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1、汽车构造电子教案汽车传动系-离合器,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第2页,离合器的功用平稳起步；换挡平顺；防止传动系过载,离合器的功用及摩擦离合器的工作原理,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第3页,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第4页,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第5页,平稳起步,汽车起步时，是从完全静止的状态逐步加速的。如果传动系与发动机刚性连接，则变速器一挂上一挡，汽车将突然向前冲一下，但并未起步。这是因为静止到向前冲时，产生很大惯性力，对发动机造成很大阻力矩。在这种惯性阻力矩作用下，发动机瞬时转速急剧下降到最低稳定转速以下，发动机熄
2、火而不能工作，当然汽车也不能起步。在传动系中装设了离合器后，在发动机起动后，汽车起步之前，驾驶员先踩下离合器踏板，将离合器分离，发动机和传动系脱开；再将变速器挂上挡，然后逐渐松开离合器踏板，使离合器逐渐接合。在离合器逐渐接合的过程中，发动机所受的阻力矩也逐渐的增大，故应同时逐渐踩下加速踏板，即逐步增加发动机的燃油供给量，使发动机转速始终保持在最低稳定转速之上，不致熄火。由于离合器的接合紧密程度逐渐增大，发动机经传动系传给驱动车轮的转矩便逐渐增大。到牵引力足以起步阻力时，汽车即从静止开始运动并逐渐加速。因此，保证汽车平稳起步是离合器的首要功用。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第6页
3、,换挡平顺,离合器另一功用是保证传动系换挡时工作平顺。在汽车行驶过程中，为了适应不断变化的行驶条件，传动系经常要换动不同的挡位工作。实现齿轮式变速器的换挡，一般是拨动齿轮或其它换挡机构，使原有挡位的某一齿轮副退出传动，在使另一挡位的齿轮副进入工作。在换挡前也必须踩下离合器踏板，中断动力传递，便于使原用挡位的啮合副脱开，同时有可能使新挡位啮合副的啮合部位的速度逐渐趋于相等（同步），这样，进入啮合时的冲击可大为减轻。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第7页,防止传动系过载,当汽车进行紧急制动时，若没有离合器，则发动机将因和传动系刚性连接而急剧降低转速，因而其中所有运动件将产生很大的惯性
4、力矩（数值可能大大超过发动机正常工作时所发出的最大转矩），对传动系造成超过其承载能力的载荷，从而使其机件损坏。有了离合器，便可以靠离合器主动部分和从动部分之间可能产生相对运动来消除这一危险。因此，离合器的又一功用是限制传动系所承受的最大转矩，防止传动系过载。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第8页,摩擦离合器的结构及工作原理,摩擦离合器基本上由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第9页,摩擦离合器所能传递的最大转矩的数值，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。离合器的具体结构，
5、首先应在保证传递发动机最大转矩的前提下，满足两个基本性能要求：分离彻底；接合柔和。其次，离合器从动部分的转动惯量要尽可能小。此外，还要求离合器散热良好。摩擦离合器所能传递的最大转矩的数值，取决于摩擦面间的压紧力和摩擦因数，以及摩擦面的数目和尺寸。摩擦离合器有：单盘离合器，双盘离合器。采用膜片弹簧作为压紧弹簧的离合器，称为膜片弹簧离合器。采用若干个螺旋弹簧作压紧弹簧并沿摩擦盘圆周分布的离合器，称为周布弹簧离合器。仅具有一个或两个较强的螺旋弹簧并安置在中央的离合器，称为中央弹簧离合器。从动盘和扭转减振器。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第10页,一膜片弹簧离合器,膜片弹簧离合器所用的
