浅析离合器常见故障诊断与分析

湖南工业职业技术学院 设计题目浅析离合器常见故障诊断与分析学生姓名张俊南 专业班级汽制S2011-3-27 指导老师易宏彬 2014年1月 6 日 摘要 3 第1章离合器概述 3 1.1 离合器的功用及要求 3 1.2 离合器工作原理种类以及要求 3 1.2.2 离合器工作原理3 1.2.3 摩擦式离合器工作原理 3 1.2.4 摩擦离合器应满足的基本要求4 1.3 汽车常用典型离合器的结构与特点 4 1.3.1 膜片弹簧离合器4 1.3.2 周布弹簧离合器4 1.3.3 中央弹簧离合器5 第2章离合器常见故障与原因分析 5 2.1 离合器打滑 5 2.1.1 故障现象 5 2.1.2 故障原因 5 2.1.3 故障排除 6 2.2 离合器分离不彻底 6 2.2.1 故障现象 6 2.2.2 故障原因7 2.2.3 故障排除7 2.3 换档困难 7 2.3.1 故障现象7 2.3.2 故障原因7 2.3.3 故障排除8 2.4 离合器发抖8 2.4.1 故障现象8 2.4.2 故障原因9 2.4.3 故障排除9 2.5 离合器异响9 2.5.1 故障现象10 2.5.2 故障原因10 2.5.3 故障排除10 结束语11 参考文献11 离合器位于发动机与变速器之间,在汽车行驶过程中,驾驶员为了适应不同使用情况(如起步、换挡、制动、停车)的需要,常常要频繁地踩下、松开离合器踏板,使发动机与传动系暂时分离,以中断动力传递,随后又使之逐渐接合,以便传递动力。随着汽车行驶里程的增加,离合器零件不可避免地产生磨损或损坏,致使离合器的技术状态变差而出现故障,正确安装、使用、维护都有利于提高离合器的使用寿命。离合器在使用过程中,经常出现的故障主要有离合器打滑、分离不彻底、发抖、异响等故障类型。本篇论文重点讨论轿车离合器的故障分析及维修方法,通过离合器故障的探讨,正确认识离合器故障,更好的使用和维护离合器。 关键词: 离合器诊断与排除常见故障 第1章离合器概述 在汽车上,离合器是手动汽车和电控换档机械式自动变速器汽车传动系中的一个重要总成,是保证汽车能够起步和换档的一个必备的独立部件。 1.1 离合器的功用及要求 1.1.1 离合器的功用 离合器安装在发动机与变速器之间,用来分离或接合前后两者之间动力联系。其功用是: 1)在起步时和换挡后,使发动机与变速器逐渐接合,以传递发动机向变速器输人的动力,保证汽车平稳起步和继续行驶; 2)在发动、换挡和制动时,使发动机与变速器暂时分离,以切断发动机向变速器输人的动力,保证发动机在发动时容易起动,在换挡中齿轮免受冲击,在制动时发动机不会熄火; 3)在正常行驶中传递动力,并防止传动机构超负荷工作。 1.1.2 离合器的要求 1)具有合适的转矩储备能力,保证能传递发动机输出的最大转矩而不打滑的同时,又能防止传动系过载; 2)分离迅速彻底,以便于发动机起动和变速器换挡; 3)接合平顺柔和,以保证汽车平稳起步; 4)具有良好的散热能力,将离合器滑动产生的热量及时散出,保证离合器工作可靠; 5)离合器从动部分的转动惯量要尽可能小,以减轻换挡时齿轮的冲击; 6)操纵轻便,以减轻驾驶员的疲劳程度。 1.2 离合器工作原理种类以及要求 1.2.1 离合器的种类 汽车离合器有摩擦式离合器、液力偶合器、电磁离合器等几种。液力偶合器靠工作液(油液)传递转矩,外壳与泵轮连为一体,是主动件;涡轮与泵轮相对,是从动件。当泵轮转速较低时,涡轮不能被带动,主动件与从动件之间处于分离状态;随着泵轮转速的提高,涡轮被带动,主动件与从动件之间处于接合状态。 电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。如在主动与从动件之间放置磁粉,则可以加强两者之间的接合力,这样的离合器称为磁粉式电磁离合器。 目前,与手动变速器相配合的绝大多数离合器为干式摩擦式离合器,按其从动盘的数目,又分为单盘式、双盘式和多盘式等几种。