毕业设计

冉颖

第一章 绪论
　一.离合器的主要功能和作用
离合器的主要功能：离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。
主要作用：(1)汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步。步前汽车处于静止状态，如果发动机与变速箱是刚性连接的，一旦挂上档，汽车将由于突然接上动力突然前冲，不但会造成机件的损伤，而且驱动力也不足以克服汽车前冲产生的巨大惯性力，使发动机转速急剧下降而熄火。如果在起步时利用离合器暂时将发动机和变速箱分离，然后离合器逐渐接合，由于离合器的主动部分与从动部分之间存在着滑磨的现象，可以使离合器传出的扭矩由零逐渐增大，而汽车的驱动力也逐渐增大，从而让汽车平稳地起步。
(2)在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击；汽车行驶过程中，经常换用不同的变速箱档位，以适应不断变化的行驶条件。如果没有离合器将发动机与变速箱暂时分离，那么变速箱中啮合的传力齿轮会因载荷没有卸除，其啮合齿面间的压力很大而难于分开。另一对待啮合齿轮会因二者圆周速度不等而难于啮合。即使强行进入啮合也会产生很大的齿端冲击，容易损坏机件。利用离合器使发动机和变速箱暂时分离后进行换档，则原来啮合的一对齿轮因载荷卸除，啮合面间的压力大大减小，就容易分开。而待啮合的另一对齿轮，由于主动齿轮与发动机分开后转动惯量很小，采用合适的换档动作就能使待啮合的齿轮圆周速度相等或接近相等，从而避免或减轻齿轮间的冲击。
(3)限制传动系所承受的最大转矩，防止传动系各零件因过载而损坏；汽车紧急制动时，车轮突然急剧降速，而与发动机相连的传动系由于旋转的惯性，仍保持原有转速，这往往会在传动系统中产生远大于发动机转矩的惯性矩，使传动系的零件容易损坏。由于离合器是靠摩擦力来传递转矩的，所以当传动系内载荷超过摩擦力所能传递的转矩时，离合器的主、从动部分就会自动打滑，因而起到了防止传动系过载的作用。
(4)有效地降低传动系中的振动和噪声。
二.离合器设计的基本要求：
1）在任何行驶条件下，能可靠地传递发动机的最大转矩。
  2）接合时平顺柔和，保证汽车起步时没有抖动和冲击。
  3）分离时要迅速、彻底。
  4）从动部分转动惯量小，减轻换挡时变速器齿轮间的冲击。
  5）有良好的吸热能力和通风散热效果，保证离合器的使用寿命。
  6）避免传动系产生扭转共振，具有吸收振动、缓和冲击的能力。
  7）操纵轻便、准确。
  8）作用在从动盘上的压力和摩擦材料的摩擦因数在使用过
      程中变化要尽可能小，保证有稳定的工作性能。
  9）应有足够的强度和良好的动平衡。
  10）结构应简单、紧凑，制造工艺性好，维修、调整方便等
三.目前，各种汽车广泛采用的是摩擦离合器是一种依靠主、从动部分的摩擦来传递动力且能分离的装置。它主要包括主、从动部分、压紧机构和操纵机构等四部分组成。摩擦式离合器是类型较多，就汽车用摩擦片式离合器而言，按从动盘的数目可以分为单盘式、多盘式、双盘式；按压紧弹簧的形式又可以分为中央弹簧式、周布弹簧式、膜片弹簧式、和斜置弹簧式。
四．摩擦式离合器的组成和工作原理
4.1组成 摩擦式离合器也叫盘式离合器， 摩擦式离合器是靠摩擦片来传递动力的离合器。通过摩擦盘与发动机飞轮的连接与断开，实现汽车动力的传输。
离合器传递扭矩的大小，取决于摩擦力的大小，而摩擦力受下列因素影响：
　　螺旋弹簧压紧力
　　摩擦系数
　　摩擦面的数目
　　摩擦面的尺寸
　　摩擦力：F=u*P
　　其中      u—摩擦系数；（取决于材料本身的尺寸、材料、表面粗糙程度等）
　　P——压力。
　　摩擦力与压力成正比；但压力过大，易造成离合器接合不柔和。为此，有的汽车采用增加摩擦片数，减小压紧弹簧弹力的做法，同样可以增加摩擦力。
