2离合器设计

名词解释

1、离合器后备系数:

离合器所能传递的最大静摩擦力矩与发动机最大转矩之比。 2、离合器主要功用:

答：离合器的主要功用是切断和实现对传动系的动力传递，以保证将发动机与传动系平顺地接合与分离。 3、压盘的驱动方式

压盘的驱动方式主要有凸块一窗孔式、销钉式、键块式和传动片式多种 4、离合器的静摩擦力矩：

根据摩擦定律可表示为

式中，Tc为静摩擦力矩；f为摩擦面间的静摩擦因数，计算时一般取 0.25～0.30；F为压盘施加在摩擦面上的工作压力；Rc为摩擦片的平均摩擦半径；Z为摩擦面数，是从动盘数的两倍。 5、离合器摩擦片单位压力取值原则：

对离合器工作性能和使用寿命有很大影响，选取时应考虑离合器的工作条件，发动机后备功率大小，摩擦片尺寸、材料及其质量和后备系数等因素。离合器使用频繁，发动机后备系数较小时，p0应取小些；当摩擦片外径较大时，为了降低摩擦片外缘处的热负荷，p0应取小些；后备系数较大时，可适当增大p0。 6、（国内关于膜片弹簧优化设计的）目标函数主要种类： 1）弹簧工作时的最大应力为最小。

2）从动盘摩擦片磨损前后弹簧压紧力之差的绝对值为最小。

3）在分离行程中，驾驶员作用在分离轴承装置上的分离操纵力平均值为最小。 限范围内．弹簧压紧力变化的绝对值的平均值为最小。

7、离合器扭转减震器极限转角：

减振器从预紧转矩增加到极限转矩时，从动片相对从动盘毂的极限转角为

=2arcsin 式中，为减振弹簧的工作变形量。

8,离合器扭转减振器阻尼装置的阻尼摩擦转矩 ：

由于减振器扭转刚度受结构及发动机最大转矩的限制，不可能很低，故为了在发动机工作转速范围内

一般可按下式初选

=（0.06～

最有效地消振，必须合理选择减振器阻尼装置的阻尼摩擦转矩0.17）

9,离合器扭转减震器预紧转矩

增加，共振频率将向减小频率的方移动，这是有利的。

=(O．05～O．1 5)

减振弹簧在安装时都有一定的预紧。研究表明，但是

不应大于L。否则在反向工作时，扭转减振器将提前停止工作，故取 .

填空题

离合器的主要功用是____和______发动机对传动系的动力传递，保证汽车起步时将发动机与传动系___________，确保汽车起步平稳；在换挡时将______________分离，减少变速器中换挡齿轮间的冲击；在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系各零部件因过载而损坏；有效地降低_______中的震动和噪音。

答：切断,实现,平顺地接合,发动机与传动系,传动系

、后备系数β是指离合器所能传递的最大静摩擦力矩与发动机最大转矩之比。其值大于___。反映了离合器传递发动机最大_____的可靠程度。 答：1,转矩

选择离合器后备系数β时，应考虑摩擦片磨损后离合器仍能可靠地传递发动机最大转矩，防止离合器滑磨时间过长，防止传动系过载以及操纵轻便等因素。为可靠传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨时间过长，β应选____大一些,小一些____；为使离合器尺寸不致过大，减少传动系过载，保证操纵轻便，β应选。

扭转减震器极限转矩Tj：减振器在消除了限位销与从动盘毂缺口之间的间隙D1时所能传递的最大扭矩，即限位销起作用时的转矩。它受限于________的许用应力等因素，与发动机的最大扭矩有关。Tj=_______

扭转减震器极限转矩Tj：减振器在消除了限位销与从动盘毂缺口之间的间隙D1时所能传递的最大扭矩，即限位销起作用时的转矩。它受限于________的许用应力等因素，与发动机的最大扭矩有关。Tj=______________减震弹簧,(1.5~2.0)*Temax_______.

选择题

为了提高膜片弹簧的承载能力，应对其进行 （ D ）。

A、回火处理 B、渗碳处理 C、氰化处理 D、强压处理 当需要恢复动力时，飞轮、压盘和从动盘压紧程度逐渐 ( A)。 A 加大 B 减小 C 不变 D 不清楚

离合器主、从动部分转速渐趋 ( C ) ，直至离合器完全接合而停止打滑时，接合过程即告结束。 A 增大 B 不相等 C 相等 D 减小

离合器操纵机构零部件装在离合器盖外部离合器壳内部的有 ( A ) 。 A 分离杠杆、分离轴承、分离套筒、分离叉 B 分离叉臂、踏板轴、踏板臂、踏板 C 分离杠杆、分离轴承、踏板臂、踏板 D 分离叉臂、踏板轴、分离套筒、分离叉

3、挂车离合器的后备系数β一般取（ D ）。

A、1.20 ~ 1.75 B、1.50 ~ 2.25 C、1.80 ~ 3.25 D、1.80 ~ 4.00 离合器的主动部分包括( ACD )。 A．飞轮 B．离合器盖 C．压盘 D．摩擦片 离合器的从动部分包括( C )。

