商用车底盘构造与维修
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第二节 离合器

一、离合器概述

当商用车采用机械式传动系时,在发动机与变速器之间装设离合器。如图2-2-1所示。

图2-2-1 机械式传动系

(一)离合器的功用

离合器的功用有如下三个方面。

1.使发动机与传动系逐渐接合,保证商用车平稳起步

商用车起步时,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。当牵引力足以克服商用车起步时的行驶阻力时,商用车便由静止开始缓慢逐渐加速,实现平稳起步。

2.暂时切断发动机的动力传动,保证变速器换挡平顺

商用车在行驶过程中,由于行驶条件的变换,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输,便于退出原有齿轮副的啮合、进入新齿轮副的啮合。如果没有离合器或离合器分离不彻底使动力不能完全中断,原有齿轮副之间会因压力大而难以脱开,而待啮合齿轮副之间因圆周速度不同而难以进入啮合,勉强啮合会产生很大的冲击和噪声,甚至会打齿。

3.限制所传递的转矩,防止传动系过载

商用车紧急制动时,如果发动机与传动系刚性连接,发动机转速将急剧下降,其所有零件将产生很大的惯性力矩,这一力矩作用于传动系,会造成传动系过载而使其机件损坏。有了离合器,当传动系承受载荷超过离合器所能传递的最大转矩时,离合器会通过主、从动部分之间的打滑来消除这一危险,从而起到过载保护的目的。

(二)对离合器的要求

根据离合器的功用,它应满足下列要求。

①保证可靠地传递发动机的最大转矩又能防止传动系过载。

②接合时应平顺柔和,保证商用车平稳起步,减少冲击。

③分离时应迅速彻底,保证变速器换挡平顺和发动机启动顺利。

④旋转部分的平衡性好,且从动部分的转动惯量小。

⑤具有良好的通风散热能力,防止离合器温度过高。

⑥操纵轻便,以减轻驾驶员的疲劳。

(三)离合器的分类

商用车上应用的离合器主要有以下三种形式。

(1) 摩擦离合器 指利用主、从动部分的摩擦作用来传递转矩的离合器。目前在商用车上广泛采用。摩擦式离合器又分为湿式和干式两种。

①按照从动盘的数目来分:单片式、双片式和多片式。

②按照操纵机构来分:机械式、液压式和气压式。

③按照压紧弹簧形式来分:周布弹簧式、中央弹簧式和膜片弹簧式。

(2) 液力偶合器 指利用液体作为传动介质的离合器。原来多用于自动变速器,目前在商用车几乎不采用。

(3) 电磁离合器 指利用磁力传动的离合器,如在空调中应用的就是这种离合器。

二、摩擦离合器的结构和工作原理

(一)摩擦离合器的基本组成和工作原理

1.基本组成

摩擦离合器由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成,如图2-2-2所示。

图2-2-2 摩擦离合器的基本组成示意图

1—曲轴;2—从动轴(变速器一轴);3—从动盘;4—飞轮;5—压盘;6—离合器盖;7—分离杠杆;8,10,15—回位弹簧;9—分离轴承和分离套筒;11—分离叉;12—离合器踏板;13—分离拉杆;14—分离拉杆调节叉;16—压紧弹簧;17—从动盘摩擦片;18—轴承

(1)主动部分 主动部分包括飞轮、离合器盖、压盘等机件,如图2-2-3所示。这部分与发动机曲轴连在一起。离合器盖与飞轮靠螺栓连接,压盘与离合器盖之间是靠3~4个传动片传递转矩的。

图2-2-3 主动部分

(2)从动部分及扭转减振器 从动部分由单片、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,如图2-2-4所示。为了避免转动方向的共振,缓和传动系受到的冲击载荷,大多数商用车都在离合器的从动盘上附装有扭转减振器。离合器接合时,发动机发出的转矩经飞轮和压盘传给了从动盘两侧的摩擦片,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,从动盘本体和减振器盘又通过四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,将扭转振动衰减下来。

图2-2-4 从动盘

为了使商用车能平稳起步,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,往往在从动盘本体圆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)压紧机构 压紧机构主要由螺旋弹簧或膜片弹簧组成,如图2-2-5所示。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。

图2-2-5 压紧机构

(4)操纵机构 操纵机构由离合器踏板、分离拉杆、调节叉、分离叉、分离套筒、分离轴承、分离杠杆、回位弹簧等组成。

2.工作原理

(1)接合状态 离合器在接合状态下,操纵机构各部件在回位弹簧的作用下回到图2-2-2所示的各自位置,分离杠杆内端与分离轴承之间保持有一定的间隙,压紧弹簧将飞轮、从动盘和压盘三者压紧在一起,发动机的转矩经过飞轮及压盘通过从动盘两摩擦面的摩擦作用传给从动盘,再由从动轴输入变速器。

