汽車離合器故障分析*

王力斌

（遼寧工程職業(yè)學(xué)院，遼寧 鐵嶺 112000）

1 離合器常見故障機(jī)理分析

離合器主要通過摩擦力傳遞動(dòng)力，而產(chǎn)生摩擦力要滿足3個(gè)主要條件：正壓力、摩擦系數(shù)、接觸面積，這也是離合器的3個(gè)主要參數(shù)，若某個(gè)參數(shù)出現(xiàn)問題，離合器便會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)故障。本文針對離合器常見的幾種故障進(jìn)行了詳細(xì)分析。

1.1 離合器異響故障機(jī)理分析

離合器摩擦系數(shù)的產(chǎn)生主要依靠從動(dòng)盤上的摩擦片，摩擦片的主要材質(zhì)為石棉，為了加強(qiáng)其耐磨性和硬度，在石棉中又添加了少量合金。摩擦片利用鉚釘鉚接在從動(dòng)盤主體上，其結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 離合器從動(dòng)盤

離合器從動(dòng)盤安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪與離合器壓盤之間，為了使離合器產(chǎn)生足夠大的接觸面積及正壓力，離合器膜片彈簧通過壓盤將離合器從動(dòng)盤緊緊壓在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上，其結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 離合器結(jié)構(gòu)

離合器膜片彈簧在離合器中既可起到壓緊彈簧的作用，又可作為分離杠桿。當(dāng)離合器需要中斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞時(shí)，離合器分離軸承會(huì)在離合器分離叉的帶動(dòng)下向膜片彈簧方向運(yùn)動(dòng)，對膜片彈簧內(nèi)圈進(jìn)行壓縮。膜片彈簧外圈嵌在離合器壓盤外圈中，利用杠桿原理將膜片彈簧內(nèi)圈向內(nèi)推動(dòng)，其外端帶動(dòng)離合器壓盤向從動(dòng)盤相反方向平移，使從動(dòng)盤失去正壓力，進(jìn)而中止產(chǎn)生摩擦力，動(dòng)力傳遞中斷。分離軸承及分離叉空間位置見圖3。

圖3 分離軸承及分離叉空間位置

2）分離軸承損壞造成異響。分離軸承安裝在膜片彈簧與變速器之間，主要用來推動(dòng)膜片彈簧，使離合器分離，中斷動(dòng)力傳遞，分離軸承多數(shù)采用滾子軸承。根據(jù)路況不同，分離軸承需要以不同頻率間歇性地承受高速摩擦，極易產(chǎn)生高溫，且無潤滑、冷卻條件差，工作條件惡劣。因此，駕駛員駕駛習(xí)慣不好、自由間隙過小、保養(yǎng)不當(dāng)?shù)葐栴}都會(huì)使分離軸承加速磨損，導(dǎo)致踩下離合器踏板后出現(xiàn)異響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)軸承碎裂情況。

3）從動(dòng)盤花鍵鼓松動(dòng)造成異響。離合器從動(dòng)盤在工作時(shí)需要承擔(dān)整車載荷，在汽車起步時(shí)所承擔(dān)載荷及沖擊最大。而從動(dòng)盤與變速器輸入軸的連接方式為花鍵連接（見圖1），從動(dòng)盤中央位置的花鍵鼓與變速器輸入軸上的花鍵配合，動(dòng)力由摩擦片傳至從動(dòng)盤主體后，由花鍵鼓傳至變速器輸入軸。當(dāng)離合器長時(shí)間工作后，由于載荷及沖擊對從動(dòng)盤的影響，花鍵鼓與從動(dòng)盤間的連接間隙變大產(chǎn)生松動(dòng)，在離合器工作過程中出現(xiàn)異響。另外隨著離合器工作時(shí)間的增加，花鍵鼓與變速器輸入軸的配合間隙也將變大，二者間也會(huì)產(chǎn)生異響。

4）扭轉(zhuǎn)減震器損壞造成異響。扭轉(zhuǎn)減震器主要由減震彈簧和阻尼元件等組成。其主要用于緩沖非穩(wěn)定工況下來自于發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊，改善離合器結(jié)合平順性并協(xié)調(diào)傳動(dòng)系統(tǒng)固有頻率，以免相關(guān)元件因震動(dòng)產(chǎn)生共振而造成損壞。扭轉(zhuǎn)減震器在工作時(shí)需承擔(dān)較大動(dòng)力沖擊，因此其減震彈簧容易出現(xiàn)疲勞破損，其損壞后會(huì)出現(xiàn)異響。破損嚴(yán)重時(shí)，會(huì)劃傷飛輪及壓盤。

