0280-汽車離合器（EQ153）的設(shè)計(jì)【全套13張CAD圖】
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引 言
以內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力的機(jī)械傳動(dòng)汽車中,無論是AMT或MT，離合器都作為一個(gè)獨(dú)立的部件而存在。雖然發(fā)展自動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)是汽車傳動(dòng)系的發(fā)展趨勢(shì)，但是有人指出：根據(jù)德國(guó)出版的2003年世界汽車年鑒，2002年世界各國(guó)114家汽車公司所生產(chǎn)的1864款乘用車中，手動(dòng)機(jī)械變速器車款數(shù)為1337款；在我國(guó),乘用車中自動(dòng)擋車款式只占全國(guó)平均數(shù)的26.53%；若考慮到商用車中更是多數(shù)采用手動(dòng)變速器，手動(dòng)擋汽車目前仍然是世界車款的主流(當(dāng)然并不排除一些國(guó)家或地區(qū)自動(dòng)擋式車款是其主流產(chǎn)品)。談到未來，考慮到傳動(dòng)系由MT向自動(dòng)傳動(dòng)系過渡，采用AMT技術(shù)其產(chǎn)品改造較為容易，因此AMT技術(shù)是自動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)有力的競(jìng)爭(zhēng)者?？梢哉f，從目前到將來離合器這一部分將會(huì)伴隨著內(nèi)燃機(jī)一起存在，不可能在汽車上消失。
離合器是汽車傳動(dòng)系的組成部件之一，在以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車機(jī)械傳動(dòng)中，它通常裝在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的后端，傳動(dòng)系通過它與發(fā)動(dòng)機(jī)相聯(lián)系，即其主動(dòng)部分與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪連接，從動(dòng)部分與變速器相連接。在汽車行駛中，駕駛員為了適應(yīng)同使用情況（如起步、換擋、制動(dòng)、停車）的需要，常常要頻繁地踩下、松開離合器踏板，使發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系暫時(shí)分離，以中斷動(dòng)力傳遞，隨后又使之逐漸接合，以便傳遞動(dòng)力。
摘要
本文從分析汽車傳動(dòng)系的發(fā)展?fàn)顩r起端，敘述汽車離合器的發(fā)展及未來趨向，指出離合器產(chǎn)品應(yīng)具有的功能和對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本要求。
本文著力介紹離合器及其操縱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)知識(shí)，設(shè)計(jì)理論和方法，及離合器的故障分析與排除等。主要介紹離合器的結(jié)構(gòu)形式，工作特性，結(jié)構(gòu)的選型等。主要闡述了離合器（EQ153）從動(dòng)盤設(shè)計(jì)，壓盤的設(shè)計(jì)，離合器蓋的設(shè)計(jì)，分離桿等的設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞： 從動(dòng)盤 壓盤 離合器蓋 分離桿
I
第一章 汽車離合器
1．1 概述
以內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力的機(jī)械傳動(dòng)汽車中,無論是AMT或MT，離合器都作為一個(gè)獨(dú)立的部件而存在。雖然發(fā)展自動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)是汽車傳動(dòng)系的發(fā)展趨勢(shì)，但是有人指出：根據(jù)德國(guó)出版的2003年世界汽車年鑒，2002年世界各國(guó)114家汽車公司所生產(chǎn)的1864款乘用車中，手動(dòng)機(jī)械變速器車款數(shù)為1337款；在我國(guó),乘用車中自動(dòng)擋車款式只占全國(guó)平均數(shù)的26.53%；若考慮到商用車中更是多數(shù)采用手動(dòng)變速器，手動(dòng)擋汽車目前仍然是世界車款的主流(當(dāng)然并不排除一些國(guó)家或地區(qū)自動(dòng)擋式車款是其主流產(chǎn)品)。談到未來，考慮到傳動(dòng)系由MT向自動(dòng)傳動(dòng)系過渡，采用AMT技術(shù)其產(chǎn)品改造較為容易，因此AMT技術(shù)是自動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)有力的競(jìng)爭(zhēng)者?？梢哉f，從目前到將來離合器這一部分將會(huì)伴隨著內(nèi)燃機(jī)一起存在，不可能在汽車上消失。
1．2 汽車離合器的基本作用
離合器是汽車傳動(dòng)系的組成部件之一，在以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車機(jī)械傳動(dòng)中，它通常裝在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的后端，傳動(dòng)系通過它與發(fā)動(dòng)機(jī)相聯(lián)系，即其主動(dòng)部分與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪連接，從動(dòng)部分與變速器相連接。在汽車行駛中，駕駛員為了適應(yīng)同使用情況（如起步、換擋、制動(dòng)、停車）的需要，常常要頻繁地踩下、松開離合器踏板，使發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系暫時(shí)分離，以中斷動(dòng)力傳遞，隨后又使之逐漸接合，以便傳遞動(dòng)力。
