汽车构造2
第3节 离合器
仇 斌
汽车传动系－离合器
授课提纲
一、概述 二、摩擦式离合器工作原理 二 摩擦式离合器工作原理 三、离合器盖总成 四、从动盘 五、离合器操纵机构
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汽车传动系－离合器
本节课需要掌握的重点
1、离合器的功用、工作原理和组成 2、膜片弹簧离合器盖总成的结构特点 膜片弹簧离合器盖总成的结构特点 3、从动盘的结构特点
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授课提纲
一、概述 二、摩擦式离合器工作原理 二 摩擦式离合器工作原理 三、离合器盖总成 四、从动盘 五、离合器操纵机构
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1.1 离合器在车上的安装位置
离合器
问题—为什么把离合器布置在发动机和变速器之间？能否放在 变速器和传动轴之间？
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1.2 为什么汽车通常需要有离合器？
通常的汽车是采用内 燃机作为动力，动力 的传递过程往往采用 机械传动方式； 内燃机具有自身的工 作特性（必须要有一 最低转速，全转速范 围内转矩变化小，而 输出功率随转速升高 而增大）。 内燃机的这种特性给汽车正常工作带来什么影响？ 起步和换挡
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1.3 离合器的功用
传递动力－即在汽车 起步过程中柔顺地完 成动力的传递； 切断动力－即在变速 器换档或汽车制动过 程中快速切断动力； 防止传动系统超载 （附加功能）
离合器 踏板 制动 踏板 油门 踏板
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1.4 离合器的类型
尽管汽车离合器有摩擦式、液力式和磁粉式 等几种类型，但与手动变速器配合使用的摩擦式 离 离合器更具有优势，应用最为广泛，因此是本节 课的主要内容。
摩擦式
液力式
磁粉式
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授课提纲
一、概述 二、摩擦式离合器工作原理 二 摩擦式离合器工作原理 三、离合器盖总成 四、从动盘 五、离合器操纵机构
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2.1 工作原理 2.1.1 摩擦传动
1、产生压 紧力N的方 法有哪些？
2、为什么 采用弹簧 压紧？
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2.1.2 摩擦离合器的转矩容量
Tc—转矩容量， N·m μ－摩擦系数，0.25～0.3 Rm－有效作用半径，m N－摩擦面数 P∑－作用在摩擦面上的总压紧力，N Temax－发动机最大转矩，N·m β－离合器后备系数
1、转矩容量（或扭矩容量）是实际传递转矩的大小吗？ 2、β取多大合适？ 3、如何提高转矩容量？
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2.1.3 汽车离合器结构的历史发展概况
2.1.3.1 锥形离合器
在早期研发的各种离合器中，锥形离合器最为成功，它的 原型设计曾装在1889年德国戴姆勒公司生产的钢制车轮的轿车 上。该方案一直延续到20世纪20年代中叶。 上 该方案 直延续到20世纪20年代中叶
飞轮
将发动机飞轮做成内锥孔，作为 离合器的主动件； 从动盘做成外锥体，作为离合器 的从动件，外敷驼毛带、皮革带 等作为摩擦材料； 等作为摩擦材料
从动盘
制造比较容易，摩擦面容易修复， 但重量较大；
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2.1.3.2 蹄-鼓式离合器
飞轮
变速器 输入轴
采用内蹄－鼓式，有利于在 离心力作用下使蹄紧贴鼓面； 摩擦元件为木块、皮革带等； 摩擦元件为木块 皮革带等 重量要轻于锥形离合器； 无论是锥形离合器还是蹄-鼓 式离合器，都容易造成分离 不彻底甚至主、从动件根本 无法分离的自锁现象（当时 摩擦材料的摩擦系数变化很 大，容易引起自锁）
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2.1.3.3 多盘片式离合器
目前广泛采用的单片式离合器的先 驱是多盘片式离合器，单片式离合 器直到1925年后才逐渐在汽车上得 到应用； 到应用 多盘片式离合器的优点是结合比较 平顺，无冲击，盘片都是成对布置 设计，一个钢盘片对着一个青铜盘 片，通常把它们浸在油中工作； 浸在油中的盘片式离合器直径不能 太大，以避免高速时甩油；另外金 属盘片易粘住，不易分离；但毕竟 还是优点大于缺点； 同时期的其它离合器还在原创时期， 性能很不稳定。
