10-汽車構造與拆裝-學習手冊-離合器拆裝與調整

《汽車構造與拆裝》學習手冊學習情境3汽車底盤構造與拆裝學習單元3.1離合器拆裝與調整學時：2學習目標能夠向客戶講離合器有關基本知識能夠認識主要零部件能夠正確拆裝離合器及其操縱機構能夠正確調整離合器了解行業(yè)和技術的發(fā)展趨勢任務載體工具媒體案例1：QQ轎車離合器打滑的故障現(xiàn)象的診斷與排除車型：奇瑞QQ轎車癥狀：離合器打滑,加速無力離合器教學模型、教材、專用工具、多媒體教學設備、教學課件、軟件、視頻教學資料、任務工單知識要求技能要求知識拓展理解傳動系的功能、組成理解離合器的工作原理能夠熟練識別傳動系統(tǒng)。能夠正確拆裝和調整離合器了解雙離合器的發(fā)展趨勢目錄3.1.1傳動系的功用、分類……………23.1.2離合器的功用和基本要求………23.1.3摩擦式離合器的工作原理………33.1.4摩擦離合器……………………43.1.5離合器的操縱機構……………83.1.6桑塔納離合器的拆裝與調整…………………11知識拓展………………13案例分析………………15學習小結………………15

3.1.1傳動系的功用、分類汽車傳動系的基本功用是將發(fā)動機發(fā)出的動力傳給驅動車輪。傳動系具有減速、變速、倒車、中斷動力、輪間差速和軸間差速等功能，與發(fā)動機配合工作，能保證汽車在各種工況條件下的正常行駛，并具有良好的動力性和經濟性。按結構和傳動介質分類，汽車傳動系的形式有以下幾種類型：（1）機械式傳動采用機械傳動系一般由離合器、變速器、萬向傳動裝置和驅動橋組成。如圖3-1-1所示。圖3-1-1機械傳動系組成圖（2）液力機械式傳動系（容積式液壓傳動）組合運用液力傳動和機械傳動（3）靜液式傳動系是通過液體傳動介質的靜壓力能的變化而傳動的。發(fā)動機輸出機械能，通過油泵轉換成液能，再由液壓馬達轉換成機械能。（4）電力式傳動系由發(fā)動機驅動的發(fā)電機與牽引電動機構成，牽引電動機可用一個與傳動軸和驅動橋相連，也可以在每個驅動輪上單裝一個電動機，還要有減速機構裝在車輪邊上，這種車輪叫電動輪。3.1.2離合器的功用和基本要求離合器位于發(fā)動機和變速箱之間的飛輪殼內，用螺釘將離合器總成固定在飛輪的后平面上，離合器的輸出軸就是變速箱的輸入軸。其具體功用有如下三個方面：（1）保證汽車平穩(wěn)起步起步前汽車處于靜止狀態(tài)，如果發(fā)動機與變速箱是剛性連接的，一旦掛上檔，汽車將由于突然接上動力突然前沖，不但會造成機件的損傷，而且驅動力也不足以克服汽車前沖產生的巨大慣性力，使發(fā)動機轉速急劇下降而熄火。如果在起步時利用離合器暫時將發(fā)動機和變速箱分離，然后離合器逐漸接合，由于離合器的主動部分與從動部分之間存在著滑磨的現(xiàn)象，可以使離合器傳出的扭矩由零逐漸增大，而汽車的驅動力也逐漸增大，從而讓汽車平穩(wěn)地起步。（2）便于換檔汽車行駛過程中，經常換用不同的變速箱檔位，以適應不斷變化的行駛條件。如果沒有離合器將發(fā)動機與變速箱暫時分離，那么變速箱中嚙合的傳力齒輪會因載荷沒有卸除，其嚙合齒面間的壓力很大而難于分開。另一對待嚙合齒輪會因二者圓周速度不等而難于嚙合。即使強行進入嚙合也會產生很大的齒端沖擊，容易損壞機件。