6、压紧弹簧，使用薄弹簧钢板制成的带有锥度的膜片弹簧。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第11页,工作原理,当将离合器盖用螺钉固定到飞轮上时由于离合器盖靠向飞轮，钢丝支撑圈15压膜片弹簧8使之发生弹性变形。同时，在膜片弹簧外端对压盘4产生压紧力，使离合器处于接合状态。当分离离合器时,分离轴承13左移,膜片弹簧被压在钢丝支撑圈上，其径向截面以支撑圈为支点转动，于是膜片弹簧外端右移，并通过分离钩7拉动压盘使离合器分离。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第12页,膜片弹簧离合器的结构特点由于膜片弹簧的轴向尺寸较小而径向尺寸很大，这有利于在提高离合器转矩容量的情况下减小离合器的轴向
7、尺寸。膜片弹簧离合器不需专门的分离杠杆，使结构简化，零件数目少，重量轻。由于膜片弹簧轴向尺寸小，所以可以适当增加压盘的厚度，提高热容量；而且还可以在压盘上增加散热筋及在离合器盖上开设较大的通风孔来改善散热条件。膜片弹簧离合器的主要部件形状简单，可以采用冲压加工，大批量生产时可以降低生产成本。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第13页,膜片弹簧的弹性特性,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第14页,膜片弹簧的优点：压力分布均匀，与摩擦片的接触良好，磨损均匀，摩擦片的使用寿命长，高速性能好，操作运转时冲击、噪声小。膜片弹簧的缺点：主要是制造工艺（加工和热处理条件）和尺寸精度（
8、板材厚度和离合器与压盘高度公差）等要求严格。,膜片弹簧离合器现已被广泛采用，不仅在轿车上采用，而且在轻型、中型货车，甚至在重型货车商业得到应用。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第15页,膜片弹簧结构形式分：,推式膜片弹簧离合器双支承式 MF,DS,DST单支承式 DSV,GMF,DB/DBP无支承式 DBR,D/DR,CP,拉式膜片弹簧离合器无支承式 MFZ单支承式 DT/DTP,GMFZ,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第16页,MF,DS,DST,DBV,GMF,DB/DBP,DBR,D/DR,CP,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第17页,无支承环式
9、（MFZ）,单支承环式（DT/DTP),GMFZ型,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第18页,周布弹簧离合器,东风EQ1090E型汽车的单片离合器的构造,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第19页,在单盘离合器中采用图a所示的连接方式，离合器盖固定在飞轮上，在盖上开有长方形的窗口，压盘上铸有相应的凸台，凸台伸进窗口以传递转矩。单盘离合器也有采用如图b所示的键连接方式。在双盘离合器中一般采用综合式的连接方法，如图c所示，通过传力销将飞轮与中间压盘，压盘连接在一起。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第20页,为了增大离合器所能传递的转矩，并考虑到飞轮的径向尺寸有限
10、，在重型货车上广泛采用了双盘离合器。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第21页,由于摩擦片数目增多，其接合较为柔和，但是必须有专门装置，以保证各主动和从动盘之间能彻底分离。在上图中，当离合器分离时，压盘被四个分离杠杆以支承销9为中心转动而拉向后方，而中间压盘则被装在它和飞轮之间的分离弹簧2推向后方，与前从动盘4脱离接触。同时，为了时候从动盘3不被中间压盘和压盘夹住，在离合器盖上装有4个限位螺钉17，用以限制中间压盘的行程。限位螺钉的位置可以调节。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第22页,右图所示的离合器是在重型汽车上出现的一种结构形式。周向布置的若干个压紧弹簧6安装在
11、离合器盖与传力盘2之间，各个弹簧的轴线相对于离合器轴线倾斜一个角度。作用在传力盘上的全部压紧弹簧力的轴向分力之和通过以外端为支点的压紧杠杆1放大后在施加于压盘上。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第23页,三.中央弹簧离合器,中央弹簧离合器只采用一个或轴线重合的内外两个压紧弹簧，且位于离合器的中央。长征XD2150型汽车所用的中央双盘离合器如图所示。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第24页,飞轮6、离合器盖10、压盘8和中间主动盘2组成离合器的主动部分。传动销1的尾部压入飞轮6内圆面上的径向孔中，而其头部则伸入中间主动盘2边缘的切口内。铸造的离合器盖10的内表面有凸起