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2.1.3.4 单片式离合器
由于石棉基摩擦材料的引入和改进，使 得盘片式离合器能传递更大的转矩，耐 受更高的温度；因而可以采用较小的摩 擦面积，从而减少摩擦片数；这正是由 多片式离合器向单片干式离合器转变的 关键；进入20世纪30年代后，逐渐得到 广泛使用； 早期的单片干式离合器也存在结合不平 顺的问题，但由于具有结构紧凑、散热 好、转动惯量小等优点，所以当时的内 燃机汽车还是经常采用，尤其是成功地 燃机汽车还是经常采用 尤其是成功地 开发了价格便宜的冲压离合器盖以后更 是如此； 多年的实践经验和技术改进使得如今的 单片干式摩擦离合器在结构设计方面相 当完善，在目前和将来一段时间内仍然 会在内燃机汽车上得到普遍采用； 15
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2.2 离合器系统组成
2.2.1 概述
整个摩擦式离合器系 统由两大部分组成：离合 统由两大部分组成 离合 器和离合器操纵机构。
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2.2.2 离合器的组成
2.2.2.1 按功能分
主动部分：离合器 盖、压盘等 从动部分：从动盘、 变速器第一轴 压紧机构：压紧弹 簧 分离装置：分离杠 分离装置 分离杠 杠等
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2.2.2.2 按结构分
主要分为两大块：离合器盖总成和从动盘； 离合器盖总成用螺栓拧到飞轮端面上，中间 夹着从动盘；
离合器组成视频22s
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2.3 摩擦离合器的基本性能要求
能可靠地传递发动机的最大转矩； 接合过程要平顺、柔和，使汽车起步时没有抖动和 冲击； 冲击 分离时要迅速、彻底，操纵轻便； 从动盘的转动惯量要小，以减轻换挡时变速器齿轮 轮齿间的冲击并方便换挡； 高速旋转时具有可靠的强度，应进行动平衡以免受 离心力的影响； 离 影响 应具有吸收振动、冲击和减小噪声的能力； 工作性能稳定可靠，使用寿命长，维修方便，成本 低，环保。
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2.4 摩擦离合器的分类
分类方法
按从动盘片数分 按压紧弹簧的结构形式分 按压紧弹簧的分布分 按离合 是 浸 按离合器是否浸在油中分
类别
单片式 多片式 螺旋弹簧 膜片弹簧 周置弹簧 中央弹簧 干式 湿式
结构特点
从动盘为单片 从动盘为多片 压紧弹簧为螺旋弹簧 压紧弹簧为膜片弹簧 压紧弹簧沿盘圆周分布 压紧弹簧安装在从动盘中央 离合 离合器不与油接触 与 离合器浸入油中
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2.5多盘离合器
采用多盘离合器方案，可以在不增加离合器直径和压紧弹簧压紧力 的情况下，增大离合器的转矩容量（双盘可提高60% ～ 70%）。
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一、概述 二、摩擦式离合器工作原理 二 摩擦式离合器工作原理 三、离合器盖总成 四、从动盘 五、离合器操纵机构
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3.1概述
主要由离合器盖、压盘、压紧弹簧、分离杠杆 等组成
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3.2 离合器盖 作为压紧弹簧和分离杠 杆等的安装壳体，并传递 一部分发动机转矩给压盘； 部分发动机转矩给压盘； 大多数为冲压件，少量 重型车用的是铸造件； 刚度 对中 通风散热
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3 .3 压盘
3.3.1 压盘的结构要求 足够的质量和刚度 合理的结构形状
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3.3.2 压盘的传力方式
传动片传动
传动片式 窗口和凸台式 键式 销式
传动间隙，引起冲击和噪声 传力件之间存在摩擦
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3.4 压紧弹簧
3.4.1 按照压紧弹簧的不同可分为 （1）螺旋弹簧盖总成 （2）膜片弹簧盖总成
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3.4.2 螺旋弹簧盖总成
