离合器操纵机构布置指南
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解放汽车离合器设计引言离合器是汽车传动系的重要部件。
汽车从启动到行驶的整个过程中,离合器它的作用是使发动机与变速器之问能逐渐接合.从而保证汽车平稳起步;替时切断发动机与变速器之间的联系.以便于换档和减少换档时的冲击:当汽车紧急制动时能起分离作川,防止变速器等传动系统过载,起到一定的保护作用:离合器类似开关.接合或断离动力传递作用,因此.任何形式的汽车都有离合装置,只是形式不同而已。
随着科技的飞速发展,特别是液压技术、电子技术在汽车领域的广泛应用,汽车传动系发生了巨大的变化。
作为传动系重要组成部件之一的离合器总成,担负着传力、减震和防止系统过载等重要作用。
伴随着自动变速器技术及与之相配套的离合器技术的完善,离合器产品不论是性能结构方面还是生产制造方面都发生了很大变化。
1981年,法国人制成了摩擦片式离合器,此后浸在油中工作的湿式多片离合器逐渐取代了锥形离合器,但多片湿式摩擦离合器的片与片之间容易被油粘住,致使离合器分离不彻底,造成换档困难,所以它又逐渐被干式多片离合器取代。
多片干式离合器的住要优点是由于接触面多,故接合平顺柔和,保证了汽车的平稳起步;但因片数多,从动部分的转动惯量大,还是感到换档不够容易。
另外,中间压盘的通风散热不良,容易引起过热,加快了离合器的磨损,甚至烧伤和碎裂,如果调整不当还可能引起离合器分离不彻底。
随着汽车运输业的发展,离合器还要在原有的基础上不断提高改进,一适应新的使用条件。
从国外的发展动向来看,近年来车辆在性能上向高速发展,发动机的功率和转速不断提高,载货汽车趋于大型化,国内也有类似情况。
此外,随着汽车发动机转速功率的不断提高和汽车电子技术的高速发展,人们对离合器的要求越来越高,离合器的使用条件也越来越苛刻。
从提高离合器性能的角度出发,传统推式膜片弹簧离合器的结构正逐步地向拉式膜片弹簧离合器结构发展,传统的操纵形式正向自动操纵形式发展。
因此,提高离合器的可靠性和延长其使用寿命,适应发动机的高转速,增加离合器传递转矩的能力和简化操作,已成为离合器目前发展趋势。
第一章前言§1.1 概述对于以内燃机为动力的汽车,离合器在机械传动中是作为一个独立的总成而存在的,它是汽车传动系直接与发动机相连接的总成。
目前,各种汽车广泛使用摩擦离合器是一种依靠主、从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。
离合器的主要功能是切断和实现对传动系的动力传递。
主要功用:(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;(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;(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;(4) 有效地降低传动系中的振动和噪声。
§1.1.1 离合器设计的原则1.在任何行驶条件下均能可靠地传递发动机的最大转矩,并有适当的转矩储备;2.接合时要平顺柔和,以保证汽车起步时没有抖动和冲击;3.分离时要迅速、彻底;4.离合器从动部分转动惯量要小,以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击,便于换挡和减少同步器的磨损;5.应有足够的吸热能力和良好的通风散热效果,以保证工作温度不致过高,延长其使用寿命;6.应使传动系避免扭转共振,并具有吸收振动、缓和冲击和减小噪声的能力;7.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,以保证有稳定的工作性能;8.操纵轻便、准确,以减轻驾驶员的疲劳;9.应有足够的强度和良好的动平衡,以保证其工作可靠、寿命长;10.结构简单、紧凑、质量小,制造工艺性好,拆装、维修、调整方便等。
§1.1.2 离合器的组成1. 主动部分主动部分包括飞轮、离合器盖、压盘等机件组成。
这部分与发动机曲轴连在一起。
离合器盖与飞轮靠螺栓连接,压盘与离合器盖之间是靠3-4个传动片传递转矩的2. 从动部分从动部分是由单片、双片或多片从动盘所组成,它将主动部分通过摩擦传来的动力传给变速器的输入轴。