A．离合器盖 B．压盘 C．从动盘 D．压紧弹簧 离合器分离轴承与分离杠杆之间的间隙是为了(D )。 A．实现离合器踏板的自由行程 B．减轻从动盘磨损

C．防止热膨胀失效 D．保证摩擦片正常磨损后离合器不失效

膜片弹簧离合器的膜片弹簧起到( AB )的作用。 A．压紧弹簧 B．分离杠杆 C．从动盘 D．主动盘 离合器的从动盘主要由( ABD )构成。

A．从动盘本体 B．从动盘毂 C．压盘 D．摩擦片 汽车离合器的主要作用有( BD )

A、保证汽车怠速平稳 B、使换挡时工作平稳 C、防止传动系过载 D、增加变速比 下列不属于汽车离合器部分的是( BC )

A、分离轴承 B、曲轴 C、带轮 D、从动盘

在正常情况下，发动机工作，汽车离合器踏板处于自由状态时( BC ) A、发动机的动力不传给变速器 B、发动机的动力传给变速器 C、离合器分离杠杆受力 D、离合器的主动盘与被动盘分离 下列说法正确的是( ABC )

A、汽车离合器操作要领要求是分离时要迅速、彻底，结合时要平顺、柔和 B、汽车离合器有摩擦式、液力耦合式和带式等几种 C、离合器从动盘有带扭转减振器和不带扭转减振器两种形式 D、离合器的压盘压力越大越好 下列说法正确的是( AD )

A、从动盘体与摩擦片之间加铆波浪形弹性钢片的目的是为了提高接合的柔顺性 B、摩擦片要求具有较小的摩擦因数、良好的耐热性和适当的弹性 C、离合器从动盘与发动机曲轴相连接

D、膜片弹簧离合器中的膜片弹簧起到压紧弹簧和分离杠杆的双重作用

学生A说：汽车在紧急制动时，要马上踩住离合器，防止传动系过载而发动机的机件损坏。学生B说：汽车在紧急制动时不用踩住离合器，离合器有传动系过载保护功能。他们说法正确的是( D ) A、只有学生A正确 B、只有学生B正确 C、学生A和B都正确 D、学生A和B都不正确

学生A说：螺旋弹簧式离合器盖与压盘之间通过四组用薄弹簧钢片制成的传动片，它不但可以传递动力，而且可以对压盘起导向和定心任用；学生B说，传动片还可以保证压盘沿轴向作平行移动。下列最合适的选项是( C )

A、只有学生A正确 B、只有学生B正确 C、学生A和B都正确 D、学生A和B都不正确 离合器从动盘本体的外缘部分开有径向窄切槽，目的是( AD )

A、减小从动盘本体的转动惯量 B、增加摩擦力 C、增加耐磨力 D、加强散热 关于汽车离合器踏板自由行程叙述正确的有( BCD ) A、自由行程是由于操纵机构长期使用后磨损产生的

B、自由行程可以使压盘有足够的空间压紧从动盘，防止离合器打滑 C、自由行程是指分离杠杆内端与分离轴承间自由间隙 D、自由行程与有效行程之和就是踏板的总行程

判断题

摩擦离合器按从动盘数分类有单片、双片、多片。（ ）

为可靠传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨时间过长，β不宜选得太大。（ X ） 离合器的主、从动部分常处于分离状态。( X )

为使离合器接合柔和，驾驶员应逐渐放松离合器踏板。( ) 离合器踏板的自由行程过大会造成离合器的传力性能下降。( X ) 离合器从动部分的转动惯量应尽可能大。（ X ） 双片离合器中间压盘的前后，都需设有限位装置。( ) 离合器的摩擦衬片上粘有油污后，可得到润滑。（X ）

扭转减震器能降低发动机曲轴与传动系结合部分的扭转刚度，调谐传动系扭振固有频率（ ) 扭转减震器能增加传动系扭振阻尼，抑制扭转共振响应振幅，并衰减因冲击而产生的瞬态扭振（ ） 扭转减震器能控制动力传动系总成怠速时离合器与变速器轴系的扭振，消减变速器怠速噪声和主减速器与变速器的扭振及噪声（ ）

扭转减震器不能缓和非稳定工况下传动系的扭转冲击载荷，改善离合器的结合平顺性（ X ）

膜片弹簧离合器具有较理想的线性弹性特性 （X ）

膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构简单、紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小。（ ） 膜片弹簧离合器高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定。（ ）

膜片弹簧以整个圆周与压盘接触，使压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀。（ ） 膜片弹簧离合器易于实现良好的通风散热，使用寿命长。（ ） 膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性不好。（X ）

膜片弹簧的制造工艺较复杂，制造成本较高，对材质和尺寸精度要求较高，其非线性弹性特性在生产中不易控制，开口处容易产生裂纹，端部容易磨损。（ ）

从提高离合器工作性能的角度出发，传统的推式膜片弹簧离合器结构正逐步地向拉式膜片弹簧离合器结构发展，传统的操纵形式正向自动操纵的形式发展。（ )