利用離合器使發(fā)動機和變速箱暫時分離后進行換檔，則原來嚙合的一對齒輪因載荷卸除，嚙合面間的壓力大大減小，就容易分開。而待嚙合的另一對齒輪，由于主動齒輪與發(fā)動機分開后轉動慣量很小，采用合適的換檔動作就能使待嚙合的齒輪圓周速度相等或接近相等，從而避免或減輕齒輪間的沖擊。（3）防止傳動系過載汽車緊急制動時，車輪突然急劇降速，而與發(fā)動機相連的傳動系由于旋轉的慣性，仍保持原有轉速，這往往會在傳動系統(tǒng)中產生遠大于發(fā)動機轉矩的慣性矩，使傳動系的零件容易損壞。由于離合器是靠摩擦力來傳遞轉矩的，所以當傳動系內載荷超過摩擦力所能傳遞的轉矩時，離合器的主、從動部分就會自動打滑，因而起到了防止傳動系過載的作用。離合器應能滿足以下基本要求：(1)保證能傳遞發(fā)動機發(fā)出的最大轉矩，并且還有一定的傳遞轉矩余力。(2)能作到分離時，徹底分離，接合時柔和，并具有良好的散熱能力。(3)從動部分的轉動慣量盡量小一些。這樣，在分離離合器換檔時，與變速器輸入軸相連部分的轉速就比較容易變化，從而減輕齒輪間沖擊。(4)具有緩和轉動方向沖擊，衰減該方向振動的能力，且噪音小。(5)壓盤壓力和摩擦片的摩擦系數變化小，工作穩(wěn)定。(6)操縱省力，維修保養(yǎng)方便。3.1.3摩擦式離合器的工作原理離合器的主動部分和從動部分借接觸面間的摩擦作用，或是用液體作為傳動介質(液力偶合器)，或是用磁力傳動(電磁離合器)來傳遞轉矩，使兩者之間可以暫時分離，又可逐漸接合，在傳動過程中又允許兩部分相互轉動。目前在汽車上廣泛采用的是用彈簧壓緊的摩擦離合器(簡稱為摩擦離合器)。摩擦式離合器由主動部分、從動部分、壓緊機構和操縱機構四部分組成。如圖3-1-2所示。圖3-1-2離合器的基本組成和工作原理圖其工作過程如下：（1）接合狀態(tài)：彈簧將壓盤、飛輪及從動盤互相壓緊，發(fā)動機的轉矩經飛輪及壓盤通過摩擦面的摩擦力矩傳至從動盤。(2）分離過程：踩下踏板，套在從動盤轂滑槽中的撥叉，便推動從動盤克服壓緊彈簧的壓力右移而與飛輪分離，摩擦力消失，從而中斷了動力傳動。(3）接合過程：緩慢地抬起離合器踏板，使從動盤在壓緊彈簧壓力作用下左移與飛輪恢復接觸，二者接觸面間的壓力逐漸增加，相應的摩擦力矩逐漸增加，離合器從完全打滑、部分打滑，直至完全接合。3.1.4摩擦離合器摩擦式離合器根據所用摩擦面的數目、壓緊彈簧的形式及安裝位置，以及操縱機構形式的不同，其總體構造也有差異。摩擦離合器所能傳遞的最大轉矩的數值取決于摩擦面間的壓緊力和摩擦系數，以及摩擦面的數目和尺寸。摩擦式離合器按從動盤數目分為：單片式、雙片式、多片式。轎車和輕中型貨車一般采用單片式。按壓緊彈簧的型式與布置分：周布彈簧式、中央彈簧式、膜片彈簧式。1．周布彈簧離合器單片周布彈簧離合器的結果見圖3-1-3。離合器的主動摩擦式離合器由主動部分、從動部分、壓緊機構和操縱機構四部分組成。如圖3-1-3所示。