第三章 离合器

1、1第四章 主离合器2第一节 离合器功用和类型 1、功用：、功用：接通或切断动力装置通往传动系统的动力。接通或切断动力装置通往传动系统的动力。保证发动机空载启动和车辆平稳起步。保证发动机空载启动和车辆平稳起步。防止车辆过载熄火。防止车辆过载熄火。实现发动机短时间停车而发动机不熄火。实现发动机短时间停车而发动机不熄火。能够减小换档冲击。能够减小换档冲击。 32、类型：、类型： 根据主离合器的工作原理及其结构形根据主离合器的工作原理及其结构形式，主离合器可分为摩擦式、电磁式和液式，主离合器可分为摩擦式、电磁式和液力式三种。下面以工程机械常用的摩擦式力式三种。下面以工程机械常用的摩擦式主离合器的再分类

2、作一个介绍。主离合器的再分类作一个介绍。按摩擦片的数量，有单片式、多片式和双按摩擦片的数量，有单片式、多片式和双片式。片式。4主离合器类型按摩擦片的工作方式，有干式（石棉）和按摩擦片的工作方式，有干式（石棉）和湿式（铜基粉末合金在油中工作）。湿式（铜基粉末合金在油中工作）。按压紧机构型式，弹簧压紧机构和杠杆压按压紧机构型式，弹簧压紧机构和杠杆压紧机构。紧机构。按主离合器的工作状态，经常结合式和非按主离合器的工作状态，经常结合式和非经常结合式。经常结合式。按主离合器的操纵机构型式分，人力操纵、按主离合器的操纵机构型式分，人力操纵、液压助力操纵和其他方式助力操纵。液压助力操纵和其他方式助力操纵。5

3、1-轴承轴承 2-飞轮飞轮 3-从动盘从动盘 4-压盘压盘 5-离合器盖螺栓离合器盖螺栓 6-离合器盖离合器盖 7-膜片弹簧膜片弹簧 8-分离轴承分离轴承 9-轴轴678910113、设计要求、设计要求能够可靠地传递发动机大最大转矩，并有能够可靠地传递发动机大最大转矩，并有一定的能量储备。一定的能量储备。结合平顺柔和，减少车辆起步过程中的冲结合平顺柔和，减少车辆起步过程中的冲击载荷。击载荷。12设计要求分离迅速、彻底、可靠，减少摩擦片的磨分离迅速、彻底、可靠，减少摩擦片的磨损和发热。损和发热。从东部分转动惯量小，减小换档冲击从东部分转动惯量小，减小换档冲击散热性能好，使用寿命长。散热性能好，使

4、用寿命长。操纵轻便，降低驾驶员的劳动强度。操纵轻便，降低驾驶员的劳动强度。 13小节l主离合器由两大部分组成，一是主离合器主离合器由两大部分组成，一是主离合器本身；二是主离合器操纵机构。本身；二是主离合器操纵机构。l主离合器本身又有主动部分、被动部分和主离合器本身又有主动部分、被动部分和压紧分离机构三部分组成。压紧分离机构三部分组成。14第二节 主离合器主参数的确定 l摩擦片式主离合器的主要参数有：一是性摩擦片式主离合器的主要参数有：一是性能参数，摩擦转矩和储备系数，描述主离能参数，摩擦转矩和储备系数，描述主离合器的工作能力；二是结果参数，摩擦副合器的工作能力；二是结果参数，摩擦副数量，摩擦片

5、内外直径，描述主离合器的数量，摩擦片内外直径，描述主离合器的结构特点。结构特点。15一、主离合器的设计容量 Ml为了保证离合器长期而可靠的工作，必须为了保证离合器长期而可靠的工作，必须使其能够传递的转矩大于所需要传递的转使其能够传递的转矩大于所需要传递的转矩，使之有一定的能量储备。矩，使之有一定的能量储备。mNMMMi轴的转矩，传至主离合器输入储备系数；16二、储备系数l主离合器在结合过程中承受工作载荷，同主离合器在结合过程中承受工作载荷，同时承受惯性载荷，因而摩擦片产生磨损、时承受惯性载荷，因而摩擦片产生磨损、压紧弹簧产生永久变形、压紧力下降、主压紧弹簧产生永久变形、压紧力下降、主离合器传递

