汽车底盘构造、原理与检修(上册):汽车传动系统(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-05-14 17:58:28

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作者:赵振宁

出版社:北京理工大学出版社

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汽车底盘构造、原理与检修(上册):汽车传动系统

汽车底盘构造、原理与检修(上册):汽车传动系统试读:

前言

PREFACE

人们对汽车底盘的了解大多停留在诸如离合器、变速箱、驱动桥等一些机械总成部件上,虽然偶尔也涉及一些电控技术,但多为产品的功能介绍,这不利于在实践中解决实际问题。

近年来,随着汽车底盘电控技术的迅速发展,其在实车上的应用越来越普遍,因此急需一些技术细节完整的教材。为了使现代高等教育的内容跟上汽车生产和售后服务的步伐,我们编写了这本书。本书可作为高等院校“新能源汽车技术”“汽车检测与维修”和“汽车电子”等专业的教材,也可供从事相关技术工作的工程开发和售后维修技术人员参考使用。

本书共分八章,第一章汽车传动系统概述;第二章汽车离合器结构原理与检修;第三章手动变速器原理与检修;第四章四轮驱动技术;第五章驱动桥和万向传动原理与检修;第六章机械式自动变速器;第七章液力自动变速器;第八章无级变速器技术。

本书特色:编者具有四年传统汽车修理经验、四年中职授课经验、三年高职授课经验、近两年新能源汽车企业开发和生产经验。本教材内容完整、内容时效性强,采用了任务驱动的结构;技师指导到位。本书由中国汽车技术视频网(chinaautotech.com)全力支持。

本书作者出版教材有《电控发动机原理与检修》《自动变速器原理与检修》《现代汽车新技术》《新能源汽车技术》《混合动力汽车构造、原理与检修》和《汽车底盘构造、原理与检修》等,使用这些教材时,可参考中国汽车技术视频网(chinaautotech.com)作者的讲解,以增加对相关知识的理解。

由于时间仓促,加之编者水平以及本书篇幅所限,书中难免会有错漏之处,希望读者不吝指正,以利于编者把最新最准确的汽车技术展现在读者面前。未经作者同意,严禁复制和摘抄书中任何内容。

本书由赵振宁主编,李明清、徐磊任副主编。李春明担任本书主审,在此对他的工作深表感谢。编者第一部分手动变速器传动系统第一章汽车传动系统概述一、汽车传动系统作用

汽车一般是由发动机、底盘、电气三大系统和车身组成,底盘由传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统四个分系统组成,其中传动系统和制动系统是两个较大的系统。

汽车传动系统是从发动机到驱动车轮所有动力传递装置的总称,其功用是将发动机的动力传给驱动车轮。二、汽车传动系统组成

载货汽车及部分乘用车,其传动系统一般是由离合器、手动变速器、万向传动装置(万向节和传动轴)、驱动桥等组成的,如图1-1所示。汽车若采用自动变速器,则可取代离合器和手动变速器,因为自动变速器兼具离合器和变速器的功用。对于四轮驱动汽车,变速器后还包括分动器。图1-1 汽车传动系统的组成1—离合器;2—变速器;3—传动轴;4—驱动桥;5—差速器;6—半轴;7—主减速器

1.离合器

在汽车传动系统中,能够完成分离和接合作用的装置称为离合器,这里说的离合器是位于发动机和手动变速器之间的离合器。其作用是通过驾驶员迅速踩下离合器踏板,将发动机输往变速器的动力中断,通过慢抬离合器可重新将发动机动力输往变速器。离合器的设计目的是保证有级变速器换挡平顺,必要时可中断动力传递。换挡平顺是在踩下离合器换挡时,通过慢抬离合器来实现的,这时离合器本身就是个无级变速装置,可有效降低换挡瞬间加在发动机上的阻力,防止发动机因转速过度下降而熄火。

2.变速器

能够改变速比(即传动比)的装置称为变速器。变速器的作用是通过操纵换挡杆改变变速器内部的速比值,进而改变变速器的输出扭矩。

3.四驱分动器

两轮驱动时,汽车质量只有一半通过驱动轮作用在地面上,车轮可以利用的附着力仅与一半车重和地面有关,通过采用分动器可将动力传向另外两个车轮,使整车质量通过四个驱动轮作用在地面上。汽车车轮抓地能力增大一倍,这样行驶在冰雪、泥泞和沙地等低附着系数路面上时,发动机的动力能充分发挥出来,避免车轮打滑而损失动力,严重时甚至不能行驶。

4.万向传动装置

万向传动装置由万向节和传动轴组成。变速器和驱动桥在汽车底盘中距地面的高度是不同的,变速器布置得稍高,驱动桥布置得较低,且驱动桥在行驶中存在上下运动,通过万向节和传动轴可实现正常的动力传递。

5.驱动桥

驱动桥由主减速器、差速器和半轴组成。主减速器将传动轴传过来的转速降速增扭后传给差速器壳体,对于后轮驱动的汽车还可改变传动方向。差速器内的半轴齿轮将动力传给两半轴,并允许左右半轴以不同的转速转动,半轴最后将动力传给驱动车轮。三、汽车传动系统的布置