摩擦式离合器又分为湿式和干式两种。 1.2.2 离合器工作原理 离合器的工作原理:离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用,或是用液体作为传动介质(液力偶合器),或是用磁力传动(电磁离合器)来传递转矩,使两者之间可以暂时分离,又可逐渐接合,在传动过程中又允许两部分相互转动。 1.2.3 摩擦式离合器工作原理 发动机飞轮是离合器的主动件。带有摩擦片的从动盘和从动盘毂借滑动花键与从动轴(变速器主动轴)相连。压紧弹簧将从动盘压紧在飞轮端面上。发动机转矩即靠飞轮与从动盘接触面之间的摩擦作用而传到从动盘,再由此经过从动轴和传动系统中一系列部件驱动车轮。弹簧的压紧力越大,则离合器所能传递的转矩也越大。 1.2.4 摩擦离合器应满足的基本要求 1)保证能传递发动机发出的最大转矩,并且还有一定的传递转矩余力。 2)能作到分离时,彻底分离,接合时柔和,并具有良好的散热能力。 3)从动部分的转动惯量尽量小一些。这样,在分离离合器换档时,与变速器输入轴相连部分的转速就比较容易变化,从而减轻齿轮间冲击。 4)具有缓和转动方向冲击,衰减该方向振动的能力,且噪音小。 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。 1.3 汽车常用典型离合器的结构与特点 1.3.1 膜片弹簧离合器 采用膜片弹簧作为压紧弹簧的离合器称为膜片弹簧离合器。 膜片弹簧离合器还分a、推式膜片弹簧离合器和b、拉式膜片弹簧离合器。其结构由离合器盖及压盘总成、离合器从动盘总成、离合器分离轴承和飞轮组成。 特点:膜片弹簧离合器转矩容量大且较稳定;操纵轻便;结构简单且较紧凑;散热通风性能好;摩擦片的使用寿命长。膜片弹簧的安装位置对离合器的旋转轴线是完全对称的,因此它的压紧力不会受离心力的影响,很适于高速旋转。并且制造膜片弹簧的工艺水平不断提高,因而这种离合器在汽车上用的越来越多。 1.3.2 周布弹簧离合器 周布弹簧离合器目前主要用在商用载重汽车上,结构上,螺旋弹簧沿着压盘的圆周作同心圆布置。压盘、分离杠杆及螺旋弹簧均装在离合器盖内,组成离合器盖总成。飞轮作为离合器的一个主动摩擦面,而另一个主动摩擦面为压盘。 特点:周布弹簧离合器所用的螺旋弹簧是线性的,当摩擦片磨损后,弹簧伸长,压紧力下降,这对离合器可靠传扭是很不利的。为此,可改用组合周置螺旋弹簧的结构,在大弹簧的里面放一个弹簧,两者旋转相反,弹簧刚度也不一样。为了保证摩擦片上压力分布尽量均匀,压簧的数目不应太少,且要随摩擦片直径的增大而增多,有时甚至布置成两排。 1.3.3 中央弹簧离合器 采用1-2个圆柱旋弹簧或用一个矩形断面的锥形螺旋弹簧做压簧布置在离合器正中间的结构形式,称为中央弹簧离合器。 其结构组成部件由:压盘、离合器盖、调整环、弹性压杆、风扇叶盘、压紧弹簧、分离轴承、分离套筒、压盘分离弹簧。 特点:中央弹簧离合器的压簧不和压盘直接接触,因此压盘由于摩擦而生的热量不会直接传给弹簧使其回火失效。中央弹簧的压紧力通过杠杆系统作用于压盘,并按杠杆比放大,因此可用较小的弹簧力而得到足够大的压盘压紧力。有些中央弹簧离合器弹性压杆的中段常常做成叶片形状,成为风扇叶片、有利于离合器的通风散热。 第2章离合器常见故障与原因分析 离合器位于发动机与变速器之间,在汽车起步和变速器换档时,暂时切断发动机与变速器的连接,以切断动力传递。在汽车使用过程中,离合器的使用相当频繁,随着汽车行驶里程的增加,离合器的零件不可避免的产生磨损或损坏,致使离合器的技术状态变差而出现故障。实际使用中离合器常见的故障可以分为两类, 一类是工作能力的降低,另一类是操纵性能的变坏。 前者是因为压盘、从动盘等原因引起的传递发动机转矩能力的降低,致使在工作中出现异响和振动。后者是因为调整不当或零件磨损引起的离合器打滑、分离不彻底或操纵费力(换档困难等)。 