致谢 14
1 引言
国家经济快速提升,汽车制造数量持续增长,到2006年时已达到720万辆。国内车辆数量不断增加,车辆种类也日趋多样。特别是尖端科技的迅速进步,许多新工艺和新材料在汽车领域的普遍应用,使得汽车问题的查找和解决变得更加困难。这篇文章主要研究小汽车的离合器问题及其处理手段。离合器是手动挡汽车不可或缺的核心部件。缺少离合装置的机械车辆无法顺利启动,并且难以完成变速操作。车辆行驶过程中,离合部分常会发生各种问题,直接干扰到车辆的正常运作。随着汽车快速普及到个人家庭,车辆私有化现象日益普遍,因此车辆故障会波及到每一个人。深入剖析离合器出现的具体问题、探究其成因,寻找排除故障的有效途径以及掌握离合器的修理技术,具有非常迫切和重要的现实价值。本文旨在深入分析北京现代汽车离合器的常见问题,以便人们准确理解离合器故障,从而更有效地进行使用和保养。
2 离合器概述
在手动驾驶的车辆中,离合装置是动力传递系统的一个关键组成部分,它确保车辆能够顺利启动和变换速度档位,是一个不可或缺的独立装置。
2.1 离合器的功用及发展概况
2.1.1 离合器的功用
离合器设置在引擎和变速箱的连接部位,具备断开或连接这两部分动力传输的功能。它的作用在于:首先,能够确保车辆平稳地开始行驶。
2)中断给传动系的动力,配合换挡
3)防止传动系过载
2.1.2 离合器的发展概况
目前通用的片式离合器,其前身是多层片式离合器,这种离合器直到1925年之后才问世。多层离合器最突出的好处在于,汽车启动时离合器的结合过程非常柔和,没有顿挫感。在20世纪20年代末期,直到30年代初期,多层离合器仅应用于工程车辆、竞赛车辆以及高性能的轿车长期积累的实践经验和技术上的革新促使人们更倾向于选用首选单片干式摩擦离合器,这种离合器具备从动部分转动量小、散热能力出色、构造简便、调节容易、体积小巧、分离彻底等多项长处,并且在构造上实施了若干优化,现已能够实现平稳结合,因此当前被普遍应用于大型、中型以及小型各式车辆上。现阶段单片干式摩擦离合器在构造规划方面已相当成熟。选用能产生轴向回弹效果的后盘,增强了结合过程流畅度。离合器后盘组件里配备了减振装置,能够避免动力传输环节产生扭转性震动,降低了动力系统发出的声响和冲击力,因为车辆乘坐体验的需求持续提升,离合器设备已从基础形态逐步优化,在私家车领域,越来越多地部署了含双重飞轮的减振装置,这种设计能更显著地削弱动力传递时的杂音。
2.2 离合器工作原理种类以及要求
2.2.1 离合器的种类
汽车离合器包含多种类型,如摩擦式离合器、液力偶合器以及电磁离合器。液力偶合器通过工作液体传递动力,其外壳与泵轮固定成一体,充当动力源头。泵轮与涡轮相对设置,涡轮是动力接收端。当泵轮转动速度较慢时,涡轮无法获得动力,动力源头与动力接收端处于断开状态。当泵轮转速提升后,涡轮开始转动,动力源头与动力接收端实现连接。
电磁离合器的结合与分离依靠线圈的通电或断电来实现控制。如果在主动件和从动件之间填充磁粉,能够增强两者之间的连接强度。这种类型的离合器被称作磁粉电磁离合器。
现阶段,与手动变速系统配套的离合装置大多为干式摩擦型离合装置,依据其从动部分的片数,可区分为单片式、双片式以及多片式等类型,摩擦型离合装置还可以分为湿式和干式两种结构。
离合器的工作原理
2.2.2 离合器工作原理
