王永紅

摘要： 隨著全球汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車零部件產(chǎn)業(yè)已然成為經(jīng)濟發(fā)展的重點。而離合器作為車輛的重要組成零件也成為國內(nèi)外零部件企業(yè)生產(chǎn)和研發(fā)的核心產(chǎn)品，承擔著適時傳遞和切斷發(fā)動機扭矩的重任。其作用能夠保證汽車平穩(wěn)起步，保證換擋時的平順，同時也可以防止傳動系統(tǒng)過載。離合器介于發(fā)動機與變速器之間，就像橋梁一樣承前啟后，貫穿著整個動力總成。離合器與整車的匹配是否合理，直接決定著整車起步、換擋性能，以及駕駛舒適性和整車可靠性。

關(guān)鍵詞：離合器；平穩(wěn)起步；動力總成；整車性能

1.離合器的組成

（1）主動部分：飛輪、壓盤、離合器蓋等；

（2）從動部分：從動盤、從動軸（即變速器第一軸）；

（3）壓緊部分：壓緊彈簧；

（4）操縱機構(gòu)：分離杠桿、分離杠桿支承柱、擺動銷、分離套筒、分離軸承、離合器踏板等。

2.離合器的分類

按照從動盤數(shù)目，離合器可以分為單片離合器和雙片離合器。雙片離合器理論上在保證壓緊力一定的情況下，離合器傳遞扭矩能力較單片離合器可以增加1倍，同時分離力可基本保持不變；按照分離軸承型式，可分為拉式離合器和推式離合器。拉式離合器即分離離合器時，分離軸承遠離飛輪方向運動；推式離合器即分離離合器時，分離軸承靠近飛輪方向運動。拉式離合器由于杠桿比較大，相同傳扭情況下分離力較小，但分離軸承需通過連接裝置連接到蓋總成上，安裝和拆卸較推式離合器復(fù)雜一些。

3.離合器分離系統(tǒng)

離合器分離系統(tǒng)一般由離合器踏板、主缸、助力分泵、分離撥叉、油管等零件組成。駕駛員踩下離合器踏板，踏板左移，推桿左移，通過缸、工作缸推動膜片彈簧分離板左移。受此影響膜片彈簧又以固定在離合器蓋上的支承銷為支點使大端向右移動，同時經(jīng)分離板的作用拉壓盤右移。最終達到從動盤與飛輪、壓盤之間各存有一間隙，離合器實現(xiàn)分離，至此離合器分離過程結(jié)束。

4.影響離合器性能關(guān)鍵參數(shù)和因素分析、研究

4.1 從動盤摩擦材料選擇

陶瓷離合器在內(nèi)蒙古霍林河礦區(qū)的運行表現(xiàn)，整車為礦用自卸車，整車車重（GCW）80t 左右。從以上拆解、統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，無論是離合器摩擦片自身，還是壓盤和飛輪，磨損量都很小。減少了離合器摩擦片更換頻率的同時，另據(jù)司機反饋結(jié)合平順性也非常好，與有機片相差無異。

4.2 離合器傳扭后備系數(shù)選擇

離合器傳扭后備系數(shù)即離合器從動盤彈簧并圈時所能傳遞的最大扭矩與離合器標定扭矩（發(fā)動機最大扭矩）的比值。后備系數(shù)對于離合器在工作過程中可靠、安全的傳遞發(fā)動機扭矩至關(guān)重要，當后備系數(shù)不足時，可能會在某些特定工況爬坡等發(fā)生離合器滑摩、燒片現(xiàn)象。但這也不是意味著后備系數(shù)越大越好，過大的后備系數(shù)，一方面會造成材料的浪費和成本的增加，另一方面也會降低結(jié)合過程中的平順性。離合器后備系數(shù)的選擇需考慮具體的車輛應(yīng)用類型和離合器自身的特性，如摩擦片摩擦系數(shù)高溫衰減情況、蓋總成磨損后期壓緊力衰減特性等。大量應(yīng)用實踐表明，對于長途牽引工況一般后背系數(shù)選擇1.35-1.4，而對于一些特殊工況，如礦區(qū)、油井用車，由于路況比較復(fù)雜、沖擊較大，離合器安全系數(shù)選擇一般會大于1.65，甚至?xí)x擇到1.8左右。

4.3 整車起步能力

起步能力，即整車啟動時能夠順利通過的坡度（一般用 % 表示，英文簡寫為 S），其表達公式為：

TC- 離合器結(jié)合扭矩，一般取發(fā)動機在怠速或800RPM 時，離合器結(jié)合過程中所能傳遞的扭矩（單位：Nm）；R- 傳動系總速比（變速器速比 × 分動箱速比 × 驅(qū)動橋速比）；M- 輪胎每英里滾動圈數(shù)；GCW- 車輛總重（單位：Kg）。從以上公式可以看出起步能力與各參數(shù)之間的關(guān)系：離合器結(jié)合扭矩越大（換言之發(fā)動機怠速扭矩越大），傳動系總速比越大，輪胎滾動半徑越小，整車的起步能力就會越好。而由以上公式 GCW 處于分母位置，可見 GCW 越大，整車起步能力會變得越差。

對于起步能力，目前國內(nèi)主機廠沒有明確的規(guī)定要求，但起步能力對于整車性能和離合器使用壽命有著至關(guān)重要的影響，起步能力不足會造成整車無法起步和離合器滑摩，從而降低離合器使用壽命，甚至燒片。針對不同的應(yīng)用工況，對應(yīng)的起步能力也不盡相同，對于牽引車一般要求 S ≥ 12，城市公交 S ≥ 14，自卸車 S ≥ 17等。

4.4 離合器分離系統(tǒng)的合理匹配

基于液壓系統(tǒng)不可壓縮的前提下，離合器理論分離行程：

D=O/[（M+L）/L]*0.25πI2/（0.25πG2）/（A/B）

但考慮到管路膨脹及液壓系統(tǒng)傳遞效率，實際的分離行程D=D*85%。此時分離行程 D 需滿足離合器的允許分離行程范圍，一般情況下，430拉式離合器的分離行程為12-14mm，430推式離合器分離行程為10-12mm。計算得到的分離行程過小，會造成分離不清；過大，會造成離合器膜片彈簧過拉，離合器壽命后期會造成壓緊力衰減、滑摩、燒片等。

N（踏板回位彈簧力）= 回位彈簧力 * 踏板杠桿比；

P（踏板力）=J* 踏板杠桿比 +N+ 液體壓強 * 主缸面積 * 踏板杠桿比，

其中“液體壓強”由整個系統(tǒng)確定。對于中重型商用車，一般推薦的踏板力范圍為120-150N，過大的踏板力會增加司機的勞動負擔和抱怨，離合器分離系統(tǒng)設(shè)計、校核時需重點考慮。

5.結(jié)論

離合器及離合器分離系統(tǒng)種類多樣，各有千秋，匹配選型時應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用車型和工況分類考慮，選擇最為合適的產(chǎn)品，方能體現(xiàn)出離合器在整個動力總成單元中的重要作用。

參考文獻：

[1]陳家瑞.汽車構(gòu)造（第五版）.北京：人民交通出版社，2006.

[2]李文君. 重型汽車離合器及其操縱機構(gòu)設(shè)計與試驗研究[D]. 江蘇大學(xué)，2016.

[3]李光明，劉輝，毛世偉. 離合器性能設(shè)計計算方法的研究[J]. 客車技術(shù)與研究，2010，32（3）：25-26.