汽车离合器EQ153的设计

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1、第一章 汽车离合器11 概述以内燃机作为动力的机械传动汽车中,无论是AMT或MT，离合器都作为一个独立的部件而存在。虽然发展自动传动系统是汽车传动系的发展趋势，但是有人指出：根据德国出版的2003年世界汽车年鉴，2002年世界各国114家汽车公司所生产的1864款乘用车中，手动机械变速器车款数为1337款；在我国,乘用车中自动挡车款式只占全国平均数的26.53%；若考虑到商用车中更是多数采用手动变速器，手动挡汽车目前仍然是世界车款的主流(当然并不排除一些国家或地区自动挡式车款是其主流产品)。谈到未来，考虑到传动系由MT向自动传动系过渡，采用AMT技术其产品改造较为容易，因此AMT技术是自动传动

2、系统有力的竞争者。可以说，从目前到将来离合器这一部分将会伴随着内燃机一起存在，不可能在汽车上消失。12 汽车离合器的基本作用离合器是汽车传动系的组成部件之一，在以内燃机为动力的汽车机械传动中，它通常装在发动机飞轮的后端，传动系通过它与发动机相联系，即其主动部分与发动机飞轮连接，从动部分与变速器相连接。在汽车行驶中，驾驶员为了适应同使用情况（如起步、换挡、制动、停车）的需要，常常要频繁地踩下、松开离合器踏板，使发动机与传动系暂时分离，以中断动力传递，随后又使之逐渐接合，以便传递动力。由此可见，汽车有起步、进入正常行驶、变速、制动直至最后停车的整个行驶过程中，离合器都在起作用。1. 使发动机与传动

3、系平顺地接合，以保证汽车起步平稳汽车起步前，驾驶员首先启动发动机，待发动机达到正常的怠速 运转时（约300500r/min），踏下离合器踏板，切断发动机与变速器的动力传递，然后将变速器挂入一挡，然后使离合器逐渐接合，与此同时，逐渐加大油门，使发动机的转矩由小到大地通过离合器传递给传动系其他装置，最终传递给驱动车轮，直至达到能完全克服行驶阻力，使汽车由静止缓慢地加速前进，实现平稳起步。2. 在换挡时，将发动机与传动系分离，减少变速器中齿轮之间的冲击，便于换挡换挡前，通过离合器切断发动机与变速器间的动力传递，便于使原用挡位的啮合副脱开；挂挡时，通过离合器，可较容易地使得啮合的齿轮副圆周速度趋向相等

4、（同步），从而实现顺利换挡并减小其冲击。3. 限制传动系所承受的最大扭矩，防止传动系过载在紧急制动时，可以同时使离合器处于分离状态免除发动机反作用于传动系的惯性力矩；即使在不分离的情况下，也可依靠离合器主动部分和从动部分可能产生的相对运动来限制所传递的转矩，从而防止传动系过载。13 离合器的分类与基本要求全套离合器应由两部分组成:离合器和离合器操纵。就摩擦式离合器本身而言,按其功能要求，结构上应由下列几部分组成:主动件、从动件、压紧弹簧和分离杠杆。盖总成通过螺栓安装到发动机的飞轮上，飞轮和压盘为主动件，发动机的转矩通过这两个主动件输入。飞轮和压盘之间为从动盘总成，它作为从动件通过摩擦接受由主动

5、件传来的输入扭矩，并通过其中间的从动盘花键输出转矩。压紧弹簧通过压盘把从动盘总成紧紧压在飞轮上，形成工作压力。当发动机带动飞轮和压盘一道旋转时，通过压盘上压紧弹簧产生的工作压力所形成的摩擦力，带动从动盘总成旋转，完成转矩的输出。摩擦式离合器结构类型较多，且可有许多组合。离合器的结构型式可以不相同，但在使用上它的基本要求是一致的，它们应该是：(1) 能可靠地传递发动机的最大扭矩；(2) 接合过程要平顺、柔和，使汽车起步时没有抖动和冲击；(3) 分离时要迅速、彻底；(4) 离合器从动部分的转动惯量要小，以减轻换挡时变速器齿轮轮齿的冲击并方便换挡；(5) 高速旋转时具有可靠的强度，应注意平衡并免受离

6、心力的影响；(6) 应使汽车传动系避免共振，具有吸收振动、冲击和减少噪声的能力；(7) 操纵轻便，工作性能稳定，使用寿命长。以上这些要求中最为重要的是使用可靠、寿命长以及生产和使用中的良好技术经济指标和环保指标 。 所谓使用可靠，指的是离合器机构或零部件在预定期内一直能正常工作。这意味着在使用中要注意保养，其耗费的劳动量也要尽量小。这就取决与制造和装配质量、结构设计和使用状况。很多情况下，离合器不能可靠工作就是和不完善的技术保养，零部件缺少必要的润滑和调整有关。高的技术经济指标指的是具有高性能质量的离合器且有相对便宜的价格。这主要由结构设计、制造工艺和生产组织管理等方面予以保证；减少零件数目,

7、采用通用化、系统化设计和大批量生产，都有利于提高离合器的技术指标。所谓环保，就是希望离合器工作时不产生有害的粉尘和不良的气味。因为要求车身或飞轮外壳全封闭是不可能的，也是不恰当的，因此只能从离合器上着手解决。离合器粉尘来源于从动盘总成摩擦片的磨损。以石棉基为原料的摩擦材料，其粉尘特别有害人体健康，应尽量避免使用。第二章 离合器零件的结构选型及设计计算21 从动盘总成211 从动盘总成设计选择从动盘总成时应注意满足以下几个方面的要求：1. 为了减少变速器换挡时齿轮间的冲击，从动盘的转动惯量应尽可能小。2. 为了保证汽车平稳起步、摩擦面片上的压力分布更均匀等，从动盘应具有轴向弹性。3. 为了避免传