(2)分离过程 分离离合器时,驾驶员踩下离合器踏板,分离套筒和分离轴承在分离叉的推动下,先消除分离轴承与分离杠杆内端之间的间隙,然后推动分离杠杆内端前移,使分离杠杆外端带动压盘克服压紧弹簧作用力后移,摩擦作用消失,离合器的主、从动部分分离,中断动力传动,如图2-2-6分离时。

(3)接合过程 接合离合器时,驾驶员缓慢抬起离合器踏板,在压紧弹簧的作用下,压盘向前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还不紧密时,所能传动的摩擦力矩较小,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,如图2-2-6所示。

图2-2-6 接合过程

3.离合器自由间隙和离合器踏板自由行程

离合器在正常接合状态下,分离杠杆内端与分离轴承之间应留有一个间隙,一般为几毫米,这个间隙称为离合器自由间隙。如果没有自由间隙,从动盘摩擦片磨损变薄后压盘将不能向前移动压紧从动盘,这将导致离合器打滑,使离合器传动转矩下降,车辆行驶无力,而且会加速从动盘的磨损。

为了消除离合器的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。可以通过拧动调节叉来改变分离拉杆的长度对踏板自由行程进行调整。

(二)典型的摩擦片式离合器

1.膜片弹簧离合器

膜片弹簧离合器目前在各种类型的商用车上都广泛应用,其构造如图2-2-7~图2-2-9所示。

图2-2-7 膜片弹簧离合器的构造

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

图2-2-8 膜片弹簧离合器盖和压盘分解图

1—离合器盖;2—膜片弹簧;3—压盘;4—传动片;5—从动盘;6—支承环

图2-2-9 膜片弹簧离合器盖和压盘示意图

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

(1)构造 膜片弹簧离合器由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构组成,操纵机构将在稍后进行介绍。

主动部分由飞轮、离合器盖和压盘组成。离合器盖通过螺栓固定在飞轮上,为了保持正确的安装位置,离合器盖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。

从动部分包括从动盘和从动轴,从动盘一般都带有扭转减振器。发动机传到传动系的转速和转矩是周期性变化的,使传动系产生扭转振动,这将使传动系的零部件受到冲击性交变载荷,使寿命下降、零件损坏。采用扭转减振器可以有效地防止传动系的扭转振动。带扭转减振器的从动盘的结构和原理如图2-2-10所示。

图2-2-10 带扭转减振器的从动盘

1,2—摩擦衬片;3—摩擦垫圈;4—碟形垫圈;5—装合后的从动盘总成;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

从动盘钢片外圆周铆接有波浪形弹簧钢片,摩擦衬片分别铆接在弹簧钢片上,从动盘钢片与减振器盘铆接在一起,这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六个圆周均布的窗孔,减振弹簧装在窗孔中。

当从动盘受到转矩时,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,此时弹簧将被压缩,吸收发动机传来的扭转振动。

压紧机构是膜片弹簧,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。

(2)原理 如图2-2-11所示。当离合器盖未安装到飞轮上时,膜片弹簧不受力而处于自由状态,此时离合器盖与飞轮之间有一距离S,如图2-2-11(a)所示。当离合器盖通过螺栓固定在飞轮上时,膜片弹簧在支承环处受压产生弹性变形,此时膜片弹簧的外圆周对压盘产生压紧力使离合器处于接合状态,如图2-2-11(b)所示。当踩下离合器踏板时,分离轴承推动膜片弹簧,使膜片弹簧以支承环为支点外圆周向后翘起,通过分离钩拉动压盘后移使离合器分离,如图2-2-11(c)所示。

图2-2-11 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

从上面的介绍中可以看出,膜片弹簧既是压紧弹簧,又是分离杠杆,使结构简化了。另外膜片弹簧的弹簧特性优于圆柱螺旋弹簧,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。

