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文档介绍:该【摩擦式离合器实验台的设计 】是由【xiaobaizhua】上传分享,文档一共【31】页,该文档可以免费在线阅读,需要了解更多关于【摩擦式离合器实验台的设计 】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。摩擦式离合器试验台的设计
摘要:离合器是汽车的重要组成部分,是汽车传动部分核心部件,它的性能指标的好坏直接关系到汽车整体的质量,因而对其性能的测定有着十分重要的意义本文介绍了摩擦盘式离合器的主要结构和工作原理,概述了摩擦盘离合器实验台的作用、基本组成和工作原理;进行了摩擦盘离合器实验台的方案和结构设计,主要包括离合器组件的选择、实验台架设计、零部件的布置、动力选择、传感器的选择
和有关参数测量与计算。可为汽车开发和研究提供实验参考。
关键词:摩擦盘离合器
实验台性能测试
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开题报告
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前言
摩擦盘式离合器是现代汽车的主要部件,它的出现使汽车操作更加简单,使用更加方便。但摩擦式离合器作为传动系的主要部件,工作状态多变。如何评测摩擦式离合器的性能特性是汽车研究人员和生产厂家面临的重要问题。如何来分析各种性能,只有通过在实验台上来模拟分析和实验,通过实验台的分析后,可以及时发现离合器在运行过程中的隐患,减少事故损失,降低维修费用,提高摩擦盘式离合器运行的安全性、可靠性和经济效益,而实验台的设计过程又变得尤其重要,它的性能好坏直接关系到被测离合器的各种性能指标的检测结果。怎样去优化实验台的设计,是当前我们研究所需要解决的问题。离合器的接合与分离操作主要是由于离合器的摩擦盘的接合、分离来实现的,这对离合器摩擦盘的摩擦性能要求尤其重要。为了实时监测离合器的操纵性能和安全性能,现代企业和研究部门都在研究离合器实验台,试图通过实验台对离合器进行研究,以掌握离合器的性能。

离合器位于发动机和变速箱之间,是汽车传动系中直接与发动机相联系的总成件通常离合器与发动机曲轴飞轮组的飞轮安装在一起,是发动机与汽车传动系中之间切断和传递动力的部件。在汽车从起步到正常行驶直至停车的整个过程中,驾驶员可根据需要操纵离合器,使发动机与传动系暂时分离或逐渐结合,以切断或传递发动机向传动系输出的动力。
离合器的结构离合器是汽车传动系重要组成部分,安装在发动机与变速器之间,主要由主动部分,从动部分、压紧装置、分离机构和操纵机构五大部分组成。见图1。
图1摩擦离合器的结构图
离合器盖用螺钉固定在飞轮上,压盘后端圆周上的凸台伸入离合器盖的窗孔中,并可沿窗孔轴向滑动。这样,曲轴旋转,便通过飞轮、离合器盖带动压盘一起转动,构成离合器的主动部分。双面带摩擦忖片的从动盘式从动部分,从动盘通过滑动花键毂装在从动轴上,轴前端采用轴承支撑于曲轴后端的中心孔中。安装在离合器盖和压盘之间,沿圆周均匀的压紧弹簧组成离合器的压紧装置。压紧弹簧将压盘和从动压向飞轮,使压盘与从动盘、飞轮与从动盘的两个摩擦面压紧。分离杠杆是离合器摁里机构的组成零件,分离杠杆外端与压盘铰接。中部通过铰接支承在离合器盖上。分离轴承、分离套筒、分离叉、拉杆、离合器踏板组成李核武器的操纵机构,分离轴承和分离套筒压装成一体。松套在从动轴的轴套上,分离叉中部支承在飞轮壳上。