根据发动机与驱动车轮的位置,汽车传动系统布置可划分为发动机前置前轮驱动(简称前置前驱,英文简称FF)、发动机前置后轮驱动(简称前置后驱,英文简称FR)、发动机后置后轮驱动(简称后置后驱,英文简称RR)、四轮驱动(英文简称4WD)等。

发动机前置的优点是操纵性好、发动机散热性好。发动机后置的优点是发动机传到乘客舱的运转噪声小、空气污染小。

驱动轮的布置主要是考虑整车的驱动能力和转向能力,前轮驱动汽车:由于发动机前置,使用载荷较大的车轮作为驱动轮,在多数情况下,转向能力是可以满足的。后轮驱动汽车:对于车身较长的高级轿车,可采用载荷较小的后轮作为驱动轮,主要是考虑让前轮仅用于转向,这在高速行驶时非常有利,同时在急加速时惯性质量后移,后轮载荷会增加,驱动能力也较好。

1.前置后驱

前置后驱是高档加长乘用车、货车和市内公交客车主要采用的形式。发动机布置在汽车前部,动力经离合器、变速器、万向传动装置、驱动桥,最后传到驱动车轮,使汽车行驶(参见图1-1)。

2.前置前驱

前置前驱是国内大多数乘用车采用的布置形式,根据发动机布置的方向又可以分为发动机前横置前驱和前纵置前驱两种,分别如图1-2(a)、(b)所示。发动机布置在汽车前部,动力经离合器、变速器、前驱动桥,最后传到前驱动车轮。变速器与驱动桥之间省去了万向传动装置,使结构简单紧凑,整车质量小,高速行驶时操纵稳定性好。图1-2 发动机前置前轮驱动示意图(a)发动机前横置前轮驱动示意图;(b)发动机前纵置前轮驱动示意图1,9—变速器;2,7—离合器;3,6—发动机;4,11—差速器;5—主减速器;8—变速器输入轴;10—主动齿轮(输出轴);12—车速表齿轮;13—从动齿轮;Ⅰ—一挡齿轮;Ⅱ—二挡齿轮;Ⅲ—三挡齿轮;Ⅳ—四挡齿轮;R—倒挡齿轮

3.后置后驱

如图1-3所示,发动机布置在汽车后部,动力经离合器、变速器、角传动装置、万向传动装置、后驱动桥,最后传到后驱动车轮,使汽车行驶。这种布置形式便于车身内部的布置,可以减小发动机传入乘客舱内的噪声,多用于长途客车。图1-3 发动机后置后轮驱动示意图1—发动机;2—离合器;3—变速器;4—角传动装置;5—万向传动装置;6—后驱动桥

4.四轮驱动

四轮驱动应用在越野汽车或城市运动型四驱上,如图1-4所示,发动机布置在汽车前部,动力经离合器、变速器、分动器、前后万向传动装置,到达前、后驱动桥,从而驱动车轮使汽车行驶。由于四个车轮都是驱动轮,充分利用了整车质量,故提高了汽车的驱动能力。图1-4 四轮驱动示意图1—前驱动桥;2—万向节;3—分动器四、传动系统的维护与保养(一)变速器传动系统

在手动变速器的传动系统中,由于全部通过齿轮传动,没有液压系统,所以定期或定里程更换齿轮油是一个常规工作。在手动变速器、分动器、驱动桥中,采用的都是齿轮油,其中,变速器和分动器的齿轮油黏度相当,驱动桥齿轮间传递的力较大,因此采用黏度和抗压能力更大的齿轮油。

[完成任务]写出图1-1中需要润滑的部位,并上网查找汽油机机油、变速器齿轮油和驱动桥齿轮油的特点。

图1-1中需要润滑的部位:____________________。

汽油机机油特点:____________________。

变速器齿轮油特点:____________________。

驱动桥齿轮油特点:____________________。

目前汽车上常见的自动变速箱都是基于液压传动原理工作的,其工作的正常进行依赖于自动变速箱油ATF(Automatic Transmission Fluid)。ATF在自动变速箱中作为液压介质,具有润滑、冷却的作用。ATF的成分复杂,其基体由石油提炼而成(现在已出现全合成的ATF),另外加上各种功能不同的添加剂,如防锈剂、防泡沫剂、清洁剂、抗磨损剂、抗氧化剂、黏稠度调节剂等,此外还要人为地添加染色剂,以使其明显区别于车上使用的其他液体(主要是发动机机油),避免混淆(通常都是染成红色)。(二)自动变速器油和油底滤网需同时更换

自动变速器油又称ATF油,当达到换油周期或质量发生变化时,应更换ATF油。具体操作方法如下:(1)车辆运行至自动变速器达到正常工作温度(70℃~80℃)后停车熄火。(2)拆下自动变速器油底壳上的放油螺塞,将油底壳内的液压油放净(带有溢流管的将溢流管拆下)。(3)为更换油底壳内的滤网,需拆下油底壳。清洗油底壳时,要将油底壳内磁铁上的铁屑清洗干净后放回原位置。从自动变速器加油口加入规定牌号和数量的液压油。(4)启动发动机,检查自动变速器油面高度。应注意的是由于新加入的油液温度较低,油面高度应在油尺刻线的下限附近,如过低,应继续加油至规定油面高度。行驶至发动机和自动变速器达到正常工作温度时,再次检查油面高度看其是否在油尺刻线的上限附近,如过低,应继续加油直至满足规定要求为止。过多的液压油会导致齿轮变速机构将油打出气泡,使油压降低,气泡会在温度较高时从通气孔中溢出,滴在排气管上易引起火灾,所以应把油放掉一些。

