汽车离合器故障分析*

2021-09-26王力斌

科技创新与生产力 2021年8期

关键词：动盘膜片摩擦片

王力斌

（辽宁工程职业学院，辽宁铁岭 112000）

1 离合器常见故障机理分析

离合器主要通过摩擦力传递动力，而产生摩擦力要满足3个主要条件：正压力、摩擦系数、接触面积，这也是离合器的3个主要参数，若某个参数出现问题，离合器便会产生相应故障。本文针对离合器常见的几种故障进行了详细分析。

1.1 离合器异响故障机理分析

离合器摩擦系数的产生主要依靠从动盘上的摩擦片，摩擦片的主要材质为石棉，为了加强其耐磨性和硬度，在石棉中又添加了少量合金。摩擦片利用铆钉铆接在从动盘主体上，其结构见图1。

图1 离合器从动盘

离合器从动盘安装在发动机飞轮与离合器压盘之间，为了使离合器产生足够大的接触面积及正压力，离合器膜片弹簧通过压盘将离合器从动盘紧紧压在发动机飞轮上，其结构见图2。

图2 离合器结构

离合器膜片弹簧在离合器中既可起到压紧弹簧的作用，又可作为分离杠杆。当离合器需要中断发动机动力传递时，离合器分离轴承会在离合器分离叉的带动下向膜片弹簧方向运动，对膜片弹簧内圈进行压缩。膜片弹簧外圈嵌在离合器压盘外圈中，利用杠杆原理将膜片弹簧内圈向内推动，其外端带动离合器压盘向从动盘相反方向平移，使从动盘失去正压力，进而中止产生摩擦力，动力传递中断。分离轴承及分离叉空间位置见图3。

图3 分离轴承及分离叉空间位置

2）分离轴承损坏造成异响。分离轴承安装在膜片弹簧与变速器之间，主要用来推动膜片弹簧，使离合器分离，中断动力传递，分离轴承多数采用滚子轴承。根据路况不同，分离轴承需要以不同频率间歇性地承受高速摩擦，极易产生高温，且无润滑、冷却条件差，工作条件恶劣。因此，驾驶员驾驶习惯不好、自由间隙过小、保养不当等问题都会使分离轴承加速磨损，导致踩下离合器踏板后出现异响，严重时会出现轴承碎裂情况。

3）从动盘花键鼓松动造成异响。离合器从动盘在工作时需要承担整车载荷，在汽车起步时所承担载荷及冲击最大。而从动盘与变速器输入轴的连接方式为花键连接（见图1），从动盘中央位置的花键鼓与变速器输入轴上的花键配合，动力由摩擦片传至从动盘主体后，由花键鼓传至变速器输入轴。当离合器长时间工作后，由于载荷及冲击对从动盘的影响，花键鼓与从动盘间的连接间隙变大产生松动，在离合器工作过程中出现异响。另外随着离合器工作时间的增加，花键鼓与变速器输入轴的配合间隙也将变大，二者间也会产生异响。

4）扭转减震器损坏造成异响。扭转减震器主要由减震弹簧和阻尼元件等组成。其主要用于缓冲非稳定工况下来自于发动机及传动系统的冲击，改善离合器结合平顺性并协调传动系统固有频率，以免相关元件因震动产生共振而造成损坏。扭转减震器在工作时需承担较大动力冲击，因此其减震弹簧容易出现疲劳破损，其损坏后会出现异响。破损严重时，会划伤飞轮及压盘。

1.2 离合器动力输出不足故障机理分析

离合器作为汽车传动系统中重要的动力传递机构，其工作效率下降将导致动力无法100%输出，造成汽车在行驶中动力下降、加速无力、上坡动力不足等，严重时会出现离合器冒烟情况。

1）离合器从动盘故障。随着离合器的使用，摩擦片的磨损越来越大、摩擦材质越来越薄、摩擦系数越来越小，导致离合器从动盘无法高效地将发动机动力传至变速器，出现从动盘打滑空转情况，造成汽车动力输出能力下降。

