汽车离合器：构造及使用注意事项

1.离合器的结构

离合器的作用是将行星齿轮机构中的某个基本元件与变速器的输入轴连接，以将发动机的动力传递至变速器内部，或将前一个行星排的某一个基本元件与后一个行星排的某一个基本元件连接在一起，使之成为一个整体。

自动变速器采用的离合器是多片湿式离合器，其基本结构如图5-8所示。它主要由主动部分、从动部分、压紧机构、分离机构组成。

图5-8 离合器结构图

主动部分：包括离合器鼓、钢片、卡环等。钢片和离合器鼓通过渐开线花键或矩形键槽相连接。

从动部分：包括离合器毂和摩擦片等。离合器毂和摩擦片也是通过渐开线花键或矩形键槽相连接。摩擦片的两面均为摩擦系数较大的铜基粉末冶金层或合成纤维层，现在几乎都是合成纤维层的。各摩擦片被夹在钢片之间，为了让自动变速器油液能很好地流过摩擦片，通常在摩擦片表面设计有油槽，个别的离合器在离合器鼓和离合器毂上开有几排油孔。

压紧机构：包括活塞和油缸等。活塞一般是由轻金属制成，它是一种环状活塞，安装在离合器鼓内，由活塞内、外颈上的O形密封圈保证密封，从而和离合器鼓一起形成一个密封的环状油缸，并通过离合器鼓内圆轴颈上的进油孔和控制油道相通。活塞在油缸内只允许轴向移动。

分离机构：包括回位弹簧和回位弹簧座等。回位弹簧一端抵在活塞端面，另一端支撑在回位弹簧座上。其作用是在油缸内无压力时，将活塞退回，使被压紧的摩擦片和钢片之间产生间隙而分离。

离合器回位弹簧通常有四种不同的形式：中央螺旋大弹簧、圆周均布螺旋小弹簧、膜片弹簧和波形弹簧。其中，螺旋弹簧应用最多。4种不同形式的回位弹簧如图5-9～图5-12所示。

图5-9 圆周均布螺旋小弹簧

图5-10 波形弹簧

图5-11 中央螺旋大弹簧

图5-12 膜片弹簧

有些离合器在活塞和钢片之间有一个碟形环，它具有一定的弹性，可以减缓离合器接合时的冲击力。钢片与摩擦片交错排列，两者统称为离合器片，通过卡环的限制而安装在离合器鼓内。钢片的外花键齿安装在离合器鼓的内花键齿圈上，可沿齿圈键槽轴向移动，但不能转动；摩擦片由其内花键齿与离合器毂的外花键齿连接，也可沿键槽轴向移动，但不能转动。摩擦片两面均为摩擦系数较大的铜基粉末冶金层或合成纤维层，受压力和温度变化影响很小，并且在摩擦衬面上都带有油槽，其作用是破坏油膜，提高滑动摩擦时的摩擦系数，同时保证工作液通过，以冷却摩擦表面。

图5-13 离合器接合状态示意图

2.离合器的工作原理

1）离合器接合：如图5-13所示，当来自换档阀的工作液进入离合器油缸时，此时，液压油的压力大于活塞上的单向球阀所受的离心力，单向球阀关闭，油压推动活塞，使之克服回位弹簧的弹力而移动，将所有的钢片和摩擦片相互压紧在一起，钢片和摩擦片之间的摩擦力使离合器鼓和离合器毂连接为一个整体，此时，离合器处于接合状态。

2）离合器分离：如图5-14所示，当液压控制系统将作用在离合器油缸内的液压油的压力解除后，由于此时单向球阀所受的离心力大于液压力，单向球阀开启，油缸外缘油液经单向球阀排出，内缘油液由回位弹簧推动活塞回位而排出，钢片和摩擦片不受轴向力而自动分离，此时，离合器鼓和离合器毂可以朝不同的方向或以不同的转速旋转，离合器处于分离状态。

