汽车离合器认识与拆装

能力标准

学完本任务，你应获得以下能力：

①能正确认识离合器主要零件的结构及装配关系。

②能对离合器及其操纵机构实施拆装。

任务描述

请以下列任务为指导，完成相关知识的学习和实施练习：

①离合器及其操纵机构的拆装。

②离合器及其操纵机构的部件认识。

相关知识

离合器的功用与要求

（1）离合器的功用

离合器在整车中所处的位置是在发动机和变速器之间，其功用是按照需要适时接合或者切断发动机与传动系统之间的动力传递。离合器的具体功用如下：

1）保证汽车平稳起步

汽车起步时，驾驶员缓慢抬起离合器踏板，使离合器的主、从动部分逐渐接合；与此同时，逐渐踩下加速踏板，以增加发动机的输出转矩，这样发动机的转矩便可由小到大传给传动系统。当牵引力足以克服汽车起步时的行驶阻力时，汽车便由静止开始缓慢逐渐加速，实现平稳起步。

2）保证汽车换挡平顺

汽车在行驶过程中，由于行驶条件的变化，需要不断变换挡位。对于普通齿轮变速器，换挡时不同的齿轮副要退出啮合或进入啮合，这就要求换挡前踩下离合器踏板，中断发动机的动力传动，便于退出原有齿轮副的啮合，进入新齿轮副的啮合。

