拉式膜片弹簧离合器设计说明书 - 图文(7)

弹性元件的主要作用是降低传动系的首端扭转刚度，从而降低传动系扭转系统的某阶(通常为三阶)固有频率，改变系统的固有振型，使之尽可能避开由发动机转矩主谐量激励引起的共振；阻尼元件的主要作用是有效地耗散振动能量。所以，扭转减振器具有如下功能：

1)降低发动机曲轴与传动系接合部分的扭转刚度，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与噪声。

4)缓和非稳定工况下传动系的扭转冲击载荷和改善离合器的接合平顺性。

扭转减振器具有线性和非线性特性两种。在扭转减振器中，也有采用橡胶代替螺旋弹簧作为弹性元件，以液体阻尼器代替干摩擦阻尼的新结构。

3.6.2性能参数计算

减振器的扭转刚度k?和阻尼摩擦元件间的摩擦转矩T?是两个主要参数。其设计参数还包括极限转矩Tj、预紧转矩Tn和极限转角?j等。

1.极限转矩Tj

极限转矩为减振器在消除限位销与从动盘毂缺口之间的间隙△1(图4.14)时所能传递的最大转矩，即限位销起作用时的转矩。它与发动机最大转矩有关，一般可取

Tj?(1.5~2.0)Temax （4-46）

式中，货车：系数取1.5，轿车：系数取2.0。

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2.扭转角刚度k?

为了避免引起系统的共振，要合理选择减振器的扭转刚度k?，使共振现象不发生在发动机常用工作转速范围内。

k?决定于减振弹簧的线刚度及其结构布置尺寸(图4.14)。 设减振弹簧分布在半径为R0的圆周上，当从动片相对从动盘毂转过?弧度时，弹簧相应变形量为Ro?。此时所需加在从动片上的转矩为

T?1000KZjR0?

2 （4-47）

式中，T为使从动片相对从动盘毂转过?弧度所需加的转矩(N·m)；K为每个减振弹簧的线刚度(N／mm)；Zj为减振弹簧个数；Ro为减振弹簧位置半径(m)。

根据扭转刚度的定义，k??T/?则

k??100KZjR0

2 （4-48）

式中，k?为减振器扭转刚度(N·m／rad)。 设计时可按经验来初选是k?

k?≤13Tj

（4-49）

3．阻尼摩擦转矩T?

由于减振器扭转刚度是，受结构及发动机最大转矩的限制，不可能很低，

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故为了在发动机工作转速范围内最有效地消振，必须合理选择减振器阻尼装置的阻尼摩擦转矩

T?一般可按下式初选

T??(0.06~0.17)Temax

（4-50）

4．预紧转矩Tn

减振弹簧在安装时都有一定的预紧。研究表明，Tn增加，共振频率将向减小频率的方向移动，这是有利的。但是Tn不应大于扭转减振器将提前停止工作，故取

Tn?(0.05~0.15)Temax

T?，否则在反向工作时，

（4-51）

5．减振弹簧的位置半径Ro

R0的尺寸应尽可能大些，如图2—15所示，一般取

R0?(0.60~0.75)d 2 （4-52）

6．减振弹簧个数Zj

Zj参照表2—2选取。

表2—2 减振弹簧个数的选取

摩擦片外径D／mm 车 225-250 4-6 250--325 6--8 325--350 8～10 >350 >10 7．减振弹簧总压力F?

当限位销与从动盘毂之间的间隙△1或△2被消除，减振弹簧传递转矩达到最大值时Tj，减振弹簧受到的压力F?为

F??Tj/R0

（4-53）

8．极限转角针 ?j

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?j为

?j?2arcsin?l 2R0 （4-54）

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式中，△L为减振弹簧的工作变形量。

?j通常取3O～12O，对平顺性要求高或对工作不均匀的发动机，?j取上限。

由以上要求，取Tj=1.5Temax=1.5×150N·m=225 N·m。 扭转角刚度k?≤13Tj=13×225 N·m=2925 N·m/rad。 阻尼摩擦转矩T?和预紧转矩Tn可暂取T?=Tn=50 N·m。 减振弹簧的位置半径R0=50mm。 减振弹簧个数Zj=4。

减振弹簧总压力F??Tj/R1=4500N。

3.6.3减振弹簧计算

由于减振弹簧的作用半径R1=50mm，减振弹簧个数Zj=4，减振弹簧总压力F?=4500N，则单个减振弹簧的工作负荷P=F?/Zj=4500/4=1125N。

弹簧中径DC通常取11～15mm左右，初选DC=11mm，弹簧钢丝直径d=

K?1000Rn218PDC，?[?]带入相关数据，取d=3mm。减振弹簧刚度k=?195N/mm，弹簧有效圈

Gd4数i?=4.39，则减振弹簧总圈数n=i+(1.5～2),取n=6。 38DCk减振弹簧最小高度lmin即弹簧在最大工作负荷下的工作长度，考虑到弹簧压缩各圈之间仍需留一定的间隙，可取lmin=n(d+δ)≈1.1dn=25mm。减振弹簧总变形?l?P/k=5.8mm,减振弹簧自由高度l0=lmin+?l=30.8mm，减振弹簧预变形量

?l'=

Tn=0.4mm，减振弹簧安装高度l= l0-?l'=31.4mm，从动片相对于从动盘kZR1?l??l')=6.0°。限位销直径取(l''/2R1)=2arcsin(毂的最大转角??2arcsin?2R1 34

d’=10mm。

4．离合器操纵机构设计

4.1操纵机构方案选择

汽车离合器操纵机构是驾驶员用来控制离合器分离又使之柔和接合的一套机构。它始于离合器踏板，终止于离合器壳内的分离轴承。由于离合器使用频繁，因此离合器操纵机构首先要求操作轻便。轻便性包括两个方面，一是加在离合器踏板上的力不应过大，另一方面是应有踏板行程的校正机构。离合器操纵机构按分离时所需的能源不同可分为机械式、液压式、弹簧助力式、气压助力机械式、气压助力液压式等等。

离合器操纵机构应满足的要求是：

（1）踏板力要小，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，最大不超过180mm；

（3）踏板行程应能调整，以保证摩擦片磨损后分离轴承的自由行程可复原； （4）应有对踏板行程进行限位的装置，以防止操纵机构因受力过大而损坏； （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。

机械式操纵机构有杠系和绳索两种传动形式，杠系传动结构简单，工作可靠，但是传动效率低，质量大，车架和驾驶室的形变可影响其正常工作，远距离操纵杆系，布置困难，而绳索传动可消除上述缺点，但寿命短，机构效率不高。

此处采用液压式操纵机构。液压操纵机构有如下优点：

（1）液压式操纵，机构传动效率高，质量小，布置方便；便于采用吊挂踏板，从而容易密封，不会因驾驶室和车架的变形及发动机的振动而产生运动干涉； （2）可使离合器接合柔和，可以降低因猛踩踏板而在传动系产生的动载荷。 离合器液压操纵机构由主缸、工作缸、管路系统等部分组成，如图5.1所示。

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