离合器运作方式如下:主动部分与从动部分依靠接触面摩擦力,或借助液体介质(液力偶合器),或利用磁力传输(电磁离合器)来传递动力,两者能短暂断开,亦可逐步连接,传动时允许两部分各自旋转。当前汽车普遍使用弹簧施加压力的摩擦离合器(简称摩擦离合器)。
发动机飞轮作为离合器的动力来源,负责传递动力。从动盘上装有摩擦材料,通过滑动花键与从动轴固定在一起。压紧弹簧将此从动盘紧压在飞轮的端部表面。动力经由飞轮和从动盘之间的摩擦力实现传递。摩擦力带动从动盘旋转,随后通过从动轴及传动系统的其他零件,最终驱动车轮运动。弹簧的压紧力越大,则离合器所能传递的转矩也越大。
2.2.3 摩擦离合器应满足的基本要求
确保能够传送引擎所能产生的最大动力,并且还留有额外的动力输出空间。
在需要分离的时候,能够完全分开,在需要结合的时候,能够轻松贴合,同时还要有很好的散热性能。
转动惯量要尽可能降低,这样在分离离合器并换挡时,变速器输入轴连接部分的转速变化会变得简单,进而减少齿轮之间的撞击。
能够减轻转向时的颠簸,削弱同向的晃动,并且声响轻微。
(5)压盘压力和摩擦片的摩擦系数变化小,工作稳定。
(6)操纵省力,维修保养方便。
2.3 汽车常用典型离合器的结构与特点
2.3.1 膜片弹簧离合器
这种离合器使用片状弹性件充当紧固部件,它被称作片状弹簧离合器。
膜片弹簧离合器还细分为a、推动型膜片弹簧离合器和b、拉动型膜片弹簧离合器。离合器的构造包含离合器盖与压盘组合、离合器从动盘组合、离合器分离轴承以及飞轮。
这种离合器具有显著优势,扭矩承载能力强且稳定性高,操作省力,构造精简且布局紧密,散热透气效果出色,摩擦片耐久性强。膜片弹簧的安放点与离合器旋转中心线完全重合,所以其压紧效果不受离心作用干扰,非常适合高速运转。同时,制作膜片弹簧的技术日益精进,导致该离合器在车辆上的应用愈发广泛。
2.3.2 周布弹簧离合器
周布螺旋弹簧离合器当前主要装配在商用载重车辆上,其构造方面,螺旋弹簧沿着压盘的圆形轨迹呈环状排列。压盘、分离杆件以及螺旋弹簧都安装于离合器盖之中,共同构成离合器盖的整体部件。飞轮是离合器的一个从动工作面,而压盘则作为离合器的另一个从动工作面。
周布弹簧离合器所用的螺旋弹簧具有线性特性,当摩擦片出现损耗时,弹簧会变得长一些,导致压紧力减弱,这对离合器稳定传递扭矩非常不利。为了解决这个问题,可以采用组合式周置螺旋弹簧的设计,在大弹簧的内部安装一个弹簧,这两个弹簧的旋转方向是相反的,而且它们的弹性系数也不相同。要使摩擦片上受力均匀,压簧数量不宜过少,并且需要跟随摩擦片尺寸的变大而增加,在某些情况下,还会设置成两行排列。
2.3.3 中央弹簧离合器
离合器中央弹簧结构形式,可选用1-2个圆柱形螺旋弹簧,或采用矩形截面锥形螺旋弹簧,将其布置在离合器的中心位置,这种设计被称为中央弹簧离合器。
它的构造包含多个零件,分别是:推动板、结合盖、调校环、柔韧推杆、鼓风轮、紧固螺旋、脱开轴圈、脱开套管、推动板脱开螺旋。
中央弹簧离合器的压簧并不与压盘直接接触,因此摩擦产生的热量不会直接传递给弹簧导致其失效。中央弹簧的压紧力借助杠杆系统施加于压盘,并且通过杠杆比进行放大,因此可以用较小的弹簧力获得足够大的压盘压紧力。部分中央弹簧离合器的弹性压杆中段会设计成叶片形态,这种设计类似风扇叶片,有助于离合器进行通风散热。
3 北京现代轿车离合器的结构与特性
3.1 北京现代轿车离合器的结构