3.离合器的自由间隙

当离合器处于分离状态时，离合器活塞和离合器片或离合器片和卡环之间有一定的轴向间隙，以保证钢片和摩擦片之间无任何轴向压力，这一间隙称为离合器的自由间隙。离合器的自由间隙可用塞尺来测量，如图5-15所示。其间隙因摩擦片数不同而有所差异，一般离合器自由间隙的标准值为0.5～2.0mm，但其间隙的大小可用卡环或钢片的厚度来调整。离合器自由间隙的大小取决于离合器的片数和工作条件，通常离合器片数越多或该离合器的交替工作越频繁，其自由间隙就越大。

离合器在使用中必须十分注意离合器的自由间隙。间隙过小，离合器分离不彻底；间隙过大，当回位弹簧已被压紧至极限状态，而离合器仍未完全接合时，离合器将严重打滑，不能传递动力。离合器所能传递动力的大小除自由间隙的影响外，主要取决于摩擦片的面积、片数、及钢片和摩擦片之间的压紧力。钢片和摩擦片之间压紧力的大小由作用在离合器活塞上的液压油的油压及活塞的面积决定。当压紧力一定时，离合器所能传递动力的大小就取决于摩擦片的片数和面积。在同一个自动变速器中通常有几个离合器，它们的直径、面积基本上相同或相近，但它们所传递动力的大小往往有很大差异。

图5-14 离合器分离状态示意图

为了保证动力的传递，每个离合器所使用的摩擦片的片数也各不相同。离合器所要传递的动力越大，其摩擦片的片数就应越多。一般离合器摩擦片的片数为2～6片。离合器钢片的片数应多于摩擦片的片数，以保证每个摩擦片的两面都有钢片。此外，同一厂家生产的同一类型的自动变速器可以在不改变离合器外形、尺寸的情况下，通过增减各个离合器摩擦片的片数来形成不同型号的自动变速器，以满足不同排量车型的使用要求。在这种情况下，当减少或增加摩擦片的片数时，要相应增加或减少钢片的个数或增减调整垫片的厚度，以保证离合器的自由间隙不变。因此，有些离合器在相邻两个摩擦片之间装有两个钢片，这是为了保证自动变速器在改型时的灵活性，并非漏装了摩擦片。

图5-15 离合器自由间隙的检查

4.单向球阀的作用

一般在离合器内部只有一条油道，油道设在离合器的中心部位，进油和泄油均要通过这一条油道。在离合器接合时，推动活塞的液压油受到离心力的作用被甩到油缸的外缘。在离合器分离时，其油缸内仍残留有少量液压油不易排出。由于离合器鼓高速旋转，残留在油缸内的液压油在离心力的作用下被甩向油缸外缘处，并在该处产生一定的油压。若离合器鼓的转速较高，这一压力有可能推动活塞压向离合器片，使离合器处于半接合状态，导致钢片和摩擦片因互相接触摩擦而产生不应有的磨损，影响离合器的使用寿命。

图5-16 单向球阀的工作情况

为了避免这种现象的出现，在离合器的活塞上装有单向球阀，如图5-16所示。当离合器接合时，液压力使单向球阀压紧在阀座上，单向球阀处于关闭状态，油缸成为密闭的油腔，离合器可以传递转矩；当离合器分离时，随着液压油的排出液压力下降，单向球阀在离心力的作用下离开阀座，使单向球阀处于开启状态，残留在油缸内的液压油在离心力的作用下从单向球阀的阀孔中流出，保证了离合器的彻底分离。

为什么制动器的活塞上没有单向球阀呢？这是因为制动器的油缸不旋转，不会有由于离心力引起的残压作用。

5.离合器的检修与装配

摩擦片的使用极限为片厚的二分之一，摩擦片上的油槽用来存自动变速器油液，油槽磨平后，自动变速器油液就无法进入摩擦片与钢片之间。失去了自动变速器油液的保护之后，磨损速度就会急剧加快，油槽磨平后必须更换。摩擦片表面上有一层保持自动变速器油液的含油层，新拆下来的摩擦片用无毛布将表面擦干，用手轻按摩擦表面时应有较多的自动变速器油液渗出。轻按时如不出油，说明摩擦片含油层已被抛光，无法保持自动变速器油液，必须更换。摩擦片上有数字记号，记号磨掉后必须更换，摩擦片出现翘曲变形、表面发黑、烧蚀的也必须更换，摩擦片表面出现剥落、有裂纹、内花键被拉毛或磨出倒角（容易造成卡滞）等现象必须更换。

