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毕业设计-摩擦式离合器试验台的设计,毕业设计,摩擦,离合器,试验台,设计
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安徽科技学院（工学院） 毕业论文（论文综述）汽车离合器发展与应用的研究安徽科技学院工学院机电技术教育2004级 吉祥搞要：介绍离合器的作用、类型以及离合器的基本结构和工作原理，阐述了它的应用范围。对离合器发展前景作了进一步的展望。关键词：离合器 工作原理 应用 发展前景Automobile clutch development and application researchJi XiangAbstract: Introduced the coupling the function, the type as well as the coupling basic structure and the principle of work, elaborated its application scope includes content.Has made the further forecast to the coupling prospects for development.Key words：Coupling, Principle of work , Using , Prospects for development离合器在我们现代社会中的应用是十分广泛的，特别是在汽车领域，对于现代工程机械发展。离合器的应用之普遍，随着汽车的诞生与发展，欧美国家对汽车离合器的研究从简单到复杂、再到现在的智能化，他们对离合器的研究一直处于领先地位，特别是奥迪公司在九十年代就应用了双离合器技术1。相应在研究离合器的性能时，也开发了许多型号的检测离合器各种性能的实验台，特别是离合器试验台模拟机是对真实的离合器性能试验台的微型化、模型化处理。如德国大众汽车集团开发的离合器，最为先进独特，它很少以外观“哗众取宠”，其内在表现只有那些亲身感受过的人才能领略。并且在2002年度，该公司把电子技术与离合器相结合起来，使他们公司的试验台测试性能有新的突破。2004年，德国大众途安（Touran）车型上首次与TDI柴油发动机匹配2。我国的汽车工业发展起步比较晚，使在解放后，1953年7月才开始诞生。但发展速度快，因而在汽车的离合器的研发上也比较晚，最先生产下线的是长春汽车厂，到了20世纪六七十年代，我国对汽车工业得到长足的发展，他们对离合器的研究也从此有了很大的进步，具有代表性的研发单位有南京汽车制造厂、上海汽车制造厂、济南汽车制造厂、北京汽车制造厂等十几家汽车研发企业3。到1985以后国产汽车有奇瑞汽车、中国重汽、江淮汽车等也激发了新的活力，他们对离合器的研究都有自己的专利技术，但是对离合器试验台的开发比欧美国家要差一些，其中包括试验台的总体设计都是通过科研单位的技术支持，并且使用的普遍的是大学和一些科研单位，企业的研发更具有针对性，技术研发的成果，使用率比较高，各高校的研发状况处在上升趋势4。然而在汽车上我们所使用的摩擦盘式离合器是汽车传动系统重要部件，利用改变摩擦盘面的摩擦力来传递和切断动力的，其性能好坏直接影响汽车操纵稳定性和安全性。对离合器性能的检测主要靠模拟仿真和实验台架系统检测。而在高校教学中对离合器的工作状况、性能参数没有很好的检测方法，同学对离合器的工作原理、性能和正确使用方法不能很好理解，为了解决这一问题，我们拟研究开发离合器实验台。通过实验台设计，为实验教学、离合器工作状况和性能检测提供硬件条件5。1. 离合器的作用和类型离合器在很多场合都可以使用，其主要作用是分离结合的作用，在特定的场合有时其工作重点有所不同。下面我主要介绍在汽车和工程机械方面的运用。在汽车上离合器分离系统指的是一种切断汽车发动机与驱动线路间动力传输的机械装置。过去习惯于使用机械联接或液压装置, 通过离合器分离控制杆向离合器分离轴承施加压力, 离合器分离轴承再推动或拉起离合器膜片弹簧, 将发动机从动力输送线路中分离,从而实现汽车起步、停驶及换档等目的。本文主要介绍离合器轴承的技术发展4。为有效地解决传动过程中的启动问题,使启动过程受到有效的控制,从而实现高效节能、操作简便、过载保护、自动调速、均衡负载、降低维修费用、减少故障等目标。针对长距离、重载皮带运输机的特点,首次开发研制了可控启动传动装置目前已在风机、矿山、码头等设备上得到广泛采用。汽车离合器有摩擦式离合器、液力偶合器、电磁离合器等几种。摩擦式离合器又分为湿式和干式两种6。2.基本结构和工作原理2.1基本结构离合器由摩擦片，弹簧片，压盘以及动力输出轴组成，布置在发动机与变速箱之间，用来将发动机飞轮上储存的力矩传递给变速箱，保证车辆在不同的行驶状况下传递给驱动轮适量的驱动力和扭矩，属于动力总成的范畴。在半联动的时候，离合器的动力输入端与动力输出端允许有转速差，也就是通过其转速差来实现传递适量的动力。2.2工作原理离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用，或是用液体作为传动介质(液力偶合器)，或是用磁力传动(电磁离合器)来传递转矩，使两者之间可以暂时分离，又可逐渐接合，在传动过程中又允许两部分相互转动7。3.