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螺旋 汽车 离合器 设计

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摘要I离合器(螺旋430)的设计摘要本文介绍了汽车离合器的发展过程及其在汽车工业上的应用,阐述了离合器(螺旋430)的摩擦传动机构设计,压盘设计,离合器盖设计,圆柱螺旋弹簧设计的步骤。对离合器及其操纵系统的结构知识、设计理论、设计理念及方法，有关离合器的故障分析及排除等。其设计理论从传统的机械、力学领域深入到热、电、材料、控制等众多学科领域。今天，技术已发展到电子化、信息化，离合器的发展也面临着用新的技术进行改造和提高。关键词:摩擦传动机构压盘离合器盖圆柱螺旋弹簧摘要ICoupling(spiral430)designAbstractThisarticleintroducedtheautomobileclutchdevelopingprocessanditsintheautomobileindustryapplication,elaboratedcoupling(spiral430)thefrictiondriveorganizationdesign,pressestheplatedesign,thedesign,thecolumnhelicalspringdesignsstep.Tothecouplinganditsthecontrolsystemstructureknowledge,thedesigntheory,thedesignideaandthemethod,therelatedcouplingfaultanalysisandremovesandsoon.Itsdesigntheoryfromthetraditionalmachinery,mechanicsdomainpenetratesintotheheat,theelectricity,thematerial,thecontrolandsoonthemultitudinousdisciplinedomain.Today,thetechnologyhasdevelopedtheelectron,theinformation,thecouplingdevelopmentalsofacesiscarryingonthetransformationandtheenhancementwiththenewtechnology.Keyword:Thefrictiondriveorganizationpressestheplatecolumnhelicalspring江阴职业技术学院毕业设计说明书1汽车离合器的设计概述在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.早期的单片干式离合器有与锥形离合器相类似的问题,即离合器接合时不够平稳.但是,由于单片干式离合器结构紧凑,散热良好,转动惯量小,所以以内燃机为动力的汽车经常采用它,尤其是成功的开发了价格便宜的冲压件离合器盖以后更是如此.多年的实践经验和技术上的改进使人们逐渐趋向于首选单片干式摩擦力离合器,因为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,而且由于在结构上采取一定措施,已能做到接合平顺,因此现在广泛用于大,中,小各类车型中.如今单片干式摩擦离合器在结构设计方面相当完善.采用具有轴向弹性的从动盘,提高了离合器的接合平顺性.离合器从动盘总成中装有扭矩减震器,防止了传动系统的扭转共振,减少了传动系噪声和动载荷.