北京现代车型配备的离合系统运用了膜片弹簧结构。这种离合器以特殊弹簧取代了传统螺旋弹簧和分离杆装置。它具备诸多长处。这种弹簧同时承担着弹簧和分离杆的功能,从而减少了零件数量,降低了重量;离合器结构因此变得简单,轴向尺寸也明显缩小;此外,这种弹簧具有非线性的特点,设计合理,即便摩擦片磨损到极限,压紧力变化也很小,还能降低分离离合器时的踏板力度,让操作更加省力。这种离合器的构造非常紧凑,必须确保为其保留充足的活动范围,以免发生运动不畅,进而妨碍离合器的正常运作,引发故障问题。
3.2 北京现代轿车离合器的工作特性
当离合器处于结合位置时,其主、从动部分同步转动,能够直接传送引擎的动力。这种情况下,主、从动部分之间没有位移,摩擦面不会产生磨损,也不会出现温度升高或能量损失。然而,在车辆启动阶段,需要借助主、从动部分之间的滑动,也就是说,在离合器结合时,要让从动部分的转速有一个渐进的提升,以此确保车辆平稳起步。离合器结合时会发生滑动摩擦,这是它的一个关键特征。摩擦产生的后果,首先是导致摩擦片逐渐损耗,其次是使压盘和飞轮等部件的温度上升。如果摩擦表面的温度过高,会进一步加速摩擦片的磨损,并且对离合器的正常运作和整体寿命造成显著的不良影响。因此,需要对离合器接合时的摩擦行为进行深入探究,同时掌握其评估和核算手段,还要考察压盘等部件的温升情况,这样才能保证离合器设计合理,使用得当。
4 离合器常见故障与原因分析
4.1 离合器打滑
表现:车辆启动时,需要将离合器踏板向上提很大幅度才能勉强开动;前进过程中,尝试提速时,车速却无法相应加快。这些情况都属于离合器工作不正常的现象。
液压式离合器出现打滑现象,通常是因为离合器踏板松紧度不足导致分离轴承紧贴分离杠杆或膜片而持续转动。需要调整离合器踏板的复位位置,同时调节总泵推杆的长度,将推杆适当加长并使其抵住活塞,然后反向转动推杆半圈,确保总泵推杆与活塞之间存在空隙。接着改变分泵调杆的尺寸让它变长,当察觉到分离轴头碰到分离杆件或隔膜顶住时,再把调钮旋到两者空隙大约两毫米。
机械式离合器踏板松紧度不达标时,可以通过调节拉杆的有效长度来处理,确保分离轴承和分离杆件或中间片之间的空隙处在标准范围之内。
若因离合器摩擦片沾染油渍而出现打滑现象,可先将分离杠杆或膜片调升,以扩大分离间隙,并借助绳索或硬质木材将离合器踏板固定在分离状态,接着用螺丝刀裹上浸有汽油的抹布,伸入分离端,通过转动飞轮来清除油污,随后换用干燥抹布进行彻底擦拭,接着用螺丝刀撬开摩擦片的另一面,重复前述步骤,清洁完毕后,重新调整分离杠杆的高度即可完成。当离合器片因磨损而出现打滑现象,如果摩擦片还比较厚实,可以将其受损的部分进行打磨处理,同时需要将分离杠杆的高度进行适当调整。

4.2 离合器分离不彻底,挂挡困难
发动机在静止状态下运行时,离合器踏板被完全压下,然而换挡却十分吃力,同时变速齿轮发出明显敲击声响。即便艰难地挂入挡位,只要离合器踏板没有松开,车辆就会立即移动或者突然停止运转。
拆卸离合器护罩,变速系统置于空档位置,离合踏板踩至最下端位置。接着,借助撬棍操作从动片。倘若能够轻易转动,表明离合装置分离状态正常;倘若无法转动,则意味着离合装置未能完全分离。
