汽車離合器EQ153的設計

1、第一章 汽車離合器1 1 概述以內燃機作為動力的機械傳動汽車中 ,無論是 AMT 或 MT ，離合器都作為一個獨立的 部件而存在。雖然發(fā)展自動傳動系統(tǒng)是汽車傳動系的發(fā)展趨勢，但是有人指出：根據(jù)德國 出版的 2003年世界汽車年鑒，2002年世界各國 114 家汽車公司所生產(chǎn)的 1864款乘用車中， 手動機械變速器車款數(shù)為 1337 款；在我國 , 乘用車中自動擋車款式只占全國平均數(shù)的 26.53%；若考慮到商用車中更是多數(shù)采用手動變速器，手動擋汽車目前仍然是世界車款的 主流（當然并不排除一些國家或地區(qū)自動擋式車款是其主流產(chǎn)品 ） 。談到未來，考慮到傳動 系由 MT 向自動傳動系過渡， 采用 A

2、MT 技術其產(chǎn)品改造較為容易， 因此 AMT 技術是自動 傳動系統(tǒng)有力的競爭者?？梢哉f，從目前到將來離合器這一部分將會伴隨著內燃機一起存 在，不可能在汽車上消失。1 2 汽車離合器的基本作用離合器是汽車傳動系的組成部件之一， 在以內燃機為動力的汽車機械傳動中， 它通常 裝在發(fā)動機飛輪的后端， 傳動系通過它與發(fā)動機相聯(lián)系， 即其主動部分與發(fā)動機飛輪連接， 從動部分與變速器相連接。在汽車行駛中，駕駛員為了適應同使用情況（如起步、換擋、 制動、停車）的需要，常常要頻繁地踩下、松開離合器踏板，使發(fā)動機與傳動系暫時分離， 以中斷動力傳遞，隨后又使之逐漸接合，以便傳遞動力。由此可見，汽車有起步、進入正常行

3、駛、變速、制動直至最后停車的整個行駛過程中， 離合器都在起作用。使發(fā)動機與傳動系平順地接合，以保證汽車起步平穩(wěn) 汽車起步前，駕駛員首先啟動發(fā)動機，待發(fā)動機達到正常的怠速 運轉時（約 300500r/min ），踏下離合器踏板，切斷發(fā)動機與變速器的動力傳遞，然后將 變速器掛入一擋，然后使離合器逐漸接合，與此同時，逐漸加大油門，使發(fā)動機的轉矩由 小到大地通過離合器傳遞給傳動系其他裝置，最終傳遞給驅動車輪，直至達到能完全克服 行駛阻力，使汽車由靜止緩慢地加速前進，實現(xiàn)平穩(wěn)起步。在換擋時，將發(fā)動機與傳動系分離，減少變速器中齒輪之間的沖擊，便于換擋 換擋前，通過離合器切斷發(fā)動機與變速器間的動力傳遞， 便

4、于使原用擋位的嚙合副脫 開；掛擋時，通過離合器，可較容易地使得嚙合的齒輪副圓周速度趨向相等（同步） ， 從而實現(xiàn)順利換擋并減小其沖擊。限制傳動系所承受的最大扭矩，防止傳動系過載 在緊急制動時，可以同時使離合器處于分離狀態(tài)免除發(fā)動機反作用于傳動系的慣性力 矩；即使在不分離的情況下，也可依靠離合器主動部分和從動部分可能產(chǎn)生的相對運動來 限制所傳遞的轉矩，從而防止傳動系過載。1 3 離合器的分類與基本要求全套離合器應由兩部分組成 : 離合器和離合器操縱。就摩擦式離合器本身而言 , 按其功能要求，結構上應由下列幾部分組成 : 主動件、從 動件、壓緊彈簧和分離杠桿。蓋總成通過螺栓安裝到發(fā)動機的飛輪上，飛

