离合器设计 离合器基本结构选择

（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。
（五）操纵机构的选择 机械式、液压式
拉杆 分离叉
踏板
机械式
液压式操纵机构 结构原理图：
推杆 踏板
储液室
分离杠杆
主缸
分离轴承 推杆
工作缸
离合器摩擦力
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。
（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。
Tcmax
第一阶段：0～t1，
Mφ：0～Tφ
Mφ＜Mn，车不动，n＝0
相对转速 h＝e－n＝e
离合器在机械起步时的接合过程
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。
（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。
（三）组成 主动部分（发动机飞轮、离合器盖和压盘）
从动部分（从动盘）
压紧机构（压紧弹簧）
操纵机构（分离叉、分离轴承、离合器踏板及传动部件）
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。 操纵机构是使离合器主、从动部分分离的装置。
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。
分离叉
（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。
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。
第2章 离合器设计 §2-1离合器的基本结构选择
一、概述
（一）功能 切断和实现对传动系的动力传递
（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。
从动盘由从动盘本体，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。
从动盘毂
减振器盘
飞轮
从动盘本体
摩擦片
压盘
（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
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
Mm
发动机发出的转矩
M 和外界阻力矩 e
；
M 均保持常数为 n
。 MeH
主离合器接合过程的力学模型
M Mmm
Me Mn
Jee Jnn
J —换算到离合器主动盘上的发动机转动惯量（ e
J —换算到离合器从动盘上的机械转动惯量（ n
e —主动盘的角减速度（
三、离合器的结构选择
汽车离合器多采用盘形摩擦离合器。 （一）分类
1、按其从动 盘的数目
单片 双片 多片
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
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）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 eH700N•m
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。
（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。
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。
rad/ s2）；
—从动盘的角加速度（ n
rad/ s2）。
kg m2 ）；
kg m2 ）；
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的转动惯量。根据动能相等的原理进行
换算，
而
可得：
❖ 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。
二、离合器的接合过程
（一）工作原理
式中
——n整机质rv量k （ikkigo）i ；
—— 车轮动力半径或2驱动链轮节圆半径（m）；2
J M r J m r ——传动n 系总传动2比d。
ak
n
222
i i i i
ko fJnn2 mav22来自2Mrd
i
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Mφ：0