BJ1021汽車離合器的液壓操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、目錄 摘要摘要.1 abstract.2 0 0 文獻(xiàn)綜述文獻(xiàn)綜述 .3 1 1 引言引言 .5 1.1 bj1021 汽車所用發(fā)動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格.5 1.2 離合器的主要作用 .5 1.3 汽車離合器設(shè)計(jì)的基本要求 .6 1.4 離合器的工作原理 .6 1.5 離合器的類型 .8 1.6 影響離合器工作的因素分析 .8 2 2 bj1021bj1021 輕型卡車車用周布彈簧離合器的結(jié)構(gòu)及工作原理輕型卡車車用周布彈簧離合器的結(jié)構(gòu)及工作原理 .9 2.1 bj1021 輕型卡車周布彈簧離合器組成.9 2.2 工作原理 .9 3 3 液壓操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算液壓操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算.11 3.1 液

2、壓操縱系統(tǒng)的基本工作過(guò)程 .12 3.2 液壓操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 .13 3.2.1 對(duì)操縱機(jī)構(gòu)的要求.13 3.2.2 操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式選擇.14 3.2.3 踏板力的要求.15 3.2.4 踏板行程的要求.15 3.2.5 結(jié)構(gòu)要求.15 3.2.6 其他要求.16 4 4 離合器工作缸及主缸直徑計(jì)算與分析離合器工作缸及主缸直徑計(jì)算與分析.16 4.1 后備系數(shù)的選擇.17 4.2 單位壓力.17 0 p 4.3 摩擦片外徑 d、內(nèi)徑d和厚度b.17 4.4 壓盤的工作壓力 f 及缸徑的計(jì)算 .18 5 5 離合器踏板力與踏板行程的計(jì)算與分析離合器踏板力與踏板行程的計(jì)算與分析.19 6 6

3、液壓油管選擇注意事項(xiàng)液壓油管選擇注意事項(xiàng).20 6.1 液壓油管的選擇 .20 6.2 離合器液壓操縱管路的布置 .21 6.3 液壓管徑的選擇 .21 7 7 結(jié)論結(jié)論 .21 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).22 致謝致謝.23 bj1021 汽車離合器的液壓操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 杜凱 西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，重慶 400716 摘要摘要：本文通過(guò)對(duì)周布彈簧離合器與膜片彈簧離合器各自優(yōu)缺點(diǎn)及結(jié)構(gòu)和工作原理的對(duì)比， 分析，闡述了bj1021車用離合器改裝設(shè)計(jì)的意義以及改裝設(shè)計(jì)的可行性，并大體上確定了 改裝設(shè)計(jì)的方案以及具體的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程，其中包括：離合器的結(jié)構(gòu)方案分析，離合器基 本參數(shù)和主要尺寸的選擇，膜片彈簧主

4、要參數(shù)的選擇，扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)及離合器改裝設(shè) 計(jì)后與其相配套的液壓操縱系統(tǒng)的改裝設(shè)計(jì)。bj1021采用傳統(tǒng)的周布彈簧離合器，而周置 的螺旋彈簧在高速下，因受離心力作用會(huì)產(chǎn)生橫向撓曲，彈簧嚴(yán)重鼓出，從而降低了對(duì)壓 盤的壓緊力。膜片彈簧離臺(tái)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，接合平順。膜片彈簧本身可同時(shí)起壓緊彈簧和分 離杠桿的作用，且具有良好的彈性特性。因此越來(lái)越多地取代了傳統(tǒng)的周布彈簧離合器。 汽車離合器操縱機(jī)構(gòu)是駕駛員用來(lái)控制離合器分離又使之柔和接合的一套機(jī)構(gòu)。它始于離 合器踏板，終止于離合器殼內(nèi)的分離軸承。而液壓操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，摩擦阻力小，傳動(dòng) 效率高，離合器接合平穩(wěn)，整車容易布置，不易受車駕車身變形的影響。 關(guān)

5、鍵詞：關(guān)鍵詞：液壓操縱 離合器 設(shè)計(jì) bj1021 clutch of hydraulic control system design dukai college of engineering and technology, southwest university, chongqing 400716, china abstract: this paper weeks cloth spring clutch and diaphragm spring clutch their respective advantages and disadvantages, structure and work

6、principle of contrast, analysis, this paper expounds the bj1021 vehicle clutch the significance of modified design and modification design is feasible, and generally determined the modified design scheme and the design of concrete calculation process, including: the clutch structure scheme analysis,

7、 clutch basic parameters and the main size of choice, the choice of the main parameters of the diaphragm spring, shock absorber design and clutch torsion modified after the design their matching hydraulic control system with modification of the design. bj1021 the use of the traditional weeks cloth s

8、pring clutch, and weeks of buy the spiral spring at high speed, by centrifugal force can produce lateral buckling role, spring serious a drum, which reduces the pressure plate to the compaction force. the diaphragm spring is from a simple structure, smooth engagement. diaphragm spring itself can als

9、o up pressure spring and separation of leverage effect, and has good elasticity characteristics. so more and more replaced the traditional weeks cloth spring clutch. clutch operation is used to control the clutch and the driver of a set of institutions soft joints. it began in the clutch and termina

10、ted in the clutch of shell bearings. and hydraulic operation simple structure, friction small resistance, high transmission efficiency, stable clutch engaging, and the easy to decorate, not easy to be chejia body deformation affected. keywords: hydraulic control clutch design 0 文獻(xiàn)綜述 離合器是汽車傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)