2.周布弹簧离合器

(1)单片周布弹簧离合器 单片周布弹簧离合器的构造如图2-2-12所示。解放CA1091、东风EQ1090、北京吉普BJ2020等车辆采用的为此种离合器。

图2-2-12 周布弹簧离合器

1—分离轴承;2—离合器盖;3—分离杠杆;4—压盘;5—从动盘;6—压紧弹簧

①主动部分和从动部分 单片周布弹簧离合器的主动部分、从动部分的结构与膜片弹簧离合器基本相同。

②压紧机构 单片周布弹簧离合器的压紧机构由若干根螺旋弹簧组成,螺旋弹簧沿压盘周向对称布置,装在压盘和离合器盖之间。

③分离机构 由分离叉和分离杠杆组成。

(2)双片周布弹簧离合器 双片周布弹簧离合器有两个从动盘和两个压盘,常用于重型货车。如图2-2-13所示。

图2-2-13 双片周布弹簧离合器

三、离合器操纵结构

离合器的操纵机构是驾驶员借以使离合器分离、又使之柔和接合的一套机构,它起始于离合器踏板,终止于分离杠杆。

按照分离离合器时所需操纵能源的不同,离合器操纵机构分为人力式和助力式。人力式又可以分为机械式和液压式的;助力式又可以分为气压助力式和弹簧助力式。人力式操纵机构是以驾驶员作用在踏板上的力作为唯一的操纵能源。助力式操纵机构除了驾驶员的力以外,一般主要以其他形式的能源作为操纵能源。

1.机械式操纵机构

机械式操纵机构有杆系传动和绳索传动两种形式。

杆系传动机构如图2-2-14所示,其结构简单,工作可靠,广泛应用于各型商用车上。例如东风EQ1090E型商用车即为杆系传动机构。但杆系传动中杆件间铰接多,摩擦损失大,车架或车身变形以及发动机位移时会影响其正常工作。

图2-2-14 杆系传动机构

绳索传动机构如图2-2-15所示,可消除杆系传动机构的一些缺点,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、微型商用车和轿车。例如捷达轿车、早期的桑塔纳轿车离合器的操纵机构中就采用了绳索传动机构。

图2-2-15 绳索传动机构

2.液压式操纵机构

液压式操纵机构的示意图如图2-2-16所示,主要由主缸、工作缸和管路系统等组成。目前液压式操纵机构在各类型车上应用广泛。

图2-2-16 液压式操纵机构示意图

下面介绍液压式操纵机构的构造。离合器液压操纵系统由离合器踏板、储液罐、进油软管、离合器主缸、离合器工作缸、油管总成、分离叉、分离轴承等组成,如图2-2-17所示。

图2-2-17 离合器液压操纵系统

1—变速器壳体;2—分离叉;3—工作缸;4—储液罐;5—进油软管;6—助力弹簧;7—推杆接头;8—离合器踏板;9—油管总成;10—主缸;11—分离轴承

储液罐有两个出油孔,分别把制动液供给制动主缸和离合器主缸。

离合器主缸的结构如图2-2-18所示,主缸体借补偿孔A、进油孔B通过进油软管与储液罐相通。主缸内装有活塞,活塞中部较细,且为“十”字形断面,使活塞右方的主缸内腔形成油室。活塞两端装有皮碗。活塞左端中部装有单向阀,经小孔与活塞右方主缸内腔的油室相通。当离合器踏板处于初始位置时,活塞左端皮碗位于补偿孔A与进油孔B之间,两孔均开放。

图2-2-18 离合器主缸的结构

1—保护塞;2—壳体;3—管接头;4—皮碗;5—阀芯;6—固定螺栓;7—卡簧;8—挡圈;9—护套;10—推杆;11—保护套;A—补偿孔;B—进油孔

离合器工作缸的结构如图2-2-19所示,工作缸内装有活塞、皮碗、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,以补偿液流通道的压力损失。

图2-2-19 离合器工作缸的结构

1—壳体;2—活塞;3—管接头;4—皮碗;5—挡圈;6—保护套;7—推杆;A—放气孔;B—进油孔

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,减轻驾驶员的劳动强度,在有的离合器操纵机构中采用弹簧助力式操纵机构。

如图2-2-20所示为弹簧助力式操纵机构的示意图。当离合器踏板完全放松时,即离合器接合,此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,此时助力弹簧实际是起到阻碍的作用,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FL,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FL。在踏板后段行程是最需要助力作用的,因而这种弹簧助力式操纵机构可以有效地减轻驾驶员疲劳。

