离合器的检测与故障诊断
摘要:汽车传动系是由离合器、变速器、万向传动装置和驱动桥等主要部件组成。若其中某个部件调整不当或严重磨损,都会造成传动系的异响。离合器常见故障有打滑、分离不彻底、发抖、发响。变速器常见故障是跳档、乱档、异响、换档困难和漏油。万向传动装置的常见故障有传动轴振动和噪音声、起动撞击及滑行异响。
关键词: 离合器  故障 检测 诊断
前言
离合系统的功能是保证发动机与传动系统平稳可靠地接合,并且能暂时而彻底地分离。接合是指产生摩擦力矩,分离是指解除摩擦力矩。离合器工作频繁,在汽车行驶时,由于滑动摩擦的作用各部件轻易磨损,变形或破裂等,摩擦力矩相应降低,导致离合系统故障。为了尽可能地延长离合器的使用寿命,因此,如何正确地对离合系统进行有效的维护就显得相当重要。
1.离合器的组成及部位
汽车离合器图片
离合器是汽车传动系的组成部分,装在发动机与变速器之间。当汽车起步或变速器换挡时,它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上,以便传递动力。  离合器由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成。 离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内,用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上,离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中,驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板,使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合,以切断或传递发动机向变速器输入的动力,从而保证汽车平稳起步以及平顺换档,并且能防止传动系过载。目前以膜片弹簧离合器的应用最为广泛。
2.汽车离合器的功用及其工作原理
2.1保证汽车平稳起步
  起步前汽车处于静止状态,如果发动机与变速箱刚性连接的,一旦挂上档,汽车将由于突然接上动力突然前冲,不但会造成机件的损伤,而且驱动力也不足以克服汽车前冲产生的巨大惯性力,使发动机转速急剧下降而熄火。如果在起步时利用离合器暂时将发动机和变速箱分离,然后离合器逐渐接合,由于离合器的主动部分与从动部分之间存在着滑磨的现象,可以使离合器传出的扭矩由零逐渐增大,而汽车的驱动力也逐渐增大,从而让汽车平稳地起步。
2.2便于换档
  汽车行驶过程中,经常换用不同的变速箱档位,以适应不断变化的行驶条件。如果没有离合器将发动机与变速箱暂时分离,那么变速箱中啮合的传力齿轮会因载荷没有卸除,其啮合齿面间的压力很大而难于分开。另一对待啮合齿轮会因二者圆周速度不等而难于啮合。即使强行进入啮合也会产生很大的齿端冲击,容易损坏机件。利用离合器使发动机和变速箱暂时分离后进行换档,则原来啮合的一对齿轮因载荷卸除,啮合面间的压力大大减小,就容易分开。而待啮合的另一对齿轮,由于主动齿轮与发动机分开后转动惯量很小,采用合适的换档动作就能使待啮合的齿轮圆周速度相等或接近相等,从而避免或减轻齿轮间的冲击。
2.3防止传动系过载
  汽车紧急制动时,车轮突然急剧降速,而与发动机相连的传动系由于旋转的惯性,仍保持原有转速,这往往会在传动系统中产生远大于发动机转矩的惯性矩,使传动系的零件容易损坏。由于离合器是靠摩擦力来传递转矩的,所以当传动系内载荷超过摩擦力所能传递的转矩时,离合器的主、从动部分就会自动打滑,因而起到了防止传动系过载的作用。
2.4降低扭振冲击
  汽车发动机的工作原理决定了其输出扭矩的不平稳。在做功冲程,燃烧室气体爆炸产生极大冲击扭矩,而在其他冲程,却是靠惯性反拖发动机。虽然发动机本身转动系具有的惯性可降低扭振,但剩余的冲击力仍然对后续的变速箱、传动轴产生不利影响。而离合器中的减振弹簧(切向分布),可显著降低发动机带来的扭振冲击,延长变速齿轮寿命。
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。
目前在汽车上广泛采用的是用弹簧压紧的摩擦离合器(简称为摩擦离合器)
  发动机发出的转矩,通过飞轮及压盘与从动盘接触面的摩擦作用,传给从动盘。当驾驶员踩下离合器踏板时,通过机件的传递,使膜片弹簧大端带动压盘后移,此时从动部分与主动部分分离。