11、相聯(lián)系的部件，其作用就是使其主動(dòng) 部分與從動(dòng)部分可在駕駛員操縱下徹底分離，然后再柔和接合。離合器從動(dòng)盤 總成在壓緊彈簧壓力作用下與飛輪的接合緊密程度的不斷增大，即兩者的轉(zhuǎn)速 趨于相等，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)系傳給驅(qū)動(dòng)車輪的驅(qū)動(dòng)力便逐漸增加，直到牽引力足 以克服起步阻力時(shí)，汽車即從靜止開始運(yùn)動(dòng)并逐步加速。 世界上第一輛汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系之間采用皮帶傳動(dòng)，利用張緊輪使皮 帶松弛或張緊來(lái)將動(dòng)力的傳遞中斷或通過(guò)。這就是最早的汽車離合器。1890 年 開始采用圓錐式摩擦離合器 ，但它的從動(dòng)圓錐部分慣性較大，使變速器換檔較 困難。于是后來(lái)又采用多片式摩擦離合器，但它的從動(dòng)部分慣性仍較大而且由 于油的粘性 (濕式)

12、或熱變形 (干式)使分離不徹底，從而也使換檔困難。1910 年由于摩擦材料的改進(jìn)才開始出現(xiàn)干式單片摩擦離合器，又經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)逐步 發(fā)展成為現(xiàn)代汽車離合器。根據(jù)壓緊彈簧型式的不同，先后出現(xiàn)了三代產(chǎn)品， 使汽車離合器的可靠性和舒適性不斷提高而它的重量與價(jià)格卻不斷降低。 第一代產(chǎn)品就是螺旋彈簧離合器。1910 年出現(xiàn)的干式單片離合器中即采用 螺旋彈簧作為壓緊元件，1925 年開始采用石棉基摩擦襯片，至 1930 年結(jié)構(gòu)已 較完善，因此 30 年代以來(lái)已普遍采用，迄今國(guó)產(chǎn)汽車中尚廣泛應(yīng)用。第二代產(chǎn) 品為推式膜片彈簧離合器。在這種結(jié)構(gòu)中，將分離軸承向前推向飛輪時(shí)，才使 離合器分離。最早是美國(guó)通用汽車公司

13、在 1938 年開始采用。它有諸多優(yōu)點(diǎn)，60 年代以來(lái)已在國(guó)外中小型汽車中廣泛應(yīng)用。第三代就是拉式膜片彈簧離合器。 在這種結(jié)構(gòu)中，將分離軸承向后拉離飛輪時(shí)，才使離合器分離。這是 70 年代 后期才出現(xiàn)的新型離合器，并已在大型汽車上開始應(yīng)用。隨著汽車運(yùn)輸業(yè)的發(fā) 展，離合器還要在原有的基礎(chǔ)上不斷提高和改進(jìn)，以適應(yīng)新的使用條件。從國(guó) 外的發(fā)展動(dòng)向來(lái)看，近年來(lái)車輛在性能上向高速發(fā)展,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速不斷 提高，載貨汽車趨于大型化，國(guó)內(nèi)也有類似情況。此外，離合器的使用條件也 日酷一日。因此，提高離合器的傳扭能力、提高其使用壽命、簡(jiǎn)化操作已成為 離合器目前發(fā)展的趨勢(shì)。除了當(dāng)前普遍采用的摩擦彈簧離合器,還

14、有一些新型離 合器，如液力偶合器、電磁離合器等。液力偶合器靠工作液（油液）傳遞轉(zhuǎn)矩， 外殼與泵輪連為一體，是主動(dòng)件；渦輪與泵輪相對(duì)，是從動(dòng)件。當(dāng)泵輪轉(zhuǎn)速較 低時(shí)，渦輪不能被帶動(dòng)，主動(dòng)件與從動(dòng)件之間處于分離狀態(tài)；隨著泵輪轉(zhuǎn)速的 提高，渦輪被帶動(dòng)，主動(dòng)件與從動(dòng)件之間處于結(jié)合狀態(tài)。電磁離合器靠線圈的 通斷電來(lái)控制離合器的接合與分離。如在主動(dòng)與從動(dòng)件之間放置磁粉，則可以 加強(qiáng)兩者之間的接合力，這樣的離合器稱為磁粉式電磁離合器。為了提高離合 器的傳扭能力，在重型汽車上多采用多片干式離合器。此外，近年來(lái)由于多片 濕式離合器在技術(shù)上不斷改進(jìn)，國(guó)外的某些重型牽引車和自卸汽車又開始采用 多片濕式離合器，并有不斷

15、增加的傾向。與干式離合器相比，濕式離合器的可 控性和控制品質(zhì)好，結(jié)構(gòu)比較單一，具有壓力分布均勻、磨損小且均勻、傳遞 扭矩的容量大的特點(diǎn)。由于它由油泵強(qiáng)制冷卻,允許起步時(shí)長(zhǎng)時(shí)間地打滑和高檔 起步而不會(huì)燒損襯面，壽命可達(dá)干式離合器的 56 倍。近年來(lái)，重型牽引車和 自卸車有采用濕式多片離合器的傾向，一些大型客車上已成功地利用濕式離合 器作為自動(dòng)離合器這一技術(shù)還有發(fā)展的趨勢(shì)。同時(shí)濕式離合器可以看作是帶 鎖止的離合器和液力變矩器的組合。濕式離合器利用油壓控制離合器的接合程 度，有利于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，在采用無(wú)級(jí)變速器的車輛上被廣泛使用。在自動(dòng) 變速器中采用離合器自動(dòng)控制技術(shù),省去了離合器踏板，實(shí)現(xiàn)了汽車