（1）离合器摩擦片装配前和装配时的注意事项

1）摩擦片装配前的注意事项。

①摩擦片还可以继续使用的，需单独进行清洗。离合器中其余的零件可以用工业酒精或化油器清洗剂清洗，除密封件外还可以用煤油清洗，但不可以用汽油清洗。用清洗剂进行彻底清洗后，需用清洁的水反复冲洗零件表面，使其表面不含残存的清洗剂，然后用干燥洁净的压缩空气将所有的零件吹干，再在表面上涂一层自动变速器油液，等待装配。离合器、制动器的摩擦片具有较强的吸附能力，一旦沾了清洗剂就很难清除。摩擦片应用清洁的自动变速器油液清洗，清洗后自然干燥，等待装配。

②离合器的摩擦片在装配前，新片应在自动变速器油液中浸泡至少2h以上，旧片应浸泡至少15min以上，以使其充分膨胀和含油，浸泡后每个摩擦片要膨胀0.03mm，工作时受高温影响每个摩擦片还要膨胀0.03mm。不浸油或浸油时间过短，在离合器装配后，无法准确地测量自由间隙。

2）摩擦片装配时的注意事项。

①旧片要换位。装配时如使用的是旧摩擦片，装配时最里面和最外面的摩擦片最后换一次位。

②缺口要对正。部分离合器摩擦片花键上有一缺口，是动平衡标记，装配时注意将各片的缺口对正。

（2）离合器其他元件的检查

1）离合器活塞回位弹簧的检查。离合器和制动器的回位弹簧中，最容易损坏的是低速档，尤其是倒档制动器活塞的回位弹簧。它的工作行程和工作压力最大，所以，最容易损坏。损坏后弹簧折断、弯曲变形，同时许多弹簧散落在弹簧座外面。检查时一目了然，维修时需要整组更换回位弹簧。

离合器活塞回位弹簧工作行程和油压较小，很少损坏。拆卸离合器时，外观上看回位弹簧没有折断、散乱，就不必拆下回位弹簧的卡环。回位弹簧卡环安装时如没有专用工具，将十分困难，而且很容易造成回位弹簧座变形损伤。回位弹簧主要检查其自由长度，凡变形、过短、折断的弹簧必须更换。

2）压盘和钢片的检查。

①压盘和钢片上的齿要完好，不能有拉毛，拉毛容易造成卡滞。

②压盘和钢片表面如有蓝色过热的斑迹，则应放在平台上用高度尺测量其高度，或将两片叠在一起，检查其是否变形。出现变形或表面有裂纹的必须更换。

3）锥盘变形的检查。锥盘应放在平台上检查与平台之间是否漏进光线。

（3）离合器装配时的注意事项

1）注意锥盘的装配方向。离合器片最里端为锥盘（在低档、倒档制动器中部分为膜片弹簧），大部分变速器锥盘的凸起面一般对着摩擦片。但具体装配时需要注意活塞的锥面，膜片弹簧和锥盘的锥面以及活塞锥面锥角的方向是一致的。

2）离合器片装配技巧。离合器鼓和离合器毂组合在一起时，一般可将离合器鼓保持不动，用手旋转离合器毂，在旋转离合器毂时，边旋转边往里轻按，这样，离合器毂即可轻松入位。

3）压盘的装配。压盘的装配应注意装配方向，调整、选择压盘的厚度。绝大部分离合器压盘的平面应朝向摩擦片，但也有少数例外，拆卸前应做好标记。(www.xing528.com)

