(16)-2.2 離合器的結(jié)構(gòu)方案分析

2.2離合器的結(jié)構(gòu)方案分析[P2]先來說下離合器的分類：[P3]汽車離合器大多是盤形摩擦離合器，按其從動盤的數(shù)目可分為單片、雙片和多片三類；根據(jù)壓緊彈簧布置形式不同，可分為圓周布置、中央布置和斜向布置等形式；根據(jù)使用的壓緊彈簧不同，可分為圓柱螺旋彈簧、圓錐螺旋彈簧和膜片彈簧離合器；根據(jù)分離時所受作用力的方向不同，又可分為拉式和推式兩種形式。[P4]1．從動盤數(shù)的選擇[P5]對乘用車和輕型商用車來說，發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩不大，離合器通常只設(shè)一片從動盤。單片離合器（如圖）結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，散熱良好，維修調(diào)整方便，從動部分轉(zhuǎn)動慣量小，在使用時能保證分離徹底、接合平順。[P6]雙片離合器（如圖）與單片離合器相比，由于摩擦面數(shù)增加一倍，因而傳遞轉(zhuǎn)矩的能力較大；在傳遞相同轉(zhuǎn)矩的情況下，徑向尺寸較小，踏板力較小，接合也較為平順。但中間壓盤通風(fēng)散熱不良，起步時兩片負載不均，容易燒壞摩擦片，分離也不夠徹底。[P7]多片離合器多為濕式，它有分離不徹底、軸向尺寸和質(zhì)量大等缺點，以往主要用于行星齒輪變速器換擋機構(gòu)中。優(yōu)點是接合平順柔和、摩擦表面溫度較低、磨損較小、使用壽命長，主要應(yīng)用于重型商用車上。[P8]2．壓緊彈簧和布置形式的選擇[P9]（全屏或小窗口，注意切換版式）周置彈簧離合器的壓緊彈簧均采用圓柱螺旋彈簧（如圖），特點是結(jié)構(gòu)簡單、制造容易。此結(jié)構(gòu)中彈簧壓力直接作用于壓盤上。為了保證摩擦片上壓力均勻，壓緊彈簧的數(shù)目不應(yīng)太少，要隨摩擦片直徑的增大而增多，而且應(yīng)當(dāng)是分離杠桿的倍數(shù)。在某些重型汽車上，由于發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩較大，所需壓緊彈簧數(shù)目較多，可將壓緊彈簧布置在兩個同心圓周上。螺旋周置彈簧離合器的主要缺點是：壓緊彈簧直接與壓盤接觸，易受熱退火，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速高時，周置彈簧由于受離心力作用而向外彎曲，使彈簧壓緊力下降，因此離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力也隨之下降。另外，彈簧定位面接觸部位磨損嚴(yán)重，會出現(xiàn)彈簧斷裂現(xiàn)象。[P10]中央彈簧離合器采用一至兩個圓柱螺旋彈簧或用一個圓錐彈簧作為壓緊彈簧，并且布置在離合器的中心，此結(jié)構(gòu)軸向尺寸較大，可選較大的杠桿比，得到足夠的壓緊力，且有利于減小踏板力。[P11]斜置彈簧離合器的彈簧壓力斜向作用在傳力盤上，并通過壓桿作用在壓盤上。這種結(jié)構(gòu)的顯著優(yōu)點是在摩擦片磨損或分離離合器時，壓盤所受的壓緊力幾乎保持不變。同時工作性能穩(wěn)定、踏板力較小。（人物居中）中央彈簧離合器和斜置彈簧離合器這兩種結(jié)構(gòu)目前應(yīng)用很少，在部分重型商用車上有采用。[P12]膜片彈簧離合器（如圖）是目前應(yīng)用最廣泛的離合器結(jié)構(gòu)形式，膜片彈簧是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的碟形彈簧，主要由碟簧部分和分離指組成，它與其它形式的離合器相比具有如下優(yōu)點：[P13]（全屏或小窗口）1）膜片彈簧具有較理想的非線性彈性特性（如圖），彈簧壓力在摩擦片允許磨損范圍內(nèi)基本不變（從安裝時工作點B變化到A點），因而離合器工作中能保持傳遞的轉(zhuǎn)矩大致不變；對于圓柱螺旋彈簧，其壓力大大下降（從B點變化到A′點）。離合器分離時，彈簧壓力有所下降（從B點變化到C點），從而降低了踏板力；對于圓柱螺旋彈簧，壓力則大大增加（從B點變化到C′點）。[P14]2）膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量小。3）高速旋轉(zhuǎn)時，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；而圓柱螺旋彈簧壓緊力則明顯下降。4）由于膜片彈簧大斷面環(huán)形與壓盤接觸，故其壓力分布均勻，摩擦片磨損均勻，可提高使用壽命。5）易于實現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長。6）平衡性好。