由此可見，汽車有起步、進(jìn)入正常行駛、變速、制動(dòng)直至最后停車的整個(gè)行駛過程中，離合器都在起作用。
1. 使發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順地接合，以保證汽車起步平穩(wěn)
汽車起步前，駕駛員首先啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，待發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到正常的怠速
運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（約300~500r/min），踏下離合器踏板，切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器的動(dòng)力傳遞，然后將變速器掛入一擋，然后使離合器逐漸接合，與此同時(shí)，逐漸加大油門，使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩由小到大地通過離合器傳遞給傳動(dòng)系其他裝置，最終傳遞給驅(qū)動(dòng)車輪，直至達(dá)到能完全克服行駛阻力，使汽車由靜止緩慢地加速前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)起步。
2. 在換擋時(shí)，將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系分離，減少變速器中齒輪之間的沖擊，便于換擋
換擋前，通過離合器切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器間的動(dòng)力傳遞，便于使原用擋位的嚙合副脫開；掛擋時(shí)，通過離合器，可較容易地使得嚙合的齒輪副圓周速度趨向相等（同步），從而實(shí)現(xiàn)順利換擋并減小其沖擊。
3. 限制傳動(dòng)系所承受的最大扭矩，防止傳動(dòng)系過載
在緊急制動(dòng)時(shí)，可以同時(shí)使離合器處于分離狀態(tài)免除發(fā)動(dòng)機(jī)反作用于傳動(dòng)系的慣性力矩；即使在不分離的情況下，也可依靠離合器主動(dòng)部分和從動(dòng)部分可能產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來限制所傳遞的轉(zhuǎn)矩，從而防止傳動(dòng)系過載。
1．3 離合器的分類與基本要求
全套離合器應(yīng)由兩部分組成:離合器和離合器操縱。
就摩擦式離合器本身而言,按其功能要求，結(jié)構(gòu)上應(yīng)由下列幾部分組成:主動(dòng)件、從動(dòng)件、壓緊彈簧和分離杠桿。
蓋總成通過螺栓安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上，飛輪和壓盤為主動(dòng)件，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過這兩個(gè)主動(dòng)件輸入。飛輪和壓盤之間為從動(dòng)盤總成，它作為從動(dòng)件通過摩擦接受由主動(dòng)件傳來的輸入扭矩，并通過其中間的從動(dòng)盤花鍵輸出轉(zhuǎn)矩。壓緊彈簧通過壓盤把從動(dòng)盤總成緊緊壓在飛輪上，形成工作壓力。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪和壓盤一道旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過壓盤上壓緊彈簧產(chǎn)生的工作壓力所形成的摩擦力，帶動(dòng)從動(dòng)盤總成旋轉(zhuǎn)，完成轉(zhuǎn)矩的輸出。
摩擦式離合器結(jié)構(gòu)類型較多，且可有許多組合。
離合器的結(jié)構(gòu)型式可以不相同，但在使用上它的基本要求是一致的，它們應(yīng)該是：
(1) 能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩；
(2) 接合過程要平順、柔和，使汽車起步時(shí)沒有抖動(dòng)和沖擊；
(3) 分離時(shí)要迅速、徹底；
(4) 離合器從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減輕換擋時(shí)變速器齒輪輪齒的沖擊并方便換擋；
(5) 高速旋轉(zhuǎn)時(shí)具有可靠的強(qiáng)度，應(yīng)注意平衡并免受離心力的影響；
(6) 應(yīng)使汽車傳動(dòng)系避免共振，具有吸收振動(dòng)、沖擊和減少噪聲的能力；
(7) 操縱輕便，工作性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。
以上這些要求中最為重要的是使用可靠、壽命長(zhǎng)以及生產(chǎn)和使用中的良好技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和環(huán)保指標(biāo) 。
所謂使用可靠，指的是離合器機(jī)構(gòu)或零部件在預(yù)定期內(nèi)一直能正常工作。這意味著在使用中要注意保養(yǎng)，其耗費(fèi)的勞動(dòng)量也要盡量小。這就取決與制造和裝配質(zhì)量、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和使用狀況。很多情況下，離合器不能可靠工作就是和不完善的技術(shù)保養(yǎng)，零部件缺少必要的潤(rùn)滑和調(diào)整有關(guān)。
