張洪艷 杜建國(guó)

摘 要：離合器是連接發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱的重要部件，駕駛員可根據(jù)駕駛需求，踩踏或松開離合器踏板，使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱緩慢結(jié)合或分離，能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)起車或停車。

關(guān)鍵詞：離合器；摩擦片；離合器總成選型

中圖分類號(hào)：U463.211 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）19-0058-02

1 離合器總成的作用

在以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中，離合器一般布置在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間，用來(lái)切斷和結(jié)合動(dòng)力的傳遞，其主要作用是：在起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順地結(jié)合，使汽車能平穩(wěn)起步；在換擋時(shí)，將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系迅速?gòu)氐追蛛x，減少變速器中齒輪間的沖擊，以便換擋；在工作過(guò)程中，受到過(guò)大載荷時(shí)，通過(guò)離合器扭振作用保護(hù)傳動(dòng)系，防止零部件因過(guò)載而損壞。

2 離合器總成分類

離合器的種類很多，分類方式各不相同，以下為通常的幾種分類方式：

（1）按摩擦片（從動(dòng)盤）的數(shù)目，可分為單片式和雙片式（多片式）；（2）按壓緊彈簧安裝位置，可分為周布彈簧離合器和中央彈簧離合器；（3）按壓緊彈簧的形式，可分為螺旋彈簧離合器和膜片彈簧離合器；（4）按離合器分離方式，可分為推式離合器和拉式離合器。

3 離合器總成選型

離合器是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞的關(guān)鍵部件，其匹配選型合理與否直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出和性能的有效發(fā)揮，更會(huì)影響到整車的操控和駕駛安全。離合器總成選型確定主要考慮的因素有：（1）汽車的用途；（2）發(fā)動(dòng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)；（3）離合器的質(zhì)量要求；（4）裝配維修的便利性以及匹配空間；（5）配套價(jià)格等。

主機(jī)廠根據(jù)自身各方面因素選定離合器類型后，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩及整車工作負(fù)荷情況，確定離合器的規(guī)格尺寸，通常情況下，單片推式膜片彈簧離合器規(guī)格尺寸可參照表1進(jìn)行初步確定：

4 離合器總成匹配間隙控制

為了保證離合器系統(tǒng)正常工作，需要保證離合器壓盤帶蓋總成與從動(dòng)盤、離合器殼、飛輪之間的間隙滿足要求，主要要求如下：

（1）離合器壓盤帶蓋總成（前/后端外圓）與離合器殼間隙要求≥3mm；（2）在分離全過(guò)程，離合器壓盤帶蓋總成（分離指）與從動(dòng)盤總成（花鍵套）間隙≥2mm；（3）離合器從動(dòng)盤總成上的摩擦片與飛輪貼合時(shí)，其余所有不接觸部分間隙≥2mm；（4）離合器壓盤帶蓋總成（分離指）磨損后的后退量需小于分離軸承的最大后退量。

5 離合器總成安裝要求

為了保證離合器總成正常分離和結(jié)合，安裝匹配需要滿足如下要求：

（1）從動(dòng)盤花鍵套與變速器一軸軸承花鍵需滿足過(guò)盈配合，一軸軸承花鍵長(zhǎng)度需要滿足從動(dòng)盤工作行程范圍，需考慮從動(dòng)盤磨損后的工作行程；（2）離合器壓盤帶蓋總成分離指與分離軸承配合，一般要求常貼合狀態(tài)，分離指直徑與分離軸承直徑相同，如分離指為平面，要求分離軸承為曲面接觸，如分離指為曲面，要求分離軸承為平面接觸，分離指高度需與分離軸承位置匹配，分離軸承前進(jìn)量需滿足壓盤分離行程+富裕行程，分離軸承后退量需滿足壓盤磨損后的最大后退量。

6 離合器總成選型計(jì)算

（1）確定離合器儲(chǔ)備系數(shù)β。

設(shè)計(jì)匹配離合器時(shí)，應(yīng)首先確定離合器的儲(chǔ)備系數(shù)β，原則如下：

——摩擦片在規(guī)定的磨損范圍內(nèi)使用時(shí)，離合器能確保傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩；

——防止離合器本身滑磨過(guò)大：防止傳動(dòng)系過(guò)載。同時(shí)考慮發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率的大小、汽車使用條件的好壞，若發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率大，使用條件較好，β可選小些；

