微型轿车离合器

张宇：微型轿车离合器设计辽宁工程技术大学毕业设计（论文）发动机起动是很困难的。所以离合器的第二个功用，就是暂时分开发动机和传动系的联系，以便于发动机起动。汽车行驶中变速器要经常变换档位，即变速器内的齿轮副要经常脱开啮合和进入啮合。如在脱档时，由于原来啮合的齿面压力的存在，可能使脱档困难，但如用离合器暂时分离传动系，即能便利脱档。同时在挂档时，依靠驾驶员掌握，使待啮合的齿轮副圆周速度达到同步是较为困难的，待啮合齿轮副圆周速度的差异将会造成挂档冲击甚至挂不上档，此时又需要离合器暂时分开传动系，以便使与离合器主动齿轮联结的质量减小，这样即可以减少挂挡冲击以便利换档。离合器所能传递的最大扭矩是有一定限制的，在汽车紧急制动时，传动系受到很大的惯性负荷，此时由于离合器自动打滑，可避免传动系零件超载损坏，起保护作用。1.3离合器的工作原理如图1-1所示，摩擦离合器一般是有主动部分、从动部分组成、压紧机构和操纵机构四部分组成。

1-轴承2-飞轮3-从动盘4-压盘5-离合器盖螺栓6-离合器盖7-膜片弹簧8-分离轴承9-轴图1-1离合器总成Figure1-1Clutchassembly当离合器在接合时，发动机的扭矩会通过曲轴传递，通过飞轮2和压盘4借摩擦作用传给从动盘3，在通过从动轴传给变速器。当驾驶员踩下踏板时，通过拉杆，分离叉、分离套筒和分离轴承8，将分离杠杆的内端推向右方，由于分离杠杆的中间是以离合器盖5上的支柱为支点，而外端与压盘连接，所以能克服压紧弹簧的力量拉动压盘向左，这样，从动盘3两面的压力消失，因而摩擦力消失，发动机的扭矩就不再传入变速器，离合器处于分离状态。当放开踏板，回位弹簧克服各拉杆接头和支承中的摩擦力，使踏板返回原位。此时压紧弹簧就推动压盘向右，仍将从动盘3压紧在飞轮上2，这样发动机的扭矩又传入变速器。1.4膜片弹簧离合器的优点近年来在轻型载货汽车和轿车上广泛采用膜片弹簧离合器。因为它采用压紧弹簧，可以起到分离杠杆的作用，使离合器的结构大为简化，质量减少，并显著地缩短了离合器的轴向尺寸。其次，由于膜片弹簧与压盘以整个圆周接触，使压力分布均匀。另外由于膜片弹簧具有非线性弹性特性，故能在从动盘摩擦片磨损后，弹簧仍能可靠的传递发动机的转矩，而不致产生滑离。离合器分离时，使离合器踏板操纵轻便，减轻驾驶员的劳动强度。此外，因膜片是一种对称零件，平衡性好，在高速下，其压紧力降低很少，而周布置弹离合器在高速时，因受离心力作用会产生横向挠曲，弹簧严重鼓出，从而降低了对压盘的压紧力，从而引起离合器传递转矩能力下降。那么可以看出，对于轻型车膜片弹簧离合器的设计研究对于改善汽车离合器各方面的性能具有十分重要的意义。作为压紧弹簧的所谓膜片弹簧，是由弹簧钢冲压成的，具有“无底碟子”形状的截锥形薄壁膜片，且自其小端在锥面上开有许多径向切槽，以形成弹性杠杆，而其余未切槽的大端截锥部分则起弹簧作用。膜片弹簧的两侧有支承圈，而后者借助于固定在离合器盖上的一些（为径向切槽数目的一半）铆钉来安装定位。当离合器盖用螺栓固定到飞轮上时，由于离合器盖靠向飞轮，后支承圈则压膜片弹簧使其产生弹性变形，锥顶角变大，甚至膜片弹簧几乎变平。同时在膜片弹簧的大端对压盘产生压紧力使离合器处于结合状态。当离合器分离时，分离轴承前移膜片弹簧压前支承圈并以其作为支点发生反锥形的转变，使膜片弹簧大端后移，并通过分离钩拉动压盘后移使离合器分离。膜片弹簧离合器具有很多优点：首先，由于膜片弹簧具有非线性特性，因此设计摩擦片磨损后，弹簧压力几乎不变，且可以减轻分离离合器时的踏板力，使操纵轻便；其次，膜片弹簧的安装位置对离合器轴的中心线是对称的，因此其压紧力实际上不受离心力的影响，性能稳定，平衡性也好；再者，膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使离合器结构大为简化，零件数目减少，质量减小并显著缩短了轴向尺寸；另外，由于膜片弹簧与压盘是以整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片的接触良好，摩擦均匀，也易于实现良好的通风散热等。由于膜片弹簧离合器具有上述一系列优点，并且制造膜片弹簧离合器的工艺水平在不断提高，因此这种离合器在轿车及微型、轻型客车上得到广泛运用，而且正大力扩展到载货汽车和重型汽车上，国外已经设计出了传递转矩为80-2000N.m、最大摩擦片外径达420的膜片弹簧离合器系列，广泛用于轿车、客车、轻型和中型货车上。甚至某些总质量达28-32t的重型汽车也有采用膜片弹簧离合器的，但膜片弹簧的制造成本比圆柱螺旋弹簧要高。膜片弹簧离合器的操纵曾经都采用压式机构，即离合器分离时膜片弹簧弹性杠压杆内端的分离指处是承受压力。当前膜片弹簧离合器的操纵机构已经为拉式操纵机构所取代。后者的膜片弹簧为反装，并将支承圈移到膜片弹簧的大端附近，使结构简化，零件减少、装拆方便；膜片弹簧的应力分布也得到改善，最大应力下降；支承圈磨损后仍保持与膜片的接触使离合器踏板的自由行程不受影响。而在压式结构中支承圈的磨损会形成间隙而增大踏板的自由行程。与推式相比，拉式膜片弹簧离合器具有许多优点：取消了中间支承各零件，并不用支承环或只用一个支承环，使其结构更简单、紧凑，零件数目更少，质量更少；拉式膜片弹簧是中部与压盘相压在同样压盘尺寸的条件下可采用直径较大的膜片弹簧，提高了压紧力与传递转矩的能力，且并不增大踏板力，在传递相同的转矩时，可采用尺寸较小的结构；在接合或分离状态下，离合器盖的变形量小，刚度大，分离效率更高；拉式的杠杆比大于推式的杠杆比，且中间支承减少了摩擦损失，传动效率较高，踏板操纵更轻便，拉式的踏板力比推式的一般可减少约；无论在接合状态或分离状态，拉式结构的膜片弹簧大端与离合器盖支承始终保持接触，在支承环磨损后不会形成间隙而增大踏板自由行程，不会产生冲击和噪声；使用寿命更长。1.5设计的主要内容本次设计主要内容包括：膜片弹簧的尺寸计算、摩擦片的尺寸计算、压盘、离合器盖的结构设计、扭转减震器、分离装置、操纵系统的结构设计。2离合器的结构方案选取2.1离合器设计的基本要求为了保证离合器具有良好的工作性能，设计离合器应满足以下要求：（1）能在任何行驶情况下，可靠地传递发动机的最大扭矩。为此，离合器的摩擦力矩应大于发动机最大扭矩；（2）接合平顺、柔和。即要求离合器所传递的扭矩能缓和地增加，以免汽车起步冲撞或抖动；（3）分离迅速、彻底。换档时若离合器分离不彻底，则飞轮上的力矩继续有一部份传入变速器，会使换档困难，引起齿轮的冲击响声；（4）从动盘的转动惯量小。离合器分离时，和变速器主动齿轮相连接的质量就只有离合器的从动盘。减小从动盘的转动惯量，换档时的冲击即降低；（5）具有吸收振动、噪声和冲击的能力；（6）散热良好，以免摩擦零件因温度过高而烧裂或因摩擦系数下降而打滑；（7）操纵轻便，以减少驾驶员的疲劳。尤其是对城市行驶的轿车和公共汽车，非常重要；（8）摩擦式离合器，摩擦衬面要耐高温、耐磨损，衬面磨损在一定范围内，要能通过调整，使离合器正常工作。2.2离合器结构设计2.2.1摩擦片的选择对乘车用车和最大质量小于6t的商用车而言，发动机的最大扭矩一般比较小，在布置尺寸可以的情况下，离合器通常只设有一片从动盘。单片离合器因为结构简单，尺寸紧凑，散热良好，维修调整方便，从动部分的转动惯量小，在使用时能保证接合平顺和分离彻底，所以被广泛地使用于轿车和中、小型货车，因此该设计选择了单片离合器。摩擦片数为2。