离合器及操纵优化解析

1.离合器

离合器位于发动机之后、传动系统的始端，是汽车传动系统中直接与发动机相联系的部件。

（1）离合器的功用

1）保证汽车平稳起步。

2）保证传动系统换档时工作平顺。

在汽车行驶过程中，为了适应不断变化的行驶条件，传动系统经常要换用不同档位工作。实现齿轮式变速器的换档，一般是拨动齿轮或其他挂档机构，使原用档位的某一齿轮副退出传动，再使另一档位的齿轮副进入工作。在换档前，必须踩下离合器踏板，中断动力传递，便于使原用档位的啮合副脱开，同时有可能使新档位啮合副的啮合部位的速度逐渐趋向相等（同步），这样，进入啮合时的冲击可以大为减轻。

3）防止传动系统过载。离合器的主动件与从动件之间不可采用刚性连接，而是借二者接触面之间的摩擦作用来传递转矩（摩擦离合器），或是利用液体作为传动的介质（液力耦合器），或是利用磁力传动（电磁离合器）。目前，汽车上采用比较广泛的是用弹簧压紧的摩擦离合器（通常简称为摩擦离合器）。

（2）摩擦式离合器的类型 对于汽车起重机专用底盘而言，所使用的摩擦离合器有螺旋弹簧离合器和膜片弹簧离合器两种，螺旋弹簧离合器按弹簧在压盘上的布置又分为周布弹簧离合器和中央弹簧离合器，一般周布弹簧离合器应用较多。采用膜片弹簧作为压紧弹簧的称为膜片弹簧离合器。

1）膜片弹簧离合器由飞轮、离合器、压盘及盖总成等组成，如图2-5所示。

图2-5 膜片弹簧离合器的构造

1—飞轮 2—离合器 3—离合器压盘及盖总成 4—分离轴承 5—轴承套 6—轴承套夹 7—分离叉

2）压紧装置与分离机构。压紧装置与分离机构由膜片弹簧、枢轴环、压力板、金属带及收缩弹簧等组成，如图2-6所示。膜片弹簧的形状像一个碟子，它是在一个具有锥形面的钢制圆盘上，开有许多径向切口，形成一排有弹性的杠杆。在切口的根部都钻有孔，以防止应力集中。

枢轴环装在膜片弹簧外侧，当膜片弹簧工作时，它作为枢轴而工作。收缩弹簧连接膜片弹簧和压力板，将膜片弹簧的运动传给压力板。

图2-6 膜片弹簧离合器压紧装置与分离机构

1—离合器外壳 2—膜片弹簧 3—枢轴环 4—压力板 5—金属带 6—收缩弹簧

3）从动部分（摩擦片、离合器片）。离合器从动部分的主要部件是从动盘。从动盘分为不带扭转减震器和带扭转减震器两种类型。在汽车起重机上主要采用带扭转减震器的从动盘，所以主要介绍带扭转减震器的从动盘。带扭转减震器的从动盘的构造如图2-7所示。

图2-7 带扭转减震器的从动盘的构造

1—摩擦衬片 2—波浪形弹簧钢片 3—从动盘钢片 4—摩擦片 5—特种铆钉 6—从动盘毂 7—摩擦片 8—调整垫片 9—减震器弹簧 10—减震器盘 11—摩擦衬片 12—从动盘本体

由于发动机传到汽车起重机底盘传动系统的转速和转矩是周期性地不断变化的，这就使传动系统产生扭转振动；另一方面由于汽车底盘行驶在不平的道路上，使汽车底盘传动系统出现角速度的突然变化，也会引起上述扭转振动。这些都会对传动系统零件造成冲击载荷，使其寿命缩短，甚至会损坏零件。为了消除扭转振动和避免共振，防止传动系统过载，多数离合器从动盘安装有扭转减震器。从动盘和从动盘毂通过弹簧弹性地连接在一起，构成减震器的缓冲机构。

当从动盘受转矩作用时，由摩擦衬片和传来的转矩，首先传到钢片，再经弹簧传给毂，这时弹簧被进一步压缩，因此，由发动机曲轴传来的扭转振动所产生的冲击即被弹簧所缓和以及摩擦片所吸收，而不会传到变速器以后的总成部件上；同样，汽车底盘行驶于不平路面上所引起传动系统角速度的变化也不会影响发动机。(www.xing528.com)