[技师指导]上述只换油底壳内部液压油的换油方法是厂家的标准操作,然而采用这种方法换油,散热器和变矩器内的液压油是不更换的,这种情况下新液压油和旧液压油是混用的。若想换油彻底,可用压缩空气将散热器内的残余液压油吹出。

若ATF液压油严重变质,想换出变矩器内部的液压油时,可先按上述方法换油,然后,启动发动机运转约5min,待变矩器内的液压油流回油底壳后,再次放掉油底壳中的液压油,重新加注ATF液压油。

近年来,服务站也采用专用变速器换油设备换油,方法是将设备串入外部连接散热器的油管内,用设备将油压注入变速器,同时旧油流出变速器。所以,两根管路中要找对从散热器回变速器的油管来注油。

注:有些汽车厂家有规定的换油方法,请参阅相关维修手册。

[完成任务]请从老师处获得你校车型底盘的原厂修理资料,并阅读相关书籍及登录相关技术网站学习汽车底盘知识。

教师给的电子版修理资料名称:____________________;

教师推荐的网站:____________________;

教师推荐的书籍:____________________。第二章汽车离合器结构原理与检修第一节 离合器概述一、离合器的作用

在汽车传动系统中,能够完成分离和接合作用的装置称为离合器,这里说的离合器是位于发动机和手动变速器之间的离合器。其作用是通过驾驶员迅速踩下离合器踏板将发动机输往变速器的动力中断,通过慢抬离合器重新将发动机动力输往变速器。

离合器的设计目的是保证有级变速器换挡平顺,必要时可中断动力传递。换挡平顺是在踩下离合器换挡时,通过慢抬离合器来实现的,这时离合器本身就是个无级变速装置,可有效降低换挡瞬间加在发动机上的阻力,防止发动机转速过度下降或熄火。

[技师指导]变速器在空挡时,离合器踩不到底,变速器将无法挂入其他挡位,特别是在挂倒挡时打齿声明显。另外,若离合器踩不到底,想将在其他挡位的变速器换至空挡也很困难。修理时,操作人员将离合器踩到底,挂倒挡听是否有打齿声,以此作为离合器操纵机构调整是否正确的一个有效方法。二、离合器的设计要求

根据离合器的功用,它应满足以下几个要求。(1)在发动机运转驱动车轮时,能可靠地传递发动机的最大转矩。在汽车紧急制动时,驱动轮瞬间不动,如果发动机与传动系统刚性连接,发动机转速将急剧下降,其所有旋转零件将瞬间停转,惯性力矩会造成传动系统过载而损坏。当有离合器存在且传动系统承受载荷超过离合器所能传递的最大转矩时,离合器便会通过主、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。(2)旋转部分的平衡性好,且从动部分的转动惯量小。(3)具有良好的通风散热能力,防止离合器温度过高。(4)操纵机构应设计得操纵轻便,以减轻驾驶员的疲劳。

[技师指导]离合器分离时,应迅速彻底,接合时应柔和。三、离合器的组成和分类

这里讲的离合器仅指手动变速器的离合器,其组成和分类方式如图2-1所示。图2-1 手动变速器离合器的组成和分类

其中膜片弹簧单片离合器是本书重点,三种操纵机构中以机械操纵机构和液压操纵机构为重点。第二节 膜片单片式离合器一、离合器结构

离合器由离合器总成和操纵机构两部分组成,其中离合器总成由离合器片总成和压盘总成两部分组成。一般离合器的分解图如图2-2所示。图2-2 离合器的分解图1—从动盘;2—传动片;3—压盘;4—膜片弹簧;5—离合器盖;6—支撑环

膜片单片式离合器结构如图2-3所示。由分离轴承经离合器拉索至离合器踏板的部分称为操纵机构,膜片弹簧、压盘及离合器壳等称为压盘总成。图2-3 膜片单片式离合器结构

离合器片也称从动盘,为从动部分,为变速器一轴输入动力;压盘总成和飞轮为主动部分,前接发动机曲轴,而从离合器踏板到分离轴承的部分构成离合器的操纵机构。离合器操纵机构约有10倍的放大能力。

[完成任务]离合器压盘总成中的弹簧的作用是离合器“合”还是“离”:__________;操纵机构的作用是实现离合器的“合”还是“离”:__________。

结合离合器分类,把图2-2中的膜片弹簧换为中央螺旋弹簧称为__________;把图2-2中的膜片弹簧换为圆周均布弹簧称为__________。二、离合器工作原理

