2.2 离合器结构方案分析.doc

离合器的结构方案分析 汽车离合器大多是盘形摩擦离合器，按其从动盘的数目可分为单片、双片和多片三类； 根据压紧弹簧布置形式不同，可分为圆周布置、中央布置和斜向布置等形式；根据使用的压紧弹簧不同，可分为圆柱螺旋弹簧、圆锥螺旋弹簧和膜片弹簧离合器；根据分离时所受作用力的方向不同，又可分为拉式和推式两种形式。 1．从动盘数的选择 对轿车和轻型、微型货车而言，发动机的 最大转矩一般不大。在布置尺寸允许的条件下，离合器通常只设有一片从动盘。单片离合器(图2—1)结构简单，尺寸紧凑，散热良好，用时能保证分离彻底、接合平顺。 双片离合器(图2—2)与单片离合器相比，由于摩擦面数增加一倍，因而传递转矩的能力较大；在传递相同转矩的情况下，径向尺寸较小，踏板力较小，另外接合较为平顺但中间压盘通风散热不良，两片起步负载不均，因而容易烧坏摩擦片，分离也不够彻底。设计时在结构上必须采取相应的措施。这种结构一般用在传递转矩较大且径向尺寸受到限制的场合。 图2-1 单片离合器 图2-2 双片离合器 多片离合器多为湿式，它有分离不彻底、轴向尺寸和质量大等缺点，以往主要用于行星齿轮变速器换挡机构中。但它具有接合平顺柔和、摩擦表面温度较低、磨损较小、使用寿命长等优点，主要应用于重型牵引车和自卸车上。 2．压紧弹簧和布置形式的选择 周置弹簧离合器的压紧弹簧均采用圆柱螺旋弹簧(图2—1)，其特点是结构简单、制造容易，因此应用较为广泛。此结构中弹簧压力直接作用于压盘上。为了保证摩擦片上压力均匀，压紧弹簧的数目不应太少，要随摩擦片直径的增大而增多，而且应当是分离杠杆的倍数。在某些重型汽车上，由于发动机最大转矩较大，所需压紧弹簧数目较多，可将压紧弹簧布置在两个同心圆周上。压紧弹簧直接与压盘接触，易受热退火，且当发动机最大转速很高时，周置弹簧由于受离心力作用而向外弯曲，使弹簧压紧力下降，离合器传递转矩的能力随之降低。此外，弹簧靠到它的定位面上，造成接触部位严重磨损，甚至会出现弹簧断裂现象。 中央弹簧离合器采用一至两个圆柱螺旋弹簧或用一个圆锥弹簧作为压紧弹簧，并且布置在离合器的中心，此结构轴向尺寸较大。由于可选较大的杠杆比，因此可得到足够的压紧力，且有利于减小踏板力，使操纵轻便。此外，压紧弹簧不与压盘直接接触，不会使弹簧受热退火，通过调整垫片或螺纹容易实现对压紧力的调整。这种结构多用于重型汽车上。 斜置弹簧离合器的弹簧压力斜向作用在传力 盘上，并通过压杆作用在压盘上。这种结构的显 著优点是在摩擦片磨损或分离离合器时，压盘所 受的压紧力几乎保持不变。与上述两种离合器相 比，具有工作性能稳定、踏板力较小的突出优 点。此结构在重型汽车上已有采用。 膜片弹簧离合器(图2—3)中的膜片弹簧 是一种具有特殊结构的碟形弹簧，主要由碟簧部 分和分离指组成，它与其它形式的离合器相比具 有如下一系列优点： 1)膜片弹簧具有较理想的非线性特性如图 2—12所示，弹簧压力在摩擦片允许磨损范围内 基本不变(从安装时工作点B变化到A点)，因 而离合器工作中能保持传递的转矩大致不变；对 于圆柱螺旋弹簧，其压力大大下降(从月点变 化到A，点)。离合器分离时，弹簧压力有所下降 (从B点变化到C点)，从而降低了踏板力；对 于圆柱螺旋弹簧，压力则大大增加(从月点变 化到C，点)。 2)膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作 用，使结构简单紧凑，轴向尺寸小，零件数目 少，质量小。 3)高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性 能较稳定；而圆柱螺旋弹簧压紧力则明显下降。 4)由于膜片弹簧大断面环形与压盘接触，故其压力分布均匀，摩擦片磨损均匀，可提 高使用寿命。 5)易于实现良好的通风散热，使用寿命长。 6)平衡性好。 7)有利于大批量生产，降低制造成本。 图2-3 膜片弹簧离合器 ． 但膜片弹簧的制造工艺较复杂，对材质和尺寸精度要求高，其非线性特性在生产中不易 控制，开口处容易产生裂纹，端部容易磨损。近年来，由于材料性能的提高，制造工艺和设 计方法的逐步完善，膜片弹簧的制造已日趋成熟。因此，膜片弹簧离合器不仅在轿车上被大量采用，而且在轻、中、重型货车以及客车上也被广泛采用。 拉式膜片弹簧离合器(图2—4)中，其膜片弹簧的安装方向与推式相反。在接合时，膜片弹簧的大端支承在离合器盖上，而以中部压紧在压盘上。将分离轴承向外拉离飞轮，即可实现分离。与推式相比，拉式膜片弹簧离合器具有如下优点： 图2-4 拉式膜片弹簧离合器 1)由于取消了中间支承各零件，并只用一个或不用支承环，使其结构更简单、紧凑，零件数目更少，质量更小。 2)由于拉式膜片弹簧是以中部与压盘相压，因此在同样压盘尺寸条件下可采用直径较大的膜片弹簧，从而提高了压紧力与