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(现离合器从动盘的直径已达430mm),离合器的使用条件日酷一日,增加离合器的传扭能力,提高其使用寿命,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1倍.但受到其他客观因素的影响(如散热等),实际的效果要比理论值低一点.第二章工作特征1第一章离合器螺旋430的设计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件传来的输入扭矩,并通过其中间的从动盘毂花键输出转矩.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.离合器通常总是处于接合状态.当需要切断动力时,驾驶员通过离合器操纵系统中的踏板,并经过操纵传动杆系及分离拨叉推动分离套筒向前,消除间隙,使分离杆绕其在离合器盖上的支点转动,克服压紧弹簧的工作压力后，压盘向后移动,从动盘总成不再输出转矩.分离套筒向左移动时,在消除间隙后,输出轴受到了制动,转速很快下降.此种状况称为离合器制动,其目的是为了容易换挡.但这种离合器制动主要用在重型离合器上,一般离合器不一定采用.分离杆和分离轴承之间的间隙通常是需要的,因为从动盘总成因摩擦面磨损后会使压盘向左移动,如果这一移动受到分离轴承的限制,就会导致压盘不能很好地压紧摩擦面,从而造成从动盘在传扭时发生打滑现象.离合器使用一段时间后由于间隙消失需要重新调整.现今许多离合器都设计有自动调整间隙的结构,此时间隙就可以为零,并能在任何时候都保持零间隙而不影响离合器的正常工作.这样就可省却使用中需经常调间隙的麻烦.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江阴职业技术学院毕业设计说明书2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.第二章工作特征3第二章工作特征周置弹簧离合器目前主要用于商用载重汽车上,结构上,螺旋弹簧沿着压盘的圆周作同心圆布置。压盘、分离杆及螺旋弹簧均装在离合器盖内,组成离合器盖总成.离合器盖用6个螺栓固定在发动机飞轮上,飞轮作为离合器的一个主动摩擦面,而另一个主动摩擦面为压盘.因此,压盘应由发动机直接驱动,使压盘成为离合器的主动件.这是离合器结构设计中的重要一环.压盘经过3个嵌在离合器盖窗孔内的凸台被离合器盖及飞轮带动旋转.在两个主动件飞轮和压盘之间装有从动盘.从动盘的两边铆有摩擦片,从动盘的盘毂花键孔中,插入变速器第一轴的花键轴段.花键部分的结合采用侧面定心.压紧弹簧沿圆周均匀分布于分离杆之间.在压紧弹簧的作用下,压盘将从动盘紧压在飞轮上.这样,发动机的转矩,依靠飞轮和压盘对从动盘的摩擦传给从动盘,并通过从动盘的花键传给变速器第一轴.作为分离杆支点的支承叉,用螺栓固定在离合器盖上.分离杆在靠近外端和靠近中间处分别和压盘和支承叉铰接.为了减少摩擦,铰接处采用滚针或滚销,为避免离合器分离时分离杆的运动干涉,结构采用插在支承叉孔内的固定销削量.这样,分离杆作转动时,其中间孔中的滚销可以在固定销削扁的平面上自由上下运动,保证分离杆能自由的绕中间支点转动不会干涉,使压盘顺利分离或接合.此外,每个分离杆内端均有一个调整螺钉,调整这3个螺钉所决定的平面,使它和压盘表面相平行。分离杆的设计是离合器结构设计中的一个重点.周置弹簧离合器所用的螺旋弹簧是线性的,当摩擦片磨损后,弹簧伸长,压紧力下降,这对离合器可靠传扭是很不利的.如果采用刚度小的弹簧,压紧力的下降就不会很明显.