桑塔纳2000GLi型膜片离合器故障诊断与分析 汽车专业毕业论文.doc

桑塔纳2000GLi型膜片离合器故障诊断与分析摘 要离合器是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成，其功用是切断和实现对传动系的动力传递，以保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步；在换档时将发动机与传动系分离，减少变速器中换档齿轮之间的冲击；在工作中受到最大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，防止传动系各零件因过载而损坏。本文主要研究离合器常见故障，对其进行分析和解决。对使用和维护汽车有着很现实的意义。关键词：桑塔纳2000GLi型轿车、离合器、故障分析Santana 2000GLi type diaphragm clutch fault diagnosis and analysisAbstract Automotive power train clutch directly connected with the engine assembly, its purpose is to cut off and the realization of the power transmission system for transmission, to ensure that when the car started the engine and powertrain joint smoothly, to ensure that a smooth start; in the shift will be separated from the engine and power train to reduce the transmission of shocks between the gear shift; in its work by moving the largest load, the transmission system to limit the burden of the maximum torque to prevent the transmission system of the parts damaged due to overload. This article studies common clutch failure analysis and resolution. On the use and maintenance of motor vehicles has a practical significance. Key words: Santana 2000GLi car, clutch, failure analysis目 录1 前 言12 离 合 器 概 述22.1 离合器的功用22.2 离合器的要求22.3 离合器的种类22.4 离合器的工作原理32.4.1 摩擦式离合器工作原理32.4.2 膜片离合器工作原理33 汽车常用典型离合器的结构和特点43.1 膜片弹簧离合器43.2 周布弹簧离合器43.3 中央弹簧离合器44 桑塔纳2000GLi型膜片离合器的结构和特点54.1 桑塔纳2000GLi型膜片离合器的结构54.2 桑塔纳2000GLi型膜片离合器的组成部分64.3 桑塔纳2000GLi型轿车离合器的工作特性85 离合器的常见故障诊断与分析95.1 离合器打滑95.2 离合器分离不彻底95.3 离合器分离不平顺105.4 离合器异响115.5桑塔纳2000GLi型膜片离合器的维修实例126 离合器使用检修注意事项136.1分解注意事项136.2主要机件的维修13结论14致谢15参考文献16IV1 前 言随着国民经济的迅猛发展，汽车产量逐年增加，2006年已达720万辆。我国汽车保有量越来越多，车型也越来越复杂。