3-第二章_汽车结构课程指导书2-离合器.doc

第二章 　离合器设计第一节 确定离合器的结构形式现在汽车上应用最广泛的离合器主要是干式摩擦式离合器一般分为:螺旋弹簧和膜片弹簧压紧的单片或双片离合器其它种类的离合器主要有液力离合器、电磁式离合器和离心式离合器等,但由于传递效率、成本等原因，应用很少.上述几种常见形式的离合器结构见图2-1至图2-3目前,最常见的是单片膜片弹簧离合器,如图2-3（解放CA１091）应根据设计任务书，选择合适的离合器型式图2－3膜片弹簧离合器1中间压盘 3．压盘４．5从动盘6.分离杆螺钉 7.调整螺母8．分离杆9分离轴承座10．分离轴承 11.隔热垫 12．压紧弹簧13.离合器盖1４．传动销 15.撑持弹簧１6．调整螺钉１7．锁紧垫圈１8．平衡片图2－１ 单片螺旋弹簧离合器1离合器壳底盖 ２飞轮 3．铆钉 4．从动盘本体 5．摩擦片 6.减振器盖　7.减振器弹簧　8.阻尼片 ９阻尼片铆钉轴 10．从动盘毂 11．变速器一轴 12阻尼弹簧铆钉１3.减振器阻尼弹簧 １4铆钉 15.铆钉隔套 １6压盘 1７定位销 １8.离合器壳 1９离合器盖 20分离杠杆支承柱　2１摆动支片 22．浮动销 23分离杠杆调整螺母 24．分离杠杆弹簧 ２5.分离杠杆 2６.分离轴承 27。

分离套筒复位弹簧　２８.分离套筒 29．变速器一轴轴承盖 30.分离叉 31压紧弹簧３2．传动片铆钉 ３３.传动片图2－2 　双片螺旋弹簧离合器l一传动销 2一中间主动盘 ３一扭转减振器　4、5一从动盘 　6一飞轮 　7一分离摆杆　 8一压盘9一分离弹簧 10一离合器盖 　11一调整环　 12二传动杆 13一中央压紧弹簧 14一分离套筒 15一平衡盘 16一支承销 1７一压紧杠杆 / 第二节　 离合器的容量设计 　离合器的容量是反映某一确定的汽车在正常使用离合器情况下,其传递扭矩的能力一般包括：最大滑磨转矩Tｃ，滑磨功和温升速率离合器容量设计得合适，可使离合器在满足汽车各种要求的同时,最大限度地提高使用寿命.一、离合器的容量参数及计算 　 通常采用单位压盘质量的滑磨功（ＷD/kg）、单位摩擦片面积滑磨功(ＷD／Ａ）、单位压盘质量的发动机功率(Ｐ/ｋg)、单位摩擦片面积的发动机功率（P／Ａ)和后备系数β等来评价离合器传递扭矩的能力和使用寿命1)　滑磨功 WD 　 对车辆进行必要的假设和简化,离合器接合过程中的滑磨功为: 　 （2—1)式中，n--发动机最大转矩时的转速，单位:ｒ／ｍｉn; 　G—-车辆总质量，单位:kg；　　 r——驱动轮的滚动半径,单位:m；　 io——驱动桥速比(主传动比）； i1—-变速器起步档速比； Ｍｅｍax发动机最大扭矩，N·m;　η-—总传动效率（见表２—２);　tgθ—-坡度（见表2—4）； ｆ—-滚动阻力系数（见表２－3）； K——系数（对比计算时,令Ｋ＝1）。

2) 温升速率HRHR=01047nMemａｘ（N·m/s1／２) （2－２）3） 离合器转矩容量的确定 （N·m) 　　　　 　 ——摩擦系数；通常要利用离合器的摩擦打滑来使汽车起步，这是利用摩擦传动的关键，故一般计算离合器转矩容量时应取对压盘的压紧力，它随使用情况和温度会有所变动.使用中摩擦片厚度的磨损变小，以及频繁接合会引起的高温使弹簧压力衰退都会使N有明显改变——离合器摩擦工作面数，单片为二，双片为3.—-有效作用半径Ｒ　它也是一个变量，作为一间接度量值，它随着摩擦接触面的磨损及高温造成翘曲,导致摩擦副的不均匀接触可见,转矩容量是离合器的的一个本质属性离合器的基本功能之一是传递转矩,因此离合器转矩容量是离合器最为基本的性能之一但通常它只能用来初步定出离合器的原始参数、尺寸，它们是否合适最终取决于试验验证由于参数，等的选取和发动机最大转矩特性的变动有关（已知或未知)，为了保证能可靠传扭,确定离合器转矩容量时应含有设计因子.将离合器转矩容量发动机最大转矩写成如下关系式: 　 　 　 　 　 　　 　 　 　 　 　（２-3）式中 β-—离合器后备系数(见表２—1) 　 　 　　　　　 　 　 　　 表2－1 后备系数β值（推存值）离合器及发动机种类车辆种类膜片弹簧螺旋弹簧汽油发动机柴油发动机汽油发动机柴油发动机普通轿车1.1０~1。