但降低弹簧刚度需要增加螺旋弹簧的圈数,增加弹簧高度尺寸,这对压簧来说容易产生纵向的不稳定性,尤其在发动机高转速时,压簧处有大的离心力作用,容易使簧丝鼓出.簧丝的鼓出使它靠到弹簧的导向套上,这会使弹簧的压紧力所有损失(可达10%),簧丝和导向套长时期接触和摩擦会使弹簧早期损坏.为此,可改用组合式周置螺旋弹簧的结构.压簧沿圆周布置时,弹簧压紧力直接作用于压盘.为了保证摩擦片上压力分布尽量均匀,压簧的数目不应该太少,且要随摩擦片直径的增大而增多,有时甚至布置成两排.为了使离合器操纵轻便,起步平稳及防止在发动机高转速时引起离合器打滑,曾出现过半离心式离合器,离合器分离杆的外端有重锤,当发动机旋转时,重锤上产生离心力使分离杆绕其中间支点转动,并给压盘以轴向推力.但在低速旋转时,由于重锤离心力很小,离合器压盘的压紧力仅由压盘弹簧产生.随着转速的提高,重锤离心力加大,分离杆给压盘的推力也增大,此时压盘的压紧力由压紧弹簧和重锤离心力一同产生.而且离合器压盘的压紧力随着发动机转速的增加而增大,故压紧弹簧的压力可以选的小些(比同尺寸的一般离合器约小30%).江阴职业技术学院毕业设计说明书4这样一来,就使得离合器在低速分离时施加于踏板的力减小,操纵离合器省力.高速时由于离合力加大,使后备系数加大,保证发动机转矩的可靠传递不致打滑.即使偶尔发生打滑现象,由于打滑会使发动机的转速增加,重锤的离心力加大,从而制止了离合器打滑.这是一种良性循环,打滑-升速-离心力增加-停止打滑.这种半离心式离合器主要用在小客车上.对经常在艰难道路上行驶的载重汽车来说并不适宜采用半离心式的结构.半离心式离合器的另一缺点是发动机在高速下的后备系数过大,因此汽车在高速行驶而需作紧急制止时,传动系零件很容易过载.目前这种半离心式结构一般已不再采用.为了减轻操纵,国外小客车上(尤其在欧洲)曾用过全自动离心式离合器.其结构原理:在离合器盖和压盘之间有一作用盘,4个离心重块通过销轴装在作用盘上,重块与压盘之间有短杆,重块在离心力作用下绕销轴转动时,通过短杆将力传至压盘压紧从动盘.与此同时有一反作用于重块要推离作用盘,这一反力由安装在离合器盖和作用盘间的工作压簧予以平衡.为了防止发动机在过低的转速(如怠速运转)下离合器的接合,由此产生摩擦片的滑磨,在大的工作压簧中安装另一组较小的预紧力可调的压簧.只有发动机转速足够高(超过1000r/min),离心重块产生的离心力超过预紧力可调的小压簧之后,压盘才能逐渐被压紧.可调小压簧的预紧力可以用调整螺母进行调整.为了换挡方便,结构上有一专门的分离装置强制拉开作用盘,使离合器分离.它的作用也是自动的.其离合器为真空自动操纵装置,该操纵装置的作用过程如下.驾驶员在换挡时先放松加速踏板,握住变速杆使开关闭合,线圈通电,在电磁力的作用下,线圈的推杆向下移动,克服了阀弹簧力的作用打开阀门,在真空度的作用下,真空加力室的膜片向左移动,经过分离机构使离合器分离,离合器分离过程的时间约为0.25s.在离合器分离的同时,发动机的真空度也进入了真空室.由于真空室的作用,发动机节流阀开大,使得发动机的转速维持在1300r/min左右.这样,变速器从高挡换入抵挡后,从动盘的转速和飞轮的转速比较一致,因而消除了离合器在重新接合时的冲撞现象.当变速器由低挡换入高挡时,提高发动机的转速将引起离合器滑磨增加,这是不利的一面.离合器在接合状态,离合器的主从件作为整体一起旋转，直接传递发动机转矩。此状况下，离合器的主、从动件没有相对运动，摩擦副表面就没有磨损，也不发热，也没有能量损耗。但是，在汽车起步过程中需要利用离合器主、从动件间的相对滑动，也就是说，离合器在接合过程中让其从动件的转速增长有一过程，使汽车平稳起步。因此，离合器接合过程的滑磨是其重要特性。