(2.13)--9离合器设计汽车设计.pdf
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1、第二章离合器设计第五节 扭转减振器设计离合器的主动部件是飞轮、离合器盖和压盘,离合器的从动部件是从动盘,从动盘通过花键连接将扭矩传给变速器的输入轴。()正确错误AB提交单选题1分为可靠传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨时间过长,不宜选得太大。()正确A错误B提交单选题1分发动机缸数越多,转矩越平稳,离合器后备系数越大。()正确A错误B提交单选题1分第三节离合器主要参数的第三节离合器主要参数的选择选择 离合器静摩擦力矩TfFZ RcccTfZP DC121033TTcemax第三节第三节 离合器基本参数的选择离合器基本参数的选择后后备系数备系数B单单位压力位压力p0摩摩擦片外径擦片外径D、内径、
2、内径d和厚度和厚度b摩摩擦因数擦因数f、摩擦面数、摩擦面数Z和离合器间隙和离合器间隙膜片弹簧主要参数的选择膜片弹簧自由状态下碟簧部分的内截锥高度膜片弹簧自由状态下碟簧部分的内截锥高度 H;膜片弹簧钢板厚度膜片弹簧钢板厚度 h;自由状态下碟簧部分大端半径自由状态下碟簧部分大端半径 R;自由状态下碟簧部分小端半径自由状态下碟簧部分小端半径 r;自由状态时碟簧部分的圆锥底角自由状态时碟簧部分的圆锥底角;分离指数目分离指数目 n 等等r0:小端内半径r1:支撑环加载点半径rf:分离轴承作用半径R1:压盘加载点半径膜片弹簧膜片弹簧工作点位置的选择工作点位置的选择凸点凸点M,凹点,凹点N,拐点拐点H拐点拐
3、点H对应膜片弹簧的压对应膜片弹簧的压平位置平位置1H=(1M+1N)2工作点工作点B一般取在凸点一般取在凸点M和拐点和拐点H之间,且靠近或之间,且靠近或在在H点处,点处,1B(0.81.0)1H分离时,工作点从分离时,工作点从B点点变变到到C点点,靠近,靠近N点点好,可以好,可以减小分离轴承的推力减小分离轴承的推力,位位置取决于压盘的升程置取决于压盘的升程1f=ZcSS:彻底分离时,每对:彻底分离时,每对摩擦片之间的间隙,单片摩擦片之间的间隙,单片可取可取S=0.75-1.0mm,双片双片约为约为0.5mm点点A:摩擦片磨损到极限的摩擦片磨损到极限的位置位置总磨损量总磨损量Zc S0S0:每摩
4、擦面最大允许磨每摩擦面最大允许磨损量损量,一一般般S0=0.65-1.1mm第五节第五节 扭扭转减振器设计转减振器设计一、组成及作用一、组成及作用组成:弹性元件(弹簧和橡胶组成:弹性元件(弹簧和橡胶)阻)阻尼元件(干摩擦和液力)尼元件(干摩擦和液力)作用:作用:降低发动机曲轴与传动系结合部分的扭转刚度,降低传降低发动机曲轴与传动系结合部分的扭转刚度,降低传动系扭转振动系统的某阶固有频率,改变固有振型,避免动系扭转振动系统的某阶固有频率,改变固有振型,避免发动机转矩主谐量激励引起的共振。发动机转矩主谐量激励引起的共振。增加传动系扭振阻尼,抑制扭转共振响应幅度,衰减因增加传动系扭振阻尼,抑制扭转共
5、振响应幅度,衰减因冲击而产生的瞬态扭振。冲击而产生的瞬态扭振。作作用:用:控制怠速时的扭振,消减变速器怠速噪控制怠速时的扭振,消减变速器怠速噪声,消减主减速器与变速器之间的扭振声,消减主减速器与变速器之间的扭振与噪声。与噪声。缓和非稳定工况下扭转冲击载荷,改善缓和非稳定工况下扭转冲击载荷,改善结合的平顺性。结合的平顺性。第五节第五节 扭扭转减振器设计转减振器设计二、扭二、扭转减振器线性和非线性特性转减振器线性和非线性特性扭转减振器具有线性和非线性特性两种形式。扭转减振器具有线性和非线性特性两种形式。单级线性减振器的扭转特性单级线性减振器的扭转特性如所如所示,其弹性元件示,其弹性元件一般采用圆柱