2.2.2压紧弹簧布置形式的选择离合器压紧装置可以分为中央弹簧式、周布弹簧式、斜置弹簧式、膜片弹簧式等。其中膜片弹簧主要特点是用一个膜片弹簧代替螺旋弹簧和分离杠杆。使用膜片弹簧与其他几类相比又有以下几个优点：（1）由于膜片弹簧有理想的非线性特征,弹簧压力在摩擦片磨损范围内能保证大致不变，从而使离合器在使用中能保持其传递转矩的能力不变。当离合器分离时，弹簧压力不像圆柱弹簧那样升高，而是降低，从而降低踏板力；（2）膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使结构简单紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小；（3）高速旋转时，压紧力降低很少，性能较稳定；而圆柱弹簧压紧力明显下降；（4）由于膜片弹簧大端面环形与压盘接触，故其压力分布均匀，摩擦片磨损均匀，可提高使用寿命；（5）易于实现良好的通风散热，使用寿命长；（6）平衡性好；（7）有利于大批量生产，降低制造成本。但膜片弹簧的制造工艺较复杂，对材料质量和尺寸精度要求高，其非线性特性在生产中不易控制，开口处容易产生裂纹，端部容易磨损。近年来，由于材料性能的提高，制造工艺和设计方法的逐步完善，膜片弹簧的制造已日趋成熟。因此，膜片弹簧离合器不仅在乘用车上被大量采用，而且在各种形式的商用车上也被广泛应用，因而本次设计我选用膜片弹簧离合器。2.2.3压盘的驱动方式的选择在膜片弹簧离合器中，扭矩从离合器盖传递到压盘的方法有三种：（1）凸台—窗孔式：它是把压盘的背面凸起部分和离合器盖上的窗孔连接在一起，通过二者的配合，扭矩会从离合器盖传到压盘，此方式结构简单，应用较多；但它也有一些缺点，压盘上凸台在传动过程中存在滑动摩擦，因而接触部分容易产生分离不彻底。（2）径向传动片驱动方式：它用传动片将离合器盖与压盘结合起来，除传动片布置方向是沿压盘弦向布置外，其他的结构特征都与径向传动驱动式相同。（3）径向传动驱动式：这种方式使用弹簧刚制的径向片将离合器盖和压盘连接在一起，此传动的方式较上一种在结构上稍显复杂一些，但它没有相对滑动部分，因而不存在磨损，同时踏板力也需要的小一些，操纵方便；另外，工作时压盘和离合器盖径向相对位置不发生变化，因此离合器盖等旋转物件不会失去平衡而产生异常振动和噪声。经过比较，我选择了径向传动驱动方式。2.3离合器主要零件的材料选择2.3.1从动盘的材料选择从动盘本体采用45号钢在经过冲压的加工方法得到，正常情况下要在从动盘本体上设置径向切口，这样可以防止它产生弯曲变形，防止它分离不彻底。2.3.2摩擦片的材料选择摩擦片在性能上要满足如下要求：（1）摩擦系数稳定，工作温度，滑磨速度，单位压力的变化对其影响；（2）长期停放离合器摩擦面会发生粘着现象。（3）有利于接合平顺；（4）具有足够的机械强度和耐磨性，热稳定性好；摩擦片选用材料为石棉基摩擦材料，它是由石棉或石棉织物、粘结剂和特种添加剂热压而成，其摩擦系数为。石棉基摩擦材料密度小，工作温度小于180℃，价格便宜，使用效果良好，在汽车离合器中广泛使用。2.3.3膜片弹簧的材料选择膜片弹簧使用优质高精质钢。其碟簧部分的尺寸精度要求高，碟簧材料为60SiMnA。为了提高膜片弹簧的承载能力，要对膜片弹簧进行调质处理，得具有高抗疲劳能力的回火索氏体。要防止膜片内缘离开，同时对膜片弹簧进行强压处理（将弹簧压平并保持小时），使其高压力区产生塑性变形以产生残余反向应力，对膜片弹簧的凹表面进行喷丸处理，喷丸是φ0.8的白口铁小丸，可提高弹簧的疲劳寿命。同时，为提高分离指的耐磨性，对其进行局部高频淬火式镀铬。采用乳白镀铬，若膜片弹簧许用应力可取为1500～1700N/mm2。2.3.4压盘的材料选择为了保证足够的热容量和防止由于温度升高而产的弯曲变形，因此选择了压盘的材料为HT20-40，并且用铸造制成。它具有一定的质量和刚度。压盘的摩擦工作面需平整光滑，其端面粗糙不低于0.8。压盘应与飞轮保持良好的对中，并进行静平衡。2.3.5离合器盖的材料选择离合器盖的膜片弹簧支撑处须具有较大的刚度和较高的尺寸精度，压盘高度（从承压点到摩擦面的距离）公差要小，支撑环和支撑铆钉的安装尺寸精度要高，耐磨性好，膜片弹簧的支撑形式采用铆钉作支承时，如果分离轴承与曲轴中心线不同心，可引起铆钉的过度磨损。提高铆钉硬度的套筒和支承与曲轴中心线不同心，亦可引起铆钉的过度。提高铆钉硬度的套筒和支承圈是提高耐磨性的结构措施，采用10钢材材料、HRc40-50。2.4离合器的通风散热试验表明，摩擦片的磨损是随压盘温度的升高而增大的，当压盘工作表面超过°C时摩擦片磨损剧烈增加，正常使用条件的离合器盘，工作表面的瞬时温度一般在°C以下。在特别频繁的使用下，压盘表面的瞬时温度有可能达到。过高的温度能使压盘受压变形产生裂纹和碎裂。为使摩擦表面温度不致过高，除要求压盘有足够大的质量以保证足够的热容量外，还要求散热通风好。改善离合器散热通风结构的措施有：在压盘上设散热筋，或鼓风筋；在离合器中间压盘内铸通风槽；将离合器盖和压杆制成特殊的叶轮形状，用以鼓风；在离合器外壳内装导流罩。膜片弹簧式离合器本身构造能良好实现通风散热效果，故不需作另外设置。3离合器基本结构参数的确定3.1离合器设计所需数据表3-1离合器原始数据Table3-1Clutchoriginaldata汽车排量汽车最大加载质量汽车的质量发动机位置发动机最大功率发动机最大转速1.0L1270kg895kg前置48KW5700r/min 表3-2离合器原始数据Table3-2Clutchoriginaldata发动机最大扭矩离合器形式摩擦片最大外径踏板行程各档传动比汽车最大时速≥170N.m机械、单片、膜片弹簧f=200mmmmi0=4.388ig1=3.416ig2=1.894ig3=1.280ig4=0.914140km/h3.2摩擦片主要参数的选择此次设计采用单片摩擦离合器，它是利用摩擦来传递发动机扭矩的，单片摩擦离合器可以保证离合器在任何工况下都能可靠地传递发动机的最大转矩，离合器静摩擦力矩应该大于发动机最大扭矩.离合器静摩擦力矩：(3.1)式中：是离合器后备系数，它是定义为离合器所能传递的最大静摩擦力矩与发动机最大转矩之比，必须要大于1.发动机的最大转矩可由式：求得式中：Kw,r/min。为转矩适应性系数，一般在1.1～1.3之间，此次设计取=1.2，则求得N.m后备系数β是离合器的重要参数，它可以反映出离合器传递发动机最大扭矩的可靠程度，选择β时，应从以下几个方面考虑：a.防止离合器本身滑磨程度过大；b.摩擦片在使用中有一定磨损后，离合器还能确保传递发动机最大扭矩；c.要求能够防止传动系过载。通常轿车和轻型货车β=1.2～1.75。结合设计实际情况，初选择β=1.5。根据表3-2查得β＝1.3。表3-3离合器后备系数的取值范围Table3-3Clutchreservecoefficientvaluerange车型后备系数β乘用车及最大总质量小于6t的商用车1.20～1.75最大总质量为6～14t的商用车1.50～2.25挂车1.80～4.00摩擦片的外径是离合器的重要参数，它对离合器的轮廓尺寸和使用寿命有决定性的影响。摩擦片外径D可根据发动机的最大转矩来计算:，为直径系数，取值见表3-3取得D=181mm。