需要确认离合器踏板的松紧度是否合适,并进行必要的调整。同时,要检查分离杆件的顶端高度是否相同,以及是否偏低。可以在车辆下方操作分离杆,让分离轴承的正面与分离杆件的里面轻轻接触,然后转动离合器一圈进行观察。如果分离杆件的里面不能同时和分离轴承相碰,就表示分离杆件的高度不均匀,需要重新设置。若分离杠杆位置相同,依然未能完全分离,需要核查杠杆高度。把所有分离杠杆都调整到一样的高度,倘若可以彻底分离,表明先前调整存在偏差或已经过度磨损。分离杠杆调整完毕,务必重新校准离合器踏板的空行程。调整完成后,若仍存在分离问题,则需拆卸离合器,确认从动盘安装方向是否正确,审视轴向位移是否顺畅,探查主从动盘有无变形,查验分离杠杆的螺丝是否松脱,以及浮动销是否遗失。针对新铆合的摩擦片离合器,应核实从动盘与摩擦片的厚度是否超标。倘若厚度超出标准,可在离合器盖与飞轮部位垫入相应垫片。液压传动的离合器,除了前面提到的检查项目,还需要确认制动油量是否充足,管路是否存在泄漏,并且要将液压系统中的空气排净。
4.3 离合器接合时抖动
情况是:如果离合器依照常规方式平稳地结合,车辆并不会逐步顺畅地提升速度,而是会出现断续的启动,甚至引发车身晃动,直到离合器彻底结合为止。
原因及维修方法:
主、从动盘之间压力分布不均匀。接合式离合器压紧弹簧的弹力不一致,各个分离杠杆的调整不统一或者膜片弹簧分离指端不平整,会导致压紧时间的先后不一致,压盘受力不均匀,甚至可能使压盘发生偏斜,造成主、从动盘接触不紧密,从而引发离合器出现抖动现象。在这种情况下,需要更换离合器压紧弹簧,并且要将分离杠杆调整平整。
离合器发生扭转,减震弹簧力度下降,压紧弹簧力量减弱,或者膜片弹簧出现破损,都可能导致离合器结合时出现抖动现象。这种情况需要更换弹簧。
4.4 离合器异响
离合器发出声响常见于它结合或断开的时候,还有速度变动的时候。比如离合器刚开始结合,偶尔会听见“沙沙沙”的声音,在结合、断开或者速度突然变动时,可能会出现“咯啦咯啦”的声响。离合器产生不寻常的声音,是因为某些部件之间摩擦或者碰撞不正常。通过声音的不同和出现的情况,可以确定声响的来源和成因,然后采取合适的修理措施。
原因及处理:
离合器踏板若缺少活动间隙或活动间隙极小,分离杠杆就会持续与分离轴承相触,即便车辆静止也会发出声响,需要调节离合器踏板的自由间隙。
离合器摩擦片被磨耗了,导致离合器总是半联动着。车辆行驶时,离合器分离轴承转动会产生异响。这种情况可以通过调整离合器踏板的活动间隙来解决。如果调整活动间隙后问题依旧存在,就需要重新铆接离合器衬片。
离合器片被油污污染,并且伴随摩擦产生的热量,会慢慢让片体变硬。一旦出现轻微的打滑现象,就会发出声响。这种情况下,需要将离合器片清洗干净,或者直接更换新的离合器片。
当离合器从动盘发生扭转,或者减震弹簧出现断裂,就会有扭转振动所发出的声响,这种情况下需要对从动盘进行维修,或者将其更换掉。
当离合器分离轴承润滑不足时,会出现摩擦噪音。这种情况需要通过给分离轴承补充润滑脂来处理,或者直接更换新的分离轴承。
分离杠杆或膜片弹簧分离指端若不在同一平面上,容易导致减震弹簧断裂,起步时会出现连续打滑,并引发振动现象。另外,离合器弹簧出现断裂或弹力减弱的情况,也会引发类似现象。分离杠杆回位弹簧的弹力如果减弱,会使离合器分离轴承回位不顺畅,进而造成离合器分离不完全,并产生异常声响。针对这些问题,需要将分离杠杆的高度调整得相同,并且更换新的弹簧。
当动盘毂或离合器从动轴花键出现磨损现象时,需要将动盘或离合器从动轴进行更换。
8、离合器、变速器、发动机曲轴主轴颈轴线没对准,应予对准。
4.5 离合器的噪声和振动
4.5.1前导向轴承(套)损坏