多片离合器多为湿式，具有接合更加平顺、柔和，摩擦表面温度较低，磨损较小，使用寿命长等优点。但分离行程大，分离不彻底，轴向尺寸和从动部分转动惯量大。( )

拉式膜片弹簧离合器 其结构更简单、紧凑，零件数目更少，质量更小；提高了压紧力与传递转矩的能力，且并不增大踏板力，在传递相同的转矩时，可采用尺寸较小的结构；( )

推式膜片弹簧支承结构按支承环数目不同分为单支承环形式 、双支承环形式、无支承环形式三种。( ） 压盘的驱动方式主要有凸块一窗孔式、传力销式、键块式和弹性传动片式等多种。弹性传动片式是近年来广泛采用的驱动方式。（ ）

为保证离合器压紧力变化不大和操纵轻便，汽车离合器用膜片弹簧的H／h一般为1.5～2.0，板厚h为2～4mm。（ ）

目前通用的从动盘减振器在特性上存在能使发动机、变速器振动系统的固有频率降低到发动机怠速转速以下，因此能避免怠速时的共振。（X ）

目前通用的从动盘减振器在特性上存在、在发动机实用转速范围1000～2000r／min内，难以通过降低减振弹簧刚度来得到更大的减振效果。 （ ）

支承环和支承铆钉的安装尺寸精度要高，耐磨性要好。支承环一般采用3．0～4．0mm的碳素弹簧钢丝。（ ） 以前分离轴承主要采用推力球轴承或向心球轴承，但其润滑条件差，磨损严重、噪声大、可靠性差、使用寿命低。目前国外已采用角接触推力球轴承 。（ )

问答题

汽车离合器一般应满足哪些基本要求？

答：1） 保证能传递发动机发出的最大转矩，并且还有一定的传递转矩余力。

2） 能作到分离时，彻底分离，接合时柔和，并具有良好的散热能力。

3） 从动部分的转动惯量尽量小一些。这样，在分离离合器换档时，与变速器输入轴相连部分的转速就比较容易变化，从而减轻齿轮间冲击。

4） 具有缓和转动方向冲击，衰减该方向振动的能力，且噪音小。 5） 压盘压力和摩擦片的摩擦系数变化小，工作稳定。 6） 操纵省力，维修保养方便。

现有一款车型采用的是周置弹簧离合器，由于市场要求的改变，要将此离合器改为膜片弹簧离合器，改装后的离合器有哪些优缺点？ 答：改装后的优点：

（1）具有较理想的非线性弹性特性

（2） 膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构简单、质量小 （3）高速旋转时，性能稳定

（4）压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀 （1） 散热好，使用寿命长 （2） 平衡性好 缺点：

（1）传递的最大转矩不大

（2）膜片弹簧的制造工艺较复杂，制造成本较高 膜片弹簧离合器的优点：

答：①具有较理想的非线性弹性特性

②膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构简单、紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小。 ③高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定。

④膜片弹簧以整个圆周与压盘接触，使压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀。

⑤易于实现良好的通风散热，使用寿命长。 ⑥膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好。 膜片弹簧离合器的缺点：

膜片弹簧的制造工艺较复杂，制造成本较高，对材质和尺寸精度要求较高，其非线性弹性特性在生产中不易控制，开口处容易产生裂纹，端部容易磨损。 回答扭转减震器的功能：

①降低发动机曲轴与传动系结合部分的扭转刚度，调谐传动系扭振固有频率。 ②增加传动系扭振阻尼，抑制扭转共振响应振幅，并衰减因冲击而产生的瞬态扭振。

③控制动力传动系总成怠速时离合器与变速器轴系的扭振，消减变速器怠速噪声和主减速器与变速器的扭振及噪声。

④缓和非稳定工况下传动系的扭转冲击载荷，改善离合器的结合平顺性。 双质量飞轮减振器的优缺点有哪些：

①可以降低发动机、变速器振动系统的固有频率，以避免在怠速时发生共振。 ②可以加大减振弹簧的位置半径，降低减振弹簧刚度，并容许增大转角。

③由于双质量飞轮减震器的减振效果较好，在变速器中可采用粘度较低的齿轮油而不致产生齿轮冲击噪声，并可改善冬季的换挡过程。而且，由于从动盘中没有减速器，减小了从动盘的转动惯量，也有利于换挡过程。

（缺点）④ 由于减振弹簧位置半径较大，高速时受到较大离心力的作用，使减振弹簧中段横向翘曲而鼓出，与弹簧座接触产生摩擦，导致弹簧磨损严重，甚至引起早期损坏。 汽车传动系中为什么要装离合器?

1）保证汽车平稳起步。2）保证换挡时工作平顺。3）防止传动系过载。 什么叫离合器踏板的自由行程?其过大或过小对离合器的性能有什么影响？

定义：为保证离合器在从动盘正常磨损后，仍可处于完全接合状态而在分离轴承和分离杠杆处留有一个间隙。为了消除这个间隙所需的离合器踏板行程称为自由行程。 影响：间隙过大会使离合器分离不彻底，造成拖磨，而使离合器过热，磨损加剧；间隙过小时造成离合器打滑，传力性能下降。 膜片弹簧离合器的优点?