6、螺旋弹簧,广泛应用于汽油机汽车中。一般采用圆柱螺旋弹簧,广泛应用于汽油机汽车中。二、扭二、扭转减振器线性和非线性特性转减振器线性和非线性特性当当发动机为柴油机时,怠速时引起变速器常啮合齿轮齿间的敲击,发动机为柴油机时,怠速时引起变速器常啮合齿轮齿间的敲击,从而产生怠速噪声。在扭转减振器中另设置一组刚度较小的弹簧,从而产生怠速噪声。在扭转减振器中另设置一组刚度较小的弹簧,使其在怠速工况下起作用,以消除变速器怠速噪声,使其在怠速工况下起作用,以消除变速器怠速噪声,此时可得到两此时可得到两级非线性特性,级非线性特性,第一级的刚度很小,称为怠速级,第二级的刚度较第一级的刚度很小,称为怠速级,第二级的刚
7、度较大大。3.在汽油机汽车中广泛采用具有怠速级的两级或三级在汽油机汽车中广泛采用具有怠速级的两级或三级非线性扭转减振器非线性扭转减振器。()正确错误AB提交单选题1分减减振器的扭转刚度振器的扭转刚度k和阻尼摩擦元件和阻尼摩擦元件间的摩擦转间的摩擦转矩矩T 是两个主要参数。其设计参数还包括极限是两个主要参数。其设计参数还包括极限转矩转矩TJ、预紧转矩、预紧转矩Tn和极限转角和极限转角J等。等。三、主要设计参数三、主要设计参数极极限转矩为减振器在限转矩为减振器在消除限位销与从动盘消除限位销与从动盘毂缺口之间的间隙毂缺口之间的间隙1时时所能传递的最大转所能传递的最大转矩矩,一般可取一般可取TJ=(1
8、.52.0)Temax式中,货车:系数取式中,货车:系数取1.5,轿车:系数取,轿车:系数取2.0。减振器尺寸简图减振器尺寸简图1.极限转矩极限转矩TJ 试验表明:1.极限转矩极限转矩TJ1022maxJgiirGTTmaxJTT传动系的动载荷最小2 扭转刚度扭转刚度k根据扭转刚度的定义根据扭转刚度的定义k=Tk决定于减振弹簧的线刚度及其结构布置尺寸。决定于减振弹簧的线刚度及其结构布置尺寸。20R2 扭转刚度扭转刚度k设设减振弹簧分布在半径为减振弹簧分布在半径为Ro的圆周上,当从动片相对从的圆周上,当从动片相对从动盘毂转过动盘毂转过弧度时,弹簧相应变形量为弧度时,弹簧相应变形量为Ro。此时所需
9、加在。此时所需加在从动片上的转矩为从动片上的转矩为T=1000KZj式中,式中,K为每个减振弹簧的线刚度为每个减振弹簧的线刚度(Nmm);Zj为减振弹簧个数;为减振弹簧个数;Ro为减振弹簧位置半径为减振弹簧位置半径(m)。2 扭转刚度扭转刚度k根据扭转刚度的定义根据扭转刚度的定义k=T,则减振器扭转刚度,则减振器扭转刚度k=1000KZj20R设计时可按经验来初选设计时可按经验来初选kk13TJ为为了在发动工作转速范围内最有效地消振了在发动工作转速范围内最有效地消振,必须合必须合理选择减振器阻尼装置的阻尼摩擦转矩理选择减振器阻尼装置的阻尼摩擦转矩T。一般可一般可按下式初选按下式初选T=(0.0
10、60.17)Temax3.阻尼摩擦转矩阻尼摩擦转矩T减减振弹簧在安装时都有一定的预紧。研究表明,振弹簧在安装时都有一定的预紧。研究表明,Tn增增加,共振频率将向减小频率的方向移动,这是有利的。加,共振频率将向减小频率的方向移动,这是有利的。但是但是Tn不应大于不应大于T,否则在反向工作时,扭转减振器,否则在反向工作时,扭转减振器将提前停止工作,故取将提前停止工作,故取Tn=(0.050.15)Temax4 预紧转矩预紧转矩Tn5.减减振弹簧的位置半径振弹簧的位置半径RoRo的的尺寸应尽可能大些,一般取尺寸应尽可能大些,一般取Ro=(0.600.75)d/26.减减振弹簧个数振弹簧个数Zj减减振