尤其是高科技的飞速发展，一些新技术、新材料在汽车上的广泛应用后，给汽车故障诊断与排除增加了一定难度。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。本文重点通过桑塔纳2000GLi型轿车离合器故障的探讨，正确认识离合器故障，更好的使用和维护离合器。2 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，是保证这样的汽车能够起步和换档的一个必备的独立部件。2.1 离合器的功用离合器是传动系中直接与发动机联系的总成。（1）使汽车起步平稳；（2）便于换挡；（3）防止传动系过载。2.2 离合器的要求（1）具有合适的转矩储备能力，也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，以便于发动机启动和变速器换挡。（3）接合平顺柔和，以保证发动机启动和变速器换挡。（4）具有良好的散热性，将离合器滑转产生的热量即使散出，保证离合器工作可靠。（5）离合器从动部分的传动惯性要尽可能小，以减轻换挡齿轮的冲击。（6）操纵轻便，以减轻驾驶员的疲劳。 2.3 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。2.4 离合器的工作原理2.4.1 摩擦式离合器工作原理摩擦式离合器工作原理：是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。2.4.2 膜片离合器工作原理 离合器的工作原理：在压紧装置没有固定到发动机之前，离合器盖与飞轮端图2-1 膜片离合器工作原理图（a）安装前位置（b）安装后（结合）位置（c）分离位置1离合器盖；2压盘；3膜片弹簧；4分离钩；5支承环；6分离轴承；7飞轮盖之间有一段距离l，如图2-1(a)所示，此时膜片弹簧形变量最小。当离合器盖上安装螺栓被紧固之后，如图2-1(b)所示，从动盘和压盘迫使膜片弹簧以右侧支承环为支点发生弹性变形，这样膜片弹簧的外缘对压盘和从动盘就产生了压紧力，此时离合器就处于接合状态。分离时，分离轴承推动膜片弹簧内端前移，膜片弹簧以左侧支点进一步变形，其外缘便通过分离钩将压盘向后拉动，使离合器分离，如图2-1(c)所示。3 汽车常用典型离合器的结构和特点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推式膜片弹簧离合器和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。 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。 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。4 桑塔纳2000GLi型膜片离合器的结构和特点4.1桑塔纳2000GLi型膜片离合器的结构桑塔纳2000GLi型轿车离合器结构如图4-1所示，采用膜片弹簧离合器。膜图4-1 桑塔纳2000型轿车离合器结构片弹簧离合器是用膜片弹簧代替了一般螺旋弹簧及分离杆机构而做成的离合器。这种离合器有很多优点。首先，膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杆作用，使零件数目减少，重量减轻；其次，离合器结构大大简化并显著地缩短了离合器的轴间尺寸；再者，膜片弹簧具有良好的非线性特性、设计合适，可使摩擦片磨损到极限，压紧力仍能维持很少改变，且可以减轻分离离合器时的踏板力，使操纵轻便。这种离合器的结构在设计上很紧凑，但应注意给它留有充分活动空间，防止出现活动受阻，从而影响离合器正常工作，导致出现故障。4.2 桑塔纳2000GLi型膜片离合器的组成部分离合器由主动部分，从动部分、压紧装置、分离机构和操纵机构五大部分组成。主动部分包括图4-2飞轮、离合器盖、压盘等机件组成。