这种声响是由前导向轴承(套)破损造成的。离合器一旦断开就会产生声响,而一旦接合声响便消失。这种声音有时会被误认为是分离轴承坏了,因此需要仔细辨别。变速器装配不妥,常使导向轴承承受额外负担,离合器经过多次使用后,它就会损坏,并迅速发出声响。
4.5.2 分离轴承损坏
分离轴承一旦损坏就会产生刺耳声响。分离轴承一旦发生故障,其声响会随着离合器踏板推力的加大而加大。如果在离合器分离时才听见声响,那么很可能是前导向轴承出了问题。当离合器完全结合后出现声响,那么很可能是变速器内部在作祟。离合器操纵系统轴承预紧力不足,也会导致声响产生。
4.5.3 扭转减振器有问题
当变速器处于空档状态,发动机持续运转时,车厢内部能够察觉到“咔哒咔哒”的声响,这种声响源自变速器内部产生的声响。这种声响的产生,可以归因于发动机所产生的激励作用,进而引发传动系统出现扭转振动,并在变速器内部形成声响。这一现象与离合器从动盘中的扭转减振器在结构性能方面的变化密切相关。
4.5.4 分离轴承、变速器第一轴、飞轮、离合器盖不同心
这是生产跟安装环节的通病。零件中心线对不准,会让分离轴承跟分离杆在接触时产生偏移,或者形成斜角接触,进而造成分离轴承承受过大的压力,加速零件的损耗,并且发出声响。
4.5.5 飞轮-离合器总成不平衡
安装离合器总成到飞轮上时,要留意让“重心较大的部位”和“重心较小的部位”对齐,这样做有利于飞轮与离合器组合的整体稳定。倘若装反了,情况会更不稳定,导致产生严重的抖动现象。
5 北京现代轿车维修实例
5.1 厂家解释离合器异响原由和解决办法
该车的品牌是伊兰特,购车的具体时间为四月十一日,车辆累计行驶了三万五千公里。
离合器发出声响 公司答复: 接到合作维修点的反馈,现将相关情况说明如下:
客户表示,驾驶车辆时松开离合器踏板会发出声响,认为这是正常情况。当驾驶员抬起离合器踏板,发动机曲轴带动离合器压盘旋转,而离合器片转速较低。两者接合时,依靠摩擦力逐渐同步。离合器片的花键部位装有缓冲型弹簧,目的是减轻结合时的震动。弹簧在运作时会自行拉长,等到零件彼此对齐时就又变回初始样子,假如松开连接装置的踏板动作太急,零件对齐所需的时间就非常短,这就导致减震弹簧被拉伸到复位时发出声响,也就是客户所说的连接装置“不正常的声音”。因此,这种声音是使用时快速松开踏板引起的机械噪音,并不会对设备造成损害,而且可以通过放慢松开踏板的速度来消除。
5.2 Sonata离合器异响故障分析
一辆韩国现代Sonata汽车,途中底盘传来声响。司机称:当车辆加速或油门持续踩住时,声音没有问题,但一旦松开油门让车滑行,或是使用发动机制动时,就会响起“咔哒、咔哒”的震动声。
用举升设备将车身顶起,使四轮悬空进行试验,察觉到声响源自变速驱动桥的差速器部分,声响特征与轴承磨损产生的声音相似。取下变速装置并拆解,取出差速器组件,查验轴承及座圈未见磨损痕迹和斑点。用手操作行星齿轮轴,可以感知到存在约0.10毫米的径向位移,而两个半轴齿轮则有将近1.0毫米的轴向位移。从行星齿轮的结合部位观察,接触面之间的空隙非常合适。经过全面研究,认定差速器整体状态正常。用手指拨动分离轴承时,能听到细微的刮擦声响,因此决定进行更换。随后又查看了离合器片,离合器压板,以及两个半轴的内、外球笼,均未发现任何问题。如果仅仅是分离轴承出现损坏,那么它发出的声响应当只在踩下离合器踏板时出现,不可能在车辆行驶过程中松开油门时才听见,由此可以判断并没有找到问题的根本原因。