——柴油機(jī)因工作粗暴且轉(zhuǎn)矩不平穩(wěn)，β可比汽油機(jī)選大些；

——β過(guò)大，操縱較沉、傳動(dòng)系過(guò)載；

——β過(guò)小，易滑磨。

常見各類車型離合器儲(chǔ)備系數(shù)見表2。

（2）確定離合器扭矩容量。

根據(jù)已經(jīng)確定的扭矩儲(chǔ)備系數(shù)，計(jì)算出離合器的扭矩容量Tc=β×N，式中：

Tc——離合器扭矩容量；N——發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩（N·m）；β——離合器儲(chǔ)備系數(shù)（MPV類型的車根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查取≥1.4）。

由此可見，離合器的扭矩容量由摩擦片的尺寸及摩擦系數(shù)、壓盤壓緊力、摩擦副數(shù)決定的。適當(dāng)調(diào)整以上參數(shù)使離合器滿足整車要求。如若調(diào)整離合器的扭矩容量，主要方法如下：1）根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪和變速箱離合器殼體的尺寸確定所需離合器的規(guī)格；2）增加或減小壓盤壓緊力調(diào)整離合器扭矩容量，同時(shí)注意分離力的變化；3）根據(jù)情況選擇并指定面片的廠家、型號(hào)、摩擦系數(shù)。

（3）單位壓力。單位壓力為離合器壓緊力與離合器從動(dòng)盤摩擦總面積的比值F0=F/S，單位壓力推薦取值范圍：0.18 ～0.3N/mm2，單位壓力過(guò)低或過(guò)高都說(shuō)明所選離合器規(guī)格不合適，應(yīng)重新確認(rèn)離合器規(guī)格。

（4）單位面積發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率。

單位面積發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率是發(fā)動(dòng)機(jī)功率與離合器從動(dòng)盤摩擦總面積的比值P0=P/Z/S。

式中：P0——單位面積發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率；P——發(fā)動(dòng)機(jī)功率（kW）；Z——摩擦副數(shù)，單片離合器為2；S——離合器從動(dòng)盤摩擦總面積（mm2）。

單位面積發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率推薦取值范圍：<0.228kW/cm2 （max），單位面積發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率超過(guò)取值范圍，說(shuō)明選取的離合器規(guī)格過(guò)小，不適合匹配此發(fā)動(dòng)機(jī)，應(yīng)選用大規(guī)格的離合器。

（5）單位面積滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩M0。

單位面積滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩M0=β*N/（Z*S），式中：

M0——單位面積滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩；β——離合器儲(chǔ)備系數(shù)；N——發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩（N·m）；Z——摩擦副數(shù)，單片離合器為2；S——離合器從動(dòng)盤摩擦總面積（mm2）。

單位面積滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩推薦取值范圍：>0.28N·m/cm2（min）。單位面積滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩過(guò)小，說(shuō)明所選取的離合器規(guī)格偏大，應(yīng)選用小規(guī)格離合器。

（6）單位滑摩功J0（J/cm2）

單位滑摩功為滑摩功與摩擦片總面積的比值J0=J/Z/S，式中：

J0——單位滑摩功（J/cm2）；J——滑摩功（J）；Z——摩擦副數(shù)，單片離合器為2；S——離合器從動(dòng)盤摩擦總面積（mm2）。

單位滑摩功推薦取值一般為≤13J/cm2。（不同廠家選用的摩擦片材料不同，此項(xiàng)要求限值也有所不同）。影響單位滑摩功的因素比較多，需要對(duì)整車傳動(dòng)系統(tǒng)和離合器本身參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，才能使離合器滿足要求。如果單位滑摩功過(guò)大，將嚴(yán)重影響離合器的使用壽命。

此外，還需要離合器供應(yīng)商提供匹配計(jì)算報(bào)告，報(bào)告中應(yīng)該包括儲(chǔ)備系數(shù)、滑摩功、起步溫升、使用壽命、扭振分析等評(píng)估。

7 離合器總成設(shè)計(jì)開發(fā)交付物

經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)和匹配，離合器總成的設(shè)計(jì)基本完成，表3是離合器總成設(shè)計(jì)開發(fā)交付物。

8 離合器總成DVP驗(yàn)證

離合器總成設(shè)計(jì)匹配完成后，需要進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，DVP驗(yàn)證按表4進(jìn)行。

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