表3-4直径系数的取值范围Table3-4Diametercoefficientvaluerange车型直径系数最大总质量大于14.0t的商用车22.5～24.0最大总质量为1.8～14.0t的商用车16.0～18.5(单片离合器)13.5～15.0(双片离合器)乘用车14.6摩擦片的尺寸已系列化和标准化,标准如下表(部分):表3-5离合器摩擦片尺寸系列和参数Table3-5Clutchfrictionplatesizeseriesandparameters外径D\mm内径d\mm厚度/mm单面面积cm21601103.20.6870.6761061801253.50.6940.6671322001403.50.7000.6571602251503.50.6670.7032212501553.50.6200.7623022801653.50.5890.7964023001753.50.5830.8024663251903.50.5850.800546根据计算结果和尺寸装配关系选取外径D为200mm，内径d为140mm，厚度3.5mm。摩擦片的摩擦因数取决于摩擦片所用的材料及其工作温度及单位压力和滑磨速度等因素,可由表3-5查得。摩擦面数Z为离合器从动盘数的两倍，决定于离合器所需传递转矩的大小及其结构尺寸。本题目设计单片离合器，因此Z=2。离合器间隙Δt是指离合器处于正常接合状态、分离套筒被回位弹簧拉到后极限位置时，为保证摩擦片正常磨损过程中离合器仍能完全接合，在分离轴承和分离杠杆内端之间留有的间隙。该间隙Δt一般为3～4mm。取Δt=4mm。表3-6摩擦材料的摩擦因数的取值范围Table3-6Rangeoffrictioncoefficientoffrictionmaterial摩擦材料摩擦因数石棉基材料模压0.20～0.25编织0.25～0.35粉末冶金材料铜基0.25～0.35铁基0.30～0.50金属陶瓷材料0.4离合器的静摩擦力矩为：(3.2)与式(3.1)联立得：(3.3)代入数据得：单位压力MPa。表3-7摩擦片单位压力的取值范围摩擦片材料单位压力/MPa石棉基材料模压0.15~0.25编织0.25~0.35粉末冶金材料模压0.35~0.50编织金属陶瓷材料0.70~1.50Table3-7rangeofunitpressureoffrictionplate由表3-7可选编制式石棉基摩擦材料。3.3摩擦器基本参数的优化摩擦器基本参数的优化三要素:a设计变量离合器的后备系数是由离合器的工作压力离合器的尺寸参数决定的，单位压力是由离合器的尺寸参数决定的。故选择优化设计变量为b目标函数离合器优化的目标是在使离合器的性能满足要求的情况下它的各部分组成尽量要小，其函数为c约束条件（1）摩擦片外径D（mm）的选取应使最大圆周速度不超过65～70m/s，即m/sm/s式中为摩擦片最大圆周速度（m/s）；为发动机最高转速(r/min)。（2）摩擦片的内、外径比应在0.53～0.70范围内，即（3）为了保证离合器可靠地传递发动机的转矩，并防止传动系过载，不同车型的β值应在一定范围内，最大范围为1.2～4.0。（4）为了保证扭转减振器的安装，摩擦片内径d必须大于减振器振器弹簧位置直径约50mm，即mm（5）为反映离合器传递的转矩并保护过载的能力，单位摩擦面积传递的转矩应小于其许用值，即式中为单位摩擦面积传递的转矩(N.m/mm2)，可按表3-6选取经检查,合格。表3-8单位摩擦面积传递转矩的许用值离合器规格0．280．300．350．40Table3-8unitareatransfertorqueoftheallowablevalues（6）为了防止离合器滑磨时的热负荷，为了降低摩擦片损伤，对于不同车型，单位压力的最大范围为0.11～1.50MPa,即MPaMPaMPa（7）因为要减少汽车起步时离合器产生的滑磨，而且摩擦片的表面温度也不应该太高,因此离合器每一次接合的单位摩擦面积滑磨功要小于其许用值,即式中,为其许用值(J/mm2)，为单位摩擦面积滑磨(J/mm2)；对于乘用车：J/mm2，对于最大总质量小于6.0t的商用车：J/mm2，对于最大总质量大于6.0t商用车：J/mm2：W为汽车起步时离合器接合一次所产生的总滑磨功（J），可根据下式计算式中，为汽车总质量(Kg)；为汽车起步时所用变速器挡位的传动比；为主减速器传动比；为轮胎滚动半径（m）；为发动机转速r/min，计算时乘用车取r/min，商用车取r/min。其中：mKg代入式得J，代入式得，合格。（8）离合器接合的温升式中,t为压盘温升,不超过°C；c为压盘的比热容，J/(Kg·°C)；γ为传到压盘的热量所占的比例，对单片离合器压盘来说；，为压盘的质量Kg。代入，°C，合格。4离合器从动盘设计4.1从动盘结构介绍在现代汽车上一般都采用带有扭转减振的从动盘,它可以用来避免汽车传动系统的共振,它可以缓和冲击,减少噪声,也可以提高传动系统零件的寿命,改善汽车行使的舒适性,并使汽车平稳起步。从动盘主要由从动片，摩擦片，从动盘毂等组成，由下图4-1可以看出，摩擦片1，13分别用铆钉14，15铆在波形弹簧片上，而后者又和从动片铆在一起。从动片5用限位销7和减振12铆在一起。这样，摩擦片，从动片和减振盘三者就被连在一起了。在从动片5和减振盘12上圆周切线方向开有6个均布的长方形窗孔，在从动片和减振盘之间的从动盘毂8法兰上也开有同样数目的从动片窗孔，在这些窗孔中装有减振弹簧11，以便三者弹性的连接起来。在从动片和减振盘的窗孔上都制有翻边，这样可以防止弹簧滑脱出来。在从动片和从动盘毂之间还装有减振摩擦片6，9。当系统发生扭转振动时，从动片及减振盘相对从动盘毂发生来回转动，系统的扭转能量会很快被减振摩擦片的摩擦所吸收。1，13—摩擦片；2，14，15—铆钉；3—波形弹簧片；4—平衡块；5—从动片；6，9—减振摩擦；7—限位销；8—从动盘毂；10—调整垫片；11—减振弹簧；12—减振盘图4-1带扭转减振器的从动盘Figure4-1Platenwithtorsionalvibrationdamper4.2从动盘设计从动盘总成由从动盘毂，减震器，从动片和摩擦片等组成。从动盘会对离合器的工作性能有重要的影响，但是离合器的工作寿命比较短，因此从动盘总成在结构和材料上的选择是此次设计的重点。从动盘总成应满足如下设计要求：（1）从动盘的转动惯量应尽可能小，这样可以减少变速器换档时齿轮间的冲击；（2）为了避免传动系的扭转共振以及缓和冲击载荷，从动盘中应装有扭转减振器；（3）从动盘应具有轴向弹性，使离合器接合平顺，便于汽车平稳起步、摩擦面片上的压力分布均匀，以减小磨损；（4）要有足够的抗爆裂强度。4.2.1从动片的选择和设计设计从动片时应该要尽量减轻质量，具有较高的硬度和高的平面度，并使质量的分布尽可能靠近旋转中心，这样可以得到较小的转动惯量。这是因为汽车在行驶中进行换档时，首先要把离合器分离开来，从动盘的转速必然要在离合器换档的过程中发生变化，或是降速（由低档换为高档）或是增速（由高档换为低档）。离合器的从动盘转速的变化将引起惯性力，可以使变速器换档齿轮之间产生冲击或使变速器中的同步装置加速磨损。惯性力的大小与从动盘的转动惯量成正比，因此为了减小转动惯量，从动片都做的比较薄，通常是由1.3～2.5㎜厚的薄钢板冲压而成,为了进一步减小从动片的转动惯量,有时将从动片外缘的盘形部分磨至0.65～1.0㎜,这样能够让从动盘的质量更加的集中在旋转中心一侧。单片离合器的从动片一般都制作成具有轴向弹性的结构，这样可以使离合器在结合的时候更加平稳，这样能够使汽车的起步更加平稳，这样，在离合器的结合过程中，主动盘和从动盘之间的压力是逐渐增加的，从而保证离合器所传递的力矩是缓和增长的。