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附 錄
How Clutches Work
If you drive a manual transmission car, you may be surprised to find out that it has more than one clutch. And it turns out that folks with automatic transmission cars have clutches, too. In fact, there are clutches in many things you probably see or use every day: Many cordless drills have a clutch, chain saws have a centrifugal clutch and even some yo-yos have a clutch.
Clutch Image Gallery
Diagram of car showing clutch location. See more clutch images
In this article, you'll learn why you need a clutch, how the clutch in your car works and find out some interesting, and perhaps surprising, places where clutches can be found.
Clutches are useful in devices that have two rotating shafts. In these devices, one of the shafts is typically driven by a motor or pulley, and the other shaft drives another device. In a drill, for instance, one shaft is driven by a motor and the other drives a drill chuck. The clutch connects the two shafts so that they can either be locked together and spin at the same speed, or be decoupled and spin at different speeds.
In a car, you need a clutch because the engine spins all the time, but the car's wheels do not. In order for a car to stop without killing the engine, the wheels need to be disconnected from the engine somehow. The clutch allows us to smoothly engage a spinning engine to a non-spinning transmission by controlling the slippage between them.
To understand how a clutch works, it helps to know a little bit about friction, which is a measure of how hard it is to slide one object over another. Friction is caused by the peaks and valleys that are part of every surface -- even very smooth surfaces still have microscopic peaks and valleys. The larger these peaks and valleys are, the harder it is to slide the object. You can learn more about friction in How Brakes Work.
A clutch works because of friction between a clutch plate and a flywheel. We'll look at how these parts work together in the next section.
Fly Wheels, Clutch Plates and Friction
In a car’s clutch, a flywheel connects to the engine, and a clutch plate connects to the transmission. You can see what this looks like in the figure below.
When your foot is off the pedal, the springs push the pressure plate against the clutch disc, which in turn presses against the flywheel. This locks the engine to the transmission input shaft, causing them to spin at the same speed.
Pressure plate
The amount of force the clutch can hold depends on the friction between the clutch plate and the flywheel, and how much force the spring puts on the pressure plate. The friction force in the clutch works just like the blocks described in the friction section of How Brakes Work, except that the spring presses on the clutch plate instead of weight pressing the block into the ground.
When the clutch pedal is pressed, a cable or hydraulic piston pushes on the release fork, which presses the throw-out bearing against the middle of the diaphragm spring. As the middle of the diaphragm spring is pushed in, a series of pins near the outside of the spring causes the spring to pull the pressure plate away from the clutch disc (see below). This releases the clutch from the spinning engine.
Common Problems
From the 1950s to the 1970s, you could count on getting between 50,000 and 70,000 miles from your car's clutch. Clutches can now last for more than 80,000 miles if you use them gently and maintain them well. If not cared for, clutches can start to break down at 35,000 miles. Trucks that are consistently overloaded or that frequently tow heavy loads can also have problems with relatively new clutches.
Photo courtesy Carolina Mustang
Clutch plate
The clutch only wears while the clutch disc and the flywheel are spinning at different speeds. When they are locked together, the friction material is held tightly against the flywheel, and they spin in sync. It's only when the clutch disc is slipping against the flywheel that wearing occurs. So, if you are the type of driver who slips the clutch a lot, you'll wear out your clutch a lot faster.
Sometimes the problem is not with slipping, but with sticking. If your clutch won't release properly, it will continue to turn the input shaft. This can cause grinding, or completely prevent your car from going into gear. Some common reasons a clutch may stick are:
Broken or stretched clutch cable - The cable needs the right amount of tension to push and pull effectively.
Leaky or defective slave and/or master clutch cylinders - Leaks keep the cylinders from building the necessary amount of pressure.
Air in the hydraulic line - Air affects the hydraulics by taking up space the fluid needs to build pressure.
Misadjusted linkage - When your foot hits the pedal, the linkage transmits the wrong amount of force.
Mismatched clutch components - Not all aftermarket parts work with your clutch.
A "hard" clutch is also a common problem. All clutches require some amount of force to depress fully. If you have to press hard on the pedal, there may be something wrong. Sticking or binding in the pedal linkage, cable, cross shaft, or pivot ball are common causes. Sometimes a blockage or worn seals in the hydraulic system can also cause a hard clutch.
Another problem associated with clutches is a worn throw-out bearing, sometimes called a clutch release bearing. This bearing applies force to the fingers of the spinning pressure plate to release the clutch. If you hear a rumbling sound when the clutch engages, you might have a problem with the throw-out.