1.2 離合器動(dòng)力輸出不足故障機(jī)理分析

離合器作為汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中重要的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，其工作效率下降將導(dǎo)致動(dòng)力無法100%輸出，造成汽車在行駛中動(dòng)力下降、加速無力、上坡動(dòng)力不足等，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)離合器冒煙情況。

1）離合器從動(dòng)盤故障。隨著離合器的使用，摩擦片的磨損越來越大、摩擦材質(zhì)越來越薄、摩擦系數(shù)越來越小，導(dǎo)致離合器從動(dòng)盤無法高效地將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳至變速器，出現(xiàn)從動(dòng)盤打滑空轉(zhuǎn)情況，造成汽車動(dòng)力輸出能力下降。

駕駛員的不當(dāng)駕駛習(xí)慣也會(huì)造成摩擦片過度磨損。當(dāng)新手駕駛員因?yàn)榫o張、操作不熟練等原因，將左腳一直放在離合器踏板上，使離合器壓盤被相應(yīng)抬起，壓盤為從動(dòng)盤提供的正壓力則會(huì)下降，導(dǎo)致從動(dòng)盤打滑。若離合器長時(shí)間處于該種狀態(tài)下，會(huì)使摩擦片與飛輪及壓盤長時(shí)間摩擦產(chǎn)生高溫，造成摩擦片燒蝕，摩擦系數(shù)下降，從而導(dǎo)致動(dòng)力輸出能力下降。

傳統(tǒng)國畫中常常強(qiáng)調(diào)虛實(shí)結(jié)合的重要性，在粉彩瓷繪畫上同樣十分注重這項(xiàng)規(guī)律。粉彩花鳥瓷畫作品在表達(dá)虛實(shí)造型關(guān)系的時(shí)候同樣需要畫者的深思熟慮與畫面需要經(jīng)得起考究。

2）離合器壓盤故障。從動(dòng)盤與飛輪及壓盤間形成工作表面，隨著從動(dòng)盤摩擦片的磨損，壓盤也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)磨損。離合器壓盤通常由灰鑄鐵鑄成，壓盤長時(shí)間工作后會(huì)在表面形成凹陷，當(dāng)磨損過量后，壓盤將無法為從動(dòng)盤提供足夠正壓力，導(dǎo)致離合器動(dòng)力輸出能力下降。

離合器壓盤在工作時(shí)與從動(dòng)盤摩擦產(chǎn)生高溫，在高溫狀態(tài)下壓盤極易扭曲變形。當(dāng)壓盤扭曲變形后將無法與從動(dòng)盤形成完全貼合的接觸面，產(chǎn)生摩擦力條件之一的接觸面積參數(shù)下降，導(dǎo)致摩擦力下降，造成動(dòng)力輸出能力下降。

3）離合器自由間隙過小故障。離合器自由間隙是指分離軸承與分離杠桿間的間隙，目前很多車型已經(jīng)使用膜片彈簧代替壓緊彈簧和分離杠桿。留有自由間隙是為了在摩擦片磨損后，壓盤依然可向從動(dòng)盤方向軸向位移，如沒有自由間隙或自由間隙過小，膜片彈簧內(nèi)端與分離軸承緊貼無法移動(dòng)，由于杠桿原理膜片彈簧外端也無法移動(dòng)，導(dǎo)致壓盤無法向從動(dòng)盤方向運(yùn)動(dòng)，造成正壓力下降，摩擦力下降，動(dòng)力輸出能力下降。圖4為離合器自由間隙示意圖。

圖4 離合器自由間隙示意圖

4）膜片彈簧故障。膜片彈簧由具有較強(qiáng)彈性及剛性的特殊材質(zhì)加工而成。隨著長時(shí)間工作，其本身彈性會(huì)有明顯衰減，造成壓盤為從動(dòng)盤提供的正壓力減小，所能產(chǎn)生的摩擦力也相應(yīng)降低，導(dǎo)致動(dòng)力輸出能力下降。

