汽车构造-第13章-离合器

第13章离合器主讲教师：第13章离合器13.1概述定义：是汽车底盘传动系统的重要部件。通过离合器的接合或分离，使发动机与传动系统、驱动车轮连接或断开。离合器位置：位于发动机与变速器之间。汽车上应用：弹簧压紧的摩擦式离合器。1.离合器的功用（1）保证汽车平稳起步；（2）保证变速器换挡时工作平顺；（3）防止传动系统过载。2.对摩擦离合器的基本要求（1）保证能可靠地传递发动机的最大转矩。当传动系统过载时，出现打滑，从而保护发动机和传动系统的有关机件。（2）分离迅速彻底，接合柔和平顺，便于汽车平稳起步和平顺换挡。（3）具有良好的散热能力和热稳定性。将离合器摩擦面间相对滑转产生的热量及时地散发出去，保证离合器工作可靠。（4）离合器从动部分的转动惯量应尽可能小，减轻换挡时齿轮的冲击。（5）操纵轻便，减轻驾驶员的劳动强度。第13章离合器13.1.1摩擦离合器的功用和基本要求13.1.2摩擦离合器的基本组成和工作原理第13章离合器摩擦离合器的基本组成和工作原理基本组成：离合器由主动部分、从动部分、压紧机构、分离机构和操纵机构五部分组成。图13.1离合器的基本组成和工作原理示意图1—曲轴2—主动轴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1.摩擦离合器的组成离合器主动部分：飞轮4、离合器盖(clutchcover)6和压盘(pressureplate)5；离合器从动部分：由装在压盘和飞轮之间的两面带摩擦衬片17的从动盘3和从动轴2组成。离合器压紧机构：由若干沿圆周均匀布置的螺旋弹簧16组成。离合器分离机构：由分离拨叉11、分离套筒和分离轴承9、分离杠杆7、回位弹簧10等组成。离合器操纵机构：由离合器踏板12、拉杆13、拉杆调节叉14及回位弹簧15等组成。第13章离合器2.摩擦离合器传递的扭矩（1）摩擦离合器传递的最大转矩取决于摩擦面间的最大静摩擦力矩，而最大静摩擦力矩与摩擦面间的压紧力、摩擦面尺寸、数目和材料有关。（2）一定结构的离合器，其最大静摩擦力矩Mc(N.mm)是一个定值，这个值应适当地高于发动机的最大扭矩Mmax(N.mm)，其间的关系为：Mc=ZPμR式中：Z—摩擦面数目；P—压盘对摩擦片的总压紧(N)；μ—摩擦系数；R—摩擦片的平均摩擦半径(mm)。（3）如果传动系统传递的转矩超过这一值，离合器将打滑，从而起到过载保护的作用。第13章离合器3.摩擦离合器的工作原理（1）接合状态离合器处于接合状态时，踏板12未被踩下，处于最高位置，分离套筒被回位弹簧10拉到后极限位置，分离杠杆7内端与分离轴承9之间存在间隙△（离合器自由间隙），压盘5在压紧弹簧16作用下将从动盘压紧在飞轮上，发动机的转矩即经飞轮及压盘通过两个摩擦面传给从动盘，再经从动轴2传给变速器。（2）分离过程需要分离离合器时，只要踏下离合器踏板，拉杆拉动分离叉，分离叉内端推动分离套筒、分离轴承首先消除离合器自由间隙△；然后推动分离杠杆内端向前移动，分离杠杆外端便拉动压盘向后移动，解除对从动盘的压紧力，摩擦作用消失，中断动力传递。第13章离合器3.摩擦离合器的工作原理（3）接合过程当需要恢复动力传递时，缓慢抬起离合器踏板，分离轴承减小对分离杠杆内端的压力；压盘在压紧弹簧的作用下向前移动，并逐渐压紧从动盘，接触面间的压力逐渐增大，相应的摩擦力矩也逐渐增大。当飞轮、压盘和从动盘接合还不紧密时，主、从动部分可以不同步旋转，即离合器处于打滑状态。随着飞轮、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，结合过程结束。第13章离合器13.1.3摩擦离合器的类型（1）按从动盘的数目不同分为：单盘离合器和双盘离合器。应用：轿车和轻型货车的发动机最大转矩数值不大，单盘就可满足其传动要求。中、重型汽车，要求离合器传递的最大转矩比较大，双盘离合器有四个摩擦面，可满足要求。（2）按压紧弹簧的结构形式分为：螺旋弹簧离合器和膜片弹簧离合器。