Types of Clutches
There are many other types of clutches in your car and in your garage.
An automatic transmission contains several clutches. These clutches engage and disengage various sets of planetary gears. Each clutch is put into motion using pressurized hydraulic fluid. When the pressure drops, springs cause the clutch to release. Evenly spaced ridges, called splines, line the inside and outside of the clutch to lock into the gears and the clutch housing. You can read more about these clutches in How Automatic Transmissions Work.
An air conditioning, compressor in a car has an electromagnetic clutch. This allows the compressor to shut off even while the engine is running. When current flows through a magnetic coil in the clutch, the clutch engages. As soon as the current stops, such as when you turn off your air conditioning, the clutch disengages.
Most cars that have an engine-driven cooling fan have a thermostatically controlled viscous clutch -- the temperature of the fluid actually drives the clutch. This clutch is positioned at the hub of the fan, in the airflow coming through the radiator. This type of clutch is a lot like the viscous coupling sometimes found in all-wheel drive cars. The fluid in the clutch gets thicker as it heats up, causing the fan to spin faster to catch up with the engine rotation. When the car is cold, the fluid in the clutch remains cold and the fan spins slowly, allowing the engine to quickly warm up to its proper operating temperature.
Many cars have limited slip differentials or viscous couplings, both of which use clutches to help increase traction. When your car turns, one wheel spins faster than the other, which makes the car hard to handle. The slip differential makes up for that with the help of its clutch. When one wheel spins faster than the others, the clutch engages to slow it down and match the other three. Driving over puddles of water or patches of ice can also spin your wheels. You can learn more about differentials and viscous couplings in How Differentials Work.
Gas-powered chain saws and weed eaters have centrifugal clutches, so that the chains or strings can stop spinning without you having to turn off the engine. These clutches work automatically through the use of centrifugal force. The input is connected to the engine crankshaft. The output can drive a chain, belt or shaft. As the rotations per minute increase, weighted arms swing out and force the clutch to engage. Centrifugal clutches are also often found in lawn mowers, go-karts, mopeds and mini-bikes. Even some yo-yos are manufactured with centrifugal clutches.
Clutches are valuable and necessary to a number of applications. For more information on clutches and related topics, check out the links on the following page.
離合器工作原理
如果您駕駛手動(dòng)變速箱的汽車，您可能會驚訝地發(fā)現(xiàn)，它有一個(gè)以上的離合器。事實(shí)證明，與自動(dòng)變速器汽車離合器相比，有許多種類離合器在你可能看到或每天使用：許多無繩演習(xí)有離合器，鏈鋸有離心離合器，甚至一些部件也有一個(gè)離合器。