6、的转矩下降；离合器传递的转矩下降；l另外，主离合器在长期使用中，摩擦片沾另外，主离合器在长期使用中，摩擦片沾染油污，在接合过程中摩擦片温度升高等染油污，在接合过程中摩擦片温度升高等原因都将导致摩擦系数下降，使主离合器原因都将导致摩擦系数下降，使主离合器传递的转矩下降。传递的转矩下降。 17储备系数l 对于机械传动系统，能量储备系数用对于机械传动系统，能量储备系数用 特点有：特点有：可以保证主离合器长期可靠地传动发动机的最大转矩。可以保证主离合器长期可靠地传动发动机的最大转矩。储备系数大，工作可靠性越强，接合过程时间、动载荷作储备系数大，工作可靠性越强，接合过程时间、动载荷作用时间和摩擦片之间的

7、打滑时间越短，因此摩擦表面磨损用时间和摩擦片之间的打滑时间越短，因此摩擦表面磨损减少，使用寿命延长。减少，使用寿命延长。储备系数过大，主离合器就失去传动系统过载保护的作用。储备系数过大，主离合器就失去传动系统过载保护的作用。主离合器尺寸加大，压紧力和操纵力增加。主离合器尺寸加大，压紧力和操纵力增加。maxemMM18工程机械主离合器储备系数 机械类型主离合器型式干式湿式重型履带式工程机械轻型履带式工程机械轮胎式工程机械3.54.02.53.02.03.02.53.01.52.51.52.019三、摩擦转矩 Mnl当环状摩擦衬面上的单位比压相同时，环当环状摩擦衬面上的单位比压相同时，环面上任一微

8、环上的摩擦转矩为？面上任一微环上的摩擦转矩为？ 20三、摩擦转矩 Mnl一个摩擦面上的摩擦转矩为一个摩擦面上的摩擦转矩为RRdRqdM221523132313221223132232)(31)(2 )(312221RRRRPRRRRPqRRqdRRqMRRm21l令令 则有则有 2152313232RRRRRd；压紧力，；，衬面上的单位作用压力摩擦系数；等效作用半径，；摩擦片的内、外半径，NPMPaqmRmRRPRMddm21,22l整个主离合器的摩擦转矩为整个主离合器的摩擦转矩为 压紧力损失系数。片数量；为主动片和被动片摩擦，摩擦副数量；00, 1knmnmZZZkPRMdm23（一）等效作

9、用半径 Rd l一般情况下，等效作用半径为：一般情况下，等效作用半径为： 摩擦片内外直径，21124/ )(DDDDRd24（二）摩擦系数 l摩擦系数与摩擦衬面材料、温度、滑磨速摩擦系数与摩擦衬面材料、温度、滑磨速度以及单位比压有关。度以及单位比压有关。摩擦材料的摩擦系数摩擦材料的摩擦系数 摩擦副材料干式湿式钢对钢或铸铁钢对模压石棉或铜丝石棉钢对烧结金属0.150.200.250.350.400.550.030.090.070.150.080.1225（三）单位压力 ql主离合器使用频繁，结合滑磨时间长，主离合器使用频繁，结合滑磨时间长，q应应取小值。为了满足对主离合器摩擦株距的取小值。为了满