8、动系的扭转共振以及缓和冲击载荷，从动盘中应装有扭转减振器。4. 要有足够的抗爆裂强度。212 从动盘结构与组成从动盘有两种结构形式：带扭转减振器的和不带扭转减振器的从动盘结构简单，重量较轻。但现今汽车上几乎无一例外都采用带扭转减振器的从动盘，用以避免汽车传动系统的共振，缓和冲击，减少噪声，提高传动系零件的寿命，改善汽车行驶的舒适性，并使汽车起步平稳。过去国产载货汽车的离合器中，相当普遍地采用不带扭转减振器的从动盘。不论从动盘是否带有减振器，它们都有从动片、摩擦片和从动盘毂等3个基本组成部分。1从动片设计从动片时，应尽量减轻其重量，并应使其质量的分布尽可能地靠近旋转中心，以获得最小的转动惯量。这

9、是因为在汽车行驶中进行换挡时，首先要切断动力分离离合器，而在变速器挂挡的过程中，与变速器第一轴相连的离合器从动盘的转速一定要发生变化，或是增速，或是减速。为了使离合器接合平顺，保证汽车平稳起步，单片离合器的从动片一般要做成具有轴向弹性的结构。这样，在离合器的接合过程中，主动盘和从动盘之间的压力是逐渐增加的。2 从动盘毂从动盘毂的结构有两部分组成：盘毂和法兰，过去两者直接做成一体，现今国外都做成装配式，以节约材料。为了保证从动盘毂在变速器第一轴上滑动时不产生歪斜，影响离合器的彻底分离，从动盘毂的轴向长度不宜过小，一般取其尺寸与花键外径大小相同，对在艰难情况下工作的离合器，其盘毂的长度更大，可达花

10、键外径的1.4倍。花键尺寸选定后进行强度校核。由于花键损失的主要形式是由于表面受挤压过大而破坏，所以花键要进行挤压力计算，当应力偏大时可适当增加花键毂的轴向长度。挤压应力的计算公式如下： (MPa)式中，P花键的齿侧面压力，N。它由下式确定： P=d，D分别为花键的内外径，mZ从动盘毂的数目；Temax发动机最大转矩，Nn花键齿数；h花键齿工作高度，m;h=(D-d)/2l花键有效长度，m。从动盘毂一般都由中碳钢锻造而成，并经调质处理，其挤压应力不应超过20MPa。213 从动盘摩擦材料离合器摩擦面片在离合器接合过程中将遭到严重的滑磨，在相对很短的时间内产生大量的热，因此，要求摩擦面片应有下列

11、一些综合性能：1在工作时有相对较高的摩擦系数；2在整个工作寿命期内应维持其摩擦特性，不希望出现摩擦系数衰退现象；3在短时间内能吸收相对高的能量，且有好的耐磨性能；4能承受较高的压盘作用载荷，在离合器接合过程中表现出良好的性能；5能抵抗高转速下大的离心力载荷而不破坏；6在传递发动机转矩时，有足够的剪切强度；7具有小的转动惯量，材料加工性能良好；8在整个正常工作温度范围内，和对材料压盘、飞轮等有良好的兼容摩擦能力；9摩擦副对偶面有高度的容污性能，不易影响它们的摩擦作用；10具有优良的性能/价格比，不会污染环境。挑选摩擦材料的基本原则是：1满足较高性能的标准；2成本最小；3考虑替代石棉。22 压盘与

12、离合器盖221 压盘设计压盘厚度的确定主要依据以下两点：1压盘应具有足够的质量2压盘应具有较大的刚度222 离合器盖设计离合器盖的设计应注意三个问题：1刚度问题 离合器分离杆支承在离合器盖上，如果盖的刚度不够，则当离合器分离时，可能会使盖产生较大的变形，这样就会降低离合器操纵部分的传动效率，严重时可能导致分离不彻底，引起摩擦片的早期磨损，还会造成变速器换挡困难。为了减轻重量和增加刚度，小轿车和一般载货汽车的离合器常用厚度约为3-5mm的低碳钢板冲压成比较复杂的形状。重型汽车由于批量少，为了降低成本，增加刚度则长常采用铸铁的离合器盖。2通风散热问题 为了加强离合器的冷却，离合器盖上必须开许多通风

13、窗口。3对中问题离合器内装有压盘、分离杆、压紧弹簧等零件，因此它相对发动机飞轮曲轴中心线必须要有良好的定心对中，否则会破坏系统整体的平衡，严重影响离合器的正常工作。对中方式常用的有以下两种：一是用止口对中，铸造的离合器盖以外圆与飞轮上的内缘圆止口对中。二是用定位销或定位螺栓对中23 离合器的分离装置231分离杆结构型式的选择在离合器分离和接合的过程中，踏板与压盘之间运动联系的最后环节为分离杆。周置螺旋弹簧离合器的分离杆数目一般采用3-6个。分离杆的结构型式与压紧弹簧的类型有着密切的关系，在中央弹簧离合器中，只有弹性压杆而没有分离杆一词，广义上来说，离合器分离时它已不再传递弹簧的工作压力，故也可算分离杆。232分离杆的设计分离杆设计应注意以下几个问题： 6 / 6