离合器摩擦片所用的材料，有石棉基摩擦材料、粉末冶金摩擦材料和金属陶瓷摩擦材料。离合器从动盘在安装时，应具有方向性，以避免产生连接长度不足、摩擦片悬空、顶分离轴承等现象。

4）周布弹簧离合器压盘总成。周布弹簧离合器压盘总成除了压紧弹簧外，还有离合器盖、压盘、传动片、分离杠杆装置及支承环等，如图2-8所示。对于汽车起重机装配企业而言，离合器压盘是生产厂家直接提供，只需完成装配即可，在出厂前，压盘总成进行了静平衡；同时对压盘安装紧固后，压盘的预紧力按使用要求调整好，能满足离合器摩擦片的力矩传递需要。

2.离合器操纵机构

图2-8 周布弹簧离合器压盘总成

目前，汽车离合器广泛采用机械式或液压式操纵机构，多数汽车起重机专用底盘均采用气压助力式液压操纵机构。

如图2-9所示，气压助力式液压操纵机构利用了汽车上的压缩空气装置。它由踏板、离合器总泵、离合器分泵、贮气筒和管路等所组成。

（1）离合器总泵的组成和工作原理 如图2-10所示为离合器总泵的实物图及内部结构图，缸体3中部有与储油壶（一般在驾驶室左后侧）相通的制动液输入接口4，活塞2中部切有通槽，限位螺钉5穿过通槽拧装在缸体3上。活塞2前部设置了进油阀6，进油阀的阀杆后端穿在活塞2的中心孔中，无配合关系；在阀杆的前端装有橡胶密封圈的阀门，阀门前端装有锥形复位弹簧；进油阀6的复位弹簧座紧套在活塞的前端并被轴向定位，复位弹簧座上具有轴向中心孔和径向的槽。

离合器总泵不工作时，空心的进油阀6以其尾端靠在限位螺钉5上，使阀保持开启，工作油液可从储油壶经进油孔、活塞切槽、阀杆中的通道和复位弹簧座上的槽孔流入并充满离合器总泵压力腔8。踩下离合器踏板时，推杆1推动活塞2左移，在压缩活塞复位弹簧7的同时，锥形复位弹簧使杆端阀门压紧在活塞的前端，密封了主缸与储油罐之间的通孔；继续踩下离合器踏板，则缸内油液就在活塞及皮圈的作用下，压力上升，并通过管路流向离合器分泵。

图2-9 气压助力式液压操纵机构

1—离合器踏板机构 2—离合器总泵 3—离合器液压油壶 4—离合器控制系统管路 5—双向阀 6—进气孔 7—助力气缸 8—离合器分泵 9—离合器分离机构 10—离合器总成

当抬起离合器踏板时，活塞复位弹簧7使主泵活塞后移，活塞后移到位时，通过限位螺钉5推动阀杆及杆端密封圈阀门，压缩锥形复位弹簧，使整个油路与离合器分泵相通，整个系统无压力。

（2）离合器分泵的组成和工作原理 如图2-11所示为离合器分泵结构，气压助力液压离合器分泵是一个将液压工作缸、助力气缸和气压控制阀三者组合在一起的部件，其中的控制阀本身又受控于液压主缸的压力。

在离合器接合状态时，在平衡弹簧3的作用下进气阀4将进气阀座5上的进气孔关闭，切断了压缩空气从进气口2通向助力气室的气路。而排气阀7前端并未压紧进气阀4前端，因此，分泵助力气室经排气阀的中心孔与大气接通。

图2-10 离合器总泵的实物图及内部结构图

1—推杆 2—活塞 3—缸体 4—制动液输入接口 5—限位螺钉 6—进油阀 7—活塞复位弹簧 8—压力腔

图2-11 离合器分泵结构

1—助力气室 2—进气口 3—平衡弹簧 4—进气阀 5—进气阀座 6—复位弹簧 7—排气阀 8—压力腔 9—液压工作腔

当踩下踏板使离合器分离时，主缸来的液压油进入液压工作腔9，一方面作为工作压力作用在液压缸活塞上，另一方面又控制复位弹簧6压缩，推动排气阀7左移，使排气阀7前端压紧进气阀4前端，同时封闭排气阀7的中心孔，切断助力气室1与大气的通路。继续踩下踏板，使排气阀7压下进气阀4，进气阀座5上的进气孔开启，使助力气室1与压缩空气接通，离合器即被迅速分离。