离合器设计 §2-1离合器的基本结构选择

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（二）从动盘数的选择
单片离合器结构 简单，尺寸紧凑， 散热良好，维修 调整方便，从动 部分转动惯量小， 在使用时能保证 分离彻底、接合 平顺。
M eH 700N m
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双片离合器传递 转矩的能力较大， 径向尺寸较小，踏 板力较小，接合较 为平顺。但中间压 盘通风散热不良， 分离也不够彻底。 多片离合器主要用于行星齿轮变速器换挡机构 中。它具有接合平顺柔和、摩擦表面温度较低、磨 损较小，使用寿命长等优点，主要应用于重型牵引 车和自卸车上。
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4、碟形弹簧离合器


碟形弹簧具有较理想的非线性特性； 结构简单，轴向尺寸小，零件数目 少，质量小； 高速旋转时，压紧力降低很少，性 能较稳定； 压力分布均匀，摩擦片磨损均匀； 易于实现良好的通风散热，使用寿 命长； 平衡性好； 有利于大批量生产，降低制造成本。
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（五）操纵机构的选择 机械式、液压式
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拉杆 分离叉 踏板
机械式
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液压式操纵机构
储液室
分离杠杆
结构原理图：
主缸
分离轴承 推杆 踏板
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推杆
工作缸
分离叉
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（六）压紧弹簧和布置形式的选择
1、周置弹簧离合器的压 紧弹簧采用圆柱螺旋弹 簧，其特点是结构简单、 制造容易，因此应用较 为广泛。当发动机最大 转速很高时，周置弹簧 由于受离心力作用而向 外弯曲，使离合器传递 转矩能力随之降低。
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2、干式离合器：其结构简单，摩擦表面的摩擦系数 较湿式高3~4倍，则传递相同的转矩时，干式压紧力 小，操纵省力。故在工程机械上广泛被采用。散热 差，磨损大。
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（四）压紧机构型式的选择 杠杆压紧机构――常开式离合器，常用于履带 式工程机械，特别是对于经常停车，起步，倒车 的推土机尤为适宜。 弹簧压紧机构――常闭式离合器。
2 ）。 rad / s —从动盘的角加速度（
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计算Je时可按下式计算： Je=1.2Jf 式中：Jf ——发动机飞轮的转动惯量（kgm2）。 计算Jn时，仅把Jn看成是机械平移质量换算到离合器从动轴上
2 2 J m v 的转动惯量。根据动能相等的原理进行换算， n n a 2 2 v 而 n i k io i rk 2 2 m r M r a k 可得： J d J n n 2 2 2 ik2 io if i
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避免传动系产生扭转共振，具有吸收振动、缓和 冲击的能力。
操纵轻便、准确。
作用在从动盘上的压力和摩擦材料的摩擦因数在 使用过程中变化要尽可能小，保证有稳定的工作 性能。 应有足够的强度和良好的动平衡。
结构应简单、紧凑，制造工艺性好，维修、调整 方便等。
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操纵机构是使离合器主、从动部分分离的装置。
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从动部分是由单片、双片或多片从动盘所组成，它将 主动部分通过摩擦传来的动力传给变速器的输入轴。 从动盘由从动盘 从动盘毂 减振器盘 本体，摩擦片和 从动盘毂三个基 本部分组成。为 了避免转动方向 的共振，缓和传 动系受到的冲 击载荷，大多数 汽车都在离合器 的从动盘上附装 有扭转减震器。 压盘 从动盘本体 摩擦片 飞轮
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碟形弹簧的制造工 艺较复杂，对材质 和尺寸精度要求高。 近年来，碟形弹簧 离合器不仅在轿车 上被大量采用，而 且在轻、中、重型 货车以及客车上也 被广泛采用。
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第2 章
离合器设计
§2-1离合器的基本结构选择
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一、概述
（一）功能 切断和实现对传动系的动力传递
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（二）作用
1、车辆起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保 车辆平稳起步； 2、在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中 换挡齿轮之间的冲击；
3、限制传动系所承受的最大转矩，防止传动系各零
件因过载而损坏；
4、有效地降低传动系中的振动和噪声。
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（三）组成 主动部分（发动机飞轮、离合器盖和压盘）
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从动部分（从动盘）
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压紧机构（压紧弹簧）
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操纵机构（分离叉、分离轴承、离合器踏板及传动 部件）
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主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于接合 状态并能传递动力的基本结构。
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（三）摩擦片工作条件的选择 1、湿式离合器：离合器的工作可靠性和使用寿命高， 使用寿命可达干式离合器的5~6倍。所以湿式离合器 适用于恶劣的工况(频繁的结合，重负荷下的起步等) 下使用。湿式摩擦表面的摩擦系数较小，但可大大 提高许用比压，可通过增加压紧力使摩擦片尺寸减 小，故在铲土运输机械上应用较多。结构复杂。