离合器滑磨的结果，一方面使摩擦片磨损；另一方面会引起压盘、飞轮等零件的温度升高，而摩擦表面温度的过分升高，将加剧摩擦片的第二章工作特征5磨损，并将严重影响离合器的正常工作和使用寿命。为此，必须充分了解离合器在接合过程中滑磨的特性及评价和分析计算方法、压盘等零件的热负荷状况，以便能正确设计和使用离合器。江阴职业技术学院毕业设计说明书6第三章结构尺寸参数的选择3.1离合器转矩容量摩擦离合器的基本结构是摩擦传动机构，它依靠摩擦来传递转矩。摩擦力F是一种耗散力，它的作用方向与运动方向相反。摩擦力定律说明，摩擦力F的大小和正压力N成正比。比例系数为摩擦系数。摩擦力本质是非线性的,他有多个值,其最大值为N.如果,作用力FN时,滑块就要产生运动,引起滑块加速的力为Fa=F-=F-Ff.当滑块绕作用半径等速转动时，此时最大的摩擦力Ff（假想）产生的摩擦力矩为Tf:Tf=ReFf=ReN式中，Re为有效作用半径。Tf就是摩擦机构利用摩擦的转矩容量。转矩容量（或扭矩容量）反映的是摩擦所传递转矩的极限能力而不一定是它实际传递转矩的大小。其中Re如何确定非常重要，它是两种数学模型可用。一种模型是认为正压力均匀分布于摩擦面上，现如下分析。设定一圆环，其上作用有一正压力N和转矩T，圆环外径为Ro,内径为Ri。若圆环产生转动，则转动会产生摩擦力矩。因假定压力均匀分布，则圆环上单位面积的压力为P=N/(Ro2-Ri2)现考虑圆环上微圆面积上产生的摩擦力矩dTf，它距离中心为r,圆环厚dr，则该微圆环面积上产生的摩擦力矩dTf为dTf=2rdrpr摩擦盘上压力均匀分布时其有效的摩擦作用半径Re为Re=2(R3o-R3i)N/3(R2o-R2i)实际上，由于温度等因素影响造成接触表面的翘曲使正压力分布不均，摩擦系数在各处也并不相等，于是提出了另一种模型。该模型认定压力从Ri到Ro递，它是1/R的函数，此时认为有效的摩擦半径Re为Re=(Ro+Ri)/2下面根据转矩容量的概念来确定实际离合器的转矩容量Tc。由于离合器的从动盘两面都是摩擦面，而且离合器所用的从动盘不止1个，这样离合器转矩容量Tc的基本计算公式第二章工作特征7为Tc=ZTf=ZreN式中，Z为离合器摩擦工作面数，单片为2，双片为3减若把两种模型不同的Re代入式，就得到两种不同的离合器转矩容量Tc的计算公式，它们之间的差别之是反映了两种不同的假设。不管怎样解释，对上述两种模型既不能说谁对谁错，也难分清楚那一种模型更好。这是由于二者都只是把复杂的现象作一系列简化后得出的，它们只能起对离合器的转矩容量作估算的作用。而现实情况时，温度、时间因素都会影响离合器容量的大小，所以不能肯定上述简单公式何者更准。3.2基本结构尺寸参数的选择在初步确定离合器的结构形式（如单片、采用有机面片、膜片弹簧等）之后，就要确定其基本结构尺寸、参数，它们是：（1）摩擦片外径D；（2）单位压力p；（3）后备系数。在选定这些尺寸参数时，下列一些车辆参数对它们有重大影响：（1）发动机最大转矩Temax;（2）整车总质量ma;（3）传动系总的速比i；（4）车轮滚动半径rk。江阴职业技术学院毕业设计说明书8第四章离合器零件的结构选型及设计计算41压盘的设计：4.1.1压盘传力方式的选择压盘是离合器的主动部分，在传递发动机转矩时，它和飞轮一起带动从动盘转动，所以它必须和飞轮有一定的联系，但这种联系又应允许压盘在离合器分离过程中能自由地做轴向移动，使压盘和从动盘脱离接触。压盘和飞轮间常用的连接方式以下几种。离合器盖用螺栓固定在飞轮上，在盖上开有长方形的窗口，压盘上则铸有相应的凸台，凸台伸进盖上的窗口，由离合器盖带动压盘。考虑到摩擦片磨损后压盘将向前移，因此在设计新离合器时，应使压盘凸台适当高出盖上窗口以外，以保证摩擦片磨损至极限时仍能可靠传动。此外。