重型載貨汽車離合器設計說明書

2022-09-19 08:30:05 字數 3771 閱讀 4309

目錄離合器是汽車傳動系中直接與發動機相連線的總成,其主要功用是切斷和實現對傳動系的動力傳遞,以保證汽車起步時將發動機與傳動系平順地接合,確保汽車平穩起步;在換擋時將發動機與傳動系分離,減少變速器中換擋齒輪之間的衝擊;在工作中受到大的動載荷時,能限制傳動系所承受的最大轉矩,防止傳動系各零件因過載而損壞;有效地降低傳動系中的振動和雜訊。

[1]摩擦離合器主要由主動部分(發動機飛輪、離合器蓋和壓盤等)、從動部分(從動盤)、壓緊機構(壓緊彈簧)和操縱機構(分離叉、分離軸承、離合器踏板及傳動部件等)四部分組成。主、從動部分和壓緊機構是保證離合器處於接合狀態並能傳遞動力的基本結構,操縱機構是使離合器主、從動部分分離的裝置。[1]

本課題**於生產實際,為解決多數摩擦離合器存在散熱能力不足,摩擦片易磨損等缺點的現狀,保證離合器具有良好的工作效能,依據經濟、可靠、操作方便的原則,對汽車離合器設計提出如下基本要求:

a.在任何行駛條件下,能可靠地傳遞發動機的最大轉矩。

b.接合時要平順柔和,以保證汽車起步時沒有抖動和衝擊。

c.分離時要迅速、徹底。

d.從動部分轉動慣量小,減輕換擋時變速器齒輪間的衝擊。

e.有良好的吸熱能力和通風散熱效果,保證離合器的使用壽命。

f.操縱輕便、準確,以減輕駕駛員的疲勞。

g.作用在從動盤上的壓力和摩擦材料的摩擦因數在使用過程中變化要盡可能小,以保證有穩定的工作效能。

h.應有足夠的強度和良好的動平衡,以保證其工作可靠、壽命長。

i.結構應簡單、緊湊,製造工藝性好,維修、調整方便等。

早期使用的一些錐形摩擦式離合器,其從動部分的轉動慣量太大,使得變速器換檔困難,而且結合也不夠柔和,易卡住;濕式多片離合器其片與片間容易被油粘住,致使分離不徹底,造成換檔困難;多片乾式摩擦離合器,接觸面數多,結合平穩柔和,能保證汽車的平穩起步。但其片數多使得從動部分的轉動慣量大,換檔不夠容易。而且其通風散熱性不好,易引起過熱,加快了摩擦片的磨損甚至燒傷和碎裂,調整不當也會使離合器分離不徹底;單片乾式摩擦離合器,它具有從動部分轉動慣量小,散熱性好,結構簡單,調整方便,尺寸緊湊,分離徹底等優點,而且在結構上採取一定的措施,能使其結合平順。

離合器是作為汽車傳動系中直接與發動機相連線的總成,其效能的好壞直接影響汽車平穩起步、變速器中換擋齒輪之間的衝擊、傳動系中的振動和雜訊。現代汽車摩擦離合器在設計中應根據車型的類別,使用要求,與發動機的匹配要求,製造條件以及標準化、通用化、系列化要求等,合理地選擇離合器總成的結構和有關元件的結構,現分述如下:

a.單片乾式摩擦離合器

其結構簡單,調整方便,軸向尺寸緊湊,分離徹底,從動件轉動慣量小,散熱性好,採用軸向有彈性的從動盤時也能接合平順。因此,廣泛用於各級轎車及微、輕、中型客車與貨車上,在發動機轉矩不大於1000n·m的大型客車和重型貨車上也有所推廣。

b.雙片乾式摩擦離合器

與單片離合器相比,由於摩擦面增多使傳遞轉矩的能力增大,接合也更平順、柔和;在傳遞相同轉矩的情況下,其徑向尺寸較小,踏板力較小。但軸向尺寸加大且結構複雜;中間壓盤的通風散熱性差易引起過熱而加快摩擦片的磨損甚至燒傷碎裂;分離行程大,調整不當分離也不易徹底;從動件轉動慣量大易使換檔困難等。僅用於傳遞的轉矩大且徑向尺寸受到限制時。

c.多片濕式離合器

摩擦面更多,接合更加平順柔和;摩擦片浸在油中工作,表面磨損小。但分離行程大、分離也不易徹底,特別是在冬季油液粘度增大時;軸向尺寸大;從動部分的轉動慣量大,故過去未得到推廣。近年來,由於多片濕式離合器在技術方面的不斷完善,重型車上又有採用,並有不斷增加的趨勢。

因為它採用油幫浦對摩擦表面強制冷卻,使起步時即使長時間打滑也不會過熱,起步效能好,據稱其使用壽命可較乾式高出5~6倍。

單片離合器結構簡單,尺寸緊湊,散熱良好,維修調整方便,在使用時能保證分離徹底,接合平順。多片離合器分離不徹底,軸向尺寸大,質量大,易燒壞摩擦片。依據經濟、可靠、操作方便的原則,故選擇單片離合器。