2.1 离合器打滑 是指离合器在正常使用时,离合器踏板完全放松,传动系也不过载的情况下,当离合器处于结合状态时,主从动盘不能达到等速,即存在着相对滑动,发动机的动力不能完全传递。2.1.1 故障现象 1)汽车起步时,离合器踏板完全抬起,起步不能起步或者起动困难,发动机动力不能完全传出; 2)行驶中当发动机加速时,汽车速度不能随之提高,发动机的动力不能完全传递到传动部 分,行驶无力; 3)负荷加大时离合器片容易过热,打滑较明显,严重时会散发焦味、冒烟、甚至烧坏离合器总成; 4)拉紧驻车制动器低档起步时,发动机熄火。 2.1.2 故障原因 1)离合器踏板自由行程太小或没有自由行程; 2)离合器从动盘摩擦片磨损过薄、硬化、有油污、有腐蚀或铆钉外露; 3)离合器压盘过薄或压盘飞轮变形; 4)离合器压盘弹簧过软或折断,分离轴承常压在分离杆上,使压盘处于半分离状态; 5)离合器与飞轮连接螺栓松动; 6)离合器分离杠杆调整过高; 7)液压分离装置卡滞; 8)膜片弹簧离合器膜片弹力不足或膜片破裂。 2.1.3 故障排除 当确认是离合器打滑后,可以按以下步骤进行检查,予以排除: 1)先检查离合器是否有自由行程或自由行程太小。踩抬离合器踏板,感觉出有无自由行程或行程太小。也可拆下离合器盖,观察分离杠杆与分离轴承有无间隙,若间隙过小或无间隙,则即为自由行程太小或者完全没有自由行程,可以按自由行程规定值进行调整; 2)若有自由行程,应检查离合器从动盘摩擦片边缘是否有油污,腐蚀或材料过硬或过软所致,若拨动从动盘摩擦片有金属粉末,则可能是铆钉外露所致;出现这些现象须拆下离合器,加以排除。摩擦片有油污洗净,用压缩空气吹干,并查出漏油原因,铆钉外露时,应更换新的摩擦片; 3)若不是上述问题,则看是否为弹簧弹力不足所致,若弹簧弹力不足,则需要更换弹簧; 4)如果是飞轮变形过大应考虑更换新的飞轮; 5)检查离合器和飞轮连接处是否松动,调整离合器分离杠杆到适当位置; 6)如果以上都没有问题,再查看液压分离装置是否卡滞,若出现卡滞,应予以调整,使其工作灵活,这样离合器打滑问题就能够排除了。 2.2 离合器分离不彻底 2.2.1 故障现象 离合器的踏板踩到底后,主、从动盘没有完全分开,仍在接触,离合器处于半结合状态,发动机输出动力没有被完全切断,仍有动力输出。发动机怠速运转时,踩下离合器踏板,挂档时有齿轮撞击声,且难以挂上档;如果勉强挂上档,则在离合器踏板尚未完全分离放松时,汽车就开始行驶或发动机熄火。 2.2.2 故障原因 1)离合器自由行程太大; 2)新换摩擦片太厚或从动盘正反面装错; 3)从动盘及压盘钢片翘曲,摩擦片破裂或铆钉松动; 4)分离杠杆调整不当,使其内端不在同一平面内或内端面高度太低,或分离杠杆弯曲变形,支座松动,支座轴销脱出等,使分离杠杆高度难以调整; 5)离合器盖固定螺栓部分松动; 6)液压离合器液压系统漏油造成油量不足或有空气侵入。 2.2.3 故障排除 1)检查离合器踏板自由行程是否合适,若自由行程过大,应进行调整; 2)检查离合器从动盘或摩擦片安装是否正确,若从动盘变形或损坏应及时更换; 3)检查分离杠杆是否变形,支座是否松动,检查分离杠杆高度是否一致或过低。拨动拨叉,使分离轴承前端轻轻地靠在分离杠杆内端面上,转动离合器一周,看它们接触情况,若分离杠杆的内端能同时和分离轴承接触,则分离杠杆内端高度一致,若有个别分离杠杆与分离轴承接触不上,则说明分离杠杆高度不一致,应进行调整。如果分离杠杆调到一致后,仍有分离不彻底的现象,则进一步检查杠杆高度是否合适,可将各分离杠杆调到同样的高度,如果调整后分离仍不彻底,说明是分离杠杆调整不当或内端磨损过限所致,分离杠杆调整后,应重新调整踏板的自由行程。 4)检查变速器第一轴和离合器的从动盘配合是否良好,若配合不当及时调整; 5)检查液压系统管路,管接头是否漏油。 2.3 换档困难 2.3.1 故障现象 换档困难是指从一档换到另一档时,操作十分困难或者连续换几次才能成功。 