高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)指的是具有高性能質(zhì)量的離合器且有相對(duì)便宜的價(jià)格。這主要由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝和生產(chǎn)組織管理等方面予以保證；減少零件數(shù)目,采用通用化、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)和大批量生產(chǎn)，都有利于提高離合器的技術(shù)指標(biāo)。
所謂環(huán)保，就是希望離合器工作時(shí)不產(chǎn)生有害的粉塵和不良的氣味。因?yàn)橐筌嚿砘蝻w輪外殼全封閉是不可能的，也是不恰當(dāng)?shù)?，因此只能從離合器上著手解決。離合器粉塵來源于從動(dòng)盤總成摩擦片的磨損。以石棉基為原料的摩擦材料，其粉塵特別有害人體健康，應(yīng)盡量避免使用。
第二章 離合器零件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計(jì)計(jì)算
2．1 從動(dòng)盤總成
2．1．1 從動(dòng)盤總成設(shè)計(jì)
選擇從動(dòng)盤總成時(shí)應(yīng)注意滿足以下幾個(gè)方面的要求：
1. 為了減少變速器換擋時(shí)齒輪間的沖擊，從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能小。
2. 為了保證汽車平穩(wěn)起步、摩擦面片上的壓力分布更均勻等，從動(dòng)盤應(yīng)具有軸向彈性。
3. 為了避免傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)共振以及緩和沖擊載荷，從動(dòng)盤中應(yīng)裝有扭轉(zhuǎn)減振器。
4. 要有足夠的抗爆裂強(qiáng)度。
2．1．2 從動(dòng)盤結(jié)構(gòu)與組成
從動(dòng)盤有兩種結(jié)構(gòu)形式：帶扭轉(zhuǎn)減振器的和不帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量較輕。但現(xiàn)今汽車上幾乎無一例外都采用帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤，用以避免汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的共振，緩和沖擊，減少噪聲，提高傳動(dòng)系零件的壽命，改善汽車行駛的舒適性，并使汽車起步平穩(wěn)。過去國(guó)產(chǎn)載貨汽車的離合器中，相當(dāng)普遍地采用不帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤。不論從動(dòng)盤是否帶有減振器，它們都有從動(dòng)片、摩擦片和從動(dòng)盤轂等3個(gè)基本組成部分。
1．從動(dòng)片
設(shè)計(jì)從動(dòng)片時(shí)，應(yīng)盡量減輕其重量，并應(yīng)使其質(zhì)量的分布盡可能地靠近旋轉(zhuǎn)中心，以獲得最小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。這是因?yàn)樵谄囆旭傊羞M(jìn)行換擋時(shí)，首先要切斷動(dòng)力分離離合器，而在變速器掛擋的過程中，與變速器第一軸相連的離合器從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)速一定要發(fā)生變化，或是增速，或是減速。
為了使離合器接合平順，保證汽車平穩(wěn)起步，單片離合器的從動(dòng)片一般要做成具有軸向彈性的結(jié)構(gòu)。這樣，在離合器的接合過程中，主動(dòng)盤和從動(dòng)盤之間的壓力是逐漸增加的。
2． 從動(dòng)盤轂
從動(dòng)盤轂的結(jié)構(gòu)有兩部分組成：盤轂和法蘭，過去兩者直接做成一體，現(xiàn)今國(guó)外都做成裝配式，以節(jié)約材料。
為了保證從動(dòng)盤轂在變速器第一軸上滑動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生歪斜，影響離合器的徹底分離，從動(dòng)盤轂的軸向長(zhǎng)度不宜過小，一般取其尺寸與花鍵外徑大小相同，對(duì)在艱難情況下工作的離合器，其盤轂的長(zhǎng)度更大，可達(dá)花鍵外徑的1.4倍。
花鍵尺寸選定后進(jìn)行強(qiáng)度校核。由于花鍵損失的主要形式是由于表面受擠壓過大而破壞，所以花鍵要進(jìn)行擠壓力計(jì)算，當(dāng)應(yīng)力偏大時(shí)可適當(dāng)增加花鍵轂的軸向長(zhǎng)度。
擠壓應(yīng)力的計(jì)算公式如下：
(MPa)
式中，P——花鍵的齒側(cè)面壓力，N。它由下式確定：
P=
d，D——分別為花鍵的內(nèi)外徑，m
Z——從動(dòng)盤轂的數(shù)目；
Temax——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，N
n——花鍵齒數(shù)；
h——花鍵齒工作高度，m;h=(D-d)/2
l——花鍵有效長(zhǎng)度，m。
從動(dòng)盤轂一般都由中碳鋼鍛造而成，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其擠壓應(yīng)力不應(yīng)超過20MPa。
2．1．3 從動(dòng)盤摩擦材料
離合器摩擦面片在離合器接合過程中將遭到嚴(yán)重的滑磨，在相對(duì)很短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱，因此，要求摩擦面片應(yīng)有下列一些綜合性能：
