【车辆工程类】商务车拉式离合器的设计【汽车类】【3张CAD图纸+毕业论文】【毕业论文说明书】
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摩擦片式离合器 简介 离合器是汽车的重要组成部分，是汽车传动部分核心部件，它的性能指标的好坏直接关系到汽车整体的质量，因而对其性能的测定有着十分重要的意义。本文介绍了摩擦盘式离合器的主要结构和工作原理，概述了摩擦盘离合器实验台的作用、基本组成和工作原理；进行了摩擦盘离合器实验台的方案和结构设计，主要包括离合器组件的选择、实验台架设计、零部件的布置、动力选择、传感器的选择和有关参数测量与计算。 一、 汽车离合器的作用 离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上，离合器的输出 轴就是变速箱的输入轴。驾驶员行驶过程中可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。 1、保证汽车平稳起步 起步前汽车处于静止状态，如果发动机与变速箱是刚性连接的，一旦挂上档，汽车将由于突然接上动力突然前冲，不但会造成机件的损伤，而且驱动力也不足以克服汽车前冲产生的巨大惯性力，使发动机转速急剧下降而熄火。如果在起步时利用离合器暂时将发动机和变速箱分离，然后离合器逐渐接合，由于离合器的主动部分与从动部分之间存在着滑磨的现象，可以使离合器传出的扭矩 由零逐渐增大，而汽车的驱动力也逐渐增大，从而让汽车平稳地起步。 2、便于换档 汽车行驶过程中，经常换用不同的变速箱档位，以适应不断变化的行驶条件。如果没有离合器将发动机与变速箱暂时分离，那么变速箱中啮合的传力齿轮会因载荷没有卸除，其啮合齿面间的压力很大而难于分开。另一对待啮合齿轮会因二者圆周速度不等而难于啮合。即使强行进入啮合也会产生很大的齿端冲击，容易损坏机件。利用离合器使发动机和变速箱暂时分离后进行换档，则原来啮合的一对齿轮因载荷卸除，啮合面间的压力大大减小，就容易分开。而待啮合的另一对齿轮，由于主 动齿轮与发动机分开后转动惯量很小，采用合适的换档动作就能使待啮合的齿轮圆周速度相等或接近相等，从而避免或减轻齿轮间的冲击。 3、防止传动系过载 汽车紧急制动时，车轮突然急剧降速，而与发动机相连的传动系由于旋转的惯性，仍保持原有转速，这往往会在传动系统中产生远大于发动机转矩的惯性矩，使传动系的零件容易损坏。由于离合器是靠磨擦力来传递转矩的，所以当传动系内载荷超过磨擦力所能传递的转矩时，离合器的主、从动部分就会自动打滑，因而起到了防止传动系过载的作用。 二、 摩擦片式离合器 1、离合器的功用与要求： （ 1） 功用 1）使发动机与传动系逐渐接合，保证汽车平稳起步。 2）暂时切断发动机与传动系的联系，便于发动机的起动和变速器的换档，保证传动系换档时工作平顺。 3）限制所传递转矩，防止传动系过载 (2)对离合器的要求： 1）具有合适的储备能力。既能保证传递发动机最大扭矩，又能防止传动系过载。 2）接合平顺柔和，以保证汽车平稳起步 3）分离迅速彻底，便于换档和发动机起动。 4）具有良好的散热能力。 5）操纵轻便，以减轻驾驶员的疲劳。 6）从动部分的转动惯量应尽量小 ,以减小换档时的冲击。 2、摩擦片式离合器工作原理 （ 1）离合器的组成 主动部分、从动部分、压紧装置、分离机构和操纵机构 （ 2）离合器的工作原理（视频） 1）接合状态：弹簧将压盘、飞轮及从动盘互相压紧，发动机的转矩经飞轮及压盘通过摩擦面的摩擦力矩传至从动盘。 2）分离过程：踩下踏板，套在从动盘毂滑槽中的拨叉，便推动从动盘克服压紧弹簧的压力右移而与飞轮分离，摩擦力消失，从而中断了动力传动。 3）接合过程：缓慢地抬起离合器踏板，使从动盘在压紧弹簧压力作用下左移与飞轮恢复接触，二者接触面间的压力逐渐增加，相应的摩擦力矩逐渐增加，离合器从完全打滑、部分打滑，直至完全 接合。 3、摩擦离合器主要类型 1）按从动盘数目分为：单片式、双片式、多片式。 轿车和轻中型货车一般采用单片式 2）按压紧弹簧的型式与布置分： 周布弹簧式、中央弹簧式、膜片弹簧式 3、摩擦片式离合器的构造 （一）摩擦片式离合器的基本构造 摩擦片式离合器一般由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成。 1、主动部分 主动部分包括飞轮、离合器盖、压盘等机件组成。这部分与发动机曲轴连在一起。