2.3.2 故障原因 1)离合器踏板自由行程过大; 2)离合器液压管路中有空气; 3)离合器主缸或工作失效; 4)离合器盖或压盘失效; 5)离合器从动盘花键槽与变速器第一轴花键过脏。 2.3.3 故障排除 1)拆开离合器看一下离合器的行程,如果过大,调整到规定的范围内; 2)试放液压管路中的制动液,看是否有空气,若有空气放净; 3)拆开查看离合器的主缸或工作缸; 4)查看离合器盖或压盘,若盖开裂更换,压盘变形过大,需更换; 5)如果按上述方法还是排除不了故障,则清洗从动盘,花键槽与变速器第一轴花键,即可排除故障。 2.4 离合器发抖 2.4.1 故障现象 汽车用低速档起步时,逐渐放松离合器踏板并徐徐踩下加速踏板,离合器不能平顺结合且产生抖振,严重时甚至整车产生抖振现象。 2.4.2 故障原因 1)离合器摩擦片破裂变形、摩擦片不平,沾有油污; 2)铆钉头露出碰压盘; 3)各分离杠杆高低不一,不在一个平面; 4)主、从动盘钢片翘曲不平,飞轮工作面跳动严重; 5)压盘弹簧变软或折断; 6)从动盘花键槽与变速器第一轴花键过脏; 7)分离轴承套筒与其导管之间油污垢,使分离轴承不能回位。 2.4.3 故障排除 1)检查摩擦片是否破裂,是否凹凸不平或有油污,如有更换摩擦片或予以清洗; 2)看铆钉头是否外露磨损,如果碰到从动盘应排除; 3)拆下离合器底盖,看分离杠杆是否在一个平面上,如果不在,应调整到一个平面上; 4)看从动盘是否材料硬化,弹簧弹力不均,应拆下检修; 5)检查分离轴承是否进退不灵活,若感觉发涩,说明分离轴承座在变速器第一轴承盖上有污垢,予以清洗排除。 2.5 离合器异响 2.5.1 故障现象 当离合器分离或结合时,发出不正常的响声,当踏板放松时,异响消失,有时踏下或放松踏板时,都有不正常的声响的现象。 2.5.2 故障原因 1)离合器分离轴承缺润滑油或磨损烧蚀; 2)分离轴承回位弹簧过软,伸长或脱落; 3)分离杠杆或浮销磨损松旷; 4)踏板回位弹簧折断、软弱,使分离轴承与分离杆相碰击; 5)离合器铆钉松动,钉头露出摩擦片,钢片破裂或减震弹簧磨损折断,分离叉卡滞; 6)分离杠杆或其支架销及孔磨损松旷; 7)发动机和变速器连接轴心线不在同一直线上。 2.5.3 故障排除 1)首先检查,离合器踏板有无回程,用脚勾一下踏板,如果响声消失,则踏板有回程,只是踏板回位弹簧弹力不足或折断脱落;检查弹簧弹力,若不足更换。 2)如果踏板回位正常,进行检查离合器的自由行程。如果自由行程不符合要求,应予以调整;若自由行程正常,当发动机转速有变化时,存在间歇性的撞击声和摩擦声,说明离合器分离轴承回位弹簧弹力不足;更换弹簧。 3)慢慢的踩离合器踏板到分离杠杆与分离轴承刚好接触,若出现“沙沙“声,则说明分离轴承有问题。继续踩下加速踏板少许,如果响声有所增大,则应拆下离合器底盖,看是否有火星射出,如果有火星射出,则说明是分离轴承滚珠破碎了,没有火星,说明轴承磨损过量;此时,考虑更换轴承。 4)如果踩下离合器踏板没有异响出现,当踩到底时,发出了“喀啦、喀啦“的声响,随着转速升高响声变大。这时可能是变速器里面太脏了,可以进行清洗。清洗后,加入新的齿轮油,如果在放出的清洗油中,混有齿轮或轴承损坏的较大颗粒金属屑时,说明变速器内部可能撞击损坏,应对变速器进行解体检查,并予以排除故障。 结束语 本篇论文重点讨论轿车离合器的故障分析及维修方法。离合器是手动变速汽车必备的一个重要总成。没有离合器手动挡汽车将无法起步,并且难以实现挡位变换。在汽车使用中,离合器难免出现这样、那样的故障,直接影响汽车的正常运行。现在汽车迅速进入家庭,汽车私有化程度提高,所以汽车故障将会影响到我们每一个人。分析研究离合器故障现象、原因、探索离合器故障的排除方法和离合器的维修工艺,具有重大而现实的意义。 参考文献 【1】徐石安,江发潮,汽车离合器,清华大学出版社,2006年9月 【2】夏长明,汽车养护规程与常见故障诊断,机械工业出版社2010年3月