auto2清华大学汽车底盘设计.pdfVIP

汽车底盘设计——第二章 离合器设计 第二章 离合器设计 2－1 概述 现代汽车一般都以内燃机为动力，在这样汽车的传动系中离合器 处于首端，它的作用是用来切断和接通传动系的动力传动，以保证汽 车平稳起步、顺利换档、防止传动系过载、可靠传递转矩。 在机械传动系中，汽车离合器大都根据磨擦原理设计。这种离 合器的工作表面（也就是磨擦表面）一般为盘形。而盘形离合器又分 为单盘、双盘和多盘三类。多盘离合器多为湿式，即磨擦盘浸在液体 中，以解决散热问题。但这种离合器在汽车上应用较少。而单盘和双 盘离合器一般为干式，应用最广泛。 目前离合器发展的趋势是：提高可靠性和使用寿命；适应高转 速，增加传递转矩的能力、简化操纵（当采用自动离合器时，可省去 离合器踏板，实现汽车的“双踏板”操纵）。 对汽车离合器有如下基本要求： （1）可靠传递发动机转矩； （2）分离彻底、迅速； （3）接合平顺； （4）离合器从动部分转动惯量小（以减轻换档时齿轮间的冲击，并 便于换档和减小同步器的磨损）； （5）使传动系避免共振（有改变传动系固有频率和吸振的能力）； （6）有足够的吸热能力，并且散热通风良好（以免工作温度过高）； 2 － 1 汽车底盘设计——第二章 离合器设计 （7）操纵轻便； （8）工作可靠、寿命长。 此外，还要求离合器尽量结构简单、紧凑、质轻、维修方便等。 2－2 离合器的接合过程 离合器的接合过程——变速器挂上档以后，放松离合器踏板的 过程。离合器的接合过程，也就是主动和从动磨擦元件从转速不等到 转速一致的滑磨过程。这种滑磨会产生大量热量，使压盘，飞轮等另 件温度升高，加剧磨擦片的磨损，降低使命寿命。 离合器在起步过程中的滑磨比换档时严重得多，因为这时转速 差最大。而滑磨的严重程度常用滑磨功来表征。下面讨论起步时离合 器的接合过程和滑磨功。 首先画离合器接合过程的力学模型（参见图2－1）。 图2－1 离合器接合过程的力学模型 在图 2－1 中，Je－发动机旋转部分（主要是飞轮）和离合器主 2 － 2 汽车底盘设计——第二章 离合器设计 动部分的总转动惯量；Jn－简化到离合器从动轴上的当量转动惯量， 一般取为汽车总质量 ma 换算到离合器从动轴上的转动惯量，而忽略 从离合器从动部分到车轮的全部旋转零件转动惯量的影响。 Jn 的求法：根据动能相等的的原理，有, 2 2 J ⋅ω ma ⋅v n n (2-1) 2 2 ω n ⋅r v i ⋅i r (2-2) g o 其中，ω －离合器从动轴角速度；v－车速；ma 一汽车总质量；r - n r 车轮滚动半径；i ,i - 分别为变速器和主减速器传动比。 g o 由此可得： 2 2 ma ⋅v ma ⋅r J r n 2 2 2 (2-3) ω i ⋅i n g o 加于离合器从动轴上的阻力转矩Tψ ，由汽车滚动阻力和上坡阻 力所引起，可写为：（在坡道上低速起动） 1