Diagram of car showing clutch location. See more clutch images.
在本文中，您會了解為什么你需要一個(gè)離合器，在您的汽車離合器工程和一些有趣的發(fā)現(xiàn)，也許不足為奇。
離合器是有用的設(shè)備，有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。在這些設(shè)備中，其中一個(gè)軸通常是驅(qū)動(dòng)馬達(dá)或滑輪，其他軸驅(qū)動(dòng)其他設(shè)備。例如，一軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)和其他驅(qū)動(dòng)鉆夾頭。離合器連接從動(dòng)盤和壓盤，以便它們可以被貼在一起，旋轉(zhuǎn)同樣的速度，或脫鉤，并以不同的速度旋轉(zhuǎn)。
在汽車中，您需要一個(gè)離合器，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速所有的時(shí)間中，但并不是所有的時(shí)間都傳遞動(dòng)力。為了讓汽車停止傳遞動(dòng)力不造成發(fā)動(dòng)機(jī)過載，車輪需要斷開發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞動(dòng)力。離合器使我們能夠順利地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的非線性傳遞，通過控制離合器壓盤與摩擦片之間的滑動(dòng)。
了解離合器的特點(diǎn)，它有助于了解一點(diǎn)摩擦片，這是衡量離合器的標(biāo)準(zhǔn)。摩擦所造成的傳力高峰和低谷的每一部分，每一個(gè)平面-甚至是非常平滑的表面仍然有微小的高峰和低谷。這些較大的高峰和低谷，就是摩擦片研究的對象。您可以了解更多關(guān)于離合器如何摩擦工作。
離合器的工作，產(chǎn)生于摩擦離合器壓盤和飛輪。我們將探討如何共同工作，這些零件將在下面介紹。
飛輪，離合器片和摩擦在汽車的離合器，一個(gè)飛輪連接到發(fā)動(dòng)機(jī)，離合器踏板連接傳輸。
當(dāng)你的腳離開踏板，彈簧推動(dòng)壓力板對離合器盤，而這反過來壓力又回位。這種轉(zhuǎn)速控制包括發(fā)動(dòng)機(jī)，變速器輸入軸，使他們自旋同樣的速度。
壓盤
離合器傳遞的動(dòng)力取決于摩擦離合器盤和飛輪，有多少轉(zhuǎn)矩通過飛輪壓盤傳遞給膜片彈簧。摩擦離合器作用就像描述的摩擦制動(dòng)器的工作一樣，但彈簧壓力離合器壓盤不是像制動(dòng)器那樣依靠抱緊制動(dòng)盤。
當(dāng)離合器踏板被踏下時(shí)，機(jī)械或液壓活塞推動(dòng)撥叉，這些壓力通過分離軸承對中間的膜片彈簧起作用。把膜片彈簧是推離了壓盤的附近達(dá)到讓離合器分離的效果。
請注意彈簧離合器從動(dòng)盤。這些彈簧有助于緩解傳輸?shù)倪^大動(dòng)力沖擊離合器盤轂。這種設(shè)計(jì)通常非常有效，但它確實(shí)有一些缺點(diǎn)。讓我們分別看看離合器問題和其他用途的離合器在以下的內(nèi)容中講解。
從動(dòng)盤
常見問題：
從20世紀(jì)50年代到20世紀(jì)70年代，你可以指望得到5萬至七萬里程汽車的離合器。離合器現(xiàn)在可以超過去年八點(diǎn)零零零萬英里如果您使用它們輕輕地和維持好。如果不是照顧，離合器就可以開始打破在35000英里。卡車一貫超載或經(jīng)常拖重物，也可以有問題相對較新的離合器。
最常見的問題是，離合器摩擦材料的磨損。摩擦材料在離合器盤非常相似的摩擦材料的墊片的盤式制動(dòng)器的鼓式制動(dòng)器-過了一段時(shí)間，它磨穿了。當(dāng)大部分或全部的摩擦材料已經(jīng)一去磨損了了，離合器效率將開始下滑，并最終將不會傳送任何轉(zhuǎn)矩從發(fā)動(dòng)機(jī)到車輪。
離合器只能傳送離合器盤和飛輪的旋轉(zhuǎn)速度不同。當(dāng)他們被鎖在一起，摩擦材料是緊密舉行接合與飛輪，他們自旋同步。只有當(dāng)離合器盤下滑對飛輪的穿著發(fā)生。因此，如果您是一個(gè)司機(jī)，踩離合器的次數(shù)多，您的離合器磨損快得多。
有時(shí)，問題不在于傳遞的摩擦力下滑，但問題是。如果您的離合器裝配不正確，它將繼續(xù)聯(lián)入輸入軸。這可能會導(dǎo)致磨，或完全防止您的車進(jìn)入齒輪。一些常見的原因可能導(dǎo)致離合器出問題：
? 損壞或拉伸離合器拉線-拉線需要適量的張緊力。
? 液壓泵有缺陷/或主離合器液壓瓶-泄漏保持液壓瓶必須建立必要的壓力。
? 空氣中的氣壓線-空氣影響液壓，空氣流體需要建立適當(dāng)壓力。
? 不匹配的離合器組件-并非所有的售后配件與您的離合器能匹配。
“硬”離合器也是一種常見的問題。所有離合器需要一些相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩范圍。如果您必須緊逼踏板上，可能會有一些錯(cuò)誤的。堅(jiān)持或有約束力的踏板聯(lián)系，電纜，交叉軸或旋轉(zhuǎn)球的常見原因。有時(shí)堵塞或磨損在液壓系統(tǒng)也可能導(dǎo)致硬離合器。
另一個(gè)問題與離合器是一個(gè)破舊投擲出軸承，有時(shí)稱為離合器釋放軸承。以手指旋轉(zhuǎn)壓力板松開離合器。如果你聽到隆隆聲時(shí)，離合器繼續(xù)接合，您可能有一個(gè)問題，間隙沒有調(diào)整好。
離合器診斷試驗(yàn)
如果您發(fā)現(xiàn)您的離合器已經(jīng)失效，這是一個(gè)在家的診斷測試，任何人都可以執(zhí)行：
啟動(dòng)你的車，設(shè)置停車休息，并把汽車停在原位。
讓您的汽車空轉(zhuǎn)，聽取了咆哮的噪音的前提下，如果你聽到離合器有這種聲音，這是最有可能傳輸裝置有問題。如果您沒有聽到噪音，請繼續(xù)執(zhí)行步驟 。
讓汽車仍處于原地，開始推動(dòng)離合器和聆聽噪音。如果你能聽到一些唧唧噪音，這是最有可能的離合器分離軸承的故障。如果您沒有聽到噪音，請繼續(xù)執(zhí)行步驟 用盡全力推動(dòng)離合器。如果你聽到尖叫聲的噪音，可能故障出自軸承或套管。
如果你聽不到任何噪音在這四個(gè)步驟，那么你的問題可能不是出自離合器。如果你能聽到的噪音，并在停止時(shí)消失時(shí)，離合器可能的一個(gè)問題是離合器的操縱機(jī)構(gòu)出了問題。
在以下的內(nèi)容中，我們會研究一些不同類型的離合器以及他們?nèi)绾问褂谩?
