谷亮

摘 要：離合器作為汽車產(chǎn)品中的一個關(guān)鍵部件，對汽車性能和駕駛安全性影響巨大。本文正對汽車離合器進行了概述分析，并進一步就其設(shè)計思路和方法進行了詳細探討，希望對推動相關(guān)的發(fā)展進步能夠有所幫助。

關(guān)鍵詞：汽車;離合器;設(shè)計思想;設(shè)計方法

1 引言

改革開放以來，我國的經(jīng)濟社會取得了巨大的發(fā)展成就，這促使人們的生活水平和物質(zhì)條件得到了極大改善，其中一個最顯著的特征就是汽車已不再是社會上只有少部分人才有能力購買和使用的產(chǎn)品，現(xiàn)代汽車已經(jīng)走進了千家萬戶，成為了人們生活和工作中不可獲取的交通工具之一。但汽車屬于一個復(fù)雜的工業(yè)化的產(chǎn)品，涉及到的零部件和子系統(tǒng)眾多，任一環(huán)節(jié)出錯都可能會影響到整車運行。

離合器作為汽車產(chǎn)品中的一個關(guān)鍵部件，對汽車性能和駕駛安全性影響巨大，比如在半坡啟動或駕駛速度偏低時，離合器如果接合的不夠順暢，那么極易導(dǎo)致車輛熄火，給汽車使用埋下安全隱患。鑒于此，必須對離合器的質(zhì)量提升重視，尤其是在初始的設(shè)計階段就加強管控。本文正是基于這一出發(fā)點，對汽車離合器進行了概述分析，并進一步就其設(shè)計思路和方法進行了詳細探討，希望對推動相關(guān)的發(fā)展進步能夠有所幫助。

2 離合器概述分析

對于汽車產(chǎn)品，離合器安裝在變速箱與發(fā)動機之間的飛輪殼中，一般采用螺釘進行固定，它的輸出軸就是變速箱的輸入軸，主要分為牙嵌式和摩擦式兩種類型?，F(xiàn)實中，車輛駕駛員在行駛的過程中，需要根據(jù)實際情況和行駛需求，適時地踩下或者松開離合器，從而實現(xiàn)發(fā)動機動力向變速箱切斷或傳入。由此可知，離合器是汽車中控制動力傳遞通斷的關(guān)鍵部件，能夠按照駕駛員的意圖實現(xiàn)傳動系統(tǒng)的分開與接合。離合器在汽車中的基本作用主要包括確保行駛平穩(wěn)、換擋順暢和過載保護等。當駕駛員沒有踩下離合控制踏板時，發(fā)動機的飛輪端面會和離合器的從動盤互相接合，此時從發(fā)動機傳遞出來的動力會經(jīng)曲軸到達離合器，然后再經(jīng)離合器的輸出軸將扭矩傳遞給變速箱。

3 設(shè)計思路解析

離合器作為機械傳動系統(tǒng)的一個重要部件，其設(shè)計思路與其他機械產(chǎn)品大致類似，主要包括以下三個環(huán)節(jié)。

3.1 概念設(shè)計

概念設(shè)計是設(shè)計的基礎(chǔ)，一般包括需求分析、問題定義、問題描述、目標規(guī)定等。概念設(shè)計一般是先設(shè)計出幾個概念方案，然后從中挑選一個最佳的。概念設(shè)計的最大特點就是包含很多不確定因素，需要通過后續(xù)的方案設(shè)計和詳細設(shè)計進行逐步明確，進而形成一個可靠的設(shè)計方案。同時，還需要清楚地看到，也正是因為這些不確定性，造成概念設(shè)計有很多種可能性，潛在孕育著創(chuàng)造性成果。汽車離合器的概念設(shè)計主要包括對離合器的功能進行分析描述，并在此基礎(chǔ)上初步確定離合器的工作原理和大致結(jié)構(gòu)。

