陸風(fēng)配某款新發(fā)動(dòng)機(jī)車型離合器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘 要：本文通過發(fā)動(dòng)機(jī)原所配離合器，計(jì)算離合器的實(shí)際轉(zhuǎn)矩容量Tc，分析此離合器配在陸風(fēng)車上是否合適？否則重新對(duì)離合器參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)矩容量 摩擦力 單片 干式 膜片彈簧 摩擦片總成 壓蓋總成 夾緊力 摩擦系數(shù) 后備系數(shù)

一、前言

汽車上所用的摩擦離合器，既要傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，又要靠它的滑磨來(lái)使汽車平穩(wěn)起步，工作條件甚為嚴(yán)重、惡劣。因此在設(shè)計(jì)離合器時(shí)，不僅要求它在任何情況下都能可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，而且還應(yīng)使它有足夠的使用壽命，這就要合理地選擇離合器的基本結(jié)構(gòu)尺寸和它的設(shè)計(jì)參數(shù)。

二、發(fā)動(dòng)機(jī)所配帶離合器轉(zhuǎn)矩容量的計(jì)算

發(fā)動(dòng)機(jī)所配帶離合器是單片、干式膜片彈簧離合器，離合器摩擦片總成及離合器壓蓋總成結(jié)構(gòu)形式見下圖。摩擦離合器的基本結(jié)構(gòu)是摩擦傳遞機(jī)構(gòu)。它依靠摩擦來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。摩擦力Ff是一種耗散力，它的作用方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，其大小由公式（1-1）

Ff=μFN（1-1）

所決定。

Tf就是利用摩擦的轉(zhuǎn)矩容量。轉(zhuǎn)矩容量（或扭矩容量）反映的是摩擦所能傳遞轉(zhuǎn)矩的極限能力而不一定是它實(shí)際傳遞轉(zhuǎn)矩的大小。最大的摩擦力Ff產(chǎn)生的摩擦力矩為Tf，由公式(1-2)

Tf＝Re Ff＝ReμFN(1-2)

所決定。式中Re為有效作用半徑：Re＝2(R03－Ri3)／3(R02－Ri2)。

根據(jù)上述轉(zhuǎn)矩容量的概念，現(xiàn)在來(lái)確定實(shí)際離合器的轉(zhuǎn)矩容量Tc，由于離合器的從動(dòng)盤兩邊都是摩擦面，而且離合器所用的從動(dòng)盤可不止一個(gè)，這樣離合器轉(zhuǎn)矩容量Tc的基本計(jì)算公式(1-3)

Tc= Z?Tf＝Z?FN?μ?Re＝Z?FN?μ?2(R30－R3i)／3(R20－R2i)(1-3)

說(shuō)明：

FN—離合器夾緊力； μ—摩擦系數(shù)設(shè)計(jì)值； Z—摩擦面數(shù)； Re—從動(dòng)盤有效作用半徑；R0—摩擦片外徑； Ri—摩擦片內(nèi)徑；

根據(jù)圖紙及南京法雷奧公司所提供的參數(shù)可計(jì)算出

Tc=2?7320?0.26?2(257.53－165.13)／3(257.52－165.12)=408N.m

三、確定此離合器是否適合陸風(fēng)車型

由上述計(jì)算得知離合器Tc為408N.m，而陸風(fēng)車所配的南京sofim8040.43的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Temax為269 N.m

離合器轉(zhuǎn)矩容量Tc和發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Temax之間可寫成如下的關(guān)系(1-4)式：

Tc=βTemax(1-4)

式中，β為離合器的后備系數(shù)

由此可計(jì)算出β=Tc /Temax c=408/269= 1.52

根據(jù)相關(guān)書籍推薦汽車離合器的后備系數(shù)β如下：

小轎車 β=1.2～1.3，

載重車 β=1.7～2.25，

帶拖掛的重型車或牽引車 β=2.0～3.0。

小轎車的離合器推薦其后備系數(shù)β值為1.2，因?yàn)榇蠖嘈∞I車的離合器采用膜片彈簧離合器，由于膜片彈簧離合器在使用過程中摩擦片的磨損其工作壓力幾乎不會(huì)變小（開始時(shí)還有些增加），再加上小轎車的后備功率較大，使用條件較好，故宜取小值。因陸風(fēng)是多功能越野車，使用條件大多在城鄉(xiāng)之間，所以β比轎車需稍高一些，但1.52的后備系數(shù)對(duì)陸風(fēng)車來(lái)說(shuō)實(shí)在太高，所以此離合器不適合陸風(fēng)配南京sofim發(fā)動(dòng)機(jī)車型。

四、重新設(shè)計(jì)離合器參數(shù)

從上面的計(jì)算結(jié)果可以看出，后備系數(shù)β過高。過高的后備系數(shù)不但使離合器尺寸加大，而且增加了分離離合器的操縱力，對(duì)防止傳動(dòng)系過載也很不利。因此，先必須確定陸風(fēng)車后備系數(shù)，根據(jù)陸風(fēng)車的實(shí)際情況，定后備系數(shù)β為1.32。根據(jù)公式Tc=βTemax ，可重新設(shè)計(jì)出離合器的轉(zhuǎn)矩容量 Tc ：

 Tc=βTemax =1.32 ?269 =355N.m。

根據(jù)公式Tc= Z?Tf＝Z?FN?μ?Re＝Z?FN?μ?2(R30－Ri3)／3(R20－Ri2)，要使Tc降低 ，可更改的設(shè)計(jì)參數(shù)有 Z、FN、μ 、R0 、Ri。

另在設(shè)計(jì)整個(gè)離合器系統(tǒng)的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)離合器踏板操縱力偏大，所以決定降低FN。通過同南京法雷奧公司相關(guān)技術(shù)人員討論：通過調(diào)整離合器膜片達(dá)到FN下降，F(xiàn)N由原來(lái)的7320N降低至6370N，自然Tc就變?yōu)?55N.m。同時(shí)離合器壓盤徹底分離時(shí)的分離指的分離力FA9.65由1870N跟隨下降到1630N，而離合器踏板分離力F由原來(lái) 127N下降到110N，這樣的離合器踏板力對(duì)于一款陸風(fēng)SUV來(lái)說(shuō)是非常適合不過了。

五、結(jié)束語(yǔ)

離合器的設(shè)計(jì)，首先必須缺定好后備系數(shù)β，不同的車設(shè)計(jì)的后備系數(shù)不一樣，SUV車是最近發(fā)展起來(lái)的車型，它即不同轎車，也不同載重車，SUV車的后備系數(shù)很難查到資料，所以定好后備系數(shù)要靠經(jīng)驗(yàn)的積累以及試驗(yàn)的驗(yàn)證來(lái)實(shí)現(xiàn)；其次離合器是離合器整個(gè)系統(tǒng)的一部分，離合器設(shè)計(jì)必須同時(shí)考慮到離合器的操縱，使離合器操縱設(shè)計(jì)能達(dá)到方便，舒適、可靠。（作者單位：江鈴控股有限公司）

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參考文獻(xiàn)

［1］ 《汽車設(shè)計(jì)》張洪欣，主編，機(jī)械工業(yè)出版社

［2］ 《離合器》，徐石安 主編，人民交通出版社