1.範圍
適用於本研發中心所開發車型的發動機傳動系統設計。
2.引用標準
7.離合器選型
離合器選型及匹配計算流程圖，如圖 9所示：
圖 9 離合器選型及匹配計算流程圖
7.1離合器的基本功用
汽車起步時，通過離合器主動部分（與發動機曲軸相連）和從動部分（與變速器第一軸相連）之間的滑磨、轉速的逐漸接近，使旋轉著的發動機和原為靜止的傳動系平穩的接合，以保證汽車平穩起步；
當變速器換檔時，通過離合器主、從動部分的迅速分離來切斷動力傳遞，以減輕換檔時齒輪間的衝擊，便於換檔；
當傳給離合器的轉矩超過其所能傳遞的最大力矩（即離合器的最大摩擦力矩）時，其主、從動部分將產生相對滑磨。這樣，離合器就起著保護傳動系防止其過載的作用。
7.2離合器設計的要求
1） 既能可靠地傳遞發動機最大轉矩又能防止傳動系過載；
2） 接合完全且平順、柔和，使汽車起步時無抖動、無衝擊；分離徹底、迅速；
3） 工作效能穩定，即作用在摩擦片上地總壓力不應因摩擦表面地磨損而有明顯變化，摩擦係數在離合器工作過程中應力求穩定；
4） 從動部分地傳動慣量要小，以減小掛檔時地齒輪衝擊並方便掛檔；
5） 能避免和衰減傳動系的扭振，具有吸收振動、衝擊和降低雜訊的能力；
6） 通風散熱性良好；
7） 操縱輕便；
8） 具有足夠的強度，工作可靠、使用壽命長；
9） 力求結構簡單，緊湊，質量小，製造工藝性好，維修方便；
10） 設計時應注意對旋轉件的動平衡要求和離心力的影響。
7.3離合器的結構形式選擇
汽車離合器有摩擦式、電磁式和液力式三種型別，其中摩擦式應用最為廣泛。對於摩擦式離合器，其總成的結構和有關元件的結構的選擇方法如下：
7.3.1從動盤數及幹、濕式的選擇
1） 單片（盤）乾式摩擦離合器
該離合器結構簡單，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，廣泛應用於各級轎車及微、輕、中型客車與貨車上，在發動機轉矩不大於的大型客車和重型貨車上也有所推廣。當轉矩更大時採用雙片離合器。
2） 雙片（盤）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其過熱而加快摩擦片的磨損甚至燒傷碎裂；分離形程大，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。
3） 多片（盤）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製冷，使起步時即使打滑也不會過熱，起步效能好，其使用壽命可較乾式高出5～6倍。
7.3.2壓緊彈簧的結構型式及布置
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、**布置和斜置等布置形式。根據壓緊彈簧的型式及布置，離合器分為：
1） 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。這種離合器結構簡單、製造方便，現在主要應用與中、重型貨車上。在選擇離合器的後備係數β時應考慮到這種離合器在摩擦片磨損後壓盤的壓緊力無法調整。
2） **彈簧離合器
採用乙個矩形斷面的圓錐螺旋彈簧或用1～2各圓柱螺旋彈簧做壓簧並布置在離合器中心的結構形式，稱為**彈簧離合器。該種離合器操縱比較輕便，後備係數β可選的小些，主要用在重型汽車上以減輕操縱力。當載貨汽車的發動機轉矩大於400～時，常採用**彈簧離合器。
3） 斜置彈簧離合器
是重型汽車採用的一種新型結構，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％。
4） 膜片彈簧離合器
膜片彈簧離合器效能穩定，平衡性好，結構簡單，磨損均勻，散熱性好，廣泛應用與轎車及微型、輕型客車上，並逐漸擴充套件到載貨汽車上。但膜片彈簧的製作成本比圓柱螺旋彈簧要高。
7.4離合器基本引數的確定
7.4.1後備係數β
離合器的後備係數β，如表 1：
表 1 離合器後備係數
7.4.2摩擦片或從動片外徑d
根據公式計算：
式中 ――發動機最大力矩；
β――離合器後備係數；
f――摩擦係數，計算時一般取0.25～0.30；
z――摩擦面數；
――摩擦表面所承受的單位面積上的壓力（根據摩擦材料、車型、摩擦片多少取值）。
摩擦片外徑也可根據以下經驗公式求得：
d=100
式中 ――發動機傳遞最大扭矩；
――係數：轎車一般取47：貨車：單片離合器取：30～40，雙片45～55，自卸車使用條件惡劣的貨車取19