7）有利于大批量生產(chǎn)，降低制造成本。[P15]膜片彈簧的制造工藝較復(fù)雜，對材質(zhì)和尺寸精度要求高，其非線性特性在生產(chǎn)中不易控制，開口處容易產(chǎn)生裂紋，端部容易磨損。近年來隨著材料性能的提高，以及制造工藝和設(shè)計方法的完善，膜片彈簧的制造已日趨成熟。因此，膜片彈簧離合器不僅在乘用車上被大量采用，在輕、中、重型貨車以及客車上也被廣泛采用。[P16]（全屏或小窗口）膜片彈簧離合器依據(jù)安裝形式分拉式和推式，拉式膜片彈簧離合器（如圖），其膜片彈簧的安裝方向與推式相反。在接合時，膜片彈簧的大端支承在離合器蓋上，以中部壓緊在壓盤上。分離時將分離軸承向外拉離飛輪，也是拉式結(jié)構(gòu)命名的由來。[P17]（全屏或小窗口，注意切換板式）與推式相比，拉式膜片彈簧離合器具有如下優(yōu)點：1）由于取消了中間支承各零件，并只用一個或不用支承環(huán)，使其結(jié)構(gòu)更簡單、緊湊，零件數(shù)目更少，質(zhì)量更小。2）由于拉式膜片彈簧是以中部與壓盤相壓，因此在同樣壓盤尺寸條件下可采用直徑較大的膜片彈簧，提高了壓緊力與傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，并不增大踏板力。3）在接合或分離狀態(tài)下，離合器蓋的變形量小，剛度大，分離效率更高。4）拉式的杠桿比大于推式杠桿比，中間支承少，減少了摩擦損失，傳動效率較高，使踏板操縱更輕便，拉式踏板力比推式可減少30％左右。5）拉式無論在接合狀態(tài)或分離狀態(tài)，膜片彈簧大端與離合器蓋支承始終保持接觸，在支承環(huán)磨損后不會產(chǎn)生沖擊和噪聲。6）使用壽命更長。[P18]拉式膜片彈簧結(jié)構(gòu)的缺點是分離指是與分離軸承套筒總成嵌裝在一起的，需專門的分離軸承（如圖），安裝和拆卸較困難，分離行程比推式略大。拉式膜片彈簧離合器的應(yīng)用有越來越廣的趨勢。[P19]3．膜片彈簧支承形式[P20]推式膜片彈簧支承結(jié)構(gòu)按支承環(huán)數(shù)目不同分為三種。雙支承環(huán)形式（如圖）a結(jié)構(gòu)用臺肩式鉚釘將膜片彈簧、兩個支承環(huán)與離合器蓋定位鉚合在一起，結(jié)構(gòu)簡單，是早已采用的傳統(tǒng)形式；b結(jié)構(gòu)在鉚釘上裝硬化襯套和剛性擋環(huán)，可提高耐磨性和使用壽命，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；C結(jié)構(gòu)取消了鉚釘，在離合器蓋內(nèi)邊緣上伸出許多舌片，將膜片彈簧、兩個支承環(huán)與離合器蓋彎合在一起，使結(jié)構(gòu)緊湊、簡化、耐久性良好，其應(yīng)用日益廣泛。[P21]單支承環(huán)形式（如圖）。a結(jié)構(gòu)在沖壓離合器蓋上沖出一個環(huán)形凸臺來代替后支承環(huán)，使結(jié)構(gòu)簡化，b結(jié)構(gòu)是在鉚釘前側(cè)以彈性擋環(huán)代替前支承環(huán)，以消除膜片彈簧與支承環(huán)之間的軸向間隙。[P22]無支承環(huán)形式，a結(jié)構(gòu)利用斜頭鉚釘?shù)念^部與沖壓離合器蓋上沖出的環(huán)形凸臺將膜片彈簧鉚合在一起而取消前、后支承環(huán)；b結(jié)構(gòu)在鉚釘前側(cè)以彈性擋環(huán)代替前支承環(huán)，離合器蓋上環(huán)形凸臺代替后支承環(huán)，使結(jié)構(gòu)更簡化；C結(jié)構(gòu)取消鉚釘，離合器蓋內(nèi)邊緣處伸出的許多舌片將膜片彈簧與彈性擋環(huán)和離合器蓋上的環(huán)形凸臺彎合在一起，結(jié)構(gòu)最簡單。[P23]拉式膜片彈簧支承結(jié)構(gòu)形式，（如圖）a結(jié)構(gòu)為無支承環(huán)形式，將膜片彈簧的大端直接支承在離合器蓋沖出的環(huán)形凸臺上；b結(jié)構(gòu)為單支承環(huán)形式，將膜片彈簧大端支承在離合器蓋中的支承環(huán)上。拉式膜片彈簧的這兩種支承形式常用于乘用車和貨車上。[P24]4.最后我們來看下壓盤的驅(qū)動方式[P25]轉(zhuǎn)矩從發(fā)動機經(jīng)離合器蓋要傳遞到壓盤，離合器蓋驅(qū)動壓盤的方式有凸塊一窗孔式、銷釘式、鍵塊式和傳動片式多種。其中凸塊一窗孔式、銷釘式、鍵塊式的共同缺點是在聯(lián)接件之間都有間隙，驅(qū)動中產(chǎn)生沖擊和噪聲，目前很少采用。[P26]傳動片式是目前廣泛采用的結(jié)構(gòu)，沿周向布置的三組或四組鋼帶傳動片兩端分別與離合器蓋和壓盤用鉚釘鉚接或螺栓聯(lián)接（如圖），傳動片的彈性又允許壓盤分離時作軸向移動。當(dāng)發(fā)