11、弹簧个数的选取振弹簧个数的选取摩擦片外径摩擦片外径Dmm 225-250 250-325 325-50 350Zj4-6 6-8 8-0 107 减振弹簧总压力减振弹簧总压力F当当限位销与从动盘毂之间的间隙限位销与从动盘毂之间的间隙1或或2被消除被消除,减振减振弹簧传递转矩达到最大值弹簧传递转矩达到最大值TJ时时,减振弹簧受到的压力减振弹簧受到的压力F为为F=TJ/Ro8 极限转角极限转角减振器从预紧转矩增加到极限转矩时减振器从预紧转矩增加到极限转矩时,从动片相对从动片相对从动盘毂的极限转角为从动盘毂的极限转角为02arcsin2Rlj式中式中,为减振弹簧的工作变形量为减振弹簧的工作变形量。通
12、常取通常取312。l第六节第六节 离合器的操纵机构离合器的操纵机构1对操纵机构的要求对操纵机构的要求1)踏板力要小,轿车:)踏板力要小,轿车:80150N,货车:,货车:150200N。2)踏板行程在一定的范围内,轿车:)踏板行程在一定的范围内,轿车:80150mm,货车:,货车:180mm。3)摩擦片磨损后,踏板行程应能调整复原。)摩擦片磨损后,踏板行程应能调整复原。4)有对踏板行程进行限位的装置,防止操纵机构因受力过大)有对踏板行程进行限位的装置,防止操纵机构因受力过大而损坏。而损坏。5)应具有足够的刚度。)应具有足够的刚度。6)传动效率要高。)传动效率要高。7)发动机振动及车架和驾驶室的
13、变形不会影响其正常工作。)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)工工作可靠、寿命长、维修保养方便。作可靠、寿命长、维修保养方便。常常用的离合器操纵机构主要有机械式、液压式、机械用的离合器操纵机构主要有机械式、液压式、机械式式和和液压式操纵机构的助力器、气压式和自动操纵机构等液压式操纵机构的助力器、气压式和自动操纵机构等。1.机械式:机械式操纵机构有杆系和绳索两种形式机械式:机械式操纵机构有杆系和绳索两种形式。普普通杆系:结构简单、工作可靠,被广泛应用。但通杆系:结构简单、工作可靠,被广泛应用。但其质其质量大,量大,机械效率低,在远距离操纵时布置较困难机械效率低,在远距离操纵时布
14、置较困难。绳绳索式:传动机构可克服上述缺点,且可采用吊挂式踏板结索式:传动机构可克服上述缺点,且可采用吊挂式踏板结构。但其寿命较短,机械效率仍不高。多用于轻型轿车中。构。但其寿命较短,机械效率仍不高。多用于轻型轿车中。2.结构形式的选择结构形式的选择液液压式操纵机构主要由主缸、工作缸和管路等部压式操纵机构主要由主缸、工作缸和管路等部分组成,具有传动效率高、质量小、布置方便、便分组成,具有传动效率高、质量小、布置方便、便于采用吊挂踏板、驾驶室容易密封、驾驶室和车架于采用吊挂踏板、驾驶室容易密封、驾驶室和车架变形不会影响其正常工作、离合器接合较柔和等优变形不会影响其正常工作、离合器接合较柔和等优点
15、。广泛应用于各种形式的汽车中。点。广泛应用于各种形式的汽车中。2.结构形式的选择结构形式的选择3离合器操纵机构的主要计算离合器操纵机构的主要计算踏板行程踏板行程S由自由行程由自由行程S1和工作行程和工作行程S2两部分组成:两部分组成:2111222212021)(dbadbaccSZSSSSf式中,式中,S0f为分离轴承自由行程,一般为为分离轴承自由行程,一般为1.53.0mm,反映到,反映到踏板上的自由行程踏板上的自由行程S1一般为一般为030mm;d1、d2分别为主缸和工作缸的直径分别为主缸和工作缸的直径;Z为摩擦面面数;为摩擦面面数;S为离合器分离时对偶摩擦面间的间隙,为离合器分离时对偶
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- 2.13 离合器 设计 汽车
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