12、部，嵌入压盘上相应的切口中。发动机动力一部分从飞轮经传动销传给中间主动盘，另一部分由飞轮经离合器盖传给压盘。中央弹簧13的前端通过一个用钢板冲压制成的支承盘支于离合器盖上，其后端则抵靠着分离套筒14。轴向安装在分离套筒上的3根拉杆分别与3根压紧杠杆17的内端相连。压紧杠杆以固定在离合器盖上的支承销16为支点，其外端与压盘相接触，于是中央弹簧的压紧力便通过分离套筒14、拉杆和压紧杠杆17，将离合器的主动和从动部分压紧。为使中央弹簧的压力均匀分配到三根压紧杠杆上，长征XD2150型汽车离合器上设有自动平衡机构。支承销顶住平衡盘，平衡盘与调整环以球面相配合，调整环借螺纹固定在离合器盖上。假如三个压紧
13、杆杆传递的压紧力不相等，则通过三个支承销作用在平衡盘上的力便不平衡而使平衡盘沿球面转动，直至三个杆杆力相等时为止。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第25页,长征XD2150型汽车离合器的中央弹簧是圆柱形的，这种中央弹簧得轴向尺寸比较大，有时给布置带来困难。为了缩短轴向尺寸，中央弹簧较多地采用矩形或圆形断面的锥形弹簧，如右图所示。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第26页,四.从动盘和扭转减振器,发动机传到汽车传动系中的转矩是周期地不断变化着的，这就使得传动系中产生扭转振动。如果这一振动的频率与传动系的固有频率相重合，就将发生共振，这对传动系零件寿命有很大影响。此外，在
14、不分离离合器的情况下进行紧急制动或猛烈接合离合器时，瞬时间内将造成对传动系极大的冲击载荷，从而缩短零件的使用寿命。为了避免共振，缓和传动系所受的冲击载荷，在不少汽车传动系中装设了扭转减振器。有些汽车上将扭转减振器制成单独的部件，但更多的是将扭转减振器附装在离合器从动盘中。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第27页,从动盘就有带扭转减振器的和不带扭转减振器的两种。不论从动盘是否有扭转减振器，其主要部分都是由从动片5、摩擦片4和从动盘毂11三个基本部分组成。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第28页,为了使离合器接合柔和，起步平稳，从动盘应具有轴向弹性。从动盘的结构形式大致
15、有如图所示的几种。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第29页,东风EQ1090E型汽车离合器从动盘是整体式弹性从动盘，在从动片上被径向切槽分割形成的扇形部分沿轴向翘曲成波浪形，两摩擦片分别与其波峰和波谷部分铆接，因而使得从动盘在轴向有一定弹性。在接合过程中，从动盘轴向压缩量与压紧力是逐渐增加的。在有些结构中，从动片是平面的，而在片上的每个扇形部分另铆上一个波形的扇状弹簧片，摩擦片则分别与从动片和波形片铆接。也有的将从动片做得直径较小，而在其外缘上铆有若干个单制的扇状波形弹簧钢片，两摩擦片分别与波形片铆接。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第30页,东风EQ1090E型汽
16、车离合器从动盘是整体式弹性从动盘，在从动片上被径向切槽分割形成的扇形部分沿轴向翘曲成波浪形，两摩擦片分别与其波峰和波谷部分铆接，因而使得从动盘在轴向有一定弹性。在接合过程中，从动盘轴向压缩量与压紧力是逐渐增加的。在有些结构中，从动片是平面的，而在片上的每个扇形部分另铆上一个波形的扇状弹簧片，摩擦片则分别与从动片和波形片铆接。也有的将从动片做得直径较小，而在其外缘上铆有若干个单制的扇状波形弹簧钢片，两摩擦片分别与波形片铆接。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第31页,近来在有些汽车离合器从动盘中采用两组或更多组刚度不同的减振器弹簧，并将装弹簧的窗口长度做成尺寸不一，利用弹簧先后起作用