此外，弹性从动片还使压力的分布比较均匀，改善表面的接触，有利于摩擦片的磨损。具有轴向弹性的的传动片有以下三种形式：整体式的弹性从动片，分开式的弹性从动片、及组合式弹性从动片。在本设计中，因为设计的是微型轿车的离合器，故采可以用整体式弹性从动片，离合器从动片采用2㎜厚的薄钢板冲压而成，其外径由摩擦面外径决定，在这里取200㎜，内径由从动盘毂的尺寸决定，这将在以后的设计中取得。为了防止由于工作温度升高后使从动盘产生翘曲而引起离合器分离不彻底的缺陷，还在从动刚片上沿径向开有几条切口。4.2.2从动盘毂的设计从动盘毂是离合器中承受载荷最大的零件，它几乎承受由发动机传来的全部转矩。它一般采用齿侧对中的矩形花键安装在变速器的第一轴上，花键的尺寸可以根据摩擦片的外径D与发动机的最大转矩由表3.1选取：表4-1从动盘毂花键的尺寸摩擦片的外径/mm/N.m花健尺寸挤压应力/MPa齿数n外径/mm内径/mm齿厚/mm有效齿长/mm160491023183209．81806910262132011.620010810292342511.122514710322643011．325019610352843510．228027510353244012．530030410403254010．532537310403254511．435047110403255013．0Table4-1thedimensionsofthesplineplatenhub从动盘毂的轴向长度不宜过小，以免在花键轴上滑动时产生偏斜而使分离不彻底，一般取1.0～1.4倍的花键轴直径。从动盘毂一般采用碳钢，并经调质处理，表面和心部硬度一般26～32HRC。为提高花键内孔表面硬度和耐磨性，可采用镀铬工艺；对减振弹簧窗口及与从动片配合处，应进行高频处理。取，mm，mm，mm，mm，MPa。验证：挤压应力的计算公式为：式中，P为花键的齿侧面压力，它由下式确定：从动盘毂轴向长度不宜过小，以免在花键轴上滑动时产生偏斜而使分离不彻底。，分别为花键的内外径；Z为从动盘毂的数目；取Z=1h为花键齿工作高度；得N，MPaMPa，因此合格。4.2.3摩檫片的材料选取与从动片的固紧方式摩擦片在工作过程中的工作环境比较差，为了让摩擦片能够长期稳定使用，根据汽车的的使用情况，摩擦片要满足以下几个方面的要求：（1）应具有较稳定的摩擦系数，温度，单位压力和滑磨速度的变化对摩擦系数的影响小。（2）要有足够的机械强度，尤其在高温时的机械强度应较好。（3）要有足够的耐磨性，尤其在高温时应耐磨。（4）磨合性能要好，不致刮伤飞轮及压盘等零件的表面。（5）热稳定性要好，要求在高温时分离出的粘合剂较少，无味，不易烧焦。（6）结合时应平顺而无“咬住”和“抖动”现象。（7）油水对摩擦性能的影响应最小。由以上的要求,现在的市场上石棉塑料摩擦片使用的比较多，这种材料是由耐热和化学稳定性能比较好的石棉和粘合剂和它辅助材料混合加工而成，其摩擦系数大约在0.3左右。这种摩擦片的缺点是材料的性能不稳定，温度，滑磨速度及单位压力的增加都将摩擦系数的下降和磨损的加剧。所以目前正在研制具有传热性好、耐高温、耐磨强度高和较高摩擦系数的粉末冶金摩擦片和陶瓷摩擦材料等。4.3扭转减振器设计扭转减振器对于离合器而言是不可或缺的，它是弹性元件和阻尼元件组合在一起的。前者可以减少汽车传动系统的扭转刚度，这样会使系统的固有振型发生改变，减少了共振。而后者可以吸收振动产生的能量。4.3.1减振器的参数扭转减振器的极限转矩扭转角刚度阻尼摩擦转矩预紧转矩 减震弹簧安装半径 ，再结合mm，得取70mm.根据表4-2选择减振弹簧的个数：取表4-2减振弹簧个数的选取Table4-1Selectionofthenumberofdampingspring摩擦片的外径D/mm225～250250～325325～350〉350Z4～66～88～10〉10图4-2扭转减振器Figure4-2Torsionalvibrationdamper4.3.2减振弹簧尺寸（1）选择材料，计算许用应力根据《机械原理与设计》采用65Mn弹簧钢丝，设弹簧丝直径mm,MPa,MPa。（2）选择旋绕比，计算曲度系数根据下表选择旋绕比表4-3旋绕比的荐用范围Table4-3Therecommendedrangeofwindingratiod/mmC确定旋绕比，曲度系数（3）弹簧的工作圈数为3圈（4）弹簧丝直径D=5mm在本设计中选取的是石棉合成物制成的摩擦材料。固紧摩擦片的方法采用较软的黄铜铆钉直接铆接，采用这种方法后，当在高温条件下工作时，黄铜铆接有较高的强度，同时，当钉头直接与主动盘表面接触时，黄铜铆钉不致像铝铆钉那样会加剧主动盘工作表面的局部磨损，磨损后的生成物附在工作表面上对摩擦系数的影响也较小。这种铆接法还有固紧可靠和磨损后换装摩擦片方便等优点。5膜片弹簧设计5.1膜片弹簧的结构特点由设计要求可以知道，本设计中的压紧弹簧是膜片弹簧。而膜片弹簧离合器分推式和拉式，在本设计中采用拉式离合器。膜片弹簧在结构形状上分为两部分。在膜片弹簧的大端处为一完整的截锥体，它的形状像一个无底的碟子和一般机械上用的碟形弹簧完全一样，故称作碟簧部分。膜片弹簧起弹性作用的正是其碟簧部分。可以说膜片弹簧是碟形弹簧的一种特殊结构形式。所不同的是，在膜片弹簧上还包括有径向开槽部分。膜片弹簧上的径向开槽部分像一圈瓣片，它的作用是，当离合器分离时作为分离杠杆。故它又称分离爪。分离爪与碟簧部分交接处的径向槽较宽呈长方圆形孔。5.1.1H/h的选择这个值对膜片弹簧的弹性特性有很大的影响，分析载荷与变形1之间的函数关系可知，当时，F2为增函数；时，F1有一极值，而该极值点又恰为拐点；时，F1有一极大值和极小值；当时，F1极小值在横坐标上，见图5-1图5-1膜片弹簧的弹性特性曲线Figure5-1elasticcharacteristicofthediaphragmspring1-2-3-4-5-为保证离合器压紧力变化不大和操纵方便，汽车离合器用膜片弹簧的H/h通常在1.5～2范围内选取。常用的膜片弹簧板厚为2～4mm，本设计，h=2mm，则H=4mm。5.1.2R/r选择通过分析表明，R/r越小，应力越高，弹簧越硬，弹性曲线受直径误差影响越大。汽车离合器膜片弹簧根据结构布置和压紧力的要求，R/r常在1.2～1.3的范围内取值。本设计中取，摩擦片的平均半径mm，取mm则mm则。5.1.3切槽宽度mm，mm，取mm，mm，应满足的要求。5.1.4圆锥底角汽车膜片弹簧在自由状态时，圆锥底角α一般在°范围内，本设计中得°在°之间，合格。分离指数常取为18，大尺寸膜片弹簧有取24的，对于小尺寸膜片弹簧，也有取12的，本设计所取分离指数为18。5.1.5公差与精度离合器盖的膜片弹簧支承处，要具有大的刚度和高的尺寸精度，压力盘高度（从承压点到摩擦面的距离）公差要小，支承环和支承铆钉安装尺寸精度要高，耐磨性要好。5.1.6压盘加载点半径和支承环加载点半径的确定应略大于且尽量接近r，应略小于R且尽量接近R。本设计取mm，mm。膜片弹簧应用优质高精度钢板制成，其碟簧部分的尺寸精度要高。国内常用的碟簧材料的为60SizMnA，当量应力可取为1600～1700N/mm2。5.2膜片弹簧的优化设计膜片弹簧的优化是要确定一组弹簧的基本参数，使其符合离合器的需求。离合器优化的三要素:a目标函数这里选择了膜片弹簧的优化的目标函数为在分离行程时驾驶员作用在分离轴承上的分离操纵力的平均值为最小和弹簧压紧力变化的绝对值的平均值为最小组成的双目标。选取目标函数为，其中和为两目标函数的加权因子。