1）膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使得离合器结构大为简化，质量减小，并显著地缩短了离合器轴向尺寸。2）由于膜片弹簧与压盘以整个周边接触，使压力分布均匀，摩擦片的接触良好，磨损均匀。3）由于膜片弹簧具有非线性的弹性特性，故能在从动盘摩擦片磨损后仍能可靠地传递发动机的转矩，而不致产生滑磨。离合器踏板操纵轻便，减轻驾驶员的劳动强度。4）因膜片弹簧是一种旋转对称零件，平衡性好，在高速下，受离心力影响小，其压紧力降低很小，因此高速性能好。 离合器从动盘上的扭转减振器的作用是什么?

1）减小或消除发动机与传动系所产生的共振现象。2）减小传动系所产生的扭转振动振幅。3）缓和传动系偶然发生的瞬时最大载荷，减少冲击，提高传动系零件的寿命。4）使汽车起步平稳。 离合器的操纵机构有哪几种?各有何特点?

类型：（1）气压助力式。2）人力式，又分机械式和液压式。特点：（1）人力式操纵机构是以驾驶员的肌体作为唯一的操纵能源。机械式操纵机构的传动通常有杆系传动和绳系传动两种。杆系传动装置中关节点多，因而摩擦损失较大，此外其工作会受到车身或车架变形的影响，在平头车，后置发动机汽车离合器需要用远距离操纵时，合理布置杆系比较困难。绳索传动装置可消除上述缺点，并有可能采用便于驾驶员操纵的吊挂式踏板。但是操纵索寿命较短，拉伸刚度较小，故只适用于轻型和微型汽车。机械式操纵装置结构较简单，制造成本低，故障少，但是机械效率低，而且拉伸变形会导致踏板行程损失过大。液压操纵机构主要由主缸、工作缸及管路系统组成，液压操纵机构具有摩擦阻力小，质量小，布置方便，接合柔和等优点，并且不受车身车架变形的影响，因此应用日益广泛。

（2）气压助力式操纵机构主要由操纵阀，工作缸和管路系统等组成。它具有操纵轻便的突出优点，且当气压操纵机构失效时，仍可用人力操纵，可靠性较好。对于备有压缩空气以及载重在15t以上的汽车，常采用气压助力式操纵机构

推式膜片弹簧支承结构按支承环数目不同分为哪几种？

推式膜片弹簧支承结构按支承环数目不同分为单支承环形式 、双支承环形式、无支承环形式三种。 压盘的驱动方式主要有哪几种？

凸块一窗孔式、传力销式、键块式和弹性传动片式等多种。弹性传动片式是近年来广泛采用的驱动方式 常用的离合器操纵机构形式有哪几种？

主要有机械式、液压式、机械式和液压式操纵机构的助力器、气压式和自动操纵机构等。 离合器液压式操纵机构主要由哪几部分组成？

吊挂式离合器踏板、主缸、工作缸、管路系统和回位弹簧等部分组成。 分离杠杆用那种材料？

主要由08低碳钢板冲压和35等中碳钢锻造成形（锻件硬度为131～156HBS）而成。

论述题

设计离合器操纵机构时应当满足哪些基本要求？ 设计离合器操纵机构应满足以下要求：

（1） 踏板力要尽可能小，乘用车一般在80～150N范围内，商用车不大于150～200N； （2） 踏板行程一般在80～150mm范围内，最大不应超过180mm；

（3） 应有踏板行程调整装置，以保证摩擦片磨损后分离轴承的自由行程可以复原； （4） 应有踏板行程限位装置，以防止操纵机构的零件因受力过大而损坏； （5） 应具有足够的刚度； （6） 传动效率要高；

（7） 发动机振动及车架和驾驶室的变形不会影响其正常工作； （8） 工作可靠、寿命长，维修保养方便。 盘形离合器有几种？它们各有哪些优缺点？

离合器大都根据摩擦原理设计的。摩擦离合器的工作表面形状有盘形、锥形和鼓形几种。后两种虽有较大的传递扭矩的能力，但其从动部分的转动惯量太大，换挡困难，接合不够平顺，长度大，同心度不好时容易卡住，所以在汽车上早被淘汰了。

盘形离合器有单片离合器、双片离合器、多片离合器三种。

单片离合器结构简单，轴向尺寸紧凑，散热良好，维修调整方便，从动部分转动惯量小，在使用时能保证分离彻底，采用轴向有弹性的从动盘可保证接合平顺。

双片离合器与单片离合器相比，由于摩擦面数增加一倍，因而传递转矩的能力较大；接合更为平顺、柔和；在传递相同转矩的情况下，径向尺寸小，踏板力较小；中间压盘通风散热性差，容易引起摩擦片过热，加快其磨损甚至烧坏；分离行程较大，不易分离彻底，所以设计时在结构上必须采取相应的措施；轴向尺寸较大，结构复杂；从动部分的转动惯量大。

多片离合器多为湿式，具有接合更加平顺、柔和，摩擦表面温度较低，磨损较小，使用寿命长等优点。但分离行程大，分离不彻底，轴向尺寸和从动部分转动惯量大。 盘形离合器、离合器压紧弹簧和离合器压紧弹簧布置形式各有几种？ 离合器压紧弹簧有圆柱螺旋弹簧、圆锥螺旋弹簧、膜片弹簧等型式。