4）卡环的装配。离合器卡环的拆装通常用小的一字槽螺钉旋具，如缝隙过小可用磨尖的旋具。自动变速器里所有的卡环即使是同一离合器壳内装两组离合器也不具有互换性，装配时，卡环的缺口要避开离合器壳上的切口。

5）离合器活塞回位弹簧的拆卸。离合器活塞的回位弹簧的预紧力较大，在拆卸或安装离合器活塞回位弹簧的卡环时，最好使用专用的离合器弹簧压缩器。使用专用的离合器弹簧压缩器，一个人就可以轻松地完成拆装离合器活塞回位弹簧固定卡环的任务。

由于不同的离合器在外形和尺寸上都略有差异，所以离合器弹簧压缩器实际上都是专用的。在没有专用工具时，通常需3人配合，两个人用杠子往下压，一个人用卡簧钳进行拆装。

（4）离合器易发生的故障及维修方法

1）总是烧蚀同一组离合器摩擦片。

①故障原因：原因可能是蓄压器内太脏，造成蓄压器活塞卡滞，使离合器接合时间延长，或使离合器不能及时分离。离合器接合时间延长又叫上档过迟，常常伴有换档冲击，有明显的撞击声。在哪个档的升档过程中发生撞击声，就应检查负责该档升档离合器的蓄压器是否发生卡滞。

②维修方法：卸下阀体，用手指按着卡滞的蓄压器活塞，用压缩空气枪将0.2MPa的压缩空气从蓄压器并联油路注入，顶出蓄压器活塞；用压缩空气将蓄压器内部全部脏物吹出；更换活塞密封圈，在零件上涂抹自动变速器油，重新装上即可。

2）冷车时有档，热车后一部分档或所有的档都没有了。

①故障原因：此故障是由于离合器活塞发生卡滞，离合器内部工作温度过高会导致活塞变形，活塞的厚度明显大于离合器壳或离合器鼓。离合器壳和离合器鼓通常都是钢板制作的，而一部分离合器的活塞是铝做的，所以，离合器活塞的膨胀系数大于离合器壳和离合器鼓的膨胀系数。冷车时二者变形量都有限，通常在冷车时不会发生卡滞。热车后活塞的膨胀系数明显大于离合器壳和离合器鼓的膨胀系数，所以，在热车时发生卡滞。出现这类故障的离合器，分解检查时，在离合器锥盘和从动盘上能看见离合器过热留下的蓝色过热斑迹。

②维修方法：

a.更换离合器总成。离合器活塞和离合器壳或离合器鼓是配套加工的，不允许单独更换，所以，只能更换总成。

b.打磨活塞卡滞部位。热车卡滞的原因是活塞自身受热变形。将活塞变形后多出部位即发生卡滞部位均匀地打磨，使活塞恢复正圆，换一新的活塞密封圈（主要依靠密封圈实现密封），离合器可以恢复正常使用，热机后不会再出现卡滞，也不会发生其他故障。

3）离合器鼓缸套拉毛。

①故障原因：此故障原因是主油压过高。主油压过高通常是由于主调压阀卡滞在不泄油一侧或节气门油压过高造成的。

②维修方法。

a.更换离合器总成。

b.主调压阀卡滞，可放在酒精中浸泡。浸泡后阀体立着放时，在干燥没有润滑的前提下，主调压阀依靠自身的质量在阀体中能滑动，故障即可消除。浸泡后如还发卡，可用600号金相砂纸（用自动变速器油液浸泡30min）或牙膏抛光。

c.节气门油压过高的原因可能是节气门拉索过紧或真空调节器软管严重泄漏，维修时根据情况进行调整、更换即可。对于电控自动变速器，有可能是节气门位置传感器信号不良。

4）时滞时间过长。

①故障原因：此故障是离合器工作间隙过大造成的。离合器活塞的工作行程一般只有3～4mm，离合器在接合过程中需先消除离合器间隙，然后才可能产生工作压力。离合器工作间隙过大，活塞的工作行程都消耗在间隙上，压紧力矩被削弱，离合器打滑。