图2-2-20 弹簧助力式操纵机构

四、离合器的维护及维修要点

(一)离合器的拆卸和安装

1.离合器的拆卸

首先拆下变速器。用专用工具将飞轮固定,然后逐渐将离合器压盘的固定螺栓对角拧松,取下离合器盖及压盘总成,并取下离合器从动盘。然后分解离合器各部件。

2.离合器的安装

用专用工具将飞轮固定。用专用工具将离合器从动盘定位于飞轮和压盘中心。装上紧固螺栓,并用25N·m的力矩对角逐渐旋紧。

(二)离合器的检修

1.从动盘的检查

先目视检查,看从动盘摩擦片是否有裂纹、铆钉外露、减振器弹簧断裂等情况,如果有则更换从动盘。

再检查从动盘的端面圆跳动。在距从动盘外边缘2.5mm处测量,离合器从动盘最大端面圆跳动为0.4mm,测量方法如图2-2-21所示。如果不符合要求,可用板钳校正或更换从动盘。

图2-2-21 从动盘端面圆跳动的检查

最后检查从动盘摩擦片的磨损程度。摩擦片的磨损程度可用游标卡尺进行测量,如图2-2-22所示。铆钉头埋入深度应不小于0.20mm。如果检查结果超过要求,则应更换从动盘。

图2-2-22 摩擦片磨损的检查

注意:检查的是铆钉头的深度,即浅处的深度。

2.压盘和离合器盖

压盘损伤主要是翘曲、破裂或过度磨损等。

先检查压盘表面光洁度。压盘表面不应有明显的沟槽,沟槽深度应小于0.30mm。轻微的磨损可用油石修平。

再检查压盘平面度。检查方法如图2-2-23所示,用钢直尺压在压盘上,然后用塞尺测量。离合器压盘平面度不应超过0.2mm。

图2-2-23 压盘平面度的检查

压盘平面度或表面光洁度超过要求可用平面磨床磨平或车床车平,但磨、车的厚度应小于2mm,否则应更换压盘。

离合器盖与飞轮的接合面的平面度应小于0.5mm,如有翘曲、裂纹、螺纹磨损等应更换离合器盖。

3.膜片弹簧

先检查膜片弹簧的磨损程度。如图2-2-24所示用游标卡尺测量膜片弹簧与分离轴承接触部位磨损的深度和宽度。深度应小于0.6mm,宽度应小于5mm,否则应更换。

图2-2-24 膜片弹簧磨损的检查

再检查膜片弹簧的变形。如图2-2-25所示用专业工具盖住弹簧分离指内端(小端),然后用塞尺测量弹簧分离指内端与专用工具之间的间隙。弹簧分离指内端应在同一平面内,间隙不应超过0.5mm。否则用维修工具将变形过大的弹簧分离指翘起以进行调整。

图2-2-25 膜片弹簧变形的检修

4.分离轴承

如图2-2-26所示用手固定分离轴承内圈,转动外圈,同时在轴向施加压力,如有阻滞或有明显间隙感时,应更换分离轴承。

图2-2-26 分离轴承的检查

分离轴承通常是一次性加注润滑脂。维护时切勿随意拆卸清洗。若有脏污,可用干净抹布擦净表面。

5.飞轮

首先进行目视检查,检查齿圈轮齿是否磨损或打齿,检查飞轮端面是否有烧蚀、沟槽、翘曲和裂纹等,如果有则应修理或更换飞轮。

再检查飞轮上导向轴承。如图2-2-27所示用手转动轴承,在轴向加力,如果有阻滞或有明显间隙感,则应更换轴承。

图2-2-27 飞轮上导向轴承的检查

最后检查飞轮端面的圆跳动。如图2-2-28所示将百分表安装在发动机机体上,百分表表针抵在飞轮的最外圈,转动飞轮,测量飞轮的端面圆跳动,应小于0.1mm。如果端面圆跳动超过标准,应修磨或更换飞轮。

图2-2-28 飞轮端面圆跳动的检查

飞轮每次拆卸后,应更换连接螺栓。将飞轮安装到曲轴上时,应按对角线逐次以规定的力矩拧紧。

(三)离合器液压操纵系统的拆装、检修

1. 离合器主缸的拆卸与分解

(1)拆卸 取下离合器踏板与主缸推杆叉的连接销轴。从主缸上拧下进油管和出油管接头。拧下主缸固定螺栓,拉出主缸。

在解体离合器主缸前,应排净主缸中的制动液。

(2)分解 取下防尘罩,用旋具或卡环钳拆下卡环,拉出主缸推杆、压盖和活塞。

2.离合器工作缸的拆卸与分解

(1)拆卸 拧下工作缸进油管接头,再拆下工作缸固定螺栓,即可拉出工作缸。

(2)分解 拉出工作缸推杆,拆下防尘罩,然后用压缩空气将工作缸活塞从缸筒内压出来。

3. 主缸、工作缸的检修

主缸和工作缸是离合器液压操纵系统的主要部件,其工作性能的好坏直接影响离合器的工作性能。当出现缸筒内壁磨损超过0.125mm,活塞与缸筒的间隙超过0.20mm,皮碗老化及回位弹簧失效等情况时,应更换相应零件。