离合器压紧弹簧布置形式有圆周布置、中央布置、斜向布置。 叙述周置弹簧离合器的压紧圆柱螺旋弹簧的特点：

周置弹簧离合器的压紧弹簧均采用圆柱螺旋弹簧，并均匀地布置在一个或同心的两个圆周上，其特点是结构简单、制造容易，过去广泛应用于各种汽车上。此结构的弹簧压力直接作用于压盘上，为了保证摩擦片上压力均匀，压紧弹簧的数目要随摩擦片直径的增大而增多，而且应当是分离杠杆的倍数。因压紧弹簧直接与压盘接触，易受热回火失效。当发动机最大转速很高时，周置弹簧由于受离心力作用而向外弯曲，使弹簧压紧力显著下降，离合器传递转矩的能力也随之下降。此外，弹簧靠在其定位座上，造成接触部位严重磨损，甚至会出现弹簧断裂现象。 叙述中央弹簧离合器压紧弹簧的特点：

中央弹簧离合器采用一至两个圆柱螺旋弹簧或一个圆锥弹簧作为压紧弹簧，并且布置在离合器的中心。由于可选较大的杠杆比，因此可得到足够的压紧力，有利于减小踏板力，使操纵轻便；压紧弹簧不与压盘直接接触，不会使弹簧受热回火失效；通过调整垫片或螺纹容易实现压盘对压紧力的调整。这种结构较复杂，轴向尺寸较大。

叙述斜置弹簧离合器压紧弹簧的特点：

斜置弹簧离合器的弹簧压力斜向作用在传力盘上，并通过杠杆作用在压盘上，这种结构的显著优点是在摩擦片磨损或分离离合器时，压盘所受的压紧力几乎保持不变。与上述两种离合器相比，它具有工作性能稳定，踏板力较小的突出优点。 叙述膜片弹簧离合器压紧弹簧的特点：

膜片弹簧是一种由弹簧钢制成的具有特殊结构的碟形弹簧，主要由碟簧部分和分离指部分组成。膜片弹簧离合器与其他形式的离合器相比，具有一系列优点：

（１）膜片弹簧具有较理想的非线性弹簧特性，弹簧压力在摩擦片的允许磨损范围内基本保持不变（图2-25中从B点变化到A点）。因而离合器工作中能保持传递的转矩大致不变。离合器分离时，弹簧压力有所下降（图2-25中从B点变化到C点），从而降低了踏板力。

图2-2A 膜片弹簧的弹性特性曲线

（２）膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构简单、紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小。 （３）高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定。

（４）膜片弹簧以整个圆周与压盘接触，使压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀。 （５）易于实现良好的通风散热，使用寿命长。 （６）膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好。

但膜片弹簧的制造工艺较复杂，制造成本较高，对材质和尺寸精度要求较高，其非线性弹簧特性在生产中不易控制，开口处容易产生裂纹，端部容易磨损。 简述与推式相比，拉式膜片弹簧离合器有那些优点

与推式相比，拉式膜片弹簧离合器具有许多优点：取消了中间支承各零件，使其结构更简单，零件数目更少，质量更小；拉式膜片弹簧是以中部与压盘相压，在同样压盘尺寸的条件下可采用直径较大的膜片弹簧，提高了压紧力与传递转矩的能力，且并不增大踏板力，在传递相同的转矩时，可采用尺寸较小的结构；在接合或分离状态下，离合器盖的变形量小，刚度大，分离效率较高；拉式的杠杆比大于推式的杠杆比，且中间支承少，减少了摩擦损失，传动效率较高，踏板操纵更轻便，拉式的踏板力比推式的一般可减少约25%~30%；无论在接合状态或分离状态，拉式结构的膜片弹簧大端与离合器盖支承始终保持接触，在支承环磨损后不会形成间隙而增大踏板自由行程，不会产生冲击和噪声；使用寿命更长。

但是，拉式膜片弹簧的分离指是与分离轴承套筒总成嵌装在一起的，需采用专门的分离轴承，结构较复杂，安装和拆卸较困难。 膜片弹簧的弹性特性有何特点？

膜片弹簧的弹性特性具有较理想的非线性特点，弹簧压力在摩擦片的允许磨损范围内基本保持不变（从安装时的工作点B变化到A点）。离合器分离时，弹簧压力有所下降（从安装时的工作点B变化到C点）。 根据膜片弹簧的特点画图说明工作点最佳位置应如何确定？

