在上海50型拖拉机以及解放牌CA141型汽车上,安装的是膜片弹簧离合器。离合器压盘在隔膜簧的压力作用下,向从动盘总成压紧‘。在分离轴承的推动下,隔膜簧以支撑垫环和支撑圈为支点,将压盘抬起,放松对从动盘的压紧,从而使离合器处于分离状态。除了从动盘之外,膜片弹簧离合器的其他结构与常规螺旋弹簧式离合器是一样的。
1.膜片弹簧的机械特性
膜片弹簧(又称为隔膜簧)采用薄弹簧钢板制成,带有锥度,为圆形,像一个无底的碟子。从其锥面中心向四周开凿有若干条径向切槽,它们形成膜片弹簧的弹性杠杆,未切槽的部位起着弹簧的作用。
膜片弹簧具有非线性弹性特征,在选择适当的膜片直径、厚度和曲率半径的条件下,在压紧状态下能够产生最大的压力。而随着离合器踏板往下踩,增加膜片弹簧的压缩量时,其作用力又会显著下降,因而可以满足机动车驾驶人对离合器轻便的要求。
2.膜片弹簧离合器的优缺点
(1)膜片弹簧式离合器的结构比双片式离合器简单得多,使离合器的布局更加紧凑。
(2)膜片弹簧既是压紧弹簧又是分离杠杆,所以结构简化,零件数量少,离合器总成的重量减轻。
(3)由于膜片弹簧具有非线性特征,当离合器摩擦片磨损后,弹簧压力在一定范围内大致不变,所以离合器工作比较稳定,不容易出现打滑现象。
(4)膜片弹簧与压盘的接触面积大(以整个圆周接触),对压盘的压紧力分布均匀,使离合器接合柔和,分离彻底。
(5)离合器片的接触良好,磨损均匀,使用寿命长。
(6)工作中膜片弹簧的压紧力几乎不受曲轴转速的影响,具有高速时压紧力稳定的特点。
但是,膜片弹簧离合器的缺点是制作工艺复杂,对材质和尺寸精度的要求高。
3.膜片离合器的工作原理
膜片弹簧的安装具有严格的方向性。在离合器盖还没有固定在飞轮上时,膜片弹簧不受力,处于自由状态。
当离合器盖用螺钉固定在飞轮上后,由于离合器盖压紧在飞轮的端面上,使膜片弹簧产生弹性变形。与此同时,膜片弹簧的外缘对压盘产生压紧力,从动盘被夹紧在压盘与飞轮中间,使离合器接合,并向变速器传递动力。
当驾驶员踩下离合器踏板,一系列操纵机构使分离轴承向前移动,推动膜片弹簧的分离指端,膜片弹簧以钢丝支承圈为支点转动,此时膜片弹簧呈反锥形,膜片弹簧的外端向后移动,通过铆接在压盘上的传动片产生的向后拉力,以及膜片通过分离拉钩作用在压盘上的向后拉力共同作用,将压盘拉离飞轮,于是从动盘被松开,此时离合器处于分离状态。
4.膜片弹簧的检修要领
如果膜片弹簧发生变形或者裂损,会造成离合器分离不彻底等故障,为此需要进行以下检修。
(1)膜片弹簧状态的检查
①用游标卡尺测量膜片弹簧内端磨损的深度和宽度,其磨损极限值,深度为0.6mm,宽度为5.0mm。如果磨损量超过极限值,应当更换膜片弹簧或者离合器盖。②用厚薄规与专用工具测量膜片弹簧的弯曲变形,膜片弹簧内端与专用工具之间的间隙不能超过0.5mm,如果该间隙过大,应进行检修。③膜片弹簧弹力的检查及调整方法。有条件的话,放到压力试验机上进行测量。如果没有压力试验机,可以将膜片弹簧放在平板上,测量其高度方向的尺寸,如果低于规定值(上海50型拖拉机为8.5mm),说明已经产生永久性疲劳变形。这种变形主要是由摩擦片滑转产生的热量引起的,特别是在离合器摩擦片烧损后,膜片弹簧受热退火而变软,因而弹力显著下降,致使压紧力变小,此时需要更换新件。
如果膜片弹簧的高度尺寸尚未超过允许最小值,而主、副摩擦片明显磨损变薄,并且出现离合器打滑,可以适当抽减副摩擦片衬板与飞轮(或离合器盖)之间的月牙形调整垫片(注意在3个方向抽去相同厚度的垫片),使离合器装配后膜片弹簧具有足够大的压紧力。也可以在膜片弹簧下面加圆形金属垫圈予以调整。
(2)膜片弹簧常见故障原因
①分离指异常磨损。其产生原因如下:a分离轴承卡滞或者烧结。b分离轴承不能及时回位。c离合器踏板的自由行程过小或不存在,使分离轴承始终压紧在分离指上,造成分离指异常磨损。②分离指高低不平。其产生原因如下:a离合器盖总成安装螺栓紧固不均匀。b膜片弹簧与压盘之间卡有异物。为此需要注意,安装时紧固螺栓必须对称地拧紧。
(3)膜片弹簧的维护
从使用环节上说,应当避免以下几种不良操作:在不平道路上经常使用离合器半联动,放松离合器踏板的速度太快,经常实施紧急制动等。