这部分与发动机曲轴图4-2 离合器盖及压盘总成构造图1,3-平头铆钉 2-传动片 4-支承环5-膜片弹簧6-支承铆钉 7-离合器压盘 8-离合器盖连在一起。离合器盖与飞轮靠螺栓连接，压盘与离合器盖之间是靠34个传动片传递转矩的。从动部分是由单片、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。为了避免转动方向的共振，缓和传动系受到的冲击载荷，大多数汽车都在离合器的从动盘上附装有扭转减震器。压紧装置与分离机构：压紧装置由压盘、离合器盖、膜片弹簧、支承环、支承环定位铆钉、分离钩和传动钢片组成，如图4-3所示。通常情况下，上述各零件组成一个整体。传动钢片共三组，每组两片，各组均布与压盘周边，其两端分图4-3 桑塔纳2000GLi型轿车离合器膜片弹簧1分离钩；2分离轴承；3支撑环；4压盘；5、8膜片弹簧；6从动盘；7支撑环定位铆钉别与离合器盖和压盘连接。支承环在膜片弹簧的中部，左右各一根，作为膜片弹簧变形的支点。在压盘的周边对称地固定有多个分离钩，把膜片弹簧的外边缘和压盘钩在一起，膜片弹簧的外缘就压在压盘的环形台上。膜片弹簧如图所示，形状为碟形，凹面进行喷丸处理，其上开有若干个径向切槽，切槽内端开通，外端为圆孔，形成多个弹性杠杆，它既是压紧杠杆，又是分离杠杆。操纵机构：桑塔纳2000GLi型离合器是用机械拉索式传动操纵机构。主要由分离轴承、分离轴、分离轴传动杆、拉索踏板等零部件组成，如图4-4所示。踩下离合器踏板时，踏板上端拉动离合器拉索，使分离轴承传动杆顺时针转动，同时带动分离轴顺时针转动，使分离拨叉推动分离轴承，压迫膜片弹簧，离合器分离。图4-4 绳索式传动操纵机构 1- 离合器分离踏板 2-偏心弹簧 3-支承A 4-离合器拉线自动调整机构 5-传动器壳体上的支承B 6-离合器操纵臂 7-离合器分离臂 8-离合器分离轴承 9-离合器分离推杆绳索传动装置结构较简单，制造成本低，故障少，但是机械效率低，而且拉伸变形会导致踏板行程损失过大。4.3 桑塔纳2000GLi型轿车离合器的工作特性 离合器在接合状态，离合器的主、从动件作为整体一起旋转，直接传递发动机转矩。此状态下，离合器的主、从动件没有相对运动，摩擦副表面就没有磨损，也不发热，也没有能量损耗。但是，在汽车起步过程中需要利用离合器主、从动件间的相对滑动，也就是说，离合器在接合过程中让其从动件的转速增长有一过程，使汽车平稳起步。因此，离合器接合过程的滑磨是其重要特性。离合器滑磨结果，一方面使摩擦片磨损，另一方面会引起压盘、飞轮等零件的温度升高，而摩擦表面温度的过分升高，将加剧摩擦片的磨损，并将严重影响离合器的正常工作和使用寿命。为此，必须充分了解离合器在接合过程中滑磨的特性及评价和分析计算方法、压盘等零件的热负荷状况，以正确设计和使用离合器。5 离合器的常见故障诊断与分析5.1 离合器打滑三级标题：左对齐、加粗、宋体、小四号字，段前段后为0.5行段前段后1.5行（1）现象：1）起步时，离合器踏板虽然抬起很高，但汽车还是不行走，完全抬起时才勉强起步；2）汽车行驶中，踏下加速踏板（油门）时，速度增加不明显；3）汽车上坡时动力不足，严重时离合器有烧焦的气味。（2）原因：1）离合器踏板没有自由行程，分离轴承经常压在分离杠杆上，压紧弹簧不能压紧从动盘；2） 离合器盖与飞轮固定螺栓松动，膜片弹簧或压盘变形，弹簧弹力过弱；3） 摩擦片有油污、硬化、铆钉头外露或烧蚀；4）液压操纵机构或机械绳索粘滞，分离叉变硬。（3）诊断与排除方法：1）诊断方法：启动发动机，拉紧驻车（手）制动，挂上低速档，慢慢拾起离合器踏板，逐渐加大油门起步，如果汽车不动，发动机不熄火，这就说明离合器打滑。2）排除方法：如果踏板自由行程不符合标准，应予以调整，直到规定值。检查液压及机械操作机构是否卡滞。摩擦片是否有油污、硬化或铆钉外露等现象。若有上述情况，应更换摩擦片，检查油污来源，设法予以排除。检查膜片弹簧的弹力是否符合要求。检查压盘和飞轮摩擦表面的磨损情况，若有伤痕应修理或更换新件。