在单片离合器中也采用键式连接方法，中间压盘通过键，压盘则通过凸台。现在广泛采用传力片的传动方式，由弹簧钢带制成的传力片的一端铆在离合器盖上，另一端用螺钉固定在压盘上。为了改善传力片的受力情况，它一般都是沿圆周切向布置。这种传力片的连接方式还简化了压盘的结构，降低了对装配精度的要求，并且还有利于压盘的定中。压盘的结构形状除与传力方式有关外，还与压紧方式和分离方式有关。在采用沿圆周分布的圆柱螺旋弹簧作压紧弹簧时，压盘上应铸有圆柱形凸台作为弹簧的导向座。而在采用膜片弹簧或中央弹簧时，则在压盘上铸有一圈凸起以供支承膜片弹簧或弹性压杆之用。4.1.2.压盘几何尺寸的确定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在离合器的接合过程中,由于滑磨的存在,每接合一次的过程中都要产生大量的热,而每次接合的时间又短(大约3s左右),因此热量根本来不及全部传到周围空气中去,必然导致摩擦副的温升.在使用频繁和艰难条件下工作的离合器,这种温升就更为严重.它不仅会引起摩擦片摩擦系数下降,加剧磨损,严重时甚至会引起摩擦片和压盘的烧损.第二章工作特征9由于用石棉(或其他有机物)材料制成的摩擦片导热很差,在滑磨过程中所产生的热主要有飞轮和压盘等零件吸收,为了使每次接合时的温升不致过高,故要求压盘具有足够大的质量来吸收热量.2)压盘应具有较大的刚度压盘应具有足够大的刚度和合理的结构形状,以保证在受热的情况下不致因产生翘曲变形而影响离合器的彻底分离和摩擦片的均匀压紧.鉴于以上两个原因,压盘一般都做的比较厚(一般不小于10mm),而且在内缘做成一定锥度以弥补压盘因受热变形后内缘的凸起.此外,压盘的结构设计还应注意加强通风冷却,如双片离合器的中间压盘体内开有许多径向通风孔,近年来这种结构也开始在单片离合器的压盘中采用.压盘设计时在初步确定压盘厚度以后,应校核离合器接合一次时的温升,它不应超过810.若温升过高,可适当增加压盘的厚度.校核计算的公式如下:=L/cm压式中,-温升L-滑磨功-分配到压盘上的滑磨功所占的百分比:单片离合器压盘,=0.50;双片离合器压盘,=0.25;双片离合器中间压盘,=0.50;c-压盘的比热容,对铸铁压盘,c=544.28J/(kg.K);m压-压盘质量42传力设计4.2.1传力片的设计及强度校核传力片在不同的离合器结构中，起的作用不完全相同。基本上有两种情况，对于周置螺旋弹簧离合器的传力片，它主要承担离合器压盘传递发动机的转矩，使之成为摩擦副中的主动件，而压盘的分离由分离杆来完成。而现在膜片弹簧离合器中的压盘传力片，除了要承担传递发动机的转矩之外，还要依靠传力片的弹性作用使压盘分离（如果不想用传力片来分离压盘也可以）。利用传力片来分离压盘，在离合器结构设计上要简单些，但传力片受力状况要复杂得多，传力片的负荷也更严重，故必须仔细的对它进行强度校核。江阴职业技术学院毕业设计说明书10离合器盖设计离合器盖与飞轮用螺栓固定在一起，通过它传递发动机的一部分转矩给压盘。此外它还是离合器压紧弹簧和分离杆的支承壳体。在设计时应特别注意以下几个问题。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。4.3离合器的分离装置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。1分离杆设计分离杆设计时要注意如下几个问题。1）分离杆要有足够的刚度在分离离合器时，分离杆要承受很大的力，如果刚度不够，会引起较大的变形，这不仅要降低离合器操纵机构的传动效率，甚至还可能出现离合器分离不彻底。因此在结第二章工作特征11构设计时，一定要设法增加分离杆的刚度，提高其抗弯曲的能力，以减少在受力时的变形。