图膜片弹簧工作点位置

膜片弹簧工作点位置如图所示。该曲线的拐点H对应着膜片弹簧的压平位置，而且

。新离合器在接合状态时，膜片弹簧工作点B一般取在凸点M和拐点H之间，且

靠近或在H点处，一般

,以保证摩擦片在最大磨损限度Δλ范围内的压紧力从F1B

到F1A变化不大。当分离时，膜片弹簧工作点从B变到C。为最大限度的减小踏板力，C点应尽量靠近N点。

请标明图 a,b ,c膜片弹簧离合器的工作状态：

膜片弹簧在不同工作状态时的变形 a 自由状态 b压紧状态 c分离状态

请结合图说明该式的意义？代表了什么特性？式中个字母的含义

通过支承和压盘加在膜片弹簧上的载荷F1集中在支承点处，加载点间的相对轴向变λl 则膜片弹簧的弹性特性由该式式表示

式中，E为材料的弹性模量；μ为材料的泊松比；H内截锥高度；h弹簧板厚；R、r为碟簧部分大、小端半径；R1、r1为压盘加载点和支承环加载点半径。

比值H／h对膜片弹簧的弹性特性影响极大。当F1= ?(λ1)有一极值，该极值点恰为拐点；当H／h>h=2

时，F1= ?(λ1)的极小值落在横坐标上。

时，F1=?(λ1)为增函数；时，

时，F1= ?(λ1)有一极大值和一极小值；当H／

今有单片和双片离合器各一个，它们的摩擦衬片内，外径尺寸相同，传递的最大转距Temax相同，操纵机构的传动比也一样，问作用到踏板上的力Ff是否相等？如果不相等，哪个踏板上的力小？为什么？

液压式操纵机构示意 踏板力Ff为

式中，F’为离合器分离时，压紧弹簧对压盘的总压力；i∑为操纵机构总传动比；η为机械效率；Fs为克服回位弹簧的拉力所需的踏板力。 由《汽车设计》式（2-1）、（2-7）得

式中，β为离合器后备系数；Z为摩擦面数；Rc为摩擦片的平均摩擦半径； Temax为发动机最大转距。依题意，单片和双片离合器的操纵机构总传动比i∑、机械效率η、Fs、β、Temax 、f和Rc（它们的摩擦衬片内，外径尺寸相同）相等。而单片离合器的Z=2，双片离合器的Z＝4，因此双片离合器的压紧弹簧对压盘的总压力F’比单片离合器的F’小一半，所以作用到踏板上的力双片离合器与单片离合器的不同，双片离合器的踏板力较小。

为什么变速器的中心距A对轮齿接触强度有影响？并说明是如何影响的？ 答：

变速器的中心距是一个基本参数，其大小不仅对变速器的外形尺寸、体积和质量大小有影响，而且对轮齿的接触强度有影响。由齿面接触强度的计算公式（弹性力学赫兹公式）可知，中心距增大，接触应力减小；中心距越小，轮齿的接触应力越大,齿轮寿命越短。因此，最小允许中心距应当有保证轮齿有必要的接触强度来确定。

简述多片离合器特点和应用场合：

答：多片离合器多为湿式，具有接合更加平顺、柔和，摩擦表面温度较低，磨损较小，使用寿命长等优点。 但分离行程大，分离不彻底，轴向尺寸和从动部分转动惯量大。

应用：主要应用于最大总质量大于14t的商用车的行星齿轮变速器换挡机构中。 试述膜片弹簧制造工艺。

为了保证其硬度、几何形状、金相组织、载荷特性和表面质量等要求，需进行一系列热处理。

为了提高膜片弹簧的承载能力，要对膜片弹簧进行强压处理；另外，对膜片弹簧的凹面或双面进行喷丸处理 。

为了提高分离指的耐磨性，可对其端部进行高频淬火、喷镀铬合金和镀镉或四氟乙烯。在膜片弹簧与压盘接触圆形处，为了防止由于拉应力的作用而产生裂纹，可对该处进行挤压处理，以消除应力源。 膜片弹簧表面不得有毛刺、裂纹、划痕、锈蚀等缺陷。碟簧部分的硬度一般为45～50HRC，分离指端硬度为55～62HRC，在同一片上同一范围内的硬度差不大于3个单位。 简述目前通用的从动盘减振器在特性上存在的局限性：

1）它不能使发动机、变速器振动系统的固有频率降低到发动机怠速转速以下，因此不能避免怠速时的共振。 2）它在发动机实用转速范围1000～2000r／min内，难以通过降低减振弹簧刚度来得到更大的减振效果。 从动盘总成设计时应满足那些要求：

1）从动盘的转动惯量应尽可能小，以减小变速器换挡时轮齿间的冲击。 2）从动盘应具有轴向弹性，使离合器接合平顺，便于起步，而且使摩擦面压力均匀，以减小磨损。 3）应安装扭转减振器，以避免传动系共振，并缓和冲击。

论述离合器摩擦片在性能上应满足那些要求：

1）摩擦因数较高且较稳定，工作温度、单位压力、滑磨速度的变化对其影响要小。 2）具有足够的机械强度与耐磨性。 3）密度要小，以减小从动盘的转动惯量。 4）热稳定性好，在高温下分离出的粘合剂少，无味，不易烧焦。 5）磨合性能好，不致刮伤飞轮和压盘表面。 6）接合时应平顺而不产生“咬合”或“抖动”现象。 7）长期停放后，摩擦面间不发生“粘着”现象。 离合器摩擦片所用的材料主要有那几种？