5.2 离合器分离不彻底（1）现象：1）发动机在怠速运转时，完全踏下离合器踏板，挂档感觉困难，变速器齿轮油撞击声；挂上档后，不等抬起离合器踏板，汽车就猛向前窜动或发动机熄火。（2）原因：离合器踏板自由行程过大，使工作行程过小。从动盘翘曲不平，或沾有油污等。新摩擦片过厚。离合器从动盘毂与变速器输入轴花键磨损、锈蚀，使从动盘在轴上滑动困难。或者液压操纵机构中主缸、工作缸出现故障，无法推动分离轴承。或者机械式操作机构中绳索以及传动杆件损坏，也能使离合器分离不彻底。（3）诊断与排除方法：诊断方法：将变速器挂入空挡，踩下离合器，一人在下面用螺丝刀拨动从动盘。如果能轻轻拨动，说明离合器能分离；如果不能动，则说明离合器分离不彻底。排除方法：离合器踏板自由行程若过大，应按规定方法调整至标准值。检查主缸、工作缸的工作是否正常，机械绳索及传动杆件是否损坏、卡滞。上述调整检查均无效，硬件离合器拆卸并分解，检查各部件的技术状况。例如，从动盘是否翘曲不平或沾有油污，新摩擦片是否过厚，从动盘毂和变速器输入轴花键是否锈蚀等，如有应予排除。5.3 离合器分离不平顺（1）现象：汽车起步时，离合器接合不平稳，使车身发生轻微的抖动。（2）原因：膜片弹簧变形或弹力不均；离合器从动盘翘曲不平或扭转减震器松动；摩擦片上有油污，铆钉头外露；离合器总成和踏板之间的液压操纵或机械操纵不见松动，从动盘花键毂严重磨损，变速器输入轴弯曲；发动机固定螺栓松动，变速器与飞轮壳的固定螺栓松动，飞轮固定螺栓松动等。（3）诊断与排除方法：诊断方法：使发动机怠速运转，变速器挂低速挡，慢慢松开离合器踏板起步，如车身抖动，即离合器发抖，接合不平顺。排除方法：可用扳手检查和紧固变速器、发动机及飞轮的固定螺栓。检查离合器总成和踏板之间的液压操纵或机械操纵部位有无松动。如果有松动，应予以紧固。拆下离合器总成，检查各部位。例如，摩擦片上是否有油污，铆钉头是否外露；从动盘是否翘曲不平；从动盘钢片与从动盘间是否松动；膜片弹簧的高度是否在规定范围之内等，并对各损坏部件进行修理或更换。5.4 离合器异响（1）现象：离合器在工作中发出不正常的响声。这种响声多属不见严重磨损或损坏后，金属之间相互撞击造成的。（2）原因：分离轴承磨损、脏污；导向轴承磨损，分离套筒内零件松动；分离叉或传动装置卡住；离合器回位弹簧折断、过软或松脱；离合器从动盘毂与变速器输入轴花键磨损严重。（3）诊断与排除方法：诊断方法：离合器接合时或踩下踏板少许，或在踩下离合器踏板过程中，若离合器发响，则说明离合器有异响。排除方法：离合器接合时或踩下踏板少许，若离合器发响，是由于离合器分离轴承损坏或脏污引起。若损坏，应更换新轴承。离合器接合时若发响，可能是分离套筒内零件松动，离合器从动盘毂与变速器输入轴磨损严重所致，根据需要进行检修或更换。踩下离合器踏板过程中，离合器若发响，应检查分离叉和传动装置是否卡住，如有，应予以检修。5.5桑塔纳2000GLi型膜片离合器的维修实例一辆桑塔纳轿车行驶中底盘出现异响，司机反映，加速或油门不动时一切正常，但在收油门滑行或发动机制动期间，便发出“咯啦，咯啦”的撞击声。用举升机支起车身，四轮离地进行模拟实验，感觉声响是从变速器驱动桥的差速器部位传出的，类似轴承磨损发出的噪声，抬下变速器并分解，取出差速器总成，检查轴承与座圈未发现划痕和斑点。用手拨动行星齿轮轴，能感觉出有约0.10mm的径向移动量，而两个半轴齿轮则有近1.0mm的轴向移动量。但通过其与行星齿轮之间的齿轮面来看，配合间隙是极佳的。经综合分析，认为差速器总成良好。用手转动分离轴承，有“沙沙”摩擦声，决定更换，而后又检查了离合器片，离合器压板，两个半轴的内、外球笼，均未发现异常现象。如果只是分离轴承磨损，那么它所发生的噪音应出现踩下离合器踏板阶段，不可能在行驶中收油门时才产生。这说明并未找到真正的故障点，若此时是装复变速器，其结果必定是返修。于是又细心地复查一遍。检查了离合器片，铆钉目前的磨损深度，确定可以继续用，但仔细观察，发动从动盘钢片与从动盘鼓之间有一小条打击的亮印，用手握住摩擦衬片，另一支手转动从动盘毂，发现严重松旷。