离合器技术发展史(四)离合器压盘.doc

离合器技术发展史(四)离合器压盘
    （文章来源：盖世汽车社区）
现代汽车离合器中一个最重要的零件就是膜片弹簧，膜片弹簧离合器已几乎全部取代了以前使用的螺旋弹簧离合器

    离合器压盘总成(见图1)与飞轮和从动盘一起组成了一个摩擦系统。压盘通过压盘盖上的螺栓旋紧到飞轮上，通过离合器从动盘将发动机转矩传递到变速器输入轴。现代汽车离合器中一个最重要的零件就是膜片弹簧(3)，膜片弹簧离合器已几乎全部取代了以前使用的螺旋弹簧离合器。

    压盘总成的其它重要部件包括：离合器盖(1)，作为膜片弹簧(3)的支承件，而膜片弹簧(3)通过定位铆钉(5)和/或支承环(4)支承在离合器盖上。膜片弹簧(3)压着压盘(2)，进而压紧离合器从动盘的摩擦片。切向传动簧片(7)或三角形分布传动片(8)做为离合器盖(1)和压盘(2)之间的连接件。

   平衡孔(9)用来弥补压盘(2)的不平衡性，定位销孔(10)用来帮助离合器盖(1)与飞轮对中。

膜片弹簧

    离合器压盘结构中的核心部件是膜片弹簧，它比螺旋弹簧更平、更轻。尤其重要的是，其特性曲线明显不同于螺旋弹簧的线性特性曲线。

    膜片弹簧内外圈直径、厚度、角度和材料硬度决定了其连续变化的特性曲线，如图1中左边的曲线图所示。

    由于磨损，螺旋弹簧离合器其压紧力会随着从动盘摩擦片厚度的降低而下降，但膜片弹簧在从动盘磨损的初始阶段其压紧力先增加然后才开始下降。该结构的离合器在摩擦达到磨损极限以前开始打滑，因离合器更换是按时间来决定的，所以更严重的损坏如摩擦片铆钉的磨损可以避免。此外，由于膜片弹簧的特性曲线，使所需的踏板力比螺旋弹簧离合器更低。

普通膜片弹簧离合器

    图1中的左图是一个普通膜片弹簧离合器。膜片弹簧(3)和压盘(2)在离合器盖(1)里，压盘(2)通过切向传动簧片(7)与离合器盖相连接，它们被铆钉铆在压盘(2)的三个凸缘处。切向传动簧片(7)有以下三个基本功：离合器分离时，提供压盘升程；将发动机转矩从离合器盖传递到离合器压盘；对中压盘，而不发生倾斜。

    膜片弹簧被压紧在压盘(2)和离合器盖(1)之间，以产生所需要的压紧力，用来压紧飞轮和离合器盖(1)之间的从动盘。为达到此功能，膜片弹簧由离合器盖(1)上的肋环和支承环(4)支承，其膜片的外径位于离合器压盘(2)上。如果离合器工作了，分离轴承压紧膜片弹簧指(3)的末端——压盘(2)被升起，离合器从动盘被释放。

传动片三角排列式离合器

    观察图1右边的图，它与普通膜片弹簧离合器的明显不同是：在离合器盖(1)和压盘(2)之间有不同的连接方式。由于该结构采用了碗型飞轮，故不允许凸缘与压盘(2)相连，所以选择了传动片三角排列式的布置。三角排列式传动片的两端被铆钉铆在离合器盖(1)上，而压盘紧固在每个传动片中心。

    与用离合器盖肋环和支承环作为膜片弹簧(3)的支承不同，该类型的离合器采用了另一个钢制的支承环(4)来代替离合器盖肋环。

带夹紧舌的膜片弹簧离合器

    最后一种结构是带夹紧舌的膜片弹簧离合器，如图1中间图所示。夹紧舌将定位铆钉(5)向外拉，结果是，膜片弹簧(3)即使磨损其位置也始终是正确的，该磨损一般出现在膜片弹簧座上。该类型的优点是：在离合器整个工作寿命期间，其压盘升程没有变化。

离合器特性曲线和受力图

    图1的下方显示了一些离合器特性曲线和受力图。它们与上面所示结构的膜片弹簧离合器并不完全一致，但一般来说其特性曲线和受力图大致如此。力显示在左边的Y轴上，而横坐标则表示分离行程——在左边的图中也代表分离轴承行程——而右边的Y轴则代表压盘升程。

    左边的图表中连续的曲线表示压紧力的变化，该图表对应于新安装的离合器从动盘。(工作点：新的压盘总成)。随着从动盘摩擦片的磨损，压紧力先开始增加，直到其最高点。离合器从动盘在整个工作寿命期间厚度大约下降1.5~2mm，压紧力经过计算，所以离合器在从动盘摩擦片的铆钉反作用于压盘或飞轮之前，开始马上打滑，故可避免其它损坏。