16、的“無(wú)踏 板”操作，與其它的傳動(dòng)系統(tǒng)(如液力傳動(dòng))比較，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉 及傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)，因此在歐洲小排量汽車上得到較廣泛的應(yīng)用。隨著自動(dòng) 變速器的發(fā)展，離合器的自動(dòng)控制研究得到國(guó)內(nèi)外學(xué)者和公司的廣泛重視，離 合器自動(dòng)控制技術(shù)必將不斷完善。本課題主要針對(duì) bj1021 輕型汽車離合器液壓 操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。除了離合器的設(shè)計(jì)外，需要設(shè)計(jì)整個(gè)液壓系統(tǒng)大致的工作原 理及過(guò)程，設(shè)計(jì)計(jì)算液壓主缸及工作缸的主要參數(shù)，還有離合器踏板力及踏板 行程的計(jì)算，以及液壓管道的選擇，布置整個(gè)液壓管路系統(tǒng)等都是本次改裝的 主要內(nèi)容。由于本次設(shè)計(jì)條件有限,很多具體參數(shù)需要查閱相關(guān)的資料確定, 也 無(wú)法進(jìn)行耐久性

17、，可靠性等實(shí)驗(yàn)。通過(guò)此次設(shè)計(jì)改裝努力掌握一種設(shè)計(jì)方法。 1 引言 1.1 bj1021 汽車所用發(fā)動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格 i. 汽車的型號(hào) bj1021 型號(hào)的意義為：bj 代表北京；1 表示載貨汽車；02 表示汽車的總質(zhì) 量為 2 噸；最后位的 1 表示企業(yè)自定序號(hào)。 . 汽油機(jī)的型號(hào) bj1021 汽車所用汽油機(jī)的型號(hào)為 492q，4 表示汽油機(jī)有 4 個(gè)汽缸，92 表示 直徑是 92mm，q 表示這是一種車用汽油機(jī)，q 是汽車的“汽”字漢語(yǔ)拼音的第 一個(gè)字母。 . 有效功率 492q 汽油機(jī)的最大凈功率為 51.5kw。 . 發(fā)動(dòng)機(jī)排量（汽缸工作總?cè)萘浚?492q 汽油機(jī)的排量為 2.445

18、l。 . 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 492q 汽油機(jī)在發(fā)出最大有效功率時(shí)的轉(zhuǎn)速為 20002500rpm。 壓縮比 492q 汽油機(jī)的壓縮比是 7.2 有效扭矩 492q 汽油機(jī)的最大凈扭矩是 17.5kgf.m。 viii. 燃油消耗率 492q 汽油機(jī)的燃油消耗率是 333.2g/(kwh) 。 1.2 離合器的主要作用 (1)汽車起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順地接合，確保汽車平穩(wěn)起步； (2)在換擋時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊； (3)限制傳動(dòng)系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動(dòng)系各零件因過(guò)載而損壞； (4)有效地降低傳動(dòng)系中的振動(dòng)和噪聲。 1.3 汽車離合器設(shè)計(jì)的基本要求 1）在任何行

19、駛條件下，能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。 2）接合時(shí)平順柔和，保證汽車起步時(shí)沒有抖動(dòng)和沖擊。 3）分離時(shí)要迅速、徹底。 4）從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，減輕換擋時(shí)變速器齒輪間的沖擊。 5）有良好的吸熱能力和通風(fēng)散熱效果，保證離合器的使用壽命。 6）避免傳動(dòng)系產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)共振，具有吸收振動(dòng)、緩和沖擊的能力。 7）操縱輕便、準(zhǔn)確。 8）作用在從動(dòng)盤上的壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在使用過(guò)程中變化要盡可 能小，保證有穩(wěn)定的工作性能。 9）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和良好的動(dòng)平衡。 10）結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、緊湊，制造工藝性好，維修、調(diào)整方便等。 1.4 離合器的工作原理 汽車離合器的工作原理主要依靠主動(dòng)部分和從動(dòng)部分借接觸面間的摩擦作

20、 用，或是用液體作為傳動(dòng)介質(zhì)（液力偶合器） ，或是用磁力傳動(dòng)（電磁離合器） 來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，使兩者之間可以暫時(shí)分離，又可逐漸接合，在傳動(dòng)過(guò)程中又允許 兩部分相互轉(zhuǎn)動(dòng)。 目前在汽車上廣泛采用的是用彈簧壓緊的摩擦離合器（簡(jiǎn)稱為摩擦離合器） 。 發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩，通過(guò)飛輪及壓盤與從動(dòng)盤接觸面的摩擦作用，傳給從 動(dòng)盤。當(dāng)駕駛員踩下離合器踏板時(shí)，通過(guò)機(jī)件的傳遞，使彈簧帶動(dòng)壓盤后移， 此時(shí)從動(dòng)部分與主動(dòng)部分分離。 如圖1所示為摩擦離合器的工作原理和構(gòu)造示意圖。 發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪1式離合器的主動(dòng)件。帶有摩擦片的從動(dòng)盤2和從動(dòng)盤轂6借滑動(dòng) 花鍵與從動(dòng)軸5(即變速器的主動(dòng)軸)相連。壓緊彈簧4將從動(dòng)盤壓緊在飛輪端面 上。發(fā)

