浅析离合器常见故障的诊断与排除(2)

2019-03-28 18:54

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它主要包括主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构[1]。其中,各部分组成如下:

1)主动部分有:飞轮、离合器盖和压盘; 2)从动部分有:从动盘; 3)压紧机构有:压紧弹簧;

4)操纵机构有:分离叉、分离轴承、离合器踏板和传动部件。 1.2.2 离合器的功用

1)保证汽车平稳起步

这是离合器的首要功能。在汽车起步前,自然要先启动发动机。而汽车起步时,汽车是从完全静止的状态逐步加速的。如果传动系(它联系着整个汽车)与发动机刚性地联系,则变速器一挂上挡,汽车将突然向前冲一下,但并不能起步。这是因为汽车从静止到前冲时,具有很大的惯性,对发动机造成很大地阻力矩。在这种惯性阻力矩作用下,发动机在瞬时间转速急剧下降到最低稳定转速(一般300-500RPM)以下,发动机即熄火而不能工作,当然汽车也不能起步。

因此,我们就需要离合器的帮助。在发动机启动后,汽车起步之前,驾驶员踩下离合器踏板,将离合器分离,使发动机和传动系脱开,再将变速器挂上挡,然后逐渐松开离合器踏板,使离合器逐渐接合。在接合过程中,发动机所受阻力矩逐渐增大,故应同时逐渐踩下加速踏板,即逐步增加对发动机的燃料供给量,使发动机的转速始终保持在最低稳定转速上而不致熄火。同时,由于离合器的接合紧密程度逐渐增大,发动机经传动系传给驱动车轮的转矩便逐渐增加,到牵引力足以克服起步阻力时,汽车即从静止开始运动并逐步加速[19]。

2)实现平顺的换挡

在汽车行驶过程中,为适应不断变化的行驶条件,传动系经常需要更换不同挡位工作。实现齿轮式变速器的换挡,一般是拨动齿轮或其他挂挡机构,使原用挡位的某一齿轮副推出传动,再使另一挡位的齿轮副进入工作。在换挡前必须踩下离合器踏板,中断动力传动,便于使原挡位的啮合副脱开,同时使新挡位啮合副的啮合部位的速度逐步趋向同步,这样进入啮合时的冲击可以大大的减小,实现平顺的换挡[11]。

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3)防止传动系过载

当汽车进行紧急制动时,若没有离合器,则发动机将因和传动系刚性连接而急剧降低转速,因而其中所有运动件将产生很大的惯性力矩(其数值可能大大超过发动机正常工作时所发出的最大扭矩),对传动系造成超过其承载能力的载荷,而使机件损坏。有了离合器,便可以依靠离合器主动部分和从动部分之间可能产生的相对运动来消除这一危险。因此,我们需要离合器来限制传动系所承受的最大扭矩,保证安全[2]。

1.2.3 对离合器的要求

根据离合器的使用,它应满足下列主要要求: 1)接合平顺柔和,以保证汽车平稳起步; 2)分离迅速彻底,便于换挡和发动机起动;

3)具有合适的储备能力,既能保证传递发动机最大转矩又能防止传动系过载; 4)从动部分的传动惯量应尽量小,以减少换挡时冲击;

5)具有良好地散热能力,汽车在行驶过程中,当需要频繁操纵离合器时,会使离合器主、从动部分相对滑转,产生摩擦热,热量如不及时散出,会严重影响其工作地可靠性和使用寿命[1];

6)操纵轻便,以减轻驾驶员地疲劳。 1.2.4 摩擦式离合器的类型

现代汽车上广泛采用摩擦式离合器,这种离合器是利用主、从动元件间的摩擦作用来传递转矩的[8]。摩擦式离合器的类型较多,分类如下: 1)按从动盘的数目可分为单片式、双片式和多片式;

2)按压紧弹簧的形式及布置形式可分为周布螺旋弹簧式、中央弹簧式、膜片弹簧式、斜置弹簧式等;

3)按操纵机构可分为机械式(杆式和绳式)、液压式、气压式和空气助力式等。 1.2.5 离合器的原理

所谓离合器,顾名思义就是说利用“离”与“合”来传递适量的动力[17]。 离合器由摩擦片、弹簧片、压盘以及动力输出轴组成,布置在发动机与变速箱之间,用来将发动机飞轮上储存的力矩传递给变速箱,保证车辆在不同的

