【正文】 ......................................................................... 32 操縱系統(tǒng)周邊工作環(huán)境和時(shí)間因素的影響 ......................................................... 33 離合器踏板的設(shè)計(jì) ................................................................................................. 34 操縱系統(tǒng)的傳動(dòng)比計(jì)算 ......................................................................................... 34 主缸及工作缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ...................................................................................... 35 主缸的設(shè)計(jì) ................................................................................................... 36 分缸的設(shè)計(jì) ................................................................................................... 36 本章小結(jié) ................................................................................................................. 37 結(jié)論 ........................................................................................................... 38 參考文獻(xiàn) ................................................................................................... 39 致謝 ........................................................................................................... 41 附錄 ................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 1 第 1章 緒 論 離合器的 研究背景 自十九世紀(jì)末第一輛貨車誕生以來(lái)，貨車工業(yè)經(jīng)歷了一百多年 的發(fā)展過(guò)程。由于社會(huì)生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，也推動(dòng)了貨車設(shè)計(jì)日臻精巧，并且其運(yùn)輸能力和各項(xiàng)性能也得到不斷提高?，F(xiàn)今貨車不管是國(guó)民經(jīng)濟(jì)，還是人們的日常生活中都是一種不可缺少的交通工具。因此貨車工業(yè)的發(fā)展規(guī)模和技術(shù)水平往往標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)水平和科技水平 [1]。 貨車傳動(dòng)系統(tǒng)的基本功用是將發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)輪。離合器是貨車傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相聯(lián)系的部件。在貨車起步前，先要起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，這時(shí)應(yīng)使變速器處于空擋位置，將發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間聯(lián)系斷開(kāi)，以卸除發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷。待發(fā)動(dòng)機(jī)已起動(dòng)并開(kāi)始正常的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)后 ，方可將變速器掛上一定檔位，使貨車起步。貨車起步時(shí)，貨車是從完全靜止的狀態(tài)逐步加速的。如果傳動(dòng)系（它聯(lián)系著整個(gè)貨車）與發(fā)動(dòng)機(jī)剛性地聯(lián)系，則變速器一掛上檔，貨車將突然向前沖動(dòng)一下，但并未能起步。這是因?yàn)樨涇噺撵o止到前沖時(shí)，產(chǎn)生很大慣性力。