21、動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩即靠飛輪與從動(dòng)盤接觸面之間的摩擦作用而傳到從動(dòng)盤上，再 由此經(jīng)過(guò)從動(dòng)軸和傳動(dòng)系統(tǒng)中一系列部件傳給從動(dòng)車輪。彈簧4的壓緊力愈大， 則離合器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩也愈大。 圖1 摩擦離合器的原理和構(gòu)造示意圖 fig.1 friction clutch principle and structure schematic drawing 1-飛輪；2-從動(dòng)盤；3-踏板；4-壓緊彈簧；5-從動(dòng)軸；6-從動(dòng)盤轂 由于汽車在行駛過(guò)程中，需經(jīng)常保持動(dòng)力傳遞，而中斷傳動(dòng)只是暫時(shí)的需 要，故汽車離合器的主動(dòng)部分和從動(dòng)部分應(yīng)經(jīng)常處于接合狀態(tài)。摩擦副采用彈 簧壓緊裝置即是為了適應(yīng)這一要求。欲使離合器分離時(shí)，只要踩下離

22、合器操縱 機(jī)構(gòu)中的踏板3，套在從動(dòng)盤轂6的環(huán)槽中的撥叉便推動(dòng)從動(dòng)盤克服壓緊彈簧的 壓力向右移動(dòng)，而與飛輪分離，摩擦力消失從而中斷了動(dòng)力傳遞。 當(dāng)重新需要恢復(fù)動(dòng)力傳遞時(shí)，為使汽車速度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化比較平穩(wěn)， 應(yīng)該適當(dāng)控制離合器踏板回升的速度，使從動(dòng)盤在壓緊彈簧4壓力作用下，向左 移動(dòng)與飛輪恢復(fù)接觸。二者接觸面間的壓力逐漸增加，相應(yīng)的摩擦力矩也逐漸 增加。當(dāng)飛輪和從動(dòng)盤接合還不緊密，二者之間的摩擦力矩比較小時(shí)，二者可 以不同步旋轉(zhuǎn)，即離合器處于打滑狀態(tài)。隨著飛輪和從動(dòng)盤接合緊密程度的逐 步增大，二者轉(zhuǎn)速也漸趨相等。直到離合器完全接合而停止打滑時(shí)，汽車速度 方能與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。 摩擦離合器所能

23、傳遞的最大轉(zhuǎn)矩取決于摩擦面間最大靜摩擦力矩，而后者 又由摩擦面間的最大壓緊力和摩擦面尺寸及性質(zhì)決定。故對(duì)于一定結(jié)構(gòu)的離合 器來(lái)說(shuō)，靜摩擦力矩是一個(gè)定值。輸入轉(zhuǎn)矩一達(dá)到此值，則離合器打滑，因而 限制了傳動(dòng)系統(tǒng)所受轉(zhuǎn)矩，防止超載。 1.5 離合器的類型 汽車離合器主要有：摩擦式、液力耦合式和電磁式幾種。機(jī)械變速器汽車： 普遍采用摩擦式離合器；自動(dòng)變速器汽車：采用液力耦合式和電磁式離合器。 表1 摩擦式離合器分類 tab.1 friction type clutch classification 分類方法分類結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 按從動(dòng)盤片數(shù)分單片式 多片式 從動(dòng)盤為單片 從動(dòng)盤為多片 按分布分周布彈簧 中央彈

24、簧 壓緊彈簧沿從動(dòng)盤圓周分布 壓緊彈簧安裝在從動(dòng)盤中央 按壓緊彈簧結(jié)構(gòu)形式分螺旋彈簧 膜片彈簧 壓緊彈簧為螺旋彈簧 壓緊彈簧為膜片彈簧 按離合器是否浸在油中分干式 濕式 離合器不與油接觸 離合器與油接觸 1.6 影響離合器工作的因素分析 （1）離合器轉(zhuǎn)矩容量：離合器所能傳遞轉(zhuǎn)矩最大值。 tc=zp0d3（1-c3）/12。 ：摩擦因數(shù)，與材料有關(guān)； z：摩擦面數(shù)，與從動(dòng)盤片數(shù)有關(guān)； p0：離合器摩擦面單位壓力，與壓緊彈簧彈力有關(guān)； d：摩擦片外徑； c3：摩擦片內(nèi)徑與外徑之比。 （2）離合器分離間隙：指當(dāng)離合器處于正常接合狀態(tài)時(shí)，在分離軸承與分離杠 桿間留有一定量的間隙。可保證當(dāng)摩擦片磨損后，

25、離合器能完全接合； （3）踏板自由行程：指在踩下離合器踏板過(guò)程中，用以消除操縱機(jī)構(gòu)中的機(jī)械、 液壓間隙和離合器分離間隙的踏行程。 （4）離合器的正確操作：分離時(shí)要迅速、徹底；結(jié)合時(shí)要平順柔和。 2 bj1021 輕型卡車車用周布彈簧離合器的結(jié)構(gòu)及工作原理 2.1 bj1021 輕型卡車周布彈簧離合器組成 主動(dòng)部分：飛輪、離合器蓋、壓盤；從動(dòng)部分：從動(dòng)盤、離合器軸； 壓緊機(jī)構(gòu)：彈簧壓緊裝置；操縱機(jī)構(gòu)：踏板及傳動(dòng)裝置。離合器的主動(dòng)部 分、從動(dòng)部分和壓緊機(jī)構(gòu)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)后部的離合器殼內(nèi)，而操縱機(jī)構(gòu)的各個(gè) 部分分別位于離合器殼內(nèi)部、外部和駕駛室中。 圖 2 bj1021 輕型卡車周布離合器部分零件構(gòu)造

