摩擦片式离合器工作原理

摩擦片式离合器工作原理 第01讲 汽车传动系概说与离合器 ?汽车传动系概说 ?离合器功用及工作原理 ?摩擦片式离合器的构造 ?离合器的操纵机构 ? 一、汽车传动系概说 普通双轴货车传动系 轿车(桑塔纳2000)传动系统 1.传动系的功用与组成 (1)功用:将发动机发出的动力传给驱动车轮。 (2)分类: ?按结构和传动介质分有:机械式、液力机械式、静液式(容积液压式)、电动式 (3)组成及布置形式 ?与发动机的形式和性能、汽车总体结构形式和汽车行驶系及传动系本身结构形式有关。 ?目前，广泛应用于普通双轴货车，并与活塞式发动机配用的是机械式传动系。 (4)功能 ?传动系首要任务是与发动机协同工作，保证汽车能在不同使用条件下正常行驶，并具有良好的动力性和燃料经济性。 1)减速和变速 2)实现汽车倒驶 ?发动机转速不变，驱动轮反向，在变速器中加倒档。 3)必要时中断传动 ?在发动机与变速器之间设置一个靠摩擦来传动且其主动和从动部分可在驾驶员操纵下彻底分离，随后再柔和接合的机构——离合器;长时间停驻，保持中断状态，变速器要设置空档。 4)差速作用 (5)各部分功能 1)离合器:使发动机与传动系的平顺接合，把发动机的动力传给传动系，或者使两者分开，切断传动。 2)变速器:实现变速、变扭和变向。 3)万向传动装置:将变速器传出的动力传给主减速器。 4)主减速器:降低转速，增加扭矩。 5)差速器:将主减速器传来的动力分配给左、右轴。 6)半轴:将动力由差速器传给驱动轮。 2.汽车传动系布置形式 ?按发动机相对于各总成的位置，汽车传动系有下列几种布置形式: 1)发动机前置后轮驱动 视频(FR):Front-engine Rear-drive ?特点:是传统的布置形式，大多数货车、部分轿车和客车采用。 FF):Front-engine Front-drive 2)发动机前置前轮驱动 视频( ?特点:是在轿车上逐渐盛行的布置形式，具有结构紧凑、减小轿车的质量、降低地板的高度、改善高速时的操纵稳定性等优点。 3)发动机中置后轮驱动视频(MR) Middle-engine Rear-drive ?特点:是目前大多数运动型轿车和方程式赛车所采用的布置形式。 4)发动机后置后轮驱动 视频(RR): Rear-engine Rear-drive ?特点:目前大、中型客车盛行的布置形式，具有降低室内噪声、有利于车身内部布置等优点。 5)全轮驱动 视频(nWD) 4Wheel Drive ?特点:有多个驱动桥，在变速器后加了一个分动器，其作用是把变速器输出的动力经几套万向传动装置分别传给所有的驱动桥，并可以进一步降速增扭。 3、其它形式传动系简介 (1)液力机械式传动系(容积式液压传动) ?组合运用液力传动和机械传动 (2)静液式传动系 ?是通过液体传动介质的静压力能的变化而传动的。发动机输出机械能，通过油泵转换成液能，再由液压马达转换成机械能。 (3)电力式传动系 ?由发动机驱动的发电机与牵引电动机构成，牵引电动机可用一个与传动轴和驱动桥相连，也可以在每个驱动轮上单装一个电动机，还要有减速机构装在车轮边上，这种车轮叫电动轮。 ?二、离合器功用及工作原理 1、离合器的功用与: (1)功用 1)使发动机与传动系逐渐接合，保证汽车平稳起步。 