原理：膜片弹簧中部两侧由支承圈夹持在离合器盖上，支承圈既是变形支点，压盘周边有多个分离钩与膜片弹簧钩在一起。（3）膜片弹簧的弹性特性及其特点：1）根据对膜片弹簧与螺旋弹簧特性曲线的对比，膜片弹簧分离时的压力小于接合时的压力2）当摩擦片变薄，螺旋弹簧弹性下降，而膜片弹簧弹力几乎不变，膜片弹簧具有自动调节压紧力的特点膜片弹簧的弹性压力几乎与转速无关，具有高速时压紧力稳定的特点。3）综上所述，膜片弹簧离合器结构简单、轴向尺寸小、良好的弹性性能、能自动调节压紧力、操纵轻便、高速时压紧力稳定、分离杠杆平整不需调整等特点。在中、小型汽车上广泛应用。图3-1-5膜片弹簧离合器结构示意图曲轴2-滚动轴承3-螺栓4-飞轮5-离合器从动盘总成6-飞轮壳7-内六角螺栓8-离合器盖9-前、后支承圈10-分离叉11-变速器第一轴12-分离轴承13-膜片弹簧14-球头螺栓15-铆钉16-压盘17-压盘分离钩3.1.5离合器的操纵机构离合器操纵机构是离合器系统的重要组成部分，是驾驶人员借以使离合器分离、接合的一套装置，它起始于离合器踏板，终止于离合器分离轴承。对离合器操纵机构的基本要求：1)操纵机构要尽可能地简单，操纵轻便，踏板力要小，以减轻驾驶员的劳动强度。2)结构紧凑、效率高，踏板行程要适中。3）在操纵机构中应有调整自由行程的装置。4）踏板行程应有限位装置。5）踏板回位要快捷，防止离合器在接合时回位滞后。离合器操纵结构的型式主要有机械式和助力式。前者是以驾驶员的肌体作为唯一的操纵能源，后者是以压缩空气或液压油作为主要助力介质而以人体作为辅助和后备的操纵能源。人力式操纵机构，按所用传动装置的形式区分，有机械式和液压式两种。1．机械式离合器操纵机构机械式操纵机构中，广泛应用杆系传动装置和绳索式操纵机构。杆系传动装置机构简单，容易制造，摩擦大，布置困难。绳索传动装置可消除上诉缺点，它并有可能采用便于驾驶员操纵的吊挂式踏板。但是绳索寿命短，拉伸刚度小，只是适用于轻型和微型汽车。机械式操纵装置结构较简单，故障少，但是其机械效率低，而且拉伸变形会导致踏板行程损失过大。如图3-1-6所示。图3-1-6EQ1090E型汽车离合器机械操纵机构踏板轴2-拉臂3-拉杆4-踏板5-分离叉臂6-调整螺母7-踏板回位弹簧8-飞轮壳2．液压式离合器操纵机构液压操纵机构具有摩擦阻力小、质量小、布置方便、接合柔和等优点，并且不受车身车架变形的影响，因此应有日益广泛。北京BJ2020、一汽奥迪100型汽车的离合器均采用液压操纵机构。如图3-1-7所示。北京2020型汽车离合器的液压操纵机构主要由踏板支架、离合器踏板3、主缸推杆2、离合器主缸1、油管9、工作液压缸8、分离叉4、分离套筒及分离轴承等组成。踏板吊挂在支架上，主缸推杆2与离合器踏板3以偏心螺栓相连。通过转动偏心螺栓，可改变。主缸推杆与主缸活塞之间的间隙，一般推杆与主缸的间隙为0.5-1.0mm，踏板上固定有缓冲橡胶块，并以回位弹簧6的拉力使踏板保持在最高位置。踏板的自由行程为30-40mm。图3-1-7BJ2020型汽车离合器液压操纵机构离合器主缸2-主缸推杆3-离合器踏板4-分离叉5-支承销6-回位弹簧7-分离叉推杆8-工作油缸9-油管3．弹簧助力式离合器操纵机构为了尽可能减小作用于离合器踏板上的力，减轻驾驶员的劳动强度，在离合器的操纵机构中采用弹簧助力式操纵机构。捷达轿车离合器的绳索式机械操纵机构中的弹簧助力装置。如图3-1-8所示。当离合器处于接合位置时，销轴5位于销轴3与踏板轴6连线的下方。当踏下离合器踏板时，销轴5绕踏板轴顺时针转动，当转到3、5、6三点处于同一直线上时，助力弹簧对踏板不起作用，继续踏下踏板时，销轴5绕踏板轴6继续转动。当5转到3、6连线的上方时，则处于压缩状态的助力弹簧推动离合器踏板绕踏板轴6顺时针转动，由于助力弹簧与踏板的转动方向一致，故对踏板施加一个助力，从而起到了助力作用。当驾驶员松开离合器踏板时，随着离合器踏板的回位，销轴5又回到了3、6连线的下方时，处于压缩状态的助力弹簧又推动离合器绕踏板绕其轴6逆时针转动，从而使离合器踏板迅速回位。图3-1-8捷达轿车离合器的绳索式机械操纵机构的弹簧助力装置图离合器绳索总成2、9-固定点3、5-助力弹簧导向杆与离合器踏板支架连接销轴4-助力弹簧6-离合器踏板轴7-离合器踏板8-离合器分离杠杆3.1.6桑塔纳离合器的拆装与调整（1）离合器总成的拆装与分解1）在离合器盖与飞轮上作装配记号。2）以对角拧紧并拆下压盘与飞轮的固定螺栓，取下压盘总成、离合器从动盘。3）在离合器盖与压盘之间及膜片弹簧之间作对合标记，进行分离。4）拆下膜片弹簧装配螺栓，将压盘及膜片与离合器盖分离。