b设计变量这里选择这六个尺寸和在弹簧工作压紧力下的大端变形量为优化变量，也就是c约束条件（1）为了满足离合器使用性能的要求，弹簧的与初始锥角应在一定范围内，即（2）弹簧各部分有关尺寸的比值应符合一定的范围，即（3）为了使摩擦片上的压紧力分布比较均匀，推式膜片弹簧的压盘加载点半径（或拉式膜片弹簧的压盘加载点半径）应位于摩擦片的平均半径与外半径之间，即推式：拉式：（4）根据弹簧结构布置要求，与，与之差应在一定范围内选取，即（5）膜片弹簧的分离指起分离杠杆的作用，因此杠杆比应在一定范围内选取，即推式：拉式：由（4）和（5）得mm，mm。5.3膜片弹簧的载荷与变形关系碟形弹簧的形状如以锥型垫片，见图5-2，它具有独特的弹性特征，广泛应用于机械制造业中。膜片弹簧是具有特殊结构的碟形弹簧，在碟簧的小端伸出许多由径向槽隔开的挂状部分——分离指。膜片弹簧的弹性特性与尺寸如其碟簧部分的碟形弹簧完全相同（当加载点相同时）。因此，碟形弹簧有关设计公式对膜片弹簧也适用。通过支承环和压盘加在膜片弹簧上的沿圆周分布的载荷，假象集中在支承点处，用F1表示，加载点间的相对变形（轴向）为λ1，则压紧力F1与变形λ1之间的关系式为:(5.1)式中：E——弹性模量，对于钢，μ——泊松比，对于钢，μ=0.3H——膜片弹簧在自由状态时，其碟簧部分的内锥高度h——弹簧钢板厚度R——弹簧自由状态时碟簧部分的大端半径r——弹簧自由状态时碟簧部分的小端半径R1——压盘加载点半径r1——支承环加载点半径图5-2膜片弹簧的尺寸简图Figure5-2diagramthesizeofthediaphragmspring表5-1膜片弹簧弹性特性所用到的系数Table5-1coefficientusedindiaphragmspringelasticpropertiesRrR1r1Hh10080998042代入（5.1）得（5.2）对（5.2）式求一次导数，可解出λ1=F1的凹凸点，求二次导数可得拐点。凸点：mm时，N凹点：mm时，N拐点：mm时，N当离合器分离时，膜片弹簧加载点发生变化。设分离轴承对膜片弹簧指所加的载荷为F2，对应此载荷作用点的变形为λ2。由（5.3）（5.4）列出表5-2:表5-2膜片弹簧工作点的数据Table5-2diaphragmspringworkingpointdata2.235.061903.47723.325.3313.701042.98396.333.829.821481.71563.05膜片弹簧工作点位置的选择。从膜片弹簧的弹性特性曲线图分析出，该曲线的拐点H对应着膜片弹簧压平位置，而。新离合器在接合状态时，膜片弹簧工作点B一般取在凸点M和拐点H之间，且靠近或在H点处，一般,以保证摩擦片在最大磨损限度Δλ范围内压紧力从F1B到F1A变化不大。当分离时，膜片弹簧工作点从B变到C，为最大限度地减小踏板力，C点应尽量靠近N点。为了保证摩擦片磨损后仍能可靠的传递传矩，并考虑摩擦因数的下降，摩擦片磨损后弹簧工作压紧力应大于或等于新摩擦片时的压紧力，见图5-25.4膜片弹簧的应力计算假定膜片弹簧在承载过程中其子午断面刚性地绕此断面上的某中性点O转动。断面在O点沿圆周方向的切向应变为零，故该点的切向应力为零，O点以外的点均存在切向应变和切向应力。现选定坐标于子午断面，使坐标原点位于中性点O。令X轴平行于子午断面的上下边，其方向如上图所示，则断面上任意点的切向应力为：（5.5）式中φ——碟簧部分子午断面的转角（从自由状态算起）α——碟簧部分子有状态时的圆锥底角e——碟簧部分子午断面内中性点的半径e=（R-r）/In(R/r)（5.6）为了分析断面中断向应力的分布规律，将（5.5）式写成Y与X轴的关系式：（5.7）图5-4切向应力在子午断面的分布

Figure5-4tangentialstressdistributionofthemeridionalsection由上式可知，当膜片弹簧变形位置φ一定时，一定的切向应力αt在X-Y坐标系里呈线性分布。当时，因为的值很小，我们可以将看成，由上式可写成。此式表明，对于一定的零应力分布在中性点O而与X轴承角的直线上。从式（5.7）可以看出当时无论取任何值，都有。显然，零应力直线为K点与O点的连线，在零应力直线内侧为压应力区，外侧为拉应力区，等应力直线离应力直线越远，其应力越高。由此可知，碟簧部分内缘点B处切向压应力最大，A处切向拉应力最大，分析表明，B点的切向应力最大，计算膜片弹簧的应力只需校核B处应力就可以了，将B点的坐标X=（e-r）和Y=h/2代入（5.8）式有：（5.8）令可以求出切向压应力达极大值的转角由于：mm所以：，N/mm2B点作为分离指根部的一点，在分离轴承推力F2作用下还受有弯曲应力：（5.9）式中n——分离指数目n=18br——单个分离指的根部宽mm因此：N/mm2由于σrB是与切向压应力σtB垂直的拉应力，所以根据最大剪应力强度理论，B点的当量应力为：N/mm2N/mm26操纵机构设计汽车离合器的操纵机构是驾驶员用来控制离合器分离的装置，它又是能使离合器柔和接合的一套机构。它以离合器踏板开始，以离合器壳内的分离轴承为止。由于离合器使用频繁，因此离合器操纵机构首先要求操作轻便。离合器操纵机构的结构型式应根据对操纵机构的要求、整车结构、车型、生产条件等因素确定。按照分离离合器所用传动装置的型式区分有机械式、液压式和助力器式。离合器操纵机构应该满足的要求是：(1)离合器的踏板力要小，轿车一般在80～150N范围内（2）传动效率要高；（3）汽车的振动及车架和驾驶室的变形不会影响其正常工作。（4）要具有有对踏板行程进行限位的装置，用来防止离合器操纵机构因受力过大而损坏；（5）应具有足够的刚度；（6）踏板行程对轿车一般在mm范围内，对货车最大不超过180mm；（7）踏板行程应能调整，以保证摩擦片磨损后分离轴承的自由行程可复原；（8）应及时更换老化了的膜片。机械式操纵机构有绳索系和杠系传动两种传动形式。杠传动的工作可靠，并且杠传动的结构简单，这些是它的优点。但是它的机械效率较低，质量大，操纵杆系距离远，驾驶室和车架的形变可影响其正常工作，布置困难，而绳索传动却可消除上面的缺点，但机构效率不高，寿命短。本次设计的普通轮型离合器操纵机构，因此采用液压式操纵机构。液压操纵机构有如下的优点：A)液压式操纵的机构传动效率高，质量小，摩擦阻力小接合柔和，布置方便，不易受车身外形影响。便于采用吊挂踏板，从而容易密封，不会因为车架和驾驶室的变形及发动机的振动而产生运动干涉；B)可以使离合器接合柔和，可以降低因猛踩踏板而在传动系产生的动载荷，正由于液压式操纵有以上的优点，故应用日益广泛，离合器液压操纵机构由管路系统、主缸、工作缸等部分组成。6.1离合器踏板行程计算踏板行程由自由行程和工作行程组成：（6.1）式中，为分离轴承的自由行程，一般为mm，取mm；反映到踏板上的自由行程一般为mm；为离合器分离时对摩擦面间的间隙；、分别为主缸和工作缸的直径,取、；Z为摩擦片面数；取,、、、、；由离合器摩擦片为单片：mm，取mm；、、、、、为杠杆尺寸。最后计算出，；图6-1液压操纵机构示意图Figure6-1Hydraulicoperatingmechanism6.2踏板力的计算踏板力为（6.2）式中，为离合器分离时，压紧弹簧对压盘的总压力；为操纵机构总传动比，；为机械效率，液压式：%，机械式：%；为克服回位弹簧1、2的拉力所需的踏板力，在初步设计时，可忽略之。N，，%；则N合格。