1.3 離合器分離不徹底故障機(jī)理分析

當(dāng)需要中斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出時(shí)，駕駛員踩下離合器踏板，離合器液壓機(jī)構(gòu)帶動(dòng)分離軸承推動(dòng)膜片彈簧將壓盤與從動(dòng)盤分離，使離合器從動(dòng)盤無法得到正壓力，中斷動(dòng)力傳遞。因?yàn)椴煌脑?，壓盤無法完全離開從動(dòng)盤，便會(huì)出現(xiàn)離合器分離不徹底的情況，導(dǎo)致汽車換擋打齒，制動(dòng)熄火等。

1）離合器液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)故障。離合器液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是由離合器總泵、分泵、液壓管路等組成。當(dāng)駕駛員踩下離合器踏板，離合器液壓總泵活塞在踏板的驅(qū)動(dòng)下推動(dòng)液壓油通過液壓管路進(jìn)入離合器分泵，離合器分泵活塞被液壓油推動(dòng)向前移動(dòng)，從而推動(dòng)分離叉，帶動(dòng)分離軸承推動(dòng)膜片彈簧，使離合器完成分離，工作原理見圖5。

圖5 離合器液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

離合器液壓油具有不可壓縮性，駕駛員對離合器踏板的操作將完全反映到分離叉上?？諝饩哂锌蓧嚎s性，通過空氣強(qiáng)大的滲透性，空氣不可避免地進(jìn)入液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中。當(dāng)串入液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的空氣累計(jì)到一定程度后，駕駛員對離合器踏板的操作將不能完全傳遞到分離軸承上，分離軸承實(shí)際運(yùn)動(dòng)行程小于理想行程，導(dǎo)致壓盤不能完全分離，造成分離不徹底故障。

離合器液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在長時(shí)間工作后將會(huì)出現(xiàn)疲勞破損及老化現(xiàn)象，造成離合器總泵、分泵內(nèi)漏或滲漏，液壓管路滲漏。駕駛員踩下離合器踏板，因部分油液損失，分離軸承運(yùn)動(dòng)行程與踏板踩下行程不符，導(dǎo)致壓盤不能完全分離，造成離合器分離不徹底。

2）離合器自由間隙不當(dāng)故障。當(dāng)自由間隙過大時(shí)，分離軸承與膜片彈簧間距離較大，當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板，多出部分的自由間隙抵消部分踏板實(shí)際行程，導(dǎo)致壓盤運(yùn)動(dòng)行程不足以完全脫離從動(dòng)盤，造成離合器分離不徹底。該故障一般出現(xiàn)在離合器維修后。目前市場上部分副廠從動(dòng)盤厚度大于原廠從動(dòng)盤厚度，當(dāng)緊固離合器蓋后，通過杠桿原理，膜片彈簧內(nèi)端將回縮，導(dǎo)致自由間隙變大。因此，在為離合器更換從動(dòng)盤后，應(yīng)及時(shí)對自由間隙進(jìn)行檢測，避免該種情況出現(xiàn)。

3）膜片彈簧故障。由于受熱等原因，膜片彈簧出現(xiàn)扭曲變形，膜片彈簧內(nèi)端爪件無法保持在同一平面，當(dāng)分離軸承推動(dòng)膜片彈簧時(shí)，不能保證膜片彈簧內(nèi)端所有爪件受力均勻，導(dǎo)致某一側(cè)壓盤無法與從動(dòng)盤完全分離，造成離合器分離不徹底。

4）從動(dòng)盤花鍵鼓銹蝕卡滯故障。當(dāng)車輛長時(shí)間露天停放且沒有運(yùn)行時(shí)，離合器從動(dòng)盤花鍵鼓將會(huì)出現(xiàn)銹蝕的情況?；ㄦI鼓銹蝕將會(huì)影響從動(dòng)盤在變速器輸入軸上的軸向移動(dòng)，導(dǎo)致壓盤完全分離后，從動(dòng)盤依然與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪緊貼，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力無法完全切斷。