从动盘由从动盘本体,摩擦片和从动盘毂三个基本部分组成。
为了避免转动方向的共振,缓和传动系受到的冲击载荷,大多数汽车都在离合器的从动盘上附装有扭转减震器。
第一章前言§1.1 概述对于以内燃机为动力的汽车,离合器在机械传动中是作为一个独立的总成而存在的,它是汽车传动系直接与发动机相连接的总成。
目前,各种汽车广泛使用摩擦离合器是一种依靠主、从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。
离合器的主要功能是切断和实现对传动系的动力传递。
主要功用:(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;(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;(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;(4) 有效地降低传动系中的振动和噪声。
§1.1.1 离合器设计的原则1.在任何行驶条件下均能可靠地传递发动机的最大转矩,并有适当的转矩储备;2.接合时要平顺柔和,以保证汽车起步时没有抖动和冲击;3.分离时要迅速、彻底;4.离合器从动部分转动惯量要小,以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击,便于换挡和减少同步器的磨损;5.应有足够的吸热能力和良好的通风散热效果,以保证工作温度不致过高,延长其使用寿命;6.应使传动系避免扭转共振,并具有吸收振动、缓和冲击和减小噪声的能力;7.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,以保证有稳定的工作性能;8.操纵轻便、准确,以减轻驾驶员的疲劳;9.应有足够的强度和良好的动平衡,以保证其工作可靠、寿命长;10.结构简单、紧凑、质量小,制造工艺性好,拆装、维修、调整方便等。
§1.1.2 离合器的组成1. 主动部分主动部分包括飞轮、离合器盖、压盘等机件组成。
这部分与发动机曲轴连在一起。
离合器盖与飞轮靠螺栓连接,压盘与离合器盖之间是靠3-4个传动片传递转矩的2. 从动部分从动部分是由单片、双片或多片从动盘所组成,它将主动部分通过摩擦传来的动力传给变速器的输入轴。
从动盘由从动盘本体,摩擦片和从动盘毂三个基本部分组成。
为了避免转动方向的共振,缓和传动系受到的冲击载荷,大多数汽车都在离合器的从动盘上附装有扭转减震器。
第三节离合器操纵机构设计离合器的操纵比较频繁,除自动离合器外,离合器都是由司机左脚踩踏板操纵。
为减轻司机的疲劳,要求踏板力尽可能地小,轿车在80~130N左右,载货汽车不应超过150~200N;踏板总行程也不宜过大,一般应在80~150mm范围内,最大应不超过180mm。
应具有踏板自由行程的调整装置以便在离合器摩擦片磨损后用来调整和恢复分离轴承与分离杠杆间的正常间隙量;还应有踏板行程限位装置以防止操纵机构的零件受过大载荷而损坏。
此外,操纵机构的传动效率要高,具有足够的刚度,不会因发动机的振动以及车架和驾驶室的变形而干涉其正常工作,工作可靠、寿命高,维修保养简易、方便等。
3.1 离合器操纵机构的结构型式选择离合器操纵机构分为机械式、液压式、气压式和自动操纵机构四种。
为了降低中型以上货车的踏板力,在机械式和液压式操纵机构中有时采用助力器。
1.机械式操纵机构有杆系传动和钢索传动两种型式。
杆系传动结构简单、制造容易、工作可靠,广泛用于各种类型的汽车上。
但质量及摩擦损耗都较大;传动效率低。
当离合器需远距离操纵时,则杆系的结构复杂、布置困难,踏板的自由行程将加大,刚度及可靠性也会变差。
钢索传动寿命较短,传动效率也不高,仅用于某些轻型轿车中。
2.液压式操纵机构如图1所示,液压式操纵机构由吊挂式离合器踏板、总泵(主缸)、分泵(工作缸)、管路系统、回位弹簧等组成。
具有摩擦阻力小,传动效率高,质量小,布置方便,接合柔和(有助于降低猛接离合器时传动系的动载荷),便于采用吊挂式踏板使该处地板易于密封,车架或车身的变形以及发动机的振动不会影响其工作,系统刚度好有助于减小踏板自由行程,也便于远距离操纵及采用可翻倾式驾驶室等优点。