4.离合器主缸、工作缸的装配

主缸和工作缸的装配,按拆卸与分解相反顺序进行,但装配时应注意以下事项。

①零件在装配前要用非腐蚀性液体清洗干净,并在活塞、皮碗、挡圈、缸套等零件上涂一层制动液。装合后推杆在缸筒内运动应灵活。在放松(不工作)位置时,主缸皮碗和活塞头部应位于进油孔和补偿孔之间,两孔都开放。工作缸上带有塑料支承环,安装时外表面要涂上一层薄薄的润滑油,工作缸推杆末端也要涂上润滑脂。

②安装离合器工作缸时,需要用一个适当的杠杆克服弹簧的弹力,将其压向变速器壳相应的孔中后,方能将固定螺栓旋入。

(四)离合器的维护检查项目

离合器的维护检查主要包括检查离合器踏板自由行程、检查离合器的工作情况、检查离合器储液罐液面高度等。

1.离合器储液罐液面高度检查

检查主缸储液罐内离合器液(制动液)面的高度,如果低于“MAX”的标记,则应补加,并要进一步检查离合器液压操纵机构是否有泄漏的部位。

2.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。

3.离合器踏板检查

踩下离合器踏板,检查是否存在下述故障: 踏板回弹无力;异响;踏板过度松动;踏板沉重。

(1)检查离合器踏板高度

①离合器分离间隙:离合器处于完全分离状态时,离合器片与飞轮压盘三者之间的间隙总和。

②离合器踏板自由行程:消除离合器自由间隙及杆件传动副间隙所对应的踏板行程,一般为30~40mm。

③离合器踏板工作行程:与摩擦面分离间隙所对应的行程。

④离合器踏板总行程等于自由行程与工作行程之和。

离合器踏板高度的检查如图2-2-29所示,掀起地毯或地板革,用直尺测量地面到离合器踏板上表面的距离。如果超出标准,应调整踏板高度。

离合器踏板高度的调整可以通过踏板后的限位螺栓进行。

图2-2-29 离合器踏板高度、踏板自由行程及其调整

(2)检查离合器踏板自由行程 踏板自由行程的检查如图2-2-29所示,用一个直尺抵在驾驶室地板上,先测量踏板完全放松时的高度,再用手轻按踏板,当感到阻力增大时再测量踏板高度,两次测量的高度差即为踏板的自由行程。

踏板自由行程的调整如图2-2-29所示,液压式操纵机构一般是调整主缸推杆的长度,先将主缸推杆锁紧螺母旋松,然后转动主缸推杆,从而调整踏板自由行程,调整后应将锁紧螺母旋紧。有些车辆的操纵机构具有自调装置,如捷达轿车,可以免除离合器踏板自由行程的调整。

4.离合器工作情况检查

车辆可靠驻停,拉起驻车制动手柄。启动发动机,发动机怠速运转,踩下离合器踏板,换到1挡或倒挡,检查是否有噪声、是否换挡平稳。如果有,说明离合器分离不彻底。

5.离合器液压系统中空气的排出

离合器液压操纵系统在经过检修之后,管路内可能进入空气;在添加制动液时也可能使液压系统中进入空气。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,液压系统检修后或怀疑液压系统进入空气时,就要排除液压系统中的空气。排除方法如下。

①将主缸储液罐中的制动液加至规定高度。升起商用车。

②在工作缸的放气阀上安装一软管,接到一个盛有制动液的容器内。

③排空气需要两个人配合工作,一人慢慢地踏离合器踏板数次,感到有阻力时踏住不动,另一人拧松放气阀直至制动液开始流出,然后再拧紧放气阀。

④连续按上述方法操作几次,直到流出的制动液中不见气泡为止。

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。

五、离合器常见故障的诊断与排除

(一)压盘的传力、导向和定心

在主动件中,压盘是靠离合器盖的(或飞轮)来驱动的,并应能作一定量的轴向移动,但在移动过程中不允许产生径向位移。这些问题都是由离合器盖(或飞轮)对压盘的驱动部位来解决的。因此,驱动部位具有传力、导向和定心的作用。驱动部位的形式有离合器盖和压盘的窗孔与凸台、传动片、传动销等,应用较广泛的是传动片式。