251.２０~1．40125~1.４01．30~1.50高级轿车1．2０~140—-—轻型货车115～1.301２0～1．４01.30～１501.4０～16０中型货车 公路客车１.2５～160１.30～1.701．50～1.８0１．60～190大型货车 牵引车1.30~1．70140~180１．6０～280～２２5农用车轮式拖拉机１.８０~2.1０190~２.20２.０0~2502.20～３．00表２－2　总传动效率η（机械式变速器） 　 　　 　 　 　　 　　 表2—3　滚动阻力系数f 　车型弹簧轿车货车农用车膜片弹簧0.900．8５0.83螺旋弹簧０.8808０好路0０15卵石路0．021砂石路0.０4２表2—4坡度siｎθ 车型工况轿车货车农用车牵引车越野1／６1/8-１/6公路1/81/81/61/8 　　 　 　 　 (a)　　 　 　 　 　 　 　　 　 　 　　（ｂ)图2－４发动机扭矩与摩擦片外径的关系（a）图为可做到的尺寸 　 (ｂ）图中曲线1为单片，曲线2为双片４) 离合器摩擦片外径D、内径d及面积A按图2－4根据发动机最大扭矩Memａx初选摩擦片外径D(当摩擦片不是圆环形时，其外径D为摩擦片安装的最外缘直径),由表2-5选定摩擦片的尺寸,然后根据摩擦面数量计算摩擦片总面积A，根据式（2－1)、(2—2）计算单位摩擦片面积的滑磨功ＷD/Ａ、温升速率HR/Ａ和发动机功率P／A,并且应不大于表２—6中的推荐值,如不符合要求,可根据具体情况，适当调整内外径尺寸。

　 表２－５ 摩擦片(圆环形）尺寸 单位：ｍm外径D内径ｄ厚度t单面面积a/mm２外径Ｄ内径d厚度t单面面积a/mm２（１50)（1０0)（３0)２5０155（15０）3.５（４０）3０21８.2１６0110（３．０／３.2）10602.９28０1６５（18０）3.5（4．0)401928（170）(1２0)（３.0／３．2)-300175３5(4.0）46633.01801２5３．５１31７５.１(31０)（175)3.5（4．0)—（190)(1３０)(3.５)—325190(200/210）35（４．０)5460482０01403.５１6022.13501９５（１9０/215）40)6６346．5（215）(1４0/145)(3.5）-38０20５(2０0/215）4.０(5.0)80405.１22５１503.5220８93（400）（２5０）(４０）—(228）（1５０)（35)—4０5220（230)（４.0/5.0）9０8１1.7(235)(165)３.5（４0)—(420)(220/248）4．0（5．0）—（240）（160）３.５(4.０—4３0230(240)4.0（5。

0)10３6７26 注:括号内尺寸不符合GB576４—86的尺寸规定，不推荐首选表2-6　各参数要求 参数汽车种类Ｗv／Gp(Ｎ·m/ｋg)WD／A(Ｎ·m/mm2）HR／Ａ（N·m／mm2s1/2)Ｐ／GP（kW／kｇ）P/A（ｋW/mm2)sinθ备注小轿车９５6806．83.8833０0．0０241／8两箱式乘用/工具车９5680683.８849.4０0035１/8轻型卡车717605．02．91２4．70．００1７1/8越野/公路4×4轿车７１７6０5.02.91２4７０.00１71/8大型卡车/牵引车4784０3．419416.50001２1/8中型卡车／牵引车４3０58３．0175１4.８0.00101/8可用于中型以上大轿车越野卡车3588０2.5１４81200081／8可用于城市公共汽车大型卡车或牵引车压盘9５6８03.４19４３300.00121/８双片中间盘4５448394157０．00121/85） 压盘（中间压盘的质量Gp） 用计算出的滑磨功ＷD及发动机功率P，按照表2-6中与压盘（中间压盘）相关项,确定其质量的最小值. 6)　压紧力F 压紧力F由下式计算: F= （Ｎ） 　 　 　 　 （2－４)式中 μ——摩擦片的摩擦系数（见表2—7） Z——摩擦面数量（单片Z＝2，双片Ｚ=4）7）　摩擦片的单位压力P　 P=F/α（Ｎ/mm２） 　　 　 　 　 　 　　　 (2－5）式中　α摩擦片单面面积,ｍm2 　其值应在表２—７的范围内。

表2—7摩擦系数μ与许用单位压力[P］摩擦材料μ［P]（N/ｍｍ2）石棉基材料模压０2０.10~025编织０25～0.35粉末治金材料铜基0．303０左右铁基０．４0.30左右金属陶瓷０．40.35～0．65无石棉有机摩擦材料0.２～0.40．2０～0.40二． 应用举例例1．选取离合器　 　 已知某车为公路用货车，其参数为:Mｅmax＝5５９Nm；P=１32 ｋW;n=１400r／mｉn；G=1２2４5kg；ｉｏ=５.77；i1＝6.５1５；r=0．4９ｍ　　　 拟选单片膜片弹簧离合器：D=350mm、Ａ＝1２1３40 mm2、 Tc=70０～760　N·m、Ｃp=14kg,验算这种离合器在该车上其容量是否合适. 按式（2－1）、（2-2）计算得：WＤ=9３５７37６ Nｍ；HR＝89791.６Ｎm／ｓ（1/2） 　按式（2—3)计算得：β=１．2５～1３6； ＷＤ/Gｐ=６ ６８３.８4；　WD/A=0．77;HＲ。