5、輪和壓盤為主動件，發(fā)動機的轉矩通過 這兩個主動件輸入。飛輪和壓盤之間為從動盤總成，它作為從動件通過摩擦接受由主動件 傳來的輸入扭矩，并通過其中間的從動盤花鍵輸出轉矩。壓緊彈簧通過壓盤把從動盤總成 緊緊壓在飛輪上，形成工作壓力。當發(fā)動機帶動飛輪和壓盤一道旋轉時，通過壓盤上壓緊 彈簧產(chǎn)生的工作壓力所形成的摩擦力，帶動從動盤總成旋轉，完成轉矩的輸出。摩擦式離合器結構類型較多，且可有許多組合。離合器的結構型式可以不相同，但在使用上它的基本要求是一致的，它們應該是：能可靠地傳遞發(fā)動機的最大扭矩；接合過程要平順、柔和，使汽車起步時沒有抖動和沖擊；分離時要迅速、徹底；離合器從動部分的轉動慣量要小，以減輕換擋

6、時變速器齒輪輪齒的沖擊并方 便換擋；高速旋轉時具有可靠的強度，應注意平衡并免受離心力的影響；應使汽車傳動系避免共振，具有吸收振動、沖擊和減少噪聲的能力；操縱輕便，工作性能穩(wěn)定，使用壽命長。以上這些要求中最為重要的是使用可靠、壽命長以及生產(chǎn)和使用中的良好技術經(jīng)濟 指標和環(huán)保指標 。所謂使用可靠，指的是離合器機構或零部件在預定期內一直能正常工作。這意味著 在使用中要注意保養(yǎng)，其耗費的勞動量也要盡量小。這就取決與制造和裝配質量、結構設 計和使用狀況。很多情況下，離合器不能可靠工作就是和不完善的技術保養(yǎng)，零部件缺少 必要的潤滑和調整有關。高的技術經(jīng)濟指標指的是具有高性能質量的離合器且有相對便宜的價格。

7、這主要由結 構設計、制造工藝和生產(chǎn)組織管理等方面予以保證；減少零件數(shù)目 , 采用通用化、系統(tǒng)化 設計和大批量生產(chǎn)，都有利于提高離合器的技術指標。所謂環(huán)保，就是希望離合器工作時不產(chǎn)生有害的粉塵和不良的氣味。因為要求車身或 飛輪外殼全封閉是不可能的，也是不恰當?shù)?，因此只能從離合器上著手解決。離合器粉塵 來源于從動盤總成摩擦片的磨損。 以石棉基為原料的摩擦材料， 其粉塵特別有害人體健康， 應盡量避免使用。第二章 離合器零件的結構選型及設計計算2 1 從動盤總成211 從動盤總成設計 選擇從動盤總成時應注意滿足以下幾個方面的要求：為了減少變速器換擋時齒輪間的沖擊，從動盤的轉動慣量應盡可能小。為了保證汽

8、車平穩(wěn)起步、摩擦面片上的壓力分布更均勻等，從動盤應具有軸 向彈性。為了避免傳動系的扭轉共振以及緩和沖擊載荷，從動盤中應裝有扭轉減振器。要有足夠的抗爆裂強度。212 從動盤結構與組成 從動盤有兩種結構形式：帶扭轉減振器的和不帶扭轉減振器的從動盤結構簡單，重量 較輕。但現(xiàn)今汽車上幾乎無一例外都采用帶扭轉減振器的從動盤，用以避免汽車傳動系統(tǒng) 的共振，緩和沖擊，減少噪聲，提高傳動系零件的壽命，改善汽車行駛的舒適性，并使汽 車起步平穩(wěn)。過去國產(chǎn)載貨汽車的離合器中，相當普遍地采用不帶扭轉減振器的從動盤。 不論從動盤是否帶有減振器，它們都有從動片、摩擦片和從動盤轂等 3 個基本組成部分 1從動片設計從動片時