如图2-3所示,离合器的工作原理可从驾驶员不踩离合器踏板、踩下离合器踏板和抬起离合器踏板三个动作进行说明。

1.不踩离合器踏板

不踩离合器踏板时,离合器处于接合状态,此时,膜片弹簧的分离指与分离轴承之间有一定的自由间隙。

压紧弹簧将飞轮、从动盘和压盘三者压在一起,发动机的转矩经过飞轮及压盘并通过从动盘两摩擦面的摩擦作用传给从动轴,再由从动轴输入变速器。

1)自由间隙

自由间隙一般为几毫米,其是不能测的,但可通过调节自由间隙来解决驾驶员挂挡打齿的问题。

[完成任务]设计自由间隙的目的是当离合器片磨损变薄后,压盘将向前移动压紧离合器片,膜片弹簧的分离指后移顶靠在分离轴承上,若离合器片进一步磨损将导致膜片弹簧的分离指靠在分离轴承上,膜片弹簧的分离指受力,导致离合器打滑,传递的转矩下降,车辆行驶无力,而且会加速从动盘的磨损。汽车行驶时间越长,这个自由间隙将越__________,所以要调整自由间隙。

如图2-3所示,调节自由行程调节螺母后,若中间段离合器拉索变短,则自由行程是增大还是减小了:__________。

2)踏板自由行程

为了保持合适的离合器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,可以通过调节操纵机构的离合器叉来改变分离拉杆的长度,从而对离合器踏板自由行程进行调整。

[完成任务]踏板自由行程大,还是自由间隙大:__________。

2.踩下离合器踏板

驾驶员迅速踩下离合器踏板,分离轴承在分离叉的推动下,先消除分离轴承与分离指内端之间的间隙,然后推动分离指内端左移,由于膜片弹簧的中间支点在壳体上不动,膜片弹簧外端右移,带动压盘克服压紧弹簧作用力右移,摩擦作用消失,离合器的主、从动部分分离,动力传递被中断。

3.抬起离合器踏板

驾驶员缓慢抬起离合器踏板,在压紧弹簧的作用下,压盘向左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不紧密时,所能传递的摩擦力矩较小,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。在抬起离合器踏板的过程中,离合器有变速作用,这样可把车身负载缓慢加到发动机上,以防止发动机熄火。三、离合器片总成

离合器片(从动盘)总成,由扭转减振器和摩擦片两部分组成。

1.扭转减振器

抬起离合器踏板后,发动机发出的转矩经飞轮和压盘传给从动盘两侧的摩擦片,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。从动盘本体和减振器盘又通过减振器弹簧把转矩传给从动盘毂内的花键,进而传给变速器一轴。由于扭转减振器的作用,与发动机转速同步的扭转振动和传动系统受到的瞬间转动冲击可以得到缓和。传动系统中的扭转振动使从动盘毂相对于从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,从而将扭转振动衰减下来。

如图2-4所示,从动盘的四个粗弹簧和两个细弹簧组成两级减振装置,第一级为预减振装置,第二级为减振弹簧,所以其扭转特性为变刚度(K)特性。图2-4 离合器片总成1—从动盘毂;2—离合器钢板;3—反面铆钉;4—正面铆钉;5—单弹簧;6—扭转减振器钢板;7—双弹簧;8—离合器片

[技师指导]扭转减振器的损坏形式包括支撑环内出现粉末、扭转减振器板开裂(如图2-5所示)、从动盘阻尼片断裂、扭转减振器弹簧断裂(如图2-6所示)、花键磨损等,但这类故障很少,因此因离合器片“正常磨损”而更换离合器片总成是修理时的一个主要作业项目。图2-5 扭转减振器板开裂图2-6 扭转减振器弹簧断裂

如图2-7(a)所示,从动盘钢片周围铆接有波浪形弹簧钢片,摩擦衬片铆接在弹簧钢片上,从动盘钢片与减振器盘铆接在一起,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6个圆周均布的窗孔,减振弹簧装在窗孔中。

如图2-7(b)、(c)所示,当从动盘受到扭转时,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,此时减振弹簧被压缩,以吸收发动机传来的扭转振动。图2-7 带扭转减振器的从动盘(a)结构;(b)不工作时;(c)工作时1,2—摩擦衬片;3—摩擦垫圈;4—蝶形垫圈;5—组装后的从动盘总成;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

[完成任务]根据图2-7,写出从动盘主要部件的连接关系。

在图2-7中,1通过什么穿过11与2连接:__________。5是否包括1~4和6~15:__________。6、8、14上的6个窗口是用来容纳什么的:__________。四、压盘总成

各种类型的离合器压盘总成如图2-8所示。其特点是离合器壳下部是对应的三种弹簧的一种,弹簧下部是压盘,在圆周均布弹簧离合器压盘总成(图2-8(a))中用可调支点来确保四个分离杠杆在同一平面上。从膜片弹簧离合器压盘总成(图2-8(b))中可以看出,膜片弹簧(图2-9)既是压紧弹簧,又是分离杠杆,使结构得到简化。另外,膜片弹簧在压压盘的力较均匀和弹簧刚度K可变化这两点上要优于圆柱螺旋弹簧,且工作可靠、操纵轻便,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。图2-8 各种压盘总成实物(a)圆周均布弹簧离合器压盘总成(推式);(b)膜片弹簧离合器压盘总成(推式);(c)膜片弹簧离合器压盘总成(正拉式);(d)膜片弹簧离合器压盘总成(反拉式)1—支点;2—分离杠杆;3—螺旋弹簧;4,7,12,14—离合器盖(壳);5—压盘;6,13—传动片;8—传动片铆钉;9—膜片弹簧;10—分离指;11—向下凹的膜片弹簧分离指;15—定位孔;16—接发动机曲轴法兰盘图2-9 膜片弹簧构造1—止裂孔;2—分离指