2 離合器故障檢修

2.1 離合器從動(dòng)盤檢測

1）外觀檢測。外觀上，離合器從動(dòng)盤不應(yīng)有明顯劃痕、油污、破損。鉚釘不應(yīng)外露，扭轉(zhuǎn)減震器彈簧不應(yīng)有破損、斷裂，花鍵鼓不應(yīng)有松動(dòng)。如從動(dòng)盤上有油污，說明變速器油封有較大概率出現(xiàn)漏油情況，應(yīng)給予排查。如從動(dòng)盤各位置出現(xiàn)破損、斷裂等情況，應(yīng)及時(shí)更換從動(dòng)盤。

2）鉚釘深度檢測。利用游標(biāo)卡尺對從動(dòng)盤鉚釘深度進(jìn)行檢測。檢測時(shí)應(yīng)選擇鉚釘上表面與摩擦片表面深度最小的位置進(jìn)行檢測。當(dāng)鉚釘深度小于0.2 mm時(shí)，說明摩擦片到達(dá)使用極限，應(yīng)更換從動(dòng)盤總成。

2.2 離合器壓盤檢測

1）外觀檢測。離合器壓盤不應(yīng)出現(xiàn)燒蝕、明顯劃痕、破損、斷裂等情況，如出現(xiàn)以上情況應(yīng)給予更換。

2）離合器壓盤平面度檢測。利用塞尺配合直尺對壓盤平面度進(jìn)行檢測。將直尺立面通過壓盤圓心放在壓盤上，利用0.2 mm的塞尺進(jìn)行檢測，如塞尺不能通過，說明壓盤平面度符合標(biāo)準(zhǔn)，反之說明壓盤翹曲，應(yīng)及時(shí)更換壓盤。在進(jìn)行平面度檢測時(shí)，應(yīng)在不同角度上分多次檢測，以保證檢測的準(zhǔn)確性。

3）離合器壓盤磨損凹陷檢測。通過觀察可看到磨損痕跡，利用游標(biāo)卡尺對磨損凹陷進(jìn)行檢測，凹陷深度不應(yīng)超過0.3 mm，如超過應(yīng)及時(shí)更換。

2.3 膜片彈簧檢測

1）膜片彈簧磨損寬度檢測。利用游標(biāo)卡尺檢測膜片彈簧內(nèi)端與分離軸承接觸面的磨損寬度。如測量實(shí)際磨損寬度大于5 mm時(shí)，說明膜片彈簧磨損過量，應(yīng)及時(shí)更換。

2）膜片彈簧內(nèi)端爪件檢測。利用游標(biāo)卡尺檢測膜片彈簧內(nèi)端爪件與平面間的距離。其高度差不應(yīng)超過0.5 mm，如變形過量應(yīng)及時(shí)更換膜片彈簧。

3）膜片彈簧彈簧力檢測。利用膜片彈簧彈簧力檢測專用工具對其進(jìn)行檢測，因車型不同，其標(biāo)準(zhǔn)值有所差異，應(yīng)以維修手冊為準(zhǔn)。如檢測后彈簧力小于標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)及時(shí)更換膜片彈簧。

2.4 離合器液壓系統(tǒng)排氣

離合器液壓系統(tǒng)排氣需兩人配合完成，一人在車內(nèi)反復(fù)踩踏離合器踏板，另一人在離合器分泵位置擰松放氣螺釘，如有泡沫狀油液冒出或沒有油液射出，說明液壓系統(tǒng)中有空氣存在，應(yīng)擰緊放氣螺釘，重復(fù)踩踏離合器踏板，踩住后再次松開放氣螺栓，直至有液體無間斷平滑射出為止。排氣后應(yīng)檢查儲(chǔ)液罐內(nèi)油液高度，并將離合器踏板調(diào)整至正常狀態(tài)。排氣過程中應(yīng)檢查液壓系統(tǒng)中有無滲漏或泄露情況，滲漏或泄露的程度及具體位置可根據(jù)油液狀態(tài)來進(jìn)行判斷。

2.5 分離軸承檢查

分離軸承的檢查主要是對轉(zhuǎn)動(dòng)平滑度以及有無異響進(jìn)行檢查。分離軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)中應(yīng)無卡滯及異響，否則應(yīng)給予更換。

3 結(jié)束語

離合器作為汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中重要的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，其工作狀態(tài)決定了汽車的整體動(dòng)力輸出情況，若離合器出現(xiàn)問題，將影響汽車的行駛平順性及動(dòng)力性。本文通過對離合器常見故障的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)論述，為離合器的檢查與維修提供了可靠的理論基礎(chǔ)。