(1)保证汽车平稳起步汽车由静止到行驶的过程,其速度由零逐渐增大。有了离合器,在汽车起步时离合器逐渐接合(与此同时,逐渐踩下加速踏板以增加发动机的输出转矩),这样,离合器所能传递的转矩也就逐渐增大,于是发动机的转矩便可有小变大地传给传动系,当牵引力足以克服汽车的行驶阻力时,汽车便由静止状态开始缓慢地加速,实现平稳起步。
(2)便于换档
汽车在行驶过程中,为了适应行驶条件的变化,变速器需要经常换用不同的挡位工作,而普通齿轮式变速器换档时通过拨动换档机构来实现的,即在用挡位的一对齿轮副退出啮合,待用挡位的一对齿轮副进入啮合,换档时,如果没有离合器将发动机与变速器之间的动力暂时切断,在用挡位齿轮副之间将因压力很大而难以脱开,待用挡位的齿轮副将因两者圆周速度不等而难以进入啮合,即使能进入啮合也会产生很大的冲击和噪声,损坏机件,装设了离合器后,换档前先使离合器分离,暂时切断传动系动力传递,然后再进行换档操作,以保证换档操作过程的顺利进行,并减轻或消除换档时的冲击。
(3)防止传动系过载
当汽车紧急制动时,车轮突然紧急降速。若发动机与传动系刚性连接,将迫使发动机也随着急剧降速,其所有运动件将产生很大的惯性力矩,这一力矩作用于传动系,会造成传动系过载而使机件损坏,有了离合器,当传动系承受载荷超过离合器所能传递的最大转矩时,离合器会自动打滑以消除这一危险,从而起到过载保护的作用。

现代汽车上广泛采用摩擦式离合器,这种离合器是利用主、从动元件间的摩擦作用来传递转矩的。摩擦式离合器的类型较多,分类如下:
1)盘的数目可分为单片式、双片式和多片式。
2)簧的形式及布置形式可分为州布螺旋弹簧式、中央弹簧式、膜片弹簧式、和斜置弹簧式等。
3)机构可分为机械式(杆式和绳式)、液压式、气压式和空气助力式等。

摩擦式离合器因其结构简单、性能可靠、维修方便、目前被绝大多汽车所采用。离合器的工作原理
(1)接合状态离合器在接合状态时,压紧弹簧压盘、从动盘、飞轮互相压紧。发动机的转矩经飞轮及压盘通过摩擦面的摩擦力矩转到从动盘,再经从动轴向传动系输出。离合器除了在机构与尺寸上保证传递转矩外,设计是还考虑到离合器在使用过程中因摩擦因数的下降、摩擦件磨损变薄和弹簧本省的疲劳至使弹力下家昂等因素的影响,造成离合器所能传递的最大转矩下降,因此离合器所能传递的最大转矩MC应适应当地高于发动机的最大转距M,其间的关系为
emax
M=ZEUR=BM 式中
cpcemax
Z 摩擦面数;
PE 压盘对摩擦片的总压紧力;
u 摩擦因数;
R 摩擦片的平均摩擦半径
B 后备系数,轿车及轻型货车B=〜
中型及重型货车B=〜;带拖挂的重型货车及牵引车B=〜;但后备系数也不宜过高,以便在紧急制动时,能通过滑磨来防止传动系过载。
(2) 分离过程
踩下离合器踏板时,拉杆拉动分离叉外端向右移动,分离叉内端则通过分离轴承推动分离杠杆的内端向前移动,分离杠杆外端便拉动压盘向后移动,使其在进一步压缩压紧弹簧的同时,解除对从动盘的压力。于是离合器的主、从动部分处于分离装态而中断动力的传递。
(3) 接合过程
当需要恢复动力传递时,缓慢地抬起离合器踏板,分离轴承减小对分离杠杆内端的压力,压盘便在压紧弹簧作用下逐渐压紧从动盘,并使所传递的转矩逐渐增大。当所能传递的转矩小于汽车起步阻力时,汽车不动。从动盘粗转,主、从动摩擦面完全打滑;当所能传递的转矩达到足以克服汽车开始起步的阻力时,从动盘开始旋转,汽车开始移动,但仍低于飞轮的转速,即摩擦面间仍存在部分打滑现象。随着压力的不断增加和汽车的不断加速,主、从动部分的转速差逐渐减小,直到转速相等,滑磨现象消失,离合器完全接合为止,接合过程即结束。由此可知,汽车平稳起步是靠离合器逐渐接合过程中滑磨程度的变化来实现的。
接合后,在复位弹簧作用下,踏板回到最高位置,分离叉内端回到最右位置。分离轴承则在复位弹簧的作用下分离杠杆,向右紧靠在分离叉上。压盘的传动、导向和定心方式。压盘是离合器的主动部分的重要组成零件之一,工作过程中既要接受离合器盖传来的动力,又要在分离与接合过程中轴向移动。为了将离合器盖的动力顺利传递给压盘。并保证压盘只作沿轴线方向的平移而不发生歪斜,通常压盘的传动、导向和定心方式有:传动片式、凸台窗孔式、传动块式和传动销式。