1在工作時(shí)有相對(duì)較高的摩擦系數(shù)；
2在整個(gè)工作壽命期內(nèi)應(yīng)維持其摩擦特性，不希望出現(xiàn)摩擦系數(shù)衰退現(xiàn)象；
3在短時(shí)間內(nèi)能吸收相對(duì)高的能量，且有好的耐磨性能；
4能承受較高的壓盤作用載荷，在離合器接合過程中表現(xiàn)出良好的性能；
5能抵抗高轉(zhuǎn)速下大的離心力載荷而不破壞；
6在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，有足夠的剪切強(qiáng)度；
7具有小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，材料加工性能良好；
8在整個(gè)正常工作溫度范圍內(nèi)，和對(duì)材料壓盤、飛輪等有良好的兼容摩擦能力；
9摩擦副對(duì)偶面有高度的容污性能，不易影響它們的摩擦作用；
10具有優(yōu)良的性能/價(jià)格比，不會(huì)污染環(huán)境。
挑選摩擦材料的基本原則是：
1滿足較高性能的標(biāo)準(zhǔn)；
2成本最小；
3考慮替代石棉。
2．2 壓盤與離合器蓋
2．2．1 壓盤設(shè)計(jì)
壓盤厚度的確定主要依據(jù)以下兩點(diǎn)：
1壓盤應(yīng)具有足夠的質(zhì)量
2壓盤應(yīng)具有較大的剛度
2．2．2 離合器蓋設(shè)計(jì)
離合器蓋的設(shè)計(jì)應(yīng)注意三個(gè)問題：
1剛度問題
離合器分離桿支承在離合器蓋上，如果蓋的剛度不夠，則當(dāng)離合器分離時(shí)，可能會(huì)使蓋產(chǎn)生較大的變形，這樣就會(huì)降低離合器操縱部分的傳動(dòng)效率，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致分離不徹底，引起摩擦片的早期磨損，還會(huì)造成變速器換擋困難。
為了減輕重量和增加剛度，小轎車和一般載貨汽車的離合器常用厚度約為3-5mm的低碳鋼板沖壓成比較復(fù)雜的形狀。重型汽車由于批量少，為了降低成本，增加剛度則長(zhǎng)常采用鑄鐵的離合器蓋。
2通風(fēng)散熱問題
為了加強(qiáng)離合器的冷卻，離合器蓋上必須開許多通風(fēng)窗口。
3對(duì)中問題
離合器內(nèi)裝有壓盤、分離桿、壓緊彈簧等零件，因此它相對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪曲軸中心線必須要有良好的定心對(duì)中，否則會(huì)破壞系統(tǒng)整體的平衡，嚴(yán)重影響離合器的正常工作。
對(duì)中方式常用的有以下兩種：一是用止口對(duì)中，鑄造的離合器蓋以外圓與飛輪上的內(nèi)緣圓止口對(duì)中。二是用定位銷或定位螺栓對(duì)中
2．3 離合器的分離裝置
2．3．1分離桿結(jié)構(gòu)型式的選擇
在離合器分離和接合的過程中，踏板與壓盤之間運(yùn)動(dòng)聯(lián)系的最后環(huán)節(jié)為分離桿。周置螺旋彈簧離合器的分離桿數(shù)目一般采用3-6個(gè)。分離桿的結(jié)構(gòu)型式與壓緊彈簧的類型有著密切的關(guān)系，在中央彈簧離合器中，只有彈性壓桿而沒有分離桿一詞，廣義上來說，離合器分離時(shí)它已不再傳遞彈簧的工作壓力，故也可算分離桿。
2．3．2分離桿的設(shè)計(jì)
分離桿設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：
1要有足夠的剛度
在分離離合器時(shí)，分離桿要承受很大的力，如果剛度不夠，會(huì)引起較大的變形，這不僅要降低離合器操縱機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率，甚至還可能出現(xiàn)離合器分離不徹底。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要設(shè)法增加分離桿的剛度，提高其抗彎曲的能力，以減少在受力時(shí)的變形。分離桿都有加強(qiáng)筋。
2分離桿的鉸接處應(yīng)避免運(yùn)動(dòng)上的干涉
分離離合器時(shí)，壓盤沿其軸線做平行移動(dòng)，分離桿與壓盤的鉸接點(diǎn)也是跟著壓盤一起平移。與此同時(shí)，這個(gè)鉸接點(diǎn)還必須繞分離桿的中間點(diǎn)做圓弧運(yùn)動(dòng)。顯然，同一個(gè)點(diǎn)同時(shí)要做兩種運(yùn)動(dòng)是不可能的，這就是所說的運(yùn)動(dòng)干涉現(xiàn)象。為了避免這中運(yùn)動(dòng)干涉，保證離合器能順利地分離，在分離桿鉸接處的結(jié)構(gòu)上必須采取相應(yīng)的措施。
分離桿的中間支承叉用螺釘固緊在離合器蓋上，分離桿插在支承的槽內(nèi)。支承叉孔中插入一圓柱銷上銑削有平面的支承銷，并固定在支承叉中不能轉(zhuǎn)動(dòng)，分離桿上的中間孔徑較大。還能放入一短的小滾柱，分離桿就支承在支承銷及與支承銷切削面平面相接觸的小滾住上。由于小滾住在分離桿孔內(nèi)有配合間隙，因此當(dāng)離合器分離時(shí)，小滾住可在支承銷的平面上移動(dòng)，使分離桿的中間支點(diǎn)成為一個(gè)可以活動(dòng)的支承，以適應(yīng)壓盤運(yùn)動(dòng)的要求。
分離桿的支承叉與離合器蓋的連接處采用了帶球面調(diào)整螺母，而且支承叉的軸個(gè)離合器蓋上的孔之間還留有間隙。這樣，在離合器分離時(shí)，支承叉可在離合器的孔中擺動(dòng)，以避免分離桿的運(yùn)動(dòng)干涉。