它不仅最广泛地用于轿车及中、轻型客车及货车上,而且在大客车和重型货车上的应用也日益增多,但在中型以上的汽车上使用时应该加装助力器。
3.机械式和液压式操纵机构的助力器在中型以上的汽车上,为减轻离合器踏板力,在机械式和液压式操纵机构中常采用各种助力器。
整车技术部设计指南111第 12 章离合操纵机构设计布置指南12.1 离合操纵机构概述:离合器操纵机构是离合器系统的重要组成部分,是驾驶人员借以使离合分离、接合的一套装置,它起始于离合器踏板,终止于离合器分离轴承。
离合器操纵结构的型式主要有机械式和液压式。
机械式操纵机构有杆系传动机构和绳索式传动机构两种型式。
机械式操纵拉索寿命较短,拉伸刚度较小,但成本低、结构简单、故障少,缺点是机械效率低。
液压式特点是摩擦阻力小、质量小、布置方便、结合柔和。
12.1.1 机械式操纵机构机械式操纵机构有杆系传动机构和绳索式传动机构两种型式,针对我公司的车型,这里只介绍绳索式传动机构及其布置校核。
1)绳索式传动机构简介绳索式传动机构结构简单、成本较低,不占用发动机仓内的有效空间,便于采用吊挂式踏板,有利于车内密封。
但受自身工作曲率要求,布置上要求较高,且传动效率随使用时间增长会逐渐变低。
这种结构一般应用在普通型轿车和微型汽车上。
发动机排量在 1.6L以下、离合器从动盘直径在200mm以下的汽车,一般采用这种结构。
绳索式传动机构分手动调整式和自动调整式。
2)绳索式传动机构组成图 1 绳索式传动机构1-离合器分离杠杆2、4-固定点3-离合器绳索总成5-助力弹簧6-离合器踏板A-助力弹簧导向杆与离合器踏板支架连接销轴B-助力弹簧导向杆与离合器踏板连接销轴C-离合器踏板轴整车技术部设计指南112在设计绳索式操纵机构时,要防止钢丝绳索与绳索护套内壁的干摩擦,一般在钢丝绳索表面及绳索护套内壁挂有一层注塑膜,以使操纵轻便,消除噪声。
12.1.2 液压式操纵机构1) 液压式操纵机构简介液压式操纵机构是目前最广泛的一种操纵型式,其摩擦阻力小,传递效率高,随动性好。
车身、车架变形时,不影响操纵机构的正常工作,占用空间位置小,便于布置,可采用吊挂式离合器踏板,便于室内密封,改善驾驶员的工作条件。
此外液压式操纵机构的结构较为简单,离合器主缸、工作缸的结构也不复杂,容易实现离合器的自动调节。
整车技术部设计指南111
第 12 章离合操纵机构设计布置指南
12.1 离合操纵机构概述:
离合器操纵机构是离合器系统的重要组成部分,是驾驶人员借以使离合分离、接合的一套装置,它起始于离合器踏板,终止于离合器分离轴承。
离合器操纵结构的型式主要有机械式和液压式。
机械式操纵机构有杆系传动机构和绳索式传动机构两种型式。
机械式操纵拉索寿命较短,拉伸刚度较小,但成本低、结构
简单、故障少,缺点是机械效率低。
液压式特点是摩擦阻力小、质量小、布置方便、结
合柔和。
12.1.1 机械式操纵机构
机械式操纵机构有杆系传动机构和绳索式传动机构两种型式,针对我公司的车型,这里只介绍绳索式传动机构及其布置校核。
1)绳索式传动机构简介
绳索式传动机构结构简单、成本较低,不占用发动机仓内的有效空间,便于采用吊挂式踏板,有利于车内密封。
但受自身工作曲率要求,布置上要求较高,且传动效率随
使用时间增长会逐渐变低。
这种结构一般应用在普通型轿车和微型汽车上。
发动机排量
在 1.6L以下、离合器从动盘直径在200mm以下的汽车,一般采用这种结构。
绳索式传
动机构分手动调整式和自动调整式。
2)绳索式传动机构组成
图 1 绳索式传动机构
1-离合器分离杠杆2、4-固定点3-离合器绳索总成5-助力弹簧6-离合器踏板
A-助力弹簧导向杆与离合器踏板支架连接销轴B-助力弹簧导向杆与离合器踏板连接销轴C-离合器踏板轴
整车技术部设计指南112
在设计绳索式操纵机构时,要防止钢丝绳索与绳索护套内壁的干摩擦,一般在钢丝
绳索表面及绳索护套内壁挂有一层注塑膜,以使操纵轻便,消除噪声。
12.1.2 液压式操纵机构
1) 液压式操纵机构简介
液压式操纵机构是目前最广泛的一种操纵型式,其摩擦阻力小,传递效率高,随动
性好。
车身、车架变形时,不影响操纵机构的正常工作,占用空间位置小,便于布置,
可采用吊挂式离合器踏板,便于室内密封,改善驾驶员的工作条件。
此外液压式操纵机
