课题2.2 离合器的结构和工作原理

课题2.2  离合器的结构和工作原理

学习目标	鉴定标准	教学建议
1.掌握摩擦离合器的基本组成和工作原理 2.掌握膜片弹簧离合器构造、拆装、检修	应知：摩擦离合器的基本组成和工作原理 应会：膜片弹簧离合器拆装、调整、检修	建议：采用实物、图片、多媒体教学相结合的教学方式

一、摩擦离合器的基本组成和工作原理

1．基本组成

摩擦离合器由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成，如图2－1所示。

图2－1  摩擦离合器的基本组成示意图

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、10、15－回位弹簧  9－分离轴承和分离套筒  11－分离叉  12－离合器踏板  13－分离拉杆  14－分离拉杆调节叉  16－压紧弹簧  17－从动盘摩擦片  18－轴承

主动部分包括飞轮、离合器盖和压盘。离合器盖用螺栓固定在飞轮上，压盘后端圆周上的凸台伸入离合器盖的窗口中，并可沿窗口轴向移动。这样，当发动机转动，动力便经飞轮、离合器盖传到压盘，并一起转动。

从动部分包括从动盘和从动轴。从动盘带有双面的摩擦衬片，离合器正常接合时分别与飞轮和压盘相接触；从动盘通过花键毂装在从动轴的花键上，从动轴是手动变速器的输入轴（一轴），其前端通过轴承支承在曲轴后端的中心孔中，后端支承在变速器壳体上。

压紧机构由若干根沿圆周均匀布置的压紧弹簧，它们装在压盘与离合器盖之间，用来将压盘和从动盘压向飞轮，使飞轮、从动盘和压盘三者压紧在一起。

操纵机构包括离合器踏板、分离拉杆、调节叉、分离叉、分离套筒、分离轴承、分离杠杆、回位弹簧等组成。

操作：观看某离合器的实物或模型。

2．工作原理

1) 接合状态

离合器在接合状态下，操纵机构各部件在回位弹簧的作用下回到图2－1所示的各自位置，分离杠杆内端与分离轴承之间保持有一定的间隙压紧弹簧将飞轮、从动盘和压盘三者压紧在一起，发动机的转矩经过飞轮及压盘通过从动盘两摩擦面的摩擦作用传给从动盘，在由从动轴输入变速器。

2) 分离过程

分离离合器时，驾驶员踩下离合器踏板，分离套筒和分离轴承在分离叉的推动下，先消除分离轴承与分离杠杆内端之间的间隙，然后推动分离杠杆内端前移，使分离杠杆外端带动压盘克服压紧弹簧作用力后移，摩擦作用消失，离合器的主、从动部分分离，中断动力传动。

3) 接合过程

接合离合器时，驾驶员缓慢抬起离合器踏板，在压紧弹簧的作用下，压盘向前移动并逐渐压紧从动盘，使接触面间的压力逐渐增加，摩擦力矩也逐渐增加；当飞轮、压盘和从动盘之间接合还不紧密时，所能传动的摩擦力矩较小，离合器的主、从动部分有转速差，离合器处于打滑状态；随着离合器踏板的逐渐抬起，飞轮、压盘和从动盘之间的压紧程度逐渐紧密，主、从动部分的转速也渐趋相等，直到离合器完全接合而停止打滑，接合过程结束。

3．离合器自由间隙和离合器踏板自由行程

离合器在正常接合状态下，分离杠杆内端与分离轴承之间应留有一个间隙，一般为几个毫米，这个间隙成为离合器自由间隙。如果没有自由间隙，从动盘摩擦片磨损变薄后压盘将不能向前移动压紧从动盘，这将导致离合器打滑，使离合器所能传动转矩下降，车辆行驶无力，而且会加速从动盘的磨损。

为了消除离合器的自由间隙和操纵机构零件的弹性变形所需要的离合器踏板行程称为离合器踏板自由行程。可以通过拧动调节叉来改变分离拉杆的长度对踏板自由行程进行调整。

二、摩擦离合器的构造和原理

1．摩擦离合器的结构类型

1) 按从动盘的数目

可以分为单片离合器和双片离合器。轿车、客车和部分中、小型货车多采用单片离合器，因为发动机的最大转矩一般不是很大，单片从动盘就可以满足动力传动的要求；双片离合器由于增加了一片从动盘，使得在其他条件不便的情况下，将比单片离合器所能传动的转矩增大了一倍（由于一个从动盘是两个摩擦面传递动力，而二个从动盘则是四个摩擦面传递动力），多用于重型车辆上。

2) 按压紧弹簧的形式

可以分为周布弹簧离合器、弹簧离合器和膜片弹簧离合器。周布弹簧离合器和弹簧离合器采用螺旋弹簧，分别沿压盘的圆周和布置；膜片弹簧离合器采用膜片弹簧，目前应用最广泛。

2．膜片弹簧离合器

膜片弹簧离合器目前在各种类型的汽车上都广泛应用，其构造如图2－2、图2－3和图2－4所示。

图2－2  膜片弹簧离合器的构造

1－从动盘  2－离合器盖和压盘  3－分离轴承  4－卡环  5―分离叉  6－分离套筒  7－飞轮

图2－3  膜片弹簧离合器盖和压盘分解图

1－离合器盖  2－膜片弹簧  3－压盘  4－传动片  5－从动盘  6－支承环

图2－4  膜片弹簧离合器盖和压盘示意图

1－铆钉  2－传动片  3－支承环  4－膜片弹簧  5－支承铆钉  6－压盘  7－离合器盖

1) 构造和原理

膜片弹簧离合器也是由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构组成，操纵机构将在下一个课题进行介绍。