3.2 方案設(shè)計

如果說概念設(shè)計只是形成了一個方案框架，那么方案設(shè)計就是對這個框架進行填充完善，使之成為一個可行方案。汽車離合器的方案設(shè)計主要包括確定離合器的結(jié)構(gòu)和相關(guān)運行參數(shù)，并利用計算機輔助技術(shù)對其進行建模和仿真優(yōu)化，使離合器的設(shè)計方案逐漸明確化。

3.3 詳細設(shè)計

詳細設(shè)計就是對設(shè)計方案進行細致完善，增強設(shè)計方案的可行性與合理性，并將實際需求反映到產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能特性上。對于汽車離合器，詳細設(shè)計包括對上述形成的方案進行模型的最終構(gòu)建、確定離合器組成零件的加工工藝和自身的裝配工藝等，并將駕駛員行駛中的需求映射到離合器的特性上。

4 設(shè)計方法探討

4.1 客戶需求驅(qū)動

離合器設(shè)計要以滿足客戶需求為第一要義，并在此基礎(chǔ)上找準技術(shù)與市場需求間的結(jié)合點，順勢而為的設(shè)計開發(fā)出相應(yīng)的離合器產(chǎn)品。還必須兼顧產(chǎn)品本身的功能特性、工藝性以及安全性和可用性等。所以，在對汽車離合器進行設(shè)計時，必須對市場上的客戶需求進行解析，并將解析結(jié)果和技術(shù)、功能以及品質(zhì)等要素進行融合，并以此驅(qū)動設(shè)計思路和方案不斷完善成熟。

4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

離合器設(shè)計不合理的一個典型表現(xiàn)就是：低速下啟動離合器易出現(xiàn)熄火問題，這是因為離合器在無車速或低速狀態(tài)下，接合過快就容易引發(fā)熄火，必須通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化進行改善。

現(xiàn)實中，通過對離合器的觀察分析，要想解決因快速釋放離合踏板而造成的熄火問題，必須保證離合器接合過程的平穩(wěn)性，使扭矩由小到大進行緩慢傳遞。此時就可以針對接合平穩(wěn)需求，在離合器擦片接合下設(shè)置緩沖裝置。緩沖裝置可以讓離合器摩擦片緩慢接合，進而使發(fā)動機動力平穩(wěn)地傳遞到驅(qū)動輪中，同時這也對防止接合頓挫具有積極效果。

4.3 積極應(yīng)用有建模仿真技術(shù)

離合器是傳遞發(fā)動機動力到變速箱的關(guān)鍵部件，所以在工作中會承受發(fā)動機傳遞過來的扭矩，而這個扭矩則會造成其各個組成零件受到剪應(yīng)力影響。如果設(shè)計不合理，那么就會造成振動噪聲，甚至引發(fā)共振問題，對離合器的正常工作性能造成極大影響。針對這一問題，需要在構(gòu)建離合器3D模型的基礎(chǔ)上，對其振動特性及其動力學傳播規(guī)律進行建模仿真。只有借助建模仿真分析工具，對離合器工作中的振動工況進行全面分析，并據(jù)此對其材料和結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化改善，才能確保最終設(shè)計出的產(chǎn)品滿足性能和強度等各方面要求。比如對帶扭轉(zhuǎn)減振器的摩擦型離合器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計時，可以先構(gòu)建汽車傳動系統(tǒng)的動力學仿真模型，然后再對從動盤減振器的剛度、阻尼等結(jié)構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)振動狀態(tài)的影響進行分析，最后依據(jù)分析結(jié)果和企業(yè)實際生產(chǎn)能力建立離合器扭轉(zhuǎn)減震器的優(yōu)化模型，進而實現(xiàn)對傳動系統(tǒng)振動工況的有效改善。

參考文獻：

[1]宋小春.汽車離合器膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2018（07）：1100.

[2]崔芹芹.關(guān)于膜片式離合器的設(shè)計與應(yīng)用探討[J].時代汽車，2017（08）：26-27.

[3]宋小艷.基于SolidWorks汽車離合器的建模及仿真研究[J].內(nèi)燃機與配件，2017（22）：12-13.