  摩擦离合器应能满足以下基本要求:
  (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。
3.离合器的常见故障及诊断分析
离合器常见故障有打滑、分离不彻底、发抖、发响等。
3.1离合器打滑
1)故障现象
  ①汽车用低速档起步时,放松离合器踏板后,汽车不能顺利起步。
  ②汽车加速行驶时,车速不能随发动机转速的提高而提高,感到行驶无力,严重时产生焦臭味或冒烟等现象。
  2)故障原因
  ①离合器踏板自由行程过小或没有自由行程,使分离轴承一直压在分离杠杆上。
  ②从动盘摩擦片、压盘或飞轮工作面磨损严重,离合器盖与飞轮的连接松动,使压紧力减弱。
  ③从动盘摩擦片油污、烧蚀、表面硬化,铆钉外露或表面不平,使摩擦力下降。压力弹簧疲软或折断,膜片弹簧疲软或开裂,使压紧力下降。
  ④分离轴承套筒与导管间油污严重,使分离轴承不能回位。
3)故障诊断与排除
  ①检查离合器踏板自由行程是否合适,不合适应进行调整。
  ②检查从动盘摩擦片、压盘或飞轮工作面磨损情况,若磨损严重应及时更换。
  ③检查压力弹簧、膜片弹簧是否疲软、折断或弹性不足,若弹性不足或破坏应及时更换。
  ④检查从动盘、分离轴承套筒与导管,若有油污应及时清理。
3.2离合器分离不彻底
  1)故障现象
  发动机怠速运转时,踩下离合器踏板,挂档时有齿轮撞击声,且难以挂入;如果勉强挂上档,则在离合器踏板尚未完全放松时发动机熄火。
  2)故障原因
  ①离合器踏板自由行程过大。
②新换的摩擦片太厚或从动盘正反面装错。
  ③从动盘钢片翘曲、摩擦片破裂或铆钉松动。
  ④液压传动离合器的液压系统漏油造成油量不足,或有空气侵入。
  ⑤分离杠杆调整不当,其内端不在同一平面内或内端高度太低,或分离杠杆弯曲变形、支座松动、支座轴销脱出,使分离杠杆内端高度难以调整。
  3)故障诊断与排除
  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检查液压系统管路、管接头是否漏油。
  ④检查分离杠杆是否变形,支座是否松动,分离杠杆调整是否合适。
  ⑤检查变速器第一轴和离合器从动盘配合是否良好,若配合不当应及时调整。
3.3离合器异响
1)故障现象:车辆起步或换挡时操纵离合器,有不正常响声。
2)故障原因。
  分离轴承磨损严重或缺油,轴承回位弹簧过软、折断或脱落;从动盘铆钉松动或减振弹簧折断;踏板回位弹簧过软、脱落或折断。
3)故障诊断与排除。
  稍稍踩下离合器踏板,膜片弹簧与分离轴承接触,听到有“沙沙”的响声,为分离轴承响。若加油后仍响,为轴承磨损松旷或损坏,应予以更换;踩下、放松离合器踏板时,如出现间断的碰击声,为分离轴承前后滑动响(分离轴支承弹簧失效),应更换支承弹簧;发动机一起动就有响声,将踏板提起后响声消失,为踏板弹簧失效,应更换踏板弹簧;连踩踏板,在离合器刚接触或分开时响,为从动盘铆钉松动和摩擦片铆钉外露,应修复铆钉。
3.4 车辆起步时离合器发抖
1)故障现象:车辆起步时,离合器不能平稳结合,使车身产生抖动。
2)故障原因。
  离合器压盘或从动盘发生翘曲,或从动盘铆钉松动;变速器与飞轮壳或者离合器盖与飞轮固定螺栓松动;膜片弹簧弹力不均。
3)故障诊断与排除。
  让发动机怠速运转,挂上低速挡,缓慢松开离合器踏板并加大油门起步,如车身有明显的抖动,则为离合器发抖;检查变速器与飞轮壳、离合器盖与飞轮固定螺钉是否松动,检查膜片弹簧的高度;拆开离合器盖测量膜片弹簧的高度是否一致;若上述各项均符合要求,则拆下离合器,分别检查压盘、从动盘是否变形,铆钉是否松动,膜片弹簧的弹力是否在允许范围内。
  总结
离合系统的功能是保证发动机与传动系统平稳可靠地接合,并且能暂时而彻底地分离。接合是指产生摩擦力矩,分离是指解除摩擦力矩。离合器工作频繁,在汽车行驶时,由于滑动摩擦的作用各部件容易磨损,变形或破裂等,摩擦力矩相应降低,导致离合系统故障。为了尽可能地延长离合器的使用寿命,因此,如何正确地对离合系统进行有效的维护就显得相当重要。
参考文献
1.蒲永峰、《汽车检测、诊断与维修》      北京:清华大学出版社 2008.9
2.董继明、罗灯明《汽车检测与诊断技术》  北京:机械工业出版社 2008.5
3.张建俊《汽车诊断与检测技术》          北京:人民交通出版社2009.8