离合器盖与飞轮靠螺栓连接，压盘与离合器盖之间是靠 3 4 个传动片传递转矩的。 2、从动部分 从动部分是由 单片、双片或多片从动盘所组成，它将主动部分通过摩擦传来的动力传给变速器的输入轴。从动盘由从动盘本体，摩擦片和从动盘毂三个基本部分组成。为了避免转动方向的共振，缓和传动系受到的冲击载荷，大多数汽车都在离合器的从动盘上附装有扭转减震器。 为了使汽车能平稳起步，离合器应能柔和接合，这就需要从动盘在轴向具有一定弹性。为此，往往在动盘本体园周部分，沿径向和周向切槽。再将分割形成的扇形部分沿周向翘曲成波浪形，两侧的两片摩擦片分别与其对应的凸起部分相铆接，这样从动盘被压缩时，压紧力随翘曲的扇形部分被压平而逐渐增大，从 而达到接合柔和的效果。 3、扭转减振器 离合器接合时，发动机发出的转矩经飞轮和压盘传给了动盘两侧的摩擦片，带动从动盘本体和与从动盘本体铆接在一起的减振器盘转动 动盘本体和减振器盘又通过六个减振器弹簧把转矩传给了从动盘毂。因为有弹性环节的作用，所以传动系受的转动冲击可以在此得到缓和。传动系中的扭转振动会使从动盘毂相对于动盘本体和减振器盘来回转动，夹在它们之间的阻尼片靠摩擦消耗扭转振动的能量，将扭转振动衰减下来。 4、压紧机构 压紧机构主要由螺旋弹簧或膜片弹簧组成，与主动部分一起旋转，它以离合器 盖为依托，将压盘压向飞轮，从而将处于飞轮和盘压间的从动盘压紧。 螺旋弹簧分沿周向布置和在中央布置两种。将一个圆柱形或圆锥形弹簧布置在中央的离合器称为中央弹簧离合器。 （二）两种典型的摩擦片式离合器 1、膜片弹簧离合器 （ 1）结构 1）膜片弹簧：用优质弹簧钢板制成，形状为碟形，开有径向切槽，切槽内端连通，外端为圆孔。两个切槽之间钢板形成一个弹性杠杆，即是压紧弹簧又是分离杠杆 2）压紧装置：压紧装置由压盘、离合器盖、膜片弹簧、支承圈、定位铆钉、分离钩、传动片组成 （ 2）工作原理（视频）： 膜片弹簧中部两侧 由支承圈夹持在离合器盖上，支承圈既是变形支点，压盘周边有多个分离钩与膜片弹簧钩在一起。 （ 3）膜片弹簧的弹性特性及其特点 ： 1）根据对膜片弹簧与螺旋弹簧特性曲线的对比，膜片弹簧分离时的压力小于接合时的压力 2）当摩擦片变薄，螺旋弹簧弹性下降，而膜片弹簧弹力几乎不变，膜片弹簧具有自动调节压紧力的特点膜片弹簧的弹性压力几乎与转速无关，具有高速时压紧力稳定的特点 3）综上所述，膜片弹簧离合器结构简单、轴向尺寸小、良好的弹性性能、能自动调节压紧力、操纵轻便、高速时压紧力稳定、分离杠杆平整不需调整等特点。在中、小 型汽车上广泛应用 2、周布弹簧式离合器：主、从动部分、压紧部分均安装在离合器壳内、外及驾驶室中 （ 1）主动部分 ： 1）发动机飞轮和压盘是离合器的主动部分，离合器盖通过定位销安装在飞轮上，保证同心，盖侧面有散热通风口，压盘的平面和飞轮的平面组成主动件的摩擦面，压盘与离合器盖通过传动片来传递扭矩。 2）特点：没有传动间隙，没有驱动部位磨损问题，维修量小，传动效率高，无冲击噪声及压盘定心性问题 3）缺点：传动片反向承载能力差，汽车反拖时易折 （ 2）从动部分（含扭转减震器） ： 1）主要部件是从动盘 (含扭转减振器 )，由两片摩擦衬片、从动钢片、从动盘毂组成，从动盘钢片用薄弹簧钢片制成，与从动盘毂铆在一起上边有辐射状槽，防止热变形。衬片应具有较大的摩擦系数，从动盘钢片具有轴向弹性，可使离合器接合柔和，起动平稳，连接方式：钢片与前衬片铆在一起，弹簧片与后衬片铆在一起，最后盘片与弹簧片铆在一起 2）特点：这种结构使后衬片与钢片在从动盘自由状态时有一定间隙，在结合时弹性变形使压紧力逐渐增加产生轴向弹性，接合柔和 （ 3）压紧机构：沿压盘圆周对称布置的 16 个弹簧 （ 4）分离机构：由分离叉和分离杠杆组成 根据摩擦片数分： 单片离合 器：特点：结构简单，分离彻底，尺寸紧凑，从动部分惯量小，散热性好，调整方便。 双片离合器：特点：传递转矩的能力较强，接合较平顺，但分离不够彻底，中间压盘散热不良。 5、 机构：踏板、连杆、分离叉、分离套筒、分离杠杆 摩擦式离合器的自由行程：即分离轴承与分离杠杆之间的间隙，是以调整三个螺母的松紧实现的；这样离合器它要充气接合与彻底分离相矛盾；自由行程调得过大，离合器分离不彻底，引起挂挡困难；自由行程调得太小，离合器不能充分接合而引起打滑。它提供了一种方便地调整离合器自由行程的分离套筒，有效地解决了离合器彻底分离 与充分接合这一对矛盾。