17、的办法获得变刚度特性。这种变刚度特性可以避免不利的传动系共振，降低传动系噪声。在减振器中也有采用橡胶弹性元件的，其形状有空心圆柱形以及星形等多种。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第32页,离合器操纵机构,离合器操纵机构是驾驶员借以使离合器分离，而后使之柔和结合的一套机构。它起始于离合器踏板，终止于离合器内的分离轴承，本节所要讨论的主要是其中位于离合器壳外面的部分。按照分离离合器所需的操纵能源，离合器操纵机构有人力式和气压式两类。前者是以驾驶员的肌体作为唯一的操纵能源，后者是以发动机驱动的空气压缩机作为主要操纵能源，而以人体作为辅助和后备的操纵能源。,1人力式操纵机构,2气压助力式
18、操纵机构,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第33页,1人力式操纵机构,人力式操纵机构按所用传动装置的形式来分，有机械式和液压式两种。,机械操纵机构,液压操纵机构,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第34页,机械操纵机构,机械操纵机构中，广泛应用的是杆系传动装置，如东风EQ1090E型汽车离合器；另一种是绳索传动装置，如图所示。绳索传动装置可消除杆系的缺点，它并有可能采用便于驾驶员操纵的吊挂式踏板。但是绳索寿命较短，拉伸刚度小，故只适用于轻型、微型汽车和某些轿车。机械式操纵装置，机构较简单，制造成本低，故障少；但是其机械效率低，而且拉伸变形会导致踏板行程损失过大。,2023
19、/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第35页,液压操纵机构,液压操纵机构主要由主缸、工作缸及管路系统组成，如图所式。液压操纵机构具有摩擦阻力小、质量小、布置方便、结合柔和等优点，并且不受车身车架变形的影响,因此其应用日益广泛。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第36页,北京BJ2020型轻型越野汽车离合器的液压操纵机构如图所示。在离合器踏板9与离合器分离叉7之间有主缸15与工作缸11。主缸与工作缸用油管14连接。主缸推杆17与踏板9以偏心螺栓18相连。分离推杆10一端顶在分离差的凹槽内，另一端深入工作缸活塞内。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第37页,离合器主缸构造,
20、2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第38页,工作缸的构造,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第39页,日产TKL-20型重型汽车离合器液压操纵机构中所用的弹簧助力装置如图所示。助力弹簧4的两端分别挂在固定于支架3和三角板6上的两支承销上。三角板可以绕其轴销5转动。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第40页,图14-26所时为捷达轿车离合器的绳索式机械操纵机构中的弹簧助力装置。离合器处于接合状态的初始位置时，销轴B位于销轴A与踏板轴C连线的下方。当踩下离合器踏板时，销轴B围绕踏板轴C顺时针转动，当转到A、B、C三点处在同一直线上时，助力弹簧对踏板不起助力作用。继续
21、踩离合器踏板时，销轴B绕踏板轴C继续转动，当B点转到A、C点连线的上方时，则处于压缩状态的助力弹簧推动离合器踏板绕踏板轴C顺时针转动，对踏板施加一个附加作用力矩，此力矩与驾驶员的踩踏板的力矩方向一致，从而起到助力作用。当驾驶员松开离合器踏板时，随着离合器踏板的回位，销轴B又回到A、C点连线的下方时，处于压缩状态的助力弹簧又推动离合器踏板绕踏板轴C逆时针转动，促使离合器踏板快速回位。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第41页,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第42页,2气压助力式操纵机构,气压助力式离合器操纵机构，一般是利用发动机带动的空气压缩机作为主要的操纵能源，驾驶员肌体则作为辅助和后备的操纵能源。它包括空气压缩机、储气罐在内的一整套压缩空气源，结构复杂，质量也很大，故单为离合器操纵机构设置整套气源系统是不适宜的，一般都与汽车的气压制动系统及其它气动设备共用一套压缩空气源。气压助力装置可以装设在机械式操纵机构中，也可以装设在液压式操纵机构中。,2023/10/2,哈尔滨工业大学（威海）,第43页,黄河JN1181C13型汽车离合器的气压助力式液压操纵机构如图所示。该机构主要部件式液压主缸和气压助力液压工作缸。气压助力和液压工作缸是一个将液压工作缸、助力气缸和气压控制阀三者组合在一起的部件，其中控制阀本身又控于液压主缸的压力。,