3）防止传动系统过载

当离合器在超过其可以承受的最大载荷的时候，离合器会通过主、从动部分之间的打滑来消除这一危险，从而防止传动系统过载，起到过载保护的作用。

（2）对离合器的要求

根据离合器的功用，它应满足以下主要要求：

①储能合适。离合器应既能可靠地传递发动机的最大转矩，又能防止传动系统过载。

②接合柔和，保证汽车平稳起步，减少冲击。

③分离彻底，保证变速器换挡平顺和发动机启动顺利。

④从动部分的转动惯量小，减少换挡时变速器齿轮所受的冲击力。

⑤通风散热能力强，防止离合器温度过高。由于离合器接合过程中，主、从动部分相对滑动，故会产生大量的热量，如不及时散出，会严重影响其使用寿命和工作可靠性。

⑥操纵轻便省力，以减轻驾驶员的疲劳。

（3）离合器的分类

1）按从动盘数目

①单片离合器

特点：采用多螺旋弹簧，一个从动盘，一个主动盘。

用途：多用于中型或轻型汽车上。

②双片离合器

特点：两个从动盘，两个主动盘。

用途：用于中型、重型载重汽车上。

2）按压紧弹簧形式

①周布弹簧离合器

特点：压紧机构只有一个弹力较大、尺寸较大的螺旋弹簧位于离合器中心部分。

用途：用于重型汽车上，但现在使用较少。

②膜片弹簧离合器

特点：结构简单，膜片弹簧既起到了压紧弹簧的作用，又起到了分离杠杆的作用。

用途：多用于轿车和轻型车上。

3）按工作原理

①液压式耦合器

靠液压油传递转矩，主要由泵轮、涡轮、液压油等组成。

②电磁式离合器

电磁力传动，靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。

③摩擦式离合器

靠主动与从动部分之间的摩擦力来传递动力，应用最广泛。

离合器的结构和工作原理

（1）摩擦式离合器的组成

摩擦式离合器由主动部分、从动部分、压紧装置及操纵机构4部分组成，如图5.8所示。

1）主动部分

①组成：飞轮、离合器盖、压盘。

②安装位置：与飞轮用螺栓连接一起旋转。

2）从动部分

①组成：由从动盘本体、摩擦片、从动盘毂3个基本部分组成。

②扭转减振器：在从动盘本体与从动盘毂之间装有减振弹簧，并传递它们之间的动力。

图5.8　摩擦式离合器的组成

3）压紧机构

①种类：螺旋弹簧、膜片弹簧。

②作用：以离合器盖为依托，将压盘压向飞轮，从而将从动盘压紧。

4）操纵机构

①作用：使离合器分离与接合。

②组成：离合器踏板、分离机构（分离杠杆、分离钩、分离轴承、分离套筒、分离叉、回位弹簧）、传动机构及助力机构。

（2）摩擦式离合器的工作原理

①离合器主动部分、从动部分在压紧弹簧的作用下，紧紧压在一起，发动机的动力在主从动部分摩擦力的作用下，由主动部分向从动部分传递。

②当踏下离合器踏板，主动部分与从动部分分离，它们之间的动力传递也就被切断了。

（3）离合器踏板自由行程

当从动盘摩擦片因磨损而变薄时，压盘向飞盘靠近，分离杠杆内端向分离轴承靠近。如果分离杠杆和分离轴承之间没有间隙，则分离杠杆内端就不能后移，从而也就限制了离合器压盘前移，导致压盘不能有效地压紧从动盘，造成离合器打滑，传递转矩下降。因此，当离合器处于正常接合状态时，分离轴承与分离杠杆内端之间应留有一定量的间隙，防止从动盘摩擦片磨损变薄时，离合器接合不完全。

当离合器处于接合状态时，分离轴承前端与分离杠杆内端之间的轴向间隙，称为离合器的自由间隙。为消除这一间隙所需的离合器踏板行程称为离合器踏板自由行程，如图5.9所示。

桑塔纳轿车的离合器踏板自由行程为15～25 mm，东风货车的为30～40 mm。

离合器踏板自由行程的作用是为了保证离合器彻底分离，完全接合，若自由行程过大，则分离不彻底；若过小，离合器易打滑。

图5.9　离合器踏板行程

膜片弹簧离合器

膜片弹簧离合器的特点：膜片弹簧既起到压紧弹簧的作用又起到分离杠杆的作用，使离合器结构简单、质量小。

膜片弹簧离合器在手动变速器轿车上使用非常普遍，如桑塔纳轿车、捷达轿车和富康轿车等，在载货汽车上的应用也十分广泛。

（1）膜片弹簧离合器的基本组成

膜片弹簧离合器的组成如图5.10所示，主要由主动元件、从动元件、压紧装置和操纵机构等组成。其中，从动盘总成1为离合器的从动元件，主动元件为压盘总成2，包括离合器压盘、膜片弹簧和支承环、离合器盖、分离钩、传动片和定位钉等。

图5.10　膜片弹簧离合器的组成

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

1）主动机构

主动机构由飞轮、离合器盖和压盘组成，图5.11所示为主动部分总成的实物图。其结构如图5.13所示。压盘通过传动片与离合器盖连在一起，发动机的动力经由离合器盖传到传动片，再传到压盘上。压盘和离合器盖中间镶嵌着膜片弹簧，膜片弹簧的外缘与压盘上的分离钩相连，中间被安装在离合器盖上的定位钉支承，膜片弹簧的内缘是用开槽隔开的分离爪，它代替了分离杠杆，膜片两面各有一个支承环，当膜片弹簧变形时起到支承作用。

图5.11　主动部分总成实物图

图5.12　从动盘总成实物图

图5.13　膜片弹簧离合器零件分解图

1、3—铆钉；2—传动片；4—支承环；5—膜片弹簧；6—支承铆钉；7—压盘；8—离合器盖

2）从动机构

从动机构包括从动盘和从动轴，从动盘一般都带有扭转减振器。图5.12所示为从动盘总成实物图。从动盘总成由摩擦片、钢片、花键毂和减振弹簧等组成，如图5.14所示。非金属材料的摩擦片通过铆钉与钢片铆合在一起，花键毂和钢片也是通过铆钉铆合，减振弹簧分布并安装在花键毂上，起到缓冲发动机输出扭矩冲击的作用，使离合器接受发动机扭矩时更加平顺和柔和。花键毂的花键槽与变速器的输入轴相连，当从动片接受发动机的动力时，变速器就有动力输入。