圖3-1-3東風EQ1090-E型汽車單片離合器示意圖1-離合器殼2-離合器蓋定位銷3-離合器蓋4-分離杠桿支承柱5-擺動支片6-浮動銷7-分離杠桿調整螺母8-分離杠桿彈簧9-分離杠桿10-分離軸承11-分離套筒回位彈簧12-分離套筒13-變速器第一軸軸承蓋14-分離叉15-壓緊彈簧16-傳動片17-傳動片鉚釘18-離合器殼底蓋19-飛輪20-摩擦片鉚釘21-從動盤本體22-摩擦片23-減振器盤24-減振器彈簧25-減振器阻尼片26-阻尼片鉚釘27-從動盤轂28-從動軸（即變速器第一軸）29-阻尼彈簧鉚釘30-減振器阻尼彈簧31-從動盤鉚釘32-從動盤鉚釘隔套33-壓盤（1）主動部分發(fā)動機飛輪和壓盤是離合器的主動部分，離合器蓋通過定位銷安裝在飛輪上，保證同心，蓋側面有散熱通風口，壓盤的平面和飛輪的平面組成主動件的摩擦面，壓盤與離合器蓋通過傳動片來傳遞扭矩。其主要特點是沒有傳動間隙，沒有驅動部位磨損問題，維修量小，傳動效率高，無沖擊噪聲及壓盤定心性問題。缺點是傳動片反向承載能力差，汽車反拖時易折。（2）從動部分從動部分是由單片、雙片或多片從動盤所組成，它將主動部分通過摩擦傳來的動力傳給變速器的輸入軸。從動盤由從動盤本體，摩擦片和從動盤轂三個基本部分組成。為了避免轉動方向的共振，緩和傳動系受到的沖擊載荷，大多數汽車都在離合器的從動盤上附裝有扭轉減震器。如圖3-1-4所示。圖3-1-4扭轉減振器的工作示意圖a)不工作時b)工作時1-減振器彈簧2-從動盤本體3-減振阻尼片4-從動盤轂為了使汽車能平穩(wěn)起步，離合器應能柔和接合，這就需要從動盤在軸向具有一定彈性。為此，往往在動盤本體園周部分，沿徑向和周向切槽。再將分割形成的扇形部分沿周向翹曲成波浪形，兩側的兩片摩擦片分別與其對應的凸起部分相鉚接，這樣從動盤被壓縮時，壓緊力隨翹曲的扇形部分被壓平而逐漸增大，從而達到接合柔和的效果。離合器接合時，發(fā)動機發(fā)出的轉矩經飛輪和壓盤傳給了動盤兩側的摩擦片，帶動從動盤本體和與從動盤本體鉚接在一起的減振器盤轉動。動盤本體和減振器盤又通過六個減振器彈簧把轉矩傳給了從動盤轂。因為有彈性環(huán)節(jié)的作用，所以傳動系受的轉動沖擊可以在此得到緩和。傳動系中的扭轉振動會使從動盤轂相對于動盤本體和減振器盤來回轉動，夾在它們之間的阻尼片靠摩擦消耗扭轉振動的能量，將扭轉振動衰減下來。（3）壓緊機構壓緊機構主要由螺旋彈簧或膜片彈簧組成，與主動部分一起旋轉，它以離合器蓋為依托，將壓盤壓向飛輪，從而將處于飛輪和盤壓間的從動盤壓緊。（4）操縱機構操縱機構是為駕駛員控制離合器分離與接合程度的一套專設機構，它是由位于離合器殼內的分離杠桿、分離軸承、分離套筒、分離叉、回位彈簧等機件組成的分離機構和位于離合器殼外的離合器踏板及傳動機構、助力機構等組成。從動盤摩擦片隨著使用中的磨損會漸漸變薄，壓盤和從動盤在壓緊彈簧的作用下向飛輪靠近，分離杠桿的內端則向分離軸承靠近。如果分離杠桿內端與分離軸承沒有—定的間隙，將使分離杠桿內端不能后移，限制了壓盤和從動投向飛輪方向靠近，于是限制了壓緊彈簧的彈力釋放，致使壓盤不能將從動盤壓緊而發(fā)生打滑。這不僅減小了所傳遞的轉矩數值，同時還會加速摩擦片、飛輪、壓盤工作面和分離軸承的磨損速度。因此，當離合器處于正常接合狀態(tài)時，分離軸承應在回位彈簧的作用下回到極限位置，此時，分離杠桿內端與分離軸承之間留有適當的間隙，使摩擦片在正常的磨損后，離合器仍能完全接合。出于上述間隙的存在，駕駛員在踏下離合器踏板時，先要消除這一間隙，然后才能開始分離離臺器。為消除這一問隙踏板所走過的行程，稱為離合器踏板自由行程。2．