關于汽車離合器設計思想分析及具體方法探討

摘要：離合器作為汽車產品中的一個關鍵部件，對汽車性能和駕駛安全性影響巨大。本文正對汽車離合器進行了概述分析，并進一步就其設計思路和方法進行了詳細探討，希望對推動相關的發展進步能夠有所幫助。

關鍵詞：汽車;離合器;設計思想;設計方法

1引言

改革開放以來，我國的經濟社會取得了巨大的發展成就，這促使人們的生活水平和物質條件得到了極大改善，其中一個最顯著的特征就是汽車已不再是社會上只有少部分人才有能力購買和使用的產品，現代汽車已經走進了千家萬戶，成為了人們生活和工作中不可獲取的交通工具之一。但汽車屬于一個復雜的工業化的產品，涉及到的零部件和子系統眾多，任一環節出錯都可能會影響到整車運行。

離合器作為汽車產品中的一個關鍵部件，對汽車性能和駕駛安全性影響巨大，比如在半坡啟動或駕駛速度偏低時，離合器如果接合的不夠順暢，那么極易導致車輛熄火，給汽車使用埋下安全隱患。鑒于此，必須對離合器的質量提升重視，尤其是在初始的設計階段就加強管控。本文正是基于這一出發點，對汽車離合器進行了概述分析，并進一步就其設計思路和方法進行了詳細探討，希望對推動相關的發展進步能夠有所幫助。

2離合器概述分析

對于汽車產品，離合器（如圖1所示）安裝在變速箱與發動機之間的飛輪殼中，一般采用螺釘進行固定，它的輸出軸就是變速箱的輸入軸，主要分為牙嵌式和摩擦式兩種類型。現實中，車輛駕駛員在行駛的過程中，需要根據實際情況和行駛需求，適時地踩下或者松開離合器，從而實現發動機動力向變速箱切斷或傳入。由此可知，離合器是汽車中控制動力傳遞通斷的關鍵部件，能夠按照駕駛員的意圖實現傳動系統的分開與接合。從離合器的功能特性和便于維護的角度出發，離合器的設計應重點關注接合穩定、分離迅速、耐磨性與散熱性良好等特性。

通過以上介紹不難得知，離合器在汽車中的基本作用主要包括確保行駛平穩、換擋順暢和過載保護等。當駕駛員沒有踩下離合控制踏板時，發動機的飛輪端面會和離合器的從動盤互相接合，此時從發動機傳遞出來的動力會經曲軸到達離合器，然后再經離合器的輸出軸將扭矩傳遞給變速箱。反之，在踏板的作用下，離合器的從動盤會和發動機的飛輪端面分離，此時發動機雖然還在轉動，但離合器的從動盤則應分離而不轉，此時動力傳遞即被切斷。

圖1 汽車離合器的組成結構示意

正是因為離合器的存在，促使發動機和車輛傳動系統避免了過剛性連接。否則在出現緊急制動等情況時，因動力傳遞的各個組成傳部件都會存在慣性力矩，由此而產生的負荷最終可能會超出系統的承載極限，進而導致部件損壞，影響車輛的正常行駛功能和安全性。事實上，現代汽車對動力傳遞承載扭矩的把控正是通過合理設計離合器來實現的。

3設計思路解析

離合器作為機械傳動系統的一個重要部件，其設計思路與其他機械產品大致類似，主要包括以下三個環節。

1.概念設計

概念設計是設計的基礎，一般包括需求分析、問題定義、問題描述、目標規定等。概念設計一般是先設計出幾個概念方案，然后從中挑選一個最佳的。概念設計的最大特點就是包含很多不確定因素，需要通過后續的方案設計和詳細設計進行逐步明確，進而形成一個可靠的設計方案。同時，還需要清楚地看到，也正是因為這些不確定性，造成概念設計有很多種可能性，潛在孕育著創造性成果。汽車離合器的概念設計主要包括對離合器的功能進行分析描述，并在此基礎上初步確定離合器的工作原理和大致結構。

2.方案設計

如果說概念設計只是形成了一個方案框架，那么方案設計就是對這個框架進行填充完善，使之成為一個可行方案。汽車離合器的方案設計主要包括確定離合器的結構和相關運行參數，并利用計算機輔助技術對其進行建模和仿真優化，使離合器的設計方案逐漸明確化。

3.詳細設計

詳細設計就是對設計方案進行細致完善，增強設計方案的可行性與合理性，并將實際需求反映到產品的結構和功能特性上。對于汽車離合器，詳細設計包括對上述形成的方案進行模型的最終構建、確定離合器組成零件的加工工藝和自身的裝配工藝等，并將駕駛員行駛中的需求映射到離合器的特性上。

4設計方法探討

1.客戶需求驅動

離合器設計要以滿足客戶需求為第一要義。現實中，大量產品之所以最終不被市場認可接收，一個最主要的原因就是沒有很好地滿足客戶需求。所以，要想保證產品能夠順利進入市場，就必須抓住客戶需求，并在此基礎上找準技術與市場需求間的結合點，順勢而為的設計開發出相應的離合器產品。當然，一個優秀的產品除了需要滿足客戶需求這一基本條件外，還必須兼顧產品本身的功能特性、工藝性以及安全性和可用性等。所以，在對汽車離合器進行設計時，必須對市場上的客戶需求進行解析，并將解析結果和技術、功能以及品質等要素進行融合，并以此驅動設計思路和方案不斷完善成熟。

2.結構設計優化

離合器設計不合理的一個典型表現就是：低速下啟動離合器易出現熄火問題，這是因為離合器在無車速或低速狀態下，接合過快就容易引發熄火，必須通過結構優化進行改善。

現實中，通過對離合器的觀察分析，要想解決因快速釋放離合踏板而造成的熄火問題，必須保證離合器接合過程的平穩性，使扭矩由小到大進行緩慢傳遞。此時就可以針對接合平穩需求，在離合器擦片接合下設置緩沖裝置。緩沖裝置可以讓離合器摩擦片緩慢接合，進而使發動機動力平穩地傳遞到驅動輪中，同時這也對防止接合頓挫具有積極效果。

3.積極應用有建模仿真技術

離合器是傳遞發動機動力到變速箱的關鍵部件，所以在工作中會承受發動機傳遞過來的扭矩，而這個扭矩則會造成其各個組成零件受到剪應力影響。如果設計不合理，那么就會造成振動噪聲，甚至引發共振問題，對離合器的正常工作性能造成極大影響。針對這一問題，需要在構建離合器3D模型的基礎上，對其振動特性及其動力學傳播規律進行建模仿真。只有借助建模仿真分析工具，對離合器工作中的振動工況進行全面分析，并據此對其材料和結構參數進行優化改善，才能確保最終設計出的產品滿足性能和強度等各方面要求。比如對帶扭轉減振器的摩擦型離合器的結構參數進行優化設計時，可以先構建汽車傳動系統的動力學仿真模型，然后再對從動盤減振器的剛度、阻尼等結構參數對系統振動狀態的影響進行分析，最后依據分析結果和企業實際生產能力建立離合器扭轉減震器的優化模型，進而實現對傳動系統振動工況的有效改善。

參考文獻

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作者簡介：谷亮（1989.8-），男，漢族，籍貫：吉林省白城市，杭州漢騰汽車有限公司，大學本科，研究方向：汽車離合操縱系統設計開發