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成很大的阻力矩。在這慣性阻力矩作用下，發(fā)動(dòng)機(jī)在瞬時(shí)間轉(zhuǎn)速急劇下降到最低轉(zhuǎn)速（一般為 300500r/min） 以下，發(fā)動(dòng)機(jī)即熄火而不能工作，當(dāng)然貨車也不能起步。 離合器的首要功用是保證貨車平穩(wěn)起步。在傳動(dòng)系中裝設(shè)了離合器后，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，貨車起步之前，駕駛員先踩 下離合器踏板，將離合器逐漸接合，在離合器逐漸接合過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)所受阻力矩也逐漸增加，故應(yīng)同時(shí)逐漸踩下加速踏板，即逐步增加對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給量，使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速始終保持在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速以上，不致熄火。由于離合器的接合緊密程度增大，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)系傳給驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)矩便逐漸增加。到牽引力足以克服起步阻力時(shí)，貨車即從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)并逐步加速。 離合器的另一項(xiàng)功用是保證傳動(dòng)系換檔時(shí)工作平穩(wěn)。在貨車行使過(guò)程中，為了適應(yīng)不斷變化的行使條件，傳動(dòng)系經(jīng)常要換用不同檔位工作。實(shí)現(xiàn)齒輪式變速器的換檔，一般是撥動(dòng)齒輪或其它掛檔機(jī)構(gòu)，使原 用檔位的某一齒輪副退出傳動(dòng)，再使另一檔位的齒輪副進(jìn)入工作。在換檔前也必須踩下離合器踏板，中斷動(dòng)力傳遞，便于使原用檔位的齒輪副脫開(kāi)，同時(shí)有可能使新檔位齒輪副的嚙合部位的速 2 度逐漸相等（同步），這樣，進(jìn)入嚙合時(shí)的沖擊可以大為減輕。 離合器的第三功用是防止傳動(dòng)系過(guò)載。當(dāng)貨車進(jìn)行緊急制動(dòng)時(shí)，若沒(méi)有離合器，則發(fā)動(dòng)機(jī)將因和傳動(dòng)系剛性相連而急劇降低轉(zhuǎn)速，因此其中傳動(dòng)件會(huì)產(chǎn)生很大的慣性力矩（數(shù)值可能大大超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)所發(fā)出大最大轉(zhuǎn)矩），對(duì)傳動(dòng)系造成超過(guò)其承載能力的載荷 ,而是其機(jī)件損壞。有了離合器，便可依靠離合器 主動(dòng)部分和從動(dòng)部分之間可能產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以消除這一危險(xiǎn)。 欲使離合器起到以上幾個(gè)作用，離合器應(yīng)該是這樣一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其主動(dòng)部分和從動(dòng)部分可以暫時(shí)分離，又可以逐漸接合，并且在傳動(dòng)過(guò)程中還要有可能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。所以，離合器的主動(dòng)件與從動(dòng)件之間不可采用剛性聯(lián)系，而是借二者接觸面之間的摩擦作用來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩（摩擦離合器），或是利用液體作為傳動(dòng)的介質(zhì)（液力耦合器），或是利用磁力傳動(dòng)（電磁離合器）。在摩擦離合器中，為產(chǎn)生摩擦所需的壓緊力，可以是彈簧力、液壓作用或電磁吸力。如圖 所示： 圖 離合器 離合器的具體結(jié)構(gòu)，首先，應(yīng)在保證發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的前提下，滿足 四 個(gè)基本性能要求： （ 1）離合迅速，平穩(wěn)無(wú)沖擊，分離徹底，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠。 （ 2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，慣性小，外形尺寸小，工作安全，效率高。 （ 3）接合元件耐磨性高，使用壽命長(zhǎng)，散熱條件好。 （ 4）操縱方便省力，制造容易，調(diào)整維修方便 。 其次，離合器從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要盡可能小。離合器的功用之一是當(dāng)變速器換檔時(shí)，中斷動(dòng)力傳遞，以減輕齒輪沖擊。