在这种情况下,如果重新安装变速器,最终还是要进行返工,因此又再次仔细地检查了一遍。师傅或许凭感觉,伸手去拿离合器片查验,根据铆钉现有的磨损程度,确实还能接着用,不过仔仔细细一瞧,察觉到从动盘钢片和从动盘鼓之间有一道被敲击留下的光亮痕迹,用一只手捏住摩擦衬片,另一只手转动从动盘毂,发觉它已经非常松垮。从动盘钢片同从动盘毂靠减振弹簧弹性地连在一起,盘毂被夹在钢片和减振盘中间,并且里面嵌着摩擦片。钢片与减振盘通过铆钉连接,两者之间留有空隙,以便盘毂能轻微转动。离合器片在没有承受扭矩的情况下,当承受扭矩时,则经由摩擦衬片先传递到钢片和减振盘,再经由弹簧传递给盘毂,此时弹簧被压缩,用以吸收所受的冲击。同时,借助钢片和减振盘之间、盘毂与摩擦片之间的摩擦,来消耗扭矩振动的能量,使振动快速减弱。动力装置向车辆传动机构传递的力矩是断断续续地变动的,这样就造成传动机构出现力矩的波动,如果波动频率与传动机构自身的振动频率相同,就会引发共振现象。减振用的弹簧不仅可以吸收冲击性的负荷,还能减小自振的频率,从而防止共振的发生。然而这辆车的减振弹簧由于频繁使用离合器,在高温下发生退火现象,导致其长度变短,进而丧失了弹性的连接功能和减振的效果。在车辆缓慢行驶过程中,动力会通过轮子传递给传动装置再回到发动机,发动机产生制动效果,离合器片与中心轴之间因受力方向改变,会相互转动一个角度,从而引发撞击,并且由于动力不断变化,会发出类似轴承损坏的“咔哒、咔哒”的声音。查明原因后,替换了离合器片和分离轴承,问题解决。
6 离合器使用和检修注意事项
6.1
离合器的使用年限主要取决于其构造,还受到行驶状况和驾驶习惯的显著影响。在都市道路行驶时,离合器频繁工作,其耐久度远不如经常在高速公路上行驶的车辆。定期保养并恰当操作离合器,能够显著提升其使用期限,最长可以使用十万公里。
6.2
操作时需避免离合器产生震动,接合动作须平稳,分离动作须完全,确保车辆起步稳定,变速系统换挡过程顺畅。此外还需保证动力传输稳定,必要时可实施打滑,以防止变速系统承受过大负荷。
6.3
启动发动机,完全拉起驻车制动,挂入一档,若此时尝试让车辆前进,发动机转速必定会降低或停止运转,需适当增加油门。若并非如此,或者发动机转速降低幅度很小,则表明离合器片已经发生打滑现象,需要检查离合器松紧度,确认摩擦片是否过硬或被烧坏。倘若钢片出现变形,也必须进行更换。
结论
本文阐述了汽车离合器的用途、效用、构造,同时选取了常见的离合器作为参照物,剖析了汽车
离合器出现问题的起因和应对措施,具体的修理手法,还有怎样恰当操作和保养汽车离合器,目的是减少离合器损坏的情况,使其能使用更长时间。
未来的汽车传动系统将趋向于自动设计,目前我国乘用车仍以手动模式为主,不过近年来的市场趋势显示,轿车中自动模式大概会达到一半的比例,而在一些先进的国家或地区,自动模式早已成为主要的配置。但离合器在汽车构件中的核心作用不会发生转变。
当前和今后,在AMT(机械式自动变速器)研制过程中,电控离合器是AMT装置的关键,也是攻关的重点。离合器自动控制需明白驾驶者意图并给予对应动作,这样既保障了车辆有出色的起步能力,又能防止因过度打滑导致摩擦片过早损坏。很明显,对离合器自动控制系统的标准很高,而使用电控是最为可行的办法。因此,伴随电子技术的进步,电控离合器在汽车自动变速方面将拥有广阔的拓展前景。



