朱佰強(qiáng)

摘 要：汽車從啟動(dòng)開(kāi)始，并且在行駛過(guò)程中，離合器的作用就在于慢慢接合變速器和發(fā)動(dòng)機(jī)，讓汽車可穩(wěn)定起步。為減少換擋的沖擊，可以切斷發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器間的聯(lián)系。離合器與開(kāi)關(guān)的作用相似，因此起到的作用是斷離、接合動(dòng)力傳遞。無(wú)論是哪種汽車，均有形式不同的離合器。汽車離合器的設(shè)計(jì)非常重要。該文重點(diǎn)探究汽車離合器設(shè)計(jì)要點(diǎn)，進(jìn)而提出一種新型離合器設(shè)計(jì)方法，旨在保證汽車離合器的設(shè)計(jì)質(zhì)量和性能。

關(guān)鍵詞：汽車離合器；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；參數(shù)選擇

中圖分類號(hào)：U463 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

離合器的主要功能是切斷及接合發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)，保證汽車起步的穩(wěn)定性。在汽車需要換擋時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)相分離，降低了變速器在換擋中齒輪的沖擊強(qiáng)度。在汽車運(yùn)行中如果遇到了較大的動(dòng)力荷載時(shí)，離合可以限制傳動(dòng)系所承受的最大力矩，避免部分零部件承載過(guò)大出現(xiàn)損壞問(wèn)題。同時(shí)，離合器還能夠降低傳動(dòng)系噪聲與振動(dòng)系數(shù)。這就需要做好離合設(shè)計(jì)工作，掌握離合設(shè)計(jì)要點(diǎn)，充分保證離合器的應(yīng)用質(zhì)量以及汽車行駛安全。

1 汽車離合器設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.1 摩擦片設(shè)計(jì)

摩擦離合器需要憑借主動(dòng)、從動(dòng)摩擦表面?zhèn)鲃?dòng)力矩，從而實(shí)現(xiàn)功能。離合器靜摩擦力矩Tc為：

Tc=fFZRc

其中，f代表表面靜摩擦因素，通常取值范圍在0.25～0.30；F代表壓盤(pán)施加在摩擦面上的壓力；Rc表示摩擦片的摩擦半徑；Z表示摩擦面數(shù)，通常單片離合器為2、多片離合器為4。結(jié)合離合器基本參數(shù)來(lái)看，其主要參數(shù)包括性能參數(shù)B和Po；尺寸參數(shù)D和d；摩擦片厚度b、結(jié)構(gòu)參數(shù)摩擦面數(shù)Z、離合間隙。

1.2 后備系數(shù)B選擇

后備系數(shù)作為離合器設(shè)計(jì)中十分重要的參數(shù)指標(biāo)，決定了離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可靠性。在設(shè)計(jì)中，B不可過(guò)小，也不可過(guò)大。如果發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率大、使用條件好，則可以適當(dāng)降低B；如果運(yùn)行條件差、拖帶掛車，則要適當(dāng)增加B。膜片彈簧離合器由于在摩擦之后壓力更加穩(wěn)定，因此B的選值要微低于螺旋彈簧離合器。為了能夠保證傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的可靠性，Tc設(shè)計(jì)過(guò)程中需要保證其系數(shù)大于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，即

Tc=BTe

其中，B表示離合器后備系數(shù)，并且系數(shù)必須要>1；Te代表發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩。

1.3 摩擦片外徑D、內(nèi)徑d、厚度b

2 離合器其他主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 從動(dòng)盤(pán)轂的設(shè)計(jì)

2.2 從動(dòng)盤(pán)的設(shè)計(jì)

從動(dòng)盤(pán)是離合器的重要組成零件，設(shè)計(jì)從動(dòng)盤(pán)時(shí)應(yīng)減小其質(zhì)量，使質(zhì)量能均勻地分布于旋轉(zhuǎn)中心，減小從動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。離合器從動(dòng)盤(pán)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生慣性力，在變速器換擋時(shí)會(huì)產(chǎn)生齒輪沖擊或者加速變速器的同步器裝置磨損。慣性力的大小與從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量成正比，為了減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以減小變速器齒輪間的沖擊，從動(dòng)盤(pán)一般都做得很薄，通常用1 mm～3 mm厚的鋼板沖壓而成，有時(shí)為了使質(zhì)量更加均勻地分布于旋轉(zhuǎn)中心，減小從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，將從動(dòng)盤(pán)的外緣磨削至0.6 mm～1 mm。

從動(dòng)盤(pán)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，應(yīng)保證具有軸向彈性，使離合器能夠平順啟動(dòng)，保證齒輪結(jié)合面的壓力分布均勻，減小齒輪間的相互摩擦，增加使用壽命。從動(dòng)盤(pán)還應(yīng)安裝扭轉(zhuǎn)減震器，避免在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生傳動(dòng)系共振，減緩離合器的沖擊。

常見(jiàn)的從動(dòng)盤(pán)主要分為3種結(jié)構(gòu)形式：整體式彈性從動(dòng)盤(pán)其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，但難以保證每個(gè)摩擦片剛度的一致性；分體式彈性從動(dòng)盤(pán)可以保證摩擦片剛度的一致性，但對(duì)制造工藝要求較高，制造成本較高，在小轎車中應(yīng)用較多；組合式彈性從動(dòng)盤(pán)通常應(yīng)用在越野車上，是靠壓盤(pán)一側(cè)的從動(dòng)片上鉚接彈簧片，靠近飛輪一側(cè)的無(wú)彈簧片，為保證從動(dòng)盤(pán)的彈性作用，彈簧片的壓縮行程不應(yīng)小于0.6 mm。

2.3 離合器蓋的設(shè)計(jì)

離合器蓋通常與飛輪固定，是離合器壓緊彈簧和分離杠桿的支撐殼體，通過(guò)它傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。離合器蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下問(wèn)題。離合器蓋應(yīng)具有足夠的剛度。離合器分離杠桿支撐在離合器蓋上，如果離合器蓋的剛度不夠，會(huì)使離合器蓋產(chǎn)生較大變形，降低離合器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)效率，增大分離行程，減小壓盤(pán)升程，引起摩擦片的磨損，還會(huì)造成變速器換擋困難，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致摩擦面不能分離。離合器蓋與飛輪保持良好的對(duì)中。離合器蓋中包括分離杠桿、壓緊彈簧、壓盤(pán)等重要零件，因此要保證與飛輪良好的對(duì)中，否則會(huì)影響離合器總成的平衡和正常轉(zhuǎn)動(dòng)。離合器蓋的對(duì)中主要用定位銷、定位螺栓、止口對(duì)中，止口對(duì)中應(yīng)注意離合器蓋內(nèi)徑應(yīng)大于離合器摩擦片外徑。離合器蓋的通風(fēng)散熱。為防止摩擦表面溫度過(guò)高，增大離合器的冷卻，離合器蓋必須開(kāi)具通風(fēng)窗口，或在蓋上增設(shè)通風(fēng)風(fēng)扇，有時(shí)還可以在蓋上設(shè)置各種形狀的散熱筋以幫助散熱通風(fēng)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，離合器作為汽車重要的組成元器件，為了能夠有效保證離合器質(zhì)量，需要不斷強(qiáng)化離合器設(shè)計(jì)工作，掌握設(shè)計(jì)要求、選擇、參數(shù)等要點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中，要確保每個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，這樣才能夠確保最終的設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高離合器的使用性能。

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