汽車起重機(jī)離合器的選型設(shè)計(jì)與校核策略

史為杰

[摘 ? ?要 ]在汽車起重機(jī)的應(yīng)用過程中，起重機(jī)離合器是連接其發(fā)動(dòng)機(jī)和起重機(jī)中動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的主要部件。因此，要想保障汽車起重機(jī)的應(yīng)用效果，就需要對起重機(jī)離合器進(jìn)行合理的選型與設(shè)計(jì)?；诖?，本文對其選型設(shè)計(jì)及其校核進(jìn)行分析。本文首先分析了汽車起重機(jī)離合器的基本功能，然后分析了其選型設(shè)計(jì)，最后對其校核進(jìn)行分析。希望通過本次的分析，可以對汽車起重機(jī)離合器的合理設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供相應(yīng)幫助。

[關(guān)鍵詞]汽車起重機(jī);離合器;選型設(shè)計(jì);校核

[中圖分類號]TM76 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）07–00–03

[Abstract]In the application process of a truck crane， the crane clutch is the main component connecting its engine and the power transmission system of the crane. Therefore， in order to ensure the application effect of the truck crane， it is necessary to select and design the crane clutch reasonably. Based on this， this article analyzes its selection design and verification. The article first analyzes the basic functions of the truck crane clutch， then analyzes its selection design， and finally analyzes its check. It is hoped that this analysis can provide corresponding assistance to the reasonable design and application of the truck crane clutch.

[Keywords]truck crane; clutch; selection design; check

對汽車起重機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，一項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容就是離合器的合理選型與設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)中，首先應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的汽車參數(shù)以及起重器參數(shù)來進(jìn)行離合器的合理選型，然后再通過科學(xué)的方式對離合器的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行校核，這樣才可以讓汽車在起步時(shí)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)之間結(jié)合的平順性，讓汽車平穩(wěn)起步，同時(shí)也可以對汽車傳動(dòng)系統(tǒng)起到相應(yīng)的保護(hù)作用。

1 汽車起重機(jī)離合器的基本功能概述

汽車起重機(jī)離合器是連接著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和起重機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵性部件。通過該部件，可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)之間的有效連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)以下的四項(xiàng)基本功能：（1）保障汽車可以平穩(wěn)起步;（2）為駕駛員換擋提供足夠便利;（3）有效防止動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)過載現(xiàn)象;（4）實(shí)現(xiàn)扭振沖擊的有效降低。由此可見，對于汽車而言，起重機(jī)離合器對其應(yīng)用效果和安全性都有著關(guān)鍵作用。所以在進(jìn)行汽車的設(shè)計(jì)與制造過程中，一定要注重起重機(jī)離合器的合理設(shè)計(jì)與校核，以此來保障汽車的平穩(wěn)定和安全性。

2 汽車起重機(jī)離合器的選型設(shè)計(jì)分析

2.1 扭矩儲(chǔ)備系數(shù)的確定

在對離合器進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)就是扭矩儲(chǔ)備系數(shù)。通過這一參數(shù)，可以將離合器向發(fā)動(dòng)機(jī)所傳遞的最大扭矩進(jìn)行可靠度的準(zhǔn)確反映。具體設(shè)計(jì)中，需要對應(yīng)用中摩擦片在受到磨損之后依然可以向發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞可靠扭矩的最大值，以此來避免由于離合器磨損時(shí)間太長所導(dǎo)致的扭矩傳遞不可靠情況，同時(shí)也應(yīng)該對傳動(dòng)系統(tǒng)過載以及操作的輕便性等各方面因素加以全面考慮。在對起重機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，扭矩儲(chǔ)備系數(shù)β可以通過以下公式進(jìn)行計(jì)算：

在公式（1）中，摩擦面之間所具備的靜摩擦系數(shù)用f表示;摩擦面數(shù)量用Z表示;工作時(shí)壓盤對摩擦面所施加的壓力用F表示;大的摩擦片徑用R表示;小的摩擦片徑用r表示。發(fā)動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)的最大扭矩輸出量用Tcmax表示;離合器所產(chǎn)生的靜摩擦力矩用Temax表示;摩擦片中的平均摩擦半徑用Rc表示[1]。

2.2 單位面積內(nèi)滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩的設(shè)計(jì)

在單位面積之內(nèi)，滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩可以充分反映出離合器對轉(zhuǎn)矩的傳遞能力以及過載保護(hù)能力，這一參數(shù)和汽車的類型、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的具體參數(shù)以及離合器的具體規(guī)格都有著直接關(guān)系。具體設(shè)計(jì)中，可以按照以下公式來進(jìn)行計(jì)算：

在公式（2）中，能夠反映出離合器對扭矩的傳遞能力和過載保護(hù)能力的參數(shù)用Tc表示。在單位面積之內(nèi)，扭矩傳遞的限值可以控制在0.4 Nm/ mm2。

2.3 對滑動(dòng)摩擦功進(jìn)行合理設(shè)計(jì)

對于離合器而言，滑動(dòng)摩擦是其具體工作中的一個(gè)主要特征，滑動(dòng)摩擦功則可以對滑動(dòng)摩擦程度來進(jìn)行衡量。如果離合器有著越大的滑動(dòng)摩擦功，滑片表面也就會(huì)有著越嚴(yán)重的磨損程度。在具體的設(shè)計(jì)過程中，可以通過以下公式來進(jìn)行滑動(dòng)摩擦功的計(jì)算：

在公式（3）中，單位面積之內(nèi)的滑動(dòng)摩擦功用w表示;起步過程中離合器每一次結(jié)合所產(chǎn)生的總滑動(dòng)摩擦功用W表示;汽車的總質(zhì)量用m表示;起步過程中發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度用n表示;輪胎在滾動(dòng)過程中的半徑用rr表示;橋速比用i0表示;起步過程中對變速箱所選擇的檔位比用ig表示。在汽車起重機(jī)的設(shè)計(jì)中，通常將w限制在0.25j/ mm2。

2.4 對離合器進(jìn)行踏板行程以及分離力的設(shè)計(jì)

在對離合器進(jìn)行選型以及設(shè)計(jì)時(shí)，踏板里是操作過程中的一個(gè)重要的舒適度反映指標(biāo)。踏板力如果太大，駕駛員在踩踏過程中就會(huì)感到沉重。踏板的總行程主要由自由行程以及工作行程這兩部分組成，通常情況下，自由型號層應(yīng)該控制在20～30m，如果自由行程太小，離合器在具體的工作中就很容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，如果自由行程太大，工作中將會(huì)出現(xiàn)分離不清現(xiàn)象[2]。在離合器的分離機(jī)構(gòu)中，踏板的總行程要求應(yīng)該控制在150 mm以下，踏板里應(yīng)該控制在150～200 N之間。具體設(shè)計(jì)中，應(yīng)該通過以下公式來進(jìn)行計(jì)算：