各類離合器：
還有許多其他類型的離合器在并不在您的知識庫。自動(dòng)變速器包含幾個(gè)離合器。這些離合器接觸和脫離接觸的各種成套行星齒輪。每個(gè)離合器付諸實(shí)施使用加液壓油。當(dāng)壓力下降，彈簧導(dǎo)致離合器分離。間隔均勻的離合器鎖環(huán)，稱為樣條線的內(nèi)部和外部的離合器鎖定齒輪和離合器。你可以看到更多關(guān)于這些離合器在自動(dòng)變速器如何工作。
空調(diào)壓縮機(jī)的汽車有一個(gè)電磁離合器。這使得壓縮機(jī)即使在引擎關(guān)閉也能正常運(yùn)行。當(dāng)電流流經(jīng)磁場線圈的離合器，如當(dāng)您關(guān)閉您的空調(diào)，離合器分離。
大多數(shù)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的冷卻風(fēng)扇的溫控粘性離合器-溫度流體實(shí)際驅(qū)動(dòng)離合器。這離合器是處于樞紐的地位，氣流通過散熱器。這種類型的離合器是一種很像粘性聯(lián)軸器，在全輪驅(qū)動(dòng)汽車經(jīng)常出現(xiàn)。液體離合器較多，因?yàn)樗鼰崃看?，?dǎo)致風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)的速度要快趕上發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)汽車是冷車時(shí)，流體在離合器仍然寒冷，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速慢，使發(fā)動(dòng)機(jī)迅速升溫，以適當(dāng)?shù)牟僮鳒囟取?
許多汽車有限滑差或粘性聯(lián)軸器，兩者都使用離合器，以提高牽引力。當(dāng)您的汽車變成一個(gè)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度超過了其它車輪時(shí)，這使汽車難以應(yīng)付。在防滑差速器以及離合器的幫助下，當(dāng)一個(gè)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度超過了其它車輪，這樣會使離合器緩慢下來，并符合其它三個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速。車下有水坑的水或浮動(dòng)的冰塊也可以讓車輪空轉(zhuǎn)。您可以了解更多關(guān)于差速粘性聯(lián)軸器在如何工作。
天然氣動(dòng)力鏈鋸離心式離合器，從而使鏈反轉(zhuǎn)可以停止旋轉(zhuǎn)，而您不需要關(guān)掉引擎。這些工作自動(dòng)離合器通過利用離心力。輸入連接到發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸。輸出可以驅(qū)動(dòng)鏈條，皮帶或骨干。由于輪調(diào)，每分鐘增加，逼迫滾珠移出，并迫使離合器進(jìn)行。離心離合器也常常發(fā)現(xiàn)于割草機(jī)，卡丁車，輕便摩托車和小型摩托車。甚至一些纜車離心離合器。
SY-025-BY-2
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
學(xué)生姓名
張慶龍
系部
汽車工程系
專業(yè)、班級
車輛工程
指導(dǎo)教師姓名
姚佳巖
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是□否
題目名稱
輕型貨車離合器設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)（論文）目的、意義
以內(nèi)燃機(jī)在作為動(dòng)力的機(jī)械傳動(dòng)汽車中，離合器是作為一個(gè)獨(dú)立的總成而存在的。離合器通常裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間，其主動(dòng)部分與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪相連，從動(dòng)部分與變速器相連。為各類型汽車所廣泛采用的摩擦離合器，實(shí)際上是一種依靠其主、從動(dòng)部分間的摩擦來傳遞動(dòng)力且能分離的機(jī)構(gòu)。離合器的主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順的接合，確保汽車平穩(wěn)起步；在換擋時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系分離，減少變速器中換檔齒輪間的沖擊；在工作中受到較大的動(dòng)載荷時(shí)，能限制傳動(dòng)系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，以防止傳動(dòng)系個(gè)零部件因過載而損壞；有效地降低傳動(dòng)系中的振動(dòng)和噪音。
因此，離合器的結(jié)構(gòu)型式選擇、設(shè)計(jì)參數(shù)選取及設(shè)計(jì)計(jì)算對汽車的整車設(shè)計(jì)極其重要。通過離合器設(shè)計(jì)熟悉汽車離合器的結(jié)構(gòu)、性能及設(shè)計(jì)過程。