从动盘钢片和从动盘毂通过减振弹簧弹性地联接在一起，盘毂夹在钢片的减振盘之间，并且其中夹有摩擦片，钢片和减振盘用铆钉铆接中间预留出一定距离，使盘毂可作相对稍许转动，整个离合器片不受扭矩时，当受扭矩时，则通过摩擦衬片首先传到钢片和减振盘再经弹簧传递给盘毂，此时弹簧被压缩，以此来吸收所受的冲击，并利用钢片和减振的能量，使振动迅速衰减。因为发动机传到汽车传动系中的扭矩是周期性不断变化，这就使转动系产生扭矩振动，若频率与传动系自振频率吻合，即导致共振。减振弹簧不仅缓和冲击载荷，亦可降低自振频率，避免共振产生。而本车的减振弹簧因频繁操作离合器，高温退火而缩短，失去了弹性连接与减振的作用。收油滑行时，扭矩则由车轮经传动系传至发动机制动，从动盘钢片与盘毂之间因作用力的变向，相对反转一个角度，便出现打击现象，而且因周期性的扭矩变化就会产生类似轴承的“咯啦、咯啦”的声响。找到问题所在，更换了离合器与分离轴承，故障排除。6 离合器使用检修注意事项6.1分解注意事项在分解离合器之前，应先在离合器盖与飞轮之间做一安装记号。拧下离合器盖与飞轮的连接螺栓，取下离合器总成及从动盘总成。拆下固定分离环的三个卡簧，取下分离环。在离合器盖与压盘之间做上装配记号。 松开调整螺母锁片固定螺钉，取下锁片，收存好。将离合器总成置于离合器拆装专用工具或压床上，拧紧专用工具，压下离合器盖，拆下分离杠杆调整螺母，松开专用工具，取下离合器盖，记住不同颜色的弹簧个数和位置后，再取下压盘弹簧和弹簧座，冲出分离杠杆轴销，收存滚针。按相同方法分解其余分离杠杆。6.2主要机件的维修分离轴承应转动灵活、无噪音、无卡滞。装配前，轴承与注油管内均应充满润滑脂。压盘弹簧不应有裂纹、歪斜，否则应予以换新；不同颜色的弹簧应符合下列要求。压盘的摩擦工作面成沟槽，其深度超过0.5毫米，或翘曲大于0.4毫米，应予修磨；最大光削量应不大于1.0毫米；当光削量大于0.5毫米时，应在压盘弹簧与弹簧座之间加装相应厚度的垫片。结论本文以桑塔纳2000GLi型膜片离合器为探讨对象，分别介绍了它的功用、要求、原理等和离合器常见故障，并据此对其故障进行了分析与诊断，找出可能引起故障的问题，提出了相应的解决措施。要想减少离合器的故障还是要在平时的使用中注意科学合理，同时我也提出了一些科学使用离合器的建议：（1）车辆正常行驶时，离合器是处于紧密接合状态，离合器应没有“打滑”现象。在开车时除起步、换挡和低速制动需要踩下离合器踏板之外，其他时间都不要没事踩离合，或者把脚放在离合器踏板上。行车时把脚长时间放在离合器踏板上，很容易造成离合器片烧蚀，严重时甚至使离合器压盘和飞轮烧蚀，导致通常所说的离合器“打滑”。同时还会导致费油，增加用车费用。（2）起步时的正确操作轻抬离合器踏板，当离合器出现半联动时（此时发动机的声音有变化），慢慢拾起离合器踏板，在离合器踏板抬起的同时，根据发动机阻力大小逐渐踩下油门踏板，使汽车平稳起步。 （3）换挡时的正确操作在行车中换挡时，操纵离合器踏板应迅速，不要出现半联动现象，否则会加速离合器片的磨损。另外，操作时要注意与油门配合，不要在踩离合器踏板的同时加大油门。使用离合器也是熟能生巧，需要大家在行车中不断总结经验。当然，本文也存在一定的不足之处，如对汽车离合器产生故障的更多细节不甚了解，因此对其现状的分析不够透彻。不过，我将继续努力，不断学习，相信能在以后的实践工作中逐一解决这些问题。参考文献1王遂双.主编汽车离合器 北京 北京理工大学出版社1998.4：17242胡宁.主编.现代轿车故障诊断 北京 人民交通出版社 2006.1：52593金加龙.主编汽车底盘构造与维修（第2版） 北京 电子工业出版社 2008.4 7244李栓全.主编汽车底盘及其底盘维修 北京 商务出版社 2008.4：1441565席振鹏.主编汽车底盘构造与维修 黑龙江 哈尔滨工业大学出版社 2002：65736张凯良.主编汽车修理手册 北京 机械工业出版社 2002.5：899918