如果與變速器主動(dòng)軸相連的離合器從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，當(dāng)換檔時(shí)，雖然由于分離了離合器，使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間聯(lián)系脫 開(kāi)，但離合器從動(dòng)部分較大的慣性力矩仍然輸入給變速器，其效果相當(dāng)于分離不徹底，就不能很好的起到減輕齒輪間沖擊的作用。 此外，還要求離合器散熱良好。因?yàn)樵谪涇囆旭傔^(guò)程中，駕駛員操縱離合器的次數(shù)是很多的，這就使離合器中由于摩擦面間頻繁地相對(duì)滑磨而產(chǎn)生大量的熱。 3 離合器接合愈柔和，產(chǎn)生熱量愈大。這些熱量如不及時(shí)地散發(fā)，對(duì)離合器的工作將產(chǎn)生嚴(yán)重影響。 國(guó)內(nèi)外 研究現(xiàn)狀 膜片彈簧離合器是近年來(lái)在轎車和輕型載貨汽車上廣泛采用的一種離合器[2]。因其作為壓簧，可以同時(shí)兼起分離杠桿的作用，使離合器的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，質(zhì)量減少 ，并顯著地縮短了離合器的軸向尺寸。其次，由于膜片彈簧與壓盤(pán)以整個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻。另外由于膜片彈簧具有非線性彈性特性，故能在從動(dòng)盤(pán)摩擦片磨損后，彈簧仍能可靠的傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，而不致產(chǎn)生滑離。離合器分離時(shí)，使離合器踏板操縱輕便，減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。此外，因膜片 彈簧 是一種對(duì)稱零件，平衡性好，在高速下，其壓緊力降低很少，而周布置彈離合器在高速時(shí)，因受離心力作用會(huì)產(chǎn)生橫向撓曲，彈簧嚴(yán)重鼓出，從而降低了對(duì)壓盤(pán)的壓緊力，從而引起離合器傳遞轉(zhuǎn)矩能力下降 [3]。那么可以看出，對(duì)于輕型車膜片彈簧離合器的設(shè)計(jì)研究 在 改善汽車離合器各方面的性能具有十分重要的意義。 由于膜片彈簧離合器具有上述一系列優(yōu)點(diǎn)，并且制造膜片彈簧離合器的工藝水平在不斷提高，因此這種離合器在轎車及微型、輕型客車上得到廣泛運(yùn)用，而且正大力擴(kuò)展到載貨汽車和重型汽車上，國(guó)外已經(jīng)設(shè)計(jì)出了傳遞轉(zhuǎn)矩為80~、最大摩擦片外徑達(dá) 420 的膜片彈簧離合器系列，廣泛用于轎車、客車、輕型和中型貨車上 [1]。甚至某些總質(zhì)量達(dá) 28~32t 的重型汽車也有采用膜片彈簧離合器的，但膜片彈簧的制造成本比圓柱螺旋彈簧要高。膜片彈簧離合器的操縱曾經(jīng)都采用壓式機(jī)構(gòu)，即離合器分離 時(shí)膜片彈簧彈性杠壓桿內(nèi)端的分離指處是承受壓力。當(dāng)前膜片彈簧離合器的操縱機(jī)構(gòu)已經(jīng)為拉式操縱機(jī)構(gòu)所取代。后者的膜片彈簧為反裝，并將支承圈移到膜片彈簧的大端附近，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，零件減少、裝拆方便；膜片彈簧的應(yīng)力分布也得到改善，最大應(yīng)力下降；支承圈磨損后仍保持與膜片的接觸使離合器踏板的自由行程不受影響。而在壓式結(jié)構(gòu)中支承圈的磨損會(huì)形成間隙而增大踏板的自由行程 [2]。 近年來(lái)濕式離合器在技術(shù)上不斷改進(jìn)，在國(guó)外某些重型車上又開(kāi)始采用多片濕式離合器。與干式離合器相比，由于用油泵進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的結(jié)果，摩擦表面溫度較低 (不超過(guò) 93℃ )，因此，起步時(shí)長(zhǎng)時(shí)間打滑也不致燒損摩擦片。查閱國(guó)內(nèi)外資料獲知，這種離合器的使用壽命可達(dá)干式離合器的 56倍，但濕式離合器優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮是一定要在某溫度范圍內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)的，超過(guò)這一溫度范圍將起負(fù)面效應(yīng)。目前此技術(shù)尚不夠完善。 4 離合器 設(shè)計(jì) 的 主要 內(nèi)容 摩擦離合器所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩的數(shù)值取決于摩擦面間的壓緊力和摩擦系數(shù)，以及摩擦面的數(shù)目和尺寸。若欲增大離合器所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩，可選用摩擦系數(shù)較大的摩擦材料，或適當(dāng)加強(qiáng)壓緊彈簧的壓緊力，或加大摩擦面的尺寸。 摩擦離合器根據(jù)從動(dòng)盤(pán)的數(shù)目可分為單盤(pán)離合器、雙盤(pán)離合 器和多盤(pán)離合器。