②维修方法：检查摩擦片的含油层和摩擦片的油槽是否被磨平，如磨损过度，应更换离合器摩擦片，如摩擦片还能继续使用，应换加厚的压盘。

5）离合器活塞及密封圈漏油。

①故障原因：此故障原因可能是装配不当，或自动变速器油液过脏。O形密封圈不要直接用手套装。用手直接套装容易将密封圈拽长，破坏其密封性。

②维修方法：

a.离合器活塞的拆卸方法：先拆下离合器片和活塞的回位弹簧，然后用布将活塞包好。在离合器下侧把布垫得厚些，将压缩空气枪对准活塞的进油孔，用0.4MPa的压缩空气把活塞顶出来，也可以把离合器鼓倒过来，用橡胶锤击打鼓的底部，活塞便可慢慢滑下，小心拆下活塞内外密封圈。

b.活塞单向球阀检查：在用手摇晃活塞时，应能听见单向球阀在活塞内活动的声音。若听不见，说明单向球阀已经卡死。用清洗剂打通单向球阀后，单向球阀关闭不严时更换活塞。

c.密封圈的更换：大修包里的油封有新式和旧式两种。只能装与原有活塞密封圈相同结构的。装唇形密封圈，要注意装配方向，装反了会发生卡滞。装O形密封圈不要拉伸，在活塞装配面和密封圈上涂上自动变速器油液，用薄塑料片做成锥形，慢慢将油封推到位。

d.活塞的装配。在缸筒内壁上涂上自动变速器油液将活塞旋转装入。

6）档摘不下来。

①故障原因。故障原因为离合器主、从动片摩擦焊接。离合器摩擦片使用时间过长或摩擦片烧蚀后没有及时更换。在摩擦片含油层磨损后，失去了自动变速器油液保护的摩擦材料会迅速磨损，主动片本体和从动钢片直接接触，发生摩擦焊接，离合器陷入永远接合状态，无法分离。

如前进档离合器发生摩擦焊接，汽车在向前行驶状态下就会出现摘不下档的怪现象。

如倒档离合器发生摩擦焊接，在R位驱动状态下也会出现摘不下倒档的故障。

②维修方法。在分解离合器时如果发现下列这些现象，必须更换摩擦片。

a.摩擦片表面出现粉末化现象，摩擦材料出现剥落。

b.含油层被磨光，手轻按摩擦片表面无渗油。

c.摩擦片上油槽被磨平。

d.摩擦片变黑或出现一条环绕表面的黑线（工作温度过高，摩擦片表面硬化）。

如离合器已经发生摩擦焊接，应更换离合器总成。

7）冷车时所有档都没有，热车后开始有档。

①故障原因：原因是离合器和制动器工作间隙过大。工作间隙过大，而活塞的工作行程是有限的，冷车时活塞压紧力矩不够，离合器和制动器处于严重打滑状态，挂不上档。热车后每一个摩擦片会膨胀0.03mm，使离合器和制动器工作间隙过小，活塞的压紧力矩相应增大，可以勉强实现升档。但离合器和制动器的工作间隙还是超过极限，离合器和制动器在接合状态时，还是存在着严重的滑磨，所以，汽车明显升档慢，车速低，加速性能极差。

②维修方法：必须及时更换间隙过大的离合器。如所有的离合器和制动器工作间隙都过大，而与上次维修的间隔里程又不是很长，应检查主油压是否过低。

使用旧的离合器片时，要逐片检查有无翘曲变形（把两片合在一起检查），一些过热变形的钢片表面并没有过热斑迹。

（5）拆变速器前判断离合器摩擦片的早期磨损

修理工管离合器摩擦片的早期磨损叫烧片子。烧片子是离合器也是自动变速器最易发生的故障。烧片子会直接导致离合器打滑。在没有拆自动变速器前，可以从以下几个方面检查离合器是否发生烧片子。