构的结构较为简单,离合器主缸、工作缸的结构也不复杂,容易实现离合器的自动调节。
在中高级轿车、旅行客车和轻型车上得到广泛的应用。
如我公司的 B11、A15、T11、A21
均为液压式操纵机构。
2) 液压式操纵机构组成
图2 离合器操纵机构简图
整车技术部设计指南113
12.2 离合操纵机构的基本要求:
1).操纵机械要尽可能地简单,操纵轻便,踏板力要小,以减轻驾驶员的劳动强度。
各类汽车应符合 GB7258-1997《机动车运行安全技术条件》中所规定的要求,即踏板力不
大于 300N(通常轿车在 80~150N);
2).踏板行程应符合 GB/T 13053-91《汽车驾驶区尺寸》所规定的要求,以符合轿车、
载货汽车所推荐的尺寸,最大行程不大于 200mm,通常在 80~150mm 范围内(轿车在下限,载货汽车在上限);
3).应具有踏板行程调节机构,以便在摩擦片磨损后复原分离轴承的自由行程;
4).应具有踏板行程限位器,以防止操纵机构的零件受过大的载荷而损坏;
5).在决定最佳的踏板比例和踏板位置时,应考虑踏板操作踏力的方向;
6).发动机的振动以及车架和驾驶室的变形不应引起操纵机构的运动干涉;
7).踏板回位要快捷,防止离合器在接合时回位滞后。
12.3 离合操纵机构的设计计算
为了满足对离合器踏板行程和踏板力的要求,根据已设计确定的离合器操纵机构型
式,合理地利用周边条件,通过已确定的离合器的特性参数及技术要求,进行离合器操
纵机构的设计计算,正确地选择操纵机构的总传动比和各零部件间的配比。
1)对于机械式操纵机构:I 总=i1*i2
对于液压式操纵机构:I 总=i1*i2*i3 式中
i1-踏板传动比
i2-分离臂传动比
i3-液压系统传动比,i3=分泵活塞面积/总泵活塞面积
2)踏板总行程 S
离合器踏板总行程 S 是由踏板自由行程 S0 和工作行程 Sg 所组成:
S= S0+Sg
式中 S0 -踏板自由行程。
S0=Sf* i2* i1
Sf-分离轴承自由行程,常接触分离轴承,Sf=0;非常接触分离轴承,对于单从动
盘,Sf=1.5 ㎜~2.5 ㎜,对于双从动盘,Sf=3 ㎜~4 ㎜。
离合器踏板自由行程 S0 除计入分离轴承的自由行程外,还应考虑机构中所需的其他
间隙行程,如离合拉索变形量和液压主缸活塞顶部间隙等。
对于机械式操纵机构:S g=λ* i2* i1* i3
+F S F E 整车技术部设计指南
对于液压式操纵机构:S g=λ* i2* i1*
式中λ-分离指分离行程。
3)踏板力 P
114
P =
F I总 ⋅μ
式中F-离合器分离力,N;
μ-传动效率,对于机械式:μ=0.8~0.85;对于液压式:μ=0.8~0.9;
FS-回位弹簧作用的踏板力;N;
FE-助力器作用的踏板力;N。
12.4 离合操纵机构布置校核
12.4.1 离合踏板的布置校核
布置离合踏板时,要考虑的因素有:离合踏板与制动踏板间的间隙、离合踏板的宽度、离合踏板与人体中心线之间的间隙、离合踏板下极限与前挡板地毯的间隙、离合器踏板
与前挡板左(右)方向上的最小间隙、离合踏板的行程等。
整车技术部设计指南115
离合踏板与制动踏板的间隙要求≥70 mm,离合踏板的宽度要求≥55mm,离合踏板中
心与人体中心线的间隙要求≥70mm。
整车技术部设计指南
116离合踏板与前挡板左(右)地毯处间隙要求≥25mm。
整车技术部设计指南117
离合踏板下极限处与地毯要求≥15mm。
上图间隙偏小。
12.4.2 离合拉线的布置校核
离合拉线应能在-40~+75℃环境温度下正常工作,其布置时需要考虑的因素有:离
合拉线的曲率、离合拉线的固定位置、离合拉线与周围零部件的间隙、离合拉线的接口
型式选择等。
护管外径 d mm 最小曲率工作半径 mm <8 150 ≥8
200
整车技术部设计指南
离合拉线应在下表规定的曲率半径下工作,并且弯曲 360°能拉动自如。
上图中离合拉线的最小曲率半径为 150.04mm ,满足布置要求。
118
整车技术部设计指南119
离合拉线与制动主缸的间隙要求≥15mm;离合拉线与选换挡拉线的间隙要求≥15mm;
离合拉线与转向机的间隙要求≥25mm;离合拉线与传动轴的间隙要求≥25mm。
由于离合拉线长度较长,需要在前舱内找出合适位置固定离合拉线,如上图红线所
示,离合拉线用两个支架固定在变速箱壳体上。