（2）分离叉的拆卸(如图3-1-9所示)1）松开螺栓，拆下驱动臂、分离轴承。2）松开螺栓取下分离轴承导向套和橡胶防尘套后，回位弹簧。3）用尖嘴钳取出卡簧和分离轴承后，分离叉轴即可取出。（3）离合器的装配离合器的装配应大致按拆卸相反顺序进行，但同时还应注意以下几点。1）离合器盖与压盘及膜片弹簧的对合标记要对齐。图3-1-9桑塔纳离合器分离叉轴的拆卸图3-1-9桑塔纳离合器分离叉轴的拆卸2）各支点和轴承表面以及分离轴承在组装时应涂以锂基润滑脂。3）离合器从动盘有减振弹簧保持架的一面应朝向压盘方向安装。4）安装离合器压盘总成时，需用导向定位器或变速器输入轴进行中心定位，使从动盘与曲轴导向轴承孔对中。5）压盘必须与飞轮接触，才可紧固螺栓，紧固时应按对角线方向逐次拧紧，紧固力矩为2.5N·m。6）分离叉轴两端必须同心。7）离合器分离叉轴传动臂安装位置必须距固定拉索螺母架200±5mm，如图3-1-10所示。8）应将离合器踏板的自由行程调到15～25mm。9）安装橡胶防尘套时，先将压簧推入分离轴承，再将挡圈预压至尺寸A=18mm后锁死，如图3-1-11所示，分离轴承锁紧力矩为15N·m。图3-1-10离合器分离叉轴传动臂的安装位置图3-1-11分离轴承挡圈的安装位置（4）离合器及操纵机构的与调整1）踏板总行程。离合器踏板的总行程为150±5mm，如不符合要求，可能是驱动臂变形或分离叉轴安装位置不当，可松开螺栓重新安装。2）踏板自由行程。离合器踏板的自由行程为15～25mm，如不符合要求，可通过图3-1-12所示中调整螺母(箭头所指)来调整。图3-1-12离合器踏板自由行程的调整知识拓展离合器位于发动机与变速器之间，是发动机与变速器动力传递的“开关”，它是一种既能传递动力，又能切断动力的传动机构。它的作用主要是保证汽车能平稳起步，变速换挡时减轻变速齿轮的冲击载荷并防止传动系过载。在一般汽车上，汽车换档时通过离合器分离与接合实现，在分离与接合之间就有动力传递暂时中断的现象。这在普通汽车上没有什么影响，但在争分夺秒的赛车上，如果离合器掌握不好动力跟不上，车速就会变慢，影响成绩。为了解决这个问题，早在上世纪80年代，汽车工程界就弄出了一个双离合系统变速器，简称DSG（英文全称：DirectShiftGearbox），装配在赛车上，能消除换档离合时的动力传递停滞现象。如图3-1-13所示，离合器1负责1档、3档、5档和倒档，离合器2负责2档、4档和6档；挂上奇数档时，离合器1结合，输入轴1工作，离合器2分离，输入轴2不工作，即在DSG变速器的工作过程中总是有2个档位是结合的，一个正在工作，另一个则为下一步做好准备；手动模式下可以进行跳跃降档：如果起始档位和最终档位属于同一个离合器控制的，则会通过另一离合器控制的档位转换一下，如果起始档位和最终档位不属于同一个离合器控制的，则可以直接跳跃降至所定档位。AMT的结构较自动变速箱效率更高，而DSG除了拥有手动变速箱的灵活及自动变速箱的舒适外，它更能提供无间断的动力输出，这完全有别于两台自动控制的离合器。DSG基本由几个大项组成：两个基本3轴的6前速机械波箱、一个内含两套多瓣式离合片的电子液压离合器机构、一套波箱ECU。不同于普通的双轴波箱，或者单输入轴系统，DSG波箱除了具有双离合器外，更具备同轴的双输入轴系统，而且将6个前进档分别置于两边各自的从动轴上。传统的手动变速箱使用一台离合器，当换挡时驾驶员须踩下离合器脚踏，令不同挡的齿轮作出齿合动作，而动力就在换挡其间出现间断，令输出表现有所断续。DSG则可以想象为将两台手动变速箱的功能合二为一，并建立在单一的系统内。DSG内含两台自动控制的离合器，由电子控制及液压推动，能同时控制两组离合器的运作。当变速箱运作时，一组齿轮被齿合，而接近换挡之时，下一组挡段的齿轮已被预选，但离合器仍处于分离状态；当换挡时一具离合器将使用中的齿轮分离，同时另一具离合器齿合已被预选的齿轮，在整个换挡期间能确保最少有一组齿轮在输出动力，令动力没有出现间断的状况。要配合以上运作，DSG的传动轴被分为两条，一条是放于内里实心的传动轴，而另一条则是在外面套着的空心传动轴；内里实心的传动轴连接了1、3、5及后挡，而外面空心的传动轴则连接2、4及6挡，两具离合器各自负责一条传动轴的齿合动作，引擎动力便会由其中一条传动轴作出无间断的传送，考虑到零件使用寿命，设计人员选择了油槽膜片式离合器，离合器动作由液压系统来控制。3-1-13双离合器结构结构示意图由于使用2套离合器并且在换挡之前下一档位已被预选齿合，因此DSG的换挡速度非常的快，只需不到0.2秒的时间，下一档已经进去了，比