26、 fig.2 bj1021 light trucks weeks cloth clutch parts structure 2.2 工作原理 圖為 bj1021 型汽車的單盤周布彈簧離合器的構(gòu)造。發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪 2 和壓盤 16 是離合器的主動(dòng)部分。離合器蓋 19 和壓盤之間是通過(guò)四組傳動(dòng)片 33 來(lái)傳遞 轉(zhuǎn)矩的。傳動(dòng)片用彈簧鋼片制成，每組兩片，其一端用鉚釘 32 鉚在離合器蓋 19 上，另一端則用螺釘 34 與壓盤連接，離合器蓋用螺釘固定在發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪 上。因此壓盤能隨飛輪一起旋轉(zhuǎn)。在離合器分離時(shí)，彈性的傳動(dòng)片產(chǎn)生彎曲變 形（其兩端沿離合器軸向作相對(duì)位移） 。為使離合器分離時(shí)不至于破壞壓盤的對(duì)

27、 中和離合器的平衡，四組傳動(dòng)片是相隔 90 度沿圓周切向均勻分布的。 在飛輪 2 和壓盤 16 之間裝有一片帶有扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤。從動(dòng)盤由從動(dòng) 盤轂 10 和從動(dòng)盤本體 4 組成。從動(dòng)盤本體的兩面各鉚有摩擦片 5。從動(dòng)盤轂 10 的花鍵孔套在從動(dòng)軸 11 前端的花鍵上，并可在花鍵上作軸向移動(dòng)。 16 個(gè)沿圓周分布的螺旋彈簧 31 將壓盤壓向飛輪，并將從動(dòng)盤夾緊在中間， 使離合器處于接合狀態(tài)。這樣，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩一部分由飛輪 經(jīng)與之接觸的摩擦片直接傳給從動(dòng)盤本體；另一部分則由飛輪通過(guò) 8 個(gè)固定螺 釘傳到離合器蓋，最后也通過(guò)摩擦片傳從動(dòng)盤本體。從動(dòng)盤本體再將轉(zhuǎn)矩通過(guò) 從動(dòng)盤轂的花

28、鍵傳給從動(dòng)軸 11，由此輸入變速器。 離合器須與曲軸飛輪組組裝在一起進(jìn)行動(dòng)平衡校正。為了在拆下離合器后 重新組裝時(shí)保持動(dòng)平衡，離合器蓋與飛輪的相對(duì)角位置有定位銷 17 定位。 在壓緊彈簧的作用下，離合器經(jīng)常處于接合狀態(tài)，只有在必要說(shuō)暫時(shí)分離。 位于離合器內(nèi)部的分離操縱機(jī)構(gòu)主要有分離杠桿，帶分離軸承的分離套筒和分 離叉。分離杠桿一般有 3-6 個(gè)，沿圓周均布，圖所示的離合器有四個(gè)徑向安裝 的，用薄鋼板沖壓制成的分離杠桿 25，其中部以支承柱 20 孔中的浮動(dòng)銷 22 為 支點(diǎn)，外端通過(guò)擺動(dòng)支片 21 抵靠著壓盤 16 的鉤狀凸起部。當(dāng)在分離杠桿內(nèi)端 施加一個(gè)向前的水平推力時(shí)，杠桿將繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，其

29、外端通過(guò)擺動(dòng)支片推動(dòng)壓 盤克服壓緊彈簧的力而后移，從而撤除對(duì)從動(dòng)盤的壓緊力，于是摩擦作用消失， 離合器不再傳遞任何轉(zhuǎn)矩，即離合器轉(zhuǎn)入了分離狀態(tài)。 圖 3 bj1021 型汽車單盤離合器 fig.3 bj1021 type car single plate clutch 1 飛輪殼底盤輪； 2飛輪；3摩擦片鉚釘；4從動(dòng)盤本體；5摩擦片；6減 振器盤；7減振器彈簧；8減振器阻尼片；9阻尼片鉚釘；10從動(dòng)盤轂；11 變速器第一軸（離合器從動(dòng)軸） ；12阻尼彈簧鉚釘；13減振器阻尼彈簧；14 從動(dòng)盤鉚釘；15從動(dòng)盤鉚釘隔套；16壓盤；17離合器蓋定位銷；18飛 輪蓋；19離合器蓋；20分離杠桿支撐柱；

30、21擺動(dòng)支片；22浮動(dòng)銷；23 分離杠桿調(diào)整螺母；24分離杠桿彈簧；25分離杠桿；26分離軸承；27分 離套筒復(fù)位彈簧；28分離套筒；29變速器第一軸軸承蓋；30分離叉；31 壓緊彈簧；32傳動(dòng)片鉚釘；33傳動(dòng)片 壓盤是離合器的主動(dòng)部分，在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，它和飛輪一起帶動(dòng)從動(dòng) 盤轉(zhuǎn)動(dòng)，所以它必須和飛輪連接在一起，但這種連接應(yīng)允許壓盤在離合器過(guò)程 中能自由的作軸向移動(dòng)，常用的連接方式 在單盤離合器中常采用，離合器蓋固定在飛輪上，在蓋上開有長(zhǎng)方形的窗 口，壓盤上有相應(yīng)的凸臺(tái)，凸臺(tái)伸進(jìn)窗口以傳遞轉(zhuǎn)矩，目前，單盤離合器壓盤 傳力方式大多數(shù)采用傳動(dòng)片式。 3 液壓操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 離合器液壓操縱結(jié)構(gòu)

31、簡(jiǎn)單摩擦阻力小，傳動(dòng)效率高，離合器結(jié)合平穩(wěn)，整 車易布置。尤其是對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)后置大客車，不受車架、車身變形的影響。在離 合器氣助力器失效后。仍可以靠液壓油傳遞離合器踏板力，將離合器分離。離 合器液壓操縱機(jī)構(gòu)在國(guó)內(nèi)外大客車上已普遍采用，技術(shù)日益成熟、配套方便。 離合器液壓操縱機(jī)構(gòu)主要由離合器踏板機(jī)構(gòu)、離合器主虹、液壓管路、離合器 助力器、離合器分離機(jī)構(gòu)、分離軸承、踏板限位器、自由行程調(diào)節(jié)器等組成。 3. 1 液壓操縱系統(tǒng)的基本工作過(guò)程 圖4 離合器液壓式操縱機(jī)構(gòu)示意圖 fig.4 the clutch hydraulic operation schematic drawing bj1021汽車離合