采用若干個(gè)螺旋彈簧作壓緊彈簧，并沿摩擦盤(pán)圓周分布的離合器稱為周布彈簧離合器。僅具有一個(gè)或兩個(gè)較強(qiáng)力的螺旋彈簧，并安置在中央的離合器則稱為中央彈簧離合器。還有一種采用膜片彈簧作為壓緊彈簧的，稱為膜片彈簧離合器。 主要設(shè)計(jì)的內(nèi)容如下： （ 1） 從動(dòng)盤(pán)總成設(shè)計(jì) ，包括從動(dòng)片、從動(dòng)盤(pán)轂； （ 2） 壓盤(pán)設(shè)計(jì) ，包括傳動(dòng)片、壓盤(pán)； （ 3） 分離裝置設(shè)計(jì) ，包括分離套筒、分離軸承； （ 4） 膜片彈簧設(shè)計(jì) ； （ 5） 扭轉(zhuǎn)減振器設(shè)計(jì) ，包括減振片、減振彈簧； （ 6） 離合器操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ，包括主缸、 分缸。 5 第 2 章 離合器 方案設(shè)計(jì) 膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)以及運(yùn)動(dòng)方式 膜片彈簧離合器的主要特點(diǎn)是用一個(gè)膜片彈簧代替?zhèn)鹘y(tǒng)的螺旋彈簧和分離杠桿。膜片彈簧離合器的主要結(jié)構(gòu)為 飛輪，離合器蓋，分離軸承，夾扣，分離叉，保護(hù)罩。 (l)主動(dòng)部分 離合器凡直接與發(fā)動(dòng)機(jī)連接在一起的機(jī)件稱為主動(dòng)部分 ,主要要由飛輪、膜片彈簧和離合器蓋組戚。離合器蓋由螺栓固定在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上 ,與發(fā)動(dòng)機(jī)一起旋轉(zhuǎn)。因此 ,離合器蓋必須具有良好的旋轉(zhuǎn)平衡性和散熱性能。 膜片彈簧 是用優(yōu)質(zhì)彈簧薄鋼板制成碟形的彈簧 ,開(kāi)有若干徑向的槽 ,槽的末端有圓孔 ,形成若干個(gè)彈性桿件 ,它既可以起壓緊機(jī)構(gòu)的作用 ,又可起分離杠桿的作用。這樣可使離合器的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化 ,縮短了離合器的軸向尺寸。 (2)從動(dòng)部分 它由鋼片總成、摩擦片和扭轉(zhuǎn)減振器組成。鋼片的周圍用鉚釘固裝著波浪形曲面的扇形彈簧片 ,在波浪形彈簧片兩側(cè)分別鉚著摩擦片 ,在其摩擦面上開(kāi)有許多槽 ,以防止真空吸附作用 ,也有助于分離徹底。 (3)操縱機(jī)構(gòu) 中型貨車的離合器操縱機(jī)構(gòu)均為液壓機(jī)械傳動(dòng) ,它主要由踏板、離 合器總泵、撓性軟管、分離叉、離合器分泵、分離軸承等組成。離合器總泵由貯液筒、活塞、連接管、防塵套等組成。總泵采用制動(dòng)液 ,其液壓是由活塞在泵體內(nèi)的滑動(dòng)而產(chǎn)生的 ,離合器分泵主要由泵體、彈簧、活塞、防塵套、推桿、溢流孔塞等組成。 離合器接合時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)飛輪和壓盤(pán)傳給了動(dòng)盤(pán)兩側(cè)的摩擦片，帶動(dòng)從動(dòng)盤(pán)本體和與從動(dòng)盤(pán)本體鉚接在一起的減振器盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)盤(pán)本體和減振器盤(pán)又通過(guò)六個(gè)減振器彈簧把轉(zhuǎn)矩傳給了從動(dòng)盤(pán)轂。因?yàn)橛袕椥原h(huán)節(jié)的作用，所以傳動(dòng)系受的轉(zhuǎn)動(dòng)沖擊可以在此得到緩和。傳動(dòng)系中的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)會(huì)使從動(dòng)盤(pán)轂相對(duì)于動(dòng)盤(pán)本體和 減振器盤(pán)來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，夾在它們之間的阻尼片靠摩擦消耗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能量，將扭轉(zhuǎn)振動(dòng)衰減下來(lái)。 當(dāng)離合器接合時(shí)，主、從摩擦元件總是經(jīng)歷轉(zhuǎn)速不等到轉(zhuǎn)速一致的摩擦過(guò)程。在交通繁忙的城市使用條件下，離合器頻繁的接合和滑磨，使摩擦片很容易磨損，滑磨產(chǎn)生的熱量使壓盤(pán)和飛輪等零件的溫度升高。若摩擦表面溫度過(guò)高，將加劇 6 摩擦片磨損，降低離合器使用壽命。離合器在起步過(guò)程中 的滑磨比換檔時(shí)嚴(yán)重得多，而離合器滑磨的嚴(yán)重程度常用滑磨功來(lái)衡量 . 膜片彈簧離合器性能構(gòu)造 膜片彈簧離合器所用的壓緊彈簧是一個(gè)用薄彈簧鋼板制成的帶有一定錐度，中心 部分開(kāi)有許多均布徑向槽的圓錐形彈簧片。膜片彈簧是碟形彈簧的一種，它可以看成由碟簧部分和分離指部分所組成。 膜片彈簧：用優(yōu)質(zhì)彈簧鋼板制成