課題綜合運(yùn)用了機(jī)械設(shè)計(jì)、工程材料、汽車設(shè)計(jì)、汽車構(gòu)造、CAD繪圖等知識。
二、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法）
1、設(shè)計(jì)內(nèi)容
（1）膜片彈簧離合器壓盤總成設(shè)計(jì)、從動(dòng)盤總成設(shè)計(jì)、膜片彈簧的參數(shù)、尺寸、材料、及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（2）膜片彈簧離合器的裝配及零件 CAD工程圖。（3）完成設(shè)計(jì)說明書。
2、技術(shù)要求
（1）通過文獻(xiàn)資料收集，熟悉汽車離合器設(shè)計(jì)和有關(guān)理論知識，研究外離合器設(shè)計(jì)和汽車計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展?fàn)顩r。
（2）到生產(chǎn)車間及實(shí)驗(yàn)室了解離合器的構(gòu)造，各零部件的裝配位置
（3）編寫課題研究大綱和開題報(bào)告
（4）針對汽車的各項(xiàng)參數(shù)，計(jì)算確定膜片彈簧離合器的尺寸，完成有關(guān)CAD圖紙。
（5）按進(jìn)度要求獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，服從指導(dǎo)教師安排；完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)格式規(guī)范；方案選擇合理，具有可行性、經(jīng)濟(jì)性、適用性，設(shè)計(jì)思路清晰，符合實(shí)際，圖紙正確符合制圖標(biāo)準(zhǔn),內(nèi)容完整。
三、設(shè)計(jì)（論文）完成后應(yīng)提交的成果
CAD零號圖紙一張 CAD零件圖若干（共計(jì)3張零號圖紙）
說明書一份，字?jǐn)?shù)不少于1.5萬字
四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排
（1）收集資料，調(diào)研，撰寫開題報(bào)告 第一周
（2）周四交開題報(bào)告，實(shí)習(xí)了解離合器的構(gòu)造 第二周
（3）完成各參數(shù)的設(shè)計(jì)、計(jì)算和校核工作，至少應(yīng)有裝配圖的草圖 第三周~第七周
（4）中期檢查，畫裝配圖和零件圖 第八周
（5）畫裝配圖和零件圖，編寫說明書 第九周~第十一周
（6）交畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書和裝配圖、零件圖，修改 第十二周
（7）畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師審核 第十三周
（8）畢業(yè)設(shè)計(jì)修改 第十四周
(9) 畢業(yè)設(shè)計(jì)評閱教師評閱或預(yù)審 第十五周
(10) 畢業(yè)設(shè)計(jì)修改 第十六周
(11)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 第十七
五、主要參考資料
[1]陳家瑞. 汽車構(gòu)造 .北京：人民交通出版社，2006
[2]張洪欣.汽車底盤設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社1998
[3]龔溎義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊.北京：高等教育出版社，1989
[4]余志生.汽車?yán)碚?，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000
[5]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》聯(lián)合編寫組編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，化學(xué)工業(yè)出版社，2004
[6]《汽車工程手冊》編輯委員會.汽車工程手冊，北京：人民交通出版社，2001
[7]劉惟信.汽車設(shè)計(jì).北京:清華大學(xué)出版社,2001
[8]王望予.汽車設(shè)計(jì).第3版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000
六、備注
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
教研室主任簽字：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
設(shè)計(jì)（論文）題目: 輕型貨車離合器設(shè)計(jì)
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級: 車輛工程07—8班
學(xué) 生 姓 名: 張慶龍
導(dǎo) 師 姓 名: 姚佳巖
開 題 時(shí) 間:
指導(dǎo)委員會審查意見：
簽字： 年 月 日
開題報(bào)告撰寫要求
一、“開題報(bào)告”參考提綱
1. 課題研究目的和意義；
2. 文獻(xiàn)綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）；