[完成任务]在图2-8中,在圆周均布弹簧离合器中采用了几根弹簧:__________;采用了几个分离杠杆平面可调节支点:__________。离合器壳外沿的大孔为离合器壳与飞轮的连接螺栓位置,共有几个大孔:__________。

[技师指导]铸铁(非冲压)离合器盖开裂、膜片弹簧分离指断裂、传动片断裂、分离杠杆不能到位、分离指异常磨损、压盘龟裂等故障很少,厂家通常可以对上述故障实行三包。而对于超载、高挡起步(如三挡起步)和长时间踩在离合器踏板上引起的离合器过早和异常损坏,以及从动盘片烧蚀、波形片甩圈、压盘盖(壳)或离合器片油污发蓝黑、离合器片出现局部磨损、离合器片油污导致出现镜面化等故障则不实行三包。

离合器盖和飞轮之间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。第三节 膜片式双片离合器

按从动盘的数目,可以将离合器分为单片离合器和双片离合器。乘用车、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,所以单片从动盘就可以满足动力传递的要求。一、双片离合器结构

双片离合器由于增加了一片从动盘,使得在其他条件不变的情况下,比单片离合器所能传递的转矩增大1倍,多用于重型货车和军用车辆上,其结构如图2-10所示。图2-10 膜片式双片离合器结构1—离合器片;2—中间压盘;3—飞轮;4—离合器壳螺栓;5—离合器壳;6—压盘;7—膜片弹簧;8—定位弹簧;9—分离轴承;10—变速器一轴;11—扭转减振器

膜片式双片离合器采用双压盘结构,中间压盘两面为接触面,两个离合器片被膜片弹簧通过压盘叠压在飞轮上。二、拉式双片离合器工作原理

由于以膜片弹簧的外沿为支点,所以离合器的“离”是通过操纵机构控制分离轴承向右移动而实现的,即通过同向“拉动”(图2-10中的分离轴承右移)实现,这是其与支点在中间的推式离合器的主要区别。三、拉式和推式的区别

膜片弹簧离合器根据分离指内端的受力方向不同,可分为推式膜片弹簧离合器和拉式膜片弹簧离合器,如图2-11所示。当分离离合器时,分离指内端受力方向指向压盘的,称为推式膜片弹簧离合器;而分离指内端受力方向为离开压盘的,称为拉式膜片弹簧离合器。图2-11 膜片弹簧离合器(a)推式膜片弹簧离合器;(b)拉式膜片弹簧离合器

推式膜片弹簧离合器的从动盘(离合器片)扭转减振器高出离合器片的突出部分朝向飞轮,中心盘毂较长的部分朝向压盘总成(图2-11(a))。而拉式膜片弹簧离合器的从动盘(离合器片)扭转减振器高出离合器片的突出部分朝向压盘总成,中心盘毂较长的部分朝向飞轮,与推式相反(图2-11(b))。

[完成任务]请根据图2-11写出杠杆比。

推式膜片弹簧离合器杠杆比:__________;拉式膜片弹簧离合器杠杆比:__________。

通过分析这两种膜片弹簧离合器结构可知,推式膜片弹簧离合器支点在离合器壳体内侧,拉式在外侧,在同样压盘尺寸下,拉式膜片弹簧离合器可采用直径较大的膜片弹簧,从而可提高压紧力和转矩。在传递相同转矩的情况下,尺寸较小的拉式膜片弹簧离合器可以代替尺寸较大的推式膜片弹簧离合器。因此,拉式膜片弹簧离合器的结构更简单紧凑,质量更小,从动盘转动惯量也小,可以减小换挡时齿轮轮齿间的冲击,更便于换挡。四、捷达轿车拉式膜片弹簧离合器

在大众捷达轿车的离合器上,压盘总成和飞轮两者位置对调了,飞轮占据了离合器盖的位置,离合器盖通过内部的螺栓与曲轴后端的法兰相连,如图2-12所示。离合器盖12通过螺栓6和中间板10固定在发动机曲轴7上。离合器分离盘8通过卡环11卡在膜片弹簧13的三个定位爪上。离合器从动盘9的花键毂与传动器输入轴4配合,输入轴4为空心轴,离合器分离推杆5从4中穿过。分离推杆的左端与离合器分离轴承1接触,右端则顶在离合器分离盘8的中央凹坑内。飞轮14用9个螺栓15反装在离合器盖12上。图2-12 捷达轿车拉式膜片弹簧离合器图2-12 捷达轿车拉式膜片弹簧离合器(续)(a)变速器与离合器结构;(b)离合器零部件分解图1—离合器分离轴承;2—离合器分离臂;3—传动器总成;4—传动器输入轴;5—离合器分离推杆;6—螺栓:7—发动机曲轴;8—离合器分离盘;9—离合器从动盘;10—中间板;11—卡环;12—离合器盖;13—膜片弹簧;14—飞轮;15—螺栓;16—离合器压盘;17—倒车灯开关