分离离合器所作的功为式中，为离合器拉接合状态下压紧弹簧的总压紧力，N，则J合格。6.3分离轴承的选取分离轴承在工作中主要承受的是轴向力，当离合器分离时，因为分离轴承是旋转的，所以当它在受离心力的作用下，还要承受径向力。在传统的汽车离合器中采用的分离轴承主要有止推轴承和径向止推轴承。而在现代汽车的离合器中主要是采用了角接触式的径向推力球轴承，并由轴承内圈转动。本次设计的是拉式膜片弹簧离合器，采用如图6-2的的自动调心式分离轴承装置，图中在轴承外圈2和分离套筒5外凸缘和外罩壳3之间以及内圈1与分离套筒内凸缘之间都留用径向间隙，这些间隙保证了分离轴承相对于分离套筒可径向移动1mm左右。为了将外圈紧紧顶在分离套筒凸缘的端面上，使轴承在不工作时不会发生晃动，因此在外圈2与分离套筒5的端面之间装有以波形弹簧片4，当膜片弹簧旋转轴线与轴承不同心时，分离轴承便会自动径向浮动到与其同心的位置，以保证分离轴承能均匀压紧各分离指舌尖部。这样可减小振动和噪声，减小分离指与分离轴承端面的磨损，使轴承不会出现过热而造成润滑脂的流失分解，延长轴承寿命。另外，分离轴承由传动的外圈转动改为内圈转动、外圈固定不转，由内圈来推动分离指结构，适当地增大了膜片弹簧的杠杆比，且由于内圈转动，在离心力作用下，润滑脂在内、外圈间的循环得到改善，提高了轴承使用寿命。这种拉式分离轴承是将膜片弹簧分离指舌尖直接压紧在蝶形弹簧6和挡环7之间，再用弹性锁环8卡紧，结构较简单。1-轴承内圈；2-轴承外圈；3-外罩壳；4-波形弹簧；5-分离套筒；6-碟形弹簧；7-挡环；8-弹性锁环图6-2拉式自动调心式分离轴承装置Figure6-2Pulltypeautomaticself-aligningtypereleasebearingdevice分离轴承的参数表6-1分离轴承参数表型号Crεn7014C48.2KN1.234500r/minTable6-1releasebearingparametertable则由下式：得：h7技术经济性分析从技术上来分析，本次设计的离合器结构合理。它能在任何行驶情况下可靠地传递发动机的最大扭矩；并且所传递的扭矩能缓和地增加，不会使汽车起步冲撞和抖动；它的分离迅速且彻底；设计的从动盘的转动惯量小，换档时的冲击会降低许多；设计的离合器具有吸收振动、噪声和冲击的能力；离合器的散热良好，不会因为温度过高而烧裂，也不会或因为摩擦系数下降而打滑；它的操纵轻便，可以减少驾驶员的疲劳。膜片弹簧用了优质高精度钢板材料，并且对它进行了一系列的热处理，这对离合器的质量来说是很重要的。对离合器的摩擦片和膜片弹簧都进行了一系列的优化措施。这些对离合器来说都是非常重要的；从经济上来分析，由于此次设计的是微型轿车离合器，故选择了单片离合器，它的结构简单，维修方便，从经济性来看是很合理的。摩擦片选用材料为石棉基摩擦材料，它是由石棉或石棉织物、粘结剂和特种添加剂热压而成。石棉基摩擦材料价格便宜，使用效果良好，因此我选择它。在从动盘和离合器盖上，我在满足使用条件的情况下也尽量用一些便宜的材料。对于粗糙度而言，在满足技术合理的情况下，尽量选择粗糙度值大一点的，这样也可以节约成本。综上所述，此次设计满足技术经济性要求。8结论通过以上对膜片弹簧离合器及液压操纵机构的工作原理的阐述及各构件的计算说明，可以看出离合器操纵机构的设计要从尺寸约束，选材，驾驶员操作，传递发动机扭矩等各方面的综合考虑。在选材上，离合器的摩擦片选用的是石棉基材料，保证其有足够的强度和耐磨性、磨合性热、稳定性，保证其不会发生粘着现象。扭转减振器中的扭转弹簧选用了65Si2MnA，其中所含硅可以提高了零件的弹性，所含的錳可以加强它的耐高温性；为了防止摩擦元件过快地磨损和温度过高，设计后的离合器应该顺利通过温升校核。在结构设计方面，取消了原来有的分离钩，转而在摩擦片与压板之间安装了一个压紧弹簧，使离合器分离过程径向力减少，分离的更彻底。在操纵装置的设计上所选择的液压式操纵装置改变了现有的拉索式操纵装置摩擦阻力大，动作刚性程度大、传动效率低、布置复杂等缺点。在离合器盖子的设计上，在内端面铸造了突起，代替了原来有的膜片弹簧支撑圈，使离合器内部构造简单化，有效的缩短了离合器的轴向距离。综上所述，本次设计数据全部通过了优化条件检验，而且离合器尺寸适合安装，能最效率传递发动机扭矩，符合计划书和国家标准。参考文献[1]徐石安,江发潮.汽车离合器[M].清华大学出版社.2005.[2]陈家瑞.汽车构造[M].机械工业出版社.2005.[3]王望予.汽车设计[M].机械工业出版社.2006.[4]中国机械工程学会,中国机械设计大典编委会.中国机械设计大典[M].江西科学技术出版社.2002.[5]余仁义,梁涛.汽车离合器操纵机构的设计[J].专用汽车.2003.[6]董丽霞,张平.简明汽车技术词典[M].人民交通出版社.2003.[7]张金柱,韩玉敏,石美玉.汽车工程专业英语[M].化学工业出版社.2005.[8]廖清林.汽车离合器膜片弹簧的稳健优化设计[J].重庆工学院学报.2002.[9]王志明,胡树根,王兆军.汽车离合器盖成形工艺和模具设计[J].实用技术.2005（12）.[10]罗颂荣,胡浩,刘文清.汽车拉式膜片弹簧片的优化设计[J].常德师范学院学报.2001（3）[11]王洋,高翔,陈祥,朱茂桃.膜片弹簧设计的概率优化研究[J].江苏理工大学学报.2001（1）.[12]王三民,诸文俊.机械原理与设计[M].机械工业出版社.2002.[13]张铁山,高翔,夏长高,朱茂桃.汽车离合器传动片设计研究[J].江苏理工学报.2001（11）.[14]严正峰,盛学斌.Φ35膜片弹簧离合器校核设计[J].设计.计算.研究.2004（5）.[15]王宝玺.汽车拖拉机制造工艺学[M].机械工业出版社.2005.[16]A.C.Rao.Trans.OnthePerformanceofKinematicChains.CSME[J]12No.2,1998.[17]夏华,胡亚民,黎勇等.汽车离合器盖成形工艺和模具设计[J].锻压技术.2005,2.[18]D.G.ChetwyndandP.H.Phiuipsonx,Anivestigationofreferencecriteriausedundnessmeasurement,J.Phys.E:Sciinstrum.[J]1980,13(5):530-538.附录A随着世界能源危机的持续，以及战争和能源石油的消耗及汽车饱有量的增加，能源在一天一天下降，终有一天它会消失的无影无踪。石油不是在生资源。所以必须在石油耗净之前找到这种代替品。随着科技的发展社会的进步，有人发明了电动汽车。电动汽车将成为人们最为理想的交通工具。

世界在发展各各方面都取得丰硕成果，尤其是随着汽车电子技术和计算机以及发展迅速的信息时代。电子控制技术在汽车上得到了广泛应用，汽车上应用的电子装置越来越丰富，电子技术不仅用来改善和提高传统汽车电器的质量和性能，而且还提高了汽车的动力性、燃油经济性、可靠性以及废气排放的净化性。汽车上广泛使用电子产品不仅降低了成本，并且减少维护的复杂性。从发动机的燃油喷射点火装置、进气控制、废气排放控制、故障自诊断到车身辅助装置都普遍采用了电子控制技术，可以说今后汽车发展主要以机电一体化。汽车上广泛采用的电子控制点火系统主要有电子控制燃油喷射系统、电子控制点火系统、电子控制自动变速器、电子控制防滑（ABS/ASR）控制系统、电子控制悬架系统、电子控制动力转向系统、车辆动力学控制系统、安全气囊系统、主动安全带系统、电子控制自动空调系统、导航系统还有GPS等。有了这些系统汽车响应敏捷，使用功能强，可靠性高，既保证发动机动力又降低燃油的消耗，而且又满足排放法规的标准。