1)螺旋弹簧离合器周布弹簧离合器和中央弹簧离台器。采用若干个螺旋弹簧作压紧弹簧并沿摩擦盘圆周分布的离合器，称为周布弹簧离合器。仅具有一个或两个较强的螺旋弹簧并安置在中央的离合器，称为中央弹簧离合器。2）膜片弹簧离合器采用膜片弹簧作为压紧弹簧的离合器，称为膜片弹簧离合器。第13章离合器13.2.1周布弹簧离合器1.单盘周布弹簧离合器第13章离合器13.2摩擦离合器图13.2单盘周布弹簧离合器1—离合器壳底盖2—发动机飞轮3—摩擦片铆钉4—从动盘本体5—摩擦片6—减振器盘7—减振器弹簧8—减振器阻尼片9—阻尼片铆钉10—从动盘毂11—离合器从动轴（变速器第一轴）12—阻尼弹簧铆钉13.减振器阻尼弹簧；14—从动盘铆钉15—从动盘铆钉隔套16—压盘17—离合器盖定位销18—飞轮壳19—离合器盖20—分离杠杆支承柱21—摆动支片22—浮动销23—分离杠杆调整螺母24—分离杠杆弹簧25—分离杠杆26—分离轴承27—分离套筒复位弹簧28—分离套筒29—变速器第一轴轴承盖30—分离叉31—压紧弹簧32—传动片铆钉33—传动片EQ1128G汽车周布弹簧离合器分解图图13－2EQ1128G汽车周布弹簧离合器分解图a)周布弹簧离合器分解图1—分离杠杆调整螺母2—离合器盖3—分离杠杆垫环4—分离杠杆弹簧总成5—弹簧挂钩6—弹簧7—调整螺钉弹簧片8、15—圆柱销9—分离杠杆调整螺钉10—分离杠杆11、12—压紧弹簧13.压紧弹簧座14—压盘第13章离合器EQ1128G汽车周布弹簧离合器总成图图13－2EQ1128G汽车周布弹簧离合器分解图b)周布弹簧离合器总成图16—离合器从动盘17—离合器盖及压盘总成18—离合器壳第13章离合器第13章离合器图13.4黄河JN1181C13型汽车双盘周布弹簧离合器1-定位块2—分离弹簧3、4从动盘5—分离杠杆6—压盘7—中间弹簧8—飞轮9—支承销10—调整螺母10—调整螺母11—压片12—锁紧螺钉13.分离轴承14—分离套筒15—压紧弹簧16—离合器盖17—限位螺钉18—锁紧螺母2.双盘周布弹簧离合器双盘周布弹簧离合器结构1.主动部分：发动机的飞轮8、离合器盖16和压盘6、中间压盘7组成离合器的主动部分。离合器盖16用螺钉装于飞轮后端，压盘后端的外缘制有四个凸耳并伸入离合器盖对应的切槽中，用来传递离合器盖至压盘的转矩。中间压盘的外缘上有四个缺口，飞轮上的四个定位块嵌装在这四个缺口中，用以传递飞轮至中间压盘的转矩，发动机的转矩，同时还起到导向和定心作用。2.从动部分：从动盘3和4分别被夹在压盘和中间压盘、飞轮和中间压盘之间，通过内花键与从动轴的外花键相啮合。3.压紧装置：沿圆周均布12个压紧弹簧15，使压盘和中间压盘紧紧地压向飞轮。4.分离机构：由分离杠杆5、分离轴承13、分离套筒14组成，另外，为了保证各主动盘和从动盘之间能彻底分离，在中间压盘和飞轮之间装有分离弹簧2。5.限位装置：为了使后从动盘3不被中间压盘和压盘夹住，在离合器盖上装有四个限位螺钉17，用以限制中间压盘的行程。限位螺钉的位置可以调整。6.另外，调整螺母10的作用是调整分离杠杆工作高度。消除运动干涉的结构是支点摆动式。第13章离合器双盘周布弹簧离合器工作过程当离合器分离时，分离轴承推动分离杠杆内端5左移，压盘以支承销9为中心向右移动，而中间压盘则被分离弹簧2推向右方，与前从动盘4脱离接触。双盘周布弹簧离合器特点1)双盘离合器有两个压盘和两个从动盘，四个摩擦面。与单盘离合器相比，当其他因素相同时，能传递较大的转矩，可以满足中、重型汽车传递转矩大的要求。2)由于摩擦片数增多，接合较柔和。第13章离合器13.2.2膜片弹簧离合器1.膜片弹簧离合器的结构如图13－5所示(1)膜片弹簧离合器的主动部分、从动部分与周布弹簧离合器类似;(2)压紧机构所用的压紧弹簧是一个用优质薄弹簧钢板制成的带有一定锥度的膜片弹簧4，靠中心部分开有18条径向切槽，为防止应力集中，槽的末端接近外缘处加工呈圆孔，形成18根弹性杠杆。