汽車離合器設計思考

朱佰強

摘 要：汽車從啟動開始，并且在行駛過程中，離合器的作用就在于慢慢接合變速器和發動機，讓汽車可穩定起步。為減少換擋的沖擊，可以切斷發動機和變速器間的聯系。離合器與開關的作用相似，因此起到的作用是斷離、接合動力傳遞。無論是哪種汽車，均有形式不同的離合器。汽車離合器的設計非常重要。該文重點探究汽車離合器設計要點，進而提出一種新型離合器設計方法，旨在保證汽車離合器的設計質量和性能。

關鍵詞：汽車離合器；設計要點；參數選擇

中圖分類號：U463 文獻標志碼：A

0 引言

離合器的主要功能是切斷及接合發動機與傳動系統，保證汽車起步的穩定性。在汽車需要換擋時，發動機和傳動相分離，降低了變速器在換擋中齒輪的沖擊強度。在汽車運行中如果遇到了較大的動力荷載時，離合可以限制傳動系所承受的最大力矩，避免部分零部件承載過大出現損壞問題。同時，離合器還能夠降低傳動系噪聲與振動系數。這就需要做好離合設計工作，掌握離合設計要點，充分保證離合器的應用質量以及汽車行駛安全。

1 汽車離合器設計要點

1.1 摩擦片設計

摩擦離合器需要憑借主動、從動摩擦表面傳動力矩，從而實現功能。離合器靜摩擦力矩Tc為：

Tc=fFZRc

其中，f代表表面靜摩擦因素，通常取值范圍在0.25～0.30；F代表壓盤施加在摩擦面上的壓力；Rc表示摩擦片的摩擦半徑；Z表示摩擦面數，通常單片離合器為2、多片離合器為4。結合離合器基本參數來看，其主要參數包括性能參數B和Po；尺寸參數D和d；摩擦片厚度b、結構參數摩擦面數Z、離合間隙。

1.2 后備系數B選擇

后備系數作為離合器設計中十分重要的參數指標，決定了離合器傳遞發動機最大轉矩的可靠性。在設計中，B不可過小，也不可過大。如果發動機后備功率大、使用條件好，則可以適當降低B；如果運行條件差、拖帶掛車，則要適當增加B。膜片彈簧離合器由于在摩擦之后壓力更加穩定，因此B的選值要微低于螺旋彈簧離合器。為了能夠保證傳遞發動機轉矩的可靠性，Tc設計過程中需要保證其系數大于發動機最大轉矩，即

Tc=BTe

其中，B表示離合器后備系數，并且系數必須要>1；Te代表發動機最大扭矩。

1.3 摩擦片外徑D、內徑d、厚度b

2 離合器其他主要部件的結構設計

2.1 從動盤轂的設計

2.2 從動盤的設計

從動盤是離合器的重要組成零件，設計從動盤時應減小其質量，使質量能均勻地分布于旋轉中心，減小從動盤轉動慣量。離合器從動盤在轉動過程中會產生慣性力，在變速器換擋時會產生齒輪沖擊或者加速變速器的同步器裝置磨損。慣性力的大小與從動盤的轉動慣量成正比，為了減小轉動慣量以減小變速器齒輪間的沖擊，從動盤一般都做得很薄，通常用1 mm～3 mm厚的鋼板沖壓而成，有時為了使質量更加均勻地分布于旋轉中心，減小從動盤的轉動慣量，將從動盤的外緣磨削至0.6 mm～1 mm。

從動盤在轉動過程中，應保證具有軸向彈性，使離合器能夠平順啟動，保證齒輪結合面的壓力分布均勻，減小齒輪間的相互摩擦，增加使用壽命。從動盤還應安裝扭轉減震器，避免在轉動過程中產生傳動系共振，減緩離合器的沖擊。

常見的從動盤主要分為3種結構形式：整體式彈性從動盤其優點是生產效率高，但難以保證每個摩擦片剛度的一致性；分體式彈性從動盤可以保證摩擦片剛度的一致性，但對制造工藝要求較高，制造成本較高，在小轎車中應用較多；組合式彈性從動盤通常應用在越野車上，是靠壓盤一側的從動片上鉚接彈簧片，靠近飛輪一側的無彈簧片，為保證從動盤的彈性作用，彈簧片的壓縮行程不應小于0.6 mm。

2.3 離合器蓋的設計

離合器蓋通常與飛輪固定，是離合器壓緊彈簧和分離杠桿的支撐殼體，通過它傳遞發動機輸出扭矩。離合器蓋結構設計中應注意以下問題。離合器蓋應具有足夠的剛度。離合器分離杠桿支撐在離合器蓋上，如果離合器蓋的剛度不夠，會使離合器蓋產生較大變形，降低離合器傳動機構的轉動效率，增大分離行程，減小壓盤升程，引起摩擦片的磨損，還會造成變速器換擋困難，嚴重時會導致摩擦面不能分離。離合器蓋與飛輪保持良好的對中。離合器蓋中包括分離杠桿、壓緊彈簧、壓盤等重要零件，因此要保證與飛輪良好的對中，否則會影響離合器總成的平衡和正常轉動。離合器蓋的對中主要用定位銷、定位螺栓、止口對中，止口對中應注意離合器蓋內徑應大于離合器摩擦片外徑。離合器蓋的通風散熱。為防止摩擦表面溫度過高，增大離合器的冷卻，離合器蓋必須開具通風窗口，或在蓋上增設通風風扇，有時還可以在蓋上設置各種形狀的散熱筋以幫助散熱通風。

3 結語

綜上所述，離合器作為汽車重要的組成元器件，為了能夠有效保證離合器質量，需要不斷強化離合器設計工作，掌握設計要求、選擇、參數等要點，在設計中，要確保每個設計環節環環相扣，這樣才能夠確保最終的設計質量，提高離合器的使用性能。

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