离合器的诞生是随着汽车的不断发展而与时俱进的。在国外离合器的开发和运用是在十九世纪开始的,而在我国的飞速发展是在“八五”和“九五”期间,作为科研项目,列入国家重点攻坚项目,受国家政府机关的大力支持,对于自主产权的科研项目受各个国家的保护,从而也加速了企业之间的竞争,也加快科技创新,与之相关的科研项目也要同步发展,随之而来的检测仪器也同时得到发展,这样为离合器实验台的发展提供了广阔的空间。
在实际的使用当中,离合器实验台的使用相当广泛,世界各国的知名企业如绅宝、雷诺、菲亚特、现代、奔驰等都开发和应用离合器实验台。市场的开发前景很是乐观,可以看出,离合器的研发空间很大,随之对离合器试验台的设计开发变得尤为重要。我相信随着我国汽车工业的发展,离合器试验台的设计也会的到进一步的突破
[1],而我国在今年来,汽车工业得到长足的发展,他们对离合器的研究也从此有了很大的进步,具有代表性的研发单位有南京汽车制造厂、上海汽车制造厂、济南汽车制造厂、北京汽车制造厂等十几家汽车研发企业。到1985以后国产汽车有奇瑞汽车、中国重汽、江淮汽车等也激发了新的活力,他们对离合器的研究都有自己的专利技术,但是对离合器试验台的开发比欧美国家要差一些其中包括试验台的总体设计都是通过科研单位的技术支持,并且使用的普遍的是大学和一些科研单位,企业的研发更具有针对性,技术研发的成果,使用率比较高,各高校的研发状况处在上升趋势[2]。