分离杆都有加强筋。2）分离杆的铰接处应避免运动上的干涉分离离合器时，压盘沿其轴线做平行移动，分离杆与压盘的铰接点也是跟着压盘一起平移。与此同时，这个铰接点还必须绕分离杆的中间点做圆弧运动。显然，同一个点同时要做两种运动是不可能的，这就是所说的运动干涉现象。为了避免这中运动干涉，保证离合器能顺利地分离，在分离杆铰接处的结构上必须采取相应的措施。分离杆的中间支承叉用螺钉固紧在离合器盖上，分离杆插在支承的槽内。支承叉孔中插入一圆柱销上铣削有平面的支承销，并固定在支承叉中不能转动，分离杆上的中间孔径较大。还能放入一短的小滚柱，分离杆就支承在支承销及与支承销切削面平面相接触的小滚住上。由于小滚住在分离杆孔内有配合间隙，因此当离合器分离时，小滚住可在支承销的平面上移动，使分离杆的中间支点成为一个可以活动的支承，以适应压盘运动的要求。分离杆的支承叉与离合器盖的连接处采用了带球面调整螺母，而且支承叉的轴个离合器盖上的孔之间还留有间隙。这样，在离合器分离时，支承叉可在离合器的孔中摆动，以避免分离杆的运动干涉。摆动块式分离杆有分离杆，浮动销，调整螺栓及摆动块、分离杆弹簧等组成。当离合器处于结合状态时，在离心力的作用下，柘城着分离杆的浮动销处于支承调整螺栓的孔的靠外处。在分离杆分离时，分离杆的内端向左运动，浮动销沿螺栓孔中的平面向内运动，与此同时摆动块绕其在压盘上的支承处摆动，而摆动块的另一端则在分离杆上做圆弧移动，移动量一般都不大（约1mm）。3）分离杆内端的高度应可以调整为了保证在离合器分离时分离轴能同时压紧所有的分离杆，使每个分离杆的受力均衡，并使压盘不致产生歪斜，造成离合器分离不彻底和结合过程中离合器的抖动现象，要求各分离杆的内端必须位于压盘的同一平面上（其高度差一般不超过0.2mm）。为了达到这个要求，分离杆在结构上都有相应的调整环节。4）分离杆的铰接处应采用滚针轴承或刀口支承为了减少磨损和提高效率，分离杆的铰接处应采用滚针轴承或刀口支承。如在北京212吉普车上的离合器分离杆与压盘的铰接撤采用了19个1.60-0.010的轴承滚针；SH361型汽车离合器分离杆的铰接处采用了19个2.5的轴承滚针。江阴职业技术学院毕业设计说明书123分离杆的材料与热处理分离杆一般由低碳钢板（08钢）冲压或由中碳钢（3号钢）锻造而成。为了提高耐磨性能，表面进行氰化处理，层深0.50.3mm,硬度HRC5863。摆动块由中碳钢板冲压而成，摆动块由厚2.5mm的35号钢带制成，表面氰化，层深0.50.3mm,硬度HRC5662。圆柱螺旋弹簧设计：压紧弹簧沿着离合器压盘圆周布置时通常都用圆柱螺旋弹簧。螺旋弹簧的两端拼紧并磨平，这样可使弹簧的两端支承卖弄较大，各圈受力均匀，且弹簧的垂直度偏较小。为了保证离合器摩擦片上有均匀的压紧力，螺旋弹簧的数目一般不少于6个，而且应该随摩擦片外径的增大而增加弹簧的数目。此外，在布置圆柱螺旋弹簧时，要注意分离杆的数目，使弹簧均布于分离杆之间。因此，弹簧的数目Z应该是分离杆数n的倍数，即Z=mm式中，m为任意正整数。在设计圆柱螺旋弹簧时，应根据摩擦片的外径D选定弹簧的数目Z，并根据离合器工作的总压力P,确定每一个弹簧的工作压力P:式中,P-工作总压力Z-离合器压簧的数目.在设计上,每一个周置圆柱螺旋弹簧的工作压力P应不超过1000N.周置压紧弹簧的外径通常限制在27-30mm之间.这样,便于把同样的压簧装在不同尺寸的离合器上.有的离合器厂,有时还把用的叫多的一些弹簧的工作高度做成相同的尺寸,而用改变钢丝直径和工作圈数的办法,以获得弹簧的不同压紧力,有利于压簧在不同的离合器上通用.第二章工作特征13第五章离合器故障诊断与排除5.1离合器故障的分类离合器的故障大致可分成以下几类:(1)分离不彻底;(2)离合器打滑;(3)离合器接合时发抖(4)振动、噪声；(5)零件损坏；(6)踏板力过大。