擺動(dòng)塊式分離桿有分離桿，浮動(dòng)銷，調(diào)整螺栓及擺動(dòng)塊、分離桿彈簧等組成。當(dāng)離合器處于結(jié)合狀態(tài)時(shí)，在離心力的作用下，柘城著分離桿的浮動(dòng)銷處于支承調(diào)整螺栓的孔的靠外處。在分離桿分離時(shí)，分離桿的內(nèi)端向左運(yùn)動(dòng)，浮動(dòng)銷沿螺栓孔中的平面向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)擺動(dòng)塊繞其在壓盤上的支承處擺動(dòng)，而擺動(dòng)塊的另一端則在分離桿上做圓弧移動(dòng)，移動(dòng)量一般都不大（約1mm）。
3分離桿內(nèi)端的高度應(yīng)可以調(diào)整
為了保證在離合器分離時(shí)分離軸能同時(shí)壓緊所有的分離桿，使每個(gè)分離桿的受力均衡，并使壓盤不致產(chǎn)生歪斜，造成離合器分離不徹底和結(jié)合過程中離合器的抖動(dòng)現(xiàn)象，要求各分離桿的內(nèi)端必須位于壓盤的同一平面上（其高度差一般不超過0.2mm）。為了達(dá)到這個(gè)要求，分離桿在結(jié)構(gòu)上都有相應(yīng)的調(diào)整環(huán)節(jié)。
4分離桿的鉸接處應(yīng)采用滾針軸承或刀口支承
為了減少磨損和提高效率，分離桿的鉸接處應(yīng)采用滾針軸承或刀口支承。如在北京212吉普車上的離合器分離桿與壓盤的鉸接撤采用了19個(gè)￠1.60-0.010的軸承滾針；SH361型汽車離合器分離桿的鉸接處采用了19個(gè)￠2.5的軸承滾針。
2．3．3 分離桿的材料與熱處理
分離桿一般有低碳鋼（08鋼）板沖壓或中碳鋼（35號(hào)鋼）鍛造而成。為了提高耐磨性能，表面進(jìn)行氰化處理，層次0.15~0.3mm，硬度HRC58~63。
2．4 彈簧的設(shè)計(jì)
組合彈簧的設(shè)計(jì)應(yīng)從兩個(gè)情況考慮：
1兩彈簧的等強(qiáng)度
2兩彈簧等的剛度
此外，在設(shè)計(jì)時(shí)為了避免兩個(gè)彈簧之間的相互干涉，還要做如下規(guī)定：
1大小兩個(gè)彈簧旋向相反，意即一組彈簧中一個(gè)為右旋，另一個(gè)為左旋；
2大小兩個(gè)彈簧安裝后兩者之間必須有一定間隙。
壓緊彈簧沿著離合器壓盤圓周布置時(shí)通常都用圓柱螺旋彈簧。螺旋彈簧的兩端拼緊并磨平，這樣可使彈簧的兩端支承賣弄較大，各圈受力均勻，且彈簧的垂直度偏較小。
為了保證離合器摩擦片上有均勻的壓緊力，螺旋彈簧的數(shù)目一般不少于6個(gè)，而且應(yīng)該隨摩擦片外徑的增大而增加彈簧的數(shù)目。此外，在布置圓柱螺旋彈簧時(shí)，要注意分離桿的數(shù)目，使彈簧均布于分離桿之間。因此，彈簧的數(shù)目Z應(yīng)該是分離桿數(shù)n的倍數(shù)，即Z=mm式中，m為任意正整數(shù)。
在設(shè)計(jì)圓柱螺旋彈簧時(shí)，應(yīng)根據(jù)摩擦片的外徑D選定彈簧的數(shù)目Z，并根據(jù)離合器工作的總壓力P∑,確定每一個(gè)彈簧的工作壓力P:
式中,P∑-工作總壓力
Z-離合器壓簧的數(shù)目.
在設(shè)計(jì)上,每一個(gè)周置圓柱螺旋彈簧的工作壓力P應(yīng)不超過1000N.
周置壓緊彈簧的外徑通常限制在27-30mm之間.這樣,便于把同樣的壓簧裝在不同尺寸的離合器上.有的離合器廠,有時(shí)還把用的叫多的一些彈簧的工作高度做成相同的尺寸,而用改變鋼絲直徑和工作圈數(shù)的辦法,以獲得彈簧的不同壓緊力,有利于壓簧在不同的離合器上通用.
Z=mm= 8(個(gè))
第三章 離合器常見故障的判斷與排除
離合器故障分析
離合器在使用中，經(jīng)常出現(xiàn)故障主要有離合器打滑、分離不徹底、發(fā)抖、發(fā)闖、異響等。
3．1 離合器打滑
故障現(xiàn)象
1汽車不能起步或起步困難。汽車起步行駛時(shí)，離合器踏板抬到了很高的位置，汽車還不能起步，踏板完全抬起時(shí)方勉強(qiáng)起步。
2汽車行駛中加速時(shí)，車速不能隨發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的提高而增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力不能完全傳給驅(qū)動(dòng)輪，造成行駛無力。
3汽車重載上坡時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力明顯不足，打滑嚴(yán)重時(shí)還會(huì)從離合器內(nèi)發(fā)出燒焦的臭味，出現(xiàn)冒青煙的現(xiàn)象。
4燃油消耗量增加
產(chǎn)生原因
離合器打滑的主要原因是離合器摩擦片摩擦力不足，至使離合器傳遞扭矩變小，嚴(yán)重時(shí)就不能傳遞扭矩。
1離合器踏板沒有自由行程或自由行程過小，使壓盤處于隔離狀態(tài)，不能禁壓離合器摩擦片。
2離合器壓緊彈簧折斷或彈力下降。
3摩擦片沾有油污。
4摩擦表面嚴(yán)重磨損：離合器摩擦片磨損過甚，鉚釘外露時(shí)，摩擦面間將接觸不良而降低摩擦力。
5離合器壓盤和飛輪的摩擦表面，發(fā)生翹曲或磨出溝槽時(shí)，也將引起離合器打滑。
6當(dāng)離合器調(diào)整不當(dāng)。
7離合器與飛輪連接螺栓松動(dòng)。
8駕駛員操作不當(dāng)。
判斷
1啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，拉緊駐車制動(dòng)器，掛上抵速擋，緩抬離合器踏板并徐徐加大油門，若車身不動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)又不熄滅，則說明離合器打滑。
2不啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，掛上抵速擋，拉緊駐車制動(dòng)器，用手柄能搖轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，也說明離合器打滑。
排除方法
1檢查離合器踏板自由行程是否符合要求，如不符合要求應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。