离合器的应用情况离合器作为控制执行元件广泛应用于机电一体化、机床、仪器仪表、轻工机械、食品机械、烟草机械印刷机械、包装机械、造纸机械、纺织机械、水泥矿山设备、轧钢设备、汽车装备、起重运输设备、医疗设备、办公设备、渔业船舶等。其应用广泛的有自动离合器和摩擦盘式离合器，他们都是在汽车上的运用很频繁。其自动离合器在1993年绅宝公司率先在轿车上搭载了自动离合器系统，随后雷诺、菲亚特、现代、奔驰等汽车公司也先后开发出自己的自动离合器产品，用于轿车或轻型客车等产品5。自动离合器(AC)目前推广应用的车型主要是在3t以下的轿车及商用汽车如客车、载货汽车、皮卡车及越野汽车等。它既可以在汽油汽车上使用，也可以在柴油汽车上使用。由于AC在许多方面比MT(机械变速器)和AT(液力自动变速器)中的离合器具有明显的优势，所以它会在MT和AT中离合器的传统市场上占据一定的发展空间。纵观国内外汽车的研制过程，可以看出，离合器的自动控制是汽车技术核心问题之一。离合器的工作非常复杂，在起步换档过程中，它不仅受坡道、负载变化的影响，而且即使在同样的行驶工况下，也会因偶尔出现的情况或驾驶员的人为因素而产生不同的操纵。实现离合器的自动控制降低了对驾驶员操作技巧的要求，有利于提高车辆性能，保证汽车起步、换档过程的品质，减少传动系零部件的冲击，提高使用寿命与乘座舒适性。因此实现离合器的自动控制必将成为离合器发展的核心内容之一8。 磁粉离合器是以磁粉为中间媒体，利用电磁线圈产生磁场使主动件和从动件通过磁粉实现接合和分离的一种离合器。在现代汽车工业中应用十分广泛，从 20 世纪 60 年代开始，磁粉离合器作为电磁离合器的一个分支在工业控制领域得到了飞速的发展。 近年来汽车在性能上向高速发展，发动机的功率和转速不断提高，特别是载货汽车趋于大型化，离合器的使用条件日酷一日。磁粉离合器以其长寿命、高可靠性、运转平稳、结构简单等优点成为汽车传统离合器的理想替代品。特别是国际上很出名的几个汽车企业都在使用，如大众、现代、宝马、奔驰等等，国内具有自主知识产权的奇瑞汽车也在不断赶超发达国家的技术水平，随着汽车工业的不断发展，各种离合器的使用越来越频繁，多数离心式摩擦离合器大多存在散热能力不足,摩擦片易磨损等缺点。但MC40 型摩擦离合器是吸收国内外先进技术,在MC55 型基础上改进的专利产品,使用起来方便、安全,使生产效率得到了很大提高。这种离合器是靠摩擦力传递扭矩的,故扭矩过大时亦可通过分离装置起到保护作用。9湿式摩擦离合器是保证矿用车辆液力机械变速箱正常工作的核心部件之一，矿用车辆液力机械变速箱属于半自动变速箱，其换挡操作是通过液压系统控制湿式摩擦离合器的结合或分离并与之协调配合来完成的。片式离合器分为干式和湿式两种，干式离合器具有结构简单、价格便宜、使用比较可靠等优点；但干式离合器在长时间使用中存在摩擦系数不稳定、磨损较大、使用寿命较短等缺点。同干式离合器相比，湿式离合器工作更可靠，寿命更长（一般使用寿命是干式离合器的3-4倍），使用中无需经常调整，摩擦系数稳定，有较强的起步能力。所谓湿式离合器是指离合器摩擦片在滑磨过程中，摩擦接触表面表现为液体和半液体界面的摩擦。湿式离合器的良好性能取决于主从动摩擦片是否能够形成界面摩擦；而摩擦片材料、工作环境温度是形成界面摩擦重要的因素。4. 离合器发展现状与前景离合器具有保证汽车起步平稳、换挡平顺和过载保护的用。其工作的可靠性直接关系到汽车的正常行驶。离合器的接合和分离是通过驾驶者对离合器踏板的操作来实现的。有资料表明，汽车在闹市区行驶10km，离合器的使用次数高达80100次。如此频繁的操作，给驾驶员带来很大的体力消耗和思想负担，而且还会带来诸多不安全因素；因此，急需找到一种成本较低而又能够现简化操作的有效机构，这就是本文中所述的自动离合器（AC）。其作用是使离合器的操作自动化，省去离合器踏板的操作，减轻驾驶强度，提高汽车经济性和动力性，改进乘坐舒适性和安全性，且成本较低，制造方便9。同时，自动功能模块，具有广阔的应用前景。我国大力支持A M T 的自主开发和研制工作，在“八五”期间，“电控机械式变速箱”被列入国家火炬 “九五”期间，A M T 的开发研制和产品化被列入国外，各大汽车宝、雷诺、菲亚特、现代奔驰等也在开发自己的自动离合器产品。自动离合器目前广应用的车型主要是在3t以下的轿车及商用汽车如客车、载货汽车、皮卡车及越野汽车等。3 自动离合器结构与控制原理离合器作为传动系中的一个重要环节，它起着传递或者中断动力的作用。对于装有传统的机械式变速箱（MT）的汽车，驾驶员在汽车起步或者换挡时需踩下离合器踏板，然后再慢松开踏板，完成离合器的接合过程。为了减轻驾驶员的劳动强度，自动离合器应运而生。传统意义上的自动离合器只对离合器的分离与接合过程进行控制，如果同时对油门开度及换挡操纵进行控制，就构成一个完整的AMT 了。其原理如图1 所示。离合器控制器E C U 实时监控各传感器的状态，当换挡手柄开关按下时，ECU 立刻发出信号驱动电机执行机构，实现离合器快速分离，并根据离合器位移传感器的信号确定10。参考文献：1成大先.机械设计手册M.北京:化学工业出版社,1993 2潘旭峰，胡子正.诊断、建模、灵敏度分析和优化设计J).吉林:吉林工业大学学报，1997 (1) :20-273杨从洛.车用发动机曲轴扭振与整车传动系的相互关系LJ.汽车技术，2000,(4):13一17.4关文达主编.汽车的离合器机构J.北京；中国社会劳动保障出版社，20015胡子正，杨小波等.汽车传动系扭振特征辨识J)
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