离合器主要参数的选择

第三节 离合器主要参数的选择

摩擦离合器是靠摩擦表面间的摩擦力矩来传递发动机转矩的。离合器的静摩擦力矩根据摩擦定律可表示为

C C fFZR T = （2-1）

式中，T，为静摩擦力矩；／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；R，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。

假设摩擦片上工作压力均匀，则有

4)(2200d D p A p F −==π （2-2）

式中，户。为摩擦面单位压力，A为一个摩擦面的面积；D为摩擦片外径；．d为摩擦片内径c

摩擦片的平均摩擦半径R，根据压力均匀的假设，可表示为

)(3223

3d D d D R C −−= （2-3）

当d／D≥0．6时，R，可相当准确地由下式计算

4d D R C +=

将式(2—2)与式(2—3)代人式(2—1)得 )

1(12330C D fZp T C −=π

(2-4)

式中，‘为摩擦片内外径之比，c=d／D，一般在0．53～0．70之间。

为了保证离合器在任何工况下都能可靠地传递发动机的最大转矩，设计时T。应大于发动机最大转矩，即

max e C T T β= (2-5)

式中，Temax为发动机最大转矩；β为离合器的后备系数，定义为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，β必须大于1。

离合器的基本参数主要有性能参数β和p 0。，尺寸参数D和d及摩擦片厚度b。

1．后备系数β

后备系数β是离合器设计时用到的一个重要参数，它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。在选择夕时，应考虑以下几点：

1)摩擦片在使用中磨损后，离合器还应能可靠地传递发动机最大转矩。

2)要防止离合器滑磨过大。

3)要能防止传动系过载。

显然，为可靠传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨过大，β不宜选取太小；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又不宜选取太大；当发动机后备功率较大、使用条件较好时，β可选取小些；当使用条件恶劣，需要拖带挂车时，为提高起步能力、减少离合器滑磨，β应选取大些；货车总质量越大，β也应选得越大；采用柴油机时，由于工作比较粗暴，转矩较不平稳，选取的β值应比汽油机大些；发动机缸数越多，转矩波动越小，β可选取小些；膜片弹簧离合器由于摩擦片磨损后压力保持较稳定，选取的β值可比螺旋弹簧离合器小些；双片离合器的β值应大于单片离合器。

各类汽车口值的取值范围通常为：

轿车和微型、轻型货车 β=1．20～1．75

中型和重型货车 β=1．50～2．25

越野车、带拖挂的重型汽车和牵引汽车 β=1．80～4．00

2．单位压力p 0。

单位压力po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，加应取小些；当摩擦片外径较大时，为了降低摩擦片外缘处 的热负荷，po应取小些；后备系数较大时，可适当增大po。

当摩擦片采用不同材料时，》o按下列范围选取：

石棉基材料 po=0．10～0．35MPa

粉末冶金材料 po=0．35～0．60MPa

金属陶瓷材料 po=0．70～1．50MPa

3．摩擦片外径D、内径d和厚度b

当离合器结构形式及摩擦片材料已选定，发动机最大转矩Temax已知，结合式(2-1)和式(2-5)，适当选取后备系数β和单位压力po，即可估算出摩擦片尺寸。

摩擦片外径D(mm)也可根据发动机最大转矩Temax(N·m)按如下经验公式选用

max e D T K D = (2-6)

式中，KD为直径系数，轿车：KD=14．5；轻、中型货车：单片KD=16．0～18．5，双片KD--13．5～15．0；重型货车：KD=22．5～24．0。

在同样外径D时，选用较小的内径d虽可增大摩擦面积，提高传递转矩的能力，但会使摩擦面上的压力分布不均匀，使内外缘圆周的相对滑磨速度差别太大而造成摩擦面磨损不均匀，且不利于散热和扭转减振器的安装。摩擦片尺寸应符合尺寸系列标准哪5764—86《汽车用离合器面片》，所选的D应使摩擦片最大圆周速度不超过65～70m／s，以免摩擦片发生飞离。

摩擦片的厚度白上要有3．2mm、3．5mm和4．0mm三种。