驾驶员的不当驾驶习惯也会造成摩擦片过度磨损。当新手驾驶员因为紧张、操作不熟练等原因，将左脚一直放在离合器踏板上，使离合器压盘被相应抬起，压盘为从动盘提供的正压力则会下降，导致从动盘打滑。若离合器长时间处于该种状态下，会使摩擦片与飞轮及压盘长时间摩擦产生高温，造成摩擦片烧蚀，摩擦系数下降，从而导致动力输出能力下降。

传统国画中常常强调虚实结合的重要性，在粉彩瓷绘画上同样十分注重这项规律。粉彩花鸟瓷画作品在表达虚实造型关系的时候同样需要画者的深思熟虑与画面需要经得起考究。

2）离合器压盘故障。从动盘与飞轮及压盘间形成工作表面，随着从动盘摩擦片的磨损，压盘也会出现相应磨损。离合器压盘通常由灰铸铁铸成，压盘长时间工作后会在表面形成凹陷，当磨损过量后，压盘将无法为从动盘提供足够正压力，导致离合器动力输出能力下降。

离合器压盘在工作时与从动盘摩擦产生高温，在高温状态下压盘极易扭曲变形。当压盘扭曲变形后将无法与从动盘形成完全贴合的接触面，产生摩擦力条件之一的接触面积参数下降，导致摩擦力下降，造成动力输出能力下降。

3）离合器自由间隙过小故障。离合器自由间隙是指分离轴承与分离杠杆间的间隙，目前很多车型已经使用膜片弹簧代替压紧弹簧和分离杠杆。留有自由间隙是为了在摩擦片磨损后，压盘依然可向从动盘方向轴向位移，如没有自由间隙或自由间隙过小，膜片弹簧内端与分离轴承紧贴无法移动，由于杠杆原理膜片弹簧外端也无法移动，导致压盘无法向从动盘方向运动，造成正压力下降，摩擦力下降，动力输出能力下降。图4为离合器自由间隙示意图。

图4 离合器自由间隙示意图

4）膜片弹簧故障。膜片弹簧由具有较强弹性及刚性的特殊材质加工而成。随着长时间工作，其本身弹性会有明显衰减，造成压盘为从动盘提供的正压力减小，所能产生的摩擦力也相应降低，导致动力输出能力下降。

1.3 离合器分离不彻底故障机理分析

当需要中断发动机动力输出时，驾驶员踩下离合器踏板，离合器液压机构带动分离轴承推动膜片弹簧将压盘与从动盘分离，使离合器从动盘无法得到正压力，中断动力传递。因为不同的原因，压盘无法完全离开从动盘，便会出现离合器分离不彻底的情况，导致汽车换挡打齿，制动熄火等。

1）离合器液压传动机构故障。离合器液压传动机构是由离合器总泵、分泵、液压管路等组成。当驾驶员踩下离合器踏板，离合器液压总泵活塞在踏板的驱动下推动液压油通过液压管路进入离合器分泵，离合器分泵活塞被液压油推动向前移动，从而推动分离叉，带动分离轴承推动膜片弹簧，使离合器完成分离，工作原理见图5。

图5 离合器液压传动机构

离合器液压油具有不可压缩性，驾驶员对离合器踏板的操作将完全反映到分离叉上。空气具有可压缩性，通过空气强大的渗透性，空气不可避免地进入液压传动机构中。当串入液压传动机构中的空气累计到一定程度后，驾驶员对离合器踏板的操作将不能完全传递到分离轴承上，分离轴承实际运动行程小于理想行程，导致压盘不能完全分离，造成分离不彻底故障。

离合器液压传动机构在长时间工作后将会出现疲劳破损及老化现象，造成离合器总泵、分泵内漏或渗漏，液压管路渗漏。驾驶员踩下离合器踏板，因部分油液损失，分离轴承运动行程与踏板踩下行程不符，导致压盘不能完全分离，造成离合器分离不彻底。