(二)压紧弹簧的三次压缩

离合器在接合状态下,压紧弹簧应有足够的压紧力,以保证传递发动机的最大扭矩。

第一次压缩:离合器总成装配时。

第二次压缩:离合器总成和从动盘安装在飞轮上,即离合器处于接合状态。

第三次压缩:离合器处于分离状态。离合器在接合状态时,压紧弹簧不能压死,否则造成分离不彻底。

(三)离合器分离时曲轴的窜动

在离合器分离过程中,分离轴承通过分离杠杆内端对离合器、飞轮和曲轴这一组合件整体向前施加一个轴向推力,将使曲轴向前窜动。这一轴向力经曲轴传至曲轴止推轴瓦(片)。这就是曲轴需要轴向定位和曲轴止推轴瓦后片磨损严重的主要原因。

由此可知,若曲轴轴向窜动量过大,会严重影响分离杠杆的有效行程,造成离合器不能彻底分离。

(四)分离杠杆的运动干涉及其防止措施

从离合器的分离过程看,若分离杠杆中间支承是固定铰链,则其外端与压盘铰接处的运动轨迹将是一弧线(如图2-2-30所示),而压盘上该点只能作轴向直线运动,二者要产生一个距离差ΔS,这就使分离杠杆产生运动干涉而不能正常运动。要防止这种干涉,在结构上就得使支点或杠杆与压盘连接点(重点)处能沿径向移动(平移或摆动),如图2-2-31所示为几种防干涉结构形式。

图2-2-30 分离杠杆的运动干涉 

1—压盘;2—离合器盖;3—支架;4—分离杠杆

图2-2-31 分离杠杆防干涉的结构措施 

1—压盘;2—离合器盖;3—支承螺柱;4—分离杠杆;5—滚销;6—分离螺钉;7—摆动片

(五)自由间隙与踏板自由行程

1.自由间隙的必要性

由于离合器接合过程中存在着滑磨现象,从动盘、压盘和飞轮长期使用磨损后,压盘会向前(飞轮方向)移动,分离杠杆内端相应地要向后移动。如果安装时分离杠杆内端与分离轴承间不留间隙,则磨损后分离杠杆内端将由于压在分离轴承上而不能自由后移,使外端牵制压盘不能前移,从而不能压紧从动盘。这将造成离合器打滑,不能保证传递发动机的最大扭矩,摩擦副和分离轴承也会很快磨损和烧坏。因此离合器接合状态下,分离杠杆内端与分离轴承间留有一个自由间隙。

2.调整

为了保证自由间隙值,踏板自由行程都是可以调整的。利用分离拉杆调节叉14(如图2-2-2所示)调整分离拉杆13的长度就可调整踏板的自由行程。这是最简单的机械式操纵机构的调整装置。

(六)压盘移动距离和踏板有效行程

由于从动盘有一定的弹性,飞轮、压盘和从动盘的接触面积也会有一定的翘曲变形。要使离合器彻底分离,就必须使压盘向后移动有充分的距离(1~3mm)。这一距离通过一系列杠杆放大,反映到踏板上就是踏板的有效行程。有效行程与自由行程之和就是踏板的总行程。

(七)分离杠杆高度调整的必要性及调整装置形式

1.分离杠杆高度调整的必要性

①由于制造上的偏差,分离杠杆各支点磨损的差异,以及分离杠杆的变形等原因,会导致分离杠杆内端沿离合器轴线方向出现高度(如图2-2-2所示)不一的现象。这将使压盘分离时不能平行移动,从而不能彻底分离。

②当摩擦片磨损时,分离杠杆内端将向后移,并随其后移,分离杠杆向后倾斜增大,便增大了运动干涉量(从图2-2-30中可知,分离杠杆重点在中间位置附近摆动时,干涉量ΔS最小)。为使分离杠杆能够调平,并调到规定高度,分离杠杆都有高度调整装置。