主动部分由飞轮、离合器盖和压盘组成。离合器盖通过螺栓固定在飞轮上，为了保持正确的安装位置，离合器盖通过定位销进行定位。压盘与离合器盖之间通过周向均布的三组或四组传动片来传递转矩。传动片用弹簧钢片制成，每组两片，一端用铆钉铆在离合器盖上，另一端用螺钉连接在压盘上。

从动部分包括从动盘和从动轴，从动盘一般都带有扭转减振器。发动机传到传动系的转速和转矩是周期性变化的，使传动系产生扭转振动，这将使传动系的零部件受到冲击性交变载荷，使寿命下降、零件损坏。采用扭转减振器可以有效的防止传动系的扭转振动。带扭转减振器的从动盘的结构和原理如图2－5所示。

图2－5  带扭转减振器的从动盘

1、2－摩擦衬片  3－摩擦垫圈  4－碟形垫圈  5－装合后的从动盘总成  6－减振器盘  7－摩擦板  8－从动盘毂  9、13、15－铆钉  10－减振弹簧  11－波浪形弹簧钢片  12－止动销  14－从动盘钢片

a) 不工作时  b) 工作时

从动盘钢片外圆周铆接有波浪形弹簧钢片，摩擦衬片分别铆接在弹簧钢片上，从动盘钢片与减振器盘铆接在一起，这两者之间夹有摩擦垫圈和从动盘毂。从动盘毂、从动盘钢片和减振器盘上都有六个圆周均布的窗孔，减振弹簧装在窗孔中。

当从动盘受到转矩时，转矩从摩擦衬片传到从动盘钢片，再经减振弹簧传给从动盘毂，此时弹簧将被压缩，吸收发动机传来的扭转振动。

压紧机构是膜片弹簧，其径向开有若干切槽，形成弹性杠杆。切槽末端有圆孔，固定铆钉穿过圆孔，并固定在离合器盖上。膜片弹簧两侧装有钢丝支承环，这两个钢丝支承环是膜片弹簧工作时的支点。膜片弹簧的外缘通过分离钩与压盘联系起来。

操作：实际观察膜片弹簧离合器，并尽量是分解的。

膜片弹簧离合器的工作原理如图2－6所示。当离合器盖未安装到飞轮上时，膜片弹簧不受力而处于自由状态，此时离合器盖与飞轮之间有一距离S，如图2－6a所示。当离合器盖通过螺栓固定在飞轮上时，膜片弹簧在支承环处受压产生弹性变形，此时膜片弹簧的外圆周对压盘产生压紧力使离合器处于接合状态，如图2－6b所示。当踩下离合器踏板时，分离轴承推动膜片弹簧，使膜片弹簧以支承环为支点外圆周向后翘起，通过分离钩拉动压盘后移使离合器分离，如图2－6c所示。

图2－6  膜片弹簧离合器的工作原理

从上面的介绍中可以看出，膜片弹簧既是压紧弹簧，又是分离杠杆，使结构简化。另外膜片弹簧的弹簧特性优于圆柱螺旋弹簧，所以膜片弹簧离合器的应用越来越广泛，在各种车型上都有应用。

2) 拆装、调整和检修

下面以桑塔纳2000的膜片弹簧离合器为例介绍其拆装、调整和检修程序。

(1) 离合器的拆卸和安装

a. 离合器的拆卸

首先拆下变速器。如图2－7所示，用专用工具10—201将飞轮固定，然后逐渐将离合器压盘的固定螺栓对角拧松，取下离合器盖及压盘总成，并取下离合器从动盘。然后分解离合器各部件。

图2－7  用专用工具固定飞轮

b. 离合器的安装

用专用工具10－201将飞轮固定。如图2－8所示，用专用工具10－213将离合器从动盘定位于飞轮和压盘中心。装上紧固螺栓，并用25N·m的力矩对角逐渐旋紧。

图2－8  安装离合器

 (2) 离合器的检修

a. 检修注意事项

衬垫：应更换纸质密封垫圈，更换O形环。

调整垫片：用千分尺多点检测调整垫片，可以精确地测出所需垫片的厚度。检查调整垫片边缘是否有损坏，只能装入完好的调整垫片。

挡圈、锁圈：调整挡圈及锁圈不能拉开过度，必须将其完全放在槽内。

螺栓、螺母：固定盖和罩壳的螺栓和螺母应交叉拧紧和拧松(特别是易损件)，并且应按规定的拧紧力矩拧紧螺栓和螺母。

轴承：将有标志的一面的滚针轴承(壁厚较大)朝向安装工具，在轴与轴承之间涂一层润滑油。所有的轴承和接触表面均使用白色ET－Nr.AOSl26000 05润滑脂润滑。