32、器操縱機(jī)構(gòu)改裝后如圖，在離合器與離合器分離叉之間有 主缸和工作缸。主缸和工作缸用液壓油管連接。分離叉推桿一端頂在分離叉凹 槽內(nèi)，另一端伸入工作缸活塞內(nèi)。 圖5 離合器工作缸結(jié)構(gòu)示意圖 fig.5 the clutch work cylinder structure schematic drawing 圖6 離合器主缸結(jié)構(gòu)示意圖 fig.6 the clutch main cylinder structure schematic drawing 離合器操縱機(jī)構(gòu)的功用是使離合器暫時(shí)處于分離狀態(tài)。踏下離合器踏板， 通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)向后推動(dòng)分離叉外端，其內(nèi)端推壓分離套筒和分離軸承前移， 壓迫膜片彈簧使

33、離合器分離，松開踏板后，在回位彈簧力作用下離合器又很快 恢復(fù)到原來(lái)位置，離合器又從新處于接合狀態(tài)。 3.2 液壓操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 離合器操縱機(jī)構(gòu)是駕駛員借以使離合器分離，而后又使之柔和接合的一套機(jī) 構(gòu)。它起始于離合器踏板，終止于飛輪殼內(nèi)的分離軸承。 3.2.1 對(duì)操縱機(jī)構(gòu)的要求 1）踏板力要小，轎車：80150n，貨車：150200n。 2）踏板行程在一定的范圍內(nèi)，轎車：80150mm，貨車：180mm。 3）摩擦片磨損后，踏板行程應(yīng)能調(diào)整復(fù)原。 4）有對(duì)踏板行程進(jìn)行限位的裝置，防止操縱機(jī)構(gòu)因受力過(guò)大而損壞。 5）應(yīng)具有足夠的剛度。 6）傳動(dòng)效率要高。 7）發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)及車架和駕駛室的變形不會(huì)影

34、響其正常工作。 3.2.2 操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式選擇 按照分離離合器所需的操縱能源，離合器操縱機(jī)構(gòu)有人力式和氣壓助力式 兩類。前者是以駕駛員的肌體作為唯一的操縱能源。后者則是以發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的 空氣壓縮機(jī)作為主要操縱能源，而以人體作為輔助和后備的操縱能源。 人力式操縱機(jī)構(gòu)按所用傳動(dòng)裝置的形式分，有機(jī)械式、液壓式兩種。 機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于中，輕型以下各類汽車上，某些轎車也采用。 機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)又分，桿系傳動(dòng)裝置和繩索傳動(dòng)裝置兩種形式。 桿系傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，被廣泛應(yīng)用。但其質(zhì)量大，機(jī)械效率 低，裝置中關(guān)節(jié)點(diǎn)多，因而摩擦損失較大，此外其工作會(huì)受車身或車架變形的 影響。在平頭車，后置發(fā)動(dòng)機(jī)汽

35、車等離合器需要用遠(yuǎn)距離操縱時(shí)，合理布置桿 系比較困難。 繩索傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可克服上述缺點(diǎn)，且有可能采用便于駕駛員操縱的吊掛式踏 板結(jié)構(gòu)。但是操縱索壽命較短，拉伸剛度較小，故最適用于輕型和微型汽車。 機(jī)械效率仍不高。 機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，制造成本低，故障少，但是其機(jī)械效率低， 而且拉伸變形會(huì)導(dǎo)致踏板行程損失過(guò)大。 液壓式操縱機(jī)構(gòu)主要由主缸、工作缸和管路等部分組成，具有傳動(dòng)效率高、 摩擦阻力小、質(zhì)量小、布置方便、便于采用吊掛踏板、駕駛室容易密封、駕駛 室和車架變形不會(huì)影響其正常工作、離合器接合較柔和等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于各 種形式的汽車中。 圖 7 離合器液壓式操縱機(jī)構(gòu)示意圖 fig.7 the cl

36、utch hydraulic operation schematic drawing 3.2.3 踏板力的要求 離合器踏板力盡可能小。按輕型汽車通用技術(shù)條件規(guī)定。工作時(shí)離合器踏 板力最大不大于150n。然而，當(dāng)離合器氣助力失效時(shí)，保證駕駛員將離合器自 如地分離，其踏板力應(yīng)不大于300n。 3.2.4 踏板行程的要求 離合器踏板總行程應(yīng)在80150mm范圍內(nèi)，最大不超過(guò)200mm。 3.2.5 結(jié)構(gòu)要求 離合器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)具有踏板自由行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，以便在離合器摩擦片磨損 后復(fù)原離合器分離軸承自由行程，防止離合器片磨損后，分離杠桿將分離軸承 壓死，產(chǎn)生離合器打滑現(xiàn)象。踏板自由行程一般為2050mm，