弹簧布置方式有周布、中央布置和斜向布置等几 种，目前已大部分被膜片弹簧离合器所取代。
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3.4.3 膜片弹簧离合器盖总成
3.4.3.1 概述
膜片弹簧离合器盖总成
螺旋弹簧离合器盖总成
对比一下，膜片弹簧离合器盖总成少了什么？
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3.4.3.2 膜片弹簧
碟簧部分起压 紧弹簧作用 分离指部分起 分离杠杠作用
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3.4.3.3 膜片弹簧离合器的工作过程
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3.4.3.4 膜片弹簧离合器工作原理视频1m22s
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3.4.3.5 膜片弹簧的非线性特性
非线性特性的优势： 磨损后，传递转 矩的能力变化很小 操纵轻便省力
有无办法使 工作点不变？
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3.4.3.6 膜片弹簧的优缺点
优点： （1）结构简单且紧凑，轴向尺寸小，重量轻 （2）具有很好的非线性特性，性能稳定、操纵 （2）具有很好的非线性特性 性能稳定 操纵 轻便 （3）高速时平衡性好 缺点：相对螺旋弹簧，膜片弹簧制造复杂，如 果制造环节控制不好，容易造成分离不彻 底、寿命短等问题（尤其在重型车上）
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3.4.3.7 推式和拉式膜片弹簧离合器
（1）概述 推式：分离指内端受力方向指向压盘； 拉式：分离指内端受力方向离开压盘。
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（2）推式和拉式操纵的区别
分离轴承运动的方向不同； 拉式膜片弹簧安装时的方向和推式相反； 拉式膜片弹簧离合器只有一个支承环， 而推式结构需要有两个； 拉式膜片弹簧作用力的方向永不改变， 因此，在该支承处就不可能出现间隙，即 使支承环有磨损，它也能自动补偿。这是 拉式膜片弹簧离合器的一大优点； 尽管拉式膜片弹簧离合器较推式在性能 上有更多的优点，但由于受到分离轴承机 构设计、拆装复杂等因素的困扰，因此在 许多场合还是宁愿选用推式的结构形式， 或者设法把拉式结构的分离动作改变，使 其分离的运动方向由“拉”改成“推”，
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（3）推式操纵拉式膜片弹簧离合器（自学）
飞轮2与装在曲轴末端上的冲压的驱动盘 14用螺栓相连接，而且冲压的驱动盘14与 离合器压盘6用驱动指销3相连接直接驱动 压盘6，压盘6和从动盘5都在飞轮凹孔之 压盘6 压盘6和从动盘5都在飞轮凹孔之 内，面向发动机，压盘6与冲压的驱动盘 14之间装有拉式膜片弹簧7。分离离合器 时，从变速器输入轴的中心孔内顶出一长 圆杆分离推杆12推动离合器的分离柱塞13 带动分离指使离合器分离； 这种结构形式的优点是简化了拉式膜片 弹簧离合器的分离轴承机构的设计。但是 离合器安装拆卸复杂，而且变速器输入轴 内要加工长孔，因此它仅适用于前置前驱 动两轴式变速器的汽车（为什么？）
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授课提纲
一、概述 二、摩擦式离合器工作原理 二 摩擦式离合器工作原理 三、离合器盖总成 四、从动盘 五、离合器操纵机构
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4.1概述
从动盘有两种结构形式：带扭转 减振器型和不带扭转减振器型； 不带扭转减振器的从动盘结构简 单、重量轻，常用于多盘离合器中； 带扭转减振器的从动盘可消除扭 转振动和避免共振，有利于提高传 动系零件的寿命、降低噪声并容易 使汽车平稳起步。
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4.2 从动盘的结构组成
4.2.1 概述
主要由摩擦片、从动盘 本体、从动盘毂和扭转 减振器（减振弹簧、减 振器盘、阻尼盘、碟形 弹簧等）等组成 从动盘的转动惯量应尽 量小，以减轻换档冲击； 从动盘应具有轴向弹性 从动盘应具有轴向弹性， 以使结合柔和。 从动盘还应具有周向弹 性和阻尼，以缓和和衰 减传动系的扭转振动；
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