2如果上述離合器打滑的原因均不存在，但離合器還是打滑，則應(yīng)分解離合器，檢查其壓緊彈簧的壓力，若張力稍有減少，可以在彈簧上增加適當(dāng)厚度的墊片；若彈簧過軟或折斷，應(yīng)予更換。
3調(diào)整分離杠桿高度。
4駕駛員應(yīng)正確進(jìn)行駕駛操作，并定期對(duì)離合器進(jìn)行檢查、調(diào)整，防止出現(xiàn)離合器打滑現(xiàn)象。
3．2 離合器分離不徹底
故障現(xiàn)象
1發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，完全踏下離合器踏板，掛擋困難，甚至掛不進(jìn)擋，同時(shí)變速器內(nèi)有齒輪撞擊聲。
2強(qiáng)行掛入擋后，車輛會(huì)在離合器踏板未完全抬起時(shí)前沖，有時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)即刻熄火。
產(chǎn)生原因
離合器分離不徹底的根本原因是不能使離合器踏板踏到底，從動(dòng)盤與飛輪或壓盤之間不能脫離實(shí)際接觸，因而不能完全切斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的傳遞。變速器掛擋或換擋的時(shí)候，踏下離合器踏板后從動(dòng)盤仍能帶動(dòng)變速器第一軸旋轉(zhuǎn)，致使掛擋齒輪不能同步嚙合，于是出現(xiàn)齒輪打齒現(xiàn)象。
造成離合器分離不徹底的結(jié)構(gòu)原因有：
1離合器調(diào)整不當(dāng)。
2壓盤翹曲變形。
3從總盤轂與變速器第一軸花鍵磨損、銹蝕而導(dǎo)致從總盤軸向移動(dòng)不暢，分離時(shí)從動(dòng)盤不容易離開壓盤，因而隨壓盤一起旋轉(zhuǎn)，從動(dòng)盤翹曲變形，鉚釘松動(dòng)。
4離合器壓盤和飛輪工作表面磨損不均。
5壓盤彈簧失效。
6新?lián)Q摩擦片過厚，可造成分離杠桿和分離軸承之間的間隙過大。另外，如離合器篇正反面裝反也會(huì)造成分離不徹底。
判斷與排除
判斷
將變速桿放到空擋，另一人在車下用起子撥動(dòng)離合器從動(dòng)盤，若從動(dòng)盤能輕輕的轉(zhuǎn)動(dòng)，說明離合器能分離，若撥轉(zhuǎn)費(fèi)力或不轉(zhuǎn)動(dòng)，則表明離合器分離不徹底。
排除方法
1應(yīng)首先檢查離合器踏板自由行程是否符合標(biāo)準(zhǔn)。若自由行程過大，可先調(diào)整離合器調(diào)整螺母，使分離叉向前波動(dòng)分離套筒，以縮小分離軸承與分離杠桿內(nèi)段的距離。然后啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，檢查調(diào)整后的情況。若離合器還是不能徹底分離，則說明分離拉桿內(nèi)端面過低或各分離杠桿內(nèi)端面高低不一致，應(yīng)予調(diào)整。若分離杠桿變曲變形、折斷等，應(yīng)予更換新件。
2檢查分離杠桿支架固定螺釘是否松動(dòng)，或支架銷孔磨穿而使銷子脫出，或浮動(dòng)銷脫出。如有此現(xiàn)象應(yīng)予修復(fù)或更換。
3檢查中間壓盤是否裝反，裝復(fù)時(shí)位置必須正確；分離彈簧彈力是否過軟或折斷，若有此缺陷應(yīng)予更換。此外還應(yīng)檢查從動(dòng)盤花鍵是否在第一軸上滑動(dòng)自如。
3．3 離合器發(fā)抖
故障現(xiàn)象
當(dāng)離合器按正常操作平緩結(jié)合時(shí)，汽車不是逐漸而平滑地而是間斷的增加速度，且在慢慢放松離合器踏板，即當(dāng)主動(dòng)部分與從動(dòng)部分剛剛接觸時(shí)，汽車發(fā)出：“咯當(dāng)”的響聲，嚴(yán)重時(shí)車聲隨之出現(xiàn)連續(xù)而有節(jié)奏的振動(dòng)，不能平順起步。
產(chǎn)生原因
離合器發(fā)抖的主要原因是主、從動(dòng)間正壓力分布不均，離合器接合時(shí)正壓力不是逐漸、連續(xù)增加，導(dǎo)致離合器發(fā)抖。
1離合器分離杠桿調(diào)整不當(dāng)，分離杠桿變形，各分離杠桿內(nèi)端高低不一
2離合器壓盤和飛輪工作表現(xiàn)翹曲不平，磨損起槽，不能平穩(wěn)的接合。
3壓盤彈簧不均勻，或久用疲勞，彎曲，彈力減弱，或個(gè)別彈簧折斷，造成離合器壓緊力分布不均。
4摩擦片厚度不均，鉚釘外露，松動(dòng)或表面油污積垢過多。
5從動(dòng)盤上的減振彈簧過軟或折斷，緩沖片破損，扭力失效。
判斷與排除
判斷
發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，掛上抵速擋，緩緩放松離合器踏板起步，若車身抖動(dòng)即為離合器發(fā)抖故障。
排除方法
1檢查離合器踏板自由行程，若不符合規(guī)定應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。
2檢查發(fā)動(dòng)機(jī)的固定螺栓，變速器與飛輪殼固定螺栓，離合器蓋固定螺栓是否松動(dòng)，如松動(dòng)應(yīng)擰緊。
3用腳踏、抬離合器踏板，此時(shí)檢查離合器分離軸承進(jìn)退是否靈活，若發(fā)澀，說明分離軸承與導(dǎo)管間有油污，應(yīng)進(jìn)行清洗。
3．4 離合器發(fā)闖
故障現(xiàn)象
汽車起步時(shí)，即使離合器踏板慢慢抬起，輕踏加速踏門，汽車不能平穩(wěn)起步，而是突然向前竄動(dòng)；倒車起步時(shí)，整車抖動(dòng)更加激烈，向后猛烈地竄動(dòng)。
故障排除
首先應(yīng)檢查離合器踏板的活動(dòng)情況，踏動(dòng)離合器踏板，若踏板放松后不能立即回位，則說明桿系樞軸銹澀，應(yīng)予拆洗潤(rùn)滑。若踏板回位正常但離合器仍然發(fā)闖，拆下離合器殼底蓋，檢查分離套筒在踏板抬起的移動(dòng)情況，如果分離套筒和分離叉不能同時(shí)回位，則表明分離套筒與離合器后軸承蓋頸部配合澀滯，應(yīng)加以潤(rùn)滑。
