膜片彈簧離合器的推式與拉式

膜片彈簧離合器的推式與拉式摘要：離合器是汽車傳動(dòng)系的開始部分，其設(shè)計(jì)的好壞關(guān)系著一輛汽車的使用性能。隨著中國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和高速公路的建設(shè)，交通市場(chǎng)對(duì)大型車輛的使用越來越苛刻。對(duì)高效率，高可靠性，低成本，快速和安全的先進(jìn)型號(hào)的需求將顯著增加。離合器類似于開關(guān)，是發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車傳動(dòng)系之間切斷和傳遞動(dòng)力的部件，使發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器能夠緩慢接合，來實(shí)現(xiàn)汽車的平穩(wěn)起起步與緊急制動(dòng)，保護(hù)汽車行駛安全。本文分析了離合器的總要組成零件膜片彈簧的形式選擇，以及兩種形式在不同種類汽車中的應(yīng)用與利弊。關(guān)鍵詞：離合器；膜片彈簧；汽車動(dòng)力；離合器作為發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間的重要連接，在汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中起著決定性作用。離合器由摩擦片、膜片彈簧、壓盤、從動(dòng)盤以及扭轉(zhuǎn)減震器組成，位于發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間，將發(fā)動(dòng)機(jī)力矩傳遞給變速裝置，以保證車輛在不同的路況的正常行駛。現(xiàn)如今多數(shù)汽車采用了膜片彈簧離合器，本文就膜片彈簧形式的選擇做出論述。離合器與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸相連接，通過切斷動(dòng)力與傳遞動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)自身在發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車傳動(dòng)系之間的作用。在汽車以恒定速度啟動(dòng)期間，駕駛員操縱離合器以將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出連接或斷開到傳動(dòng)系，轉(zhuǎn)矩得以傳遞。離合器的作用主要在于保證汽車的平穩(wěn)起步、減小換擋沖擊和在緊急制動(dòng)時(shí)起保護(hù)作用。離合器對(duì)動(dòng)力進(jìn)行著控制，其有源部分和被驅(qū)動(dòng)部分可以分離和組合。離合器是所有汽車的重要組成部分，它的具體位置在發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間的飛輪殼中，它的輸出軸也就是變速箱的輸入軸。離合器密切關(guān)系到汽車的起步與換擋等綜合性能。膜片彈簧式離合器的重要組成零件，是整個(gè)離合器設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的核心。離合器有三個(gè)工作狀態(tài)：不聯(lián)動(dòng)、全聯(lián)動(dòng)與半聯(lián)動(dòng)。不聯(lián)動(dòng)就是完全踩下離合器，即換擋時(shí)的操作；全聯(lián)動(dòng)就是不踩下離合器；汽車啟動(dòng)或轉(zhuǎn)彎時(shí)經(jīng)常使用半聯(lián)動(dòng)，當(dāng)車輛啟動(dòng)時(shí)，駕駛員按下離合器踏板，離合器的壓盤與摩擦片分離，汽車行駛中，壓盤與摩擦片相貼合。上述行駛過程中，離合器的踩下與抬起，都需要依靠膜片彈簧提供的彈力，使發(fā)動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力通過齒輪傳遞給傳動(dòng)軸，帶動(dòng)整個(gè)汽車運(yùn)動(dòng)。根據(jù)確定條件，即如果施加到分離指的內(nèi)端的力的方向不同，則膜片彈簧離合器可以分為推式膜片彈簧離合器和拉式膜片彈簧離合器。當(dāng)踩下離合器踏板釋放離合器時(shí)，分離指的內(nèi)端以推式膜片彈簧離合器的形式指向壓板，分離指的內(nèi)端從壓板向外偏壓，是拉式膜片彈簧離合器。拉式膜片彈簧離合器安裝在與推動(dòng)式不同的方向上。相反，拉式將支撐點(diǎn)從小端移動(dòng)到大端。在接合位置，膜片彈簧的大端由離合器支撐。膜片彈簧的中間部分壓在壓板上，且拉式膜片彈簧離合器對(duì)于專門的分離軸承是必不可少的，使用離合器分離時(shí)，軸承由內(nèi)向外將飛輪拉開，膜片彈簧分離指的小端需要鑲嵌在分離軸承的總成內(nèi)。與推力式膜片彈簧離合器不同，拉力式膜片彈簧離合器具有相對(duì)完美的性能。拉式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要比推式優(yōu)化很多，拉式膜片彈簧離合器沒有中間支承零件，只有一個(gè)支承環(huán)，所以結(jié)構(gòu)比推式簡單，形式也變得緊湊，同時(shí)質(zhì)量上也有很大的優(yōu)勢(shì)。