当踩下离合器踏板时,通过一系列操纵机构,使离合器分离臂2转动,推压离合器分离轴承1右移,并使穿过传动器输入轴4的离合器分离推杆5向右轴向移动,推动离合器分离盘8右移,则分离盘推压膜片弹簧分离指右移(分离指内端受力方向为离开压盘),迫使压盘与从动盘分开,从而完成离合器的分离。

[完成任务]请根据图2-12,完成下列问题。

螺栓6经过中间板10将离合器压盘16固定在:__________;飞轮上螺栓15的作用是什么:__________;离合器从动盘夹在__________和__________之间。卡环11的作用是支撑分离盘8在膜片弹簧的分离指上,防止其在重力作用下从压盘16内部中心下落,导致不同心。

离合器分离推杆向右移动而推动离合器分离盘8时,离合器压盘16是左移,还是右移:__________。实物在变速器左侧离合器分离推杆5的左端有分离轴承,一般汽车离合器分离轴承是放在:__________;而捷达轿车的分离轴承放在变速器后壳体内。

驾驶员若开车时有带离合器踏板的习惯,离合器分离推杆5会在离合器分离盘8中间磨个洞,这将导致什么故障出现:__________。第四节 离合器操纵机构结构、原理及检修

汽车离合器操纵机构是驾驶员用来控制离合器分离,又使之柔和接合的一套机构,它开始于离合器踏板,终止于离合器壳内的分离轴承。

由于离合器使用频繁,因此要求离合器操纵机构操作轻便,轻便性包括两个方面:(1)加在离合器踏板上的力不大,操纵机构就应能实现离合器分离;(2)离合器操纵机构要有手动或自动离合器行程调节机构。

离合器操纵机构按分离时所需的能源不同,可分为机械式、液压式、助力式,其中助力式有轿车的弹簧助力式和货车液压控制形式的气压助力式。

在众多的操纵机构中,液压控制式的气压助力操纵机构因操纵轻便、布置简单而广泛应用于中、重型汽车中。一、机械式操纵机构

机械式操纵机构有杆式和绳索式两种。从离合器自由间隙调整看,绳索式可分为自调式和手调式两种,而杆式只有手调式。

杆式操纵机构结构简单,工作可靠,广泛应用于各种类型的汽车上。但杆式操纵机构杆件间铰接多,传动时摩擦损失大,车架或车身变形以及发动机位移都会影响其正常工作。

绳索式操纵机构如图2-13所示,可克服杆式操纵机构的一些缺点,并能采用便于驾驶员操纵的吊挂式踏板。但绳索寿命较短,拉伸刚度较小,故只适用于轻型、微型汽车中。图2-13 绳索式操纵机构(绳索外护套省略)1—分离轴承;2—复位弹簧;3—分离轴;4—传动臂;5—拉索;6—踏板

[技师指导]离合器拉索突然断开导致离合器无法分离,只能靠路边停车,这是常见故障。离合器拉索在护套内会因为受潮、长期磨损而生锈,所以要定期用润滑脂润滑,否则离合器拉索容易断裂。

离合器拉索为软钢丝线,装在用螺旋金属做骨架的塑料管中,塑料管一旦内部摩擦产生拉毛会导致离合器踩踏沉重,抬离合器踏板也沉重。

如图2-14所示,捷达轿车的离合器间隙采用自调式设计,自调结构设计在离合器拉索上。图2-14 捷达轿车离合器的自调式拉索1—摆臂;2—拉索支架;3—上挂钩;4—提拉扣

[技师指导]首先说一下拆卸,拆卸时,首先在机舱内看一下拉索,如果是原厂的,那么在拉索上会有一个白色的塑料提拉扣,将这个塑料提拉扣卡到拉索上,拉索会有自由间隙。将离合器摆臂上的插片拿掉,然后到驾驶室内,从刹车踏板上方挂钩处将拉索拿下来。安装时塑料提拉扣不用再卡到拉索上。

如果要用其他汽车的自调拉索替代,则需要重新调整,在调整的时候,一般可用倒挡是否打齿来检验离合器是否完全分离开。

若感觉离合器踏板越来越高,几乎没有自由行程,同时离合器拉索原始弧度变得平坦,则说明离合器片变薄了。

若捷达轿车自调式离合器的自调结构失效,则可通过在摇臂处加垫片来缩短离合器行程。二、液压式操纵机构的结构

液压式操纵机构具有摩擦阻力小、质量小、布置方便、接合柔和等优点,目前应用于各种类型的车上。液压式操纵机构的结构如图2-15所示,主要由离合器踏板、储液罐、离合器主缸(总泵)、离合器工作缸(分泵)、油管、分离板(分离叉)、分离轴承等组成。图2-15 液压式操纵机构的结构1—离合器助力装置;2—停止杆;3—离合器主缸推杆;4—离合器主缸;5—金属管;6—橡胶软管;7—放气螺塞;8—离合器分泵;9—变速器一轴;10—离合器分泵推杆;11—变速器壳体

