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这一节我们讲解

膜片弹簧离合器

在离合器的早期的汽车上

离合器都是螺旋弹簧离合器

但是它有一个致命的弱点

就是发动机转速的增加

螺旋弹簧因为离心力会外张

这样就会使弹簧

跟支座会发生摩擦

这种摩擦会导致

压紧力的性能发生改变

另外呢也会导致

弹簧的异常磨损

而且这种趋势随着

发动机转速的提升就越发明显

膜片弹簧离合器在这方面

就具有相应的优势

膜片弹簧离合器最早是1936年

诞生于通用汽车的研究实验室

并且在上世纪30年代后期

在美国大量的生产（装车）

欧洲人们只是在二战以后

通过通用的一些军用卡车

才开始知道膜片弹簧离合器

但当时在欧洲

还是仅有少数车在用

直到上世纪的60年代

当时的发动机方面

很多是把凸轮轴

把它变成顶置的凸轮轴

这时候发动机的转速

大大的提升

这样呢 刚才我讲的这个螺旋弹簧离合器

在高转速下劣势就非常的明显

所以这个时候膜片弹簧离合器

在欧洲得到了广泛的使用

膜片弹簧离合器

它的结构比较简单

压紧力基本上也是恒定不变的

轴向的安装尺寸比较小

这个对横置发动机

前轮驱动的车来讲

还是非常重要的一个特点

因此正因为集诸多优点于一身

膜片弹簧离合器目前

几乎取代了所有

螺旋弹簧离合器

膜片弹簧离合器它总体的结构上

我们为了方便比较

跟螺旋弹簧（离合器）做个对比

从这个对比中可以看出来

两者共同的都会有压盘

也会有离合器盖儿

这个最大的区别

就是在盖儿和压盘之间的这些零件

这些零件一部分主要是分离杠杆

一部分是压紧弹簧

从左右这两个膜片弹簧（离合器）

和螺旋弹簧（离合器）对比来看

两者差异就在这儿

结构上有差异

但是功能上是一样的

所以据此我们可以比较一下

膜片弹簧离合器相对于

螺旋弹簧离合器少的呢

实际上就是用膜片弹簧本身

取代了它少的这部分的功能

简单来讲

就是用一个膜片弹簧取代了

分离杠杆和压紧弹簧

下面我们来看看

膜片弹簧的组成和功用

膜片弹簧是一个碟型的

一个没有底的碟型零件

它是用优质的弹簧钢板冲压制成的

而且它的工艺还比较复杂

这个碟型零件可以分成两个部分

第一个是圆周这一部分的圆环

这一部分圆环带有一定的锥度

我们把它叫碟簧

碟簧主要起的是压紧弹簧的作用

在碟簧中间的这部分

有一部分开了很多径向的槽

这样就形成了一系列的

小的像手指头一样的

我们一般把它叫分离指

分离指起的就是分离杠杆的作用

在分离指和碟簧之间的这个地方

一方面为减小应力集中

一方面方便安装支点的铆钉

会开个圆孔

在加工过程中对这一部分

都要做相应的处理

膜片弹簧是怎么安装到

离合器盖儿上的

我们从下面这个图可以看出来

首先是一个离合器盖儿

在上面放上一个支承圈儿

放上膜片弹簧

再放上一个支承圈儿

用一圈铆钉

把这个膜片弹簧

铆接在这个离合器盖儿上

这样膜片弹簧跟离合器盖儿

就结合在一起

膜片弹簧的这端的上面

再（通过传动片）加上压盘

就构成（膜片弹簧）离合器的盖总成

下面我们看看

膜片弹簧离合器的工作原理

这个图我们给了一个Flash动画

在这个动画上的图片实际上

是一个离合器总成

它带了离合器盖儿

从动盘和飞轮带在一起

把它从对称中心线切了一刀

因为上下（结构）是对称的

我们就取中心线以上的这一部分

由于切了一刀之后

原来的离合器的各个部件

就变成现在图中所示的形状

在这个离合器盖儿

没有安装到飞轮（端面）上之前

从刚才这个图中能看出来

离合器盖儿和飞轮之间

会有一个小的间隙

这个间隙实际上就是对应

后面的压紧弹簧的预变形量

下面我们把这个离合器盖儿

给它安装到飞轮上

从这个安装过程中可以看出来

随着这个离合器盖儿

被安装到飞轮上之后

我们看 这个膜片弹簧

原来是一个有比较大的锥度的

现在慢慢的就被压平了

实际上真正压它的是什么

是这个图中两个黄颜色的

是两个支承圈儿

是右侧的这个支承圈儿

有的呢把它叫外支承圈儿

在（离合器）盖儿拧紧到飞轮的过程中

外支承圈就会挤靠

靠外支承圈压靠膜片弹簧

使膜片弹簧产生变形

这个变形量就等于

刚才在没有拧紧之前

这个离合器盖儿和飞轮之间的间隙

把它完全拧紧之后

膜片弹簧就发生一个初始的变形

这个变形就会产生变形力

变形力一端通过右支承圈来承受

另一端压靠在压盘上

通过压盘将从动片

挤靠在飞轮上（产生需要的）压紧力