3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問題；
4. 技術(shù)路線或研究方法；
5. 進(jìn)度安排；
6. 主要參考文獻(xiàn)。
二、“開題報(bào)告”撰寫規(guī)范
請參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字?jǐn)?shù)應(yīng)在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
學(xué)生姓名
張慶龍
系部
汽車與交通工程
學(xué)院
專業(yè)、班級
車輛工程07—8班
指導(dǎo)教師姓名
姚佳巖
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是√否
題目名稱
輕型貨車離合器設(shè)計(jì)
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
我國汽車業(yè)的高速發(fā)展，帶動(dòng)我國汽車離合器市場需求持續(xù)大幅增加。2007年以前，我國汽車產(chǎn)量持續(xù)增加、汽車保有量增加、出口市場需求的擴(kuò)張等三大因素推動(dòng)我國汽車離合器行業(yè)連續(xù)8年快速發(fā)展，2007年我國汽車離合器產(chǎn)量突破1000萬套。自2008年以來，受全球金融危機(jī)的影響，中國汽車銷量為938萬輛，離合器的市場規(guī)模約為55億元。到2010年，我國離合器的總銷量額達(dá)到84億元，其中，蓋總成2800萬件，從動(dòng)盤總成5700萬件。目前國產(chǎn)離合器已經(jīng)能夠全面覆蓋國內(nèi)各個(gè)車型產(chǎn)品并具有足夠的研發(fā)、制造和供貨能力，干摩擦式離合器仍將是“十一五”期間汽車動(dòng)力系統(tǒng)中的主要應(yīng)用部件。在技術(shù)目標(biāo)方面，離合器的可靠性和壽命指標(biāo)要達(dá)到或接近國外同類產(chǎn)品水平，要掌握AT、LTD、DCT、和DMF等關(guān)鍵技術(shù)，在離合器及其電子操控系統(tǒng)的集成開發(fā)方面取得突破，建立離合器的綜合自動(dòng)檢測系統(tǒng)，以及建立模擬工況和實(shí)車試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，形成更為完善的離合器產(chǎn)品評價(jià)體系。
國內(nèi)關(guān)于自動(dòng)變速器AT、CVT、AMT、DCT的技術(shù)路線之爭，目前好像越來越明朗，雙離合器變速器（DCT）已經(jīng)越來越得到整車廠家的青睞，成為發(fā)展的熱點(diǎn)。2008年11月，博格華納與中發(fā)聯(lián)簽署投資生產(chǎn)雙離合器的合作協(xié)議后，2009年的5月，合資工廠按計(jì)劃在大連開工。2009年6月，被冠名為“領(lǐng)先一號”的具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的雙離合器自動(dòng)變速器樣品在上海汽車變速器有限公司誕生。此外，江淮汽車、重慶力帆等主機(jī)廠也在實(shí)施雙離合器項(xiàng)目。目前，雙離合器變速器已經(jīng)成為國內(nèi)各大整車廠競相研發(fā)的技術(shù)。
雙質(zhì)量飛輪作為先進(jìn)的離合器未來發(fā)展技術(shù)，它的產(chǎn)業(yè)化一直國內(nèi)企業(yè)翹首企盼的盛事。據(jù)我們了解，吉林大華為奇瑞汽車等開發(fā)的雙質(zhì)量飛輪，在幾經(jīng)延期之后，有望在2010年6月實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)化。同時(shí)，與2008年相比，國內(nèi)采用雙質(zhì)量飛輪的車型也明顯增多，奇瑞汽車的威麟V5、黃海汽車的旗勝CUV、海馬汽車的歡動(dòng)、福田汽車的歐馬可康明斯（輕卡）、江鈴汽車的陸風(fēng)8X、長安福特的福克斯等，都采用了雙質(zhì)量飛輪。國內(nèi)自主品牌采用雙質(zhì)量飛輪的車型擴(kuò)大，為國產(chǎn)的雙質(zhì)量飛輪產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)造了條件。
我國主要內(nèi)資汽車離合器生產(chǎn)企業(yè)有杭州西湖汽車零部件集團(tuán)有限公司、長春一東離合器股份有限公司、桂林福達(dá)汽車部件有限公司、湖北三環(huán)離合器有限公司、東風(fēng)汽車傳動(dòng)軸有限公司、杭州奇碟離合器有限公司、榮成市黃海離合器有限公司。我國主要外資汽車離合器生產(chǎn)企業(yè)有上海薩克斯、重慶愛思帝、南京法雷奧離合器有限公司、天津愛德克斯、佛山富士離合器有限公司、珠海華奧離合器有限公司、寧波宏協(xié)機(jī)械制造有限公司。全球知名汽車離合器生產(chǎn)企業(yè)有采埃孚薩克斯、舍弗勒-魯克（LuK）法雷奧集團(tuán)、富士離合器（F.C.C）、愛思帝。
近年來各國政府都從資金、技術(shù)方面大力發(fā)展汽車工業(yè)，使其發(fā)展速度明顯比其它工業(yè)要快的多，因此汽車工業(yè)迅速成為一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。