離合器壓緊彈簧的結構型式有:圓柱螺旋彈簧、矩形斷面的圓錐螺旋彈簧和膜片彈簧等。可採用沿圓周布置、**布置和斜置等布置型式。根據壓緊彈簧的型式及布置,離合器分為:

a.周置彈簧離合器

周置彈簧離合器的壓緊彈簧是採用圓柱螺旋彈簧並均勻布置在乙個圓周上。有的重型汽車將壓緊彈簧布置在同心的兩個圓周上。周置彈簧離合器的結構簡單、製造方便,過去廣泛用於各種型別的汽車上。

現代由於轎車發動機轉速的提高(最高轉速高達5000~7000r/min或更高),在高轉速離心力的作用下,周置彈簧易歪斜甚至嚴重彎曲鼓出而顯著降低壓緊力;另外,也使彈簧靠到定位座柱上而使接觸部位嚴重磨損甚至出現斷裂現象。因此,現代轎車及微、輕、中型客車多改用膜片彈簧離合器。但在輕、中、重型貨車上,周置彈簧離合器仍得到廣泛採用。

b.**彈簧離合器

採用乙個矩形斷面的圓錐螺旋彈簧或用1~2個圓柱螺旋彈簧做壓簧並布置在離合接觸,因此壓盤由於摩擦而產生的熱量不會直接傳給彈簧而使其回火失效。壓簧的壓緊力是經槓桿系統作用於壓盤,並按槓桿比放大,因此可用力量較小的彈簧得到足夠的壓盤壓緊力,使操縱較輕便。採用**圓柱螺旋彈簧時離合器的軸向尺寸較大,而矩形斷面的錐形彈簧則可明顯縮小軸向尺寸,但其製造卻比較困難,故**彈簧離合器多用在重型汽車上以減輕其操縱力。

根據國外的統計資料:當載貨汽車的發動機轉矩大於400~450n·m時,常常採用**彈簧離合器。

c.斜置彈簧離合器

是重型汽車採用的一種新型結構。以數目較多的一組圓柱螺旋彈簧為壓緊彈簧,分別以傾角(彈簧中心線與離合器中心線間的夾角)斜向作用於傳力套上,後者再推動壓桿並按槓桿比放大後作用到壓盤上。這時,作用在壓桿內端的軸向推力等於彈簧壓力的軸向分力。

當摩擦片磨損後壓桿內端隨傳力套前移,使彈簧伸長,壓力減小,傾角亦減小,而值則增大。這樣即可使在摩擦片磨損範圍內壓緊彈簧的軸向推力幾乎保持不變,從而使壓盤的壓緊力也幾乎保持不變。同樣,當離合器分離時後移傳力套,壓盤的壓緊力也大致不變。

因此,斜置彈簧離合器與前兩種離合器相比,其突出優點是工作效能十分穩定。與周置彈簧離合器比較,其踏板力約可降低35%。

d.膜片彈簧離合器

膜片彈簧離合器由於膜片彈簧具有非線性特性,因此可設計成當摩擦片磨損後,彈簧壓力幾乎可以保持不變,且可減輕分離離合器時的踏板力,使操縱輕便;其次,膜片彈簧的安裝位置對離合器軸的中心線是對稱的,因此其壓力實際上不受離心力的影響,效能穩定,平衡性也好;再者,膜片彈簧本身兼起壓緊彈簧和分離槓桿的作用,使離合器的結構大為簡化,零件數目減少,質量減小並顯著地縮短了其軸向尺寸;另外,由於膜片彈簧與壓盤是以整個圓周接觸,使壓力分布均勻,摩擦片的接觸良好,磨損均勻,也易於實現良好的散熱通風等。

周置彈簧在輕、中、重型貨車上,周置彈簧離合器得到廣泛採用,其結構簡單、調整方便,分離徹底。**彈簧此結構軸向尺寸大。斜置彈簧在重型汽車上使用,突出優點是工作效能十分穩定,踏板力較小。

膜片彈簧彈簧其壓力分布均勻,摩擦片磨損均勻,提高使用壽命,平衡性好。依據經濟、可靠、操作方便的原則,故選擇周置彈簧。

凸塊—窗孔式、銷釘式、鍵塊式它們缺點是在聯接件間有間隙,在驅動中將產生衝擊雜訊,而且零件相對滑動中有摩擦和磨損,降低離合器傳動效率。傳動片式此結構中壓盤與飛輪對中性好,使用平衡性好,簡單可靠,壽命長。是在單片離合器中長期採用的傳統結構(見圖2-1)。

[2]該結構是在壓盤外緣鑄出3~4個凸塊,裝配時伸入離合器蓋對應的長方形窗孔中。而離合器蓋則與飛輪相連。考慮到摩擦片磨損後壓盤將向前移,因此凸塊應突出窗孔以外;其結構簡單。

[2]圖2-1 凸塊—窗孔式壓盤驅動

缺點是連線之間有間隙(如凸塊與窗孔之間的間隙約為0.2mm左右)。這樣,在傳動時將產生衝擊和雜訊。依據經濟、可靠、操作方便的原則,故選擇凸塊—窗孔式。

在周置彈簧離合器中一般採用3~6個分離槓桿,採用如圖2-2所示的結構型式。對它們的共同要求是:槓桿應有足夠的剛度;其支承處的摩擦損失要小;其支承機構與壓盤的驅動機構在運動時不發生干涉;分離槓桿內端的位置應便於調整以便分離軸承能同時均衡地壓緊所有的分離槓桿;分離槓桿的質心要設計得盡量靠近其中間支承處,以避免在高速時因分離槓桿的離心力造成壓緊力的降低。

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