拉式膜片彈簧離合器的轉(zhuǎn)矩容量更大，由于拉式的主要作用部分位于膜片彈簧的中部而非大端，所以在同樣的離合器尺寸下，可以安裝得下直徑更大的膜片彈簧，這可以使轉(zhuǎn)矩容量和壓緊力大大增加，同時(shí)也不會(huì)加大分離操縱力，適用于像本設(shè)計(jì)題目一樣的中重型汽車，并且，踏板操縱也比推式輕便很多，是中重型貨車的理想選擇。拉式膜片彈簧離合器由于沒有中間支撐部分，減少了很多摩擦副和動(dòng)能的損失，傳動(dòng)效率也更高，踏板力也不許要特別大，所以操縱變得方便很多。拉式在操縱時(shí)的沖擊力和噪音要小，推式膜片彈簧分別與后支撐環(huán)和前支撐環(huán)想接觸，所以在支撐環(huán)磨損后所形成的軸向間隙中，分離操縱會(huì)導(dǎo)致沖擊和噪音的產(chǎn)生，且擴(kuò)張分離行程，對(duì)分離效率造成影響。而拉式則不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，其無論是在分離還是接合狀態(tài)，膜片彈簧的大端與離合器蓋的支撐環(huán)都是互相接觸的，所以支撐環(huán)如果發(fā)生磨損也不會(huì)產(chǎn)生可以聽到的噪聲，也降低了磨損程度。同時(shí)，拉式的使用壽命要比推式長一些。拉式膜片彈簧離合器的通風(fēng)散熱條件更好，在離合器軸向尺寸一定時(shí)，由于沒有中間支承的作用，拉式可選用比推式更厚的壓盤，因而起到了更加堅(jiān)固的作用，而且壓盤上可以設(shè)置更多的加強(qiáng)元件來講離合器的中央窗孔擴(kuò)大。此外，許多膜片彈簧上也可以設(shè)置導(dǎo)流葉片來講空氣導(dǎo)入離合器中，起到了良好的通風(fēng)循環(huán)作用。這樣的良好散熱可以維護(hù)離合器內(nèi)部的工作，對(duì)壓盤進(jìn)行冷卻來降低摩擦產(chǎn)生的熱量，同時(shí)加大壓盤和摩擦片的接觸面積，提高了使用效率和壽命。由于拉式的小端所需分離力比推式小，從而降低了膜片彈簧的最大應(yīng)力，使得應(yīng)力分布情況大大改善，這也使膜片彈簧的使用壽命得以延長。拉式膜片彈簧離合器在變速器沒有同步器的情況下也可以起到輔助作用。例如美國Eaton公司的一款變速器，由于沒有同步器，使得換擋不易，為此該公司專門研發(fā)出一款帶小制動(dòng)器裝置的拉式膜片彈簧離合器來彌補(bǔ)這一缺陷。通過一系列的拉運(yùn)動(dòng)，消除了分離軸承與制動(dòng)器之間的空行程，便于起步時(shí)的掛擋，并減小了磨損與噪聲。而拉式彈簧離合器式有很多優(yōu)點(diǎn)，包括它的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)超過了推式，具有一定程度的離合器膜片彈簧市場(chǎng)壟斷，但沒有設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)輕便且沒有缺點(diǎn)。缺點(diǎn)是膜片彈簧的分離指部分連接到分離軸承的套筒組件。結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，拆裝也比推式更加繁瑣，因而對(duì)踩下離合器踏板時(shí)，離合器內(nèi)部的分離形成有著更大的要求?？偠灾?，拉式膜片彈簧離合器的性能總體要比推式優(yōu)越，具備更大的發(fā)展前途，預(yù)計(jì)將會(huì)在我國今后的大多數(shù)重型汽車上使用。工作流程如下：當(dāng)組裝時(shí)，膜片彈簧離合器膜片彈簧推類型為，相對(duì)于壓力板用于將壓力施加到壓力板大端放回（遠(yuǎn)離壓板）；牽引式膜片彈簧離合器安裝在推動(dòng)器的對(duì)面。膜片彈簧的錐形端朝向前方（在臺(tái)板的方向）其對(duì)離合器罩大端和壓板上的膜片彈簧施加壓力的中心。在相同大小板中示出的兩個(gè)離合器膜片彈簧的分析中，彈簧離合器型上拉隔膜可以用一個(gè)膜片彈簧具有大直徑，以增加壓力和扭矩容量，或提供相同的扭矩。在這種情況下，較小類型的膜片彈簧離合器可以代替較大的推力型膜片彈簧離合器。因此，離合器膜片彈簧牽引型的結(jié)構(gòu)更緊湊，更簡單，重量更輕，并且盤也被驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，從而可以減少變速時(shí)的齒輪的齒之間的沖擊，而且變化更方便。所以重型汽車多采用拉式膜片彈簧離合器。參考文獻(xiàn)鄒仁平.汽車機(jī)械基礎(chǔ)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社，2014.于靖軍.機(jī)械原理[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2013.濮良貴，陳國定，吳立言.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社，2013.⑷宋小艷.基于SolidWorks汽車離合器的建模及仿真研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，(22):12-13.劉曉初，陳宥丞，姜引.基于ADAMS的離合器接合過程仿真研究[J].機(jī)械傳動(dòng)，2017,10(41):136-139.宋定波，山巖，賈丙碩.膜片彈簧離合器研究[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2018,(11):95-96.萬里翔，劉雪萊，陳權(quán)瑞.離合器軸向非線性特性對(duì)離合器分離力-分離位移的影響研究[J].振動(dòng)與沖擊，201