东风eq1181w型载货汽车双片离合器设计本科毕业论文.doc

第1章 绪 论1.1 离合器的发展概况离合器总成，也有人称为压盘总成在汽车上，离合器总成被螺栓紧固在发动机飞轮上离合器总成用来操控离合器片与飞轮之间分离或磨合安装时，离合器弹簧给离合器总成加载，弹簧力将离合器片压紧在飞轮上如果驾驶员踏动离合器踏板时，踏动力会传动到离合器分离轴承，分离轴承将力道传递到离合器压盘上，压盘使离合器片脱离飞轮摩擦面，这样离合器片就可以自由旋转达到分离目的根据德国出版的2003年汽车年鉴，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（当然不排除一些国家或地区自动挡式车款是其主流产品）至于未来，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技术是自动传动系统有力的竞争者可以说，从目前到将来离合器这一部件将会伴随着内燃机一起存在，不可能在汽车上消失在早期研发的离合器机构中，锥形离合器最成功他的原型设计曾在1889年德国戴姆勒公司生产的钢质车轮的小汽车上，它是将发动机飞轮的内孔做成锥体作为离合器的主动件。

采用锥体离合器的方案一直沿用到20世纪20年代中叶，对当时来说，锥形离合器的制造比较容易，摩擦面易修复它的摩擦材料曾用过驴毛带、皮革带等那是也曾出现过蹄-鼓式离合器代替锥形离合器，其结构形式有利于在离心力作用下使蹄紧贴鼓面蹄-鼓式离合器用的摩擦元件为木块、皮革带等，蹄-鼓式离合器的重量较锥形离合器轻无论锥形离合器或蹄-鼓式离合器，都容易造成分离不彻底甚至出现主、从动见根本无法分离的自锁现象现今所用的盘片式离合器的先驱是多片盘式离合器，它是直到1925年以后才出现的多片离合器最主要的优点是，在汽车起步时离合器的接合比较平顺，无冲击早起设计中，多片按成对布置设计，一个钢盘片对着一青铜盘片采用纯粹的金属对金属的摩擦副，把它们浸在油中工作，能达到更满意的性能浸在油中的盘片式离合器，盘子直径不能太大，以避免在高速时把油甩掉此外有野容易把金属盘片粘住，不易分离石棉基摩擦材料的引入和改进，使得盘片式离合器可以传递更大的转矩，能耐受更高的温度此外，由于采用石棉基摩擦材料后可以用较小的摩擦面积，因而可以减少摩擦片数，这是有多片离合器向单片离合器转变的关键早期单片干式离合器有与锥形离合器先类似的问题，即离合器接合时不够平顺。

但是由于单片干式离合器结构紧凑散热量好，转动惯量小所以以内燃机为动力的汽车经常采用它，尤其是成功开发了价格便宜的冲压件离合器盖以后更是如此第一次世界大战后初期，单片离合器的从动盘金属片上没有摩擦面片，摩擦面片是贴附在主动件飞轮和压盘上，弹簧布置在中央，通过杠杆放大后作用在压盘上后来改用多个直径较小的弹簧（一般至少6个），沿着圆周布置直接压在压盘上，成为现今最为通用的螺旋弹簧布置方法这种布置在设计上带来了实实在在的好处，是压盘上弹簧的工作压力分布更均匀，并减小轴向尺寸随着人们对汽车舒适性要求的提高，离合器已在原有基础上得到不断改进，乘用车上愈来愈多地采用双质量飞轮的扭转减震器，能更有效地降低传动系噪声随着我国自动档轿车的增加，我国传统离合器行业的发展前景日益担忧，不少企业都在寻求新的持续发展的途径2007年以前，我国汽车产量持续增长、汽车保有量的增加、出口市场需求的扩张等三大因素推动我国汽车离合器行业连续8年快速发展，2007年我国汽车离合器的产量突破1000万套自2008年以来，受全球金融危机影响，中国汽车销量为938万辆，增长率仅为6.7%，离合器的市场规模约为55亿元预计到2010年中国车市将走出低谷，届时我国离合器总销售额将有望突破80亿元。

