客車底盤離合器的設(shè)計(jì)校核

猛獅客車有限公司在引進(jìn)德國高檔客車底盤的基礎(chǔ)上，自行研發(fā)了LBC6110高檔大型旅游客車底盤，采用MAN D0836LOH02進(jìn)口發(fā)動(dòng)機(jī)及其他國產(chǎn)總成件，選裝420單片干式膜片彈簧離合器為此在原進(jìn)口客車底盤的離合器操縱系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)離合器操縱系統(tǒng)進(jìn)行匹配設(shè)計(jì)，使之完全滿足整車的要求 1 技術(shù)參數(shù) 整車及發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)參數(shù)見表1；離合器的相關(guān)參數(shù)見表2；離合器操縱機(jī)構(gòu)的相關(guān)技術(shù)參數(shù)見表3 2 結(jié)構(gòu)及工作原理 2.1離合器壓盤及從動(dòng)盤的結(jié)構(gòu) 選用膜片彈簧離合器，是由于其具有很多優(yōu)點(diǎn)：具有理想的非線性特性曲線（見圖1），膜片彈簧與壓盤以整個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻，摩擦片的接觸良好，摩擦均勻，故能在從動(dòng)盤摩擦片磨損后，仍能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，而不致產(chǎn)生滑磨；結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)目少，結(jié)構(gòu)緊湊，軸向尺寸小并且操縱輕便省力，維修保養(yǎng)方便該離合器壓盤的結(jié)構(gòu)簡圖見圖2 在離合器從動(dòng)盤中采用剛度扭轉(zhuǎn)減振器，避免發(fā)動(dòng)機(jī)傳到汽車傳動(dòng)系中的轉(zhuǎn)矩發(fā)生周期性的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)與傳動(dòng)系的自振頻率相重合時(shí)，發(fā)生共振；提高了傳動(dòng)系各個(gè)零部件的壽命離合器從動(dòng)盤的結(jié)構(gòu)簡圖見圖32.2離合器總泵及分泵 離合器總泵上帶有卸壓閥和平衡油罐，避免管路中壓力突然升高造成的沖擊和系統(tǒng)中的離合器油的損失，從而使離合器踏板操縱起來比較平順柔和無臺(tái)階感 離合器分泵采用液壓操縱，氣壓助力式，減輕了駕駛員操縱時(shí)的踏板力，提高了系統(tǒng)操縱的可靠性 2.3離合器踏板機(jī)構(gòu) 離合器踏板機(jī)構(gòu)中帶有彈簧助力裝置，使離合器踏板操縱起來比較輕松且感覺舒適；離合器撥叉采用鋼板沖壓的整體結(jié)構(gòu)，加裝工藝性較好 3 離合器的設(shè)計(jì)校核 3.1后備系數(shù)設(shè)計(jì)校核 離合器壓盤額定壓緊力為21762N，最小值為19942N，從動(dòng)盤外徑D1為420mm內(nèi)徑D2為220mm離合器所能傳遞轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式為： Mc=FeRcpn10-3 式中：Fe為離合器壓盤的壓緊力；Rcp為摩擦面的有效半徑；n為離合器摩擦面的系數(shù)；為壓盤對(duì)摩擦面的摩擦系數(shù)，取0.3；為傳動(dòng)效率，取0.95 摩擦面有效半徑Rcp按力均法計(jì)算： 則壓緊力最小時(shí)離合器所能傳遞的最大摩擦轉(zhuǎn)矩為： 已知該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的最大轉(zhuǎn)矩Me max=1100N.m，根據(jù)膜片彈簧與碟形彈簧離合器的設(shè)計(jì)與制造后備系數(shù)計(jì)算公式：=Me max/Mc max=1877.82/1100=1.71符合大型客車后備系數(shù)1.52.25之間的要求 3.2滑磨功的設(shè)計(jì)校核 汽車起步或換檔時(shí)，因離合器的從動(dòng)盤和壓盤的轉(zhuǎn)速不同，從而產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)摩擦，通過相對(duì)摩擦使汽車平穩(wěn)地起步或平順地?fù)Q檔 根據(jù)膜片彈簧與碟形彈簧離合器的設(shè)計(jì)與制造中滑磨功的計(jì)算公式為： W=2n2ema R2r/（1800i2gi20） 式中：ne為汽車起步時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，取650r/min；ma為整車總質(zhì)量；Rr為車輪滾動(dòng)半徑；ig為汽車起步檔的速比；i0為主減速比 把表1中的有關(guān)數(shù)據(jù)代入上式中計(jì)算可得： W=8115.35（J）（I檔起步），W=23975.71（J）（檔起步） 單位面積滑磨功為： 1=W/（nA）=4.735（J/cm2）（檔起步） 2=W/（nA）=13.989（J/cm2）（檔起步） 式中A為從動(dòng)盤單面摩擦面的面積 根據(jù)膜片彈簧與碟形彈簧離合器的設(shè)計(jì)與制造中推薦的許用單位面積滑磨功：2533（J/cm2），可知該離合器單位面積滑磨功符合使用要求 3.3單位面壓和最大圓周速度的設(shè)計(jì)校核 1）單位面壓的設(shè)計(jì)校核根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和企業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從動(dòng)盤上的摩擦片單位面積承受的許用壓力f ，對(duì)于中型客車應(yīng)為：2.03f3.26； f=Fe/A 對(duì)于該離合器從動(dòng)盤，將前面的數(shù)據(jù)代入該式中，計(jì)算可得： f max=Fe max/A=2.75符合要求 2）最大圓周速度的設(shè)計(jì)校核根據(jù)摩擦片材料生產(chǎn)企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于適用于大型客車的摩擦片的最大圓周速度V盡量不超過7075m/s 由V=ne maxD1/60 式中nemax為發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，等于2400r/min 計(jì)算可得： V=52.75m/s6570m/s 3.4汽車起步壓盤溫升的設(shè)計(jì)校核 當(dāng)汽車起步時(shí)，離合器壓盤與從動(dòng)盤之間相對(duì)滑動(dòng)產(chǎn)生熱量，并由壓盤吸收，因此應(yīng)校核離合器每次結(jié)合時(shí)壓盤的溫升t，要符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)：每次接合時(shí)，壓盤的許用溫升t10 根據(jù)膜片彈簧與碟形彈簧離合器的設(shè)計(jì)與制造，壓盤起步溫升為： t=W/（mc） 式中：為傳給所校核壓盤的熱量比例，單片式=0.5；W為滑磨功；m為所校核壓盤的質(zhì)量，該壓盤為16.7kg；