對於所選尺寸d應符合有關標準（jb1457-74）的規定。另外，所選的d應符合最大圓周速率不超過（65～70）mm/s的要求，即：
其中n為發動機最大轉矩時轉速，且重型汽車不應超過50m/s。
另外，為了便於布置扭轉減振器，要求加大內徑，從而加大了內、外徑之比。
7.5摩擦離合器主要零件的設計計算
7.5.1壓緊彈簧的設計計算
7.5.1.1圓柱螺旋彈簧
參見劉惟信主編《汽車設計》p130表5－4壓簧的計算公式表。
7.5.1.2圓錐螺旋彈簧
圓錐螺旋彈簧的特性計算：
1） 第一圈觸合前（）彈簧的變形（mm）
式中：p――加在彈簧上的力，n；
i――彈簧的工作圈數；
――彈簧小端半徑，mm；
――彈簧大端半徑，mm；
g――材料的剪下彈性模量，鋼材：g＝8x～8.3xm；
――截面的極慣性矩，對矩形截面jp＝a，係數a與矩形截面的高與寬之比值h/t有關；
pc――第一圈觸合時作用在彈簧上的力,n。
2） 第一圈觸合時作用在彈簧上的力
式中：――彈簧的自由高度，mm；
h――彈簧鋼絲截面的高度。
3） 第一圈觸合時（）彈簧的變形
4） 各圈完全觸合時的極限力pmax
5） 作用力p為時彈簧的變形
設計時對按上述公式計算的結果應通過試驗加以修正，以得到更準確的設計值。
7.5.1.3膜片彈簧
膜片的特性計算
p=式中：p――載荷
e――彈性模量
――泊松比
――彈簧鋼板厚度
――彈簧的內截錐高
r――碟簧大端半徑
a――係數
m――碟簧大、小端半徑之比，m＝r/r
膜片彈簧基本引數的選擇：
1） 比值h/h的選擇；
2） 膜片彈簧工作點位置的選擇；
3） r及r/r的選擇；
4） 膜片彈簧在自由狀態下的圓錐底角；
5） 膜片彈簧小端半徑ri及分離軸承作用半徑rf；
6） 分離指的數目n和切槽寬及半徑；
7） 支撐圈平均半徑r1及膜片彈簧與壓盤接觸半徑。
7.5.2扭轉減振器的設計計算
7.5.2.1扭轉減震器極限轉矩
式中：g2－－滿載汽車後驅動橋給水平地面的載荷，n
――附著係數，根據路面進行選擇，較好路面0.8
rr――車輪滾動半徑m
i0――主減速比
ig1―一檔傳動比
7.5.2.2扭轉減震器的角剛度
＝式中：k――每個減震彈簧的線剛度
n――減震彈簧個數
r1――減震彈簧的分布直徑
7.5.2.3扭轉減震器的摩擦力矩
一般：可取tf＝（0.1～0.15）temax
7.5.3其它主要零件的設計計算
8.離合器操縱機構設計
離合器操縱除自動離合器外，基本由駕駛員左腳踩離合踏板進行操縱。
8.1結構型式
一般分為機械式、液壓式、氣壓式、自動操縱式（為降低中型以上貨車踏板力，在機械式中及液壓式中可採用助力器）。各結構型式比較：
1） 機械式
杆系傳動： 結構簡單、反應靈敏、製造容易、工作可靠。
質量、磨損較嚴重、效率較低，不能採用吊掛式安裝方式，踏板處密封困難，受車身震動及變形影響較大。當需遠距離操縱時杆繫結構複雜。
軟軸：易於布置、受車身結構影響較小、但軟軸易變形、壽命短、適合近距離操縱。
2） 液壓式
一般由踏板、主幫浦、分幫浦、系統管路、回位彈簧等組成，如圖 10所示：
可綜合機械式優缺點，同時系統摩擦阻力小，傳動效率高，質量小，布置方便，結合柔和，車身變形及震動不會影響系統工作，廣泛用於轎車、中性客車、大型貨車及重型載貨車上。在大型汽車上，考慮離合慣性距較大，通常需要加裝助力器。
圖 10 液壓式離合系統結構簡圖
3） 氣壓式操縱機構
氣壓式機構一般用於具有壓縮空氣裝置的汽車上，結構如圖11所示：
圖 11 氣壓式離合系統結構簡圖
4） 自動操縱系統
自動變速操縱機構有附在變速手柄上的觸動開關控制離合器的自動分離，並能根據車速油門開度等的訊號通過隨動機構使離合器平穩結合。工作簡圖如圖 12所示：
圖12 自動操縱系統能夠工作簡圖
8.2離合器操縱機構基本結構要求
1） 離合器踏板力盡可能小，由gb7258規定離合器踏板力應不大300n。而一般轎車的踏板力應不大於80～130n。
2） 離合器踏板最大行程應在80～150mm範圍內。
3） 應確保液壓工作缸、主缸和助力器各部的密封性，如有洩漏，會影響離合器的徹底分離。
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專案九 認識液壓傳動系統 學習目標 1 知道液壓傳動的基本概念 2 知道液壓傳動的作用及原理 3 熟悉液壓傳動系統的組成 分類及常用液壓元件的圖形符號 4 了解汽車上用到的液壓傳動系統 5 學會分析簡單的液壓原理圖 學習過程 一 課前準備 預習教材p106 p117，找出疑惑之處 預習1 例舉生活中...