基本组成以下四个部分包括：　
主动部分：由飞轮、压盘、离合器盖
从动部分：从动盘、从动轴
　 压紧机构：压紧弹簧
　 操纵机构：离合器踏板、分离拉杆、分离叉、分离套筒、分离轴承、分离杠杆等
　4.2工作原理 变速器第一轴的前端由轴承支承在飞轮中心孔内，后端由轴承支承在变速器壳上。离合器片毅借滑动花键与变速器第一轴相联。压板弹簧将压板和离合器片紧压在飞轮上，使离合器经常处于接合状态。发动机的扭矩就靠飞轮、压板与离合器片的摩擦作用向变速器第一轴输出。　发动机飞轮是离合器的主动件，带有摩擦片的从动盘和从动毂借滑动花键与从动轴（即变速器的主动轴）相连。压紧弹簧则将从动盘压紧在飞轮端面上。发动机转矩即靠飞轮与从动盘接触面之间的摩擦作用而传到从动盘上，再由此经过从动轴和传动系中一系列部件传给驱动轮。压紧弹簧的压紧力越大，则离合器所能传递的转矩也越大。
　　由于汽车在行驶过程中，需经常保持动力传递，而中断传动只是暂时的需要，因此汽车离合器的主动部分和从动部分是经常处于接合状态的。摩擦副采用弹簧压紧装置即是为了适应这一要求。当希望离合器分离时，只要踩下离合器操纵机构中的踏板，套在从动盘毂的环槽中的拨叉便推动从动盘克服压紧弹簧的压力向松开的方向移动，而与飞轮分离，摩擦力消失，从而中断了动力的传递。
　　当需要重新恢复动力传递时，为使汽车速度和发动机转速变化比较平稳，应该适当控制离合器踏板回升的速度，使从动盘在压紧弹簧压力作用下，向接合的方向移动与飞轮恢复接触。二者接触面间的压力逐渐增加，相应的摩擦力矩也逐渐增加。当飞轮和从动盘接合还不紧密，二者之间摩擦力矩比较小时，二者可以不同步旋转，即离合器处于打滑状态。随着飞轮和从动盘接合紧密程度的逐步增大，二者转速也渐趋相等。直到离合器完全接合而停止打滑时，汽车速度方能与发动机转速成正比。
　　摩擦离合器所能传出的最大转矩取决于摩擦面间的最大静摩擦力矩，而后者又由摩擦面间最大压紧力和摩擦面尺寸及性质决定。故对于一定结构的离合器来说，静摩擦力矩是一个定值，输入转矩一达到此值，离合器就会打滑，因而限制了传动系所受转矩，防止超载。
离合器结合 当发动机工作时，飞轮带动离合器主动部分旋转，由于在压紧弹簧的作用下,压盘和从动盘压在飞轮上，而使从动盘结合面与飞轮、压盘产生摩擦力矩，并通过从动盘带动变速器第一轴一起旋转，发动机的动力便传给了变速器。
离合器分离  当驾驶员踩下加速踏板时，通过连接机构，使分离轴承前移压在分离杠杆上，使压盘产生一个向后的力，当大于压紧弹簧的张力时，从动盘与飞轮、压盘脱离接触，使发动机停止向变速器输出动力。
汽车起步  当缓慢放松踏板时，通过连接机构作用在压盘上的拉力逐渐减小，在压紧弹簧的作用下，从动盘与飞轮、压盘结合程度逐渐增加，故其摩擦力矩逐渐增加，当飞轮、压盘和从动盘结合还不紧密、产生的摩擦力矩比较小时，主、从动部分可以不同步旋转，即离合器处于打滑状态，随着飞轮、压盘和从动盘压紧程度的逐渐增加，离合器主、从动部分转速也逐渐相等，直至离合器完全结合而停止打滑，结合过程即告结束。
4.3离合器的自由间隙和踏板的自由行程 　
　离合器接合时，分离轴承前端与膜片弹簧（或分离杠杠内端）之间有一定的轴向间隙，这一间隙称为离合器的自由间隙。当从动盘摩擦片因磨损而变薄时，离合器压盘前移，弹簧变形减少，膜片弹簧或分离杠杠内端将后移。如果没有自由间隙，则膜片弹簧或分离杠杠内端将不能后移，相应地限制了离合器压盘前移，从而不能有效地压紧从动盘摩擦片，造成离合器打滑，传递转矩下降。
从踩下离合器踏板开始到离合器自由间隙完全消失所对应的踏板行程称为自由行程。当从动盘摩擦片磨损以后，自由间隙将减小，离合器踏板自由行程也会相应减小，可以通过离合器踏板自由行程的大小判断自由间隙的大小。当离合器踏板自由行程过小时，意味着离合器的自由间隙过小，需要进行调整，必要时还要更换从动盘才有可能恢复踏板的自由行程。