主要有石棉基摩擦材料、粉末冶金摩擦材料和金属陶瓷摩擦材料。 论述压盘结构设计的要求？

1）压盘应具有较大的质量，以增大热容量，减小温升，防止其产生裂纹和破碎，有时可设置各种形状的散热筋或鼓风筋，以帮助散热通风。中间压盘可铸出通风槽，也可采用传热系数较大的铝合金压盘。 2）压盘应具有较大的刚度，使压紧力在摩擦面上的压力分布均匀并减小受热后的翘曲变形，以免影响摩擦片的均匀压紧及与离合器的彻底分离，厚度约为15～25mm。 3）与飞轮应保持良好的对中，并要进行静平衡，压盘单件的平衡精度应不低于15～20g.cm 4）压盘高度（从承压点到摩擦面的距离）公差要小。 论述分离杠杆装置的结构设计要求：

1）分离杠杆应具有较大的弯曲刚度，以免分离时杆件弯曲变形过大，减小了压盘行程，使分离不彻底。 2）应使分离杠杆支承机构与压盘的驱动机构在运动上不发生干涉。 3）分离杠杆内端高度应能调整，使各内端位于平行于压盘的同一平面，其高度差不大于0．2mm。 4）分离杠杆的支承处应采用滚针轴承、滚销或刀口支承，以减小摩擦和磨损。 5）应避免在高速转动时因分离杠杆的离心力作用而降低压紧力。 6）为了提高通风散热能力，可将分离杠杆制成特殊的叶轮形状，用以鼓风 试述拉式离合器分离轴承的工作特点

图示为一种拉式膜片弹簧离合器广泛采用的自动调心式分离轴承装置。在轴承外圈2与分离套筒5外凸缘和外罩壳3之间以及轴承内圈1与分离套筒内凸缘之间都留有径向间隙，这些间隙保证了分离轴承相对于分离套筒可径向移动1 mm左右。在外圈2与套筒5的端面之间装有一波形弹簧4，用以将外圈紧紧顶在分离套筒凸缘的端面上，使轴承在不工作时不会发生晃动。当膜片弹簧旋转轴线与轴承不同心时，分离轴承便会自动径向浮动到与其同心的位置，以保证分离轴承能均匀压紧各分离指舌尖部。这样可减小振动和噪声，减小分离指与分离轴承端面的磨损，使轴承不会出现过热而造成润滑脂的流失分解，延长轴承寿命。另外，分离轴承由传统的外圈转动改为内圈转动、外圈固定不转而由内圈来推动分离指的结构，适当地增大了膜片弹簧的杠杆比，且由于内圈转动，在离心力作用下，润滑脂在内、外圈间的循环得到改善，提高了轴承使用寿命。这种拉式分离轴承是将膜片弹簧分离指舌尖直接压紧在碟形弹簧6与挡环7之间，再用弹性锁环8卡紧，结构较为简单。

计算题

某汽车采用普通有机摩擦材料做摩擦片的单片离合器。已知：从动片外径 D= 355.6mm，从动片内径 d = 177.8mm，摩擦系数 μ =0.25，摩擦面单位压力 P =0.16N/mm

求该车离合器可以传递的最大摩擦力矩。

答: 由公式 可得,

代入数据D= 355.6，d = 177.8， f=μ =0.25, 单片摩擦片 z=2, P =0.16,C=d/D

计算得：Tc=823.6N.m

已知某车为公路用货车，其参数为：Memax=559Nm；P=132 kW；n＝1400r／min；G＝12245kg；io=5.77；i1=6.515；r=0.49m。拟选单片膜片弹簧离合器：D=350mm、A＝121340 mm2、 Tc＝700～760 N?m、Cp=14kg，验算这种离合器在该车上其容量是否合适。

解：按式（2－1）、（2－2）计算得：WD=97743.9 Nm；HR＝89476Nm／s(1/2)。

按式（2－3）计算得：β=1．25～1.36； WD／Gp=6 683.84； WD／A=0.77；HR／A＝0.74； P／Cp=9.43；P／A＝0.0011。

通过与表2-1、2-6中值对比，可以看出，此离合器用在该车上是合适的。 已知某车型是公路货车、基本参数为：

Memax＝902Nm P＝184kW n＝1500r／min G＝16760kg io=4.875 il=7.059 r=0.525m 【为该车设计一单片膜片弹簧离合器，计算其容量参数。 解：

（1）确定摩擦片尺寸 由式（2－1）和（2－2）得： WD＝209083.3Nm

HR=172127.8 Nm／S（1／2）

由图2-4及表2-5初步确定摩擦片外径D为380mm，内径d为205mm，A＝80405.1mm2，D/d＝1.86。 则： WD／A≈1.3 HR≈0.4485

可以看出WD／A和HR／A均小于表2-6中的推荐值。 （2）确定压紧力F

选用石棉基编织摩擦片，根据表2-1和2-7取β=1.4～1.8、μ=0.3，由式（2－3）和（2－4）得压紧力F：

F=10182～13090 N （3）检验单位压力P 由式（2－5）得单位压力P：

P=0.1267N／mm2～0.1267N／mm2

均小于表2-7中的许用值，故设计是合理的。

某厂新设计一载重量为 4t 的在乡间道路行驶的货用汽车，其发动机为 6100Q 水冷柴油机，发动机最大扭矩Temax=340N?m/1700~1800 转 / 分，最高转速为3500转 / 分。试初步确定离合器的结构型式及主要尺寸。（取 μ =0.25 ） 解：