汽车是现代人必不可少的交通工具。而电动汽车给我们带来无限乐趣外还能给我们劳累一天的身心得以放松。就拿自动变速器来说吧，汽车在行驶时，可以不踩离合器踏板，就可以实现自动换档而发动机不会熄火，这样有效的提高驾驶方便性减轻驾驶员的疲劳强度。自动变速器主要由液力变矩器、齿轮变速器、油泵、液压控制系统、电子控制系统、油冷却系统等组成。电子控制的悬架主要是用来缓冲路面对车身的冲击力以及减少振动保证汽车平顺性和操纵稳定性。当汽车行驶在不平坦的道路时汽车能能根据底盘和路面高度自动调整。当车高比设置的高度低时，就向气室或油缸充气或充油。如果是相反，就放气或泻油。从而保证汽车的水平行驶，提高行驶稳定性。可变力动力转向系统因能显著改变驾驶员的工作效率和状态，所以在电动汽车上广泛使用。VDC对汽车性能有着至关重要的作用它能根据需要主动对车轮进行制动来改变汽车的运动状态，使汽车达到最佳的行驶状态和操纵性能，并增加了汽车的附着性，控制性和稳定性。除了这些之外4WS、4WD的出现大大提高了电动汽车的价值与性能同步提升。ABS具有减少制动距离并能保持转向操作能力有效提高行驶方向的稳定性同时减少轮胎的磨损。安全气囊的出现在很大程序上保护了驾驶员和乘客的安全，大大降低汽车在碰撞时对驾驶员和乘客的缓冲，以过到保护生命安全的目的。

智能电子技术在汽车上得以推广使得汽车在安全行驶和其它功能更上一层楼。通过各种传感器实现自动驾驶。除些之外智能汽车装备有多种传感器能充分感知交通设施及环境的信息并能随时判断车辆及驾驶员是否处于危险之中，具备自主寻路、导航、避撞、不停车收费等功能。有效提高运输过程中的安全，减少驾驶员的操纵疲劳度，提高乘客的舒适度。当然蓄电池是电动汽车的关键，电动汽车用的蓄电池主要有：铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、钠硫蓄电池、钠硫蓄电池、锂电池、锌―空气电池、飞轮电池、燃料电池和太阳能电池等。在诸多种电池中，燃料电池是迄今为止最有希望解决汽车能源短缺问题的动力源。燃料电池具有高效无污染的特性，不同于其他蓄电池，其不需要充电，只要外部不断地供给燃料，就能连续稳定地发电。燃料电池汽车(FCEV)具有可与内燃机汽车媲美的动力性能，在排放、燃油经济性方面明显优于内燃机车辆。

随着计算机和电子产品不断开级换代，电动汽车技术也在日趋成熟与完善，使得驾驶更安全、方便、灵活、舒适。现在，电动汽车离普通消费者的距离还很遥远，只有少数人在赶赶时髦而已。电动汽车真正能够与传统的燃油汽车相竞争，今后汽车市场终会被电动汽车和智能汽车所取代。这只是时间性的问题这一天终究会来到的。ABS、GPS、4WS、4WD以及各种新时代的电子产品与现代高性能汽车默契组合、绝妙搭配，带给我们无与伦比的精准驾驶舒适性和行驶安全性。有限元热分析的陶瓷离合器引言磨料空转车辆离合器是力封闭联轴器。扭矩和高速传输被压紧表面之间产生的摩擦力所保证。应用陶瓷是因为它作为摩擦介质具有好耐热和耐磨损性能，提供了机会以驱动更高的压力，以及一个低的密度。因此，一个提功率密度启用了一个平行的最小化建筑空间。测量使用陶瓷饰面离合器盘的第一个原型在卡尔斯鲁厄大学的一个实验室专门从事客车驱动系统进行了测试执行。在分析过程中的有限元（FE）模型是将与测量数据和测量条件的知识所构成。计算的目的是要确定在离合器盘上温度的分布以及环境中的在每一时刻的及时测量目。至关重要的是熟悉的温度范围，为了检验该系统的耐磨特性。因此，重要信息从测量数据中得出。在临界负载的情况下，预计最高温度必须在时间和空间上进行预测，为保护接近发热体的位置测量工具的。本研究的目的是分析和修改该离合器系统通过改进，以提供更好的工作条件热传导和系统或增加转化成摩擦热的能量的对流。此外，人们希望找到更有效的更好的离合器系统设计方案。计算是由宇宙星空的设计的软件进行的。在模型开发阶段，非常谨慎，必须采取几何元素，选择适当的简化尺寸，并且由于正确调整的时间步长大量的硬件要求瞬态计算。热物性参数的改变，如表面热对流化系数和热负荷，必须考虑到到在一个持续的基础上在时间和地点方面。离合器系统的分析测试这两方面，只能通过加热隔板连接的两个独立的模型来管理，根据该假说认为，接触温度必须是在两个相同的双方，同时他们要有适当接触，其价值需通过迭代来进行调整。计算显示，该热分区按周期变化，它沿不同的内，外接触环。在不同的冷却特性下，在陶瓷和钢之间的结果是不同的，热流从陶瓷侧面向钢侧流动。此热流也通过迭代确定;它的价值也改变了周期和不同沿着所述内和外接触环。采用工程陶瓷作为摩擦材料的第一个原型机这款检查过的离合器盘是根据“特定的陶瓷”产品而开发的，此材料的研发过程在流程在卡尔斯鲁厄大学的InstituteforProductDevelopment(IPEK)杂志上发表过。此开发过程已经具有的可能性，用于连接到一个真实的传动轴；甚至，它为面板有一个好的初始行为起到一个很好的缓冲作用。磨料配件必须符合以下基本要求：根据高摩擦系数高扭矩传递高舒适度（通过自感应抖动无共振）均匀的温度分布低磨损特性开关的一个关键因素是摩擦面.在设计极限方面，必须谨慎采取选择合适的材料。高而恒定的摩擦系数，耐磨损和耐热性是理想的特性。离合器圆盘能代替通常应用环形磨料入口两排SSIC的（烧结）陶瓷颗粒。这些小球被放置在6个单独的段位。该段由铆钉固定到中心轮毂。每个段由4片组成，2个工作面对着弹簧和2个作为载体。测量测量是在卡尔斯鲁厄大学（TH）研究型大学的动力传动系完成的，同时也是用于测试新的摩擦材料和新材料在实际离合器片中检测的地方。真实情况是通过驱动电阻的仿真应用（例如，开始在平面上，开始于山）的试验装置。这是一个组件试验台夷为平地在摩擦测试环境的第四位。为了给维度的概念：设备长度大约4-5m。两台电动机和轴向力是由计算机独立控制;因此许多运营可实现的状态。这使得设备来完成一个摩擦学测量无数，而所有正确建模在乘用车上的离合器盘的操作。它还配备用自动的IT测量系统。可测量的量包括以下内容：2个重型电机（150千瓦，Baume米勒DS160L-305）设备适用于施加轴向力扭力计（SensortelemetrieMF100）轴力计钢盘的摩擦可更换的头部贴上设备进行测试温度沿两个不同的半径处为0.4mm以下的钢盘（欧米茄HJMTSS-IM100U-磨料表面150-2000，J铁康铜热电偶）每分钟转数为双方（PolytecLSV065）。这里最大的挑战是这些我们想知道的旋转钢盘面上温度的测量。两个热元件放置在钢盘通过无线蓝牙数据转发给计算机系统和被放置为0.4mm以下的研磨面钢盘上的两个相对的圆弧的离合器盘。测量过程为了测量由组分分析和降低成本的一侧离合器盘安装用陶瓷衬片，由此，离合器磁盘及其配件将被称为陶瓷侧，而磨具钢盘与它的环境一起旋转会简称为钢侧。在测量时，数据的过程中收集在100和1000Hz的采样频率。在测量开始通过增加每转钢侧（驱动侧）的分钟为一个特定值（这里是1500转）。然后在陶瓷侧（驱动侧），在保持零转速下被推向钢盘和轴向力应用，直到一个指定的值为止（名义上4200N在这里）。当到达所指定的轴向力的陶瓷侧是释放和双方开始同步。几秒钟在同步之后，在轴向载荷终止和后一段时间都在钢和陶瓷两侧绕转在相同的速度会慢下来。这被视为一个测量周期。