离合器主缸一般不单设计独立的储液罐,通常从制动主缸上的储液罐分出一根制动液管进入离合器主缸作为离合器主缸的液压油源,即制动主缸和离合器主缸共用储液罐。

[技师指导]液压式操纵机构主要的维修工作是更换总泵和分泵,两项工作都要对分泵进行放气。

1.离合器主缸结构

离合器主缸的结构如图2-16所示,离合器踏板处于完全放松位置时,在主缸的回位弹簧作用下,活塞皮碗位于补偿孔与进油孔之间,两孔均打开。主缸补偿孔的作用是使受热膨胀的制动液返回储液罐,进油孔使制动液进入活塞皮碗后部,在抬起离合器踏板时,为防止左侧产生真空,制动液可从右侧越过皮碗进入左侧。图2-16 离合器主缸的结构(活塞上的轴向小孔未画出)1—补偿孔;2—接制动主缸储液罐;3—进油孔;4—活塞;5—活塞油封;6—防尘罩;7—推杆;8—活塞油封;9—接出油管

当踩下离合器踏板时,通过主缸推杆使总泵活塞向前移动,弹簧被压缩。当皮碗将补偿孔关闭后,管路中油液受压,压力增大。在油压作用下,离合器分泵活塞向前移动,并推动分离叉推杆,使分离叉推杆转动,从而带动分离套筒、分离杠杆等使离合器分离。

当迅速放松离合器踏板时,回位弹簧使离合器总泵活塞较快后移,而由于油液在管路中流动受到一定阻力,流动较慢,因此活塞前面可能形成一定的真空度。在左右压力差作用下,少量油液经进油孔推开弹簧片和皮碗形成的单向阀,由皮碗间隙中流到左面弥补真空。当原先已由总泵压到分泵的油液重新回到主缸时,由于已有少量补偿油经单向阀流入,故总油量过多,多余的油即从补偿孔流回储油室。当液压系统因泄漏而使油液容积变化时,则借补偿孔适时地增减整个油路中的油量,以保证正常油压和液压系统的工作可靠性。

[技师指导]补偿孔是为不踩离合器踏板时设计的,进油孔是为抬起离合器踏板时设计的。

[技师指导]更换离合器主缸常见故障。

更换离合器主缸时,导致对分泵放气时无油从分泵放气螺塞处喷出的原因是离合器主缸推杆调整不正确,导致活塞伸入缸内过多,补偿孔无法进油。正确的活塞位置应在补偿孔和进油孔之间。调整方法是重新旋松推杆叉锁紧螺母(见图2-17),转动推杆叉,再锁紧锁紧螺母,直至有油从离合器工作缸放气螺塞处流出。图2-17 离合器主缸活塞位置调节1—离合器主缸;2—推杆叉锁紧螺母;3—推杆叉;4—离合器踏板销轴从此孔穿过

[技师指导]离合器分缸也可以直接装在分离轴承内部,这样在变速器外部是看不到离合器分缸的。

维护和保养:离合器储液罐液面高度检查。

在离合器储液罐内,离合器液(制动液)面的高度应在“MAX”最大和“MIN”最小位置之间,少则补加,但不可超过MAX。如果离合器液溅到油漆表面,应立即用水冲洗,以避免损坏油漆表面。

维护和保养:离合器液压操纵机构泄漏检查。

液压操纵机构泄漏检查主要是检查主缸与油管、工作缸与油管及油封等部位是否有离合器液的痕迹。

2.离合器工作缸结构

离合器工作缸的结构如图2-18所示,工作缸内装有活塞、皮碗和推杆等,缸体上还设有放气螺塞。当管路内有空气而影响操纵时,可拧松放气螺塞进行放气。工作缸活塞直径略大于主缸活塞直径,故液压系统稍有增力作用,就可以补偿液流通道的压力损失。图2-18 离合器工作缸结构1—推杆;2—进油孔;3—放气螺塞;4—密封圈;5—活塞

当踩下离合器踏板时,离合器主缸油液进入离合器分缸。在油压作用下,工作缸活塞左移(如图2-18左边箭头所示),推动推杆,使分离叉在支点上摆动,从而带动分离轴承使离合器分离。

[技师指导]离合器液压系统放气。

离合器液压操纵系统经过检修之后,管路内可能进入空气,添加制动液时也可能使液压系统进入空气。空气进入后,由于缩短了主缸推杆行程即踏板工作行程,从而使离合器分离不彻底。因此,液压系统检修后或液压系统进入空气时,应排出液压系统中的空气。“二人协作”排气方法如下:(1)将主缸储液罐中的制动液加至规定高度,甲上车操纵离合器踏板,乙举升起汽车。(2)乙在离合器工作缸的放气阀上安装一透明软管,软管连接到一个用于盛装制动液的容器内。(3)排空气需要两个人配合工作,甲以1Hz的频率踩踏离合器踏板数次,一般为8~10次,车上甲感到踏板升高同时踩下踏板的阻力增大时,车下乙听到规定的次数后,会叫车上甲踩住离合器踏板不动,同时车下乙拧松放气阀直至制动液开始流出,然后再拧紧放气阀。(4)按上述方法连续操作几次,直到流出的制动液中没有气泡为止。(5)空气排除干净之后,需要再次检查及调整踏板自由行程。(6)再次检查主缸储液罐液面高度,必要时添加制动液。