37、最大不超過(guò) 60mm。 離合器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)具有踏板限位器，以防止操縱機(jī)構(gòu)的零件受過(guò)大載荷而 損壞，同時(shí)操縱機(jī)構(gòu)零件應(yīng)具有足夠的剛度。離合器踏板位置應(yīng)易于駕駛員的 操縱，符合人體工程學(xué)原理。 3.2.6 其他要求 傳動(dòng)效率要高，發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)及車架和駕駛室的變形不會(huì)影響其正常工作。 4 離合器工作缸及主缸直徑計(jì)算與分析 汽車摩擦式離合器是靠摩擦表面間的摩擦力矩來(lái)傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的，若 為靜摩擦力距；f為摩擦面間的靜摩擦系數(shù)，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)可取 c t 025030；f為壓盤施加在摩擦面上的工作壓力；為摩擦片的平均摩擦 c r 半徑；z為摩擦面數(shù)，是從動(dòng)片的兩倍。則靜摩擦力矩根據(jù)摩擦定律可表示為： =fzf

38、c t c r 假設(shè)工作壓力均勻，則有 f=a= 0 p 0 p 4 )( 22 dd 式中，為摩擦面單位壓力，a為一個(gè)摩擦面的面積，d為摩擦片外徑，d為摩 0 p 擦片內(nèi)徑。摩擦片的平均摩擦半徑根據(jù)壓力均勻的假設(shè)，可表示為： c r c r )( 3 22 33 dd dd 將上式整理得： = c t)1( 12 33 0 cdfzp c為摩擦片內(nèi)外徑比，c=d/d，一般為0.530.70 為了保證離合器在任何工況下都能可靠的傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，設(shè)計(jì)時(shí) 應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，即 c t =tmax c t 式中tmax為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；為離合器后備系數(shù)。離合器的基本參數(shù)主要有 性能參數(shù)和，尺

39、寸參數(shù)d和d及摩擦片厚度b。 0 p 4.1 后備系數(shù)的選擇 后備系數(shù)是離合器設(shè)計(jì)時(shí)用到的重要參數(shù)，它反映了離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī) 最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度，選擇時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：(1)摩擦片在使用中磨損后，離 合器還應(yīng)能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；(2)要防止離合器滑磨過(guò)度；(3)要防止 傳動(dòng)系過(guò)載。 為可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨過(guò)大，不宜選取太??；為使 離合器尺寸不致過(guò)大，減少傳動(dòng)系過(guò)載，保證操縱輕便，又不宜選取太大； 當(dāng)使用條件惡劣，需要拖帶掛車時(shí)，為提高起步能力、減少離合器滑磨，應(yīng) 選取大些；發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)越多，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)越小，可選取小一些；膜片彈簧離合 器由于摩擦片磨損后壓力保持較穩(wěn)定，選取

40、的值可比螺旋彈簧離合器小些。 表2 各類汽車值的取值范圍 tab.2 the values of all kinds of car value 汽車類型 輕型和微型、輕型貨車中型、重型貨車越野車、帶托掛重型汽 車和牽引汽車 值范圍 1.301.751.602.252.03.5 4.2 單位壓力 0 p 單位壓力對(duì)離合器的工作性能和使用壽命有很大影響，選取時(shí)應(yīng)考慮離 0 p 合器的工作條件，發(fā)動(dòng)機(jī)的后備功率大小，摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量和后備 系數(shù)等因素。 4.3 摩擦片外徑 d、內(nèi)徑 d 和厚度 b 當(dāng)離合器結(jié)構(gòu)形式和摩擦片材料已選定，發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩tmax已知,選取后 備系數(shù)和單位壓力,可以

41、算出摩擦片的尺寸。 0 p 摩擦片外徑d可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩tmax按如下經(jīng)驗(yàn)公式選用 d= d kmaxt 式中kd為直徑系數(shù)，轎車為=14.5；輕、中型貨車：?jiǎn)纹?d k =13.518.5；重型貨車ko=22.524.0。成摩擦面磨損不均勻，且不利于散 d k 熱和扭轉(zhuǎn)減震器的安裝。摩擦片尺寸應(yīng)符合尺寸系列g(shù)b576486“汽車用離合 器面片”，所選的d應(yīng)使摩擦片最大圓周速度不超過(guò)6570m/s，以免摩擦片發(fā) 生飛離。摩擦片的厚度b主要有3.2mm、3.5mm和4.0mm三種。 在同樣外徑d時(shí)，選用較小的內(nèi)徑d雖可增大摩擦面積，提高傳遞轉(zhuǎn)矩的能 力，但會(huì)使摩擦面上的壓力分布不均勻，使內(nèi)外

42、緣圓周的相對(duì)滑磨速度差別太 大而造成浪費(fèi)，摩擦片壽命也會(huì)變短。 4.4 壓盤的工作壓力 f 及缸徑的計(jì)算 bj1021屬于輕型汽車，采用的是492qa發(fā)動(dòng)機(jī)。該型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩為 169.8nm,根據(jù)以上綜述，選取后備系數(shù)為1.74，摩擦片材料選用粉末冶金 材料，單位壓力可取值0.5 mpa，則有 0 p =fzf c t c r 另有 =tmax=1.74169.8 nm=272.8nm c t 摩擦片外d徑取254mm,d=cd=2540.59=149.8mm =0.1032 c r )( 3 22 33 dd dd )0225 . 0 0645 . 0 (3 0034 . 0 0164

43、 . 0 壓盤工作壓力f=4400n c c fzr t 1032 . 0 23 . 0 8 . 272 要想使離合器分離，必須有作用在分離軸承上的力 f，取分離叉的分 1 f 離杠桿比為2，則工作缸推桿的作用力應(yīng)為 =44001/2=2200n 2 f 假設(shè)工作缸直徑為,選定液壓系統(tǒng)工作壓力6 mpa,則有 2 d 2/4= 1 p 2 d 2 f 有此可計(jì)算出工作缸直徑=23.873根據(jù)國(guó)標(biāo)取24mm,考慮到液壓 2 d 1 2 4 p f 系統(tǒng)的壓力損失及適當(dāng)?shù)脑隽ψ饔?，主缸活塞直徑?2mm。 1 d 5 離合器踏板力與踏板行程的計(jì)算與分析 踏板行程s由自由行程s1和工作行程s2兩部分