十个周期中的一个过程中完成单次测量。在应用程序中的轴向力陶瓷侧被保持在零转速，直至所需的力达到以确保发生同步于几乎每种相同的时间周期。这是不利的从两者的观点出发，测量目和计算。测量通常通过进行仅改变3个参数：速度，轴向载荷和惯性。下面的数字是应用于各种组合：1.转速n：700，1100和1500（RPM）2.轴向力F：4200，6400和8400（N）3.惯量I：1，1.25和1.5（kgm2为单位）实验测量与约推出,10-15分钟的时间间隔，在此期间，系统冷却到约30-40摄氏度。这使得计算变得很困难，因为确切的该系统的温度分布是不知道的开始测量。然而，可以假定经过一段时间的10-15分钟就足够了一个几乎均一要产生的温度分布。下面的模拟已经选择了一个中间的情况下用转速n=1500转，一轴向力F=4200N和一个惯量I=1kgm2。计算两个摩擦过程中所消耗的机械能体被转化成热量所产生的热量可计算由下列简单的公式：Q=μ·ν·F[W]，其中μ为摩擦系数，v是滑动速度，F是垂直压缩表面上的力。和每单位表面的热通量密度q=μ·ν·p[Wm2]，其中p是计算的力的比率的压力和的接触表面。作为陶瓷片被放置在两个不同的半径沿离合器盘，所产生的热量必须分别计算每个半径。滑动可分为两部分。在第一部，所述陶瓷侧被保持在一个固定的位置由制动，同时在轴向负荷增大，因此在时间的过程中压缩的变化，而速度双方的差异是恒定的。在第二部分（在同步）的转速差进行均衡,而力值是恒定的，所以在时间的速度变化。基础物所产生的热量是：名义接触面积是24的接触表面的聚合和18陶瓷平板电脑在给定的半径。陶瓷小块的直径是:计算进行了负荷情况的特点是以下参数:基于实验测量的恒定摩擦0.4系数成立。速率可以通过速度和半径的知识来计算：表面压力可以计算为轴向力的比率和接触表面。这产生相同的数字的每个陶瓷颗粒，假设即使负载分布。则有：这样的话，最大的集中热值就是：在滑动的第一部分，所产生的热上升，由于负载力的增加;在第二部分中，它是减小由于速度差的均衡。这是要知道各滑动部分的时间，以可以指定所产生的热量时间曲线。这些可以是从测量数据序列来确定。同步时间可以很容易地从陶瓷侧的速度来决定。速度的提升是线性的。力的增加是非线性的。为了简单起见，力增加在被取代的由直线计算使下面的直线的面积近相同的曲线下测量的面积。因此，时间直线的两个端点之间的差异是第一滑动部的时间。将上述方法应用于每个周期和他们的平均被指定。基于这些结果，下面的值被确定为滑动时间：应力时间s同步时间s现在发热的时间曲线可以产生。该相同的曲线被用在每一个周期，因为有在每一个循环参数之间没有显著差异。所产生的热量，计算出这种方式，会出现在热模型的热负荷。它必须分布的接触表面通过考虑适当地之间考虑热分区。热分区需要接触的温度是相同的两个表面上。正确的调整需要反复迭代。附录ＢAstheworldenergycrisis,andthewarandtheenergyconsumptionofoil--andarefullofenergy,inoneday,somedayitwilldisappearwithoutatrace.Oilisnotinresources.Soinoilconsumptionmustbecleanbeforefindingareplacement.Withthedevelopmentofscienceandtechnologytheprogressofthesociety,peopleinventedtheelectriccar.Electriccarswillbecomethemostidealoftransportation.Inthedevelopmentofworldeachaspectisfruitful,especiallywiththeautomobileelectronictechnologyandcomputerandrapiddevelopmentoftheinformationage.Theelectroniccontroltechnologyinthecaronawiderangeofapplications,theapplicationoftheelectronicdevice,cars,andelectronictechnologynotonlytoimproveandenhancethequalityandthetraditionalautomobileelectricalperformance,butalsoimprovetheautomobilefueleconomy,performance,reliabilityandemissionspurification.Widelyusedinautomobileelectronicproductsnotonlyreducesthecostandreducethecomplexityofthemaintenance.Fromthefuelinjectionengineignitiondevices,aircontrolandemissioncontrolandfaultdiagnosistothebodyauxiliarydevicesaregenerallyusedinelectroniccontroltechnology,autodevelopmentmainlyelectromechanicalintegration.Widelyusedinautomotiveelectroniccontrolignitionsystemmainlyelectroniccontrolfuelinjectionsystem,electroniccontrolignitionsystem,electroniccontrolautomatictransmission,electroniccontrol(ABS/ASR)controlsystem,electroniccontrolsuspensionsystem,electroniccontrolpowersteeringsystem,vehicledynamiccontrolsystem,theairbagsystems,activebeltsystem,electroniccontrolsystemandtheautomaticair-conditioningandGPSnavigationsystemetc.Withthesystemresponse,theusefunctionofquickcar,highreliability,guaranteesofenginepowerandreducefuelconsumptionandemissionregulationsmeetstandards.Thecarisessentialtomoderntraffictools.Andelectriccarsbringusinfinitejoywillgiveusthephysicalandmentalrelaxation.Takeforexample,automatictransmissioninroad,cannotontheclutch,canachieveautomaticshiftandengineflameout,notsoeffectiveimprovethedrivingconveniencelightenthefatiguestrength.Automatictran