3）压紧机构

压紧机构为膜片弹簧，膜片弹簧整体呈锥形，由分离指和碟簧两部分组成，如图5.15所示。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。膜片弹簧既起到压紧弹簧的作用又起到分离杠杆的作用，使离合器结构简单、质量小。

图5.14　膜片弹簧离合器的从动盘

1—阻尼盘；2—从动盘本体；3—减振器弹簧；4—从动盘毂；5—摩擦片；6—减振器盘

4）操纵机构

离合器的操纵机构由离合器踏板、杠杆、分离钩、分离轴承、分离套筒、分离叉和回位弹簧等组成。分离杠中间与离合器盖相连，形成支点；外端与压盘铰接，内端处于自由状态，是力点。分离轴承安装在分离套筒上，分离套筒松套在变速器第一轴轴承盖前端的轴套上。分离叉是中部带支点的杠杆，内端与分离套筒相连，外端与拉杆铰接在一起。离合器踏板中部铰接在车架上，一端与拉杆铰接。分离轴承、分离套筒、分离叉和分离杠杆与离合器主动部分及从动部分一起装在飞轮壳内。

图5.15　膜片弹簧的结构

在分离离合器时，分离叉拨动分离套筒，分离套筒压向分离杠杆内端，分离杠杆绕离合器盖上的支点转动，带动压盘后移，使离合器分离。

（2）膜片弹簧离合器的工作原理

当离合器在自由状态下时，膜片弹簧装在离合器总成里，已经有一定的变形量，也产生一定的弹力，将压盘弹开，使压盘和离合器盖之间具有较大的间隙和距离，即压盘后移行程S，如图5.16（a）所示。

图5.16　膜片弹簧离合器的工作原理

1—飞轮；2—压盘；3—离合器盖；4—膜片弹簧；5—分离轴承

当离合器总成安装在飞轮上时，由于离合器盖和飞轮完全接合，这样将导致压盘往后移动，即向离合器盖方向移动，致使膜片弹簧反方向变形，变形的弹簧对压盘产生一个反作用力，就是这个力使压盘紧紧压在从动盘上面。离合器就是在这样压紧的状态下传递动力，如图5.16（b）所示。

当踩下离合器踏板，即离合器分离时，分离轴承压向分离杠杆，分离杠杆向内移动。由于离合器盖上的定位钉起到了分离杠杆支点的作用，因此分离杠杆的另一端，也就是与压盘分离钩相连的一端向相反的方向移动。由于连接了压盘的分离钩，因此将压盘也往反方向撬起，使压盘和离合器盖之间的距离进一步减小，则膜片弹簧的变形量更大，从而产生的弹力也更大。如果要让分离器分离，就必须要克服这个压力，如图5.16（c）所示。

离合器的操纵机构

离合器操纵机构是通过驾驶员使离合器分离，而后又使离合器柔和接合的一套装置。一般分为机械式、液压式、助力式3种。

（1）机械式操纵机构

机械式离合器操纵机构又分为杠杆式传动机构和钢丝绳索式传动机构两种。

1）杠杆式传动

图5.17所示为机械杠杆式操纵机构，主要由离合器踏板、踏板复位弹簧摆臂、轴及轴套、分离拨叉和复位弹簧调整螺母等组成。

机械杠杆式传动的工作原理是：当离合器分离时，驾驶员踩下离合器踏板，带动摆臂以转轴为中心摆动，通过转轴套，使离合器分离拨叉轴转动，则拨叉带动分离轴承向前移动，通过分离杠杆，最终实现离合器的分离。当放松离合器踏板时，各个部件分别在离合器踏板复位弹簧和分离杠杆或分离轴承复位弹簧的作用下复位，离合器实现接合。