2)暂时切断发动机与传动系的联系，便于发动机的起动和变速器的换档，保证传动系换档时工作平顺。 3)限制所传递转矩，防止传动系过载 (2)对离合器的要求: 1)具有合适的储备能力。既能保证传递发动机最大扭矩，又能防止传动系过载。 2)接合平顺柔和，以保证汽车平稳起步 3)分离迅速彻底，便于换档和发动机起动。 4)具有良好的散热能力。 5)操纵轻便，以减轻驾驶员的疲劳。 6)从动部分的转动惯量应尽量小,以减小换档时的冲击。 2、摩擦片式离合器工作原理 (1)离合器的组成 ?主动部分、从动部分、压紧装置、分离机构和操纵机构 (2)离合器的工作原理(视频) 1)接合状态:弹簧将压盘、飞轮及从动盘互相压紧，发动机的转矩经飞轮及压盘通过摩擦面的摩擦力矩传至从动盘。 2)分离过程:踩下踏板，套在从动盘毂滑槽中的拨叉，便推动从动盘克服压紧弹簧的压力右移而与飞轮分离，摩擦力消失，从而中断了动力传动。 3)接合过程:缓慢地抬起离合器踏板，使从动盘在压紧弹簧压力作用下左移与飞轮恢复接触，二者接触面间的压力逐渐增加，相应的摩擦力矩逐渐增加，离合器从完全打滑、部分打滑，直至完全接合。 3、摩擦离合器主要类型 1)按从动盘数目分为:单片式、双片式、多片式。 轿车和轻中型货车一般采用单片式 2)按压紧弹簧的型式与布置分: 周布弹簧式、中央弹簧式、膜片弹簧式 三、摩擦片式离合器的构造 (一)摩擦片式离合器的基本构造 ?摩擦片式离合器一般由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成。 主动部分 ?主动部分包括飞轮、离合器盖、压盘等机件组成。这部分与发动机曲轴连在一 4个传动片传递起。离合器盖与飞轮靠螺栓连接，压盘与离合器盖之间是靠3, 转矩的。 从动部分 ?从动部分是由单片、双片或多片从动盘所组成，它将主动部分通过摩擦传来的动力传给变速器的输入轴。从动盘由从动盘本体，摩擦片和从动盘毂三个基本部分组成。为了避免转动方向的共振，缓和传动系受到的冲击载荷，大多数汽车都在离合器的从动盘上附装有扭转减震器。 ?为了使汽车能平稳起步，离合器应能柔和接合，这就需要从动盘在轴向具有一定弹性。为此，往往在动盘本体园周部分，沿径向和周向切槽。再将分割形成的扇形部分沿周向翘曲成波浪形，两侧的两片摩擦片分别与其对应的凸起部分相铆接，这样从动盘被压缩时，压紧力随翘曲的扇形部分被压平而逐渐增大，从而达到接合柔和的效果。 3、扭转减振器 ?离合器接合时，发动机发出的转矩经飞轮和压盘传给了动盘两侧的摩擦片，带动从动盘本体和与从动盘本体铆接在一起的减振器盘转动 ?动盘本体和减振器盘又通过六个减振器弹簧把转矩传给了从动盘毂。因为有弹性环节的作用，所以传动系受的转动冲击可以在此得到缓和。传动系中的扭转振动会使从动盘毂相对于动盘本体和减振器盘来回转动，夹在它们之间的阻尼片靠摩擦消耗扭转振动的能量，将扭转振动衰减下来。 压紧机构 ?压紧机构主要由螺旋弹簧或膜片弹簧组成，与主动部分一起旋转，它以离合器盖为依托，将压盘压向飞轮，从而将处于飞轮和盘压间的从动盘压紧。 ?螺旋弹簧分沿周向布置和在中央布置两种。将一个圆柱形或圆锥形弹簧布置在中央的离合器称为中央弹簧离合器。 (二)两种典型的摩擦片式离合器 1、膜片弹簧离合器 (1)结构 1)膜片弹簧:用优质弹簧钢板制成，形状为碟形，开有径向切槽，切槽内端连通，外端为圆孔。两个切槽之间钢板形成一个弹性杠杆，即是压紧弹簧又是分离杠杆 2)压紧装置:压紧装置由压盘、离合器盖、膜片弹簧、支承圈、定位铆钉、分离钩、传动片组成 (2)工作原理(视频): ?膜片弹簧中部两侧由支承圈夹持在离合器盖上，支承圈既是变形支点，压盘周边有多个分离钩与膜片弹簧钩在一起。 (3)膜片弹簧的弹性特性及其特点 : 1)根据对膜片弹簧与螺旋弹簧特性曲线的对比，膜片弹簧分离时的压力小于接合时的压力 2)当摩擦片变薄，螺旋弹簧弹性下降，而膜片弹簧弹力几乎不变，膜片弹簧具有自动调节压紧力的特点膜片弹簧的弹性压力几乎与转速无关，具有高速时压紧力稳定的特点 3)综上所述，膜片弹簧离合器结构简单、轴向尺寸小、良好的弹性性能、能自动调节压紧力、操纵轻便、高速时压紧力稳定、分离杠杆平整不需调整等特点。 在中、小型汽车上广泛应用 2、周布弹簧式离合器:主、从动部分、压紧部分均安装在离合器壳内、外及驾驶室中 (1)主动部分 : 1)发动机飞轮和压盘是离合器的主动部分，离合器盖通过定位销安装在飞轮上，保证同心，盖侧面有散热通风口，压盘的平面和飞轮的平面组成主动件的摩擦面，压盘与离合器盖通过传动片来传递扭矩。 2)特点:没有传动间隙，没有驱动部位磨损问题，维修量小，传动效率高，无冲击噪声及压盘定心性问题 3)缺点:传动片反向承载能力差，汽车反拖时易折 (2)从动部分(含扭转减震器) : 1)主要部件是从动盘(含扭转减振器)，由两片摩擦衬片、从动钢片、从动盘毂组成，从动盘钢片用薄弹簧钢片制成，与从动盘毂铆在一起上边有辐射状槽，防止热变形。衬片应具有较大的摩擦系数，从动盘钢片具有轴向弹性，可使离合器接合柔和，起动平稳，连接方式:钢片与前衬片铆在一起，弹簧片与后衬片铆在一起，最后盘片与弹簧片铆在一起 2)特点:这种结构使后衬片与钢片在从动盘自由状态时有一定间隙，在结合时弹性变形使压紧力逐渐增加产生轴向弹性，接合柔和 (3)压紧机构:沿压盘圆周对称布置的16个弹簧 (4)分离机构:由分离叉和分离杠杆组成 四、离合器的操纵机构 ----机械式和液压式 1、机械式操纵机构有杆式和绳索式两种(视频) 杆式最简单，包括:踏板、拉杆、调节叉、分离叉及回位弹簧组成通过调节叉来调节拉杆的长度，实现踏板自由行程的调节绳索式可以消除位移和变形等缺点多用于微、轻型车 2、液压式操纵机构:(视频) (1)结构:液压操作机构一般由主缸、工作缸和管路系统组成 1)主缸:机械能转化为液压能 2)工作油缸:液压能转化为机械能 (2)优点: 1)活塞皮圈在主缸内滑动，无刮伤现象 2)由阀门控制回路的开启和关闭，油路通面大，回流大，放松速度快 3)油路中的空气随时可自然排空 3、 弹簧助力式操纵机构 1)功用:为了尽可能减小作用在踏板上的力，减轻驾驶员的劳动强度，在离合器操纵机构中运用弹簧助力 2)助力弹簧的作用: ?助力作用由负变正过程是允许的，因为在踏板前一段行程中，要消除自由间隙，离合器压紧弹簧的压缩力不大，总的阻力在允许范围内。在踏板后段行程中，压紧弹簧的压缩量和相应的作用力继续增大到最大值。在离合器彻底分离后，为了变速器换档和制动，往往需要将踏板在最低位置保持一段时间，由此导致驾驶员疲劳，这时最需助力。