對于內(nèi)燃機(jī)汽車來說，離合器在機(jī)械傳動(dòng)系中作為一個(gè)獨(dú)立的總成而存在，它是汽車傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接聽總成。目前，各種汽車廣泛采用的摩擦式離合器主要依靠主、從動(dòng)部分之間的摩擦來傳遞動(dòng)力且能分離的裝置。
在早期研發(fā)的離合器中，錐形離合器最為成功?，F(xiàn)今所用的盤片式離合器的先驅(qū)是多片盤式離合器，它是直到1925年以后才出現(xiàn)的。20世紀(jì)20年代末，直到進(jìn)入30年代時(shí)，只有工程車輛、賽車和大功率的轎車上才采用多片離合器。多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)上的改進(jìn)使人們逐漸趨向于首選單片干式離合器。
隨著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、功率不斷提高和汽車電子技術(shù)的高速發(fā)展，人們對離合器的要求越來越高。從提高離合器工作性能的角度出發(fā)，傳統(tǒng)的推式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)正逐步地向拉式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)發(fā)展，傳統(tǒng)的操縱形式正向自動(dòng)操縱的形式發(fā)展。因此，提高離合器的可靠性和延長其使用壽命，適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速，增加離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力和簡化操縱，已成為離合器的發(fā)展趨勢。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，設(shè)計(jì)工作已從手工轉(zhuǎn)向電腦，包括計(jì)算、性能演示、計(jì)算機(jī)繪圖、制成后的故障統(tǒng)計(jì)等等。
離合器可使發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系逐漸接合，保證汽車平穩(wěn)起步。如前所述，現(xiàn)代車用活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)不能帶負(fù)荷啟動(dòng)，它必須先在空負(fù)荷下啟動(dòng)，然后再逐漸加載。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，得以穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的最低轉(zhuǎn)速約為300～500r/min，而汽車則只能由靜止開始起步，一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)著的發(fā)動(dòng)機(jī)，要帶一個(gè)靜止的傳動(dòng)系，是不能突然剛性接合的。因?yàn)槿绻峭蝗坏膭傂赃B接，就必然造成不是汽車猛烈攢動(dòng)，就是發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。所以離合器可使發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系逐漸地柔和地接合在一起，使發(fā)動(dòng)機(jī)加給傳動(dòng)系的扭矩逐漸變大，至足以克服行駛阻力時(shí)，汽車便由靜止開始緩慢地平穩(wěn)起步了。
雖然利用變速器的空檔，也可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系的分離。但變速器在空檔位置時(shí)，變速器內(nèi)的主動(dòng)齒輪和發(fā)動(dòng)機(jī)還是連接的，要轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，就必須和變速器內(nèi)的主動(dòng)齒輪一起拖轉(zhuǎn)，而變速器內(nèi)的齒輪浸在黏度較大的齒輪油中，拖轉(zhuǎn)它的阻力是很大的。尤其在寒冷季節(jié)，如沒有離合器來分離發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)是很困難的。所以離合器的第二個(gè)功用，就是暫時(shí)分開發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系的聯(lián)系，以便于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。
汽車行駛中變速器要經(jīng)常變換檔位，即變速器內(nèi)的齒輪副要經(jīng)常脫開嚙合和進(jìn)入嚙合。如在脫檔時(shí)，由于原來嚙合的齒面壓力的存在，可能使脫檔困難，但如用離合器暫時(shí)分離傳動(dòng)系，即能便利脫檔。同時(shí)在掛檔時(shí)，依靠駕駛員掌握，使待嚙合的齒輪副圓周速度達(dá)到同步是較為困難的，待嚙合齒輪副圓周速度的差異將會造成掛檔沖擊甚至掛不上檔，此時(shí)又需要離合器暫時(shí)分開傳動(dòng)系，以便使與離合器主動(dòng)齒輪聯(lián)結(jié)的質(zhì)量減小，這樣即可以減少掛擋沖擊以便利換檔。