在进行离合器踏板修理工作时，应将蓄电池搭铁线拆下。

b. 离合器踏板的更换

拉开并拆下离合器拉索。拆下离合器踏板固定在踏板轴上的保险装置。取下离合器踏板。装上新的离合器踏板。

c. 离合器踏板衬套的更换

拆下离合器踏板。如图2－9所示，用专用工具压出踏板塑料衬套。如图2－10所示，拆下踏板橡胶衬套。装上橡胶衬套，涂上无酸润滑脂。使塑料衬套与导管长的一端齐平，如图2－11所示。

图2－9  压出离合器踏板塑料衬套

图2－10  拆下离合器踏板橡胶衬套

图2－11  压入离合器踏板塑料衬套

d. 拉索的更换

旋松调整踏板自由行程的防松螺母，并放松拉索，如图2－12所示。取下拉索。装上新的拉索。

图2－12  更换离合器拉锁

e. 分离叉轴的更换

拆卸变速器。用润滑脂润滑用于连接的两端。拆下离合器分离叉轴传动杆。拆下分离轴承。拆下挡圈，如图2－13所示。取下橡胶防尘套，拆下分离套筒。拆下分离叉轴的定位螺栓。拆下分离叉轴左衬套，取下分离叉轴。拆下分离叉轴右衬套，如图2－14所示。装上新的离合器分离叉轴右衬套。装上分离叉轴，用适量的润滑脂润滑衬套及分离叉轴的支撑位置，并安装。用15N·m的力矩旋紧分离叉轴的定位螺栓，如图2－15所示箭头位置。装上分离套筒。将防尘套推入分离叉轴，挡圈压至尺寸A＝18mm的位置，如图2－16所示。装上分离轴承，并使分离叉轴传动杆的安装位置达到α＝(20±5)mm，如图2－17所示。

图2－13  拆下分离叉轴的挡圈

图2－14  拉出分离叉轴衬套

图2－15  拧紧分离叉轴的定位螺栓

图2－16  分离轴承挡圈的安装位置

图2－17  分离叉轴传动杆的安装位置

f. 分离轴承的更换

拆卸变速器。拆下分离轴承，如图2－18所示。用润滑脂润滑接触点，装上新的轴承，装上回位弹簧，如图2－19所示。

图2－18  拆下分离轴承

图2－19  回位弹簧的安装位置

g. 分离套筒的更换

拆卸变速器。拆下分离轴承，再拆下分离套筒。安装时，排油孔应朝下，如图2－20所示。

图2－20  分离套筒的更换

h. 离合器踏板自由行程的检查、调整

桑塔纳轿车离合器踏板自由行程应为15—20mm，检查方法如图2－21所示，用一个直尺抵在驾驶室底板上，先测量踏板完全放松时的高度，再用手轻按踏板，当感到阻力增大时再测量踏板高度，两次测量的高度差即为踏板的自由行程。离合器踏板自由行程的调整可通过图2-22箭头所示的调整螺母来进行。

图2－21  离合器踏板自由行程的检查

图2－22  离合器踏板自由行程的调整

i. 从动盘的检查

先目视检查，看从动盘摩擦片是否有裂纹、铆钉外露、减振器弹簧断裂等情况，如果有则更换从动盘。

再检查从动盘的端面圆跳动。在距从动盘外边缘2.5mm处测量，离合器从动盘最大端面圆跳动为0.4mm，测量方法如图2－23所示。

图2－23  从动盘端面圆跳动的检查

最后检查从动盘摩擦片的磨损程度。摩擦片的磨损程度可用游标卡尺进行测量，如图2－24所示。铆钉头埋入深度应不小于0.20mm。

图2－24  摩擦片磨损的检查

注意：检查的是铆钉头的深度，即浅处的深度。

如果检查结果超过要求，则应更换从动盘。

j. 压盘平面度的检查

离合器压盘平面度不应超过0.2mm，检查方法是用钢直尺压在压盘上，然后用塞尺测量，如图2－25所示。

图2－25  压盘平面度的检查

3．周布弹簧离合器

下面仅以单片周布弹簧离合器为例做一简单介绍。

单片周布弹簧离合器的构造如图2－26所示。

图2－26  周布弹簧离合器

1－分离轴承  2－离合器盖  3－分离杠杆  4－压盘  5－从动盘  6－压紧弹簧

1) 主动部分和从动部分

单片周布弹簧离合器的主动部分、从动部分的结构与膜片弹簧离合器基本相同。

2) 压紧机构

单片周布弹簧离合器的压紧机构由若干根螺旋弹簧组成，螺旋弹簧沿压盘周向对称布置，装在压盘和离合器盖之间。

提示：此部分可以对照CA1091、东风EQ1090、北京吉普BJ2020等车辆的离合器实物进行介绍。

测试题：1．对照实物或图片说明摩擦离合器的基本组成和工作原理。

2．对照实物说明膜片弹簧离合器的基本结构，并实操进行拆装、检查和调整。