膜片弹簧既是压紧弹簧又是分离杠杆，膜片弹簧两侧有前后钢丝支承圈5，借助铆钉6固定在离合器盖上，成为离合器的支点。膜片弹簧外缘抵靠在压盘3的环形凸起上，分离弹簧钩9和传动片11用固定铆钉固定在压盘上。第13章离合器第13章离合器图13.5膜片弹簧离合器结构1—从动盘2—飞轮3—压盘4—膜片弹簧5—右钢丝支承圈6—铆钉7—分离轴承8—分离套筒9—分离钩10—离合器盖11—传动片12—减振器13.花键毂13.2.2膜片弹簧离合器2.膜片弹簧离合器的工作原理如图13.6所示，在离合器盖未固定到飞轮2上时，离合器盖10与飞轮2安装面有一距离L，此时膜片弹簧4不受力，处于自由状态，图(a)所示。当离合器盖安装螺栓紧固后，图(b)所示，离合器盖左移消除L，膜片弹簧4以右钢丝支承圈5为支点发生弹性变形（锥角变小），膜片弹簧的反弹力使其外端对压盘3和从动盘产生压紧力，此时离合器处于接合状态。当分离离合器时，分离轴承7左移，图(c）所示，膜片弹簧分离指端左移，并以左钢丝支承圈14为支点转动(膜片弹簧呈反锥形)，于是膜片弹簧外端右移，并通过分离弹簧钩9拉动压盘使离合器分离。第13章离合器图13.6膜片弹簧离合器工作原理2—飞轮3—压盘4—膜片弹簧5—右钢丝支承圈7—分离轴承9—分离钩10—离合器盖14—左钢丝支承圈第13章离合器13.2.2膜片弹簧离合器3.膜片弹簧弹簧离合器的特点(1)自动调节压紧力图13.7为两种弹簧的特性曲线。曲线1为螺旋弹簧特性曲线，呈线性特性。曲线2为膜片弹簧特性曲线，呈非线性特性；假设所设计的两种离合器的压紧力均为Pb,轴向压缩变形量为λb。当摩擦片磨损变薄使弹簧伸长△λ’时，螺旋弹簧的压紧力直线下降到Pa’将使离合器因压紧力不足而打滑，而膜片弹簧的压紧力Pa与Pb相差不大，仍能可靠地工作。(2)操纵轻便当分离离合器时，当两种弹簧的压缩量均为△λ”时，膜片弹簧所需要的压紧力Pc，比螺旋弹簧所需要的压紧力Pc’减小约25%~30%，所以具有操纵轻便的特点。(3)结构简单紧凑膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆两种作用，与螺旋弹簧比较，零件数目少，结构简单，且轴向尺寸小。(4)高速时平衡性好，压紧力稳定。膜片弹簧是圆形旋转对称零件，其中心位于旋转轴线上，平衡性好，压紧力几乎不受离心力的影响。而周布螺旋弹簧在高速时，因受离心力作用会产生横向挠曲，从而降低对压盘的压紧力，影响动力的传递。（5）寿命长膜片弹簧与压盘以整个圆周接触，摩擦片上压力分布均匀，磨损均匀；另外由于膜片弹簧离合器零件少，轴向尺寸小，可以采用较厚的、热容量大的压盘和在离合器盖上开较大的通风口等措施，达到良好的通风散热效果。所以，提高了摩擦片的使用寿命。缺点:主要是制造工艺和尺寸精度要求较严格第13章离合器图13.7膜片弹簧的特性曲线1—膜片弹簧2—螺旋弹簧第13章离合器13.2.2膜片弹簧离合器4.膜片弹簧离合器的分类及其结构形式(1)分类根据分离指内端的受力方向不同可分为：推式和拉式。推式膜片弹簧离合器：当分离离合器时，分离指内端受力方向指向压盘的离合器。拉式膜片弹簧离合器：当分离离合器时，分离指内端受力方向离开压盘的离合器。第13章离合器（2）推式膜片弹簧离合器装配时，推式膜片弹簧离合器的膜片锥顶朝后（离开压盘方向），外端靠在压盘上，对压盘施加压力；分离时，分离轴承推动分离指向左运动（指向压盘），外端便拉动压盘向右运动，从而使离合器分离。第13章离合器图13.8推式膜片弹簧离合器1—分离钩2—分离轴承3—支承环4—压盘5、8—膜片弹簧6—从动盘7—支承环定位铆钉图13.9丰田大霸王推式膜片弹簧离合器1—飞轮2—离合器从动盘3—螺钉4—离合器盖及压盘总成5—分离轴承6—夹扣7—分离叉支杆；8—分离叉9—保护罩10—导向轴承第13章离合器（3）拉式膜片弹簧离合器装配时，拉式膜片弹簧离合器的膜片锥顶朝前（指向压盘方向），外端靠在离合器盖上，其中