这样就处于一种接合状态

在这个状态下

它就可以把发动机的转矩

传递到后面的变速箱中去

这时候如果在工作过程中

需要分离离合器的时候

我们现在看看它是怎么分离的

在分离的时候

在踩下离合器踏板之后

会带动底下

这个分离轴承往左运动

分离轴承就会推分离指的内端

在（受到）分离指内端推（力）的过程中

整个膜片弹簧

就会以左侧的内支承圈儿

作为支点发生转动

这个转动实际是顺时针转动

顺时针转动的过程中

就会通过外端

就有个分离的弹簧钩

就会把压盘

从接合状态给它分离开来

在这个状态下

离合器就处于分离状态

在分离状态下的时候

由于这个接触面

和这几个摩擦面之间

没有压紧力了

所以转矩的传递就中断了

回顾（膜片）离合器的

工作过程（主要）就是两种（状态）

一种是接合状态

在接合状态的时候

发动机的转矩有两条传动路径

第一条是通过飞轮

跟从动盘之间这个摩擦面

把一部分转矩传给从动盘

另一部分发动机的转矩

会通过飞轮到离合器盖儿

再通过离合器盖儿传给压盘

通过压盘传递给从动盘

所以它是有两条传递动力的路径

在离合器处于分离状态的时候

刚才讲了

由于这几个摩擦面之间的

压紧力不存在了 消失了

这样摩擦传递的路径就不存在了

所以动力的传递就中断了 处于分离状态

通过上面的介绍我们看

在膜片弹簧离合器工作过程中

膜片弹簧起到了

压紧弹簧和分离杠杆的作用

另外它本身只有一个零件

所以结构也很简单

而且（轴向）尺寸也很小

这是它的一个优势

除此之外

膜片弹簧还有一个重要的关键（因素）

它是一个非线性的弹簧元件

它的非线性特性

是螺旋弹簧所无法比拟的

为了来解释呢 我们来通过这张图

来解释一下它的非线性特性

在这张图上横坐标代表的

是弹簧的变形量

纵轴代表的是弹簧的力

弹簧的压紧力

为了比较

我们把除了膜片弹簧之外

还用了一个跟它同档的

有同样压紧力的

螺旋弹簧来做对比

在这个图中有两条线

一条是直线 这个蓝色的直线

表示跟它有同样的

转矩传递能力的螺旋弹簧离合器

它的（螺旋弹簧的）压紧力的变化情况

这一条橙色的曲线就是膜片弹簧

它的弹簧压紧力

随着变形变化的一个变化情况

所以看它是一个非线性的

当这个离合器的盖总成

没有拧紧到飞轮上的时候

膜片弹簧这时候的变形量是0

它这时对应的位置

是个自由状态

它对应的是曲线上坐标原点的位置

通过这一圈螺栓

把盖总成拧紧到飞轮上的时候

这时它处于一种接合状态

这个时候膜片弹簧就发生变形

这个变形实际上

就是a点所对应的位置

产生的这个变形量

为了对比螺旋弹簧

它在初始接合状态的点

也跟膜片弹簧是一样的

也是位于a点

这是在接合状态

如果离合器在分离的时候

相当于压紧弹簧的变形

进一步加大

我们看在右侧这个分离状态的时候

膜片弹簧这时候它的压紧力

因为它的非线性的特性

它的压紧力反而减小

而螺旋弹簧的压紧力还继续增大

所以我们看在分离状态的时候

变形曲线上的膜片弹簧（工作点）到b点

螺旋弹簧（工作点）达到了b'这一点

分离状态的时候

尽管在接合状态时候

两者压紧力一样

当分离状态时

膜片弹簧的压紧力减小了

减小就意味着在操作分离的时候

操纵比较轻便 省力

而螺旋弹簧的这时候它的压紧力

增大了相当于线性增大到b'点

在这时候对应的操纵力

需要更大的操纵力

这是在分离状态（对比）

离合器在长期的工作过程中

它有摩擦 有滑磨

因此就相应的就会有磨损

这个磨损主要是发生在摩擦面上

最主要的磨损发生在从动盘的表面

压盘和飞轮也有相应的磨损

但是这个量要比从动盘要小

一旦这个摩擦面发生磨损之后

我们知道在压紧力的作用下

这个压盘就会往飞轮那个方向去靠

在这个过程中

相当于在接合状态下

膜片弹簧的变形量就会变小

也就说在磨损以后

注意接合状态的时候

这个弹簧的变形量就会变小

这个变形量变小

这时候从这个图上我们就看出来

对膜片弹簧来讲

它的压紧力可能会略微有点增大

然后再减小

这说明是个什么问题

就是对膜片弹簧来讲

即使发生了磨损

由于它的弹簧的压紧力

基本上不变

或者说变化很小

（这样）它的传递转矩的能力

变化就比较小

对螺旋弹簧来讲

一旦发生在接合状态的

变形变小之后

它的压紧力也相应的变小

这时候它的传递转矩的能力

也会相应的降低

这时候在某些情况下

可能它就容易发生打滑

从这里头我们就会看出

膜片弹簧除了前面讲的

零件少（轴向）尺寸小等优点之外