2.调整原理

利用螺纹装置对分离杠杆的外端重点或中间支点进行高度调整。

3.调整装置形式

(1)重点可调式 如图2-2-32(a)所示,旋进调整螺母3,分离杠杆5内端就向后移动,即被调高;反之则调低。

(2)支点可调式 如图2-2-32(b)所示,旋进螺母3,分离杠杆也被调高。

(3)力点可调式 如图2-2-32(c)所示,旋进螺钉7,分离杠杆也被调低。

图2-2-32 分离杠杆高度调整装置的形式

1—压盘;2—分离螺钉;3—调整螺母,4—离合器盖;5—分离杠杆;6—支承螺柱;7—调整螺钉

为防止调整螺母或螺钉自动旋动,它们都有锁止装置,如锁止销、锁止垫圈、锁止螺母等。

(八)离合器故障的诊断与排除

离合器的故障也不外乎离合器打滑、离合器分离不彻底、离合器“闯车”、离合器异响、离合器发抖等。下面针对某一方面具体讲解它的故障现象、判断方法及排除。

1.离合器打滑

离合器打滑即压盘与从动片、从动片与飞轮之间在传递动力的时候发生滑转而不能足够地使动力传递出去的故障现象。它主要表现在当商用车起步、爬坡、载重量较大时,离合器踏板虽已完全放开,但发动机的动力不能完全地传递给驱动轮,使车轮运转;或当商用车需加速时车速提不上来;当打滑现象严重或打滑时间较长时都会造成摩擦片产生大量的热,甚至散发出焦味。

(1)原因 离合器打滑主要是因为摩擦片与压盘的飞轮之间的摩擦力不足造成的。造成摩擦力不足的原因主要有以下几个方面。

①摩擦片沾有油污,铆钉露出或是由于摩擦片磨损过甚使弹簧压力不足而造成摩擦系数下降。

②压紧弹簧因长期工作而造成疲劳,使弹力下降或折断,造成压盘与从动盘之间压紧力减小。

③离合器踏板自由行程消失或过小,经常使离合器处于半分离状态。

④离合器盖与飞轮之间的螺栓松动使压盘处于半分离状态,或由于飞轮、压盘变形磨损等。

⑤离合器操纵机构有卡滞现象,使离合器踏板不能回位,离合器经常处于半结合状态。

⑥离合器从动片的烧蚀硬化而造成摩擦系数降低。

(2)故障诊断与排除 当怀疑商用车离合器打滑时,首先在商用车发动时踏下离合器踏板,把变速杆移入低速挡并拉紧手制动,稍微踏一下油门,然后缓缓抬起离合器踏板,使离合器接合,看发动机是否熄火,如果发动机不熄火,则可判断离合器打滑。如果4s后再熄火,则离合器刚开始打滑。

经判断确认离合器打滑时要加以修理。首先应找到造成离合器打滑的具体原因,切记不要盲目下手,如果是因为离合器踏板自由行程过小或没有自由行程造成的,则要根据前面讲的方法进行调整;如果是由于操纵机构卡滞则要查明原因予以排除,经上述检查,如果不是它们造成的,应对离合器进行拆解,看具体发生故障的部位在哪里,是离合器片的原因、弹簧原因,还是压盘等部位的原因,视具体情况予以排除。

2.离合器分离不彻底

在商用车起步或运行过程中需要换挡时,离合器踏板已踩到底,但还是挂挡困难,出现嗒嗒的打齿声,如强行挂入挡后,离合器还没有抬起,商用车就出现前冲现象,发动机熄火。

(1)故障原因 离合器分离不彻底绝大多数是由操纵机构引起的。造成分离不彻底的原因主要有:

①踏板自由行程太大,使有限行程缩短而影响离合器分离。

②操纵机构的机件磨损而增大了离合器踏板的自由行程,如分离叉支点的磨损、分离轴承的磨损等。

③对液压式操纵系统而言液压系统中有空气,或系统管路及泵的泄漏都可造成离合器的分离不彻底。

④分离杠杆高度不一致,膜片弹片式离合器的膜片弹簧失效,或它的内端面磨损过甚,分离杠杆支座松动,轴销孔的磨穿,轴销脱出等都可导致离合器分离不彻底。

⑤离合器从动盘移动困难,从动盘翘曲,钢片破裂,摩擦面凸凹不平或更换新的摩擦片过厚,从动盘的方向装反等都可造成离合器分离不开。

⑥压盘或飞轮变形。

⑦变速器第一轴前轴承(飞轮弹子)润滑不良而发咬,导致发动机直接拖带变速器。

⑧双片式离合器中间压盘的限位螺钉失调或调整不当,造成中间压盘后移量不足或过多,使中间压盘与前后摩擦片相碰而使离合器分离不彻底,中间压盘的分离弹簧失效使离合器继续接合而不能分离。

(2)故障诊断与排除 当察觉离合器有分离不彻底现象时,首先将变速器推至空挡位置,一个人踏住离合器踏板,另一人从车下拨动离合器从动盘,看是否能够移动,如果难于移动则可确定离合器确实分离不彻底,那么就要有针对性地进行检查。