    破折线/带圆点线表示了分离力的变化，即让新离合器起作用的力和(相比较于带点线)从动盘摩擦片磨损后的力。分离力一开始是增加的，直到达到工作点，然后又缓慢下降。从动盘摩擦片磨损后的分离力曲线已向左移动，更好地表示了压紧力与分离力之比。在工作点压紧力越大，其分离力也越大。

    破折线对应于分离轴承行程的压盘升程，此例中离合器的杠杆比是很清楚的：8mm的分离行程对应于2mm的升程，即杠杆比为4(没有考虑离合器的弹性变形)，它可适用于压紧力和分离力的比值。

    中间和右边的图表，是在考虑和不考虑离合器从动盘波形弹簧片压缩的情况下的测量值对比。在本刊今年第34期“技术与市场”第8期Luk专栏《离合器技术发展史(二)》一文第43页中列的说明已提到了波形弹簧片的优点，如能够使离合器接合柔和，及更佳的磨损特性曲线。不带波形弹簧片，有效的压紧力(实线)线性地下降，在离合器分离时，相应的曲线很陡，相反的，在离合器接合时压紧力会突然、陡峭地增大。

    在图1中，我们看到有效的分离力。随着压紧力的降低，大约是左图的两倍大。另一方面，离合器接合时，压紧力缓慢地增大，因为波形弹簧片必须首先被压缩。由于相应的压紧力曲线(实线)的柔和增加，在要求的分离力下高点已经降低了。只要离合器压盘(2)仍然与从动盘抵触，压紧力和波形弹簧片会互为响应。

离合器压盘设计结构和安装原理

    当今几乎所有的汽车都是用膜片弹簧离合器，螺旋弹簧离合器在以前曾广泛使用，但由于它有一系列的缺点和不足，尤其是安装空间较大及质量较大的缘故，现在螺旋弹簧离合器基本上已经被淘汰了。

    膜片弹簧离合器相比较于螺旋弹簧离合器，其主要优点是：不受发动机转速的影响，适用于高转速发动机；虽然尺寸较小，但在较低的分离力下也可获得足够的压紧力；膜片弹簧指同时作为分离杠杆；零件少，结构紧凑。

    膜片弹簧离合器对驾驶者来说，也是受益良多，因为较低的分离力也即意味着较低的踏板力。

    根据结构和作用方式的不同，按以下方式分类：拉式膜片弹簧离合器和压紧弹簧式膜片弹簧离合器。

拉式膜片弹簧离合器

    图2左边的离合器是专门为德国大众的高尔夫(Golf)和捷达(Jetta)两款车型而设计的。关于拉式膜片弹簧离合器，是根据膜片弹簧与支点位置的不同来命名的。与普通膜片弹簧离合器相比，该离合器安装位置相反，故只能通过受压方式让膜片弹簧起作用。通常，动力从曲轴输出，然后传递到飞轮，再传递到离合器和变速器。但在这里，离合器是用螺栓紧固在曲轴上，在安装好从动盘之后，再装上飞轮，这样飞轮才与离合器连接。

    这种结构让离合器的设计受到以下约束：膜片弹簧(3)的外圈由离合器盖(1)支承，而内圈由压盘(2)支承。

    与普通离合器相比，该离合器的膜片弹簧反向安装。膜片弹簧(3)仅通过分离顶板(11)起作用，分离顶板位于膜片弹簧上，通过分离推杆起作用。分离推杆位于中间为空心的变速器输入轴内，并延伸到变速器的后端，分离轴承和分离杠杆也布置在这里。

LuK TS膜片弹簧离合器

    LuK TS膜片弹簧离合器是压制钢材料做成的离合器。它可通过集成在一起的离合器和飞轮来辨别。其多边形盘毂(15)与V带轮一起用螺栓紧固在曲轴上，它们有相应的锥形摩擦副。

    动力从离合器盖(1)传递到紧固其上的飞轮，压盘(2)位于离合器盖(1)和从动盘(14)之间。它通过切向传动簧片(7)连接到压盘(2)上。

    压盘(2)的座孔经由离合器外壳(1)中的开口处向外凸起，膜片弹簧的外圈就由这些座孔支承，并由定位铆钉(5)和支承环(4)安装在离合器外壳上。分离轴承可在多边形盘毂的外径上滑动。转矩通过从动盘(14)传递到变速器输入轴，该轴是空心的，位于曲轴末端，即在离合器和发动机之间。这样，变速器有小于一半的体积集成到了发动机中。

压紧弹簧式膜片弹簧离合器

    带第二压制钢的膜片弹簧离合器是一种特殊的结构。这时，支承环已完全被离合器盖(1)上的肋环和弹性的第二个压制钢取代，并形成支承。这样，任何磨损均得到补偿，离合器能自动调节，该结构的其它方面与图1中的结构相同。