3．5 離合器異響
故障現(xiàn)象
在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，變速 器置于空擋，拉緊駐車制動(dòng)器的情況下，若在踩下離合器踏板的過程中或?qū)⑻ぐ宀鹊降谆蚍潘呻x合器踏板時(shí)，有連續(xù)或間斷的不正常響聲，則為離合器異響故障。
判斷與排除
離合器異響的判斷要區(qū)別不同時(shí)機(jī)的異響聲音，有的是踏下離合器踏板時(shí)發(fā)響，有的是踏下后響聲消失，還有的是起步接合時(shí)的響聲。
3．6 離合器踏板自由行程忽高忽低
故障現(xiàn)象
1離合器踏板自由變化無常。經(jīng)過檢查后和調(diào)整后，離合器仍不能長(zhǎng)時(shí)間維持正常工作。
2起步困難，當(dāng)勉強(qiáng)起步時(shí)偶爾能聞到一股焦臭味。在汽車運(yùn)行當(dāng)中變速器換擋困難，有齒輪沖擊聲響。
判斷與排除
首先應(yīng)檢查離合器踏板支架固定螺栓的緊固情況，若松動(dòng)，可用扳手將其擰緊。曲軸軸向間隙過大往往是駕駛員違規(guī)駕駛造成的。為避免駕駛曲軸止片的磨損，禁止下坡脫擋熄火滑行再?gòu)?qiáng)制掛入擋位，用松抬離合器踏板啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以及脫擋行駛等不良操作行為。
第四章 離合器的正確使用與維護(hù)
4．1 離合器的正確使用
1汽車起步和換擋時(shí)力求結(jié)合平穩(wěn)，不能猛抬離合器踏板。否則，在沖擊負(fù)荷下，將會(huì)損壞壓盤、摩擦片及傳動(dòng)部分。
2離合器分離時(shí)力求迅速?gòu)氐?，減小主、從動(dòng)部分的滑磨；防止變換器換擋時(shí)的齒輪沖擊，以保護(hù)齒輪牙齒及同步器。
3在緊急制動(dòng)時(shí)或接近停車前應(yīng)同時(shí)踩下離合器，以減輕沖擊。
4嚴(yán)禁上坡脫擋行駛，嚴(yán)禁下坡時(shí)踩下離合器踏板，掛空擋滑行然后在掛擋猛抬離合器踏板、強(qiáng)迫發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)的不正確操作方法。
5當(dāng)汽車在松軟路面上、泥濘路段和冰雪路面驅(qū)動(dòng)車輪打滑時(shí)，嚴(yán)禁使用猛加油門，猛抬離合器踏板的方法來通過其路段。
4．2離合器的維護(hù)
離合器應(yīng)及時(shí)潤(rùn)滑、檢查、緊定與調(diào)整
1潤(rùn)滑
在離合器的配合運(yùn)動(dòng)副中，大部分都是采用的滑脂潤(rùn)滑，應(yīng)該及時(shí)地給與潤(rùn)滑，以減少不必要的磨損，尤其是分離軸承，承受的載荷大，轉(zhuǎn)速高，極易磨損與損壞，應(yīng)及時(shí)潤(rùn)滑，一般在汽車每行駛4000~5000km時(shí)潤(rùn)滑一次。離合器踏板軸與支架之間，應(yīng)每隔6000~8000km潤(rùn)滑一次。
2離合器的檢查、緊定與調(diào)整
離合器的檢查、緊定與調(diào)整，是離合器在使用與保養(yǎng)中必不可少的內(nèi)容。只有經(jīng)常檢查、調(diào)整才能發(fā)現(xiàn)問題。以達(dá)到正常使用的目的，做到防患于未然。、
如在使用保養(yǎng)中，離合器打滑，懷疑是摩擦面上有油時(shí)，應(yīng)拆開飛輪殼上的檢視孔蓋，檢查離合器是否沾油。如有油應(yīng)予清洗并查明來源予以排除；出車前檢查離合器踏板自由行程，當(dāng)發(fā)現(xiàn)自由行程已經(jīng)消失或很小時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整。一般情況下，每當(dāng)汽車行駛6000~8000km后，應(yīng)定期對(duì)離合器踏板進(jìn)行檢查、調(diào)整一次。
離合器蓋固定螺栓如有松動(dòng)、會(huì)引起離合器打滑，影響汽車正常行駛，因此，當(dāng)行駛一定里程后，應(yīng)對(duì)離合器蓋固定螺栓進(jìn)行檢查。
參考文獻(xiàn)
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[9] 趙健 《電控機(jī)械式自動(dòng)變速器中電控系統(tǒng)的研究》 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)2001
[10] 張自華 《汽車離合器的結(jié)構(gòu)與維修》 北京 國(guó)防工業(yè)出版社 1998
結(jié) 論
我國(guó)汽車離合器制造起源于30年代，當(dāng)時(shí)在僅有的幾家小作坊式汽車修配廠里制造離合器零件。上世紀(jì)50年代中期開始，一汽、南汽、上汽、“二汽”等相繼成立，離合器在其內(nèi)部的專業(yè)化生產(chǎn)工段、車間或工廠也開始批量生產(chǎn)，從此有了真正意義上的離合器制造。上世紀(jì)70年代，我國(guó)離合器研究、教育、設(shè)計(jì)、制造隊(duì)伍也初步形成。此后由于汽車產(chǎn)量和保有量的逐年增加，各地有建立了一批離合器專業(yè)制造廠，逐漸形成了行業(yè)的雛形并具規(guī)模。
早期的單片干式離合器有與錐形離合器相類似的問題,即離合器接合時(shí)不夠平穩(wěn).但是,由于單片干式離合器結(jié)構(gòu)緊湊,散熱良好,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,所以以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車經(jīng)常采用它,尤其是成功的開發(fā)了價(jià)格便宜的沖壓件離合器蓋以后更是如此.