10、足对主离合器摩擦株距的要求，可以采取加大主离合器尺寸的办法，要求，可以采取加大主离合器尺寸的办法，以便减小磨损，提供主离合器的使用寿命。以便减小磨损，提供主离合器的使用寿命。工程机械主离合器不仅使用频繁，而起作工程机械主离合器不仅使用频繁，而起作业条件差，业条件差，q应取小值。对于主离合器使用应取小值。对于主离合器使用不频繁的轻型机械，不频繁的轻型机械，q可取大值。可取大值。26l单位压力按下式计算：单位压力按下式计算：摩擦材料的许用比压值摩擦材料的许用比压值q )(2122qRRPq许用比压q摩擦副材料许用比压许用比压 q 干式湿式钢对钢0.200.250.601.00铸铁对钢0.250.4

11、01.00钢对铜丝石棉0.100.250.200.40钢对烧结金属0.400.602.002.5027（四）压紧力 Pl假设压紧力假设压紧力P使摩擦片产生的单位压力是均使摩擦片产生的单位压力是均匀分布的，则匀分布的，则 2621226110)(251. 010mADDqAP摩擦副净面积，28(六)压紧力损失系数 l压紧力损失系数压紧力损失系数 按下式计算按下式计算 0k0k。湿式离合器；干式离合器工作条件有关，对与摩擦副数量和摩擦片擦片内齿间的摩擦系数花健轴导向面与摩0.080.06 0.300.13 )11(1 210zZk29第三节 主离合器的滑磨功与热容量计算 l 按主离合器接合过程分析

12、按主离合器接合过程分析 图中：主动摩擦片的角速度；从动摩擦片的角速度；主动片与从动片的摩擦转矩；车辆启动的阻转矩。enmMnM30 时间内： 同时 时间内： 同时。 时间内： 到 时 结合过程结束。 时间内： 主动片与从动片存在相对的滑磨。10tjt0meM,0,nnmMM21 ttmnM,enjtt 2ejten31离合器接合过程的动力学模型 l图中图中 惯性转矩惯性转矩IeInMeMmMmMnIeIneneeI32由动力学原理，主动部分和从动部分的转矩平衡方程为 eeemIMMnnnmIMM33l为了计算方便，发动机的转动惯量等于飞为了计算方便，发动机的转动惯量等于飞轮转动惯量的轮转动惯量

13、的1.2倍（倍（ ）。负载的）。负载的转动惯量转动惯量 等于汽车平移产生的运动惯等于汽车平移产生的运动惯量量 。feII2 . 1nI34当不计传动系统的损失时 。传动系统总传动比；动链轮节圆半径，车辆动力半径或驱；车辆行使速度，；整机质量，imrmvkgMvMIdznnmin/21212235l由于由于 所以可得到所以可得到 l假设主离合器接合过程中，主动摩擦片以假设主离合器接合过程中，主动摩擦片以等角速度下降，而被动摩擦片以等角速度等角速度下降，而被动摩擦片以等角速度上升。上升。irvdn22/irMIdnttIMMeeeemee00ttIMMnnnnmnn00式中 主离合器接合开始时，

14、被动摩擦片和主动摩擦片的角速度 ， 。00,ensrad /36l在主离合器接合过程中的一个微小时间段在主离合器接合过程中的一个微小时间段dt内，滑磨功内，滑磨功dL等于摩擦转矩等于摩擦转矩 与主、被与主、被动摩擦片角速度差动摩擦片角速度差 和微小时间和微小时间dt之积。之积。 mM)(nedtMdLnem)(37l整个接合过程的滑磨功为整个接合过程的滑磨功为 l所以接合过程的滑磨功率所以接合过程的滑磨功率 为为l根据主离合器接合终了，主离合器接合时根据主离合器接合终了，主离合器接合时间为：间为：hLdtMLjtnemh0)(hN)(nemhMNneeHnenejt00当 ， 时。 00neHe038为了进一步简化计算，对主离合器接合过程中的角速度、转矩变化情况假设：主离合器接合开始的瞬间，主动盘的角速主离合器接合开始的瞬间，主动盘的角速度等于发动机的额定角速度，被动摩擦片度等于发动机的额定角速度，被动摩擦片不转，角速度为零；不转，角速度为零；