离合器在机械起步时的接合过程
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第二阶段：t1～t2，Mφ＞Mn，e ，n ， 相对转速：h＝e－n 第三阶段：t2： e＝n＝， 相对转速：h＝0，接合后，变为静摩擦 。
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（三）分离过程 踩下踏板 分离 叉顶压分离轴承前 移 压向分离杠 杆内端 分离杠 杆内端向前外端向 后运动 拉动压 盘克服压紧弹簧弹 力向后移动 解 除飞轮、从动盘、 压盘三者之间的压 紧状态 中断动 力传递 。
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2、中央弹簧离 合器的压紧弹簧， 布置在离合器的 中心。可选较大 的杠杆比，有利 于减小踏板力。 通过调整垫片或 螺纹容易实现对 压紧力的调整， 多用于重型汽车 上。
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3、斜置弹簧离合 器的显著优点是摩 擦片磨损或分离离 合器时，压盘所受 的压紧力几乎保持 不变。具有工作性 能稳定、踏板力较 小的突出优点。此 结构在重型汽车上 已有采用。
（二）接合过程 当离合器安装在 发动机上，压紧弹 簧进一步受压缩， 此时踏板处于最高 位置，飞轮、从动 盘、压盘三者之间 处于压紧状态。此 时分离轴承与分离 杠杆之间应有个间 隙，保证离合器处 于接合状态。
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假设：在滑磨接合过程中，离合器摩擦转矩始终都等 于最大值 M m ； 发动机发出的转矩 M e 和外界阻力矩 M n 均保持常数为 M eH
。



主离合器接合过程的力学模型
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M m M e J e e M m M n J n n
J e —换算到离合器主动盘上的发动机转动惯量（kg m2 ）；
J n —换算到离合器从动盘上的机械转动惯量（ kg m2 ）；
e n
2 rad / s ）； —主动盘的角减速度（
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（四）离合器设计的基本要求 在任何行驶条件下，能可靠地传递发动机的最大 转矩，且具有一定的能力储备 。 接合时平顺柔和，保证车辆起步时没有抖动和冲 击。
分离时要迅速、彻底。
从动部分转动惯量小，减轻换挡时变速器齿轮间 的冲击。 有良好的吸热能力和通风散热效果，保证离合器 的使用寿命
式中
rd
M ——整机质量（kg）；
—— 车轮动力半径或驱动链轮节圆半径（m）；
——传动系总传动比。
i
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Mn：由滚阻和上坡阻力引起 Mφ：可变，随Ｐ的增大而 增大， Ｐ：0 Ｐmax， 则 M φ： 0 Tcmax 第一阶段：0～t1， M φ： 0 ～ T φ Mφ＜Mn，车不动，n＝0 相对转速 h＝e－n＝e
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三、离合器的结构选择
汽车离合器多采用盘形摩擦离合器片 多片
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2、根据压紧弹 簧布置形式
周布弹簧离合器 中央弹簧离合器 斜向弹簧离合器
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3、根据使用的 压紧弹簧形式
圆柱螺旋弹簧 圆锥螺旋弹簧 蝶形弹簧离合器
二、离合器的接合过程
（一）工作原理
摩擦式 正压力――差速――摩擦力――Tc――从动 主从件具有相对转速，压紧力作用下，主从件 之间产生摩擦力，对回转中心产生的力矩使主从件转 速发生变化，转速高的转速下降，转速低的转速上升， 当主从件转速相同时，接合完毕。
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离合器摩擦力
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