①检查离合器踏板自由行程是否过大,如果过大要按规定调整。

②分离杠杆安装是否牢固及杠杆高度是否一致,不符合规定应进行调整。

③分离离合器观察从动片是否装反,它的平面度及厚度等方面是否符合标准,如果不符合应进行修理或更换。

④液压式操纵系统的检查,首先踩下离合器踏板,如果感觉很轻且工作缸中推杆不动则说明液压系统中存有空气,再按前面介绍的方法进行排除。

⑤对于双片式离合器看其中的压盘限位螺钉是否调整合适,不合适应进行调整。

⑥检查双片式离合器的中间压盘的分离弹簧是否过软或折断,如果不合格规定应进行更换。

3.离合器异响

离合器机件的长期使用造成疲劳损坏,或由于其他原因造成离合器异响,离合器异响主要有以下几种。

①发动机在怠速运转时,离合器处于放松状态,可以听到有间断的撞击声,处于此种现象应首先看离合器踏板是否回到位,如果踏板已经回位应检查离合器分离轴承的回位弹簧工作是否可靠,是否有弹力变软或折断现象。检查分离轴承与分离杠杆之间的间隙是否符合规定,不符合规定应进行调整。如果踏板没有完全回位,把它抬起后异响消失,说明踏板的回位弹簧弹力过软或折断,使离合器分离。

②发动机在怠速运转时没有异响,而在踩下离合器踏板时异响出现,此种响声对于单片离合器而言多是因为分离轴承损坏造成的,分离轴承的烧结、钢球破碎、卡死等都可造成离合器异响,更换一新的分离轴承即可。对于双片式离合器还应考虑中间压盘销孔与传动销之间是否磨损严重、松旷所致,情况严重时可将传动销转动90°进行安装,如仍不能解决就要更换加粗处理的传动销或更换新的压盘。

③商用车起步时,在放松离合器踏板时出现响声,如果此响声是在刚接合时听到的尖叫声,而踏板继续踏下时响声消失,放松踏板又出现,这是由于从动盘有破碎处或是铆钉头刮碰压盘、飞轮所致,应进行修理或更换修复。如果是离合器在刚放松时发出“喀咭”一声响,多是由于分离杠杆磨损松旷造成的;从动片的铆钉松动或从动盘毂与第一轴的花键磨损过多,也可造成此种响声。如果在商用车起步时,尽管驾驶员很慢地抬起离合器踏板,但车辆还是冲撞起步而且发出“硬铛”一声,这是由于主、从动部分突然接合造成的。多是由于操纵杆卡滞,使压盘与从动盘突然接合所致。另外,从动盘摩擦衬片上沾有油污使离合器断续结合引起的冲撞也会造成此种响声。如果离合器放松后发出的响声和分离轴承损坏的响声类似,也是“吱吱”的响声,即还可能是变速器第一轴导向轴承损坏所致。

4.离合器“闯车”

商用车离合器的断续接合会造成“闯车”现象发生。这种现象驾驶员在驾驶过程中就能感觉出来,造成这种现象的主要原因如下。

①当更换新的衬片后由于摩擦衬片的材料和原来的不一致,或是由于它的表面不平沾有油污等,都有可能造成离合器的断续接合,结果引起“闯车”。对此只有对衬片进行检查,如果是衬片的问题应进行修理或更换。

②离合器摩擦衬片变薄时容易发生变形,或是由于铆钉松动而使摩擦力变化,这些都会引起离合器接合不良造成“闯车”。

③由于离合器的弹簧弹力过强,使离合器在接合的瞬间又由于回转惯性的原因使离合器分离,从而造成“闯车”。对此应对弹簧弹力进行调整。

④当变速器第一轴的花键呈台阶形磨损时,则从动盘毂在花键上将滑动不顺畅;或是操纵杆件的连接处松动而使离合器“闯车”,如果是这样就必须更换零件。

5.离合器发抖

在商用车起步或换挡时利用离合器使动力传递柔和。当离合器出现故障时,使接合不平稳,而使车身发抖,以下的几种离合器的故障可以引起离合器发抖。

①当从动盘上沾有油污或表面硬化,离合器在接合时可以引起发抖。

②当离合器摩擦衬片平面度超过一定值,或它的厚度不均时也可以造成离合器抖动。

③压盘不平在离合器接合时,使它们之间不能平稳接合,或是由于压紧弹簧弹力不均、折断或高度不等,也会造成压力的分布不均而造成离合器抖动。

④扭转减振器的损坏。