2）离合器自由间隙不当故障。当自由间隙过大时，分离轴承与膜片弹簧间距离较大，当驾驶员踩下制动踏板，多出部分的自由间隙抵消部分踏板实际行程，导致压盘运动行程不足以完全脱离从动盘，造成离合器分离不彻底。该故障一般出现在离合器维修后。目前市场上部分副厂从动盘厚度大于原厂从动盘厚度，当紧固离合器盖后，通过杠杆原理，膜片弹簧内端将回缩，导致自由间隙变大。因此，在为离合器更换从动盘后，应及时对自由间隙进行检测，避免该种情况出现。

3）膜片弹簧故障。由于受热等原因，膜片弹簧出现扭曲变形，膜片弹簧内端爪件无法保持在同一平面，当分离轴承推动膜片弹簧时，不能保证膜片弹簧内端所有爪件受力均匀，导致某一侧压盘无法与从动盘完全分离，造成离合器分离不彻底。

4）从动盘花键鼓锈蚀卡滞故障。当车辆长时间露天停放且没有运行时，离合器从动盘花键鼓将会出现锈蚀的情况。花键鼓锈蚀将会影响从动盘在变速器输入轴上的轴向移动，导致压盘完全分离后，从动盘依然与发动机飞轮紧贴，发动机动力无法完全切断。

2 离合器故障检修

2.1 离合器从动盘检测

1）外观检测。外观上，离合器从动盘不应有明显划痕、油污、破损。铆钉不应外露，扭转减震器弹簧不应有破损、断裂，花键鼓不应有松动。如从动盘上有油污，说明变速器油封有较大概率出现漏油情况，应给予排查。如从动盘各位置出现破损、断裂等情况，应及时更换从动盘。

2）铆钉深度检测。利用游标卡尺对从动盘铆钉深度进行检测。检测时应选择铆钉上表面与摩擦片表面深度最小的位置进行检测。当铆钉深度小于0.2 mm时，说明摩擦片到达使用极限，应更换从动盘总成。

2.2 离合器压盘检测

1）外观检测。离合器压盘不应出现烧蚀、明显划痕、破损、断裂等情况，如出现以上情况应给予更换。

2）离合器压盘平面度检测。利用塞尺配合直尺对压盘平面度进行检测。将直尺立面通过压盘圆心放在压盘上，利用0.2 mm的塞尺进行检测，如塞尺不能通过，说明压盘平面度符合标准，反之说明压盘翘曲，应及时更换压盘。在进行平面度检测时，应在不同角度上分多次检测，以保证检测的准确性。

3）离合器压盘磨损凹陷检测。通过观察可看到磨损痕迹，利用游标卡尺对磨损凹陷进行检测，凹陷深度不应超过0.3 mm，如超过应及时更换。

2.3 膜片弹簧检测

1）膜片弹簧磨损宽度检测。利用游标卡尺检测膜片弹簧内端与分离轴承接触面的磨损宽度。如测量实际磨损宽度大于5 mm时，说明膜片弹簧磨损过量，应及时更换。

2）膜片弹簧内端爪件检测。利用游标卡尺检测膜片弹簧内端爪件与平面间的距离。其高度差不应超过0.5 mm，如变形过量应及时更换膜片弹簧。

3）膜片弹簧弹簧力检测。利用膜片弹簧弹簧力检测专用工具对其进行检测，因车型不同，其标准值有所差异，应以维修手册为准。如检测后弹簧力小于标准值，应及时更换膜片弹簧。

2.4 离合器液压系统排气

离合器液压系统排气需两人配合完成，一人在车内反复踩踏离合器踏板，另一人在离合器分泵位置拧松放气螺钉，如有泡沫状油液冒出或没有油液射出，说明液压系统中有空气存在，应拧紧放气螺钉，重复踩踏离合器踏板，踩住后再次松开放气螺栓，直至有液体无间断平滑射出为止。排气后应检查储液罐内油液高度，并将离合器踏板调整至正常状态。排气过程中应检查液压系统中有无渗漏或泄露情况，渗漏或泄露的程度及具体位置可根据油液状态来进行判断。