DCT技术在中国良好的发展前景，将使我国摩擦片汽车离合器行业获得新的发展机遇但是，市场竞争也很激烈，长春一东是国内汽车离合器制造行业龙头企业，已形成75万套的生产力，是国内规模最大，系列最宽的离合器生产厂家，行业地位较高公司在主机配套市场处于龙头地位，面向全国64家主机厂供货，占领了国内中重型商用车市场的半壁江山 目前国内汽车离合器主要是干摩擦式离合器，其中，膜片弹簧离合器和螺旋弹簧离合器的产量比例已达到1：1，随着时间的推移将会由膜片弹簧离合器取代膜片弹簧离合器现以推式为主，但拉式以其优越的性能，正作为研发重点，不久亦会面世上海离合器总厂为通用别克轿车配套的4T65E液力变矩器，是自主开发成功的典范，而且已建成年产10万套生产能力引进技术企业和中外合资企业的产品质量和技术水平都达到了国外同类企业的同期水准如上海离合器总厂为桑塔纳配套的离合器达到了德国F&S公司水准，长春一东离合器股份有限公司为一汽配套的离合器达到了英国AP公司水准，南京法雷奥有限公司为依维柯配套的离合器达到了法国Valeo公司水准等在消化吸收引进技术的同时，在行业协会的组织下，通过产、学、研相结合，已经建立起我国自己的膜片弹簧离合器设计理论，有力支撑了离合器开发；双质量飞轮减振器的设计理论、液力变扭器的设计理论也已建立，有的企业已建立起相当实力的技术中心。

有8家企业具备与国外同行相似的制造膜片弹簧离合器的关键热处理先进设备和工艺拉式膜片弹簧离合器、双质量飞轮减振器、液力变扭器和大直径膜片弹簧离合器的开发研制已经取得成功经过多年的实践经验使人们逐渐趋向于采用单片干式摩擦离合器它具有从动部分转动惯量小，散热性好，结构简单，调整方便，尺寸紧凑，分离彻底等优点而且只要在结构上采取一定措施，也能使其接合平顺因此，它得到了极为广泛的应用如今，单片干式摩擦离合器在结构设计方面也相当完善：采用具有轴向弹性的从动盘，提高了离合器的接合平顺性；离合器中装有扭转减振器，防止了传动系统的共振，减少了噪音；以及采用了摩擦较小的分离杆机构等另外，采用了膜片弹簧作为压簧，可同时兼起到分离杠杆的作用，使离合器结构大为简化，并显著地缩短了离合器的轴向尺寸膜片弹簧和压盘的环行接触，可保证压盘上的压力均匀由于膜片弹簧本身的特性，当摩擦片磨损时，弹簧的压力几乎没有改变，且可减轻分离离合器时所需要的踏板力为了提高离合器的传扭能力，在重型汽车上多采用多片干式离合器次外，近年来由于多片湿式离合器在技术上的不段改善，在国外的某些重型牵引汽车和自卸车上又开始采用多片湿式离合器，并有不断增加的倾向。

与干式离合器相比，由于用油泵进行强制制冷的结果，摩擦表面的温度较低（不超过 93℃）因此，允许起步时长时间地打滑或用高档起步而不致烧损摩擦片，具有良好的起步能力据说这种离合器的使用寿命可达干式离合器的五、六倍，但湿式离合器优点的发挥是一定要在某温度范围内才能实现的，超过这一温度范围将起负面效应目前此技术尚不够完善为了实现离合器的自动操纵，有自动离合器采用自动离合器时可以省去离合器踏板，实现汽车的“双踏板”操纵与其他自动传动系统（如液力传动）相比，它具有结构简单，成本低廉及传动效率高的优点因此，在欧洲小排量汽车上曾得到广泛的应用但是在现有自动离合器的各种结构中，离合器的摩擦力矩的力矩调节特性还不够理想，使用性能不尽完善例如，汽车以高档低速上坡时，离合器往往容易打滑因此必须提前换如低档以防止摩擦片的早期磨损以至烧坏这些都需要进一步改善对于重型离合器，由于商用车趋于大型化，发动机功率不断加大，但离合器允许加大尺寸的空间有限，离合器的使用条件日酷一日，增加离合器传扭能力，提高使用寿命，简化操作，已成为重型离合器当前的发展趋势为了提高离合器的传扭能力，在重型汽车上可采用双片干式离合器从理论上讲，在相同的径向尺寸下，双片离合器的传扭能力和使用寿命是单片的二倍，但受到其他客观因素的影响，实际的效果要比理论值低一些。