9、，應盡量減輕其重量，并應使其質量的分布盡可能地靠近旋轉中心，以 獲得最小的轉動慣量。這是因為在汽車行駛中進行換擋時，首先要切斷動力分離離合器， 而在變速器掛擋的過程中，與變速器第一軸相連的離合器從動盤的轉速一定要發(fā)生變化， 或是增速，或是減速。為了使離合器接合平順，保證汽車平穩(wěn)起步，單片離合器的從動片一般要做成具有軸 向彈性的結構。 這樣，在離合器的接合過程中， 主動盤和從動盤之間的壓力是逐漸增加的。2 從動盤轂 從動盤轂的結構有兩部分組成：盤轂和法蘭，過去兩者直接做成一體，現(xiàn)今國外都做 成裝配式，以節(jié)約材料。為了保證從動盤轂在變速器第一軸上滑動時不產(chǎn)生歪斜，影響離合器的徹底分離，從 動盤轂的

10、軸向長度不宜過小，一般取其尺寸與花鍵外徑大小相同，對在艱難情況下工作的 離合器，其盤轂的長度更大，可達花鍵外徑的 1.4 倍?；ㄦI尺寸選定后進行強度校核。由于花鍵損失的主要形式是由于表面受擠壓過大而破 壞，所以花鍵要進行擠壓力計算，當應力偏大時可適當增加花鍵轂的軸向長度。擠壓應力的計算公式如下：P擠壓 （MPa）nhl式中，P花鍵的齒側面壓力，N。它由下式確定：P=4TemaX（D d） Zd, D 分別為花鍵的內外徑，mZ 從動盤轂的數(shù)目；Temax發(fā)動機最大轉矩，N? mn花鍵齒數(shù)；h花鍵齒工作高度，m; h=（D- d）/2花鍵有效長度，m。從動盤轂一般都由中碳鋼鍛造而成，并經(jīng)調質處理，

11、其擠壓應力不應超過20MPa2. 1. 3從動盤摩擦材料離合器摩擦面片在離合器接合過程中將遭到嚴重的滑磨，在相對很短的時間內產(chǎn)生大 量的熱，因此，要求摩擦面片應有下列一些綜合性能：1在工作時有相對較高的摩擦系數(shù)；2在整個工作壽命期內應維持其摩擦特性，不希望出現(xiàn)摩擦系數(shù)衰退現(xiàn)象；3在短時間內能吸收相對高的能量，且有好的耐磨性能；4能承受較高的壓盤作用載荷，在離合器接合過程中表現(xiàn)出良好的性能；5能抵抗高轉速下大的離心力載荷而不破壞；6在傳遞發(fā)動機轉矩時，有足夠的剪切強度；7具有小的轉動慣量，材料加工性能良好；8在整個正常工作溫度范圍內，和對材料壓盤、飛輪等有良好的兼容摩擦能力；9摩擦副對偶面有高度

12、的容污性能，不易影響它們的摩擦作用；10具有優(yōu)良的性能/價格比，不會污染環(huán)境。挑選摩擦材料的基本原則是：1滿足較高性能的標準；2成本最小；3考慮替代石棉。2. 2壓盤與離合器蓋221 壓盤設計壓盤厚度的確定主要依據(jù)以下兩點：1 壓盤應具有足夠的質量壓盤應具有較大的剛度222 離合器蓋設計離合器蓋的設計應注意三個問題：1 剛度問題 離合器分離桿支承在離合器蓋上，如果蓋的剛度不夠，則當離合器分離時，可能會 使蓋產(chǎn)生較大的變形，這樣就會降低離合器操縱部分的傳動效率，嚴重時可能導致分離不 徹底，引起摩擦片的早期磨損，還會造成變速器換擋困難。為了減輕重量和增加剛度，小轎車和一般載貨汽車的離合器常用厚度約為3-5m m的低碳鋼板沖壓成比較復雜的形狀。重型汽車由于批量少，為了降低成本，增加剛度則長常采 用鑄鐵的離合器蓋。2通風散熱問題為了加強離合器的冷卻，離合器蓋上必須開許多通風窗口。對中問題離合器內裝有壓盤、分離桿、壓緊彈簧等零件，因此它相對發(fā)動機飛輪曲軸中心線必 須要有良好的定心對中，否則會破壞系統(tǒng)整體的平衡，嚴重影響離合器的正常工作。 對中方式常用的有以下兩種：一是用止口對中，鑄造的離合器蓋以外圓與飛輪上的內緣圓 止口對中。二是用定位銷或定位螺栓對