①该汽车为载重车，使用条件可能比较恶劣，又是柴油机，起动时工作比较粗暴，转矩不平稳，因此选后备系数β=1.6；

②采用单片离合器，摩擦片材料用粉末冶金铜基材料，摩擦因数f=0.25，摩擦片上单位工作压力p0=0.35MPa；

③发动机最大转矩Temax=340 N ?m，取直径系数KD=16，按经验公式计算摩擦片外径D：

mm，取D=300mm；

摩擦片内径d=0.6D=180mm； 最大转矩时摩擦片最大圆周速度

，符合圆周速度要求。

④摩擦片厚度取b=3.5mm；

⑤压紧弹簧采用推式膜片弹簧，静摩擦力矩，

⑥按加载点半径要求：(D+d)/4

取小端半径：1.2

已知—380膜片弹簧离合器，装于某一发动机上，发动机的转矩为。根据初步布置，初

定离合器压盘传力片的设计参数如下：共设3组传力片(i= 3)，每组4片(n=4)，传力片的几何尺寸为：宽

，厚h＝1mm，传力片上两孔间的距离l＝86mm，孔的直径d= 10mm，传力片切向布置，圆周半

径R＝178mm，传力片材料的弹性模量MPa。试校核传力片的应力和最小分离力。

解：

首先计算传力片的有效长度

mm

计算传力片的弯曲总刚度：

MN／m

根据上述分析，计算以下3种工况的最大驱动应力及传力片的最小分离力：

(1)彻底分离时，按设计要求f＝0，，由式2-25)或式(2-26)可知。

(2)压盘和离合器盖组装成盖总成时，大应力：

，通过分析计算可知＝7．67mm。由2-14计算最

(3)离合器传扭时，分正向驱动(发动机车轮)与反向驱动(车轮发动机)，出

现在离合器摩擦片磨损到极限状况，通过尺寸链的计算可知。

①正向驱动（2-24）

②反向驱动 （2-25）

可见反向驱动最危险，由于在取计算载荷时比较保守，明显偏大，因此，传力片的许用应力可取其屈服极限。鉴于上述传动力片的应力状况，应选用80号钢。

(4)传力片的最小分离力(弹性恢复力) 发生在新装离合器的时候，此时从动盘尚未磨损，离合器

在接合状态下的弹性弯曲变形量最小，根据设计图纸确定，度

。

，计算出传力片弯曲总刚

当时，其弹性恢复力为

认为可以。

某离合器厂生产的DS330为例，摩擦片外径为325mm，内径为200mm，总成要求膜片弹簧峰值平均负荷为12 950N，谷值平均负荷为6 600N，最小压紧力8 700N，进行膜片弹簧工作负荷的验算。 解：

膜片弹簧外径 D＝0．888×325＝288.7mm 膜片弹簧 d=0.827×288.7＝238.76mm 分离指数目 N＝16

当量内径 de=238.76（0.9744+0.000483×16）=234.5mm

支点转换系数 We==0.764

膜片厚度 tmin=取t＝3.379mm

=3.364mm

锥形高度 Ce=2.166×3.379=7.32mm

修正系数取A＝1.0058，B＝3.1613（K取1.61） 压平点变形 δH＝Ce＝7.32mm

峰值点变形 δp=7.32-=4.47mm

谷值点变形 δv＝7.32＋=10.17mm

压平点处负荷 {7.32[(7.32-)(7.32-7.32)

+3.3792]-1.0058×3.3792-3.1613(7.32-7.32)}=9 926N 同理：

峰值点处负荷 FδP=1 3125N 谷值点处负荷 Fδv＝6 728N

要求负荷平均值为0.5(12 950＋6 600）＝9 775N，可以看出，膜片弹簧计算结果符合要求，计算中预选的值正确，可用。

解:

①机构传动比：

a．踏板：i1＝a/b=5.12 b．液压部分；iR=d22/d12=1.34 c.分离叉：i2=C/D=1.82 d.膜片簧分离指：i3=e/f=3.21

e.总传动比：②各部行程：

=i1?i2?i3?iy=40

a．压盘升程：S=Z?△S+△h =2.3mm～2.6mm； b. 分离指行程：λ=S?e/f+λ′ =8.4mm～9.3mm；

c. 工作缸行程：S2=λ?c/d

=15.3mm～16.9mm； d. 主缸行程：S1=S2?d22/d12 =20.5mm～22.6mm； e．踏板工作行程：Sg=105mm～115mm； f. 踏板自由行程：So=0.5?a/b =2.56mm； g．踏板总行程：S=Sg+So

=108mm～118mm。 ③踏板力：

在F=5000N～5500N时，如不计回位弹簧和助力器的力，并令μ=0.85，则踏板力；

P==147N～162N

④液压系统最大压力：

P==2.93（MP

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