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行驶状况下传递给驱动轮适量的驱动力和扭矩,属于动力总成的范畴。在半联动的时候,离合器的动力输入端与动力输出端允许有转速差,也就是通过其转速差来实现传递适量的动力[10]。

离合器分为三个工作状态,即不踩下离合器的全联动,部分踩下离合器的半联动,以及踩下离合器的不联动。当车辆在正常行驶时,压盘是紧紧挤靠在飞轮的摩擦片上的,此时压盘与摩擦片之间的摩擦力最大,输入轴和输出轴之间保持相对静摩擦,二者转速相同。当车辆起步时,司机踩下离合器,离合器踏板的运动拉动压盘向后靠,也就是压盘与摩擦片分离,此时压盘与飞轮完全不接触,也就不存在相对摩擦。最后一种,也就是离合器的半联动状态。此时,压盘与摩擦片的摩擦力小于全联动状态。离合器压盘与飞轮上的摩擦片之间是滑动摩擦状态。飞轮的转速大于输出轴的转速,从飞轮传输出来的动力部分传递给变速箱。此时发动机与驱动轮之间相当于一种软连接状态。 一般来说,离合器是在车辆起步和换挡的时候发挥作用,此时变速箱的一轴和二轴之间存在转速差,必须将发动机的动力与一轴切开以后,同步器才能很好的将一轴的转速保持与二轴同步,挡位挂进以后,再通过离合器将一轴与发动机动力结合,使动力继续得以传输[13]。

在离合器中,还有一个不可或缺的缓冲装置,它由两个类似于飞轮的圆盘对在一起,在圆盘上打有矩形凹槽,在凹槽内布置弹簧,在遇到激烈的冲击时,两个圆盘之间的弹簧相互发生弹性作用,缓冲外界刺激。有效的保护了发动机和离合器[18]。

在离合器的各个配件中,压盘弹簧的强度、摩擦片的摩擦系数、离合器的直径、摩擦片的位置以及离合器的数目就是决定离合器性能的关键因素,弹簧的刚度越大,摩擦片的摩擦系数越高,离合器的直径越大,离合器性能也就越好[15]。

1.2.6 离合器的自由间隙和离合器踏板的自由行程

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称为离合器的自由间隙,其作用是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。

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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,可以通过改变拉杆的工作长度进行调整[1]。

1.3 综合分析

离合器是汽车传动系统中的传力机构,使发动机与传动系统暂时分离和逐渐接合,起到切断动力和传递动力的作用,同时还在汽车发动机中起到保护变速箱和发动机的作用[12]。由于行驶条件瞬息变化,离合器工作频繁,甚至超载运行,这就造成各部分机件磨损、变形、破裂,使其成为易损件。正确排除故障及维护,有利于提高离合器的正常使用,并延长其使用寿命。本文从离合器的基本情况、维修,特别是常见故障的诊断、故障排除等方面进行了论述,对汽车的使用者、维修者有一定的帮助,实用性较强。

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2 离合器的维修

2.1 离合器的维护

离合器的维护工作主要是检查调整离合器踏板的自由行程[11]。

一般离合器操纵机构为机械拉索式,其踏板总行程为(100±5)mm,不符合要求时,可通过改变离合器分离叉轴传动臂与分离叉的安装位置来调整。踏板自由行程为15~25 mm,不符合要求时,通过调整螺母调整,如图2.1所示。

对于离合器采用液压式操纵机构的汽车,调整离合器踏板自由行程一般通过调整踏板上的偏心螺栓,改变主缸推杆的长度来实现,如图2.2所示。

各种车型的踏板自由行程并不一定相同,注意查阅该车的维修手册。

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1—调整螺母;2—分离叉轴传动臂;3—拉索 1—离合器主缸;2—推杆;3—偏心螺栓;4—锁紧螺母

图2.1 机械拉索式离合器踏板自由行程 图2.2 液压操纵式离合器踏板自由行程

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2.2 离合器的修理

离合器的修理作业主要内容有离合器的拆卸、从动盘的检修、压盘总成的检修、离合器的装配等[4]。

2.2.1 膜片弹簧离合器的修理

(以桑塔纳车型为例)

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