膜片弹簧离合器

2.2.1 膜片弹簧离合器的构造和工作原理

1.膜片弹簧离合器的构造

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。它由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成，如图2-2所示。

1)主动部分

主动部分包括飞轮、离合器盖、压盘等机件。这部分与发动机曲轴连在一起，离合器盖与飞轮靠螺栓连接，压盘与离合器盖之间靠三、四个传动片传递转矩。

2)从动部分

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。从动盘由从动盘本体、摩擦片和从动盘毂三个基本部分组成。为了避免转动方向的共振、缓和传动系统受到的冲击载荷，大多数汽车都在离合器的从动盘上附装有扭转减振器。

为了使汽车能平稳起步，离合器应能柔和接合，这就需要从动盘在轴向具有一定弹性。为此，往往在从动盘本体圆周部分沿径向和周向切槽，再将分割形成的扇形部分沿周向翘曲成波浪形，两侧的两片摩擦片分别与其对应的凸起部分相铆接，这样从动盘被压缩时，压紧力随翘曲的扇形部分被压平而逐渐增大，从而达到接合柔和的效果。

离合器接合时，发动机发出的转矩经飞轮和压盘传给从动盘两侧的摩擦片，带动从动盘本体和与从动盘本体铆接在一起的减振器盘转动。从动盘本体和减振器盘又通过六个减振器弹簧把转矩传给从动盘毂。因为有弹性环节的作用，所以传动系统受到的转动冲击可以在此得到缓和。传动系统中的扭转振动会使从动盘毂相对于从动盘本体和减振器盘来回转动，夹在它们之间的阻尼片靠摩擦消耗扭转振动的能量，将扭转振动衰减下来。

图2-2 膜片弹簧离合器组成

3)压紧机构

压紧机构主要由螺旋弹簧或膜片弹簧组成，与主动部分一起旋转。它以离合器盖为依托，将压盘压向飞轮，从而将处于飞轮和盘压间的从动盘压紧。螺旋弹簧分为沿周向布置和在中央布置两种。将一个圆柱形或圆锥形弹簧布置在中央的离合器称为中央弹簧离合器。

4)操纵机构

操纵机构是为驾驶员控制离合器分离与接合程度专设的一套机构，它是由位于离合器壳内的分离杠杆(在膜片弹簧离合器中，膜片弹簧兼起分离杠杆的作用)、分离轴承、分离套筒、分离叉、回位弹簧等机件组成的分离机构和位于离合器壳外的离合器踏板及传动机构、助力机构等组成。

2.膜片弹簧离合器的工作原理

膜片弹簧是近些年来广泛采用的离合器压紧元件。膜片弹簧为碟形，其上开有若干个径向开口，形成若干个弹性杠杆。弹簧中部两侧有钢丝支承圈，用铆钉将其安装在离合器盖上。在离合器盖未固定到飞轮上时，膜片弹簧处于自由状态，离合器盖与飞轮接合面间有一定距离L。用螺栓将离合器盖固定到飞轮上时，离合器盖通过后钢丝支承圈把膜片弹簧中部向前移动一段距离。由于膜片弹簧外端位置没有变化，所以膜片弹簧被压缩变形。膜片弹簧外缘通过离合器压盘把从动盘压靠在飞轮后端面上，这时离合器为接合状态。在分离离合器时，分离轴承前移，膜片弹簧将以前钢丝支承圈为支点，其外缘向后移动，在分离钩的作用下，压盘离开从动盘后移，离合器就变为分离状态。其工作原理如图2-3所示。

图2-3 膜片弹簧离合器的工作原理

2.2.2 膜片弹簧离合器的优缺点

图2-4所示为膜片弹簧和螺旋弹簧的弹性特性曲线，横轴表示压缩变形量，纵轴表示弹簧作用力。螺旋弹簧的作用力与其压缩变形量成正比关系(曲线2所示)，膜片弹簧的弹性特性如曲线1所示。设离合器新装好时，两种弹簧的压缩量都是λb，两种离合器接合的压紧力都是Fb。在分离离合器时，弹簧被进一步压缩变形，若最大变形量为λc，则螺旋弹簧的作用力将达到F'c，而膜片弹簧的作用力只有Fc，这说明膜片弹簧离合器比螺旋弹簧离合器操纵起来要轻便。

当摩擦衬片磨损至极限时，弹簧的压缩量减小到λa，则螺旋弹簧的作用力减小到F'a，而膜片弹簧的作用力还有Fa，与工作压紧力相差很小。这说明在摩擦衬片磨损后，膜片弹簧离合器比螺旋弹簧离合器能更可靠地传递转矩。

图2-4 膜片弹簧和螺旋弹簧的弹性特性曲线

膜片弹簧离合器的特点可以从螺旋弹簧和膜片弹簧的弹性特性进行分析。螺旋弹簧具有线性特征，膜片弹簧具有非线性特征。

1.膜片弹簧离合器的优点

(1)传递的转矩大且较稳。

(2)分离指刚度低。

(3)结构简单且紧凑。

(4)高速时平衡性好。

(5)散热通风性能好。

(6)摩擦片的使用寿命长。

2.膜片弹簧离合器的缺点

(1)制造难度大。

(2)分离效率低。

(3)分离指根易出现应力集中。

(4)分离指舌尖易磨损。

2.2.3 膜片弹簧离合器的结构形式

膜片弹簧离合器有推式和拉式两种结构形式。

(1)推式膜片弹簧离合器的特点是分离指在分离轴承向前推力的作用下使离合器分离，如图2-5所示。

(2)拉式膜片弹簧离合器的特点是分离指在分离轴承向后拉力的作用下使离合器分离，如图2-6所示。

图2-5 推式膜片弹簧离合器

图2-6 拉式膜片弹簧离合器