(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(dòng)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(shí)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(dòng)盤數(shù)的選擇[P5]對(duì)乘用車和輕型商用車來說，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩不大，離合器通常只設(shè)一片從動(dòng)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(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，在使用時(shí)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(shí)兩片負(fù)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(diǎn)，以往主要用于行星齒輪變速器換擋機(jī)構(gòu)中。優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)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(dòng)機(jī)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(gè)同心圓周上。螺旋周置彈簧離合器的主要缺點(diǎn)是：壓緊彈簧直接與壓盤接觸，易受熱退火，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)，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(huì)出現(xiàn)彈簧斷裂現(xiàn)象。[P10]中央彈簧離合器采用一至兩個(gè)圓柱螺旋彈簧或用一個(gè)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(diǎn)是在摩擦片磨損或分離離合器時(shí)，壓盤所受的壓緊力幾乎保持不變。同時(shí)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(diǎn)：[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(shí)工作點(diǎn)B變化到A點(diǎn)），因而離合器工作中能保持傳遞的轉(zhuǎn)矩大致不變；對(duì)于圓柱螺旋彈簧，其壓力大大下降（從B點(diǎn)變化到A′點(diǎn)）。離合器分離時(shí)，彈簧壓力有所下降（從B點(diǎn)變化到C點(diǎn)），從而降低了踏板力；對(duì)于圓柱螺旋彈簧，壓力則大大增加（從B點(diǎn)變化到C′點(diǎn)）。[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(shí)，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(shí)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(duì)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(jì)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(shí)，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(shí)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(diǎn)：1）由于取消了中間支承各零件，并只用一個(gè)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(dòng)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(huì)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(diǎn)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(tái)肩式鉚釘將膜片彈簧、兩個(gè)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(gè)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(gè)環(huán)形凸臺(tái)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(tái)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(tái)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(tái)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(tái)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(dòng)方式[P25]轉(zhuǎn)矩從發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)離合器蓋要傳遞到壓盤，離合器蓋驅(qū)動(dòng)壓盤的方式有凸塊一窗孔式、銷釘式、鍵塊式和傳動(dòng)片式多種。其中凸塊一窗孔式、銷釘式、鍵塊式的共同缺點(diǎn)是在聯(lián)接件之間都有間隙，驅(qū)動(dòng)中產(chǎn)生沖擊和噪聲，目前很少采用。[P26]傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)片的彈性又允許壓盤分離時(shí)作軸向移動(dòng)。當(dāng)發(fā)