1.2 离合器的功用和分类1.2.1 离合器的基本功用(1) 保证汽车平稳起步这是离合器的首要功能在汽车起步前，自然要先起动发动机而汽车起步时，汽车是从完全静止的状态逐步加速的如果传动系（它联系着整个汽车）与发动机刚性地联系，则变速器一挂上档，汽车将突然向前冲一下，但并不能起步这是因为汽车从静止到前冲时，具有很大的惯性，对发动机造成很大地阻力矩在这惯性阻力矩作用下，发动机在瞬时间转速急剧下降到最低稳定转速（一般300-500RPM）以下，发动机即熄火而不能工作，当然汽车也不能起步 因此，我们就需要离合器的帮助了在发动机起动后，汽车起步之前，驾驶员先踩下离合器踏板，将离合器分离，使发动机和传动系脱开，再将变速器挂上档，然后逐渐松开离合器踏板，使离合器逐渐接合在接合过程中，发动机所受阻力矩逐渐增大，故应同时逐渐踩下加速踏板，即逐步增加对发动机的燃料供给量，使发动机的转速始终保持在最低稳定转速上，而不致熄火同时，由于离合器的接合紧密程度逐渐增大，发动机经传动系传给驱动车轮的转矩便逐渐增加，到牵引力足以克服起步阻力时，汽车即从静止开始运动并逐步加速2) 实现平顺的换档在汽车行驶过程中，为适应不断变化的行驶条件，传动系经常要更换不同档位工作。

实现齿轮式变速器的换档，一般是拨动齿轮或其他挂档机构，使原用档位的某一齿轮副推出传动，再使另一档位的齿轮副进入工作在换档前必须踩下离合器踏板，中断动力传动，便于使原档位的啮合副脱开，同时使新档位啮合副的啮合部位的速度逐步趋向同步，这样进入啮合时的冲击可以大大的减小，实现平顺的换档 (3) 防止传动系过载当汽车进行紧急制动时，若没有离合器，则发动机将因和传动系刚性连接而急剧降低转速，因而其中所有运动件将产生很大的惯性力矩（其数值可能大大超过发动机正常工作时所发出的最大扭距），对传动系造成超过其承载能力的载荷，而使机件损坏有了离合器，便可以依靠离合器主动部分和从动部分之间可能产生的相对运动以消除这一危险因此，我们需要离合器来限制传动系所承受的最大扭距，保证安全1.2.2 离合器的分类在机械传动系中，离合器按其传递转矩的方式分类，除摩擦式外还有电磁（磁粉）式，后者靠本身的电磁力来传递转矩；按操纵方式分类，又分为强制式和自动式摩擦式又有单、双、多片式及干湿式之分；根据压紧弹簧布置形式不同，可以分为圆周布置、中央布置和斜向布置等形式；根据使用的压紧弹簧不同，可以分为圆柱螺旋弹簧、圆锥螺旋弹簧和膜片弹簧离合器；根据分离时所受作用力的方向不同，又可以分为推式和拉式两种形式。

1.3 离合器的工作原理离合器主动部分包括飞轮4(如图1.1 所示)、离合器盖6 和压盘5飞轮用螺栓与曲轴1 固定在一起，离合器盖通过螺钉固定在飞轮后端面上，压盘与离合器盖通过传动片连接这样，只要曲轴旋转，发动机发出的动力便经飞轮、离合器盖传至压盘，使它们一起旋转离合器从动部分由装在压盘和飞轮之间的两面带摩擦衬片17的从动盘3和从动轴2组成从动盘通过内花键孔与从动轴滑动配合从动轴前端用轴承18 支承在曲轴后端中心孔中，后端支承在变速器壳体上并伸入变速器离合器的从动轴通常又是变速器的输入轴离合器压紧机构由若干沿圆周均匀布置的螺旋弹簧16 组成，它们装于压盘和离合器盖之间，用来对压盘产生轴向压紧力，将压盘压向飞轮，并将从动盘夹紧在压盘和飞轮之间离合器分离机构由分离拨叉11、分离套筒和分离轴承9、分离杠杆7、回位弹簧10等组成它们同离合器主从动部分及压紧装置一起装于离合器壳(飞轮壳)内分离杠杆中部支承在装于离合器盖的支架上，外端与压盘铰接，内端处于自由状态分离轴承压装在分离套筒上，分离套筒松套在从动轴的轴套上分离拨叉是中部带支点的杠杆，内端与分离套筒接触，外端与拉杆铰接图1.1 离合器结构和工作原理示意图1—曲轴 2—从动轴 3—从动盘 4—飞轮 5—压盘 6—离合器盖 7—分离杠杆 8—弹簧 9—分离。