膜片彈簧離合器（1）結構1）膜片彈簧：用優(yōu)質彈簧鋼板制成，形狀為碟形，開有徑向切槽，切槽內端連通，外端為圓孔。兩個切槽之間鋼板形成一個彈性杠桿，即是壓緊彈簧又是分離杠桿。2）壓緊裝置：壓緊裝置由壓盤、離合器蓋、膜片彈簧、支承圈、定位鉚釘、分離鉤、傳動片組成。見圖3-1-5。（2）工作原理：膜片彈簧中部兩側由支承圈夾持在離合器蓋上，支承圈既是變形支點，壓盤周邊有多個分離鉤與膜片彈簧鉤在一起。（3）膜片彈簧的彈性特性及其特點：1）根據對膜片彈簧與螺旋彈簧特性曲線的對比，膜片彈簧分離時的壓力小于接合時的壓力2）當摩擦片變薄，螺旋彈簧彈性下降，而膜片彈簧彈力幾乎不變，膜片彈簧具有自動調節(jié)壓緊力的特點膜片彈簧的彈性壓力幾乎與轉速無關，具有高速時壓緊力穩(wěn)定的特點。3）綜上所述，膜片彈簧離合器結構簡單、軸向尺寸小、良好的彈性性能、能自動調節(jié)壓緊力、操縱輕便、高速時壓緊力穩(wěn)定、分離杠桿平整不需調整等特點。在中、小型汽車上廣泛應用。圖3-1-5膜片彈簧離合器結構示意圖曲軸2-滾動軸承3-螺栓4-飛輪5-離合器從動盤總成6-飛輪殼7-內六角螺栓8-離合器蓋9-前、后支承圈10-分離叉11-變速器第一軸12-分離軸承13-膜片彈簧14-球頭螺栓15-鉚釘16-壓盤17-壓盤分離鉤3.1.5離合器的操縱機構離合器操縱機構是離合器系統(tǒng)的重要組成部分，是駕駛人員借以使離合器分離、接合的一套裝置，它起始于離合器踏板，終止于離合器分離軸承。對離合器操縱機構的基本要求：1)操縱機構要盡可能地簡單，操縱輕便，踏板力要小，以減輕駕駛員的勞動強度。2)結構緊湊、效率高，踏板行程要適中。3）在操縱機構中應有調整自由行程的裝置。4）踏板行程應有限位裝置。5）踏板回位要快捷，防止離合器在接合時回位滯后。離合器操縱結構的型式主要有機械式和助力式。前者是以駕駛員的肌體作為唯一的操縱能源，后者是以壓縮空氣或液壓油作為主要助力介質而以人體作為輔助和后備的操縱能源。人力式操縱機構，按所用傳動裝置的形式區(qū)分，有機械式和液壓式兩種。1．機械式離合器操縱機構機械式操縱機構中，廣泛應用桿系傳動裝置和繩索式操縱機構。桿系傳動裝置機構簡單，容易制造，摩擦大，布置困難。繩索傳動裝置可消除上訴缺點，它并有可能采用便于駕駛員操縱的吊掛式踏板。但是繩索壽命短，拉伸剛度小，只是適用于輕型和微型汽車。機械式操縱裝置結構較簡單，故障少，但是其機械效率低，而且拉伸變形會導致踏板行程損失過大。如圖3-1-6所示。圖3-1-6EQ1090E型汽車離合器機械操縱機構踏板軸2-拉臂3-拉桿4-踏板5-分離叉臂6-調整螺母7-踏板回位彈簧8-飛輪殼2．液壓式離合器操縱機構液壓操縱機構具有摩擦阻力小、質量小、布置方便、接合柔和等優(yōu)點，并且不受車身車架變形的影響，因此應有日益廣泛。北京BJ2020、一汽奧迪100型汽車的離合器均采用液壓操縱機構。如圖3-1-7所示。北京2020型汽車離合器的液壓操縱機構主要由踏板支架、離合器踏板3、主缸推桿2、離合器主缸1、油管9、工作液壓缸8、分離叉4、分離套筒及分離軸承等組成。踏板吊掛在支架上，主缸推桿2與離合器踏板3以偏心螺栓相連。通過轉動偏心螺栓，可改變。