44、組成： 式中，s0f為分離軸承自由行程，一般為1.53.0mm，反映到踏板上的自由行程 s1一般為030mm；d1、d2分別為主缸和工作缸的直徑；z為摩擦面面數(shù)；s 為離合器分離時(shí)對(duì)偶摩擦面間的間隙，單片：s=0.851.30mm，雙片： s=0.750.90mm。a1、a2、b1、b2、c1、c2為杠桿尺寸。 有上公式和bj1021原有踏板的數(shù)據(jù)，確定各個(gè)杠桿尺寸， s0f=2.8mm,z=2, c2/ c1=3.67,可得: s=（2.8+21.32.67）10.68=104.1mm 離合器踏板行程在規(guī)定范圍內(nèi)，滿足設(shè)計(jì)要求，由于設(shè)計(jì)條件限制，個(gè)別 參數(shù)取值比較自由，有可能引起較大的誤差。

45、 2 111 2 222 1 2 021 )( dba dba c c szssss f 圖8 踏板力和踏板行程的計(jì)算 fig.8 pedal force and pedal stroke calculation 踏板力ff可按下式計(jì)算 式中，f為離合器分離時(shí)，壓緊彈簧對(duì)壓盤的總壓力； 為操縱機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比， = ；為機(jī)械效率，液壓式：=80%-90%；機(jī)械式：=70%- 80%； fs 為克服回位彈簧 1、2 的拉力所需的踏板力，在初步設(shè)計(jì)時(shí)，可忽略之。 經(jīng)計(jì)算，踏板力=124n，符合要求。 f f 工作缸直徑 d2 的確定與液壓系統(tǒng)所允許的最大油壓有關(guān)?？紤]到橡膠軟管 及其他管接頭的密封要求

46、，最大允許油壓一般為 58mpa。 對(duì)于機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)的上述計(jì)算，只需將 d1 和 d2 取消即可。 s f f i f f i i 2 1111 2 2222 dcba dcba 6 液壓油管選擇注意事項(xiàng) 6.1 液壓油管的選擇 在選擇離臺(tái)器液壓油管時(shí)首先應(yīng)對(duì)其直徑是否滿足操縱機(jī)構(gòu)的需要進(jìn)行 分析、考慮。當(dāng)離合器液壓操縱機(jī)構(gòu)的主缸與液缸(與助力器一體)距離較遠(yuǎn)，液 壓油管較長(zhǎng)時(shí)，若選用直徑軟小的液壓油管，則會(huì)產(chǎn)生離合器操縱滯后現(xiàn)象。 若選用直徑較大的液壓油管，則會(huì)產(chǎn)生離合器液壓操縱管路中空氣排出困難現(xiàn) 象，并且造成浪費(fèi)。在選擇離合器液壓操縱油管時(shí)必須選用耐腐蝕和膨脹系 數(shù)小的管材。易腐蝕的液

47、壓油管在腐蝕后，產(chǎn)生雜質(zhì)將離合器助力器節(jié)流孔堵 死，造成離合器助力器失效。膨脹系數(shù)較大的液壓油管在離合器分離時(shí)，由于 液壓油產(chǎn)生的壓力使管路膨脹，損失離合器踏板行程，致使離臺(tái)器分離不徹底。 設(shè)計(jì)離合器操縱液壓油管，材料一般選用銅管或邦迪管。 6.2 離合器液壓操縱管路的布置 離合器液壓操縱設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)避免將油管布置在高于離合器主缸位置。因?yàn)?離合器液壓操縱管路中的空氣是分別靠離合器主缸和助力器上的排氣閥排出， 若管路布置在高于主缸和助力器位置，則液壓油管中的空氣容易聚集在管路中 的高點(diǎn)處，不易排出。 6.3 液壓管徑的選擇 離合器液壓操縱系統(tǒng)的管路配置直接影響操縱系統(tǒng)的工作性能及裝配調(diào)整 性能。

48、離合器操縱系統(tǒng)管路的膨脹與沿程阻力影響到離臺(tái)器踏板行程及踏板力。 為降低沿程阻力，應(yīng)適當(dāng)增大液壓管路內(nèi)徑。但管路內(nèi)徑增大，會(huì)導(dǎo)致液壓系 統(tǒng)內(nèi)空氣較難排出，裝配調(diào)整困難，而液壓系統(tǒng)內(nèi)空氣排不凈，會(huì)導(dǎo)致工作時(shí) 系統(tǒng)中殘留氣體的壓縮而損失踏板工作行程，引起離合器分離不徹底。實(shí)驗(yàn)得 出當(dāng)管路內(nèi)徑大于8mm時(shí)，系統(tǒng)中空氣排出困難，特別是在管路的折彎處，因 此在液壓系統(tǒng)管路內(nèi)徑選擇高大于8mm時(shí)，應(yīng)考慮折彎處增加放氣裝置。當(dāng)管 路內(nèi)徑為4mm時(shí)，系統(tǒng)中的空氣則較易排出，但沿程阻力迅速增加，除踏板力 上升外，影響離合器迅速接合，因此，考慮高合器踏板力、離合器的接合及裝 配調(diào)整等因素，離合器遠(yuǎn)距離操縱(810m)，液壓管路內(nèi)徑選擇68mm為宜。 7 結(jié)論