离合器的某一故障也许会是若干种原因综合作用的结果。5.2故障原因分析5.2.1分离不彻底造成离合器分离不彻底的原因大致有以下3个方面1变速器第1轴（输入轴）前端在飞轮孔中的导向轴承磨损导向轴承磨损会引起变速器第1轴的径向跳动或者轴承不能自由转动，这两种情况都会造成即使离合器分离，变速器第1轴仍然转动，表现出离合器没有分离。2从动盘的原因这可能有3种情况。（1）从动盘故障：由于零件的失效、操作不当或安装技术不恰当引起从动件损坏或变行等，造成离合器从动盘毂在变速器第1轴花键上不能自由滑动。（2）从动盘毂花键胶合：从动盘毂花键在花键轴上的活动不灵活，移动受江阴职业技术学院毕业设计说明书14阻。其表现为离合器压盘已分离，而从动盘不易从飞轮面处脱开，使得变速器第1轴继续旋转。造成这种情况的原因可能是，花键配合面生锈、沾污、配合不恰当，或花键轴上有刻痕、毛刺、飞边等。（3）从动盘摩擦面附着于飞轮或压盘表面：引起从动盘附着的原因通常是较长时间没有使用离合器，在摩擦材料和对偶件铸铁零件间引起化学性生锈结合。这类问题通常和气候条件有关。3离合器盖总成安装不当，变形过大离合器盖总成安装到飞轮面上后，若安装不当则会引起盖的扭曲，造成压盘的升程不匀，压盘发生歪斜。压盘的歪斜会造成分离不彻底。此外，离合器盖、摩擦片组合不当，也会出现压盘升程不匀现象。如果离合器盖刚度不够，在分离时变形过大，也会造成因分离行程过大而不能彻底分离。5.2.2离合器打滑引起离合器打滑的结构因素很多。1离合器从动盘1）摩擦面上沾油离合器打滑可能是从动盘摩擦面片上有油污，这可能是由于发动机曲轴后主油封的渗漏所致。应该设法让渗漏出的油进到离合器盖前面的飞轮并通过甩油孔甩出。一旦摩擦面片上有油，摩擦面片的摩擦系数就会立即变小从而发生滑动。离合器打滑后生成大量的热，最终导致离合器烧损失效。摩擦面片上的油污也可能是从变速器第1轴油封处渗过来的，这可能是因为变速器第1轴油封失效所致，变速器第1轴导向轴承的磨损，或者变速器第1轴和发动机曲轴不同心都会使该油封提前失效。在变速器第1轴花键上润滑脂过多也容易使摩擦面片上沾油污。为了便于把变速器第1轴插入离合器从动盘毂花键孔中，其花键轴上常涂抹适量润滑脂，若润滑脂过量，在离心力作用下，将沿花键槽流出甩到从动盘的摩擦面片上，使离合器打滑。2）摩擦面磨损摩擦面磨损若是在正常的范围之内不应有问题，若摩擦片的磨损超过了设计上允许的限度，则夹紧载荷将过分减少，带一定程度即要发生打滑。驾驶员操作野蛮或离合器操纵系统调整不当，都会造成摩擦面的早期磨损。3）从动盘厚度不恰当造成夹紧力不够。第二章工作特征152离合器盖总成离合器盖总成的问题关键是夹紧载荷不够。其原因可能是预紧力过大、离合器盖总成中的一些不匹配、弹簧损坏.离合器在接合过程中产生的热量过多会使温度升高过于剧烈,从而引起压盘铸件的翘曲和弹簧弹力的减弱,这些又将进一步加剧离合器的打滑,形成一种恶性循环.3.操纵系统操纵系统如果不能及时复位,分离间隙就不能及时调整而使离合器不能正常全部接合,从而引起打滑.5.2.3离合器抖动1.离合器从动盘摩擦面上油污.摩擦面上有油污会引起离合器发抖.离合器发抖通常只在接合时觉察到,而在低速起步时会持续发生.它给人的感觉是汽车在震窜.因为摩擦面上油污改变了摩擦副的摩擦系数,其值不再稳定.断续的摩擦形成了摩擦副对偶件间的咬合-滑动,从而引起离合器抖动.(1)轴向弹性失效.离合器发抖是离合器接合过程中不能忍受的结合品质.在一些车辆中，离合器从动盘有适当的轴向弹性,它能影响到接合品质并消除离合器的发抖.在这类车中从动盘轴向弹性失效的后果是严重的.2.