主缸推桿與主缸活塞之間的間隙，一般推桿與主缸的間隙為0.5-1.0mm，踏板上固定有緩沖橡膠塊，并以回位彈簧6的拉力使踏板保持在最高位置。踏板的自由行程為30-40mm。圖3-1-7BJ2020型汽車離合器液壓操縱機構離合器主缸2-主缸推桿3-離合器踏板4-分離叉5-支承銷6-回位彈簧7-分離叉推桿8-工作油缸9-油管3．彈簧助力式離合器操縱機構為了盡可能減小作用于離合器踏板上的力，減輕駕駛員的勞動強度，在離合器的操縱機構中采用彈簧助力式操縱機構。捷達轎車離合器的繩索式機械操縱機構中的彈簧助力裝置。如圖3-1-8所示。當離合器處于接合位置時，銷軸5位于銷軸3與踏板軸6連線的下方。當踏下離合器踏板時，銷軸5繞踏板軸順時針轉動，當轉到3、5、6三點處于同一直線上時，助力彈簧對踏板不起作用，繼續(xù)踏下踏板時，銷軸5繞踏板軸6繼續(xù)轉動。當5轉到3、6連線的上方時，則處于壓縮狀態(tài)的助力彈簧推動離合器踏板繞踏板軸6順時針轉動，由于助力彈簧與踏板的轉動方向一致，故對踏板施加一個助力，從而起到了助力作用。當駕駛員松開離合器踏板時，隨著離合器踏板的回位，銷軸5又回到了3、6連線的下方時，處于壓縮狀態(tài)的助力彈簧又推動離合器繞踏板繞其軸6逆時針轉動，從而使離合器踏板迅速回位。圖3-1-8捷達轎車離合器的繩索式機械操縱機構的彈簧助力裝置圖離合器繩索總成2、9-固定點3、5-助力彈簧導向桿與離合器踏板支架連接銷軸4-助力彈簧6-離合器踏板軸7-離合器踏板8-離合器分離杠桿3.1.6桑塔納離合器的拆裝與調整（1）離合器總成的拆裝與分解1）在離合器蓋與飛輪上作裝配記號。2）以對角擰緊并拆下壓盤與飛輪的固定螺栓，取下壓盤總成、離合器從動盤。3）在離合器蓋與壓盤之間及膜片彈簧之間作對合標記，進行分離。4）拆下膜片彈簧裝配螺栓，將壓盤及膜片與離合器蓋分離。（2）分離叉的拆卸(如圖3-1-9所示)1）松開螺栓，拆下驅動臂、分離軸承。2）松開螺栓取下分離軸承導向套和橡膠防塵套后，回位彈簧。3）用尖嘴鉗取出卡簧和分離軸承后，分離叉軸即可取出。（3）離合器的裝配離合器的裝配應大致按拆卸相反順序進行，但同時還應注意以下幾點。1）離合器蓋與壓盤及膜片彈簧的對合標記要對齊。圖3-1-9桑塔納離合器分離叉軸的拆卸圖3-1-9桑塔納離合器分離叉軸的拆卸2）各支點和軸承表面以及分離軸承在組裝時應涂以鋰基潤滑脂。3）離合器從動盤有減振彈簧保持架的一面應朝向壓盤方向安裝。4）安裝離合器壓盤總成時，需用導向定位器或變速器輸入軸進行中心定位，使從動盤與曲軸導向軸承孔對中。5）壓盤必須與飛輪接觸，才可緊固螺栓，緊固時應按對角線方向逐次擰緊，緊固力矩為2.5N·m。6）分離叉軸兩端必須同心。7）離合器分離叉軸傳動臂安裝位置必須距固定拉索螺母架200±5mm，如圖3-1-10所示。8）應將離合器踏板的自由行程調到15～25mm。9）安裝橡膠防塵套時，先將壓簧推入分離軸承，再將擋圈預壓至尺寸A=18mm后鎖死，如圖3-1-11所示，分離軸承鎖緊力矩為15N·m。圖3-1-10離合器分離叉軸傳動臂的安裝位置圖3-1-11分離軸承擋圈的安裝位置（4）離合器及操縱機構的與調整1）踏板總行程。離合器踏板的總行程為150±5mm，如不符合要求，可能是驅動臂變形或分離叉軸安裝位置不當，可松開螺栓重新安裝。2）踏板自由行程。