多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)上的改進(jìn)使人們逐漸趨向于首選單片干式摩擦力離合器,因?yàn)樗哂袕膭?dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,散熱性好,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,調(diào)整方便,尺寸緊湊,分離徹底等優(yōu)點(diǎn),而且由于在結(jié)構(gòu)上采取一定措施,已能做到接合平順,因此現(xiàn)在廣泛用于大,中,小各類車型中.
如今單片干式摩擦離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面相當(dāng)完善.采用具有軸向彈性的從動(dòng)盤,提高了離合器的接合平順性.離合器從動(dòng)盤總成中裝有扭矩減震器,防止了傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振,減少了傳動(dòng)系噪聲和動(dòng)載荷.
致 謝
非常感謝周琦老師在此次說明書撰寫過程中給了我耐心的指導(dǎo)和幫助，使我的知識(shí)更進(jìn)一步，周老師在設(shè)計(jì)過程不斷給予鼓勵(lì)，使我能成功的完成實(shí)習(xí)任務(wù)，能夠順利的完成設(shè)計(jì)說明書。感謝老師無私的幫助！在編寫說明書過程中，周琦老師提出了不少修改意見，同時(shí)我參考了大量的資料，如徐石安的《汽車離合器》等書，在此一并表示衷心的感謝。由于水平，編寫時(shí)間有限，說明書中不妥之處在所難免，殷切希望各位批評(píng)指正。
18
目 錄
摘要 …………………………………………………………I
引言 …………………………………………………………II
第一章 汽車離合器 ………………………………………1
1．1 概述 …………………………………………………………1
1．2 汽車離合器的基本作用 ……………………………………1
1．3 離合器的分類與基本要求 …………………………………2
第二章 離合器零件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計(jì)計(jì)算 ……………4
2．1 從動(dòng)盤總成 …………………………………………………4
2．1．1 從動(dòng)盤總成設(shè)計(jì)……………………………………4
2．1．2 從動(dòng)盤結(jié)構(gòu)與組成…………………………………4
2．1．3 從動(dòng)盤摩擦材料……………………………………5
2．2 壓盤與離合器蓋 …………………………………………6
2．2．1 壓盤設(shè)計(jì)……………………………………………6
2．2．2 離合器蓋設(shè)計(jì)………………………………………6
2．3 離合器的分離裝置 …………………………………………6
2．3．1分離桿結(jié)構(gòu)型式的選擇………………………………6
2．3．2分離桿的設(shè)計(jì)…………………………………………6
2．3．3 分離桿的材料與熱處理………………………………8
2．4 彈簧的設(shè)計(jì) …………………………………………………8
第三章 離合器常見故障的判斷與排除 …………………9
3．1 離合器打滑……………………………………………………9
3．2 離合器分離不徹底…………………………………………10
3．3 離合器發(fā)抖…………………………………………………11
3．4 離合器發(fā)闖…………………………………………………12
3．5 離合器異響…………………………………………………12
3．6 離合器踏板自由行程忽高忽低……………………………12
第四章 離合器的正確使用與維護(hù)………………………14
4．1 離合器的正確使用…………………………………………14
4．2離合器的維護(hù)…………………………………………………14
參考文獻(xiàn)…………………………………………………15
結(jié)論………………………………………………………16
致謝………………………………………………………17
Abstract
This article from analyzes the automobile developmentcondition beginning, will narrate the automobile clutch developmentand the future tends to, pointed out the coupling product will besupposed to have function and to product design basic request. This article strength introduction coupling and its the control systemstructure knowledge, the design theory and the method, and thecoupling fault analysis with removes and so on. Mainly introduces thecoupling the structural style, the operational factor, the structureshaping and so on. Mainly elaborated the coupling (EQ153) the design, presses the plate the design design,disengaging lever and so on design.
Key word: presses the plate disengaging lever
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