它是这样实现的：将分离套筒稍为加长，与分离轴承的连接方式改为纹连接，分离轴承自身带调整节螺母，在分离轴承与分离套筒下带螺纹之间有锁紧螺母，即将分离轴承调好定位后，再用锁紧螺母紧固。 6、 离合器结构上的特殊问题 1 分离杠杆的运动干涉：为避免运动干涉，在分离杠杆的支点采用浮动销支点。 2 离轴承的自由行程：分离杠杆内端与分离轴承内端应留一定量的间隙。 =3 4 板自由行程：司机踩下踏 板后，先要消除间隙，然后才开始分离离合器。 L=35 45 踏板自由行程的调整：拧动分离拉杆上的螺母，以调整拉杆的有效长度， 从而调整。 5 分离杠杆的调平：把分离杠杆调至与飞轮端面平行的同一平面， 保证离合器 分离彻底。 摩擦片：（ T 过高发生拱曲变形）在径向开有切口，并在离合器盖上冲 压有窗孔进行通风散热。 压紧弹簧：（ T 过高弹簧老化弹力下降） a：压盘上装弹簧处做成凸起的肋条，以减少压盘对弹簧传热。 b：在压盘与弹簧间装有隔热垫片 7、合器操纵机构 1、功用：使离合器分离，而后接合。 2 分类： 2、 1、人力式操纵机构 ： 2、 1、 1、操纵机构： a、绳索传动装置：主要使用于发动机后置，离合器远离驾驶室。优：造价低，布置方便。 缺：绳索寿命短，拉伸刚度小，仅用于轻、微型车、客车。 b、杆系传动装置：用于大多数汽车。 优：结构简单，工作可靠，广泛采用。 缺：杆件间铰接较多，摩擦损失大，费力。 液压式操纵机构：组成：主缸、工作缸、管路系统。 优点：靠液体压力传递踏板力，摩擦阻力小，重量轻，布置方便。液体有缓冲作用，即使 “急放 ”踏板，离合器也能接合柔和，舒适性好。 轿车上应用较多。 缺点：结构复杂、制造工艺要求高。 3、气压助力式：原理及组成：空气压缩机、储气罐、控制阀、助力气缸。 缺点：结构复杂、质量大、较少采用。主要应用于一些重型车上 。 8、 摩擦式 的磨损及影响因素 磨损是经济型汽车干摩擦离合器损坏的主要原因。通过分析经济型汽车干摩擦式离合器在滑动摩擦条件下磨损的基本类型及其影响因素，得出磨粒磨损、粘着磨损和疲劳磨损是其磨损的基本类型，摩擦材料、温度和滑动速度是磨损的主要影响因素：通过分析经济型汽车干摩擦离合器磨损过程三个阶段的磨损类型和磨损量，得出缩短磨合磨损 阶段、延长稳定磨损阶段和推迟剧烈磨损阶段可以提高离合器的使用寿命；通过摩擦学性能试验和耐磨损性试验，得出提高离合器摩擦副的材料性能、降低离合器摩擦副的表面粗糙度和改善离合器工作条件（温度、滑动速度和工作载荷）等措施，有助于增强干摩擦式离合器的摩擦性能和耐磨性，从而降低经济型汽车干摩擦式离合器的磨损 . is an of of is to of of is In an of of of a of of of of of is to is a on be or so of in to or to 1, to a is if is a up be to as a of a it by be to a so in If be a a as of of of of is so a 2, to in in to to If is no be a of in to to be to to if a on to so a of to is it be to on to of of be to to be to or to so as to or of 3, to of to to in of of is to of As is to on to so a 1, of (1) 1) To to a 2) to to 3) to of to (2) of 1) of of to 2) to a 3) of to 4) 5) to in to 6) of of be as as to of 2, (1) of of of (2) of of 1) by of to 2) in in to to a 3) so in to in 3, of 1) by of 2) to of 3, (A) of of by in of 1, to by is -4 of 2, in in by a or of it of to by of in to to of in In to a be to a in To is in to of to a on of so is of of so as to of 3, by to on of to to of of so by be o
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