离合器盖总成不符合技术要求如果压盘表面和离合器盖与飞轮相接合的表面不平行,那么当离合器接合时,在360的转动范围内所传递的转矩就会改变,这种转矩的改变在转动中呈周期性,这种周期性的脉动会变成激励力,若传动系的固有频率和它一致,就会引起抖动.从动盘两侧的摩擦面若互不平行,也会有类似的情况.传动系的特性和刚度会受到如发动机悬置、悬架弹簧、减震器等元件老化的影响，并随传动系中一些零件的磨损、开裂、破损、渗漏等因素而改变。3离合器操纵系统布置离合器操纵系统布置不当会引起抖动的现象。发动机-离合器-变速器动力总成是通过弹性悬置安装在车架上的，在汽车起步离合器接合过程中，汽车后驱动桥受到一反转矩作用。桥壳受力的平衡只能靠悬架弹簧力，由于悬架弹簧受力后的变形，桥壳将沿顺时针方向转过一个角度，这样，传动轴长度要发生变化，如果传动轴花键内阻力较大，就江阴职业技术学院毕业设计说明书16无法使传动轴长度改变。但由于发动机悬置的弹性，使发动机-离合器-变速器动力总是相对车架在纵向方向产生位移，而离合器操纵系统安装在车架上的，这样，就可能造成离合器重新分离。4发动机运转不均匀有时发动机运转不均匀也会造成离合器抖动。5.2.4噪音和振动和离合器有关的引起噪音和振动的原因有多方面。1前导向轴承损坏由于前导向轴承损坏引发的噪音。只要离合器分离必定出现噪音，离合器一旦接合噪声就没有了。有时会把这种噪声误解为分离轴承的失败所致，所以要注意分辨。变速器安装不当，往往使导向轴承额外受力，在离合器使用若干次后就使它损坏，很快出现噪声。2分离轴承损坏任何类型的分离轴承失效后都会出现尖锐噪声。如果分离轴承有故障，那么噪声随离合器踏板力的增加而增加。如果噪声在离合器分离后才出现，那就是前导向轴承有故障。离合器完全接合后出现的噪声，会来自于变速器。离合器操纵系统轴承预紧度不够。也能引发噪声。3扭转减震器有问题如果变速器在空挡，发动机在运转，可以在车厢内听到“格格”声，这是变速器中发生的噪声。这和离合器从动盘中的扭转减震器结构性能改变有很大关系。4分离轴承、变速器第1轴、飞轮、离合器盖不同心这是制造、安装综合性问题。不同心会使分离轴承和分离杆接触时偏心或成角度接触，从而导致分离轴承要承担更大的负荷，加速磨损并出现噪声。5飞轮-离合器总成不平衡离合器总成安装到飞轮上时，注意将“质量偏重的一面”和“质量偏轻的一面”相对应安装，这有助于飞轮-离合器总成的整体平衡。如果安装时与上述情况相反，将会更加不平衡，引起强烈振动。6离合器盖总成安装螺钉松动有的离合器盖总成用螺钉的圆柱凸肩或定位销来定位，确保离合器盖总成和发动机曲轴同心。如果这些定位机构在安装时没能起到定心作用，就会引发系统的振动。第二章工作特征17结语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件传来的输入扭矩,并通过其中间的从动盘毂花键输出转矩.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.离合器通常总是处于接合状态.当需要切断动力时,驾驶员通过离合器操纵系统中的踏板,并经过操纵传动杆系及分离拨叉推动分离套筒向前,消除间隙,使分离杆绕其在离合器盖上的支点转动,克服压紧弹簧的工作压力后，压盘向后移动,从动盘总成不再输出转矩.分离套筒向左移动时,在消除间隙后,输出轴受到了制动,转速很快下降.此种状况称为离合器制动,其目的是为了容易换挡.但这种离合器制动主要用在重型离合器上,一般离合器不一定采用.分离杆和分离轴承之间的间隙通常是需要的,因为从动盘总成因摩擦面磨损后会使压盘向左移动,如果这一移动受到分离轴承的限制,就会导致压盘不能很好地压紧摩擦面,从而造成从动盘在传扭时发生打滑现象.离合器使用一段时间后