机械杠杆式传动的优点是结构简单、成本低、寿命长、可靠性高；缺点是关节点多、摩擦损失大、不适合远距离操纵、受车身或车架的变形影响。

2）绳索式传动

机械绳索式操纵机构如图5.18所示。它主要由离合器踏板、踏板支架、钢索、钢索胶套、钢索胶套固定架、摆臂调整螺母及分离杠杆等组成。其工作原理与杠杆式相似，只是用钢索代替摆臂和杠杆的作用。当踩下离合器踏板时，钢索被拉动，由钢索胶套固定架固定外胶套，钢索带动离合器摆臂，拉动分离杠杆，实现分离。

机械绳索式操纵机构的优点是结构简单、成本低，克服了杆系传动的不适合远距离操纵、受车身或车架的变形影响。缺点是绳索的寿命短、拉伸刚度小、拉伸变形导致增加踏板行程。机械绳索式操纵机构一般用于轿车和微型车。

图5.17　机械杠杆式操纵机构

图5.18　机械绳索式操纵机构

（2）液压式操纵机构

图5.19　液压式离合器操纵机构

1—推杆；2—主缸；3—分离轴承；4—离合器壳；5—从动盘；6—离合器踏板；7—分离叉；8—工作缸；9—油管

液压式操纵机构主要由主缸、工作缸、管路、储液罐、离合器踏板和分离拨叉等组成，如图5.19所示。它主要以液压油作为介质，传送压力。驾驶员操纵踏板，带动主缸推杆，带动主缸活塞移动，活塞和皮碗一起密封缸筒内的液压油，对液压油施加压力，由于油的不可压缩性，液压油顺着油管被压送到工作缸内，工作缸也由活塞和皮碗密封，因此液压油就推动工作缸活塞移动，活塞推动推杆和分离叉，实现离合器的分离。当放松离合器踏板，主缸活塞在回位弹簧的作用下回位，主缸内油压降低，分离轴承在回位弹簧作用下向后移动，离合器接合。

液压式操纵机构的优点是摩擦阻力小、传递效率高、布置方便、质量小、工作稳定、柔和。其缺点是漏油、需要维护。

（3）助力式操纵机构

为了减小作用于离合器踏板的力，又不致因传动装置的传动比过大而加大踏板行程，在一些离合器操纵机构中采用了助力式操纵机构。

1）弹簧助力式操纵机构

图5.20所示为弹簧助力式操纵机构。当离合器踏板完全放松时，即离合器接合时，助力弹簧的轴线在三角板销轴的下方。踩下离合器踏板时，踏板绕自身转轴顺时针转动，压缩助力弹簧，此时的助力弹簧实际是起阻碍作用，即助力弹簧的伸张力产生了一个阻碍踏板转动的逆时针力矩，但这个力矩很小。当踏板转到助力弹簧的轴线通过三角板销轴的中心时，阻碍力矩等于零。离合器踏板继续下移，助力弹簧对三角板销轴的力矩方向与踏板力对销轴的力矩方向一致，则弹簧起助力作用，且当踏板处于最低位置时，助力作用最大。

图5.20　弹簧助力式操纵机构

2）气压助力液压式操纵机构

气压助力液压式操纵机构如图5.21所示。气压助力液压式离合器操纵机构利用发动机带动空气压缩机作为主要的操纵能源，驾驶员的肌体作为辅助的或后备的操纵能源，多与汽车的气压制动系统或其他气动设备共用一套压缩空气源。其主要由气压控制阀、液压缸、动力活塞及壳体4大部分组成。进口的日本五十铃VCR、TDJ、CJR系列，日产CWL系列及国产的黄河系列等大吨位载重汽车和大型公共汽车普遍在离合器操纵机构中装有气压助力液压式操纵机构。