它还有很好的非线性特性

这种非线性特性在操纵的时候

轻便省力 在磨损以后

它的传递转矩的能力变化也很小

这又是它的另外一个很大的

一个非线性的特点

下面把膜片弹簧离合器的

优缺点的进行总结

它的优点第一个是结构简单

且紧凑 轴向尺寸小 重量轻

另外具有很好的非线性特性

这样操作轻便 性能稳定

另外膜片弹簧本身

它兼起了压紧弹簧和分离杠杆

而且又是一个零件

这一个零件在加工的时候

可以做得加工平衡性非常好

所以它高速旋转的时候

它的平衡比较好

还有另外一个优点

适合高转速的发动机

但是相对于螺旋弹簧

这个膜片弹簧

制作工艺比较复杂些

如果制造环节控制不好

往往也容易造成

它的分离不彻底

寿命短等一些问题

但这个从现在看问题不大

早期我们国家在推广

膜片弹簧离合器过程中

也是由小到大这个过程

特别是在往重型车上

推广的时候

就出现了一些问题

因为重型车它发动机比较大

传递的转矩比较大

膜片弹簧也比较大

当时这个大反而制造起来

控制的工艺控制不好（掌握）

所以在早期重型车的

膜片弹簧离合器（推广应用）的过程中

遇到了一些

因为工艺带来的质量问题

所以当时很多重型车厂的人

往往都跟搞教学的这些老师

或者说搞技术的人抱怨

你们整天跟我们吹嘘

说膜片弹簧离合器好

但是我们用了半天

怎么感觉

还不如螺旋弹簧可靠啊

这实际上并不是

膜片弹簧（离合器）本身的问题

而是一些

制造的工艺环节控制不好

到后来这些工艺问题

逐步得到解决之后

它在重型车上

一样用得非常的好

膜片弹簧离合器按照

它的结构和工作方式来分

可以分为两种

一种叫推式的

一种叫拉式的

在前面我们的介绍中

我们介绍的都是推式的

怎么区分推式和拉式呢

主要是看分离指的内端在分离的时候

它的受力方向

是指向压盘的就是推式的

如果是背离压盘的

离开压盘的它就是拉式的

所以从这个离合器看图中

推式的这种

我们看在分离的时候

分离轴承是往内端

往飞轮方向去运动的

这时候推分离指的力

从大方向看是指向压盘这一侧

所以它就是推式的操纵

那么拉式的呢

它在这个图里头

在分离的时候

分离轴承是往

离开飞轮的方向去运动的

在分离的时候它受的力

也是往右的

它是背离压盘方向

这是一个区分的方式

另外从外观上

怎么区分推式和拉式呢

推式的膜片弹簧

支承分离和接合的杠杆支点

是在这个碟簧的小端

因此它的分离支点

是在碟簧和分离指的交界处

因此分离支点是要离合器盖儿

来提供分离支点

因此离合器盖儿就在开口

从这个外端看离合器盖儿

这个开口缘口比较小

而拉式的呢它的分离支点

膜片弹簧支点

一般是在碟簧的大端处

因此这个离合器盖儿的开口

往往是比较大

所以从外观上看

我们区分看膜片弹簧离合器

就看这个离合器盖儿的开口

开口比较大的一般很可能就是拉式的

开口比较小的就是推式的

这个是从外观上来区分的

归纳起来看就是推式和拉式的

这两种膜片弹簧离合器它的区别

一个是膜片弹簧的安装方向不同

分离轴承的运动方向也不同

另外就是支承环（数量）也不一样

拉式的一般只要

有一个支承环就可以了

而推式的需要有两个

另外拉式的膜片弹簧离合器

它支承点处受力的作用方向

是永远不会发生改变的

因此这个地方

一般是不会出现间隙的

即使有磨损的话

它也能够自动补偿

因为它这个点的

作用力方向永远不变

但是推式的呢

在分离和接合的时候

它在支承点处的作用力方向

会发生一次改变

因此这时候一旦有磨损

就会产生间隙 就会引起冲击

就会引起一些其它的

不好的情况出现

另外拉式的膜片弹簧离合器

它还有个好处

它可以在同样的压盘尺寸下

可以采用更大的膜片弹簧

因此膜片弹簧更大了

它可以有更大的转矩容量

但是拉式的膜片弹簧离合器

从前面的介绍它有一个问题

它的操纵机构设计比较复杂

也就是说它的分离轴承

一般要求跟分离指安装在一起的

始终是安装在一起的

而推式的分离轴承

只是在分离的时候

才会跟分离指有接触

平时这个分离轴承

跟它是不接触的

而拉式的始终是接触的

因此这种（拉式膜片弹簧离合器的）操纵机构上

就分离轴承的结构

设计 安装 调整就比较复杂

所以在很多地方

鉴于这个分离机构复杂

所以很多场合

还是宁愿用推式的这种方式

除非能够把拉式的

这种分离动作改成推式的

像老的一些捷达轿车上就用的

是拉式的膜片弹簧离合器

但是操纵改成推的这种方式

膜片弹簧离合器

我们就介绍到这里