離合器所能傳遞的最大扭矩是有一定限制的，在汽車緊急制動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)系受到很大的慣性負(fù)荷，此時(shí)由于離合器自動(dòng)打滑，可避免傳動(dòng)系零件超載損壞，起保護(hù)作用。
2、選題目的和意義
本次設(shè)計(jì)，我力爭把離合器設(shè)計(jì)系統(tǒng)化，為離合器設(shè)計(jì)者提供一定的參考價(jià)值。拋棄傳統(tǒng)的推式膜片彈簧離合器，設(shè)計(jì)新式的膜片彈簧離合器是本次設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)。了解貨車離合器的構(gòu)造，掌握微型汽車離合器的工作原理。熟悉微型汽車離合器的工作原理。學(xué)會如何查找文獻(xiàn)資料、相關(guān)書藉，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)項(xiàng)目、自學(xué)的能力，掌握單獨(dú)設(shè)計(jì)課題和項(xiàng)目的方法，設(shè)計(jì)出滿足整車要求并符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、具有良好的制造工藝性且結(jié)構(gòu)簡單、便于維護(hù)的微型汽車離合器，為以后從事汽車方面的工作或工作中設(shè)計(jì)其它項(xiàng)目奠定良好的基礎(chǔ)。通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生充分地認(rèn)識到設(shè)計(jì)一個(gè)工程項(xiàng)目所需經(jīng)歷的步驟，以及身為一個(gè)工程技術(shù)人員所需具備的素質(zhì)和所應(yīng)當(dāng)完成的工作，為即將進(jìn)入社會提供了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)機(jī)會，對于由學(xué)生向工程技術(shù)人員轉(zhuǎn)變有著重大的實(shí)際意義。
二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
1、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
（1）離合器的結(jié)構(gòu)選擇與類型。
（2）壓緊彈簧布置形式的選擇。
（3）壓盤的驅(qū)動(dòng)形式。
（4）離合器設(shè)計(jì)所需的數(shù)據(jù)。
（5）摩擦片主要參數(shù)的選擇。
（6）膜片彈簧主要參數(shù)的選擇。
（7）扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)。
（8）減振彈簧的設(shè)計(jì)。
（9）分離軸承的壽命計(jì)算。
2、擬解決的主要問題
（1）膜片彈簧離合器壓盤總成設(shè)計(jì)。
（2）從動(dòng)盤總成設(shè)計(jì)。
（3）膜片彈簧的參數(shù)、尺寸、材料的選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
（4）計(jì)算確定各元件的參數(shù)和尺寸。
（5）畫出膜片彈簧離合器的裝配及零件 CAD工程圖(折合3張零號圖紙)。
三、技術(shù)路線（研究方法）
調(diào)查研究
摩擦離合器結(jié)構(gòu)形式的選澤
離合器基本參數(shù)的確定
壓緊彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算
扭轉(zhuǎn)減震器的設(shè)計(jì)計(jì)算
其它主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算
根據(jù)計(jì)算尺寸畫出離合器的草圖
繪制膜片彈簧離合器的裝配及零件 CAD工程圖
撰寫設(shè)計(jì)說明書
開題報(bào)告
四、進(jìn)度安排
（1）收集資料，調(diào)研，撰寫開題報(bào)告 第一周
（2）周四交開題報(bào)告，實(shí)習(xí)了解離合器的構(gòu)造 第二周
（3）完成各參數(shù)的設(shè)計(jì)、計(jì)算和校核工作，至少應(yīng)有裝配圖的草圖 第三周~第七周
（4）中期檢查，畫裝配圖和零件圖 第八周
（5）畫裝配圖和零件圖，編寫說明書 第九周~第十一周
（6）交畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書和裝配圖、零件圖，修改 第十二周
（7）畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師審核 第十三周
（8）畢業(yè)設(shè)計(jì)修改 第十四周
(9) 畢業(yè)設(shè)計(jì)評閱教師評閱或預(yù)審 第十五周
(10) 畢業(yè)設(shè)計(jì)修改 第十六周
(11) 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 第十七周
五、參考文獻(xiàn)
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六、備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日