1）检查自动变速器油的颜色和气味。颜色发黑，气味恶臭，说明发生了烧片子。

2）上坡时做加速试验。上坡时猛踩加速踏板，如发动机转速提高，但汽车行驶速度没有明显增加，说明发生了烧片子。

3）看散热器冷却液温度。烧片子后离合器打滑，由此会带来自动变速器油温急剧升高，由于自动变速器油冷却器和发动机冷却系统的散热器设置在一起，发动机冷却液温度也随之上升，进而腾。

在任何情况下，自动变速器维修中都不用使用润滑脂和底盘润滑油。这些油脂不能被自动变速器油溶解，会堵塞小孔和通道，甚至会使单向球阀与座圈隔开，使油压建立不起来，而造成离合器打滑。在装配钢的或塑料的止推垫片或推力轴承时，为防止其位移，可以用凡士林粘结。离合器烧片子后必须彻底清洗变速器、变矩器和冷却器。清洗过程中禁止用汽油和棉纱。油压低是造成离合器打滑和烧片子的主要原因。

（6）清洗零件时的注意事项

全部清洗过程严禁使用汽油。正确的清洗方法：首先把所有的摩擦件、摩擦片和制动带都拿出来，合成纤维具有很强的吸附能力，对于它们只能用洁净的自动变速器油液清洗，而不能用任何清洗剂。

其次在清洗过程中严格按程序办才能保证质量。先用清洗剂，如酒精、化油器清洗剂（后者使用时浸泡不要超过5min）清洗；无论用什么清洗剂，清洗干净后，都必须用温水再次清洗，以彻底清除清洗剂，然后用干燥洁净的压缩空气吹干每一个部件；最后在所有部件上均匀地抹上一层洁净的自动变速器油。为防止纤维堵塞油道，不能戴手套，擦拭零件必须使用无毛布。

有些修理厂习惯于用汽油清洗零件，包括控制阀放到汽油盆里泡上几分钟，拿出来用压缩空气吹干后就进行装配，这是错误的。最好用酒精清洗，而且价格也比汽油低，挥发性还小，作为修理厂应该储备一些。

（7）在密封圈上需要注意的问题

密封圈更换的范围：在维修变速器时，拆到什么地方，密封圈就更换到什么地方。分解中凡是看到的密封圈都应更换。新换上的密封圈在尺寸上一定要合适。如油泵上的密封圈应稍小于油泵的直径，蓄压器、伺服装置和离合器及片式制动器活塞上的密封圈内径应略小于活塞，外径又应略大于缸径。这样才能保证良好的密封性能。诸如离合器活塞的密封环等是靠外径密封的，往鼓内径里装时应感觉紧才对。安装前应检查密封圈环槽处有无裂痕和划伤，如有伤痕，可在自动变速器油中浸泡后用金相砂纸研磨其表面，然后清洗干净。

在密封件和它的装配面上，均匀地涂抹上自动变速器油，轻轻地推动，使密封件滑到装配位置，避免密封件被拽长，保证其密封性。密封环有铸铁的和聚四氟乙烯两种。其中铸铁密封圈装配时应略感发紧，而聚四氟乙烯的密封圈装配时若略感发紧，则可能是密封圈变形。这两种密封圈不仅材质不同，而且接口处搭钩形式也不相同。

这些密封环并不要求闭口密封。离合器支撑轴和变速器中其他轴一样也承担油道的任务。支撑轴上的密封环槽上有给离合器活塞提供工作油压的油孔，如密封环完全密封，离合器活塞就无法获得工作油压。但这些油封环又要保持相对的密封性，如漏装了密封环或密封环搭钩形式不符合要求，或密封环严重变形（如聚四氟乙烯密封环过度膨胀，装配时感觉发紧），都会使其密封性严重受损，造成它所负责的离合器工作油压不足，离合器无法进入完全接合状态，工作时打滑严重，使离合器摩擦片过早地烧蚀。油泵支撑轴上铸铁密封环的使用寿命和工作的可靠性都明显好于聚四氟乙烯密封环。铸铁密封环也是分解自动变速器过程中见到的所有密封件中可以不需要每次都更换的。