图5.21　气压助力液压式操纵机构

气压助力液压式操纵机构的工作原理，如图5.22所示。踩下离合器踏板时，从离合器主缸压出的液压油通过油管进入工作缸内腔，作为工作压力推动工作缸活塞右移。同时，液压油还进入气压控制阀的左腔，推动液压控制活塞和芯杆膜片总成右移，芯杆端部的排气口先被关闭，继而顶开提升阀门，这样来自储气筒的压缩空气通过芯杆膜片总成的右腔进入动力活塞的左腔，随着提升阀开启行程增大，压缩空气推动动力活塞右移，并经推杆推动工作缸活塞右移，工作缸活塞所受的主缸液压作用力和助力汽缸的气压作用力一起通过工作缸推杆传给离合器分离叉，使离合器分离。当松开离合器踏板时，油压下降，在压盘弹簧的作用下，反推助力器推杆、液压活塞、推杆和动力活塞，使动力活塞左腔压缩空气压力升高，推动芯杆膜片总成向左移动，提升阀在回位弹簧的作用下关闭。膜片右腔和动力活塞左腔的剩余压缩空气通过芯杆中的排气孔流入膜片左腔，经通气塞排入大气。在工作缸推杆的作用下，液压活塞回位，液压油反流入离合器主缸。

图5.22　气压助力液压式操纵机构工作原理

任务实施

实施要求

☞任务目标与要求

①小组成员分工协作，利用汽车维修手册及实训资料，依据任务工作单制订工作计划，并通过小组自评或互评检查工作计划。

②认识离合器的结构，确定各部件的装配关系。

③完成离合器的拆装。

☞注意事项

在任务实施过程中，严格遵守相关实验实训制度和规范的要求，注意职场健康与安全需求，做好废料的处理，并保持工作场所的整洁。

实施步骤

☞准备工作

①小组接受工作任务，准备膜片弹簧离合器或离合器解剖教具、拆装工具、维修手册等配套器材，清理场地，做好实施准备工作。

②组长带领组内成员阅读任务工作单，查阅相关手册或指导书，合理分工，制订任务计划，并检查计划的有效性。

☞实施步骤

①依照任务工作单的引导，观察认识所用离合器模型的主要机构及组成，查找各主要部件的安装位置和装配关系，并填写任务工作单。

②合理选择工具，并正确使用各类工具完成离合器的拆装。拆装过程中，请参考维修手册，严格按照相关技术标准和要求完成拆装任务。

图5.23所示为桑塔纳轿车离合器的组件。

（1）膜片弹簧离合器的分解

1）拆除变速器总成

①拆拉索、分离轴传动臂。

②拆变速器，做好盖与飞轮的装配标记。

2）拆卸操纵机构分离装置

①拆除支承弹簧和分离轴承。

②取下分离轴承导向套筒及垫圈。

③拆下挡圈，取下橡胶防尘套、轴承衬套。

④拆除复位弹簧，取出分离轴承。

⑤使用专用工具，将飞轮固定，然后用25 N·m的力矩逐渐地将离合器压盘的固定螺栓对角拧松或拧紧，取下离合器压盘，并取下离合器摩擦片。

（2）膜片弹簧离合器的装配

①从动盘在装配时有减振弹簧盘的一面朝向压盘。

图5.23　离合器零件图

1—离合器从动盘；2—膜片弹簧和压盘；3—分离轴承；4—分离套筒；5—分离叉轴；6—离合器拉索；7—分离叉轴传动杆；8—回位弹簧；9—卡簧；10—橡胶防尘套；11—轴承衬套

②使用导向轴定位。

③对准飞轮上的装配标记，均匀交叉拧紧到规定力矩25 N·m后拔出导向轴。

④装入分离轴轴承衬套。

⑤支承弹簧装到支承夹板内，复位弹簧装到分离轴上。

⑥装入轴承、衬套、防尘套，再将分离轴传动臂装到分离轴上。

⑦安装分离轴承及导向套筒。

⑧连接各机构，适当润滑，最后安装钢索。

☞评估总结

①回答指导教师提问，并接受指导教师相关考核。

②对本次任务完成过程及效果进行自我评价和小组互评，填写任务工作单。

③清洁工作场所，清点归还相关工具设备，完成本次任务。

任务工作单