離合器踏板的自由行程為15～25mm，如不符合要求，可通過圖3-1-12所示中調整螺母(箭頭所指)來調整。圖3-1-12離合器踏板自由行程的調整知識拓展離合器位于發(fā)動機與變速器之間，是發(fā)動機與變速器動力傳遞的“開關”，它是一種既能傳遞動力，又能切斷動力的傳動機構。它的作用主要是保證汽車能平穩(wěn)起步，變速換擋時減輕變速齒輪的沖擊載荷并防止傳動系過載。在一般汽車上，汽車換檔時通過離合器分離與接合實現(xiàn)，在分離與接合之間就有動力傳遞暫時中斷的現(xiàn)象。這在普通汽車上沒有什么影響，但在爭分奪秒的賽車上，如果離合器掌握不好動力跟不上，車速就會變慢，影響成績。為了解決這個問題，早在上世紀80年代，汽車工程界就弄出了一個雙離合系統(tǒng)變速器，簡稱DSG（英文全稱：DirectShiftGearbox），裝配在賽車上，能消除換檔離合時的動力傳遞停滯現(xiàn)象。如圖3-1-13所示，離合器1負責1檔、3檔、5檔和倒檔，離合器2負責2檔、4檔和6檔；掛上奇數檔時，離合器1結合，輸入軸1工作，離合器2分離，輸入軸2不工作，即在DSG變速器的工作過程中總是有2個檔位是結合的，一個正在工作，另一個則為下一步做好準備；手動模式下可以進行跳躍降檔：如果起始檔位和最終檔位屬于同一個離合器控制的，則會通過另一離合器控制的檔位轉換一下，如果起始檔位和最終檔位不屬于同一個離合器控制的，則可以直接跳躍降至所定檔位。AMT的結構較自動變速箱效率更高，而DSG除了擁有手動變速箱的靈活及自動變速箱的舒適外，它更能提供無間斷的動力輸出，這完全有別于兩臺自動控制的離合器。DSG基本由幾個大項組成：兩個基本3軸的6前速機械波箱、一個內含兩套多瓣式離合片的電子液壓離合器機構、一套波箱ECU。不同于普通的雙軸波箱，或者單輸入軸系統(tǒng)，DSG波箱除了具有雙離合器外，更具備同軸的雙輸入軸系統(tǒng)，而且將6個前進檔分別置于兩邊各自的從動軸上。傳統(tǒng)的手動變速箱使用一臺離合器，當換擋時駕駛員須踩下離合器腳踏，令不同擋的齒輪作出齒合動作，而動力就在換擋其間出現(xiàn)間斷，令輸出表現(xiàn)有所斷續(xù)。DSG則可以想象為將兩臺手動變速箱的功能合二為一，并建立在單一的系統(tǒng)內。DSG內含兩臺自動控制的離合器，由電子控制及液壓推動，能同時控制兩組離合器的運作。當變速箱運作時，一組齒輪被齒合，而接近換擋之時，下一組擋段的齒輪已被預選，但離合器仍處于分離狀態(tài)；當換擋時一具離合器將使用中的齒輪分離，同時另一具離合器齒合已被預選的齒輪，在整個換擋期間能確保最少有一組齒輪在輸出動力，令動力沒有出現(xiàn)間斷的狀況。要配合以上運作，DSG的傳動軸被分為兩條，一條是放于內里實心的傳動軸，而另一條則是在外面套著的空心傳動軸；內里實心的傳動軸連接了1、3、5及后擋，而外面空心的傳動軸則連接2、4及6擋，兩具離合器各自負責一條傳動軸的齒合動作，引擎動力便會由其中一條傳動軸作出無間斷的傳送，考慮到零件使用壽命，設計人員選擇了油槽膜片式離合器，離合器動作由液壓系統(tǒng)來控制。3-1-13雙離合器結構結構示意圖由于使用2套離合器并且在換擋之前下一檔位已被預選齒合，因此DSG的換擋速度非常的快，只需不到0.2秒的時間，下一檔已經進去了，比