也可以使用专用工具和维修设备给离合器工作缸排气,方法是排气设备与储液罐口螺纹对接,向储液罐中充入0.2MPa的压力给系统供气,打开排气阀,排出约100mL的制动液,关闭排气阀。

3.弹簧助力式操纵机构

为了尽可能减小作用于离合器踏板上的力,降低驾驶员的劳动强度,有的离合器采用了弹簧助力式操纵机构。

图2-19所示为某乘用车弹簧助力式操纵机构示意图。当离合器踏板完全放松,即离合器接合时,助力弹簧轴线位于踏板转轴下方。踩下离合器踏板,踏板绕自身转轴顺时针转动,压缩助力弹簧,此时助力弹簧起阻碍作用,即助力弹簧的伸张力产生一个阻碍踏板转动的逆时针力矩,但这个力矩是比较小的。当踏板转动到助力弹簧的轴线与踏板转轴处于一条直线上时,该阻碍力矩为零。随着踏板的进一步踩下,助力弹簧轴线位于踏板转轴上方,此时助力弹簧的伸张力产生一个有助于踏板转动的顺时针力矩。在踏板后段行程中是最需要助力作用的,因此,这种弹簧助力式操纵机构可以有效地减轻驾驶员的疲劳。图2-19 拉索式离合器的弹簧助力式操纵机构

[完成任务]在图2-20中找出弹簧助力式操纵机构的元件代号,并写在横线上。

____________________。图2-20 大众液压离合器的踏板组件(带有弹簧助力的操纵机构)1—横隔板;2—密封垫;3—离合器安装支架;4—螺栓;5—加速踏板和制动踏板支架;6,8,13,19—自锁六角螺母(25N·m);7—连接板;9—安装衬套;10—支撑销;11—离合器踏板;12—定位器;14—总泵;15—总泵供油管(从制动液罐引出);16—偏心弹簧;17—偏心弹簧座;18—限位器

[技师指导]在讲解离合器原理时,大多只注重离合器本身的原理,而忽略了对操纵机构具体结构的说明,结果在实际操作中经常出现操纵机构安装不正确的问题。三、液压操纵气压助力机构

如图2-21(a)、(b)所示,汽车液压操纵气压助力机构由离合器踏板、离合器液压主缸(总泵)、储油筒、气压助力液压工作缸、油管、分离叉、分离轴承、气压源等组成。

驾驶员通过离合器踏板,将液压主缸中的压力油推入气压助力液压工作缸的压力缸,一方面作为工作压力,作用于液压工作缸的活塞上;另一方面作为控制压力,打开工作缸气阀门,从气压源来的压缩空气作用在气压缸的活塞上。这样,气压助力液压工作缸的工作推杆上的活塞受到来自主缸的液压作用力和助力缸作用力的合力,通过推杆传到离合器分离叉,推动分离轴承,分离轴承推动离合器的分离指,使离合器摩擦片与发动机飞轮脱离,从而达到分离离合器的目的。当离合器踏板位于某一位置时,油管中的油压保持一定,气压助力的进气阀门关闭,整个系统达到平衡状态。气压助力液压缸的输出力与所需的踏板力呈递增函数关系,在离合器踏板回升的过程(即离合器接合的过程)中也存在着这样的关系。当抬起脚使踏板回升时,离合器分离指的力作用于分离轴承,通过分离叉作用于工作缸的推杆上,将工作缸里的油压回主缸并送到储油筒中。这样,离合器摩擦片与飞轮接合,汽车可以起步。如果气压助力系统失效,驾驶员只要将离合器踏板的行程稍微加大,同时加大踏板力以形成足够的液压,直接推动液压工作缸中的活塞,即可使离合器分离。图2-21 液压操纵气压助力机构(a)液压操纵气压助力机构结构图;(b)液压操纵气压助力机构实物图1—储油筒;2—总泵推杆;3—离合器总泵;4—离合器踏板;5—飞轮;6—离合器压盘;7—分离杠杆;8—离合器片;9—分离轴承;10—油管;11—助力器;12—放气螺塞;13—通气孔;14—储气筒

[技师指导]制动储气筒气压不足会导致离合器分离不彻底。另外助力气缸有间隙可调式和自调式两种。四、分离轴承和分离叉

操纵机构的作用是使离合器分离,从踏板到分离轴承的部件中,最末端两部件是分离轴承和分离叉。分离轴承结构和实物分别如图2-22和图2-23所示。长时间使用后,轴承会在驾驶员踩下离合器踏板时产生“嗡嗡”的异响。从车上抬下变速器时,分离轴承会有很厚的油泥,只要不产生异响,就不影响使用,切勿用汽油洗净油泥,因为汽油会将分离轴承内的润滑脂洗掉。图2-22 分离轴承结构1—膜片弹簧;2—分离轴承外圈;3—分离轴承内圈;4—导向套;5—分离叉;6—分离轴承;7—变速器一轴(离合器的输出)

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