我国汽车离合器行业在经历了改革改造、引进消化、改制重组,在激烈的市场竞争中,行业规模、产品技术、经营管理等方面取得了较好的发展。
目前,国内汽车离合器企业约100余家(不含家庭作坊)。2005年汽车离合器销售额约35亿元;从业人员12880人,其中工程技术人员1075人;;;全年共产销汽车离合器盖总成1000万件,汽车离合器从动盘总成2000万件,液力变矩器10万套。排名前五家企业2005的销售额占到了全行业总额的50%以上,比2000年提高了20%.2004年与2000年相比产品产销量离合器盖总成增长了70%以上,从动盘总成增长了50%以上,销售额增长了2倍。离合器出口保持强劲势头,2004年达到75500多万美元,比2000年翻了一番,品种上也由单一离合器从动盘总成出口扩展为成套离合器出口。在国家政策的指导下,各企业根据各自的特点进行重组改制增强企业活力。以离合器委员会注册的离合器企业为例,国企所占比例:2000年为51%,到2005年降至15%;民企所占比例:2000年为14%,到2005年增至67%。国内汽车工业的快速发展吸引了零部件巨头的加入,国际著名汽车离合器企业如克莱斯勒、宝马、现代等都在中国设其投资规模,改变股比,提高控制力。加大了专利在中国申报及保护力度,使得国内传统汽车零部件企业面临巨大的技术挑战和壁垒。供应商的资金实力、技术质量水平和管理水平影响着企业生产规模的维持及扩大;技术进步所带来的替代品(如AT,CVT,DCT所引发传动产品概念的改变)对部分汽车离合器行业带来根本性的改变。从企业内部能力分析,总体上看,我国汽车离合器企业与国外企业相比处于明显劣势。在劳动力成本、售价、售后服务、客户关系和供应商关系等方面,我国企业处于明显优势;在市场营销能力、采购成本和交货期方面,我国企业与国外竞争者基本持平;在品牌价值、产品技术含量、产品质量、规模效应、生产效率、技术水平、研发能力和员工素质方面,我国企业与国际同类先进企业相比差距较大。
在产品技术方面,国内离合器实验台企业经过不断地产品结构调整,国产的离合器实验台品种已经能全面覆盖国内重、中、轻、轿、微及农用等车型的需求,从而大幅的提高离合器的性能,进行离合器实验台生产的企业无论是为了提高自身的竞争力,还是为了进入配套、出口市场,都十分重视强化企业内部管理。但是离合器试验台的性能比欧美国家要差一些,实验台的总体设计技术都是通过科研单位支持的(其中包括一些工科性大学和科研单位),企业的研发产品更具有针对性,并尽量满足自身产品的需要。不难发现,在国内研发技术有待进一步的提高,不过在国内各高校的研发状况处在上升趋势。
国外发展状况
从十九世纪年至今,随着汽车的诞生与发展,欧美国家对汽车离合器的研究从简单到复杂、再到现在的智能化,他们对离合器的研究一直处于领先地位,特别是欧美国家对汽车离合器的研究从简单到复杂、再到现在的智能化,他们对离合器的研究一直处于领先地位,特别是奥迪公司对离合器实验台的开发技术。使得他们对离合器的性能研究有了突飞猛进的发展,在九十年代他们就使用上了双离合器技术,正是有了实验台发展,才使得他们对离合器的开发得以进步,相应在研究离合器的性能时,也开发了许多型号的检测离合器各种性能的实验台,特别是离合器试验台模拟机是对真实的离合器性能试验台的微型化、模型化处理。如德国大众汽车集团开发的离合器,最为先进独特,它很少以外观“哗众取宠”,其内在表现只有那些亲身感受过的人才能领略。并且在2002年度,该公司把电子技术与离合器相结合起来,使离合器更加智能化,正是他们有先进的研发技术,同时也说明,欧美国家正是有了先进的检测技术,使得他们的产品更加先进,安全可靠。也正是有了先进的实验台进行模拟实验,同时可见,他们在实验台研发技术的先进程度,每
本论文研究的主要内容
根据我个人所学****的专业-机电技术教育。所涉及的内容就是关于机械设计基础,汽车构造等相关的内容。《汽车构造》这门课程,我认为离合器在汽车构件中发挥着不可忽视的作用,我们学校有仿真的汽车构造,我可以边实验边设计,正所谓理论联系实际相结合,这样为我顺利完成设计提供有利保障随着现代工业的发展,汽车已成为我们必不可少的工具。通过初步的构想,我可以通过自己的专业知识,独立完成这项设计,并可以利用AutoCAD设计软件来设计实验台。主要内容包括:
(1)摩擦盘式离合器的组成部分以及工作原理;
(2)离合器实验台结构和各个组成部分的工作原理;
(3)实验台上各个部件的选择包括(离合器、传感器、电动机);
(4)实验台的总体结构设计。
(5)对各个部件的性能进行测量和计算。

离合器实验台的方案设计
为了分析汽车离合器的工作可靠性和使用寿命,我们开发设计制作了汽车离合器综合性能试验台,根据离合器的分离方式和使用途径不同,可以分为几种不同的离合器实验台,主要有本文简介该试验台的设计。汽车离合器实验台是对离合器分离性能进行检测的设备,检测的主要的参数主要包括:制动力、摩擦盘之间的摩擦阻力和踏板制动的时间。制动力是评价离合器性能优良的基本因素,分离的制动力便于在制动实验台上的测量,制动力测量是保证齿轮传动安全性能检测的重要组成部分。根据实验态台的载荷传递方式和机构不同,可将其分为功率流式实验台及封闭功率流式实验台两大类。
(1)开放功率式实验台所谓开放功率流,即实验功率有动力源传来,经过传感器和被试件,最后传到耗能加载装置。开放功率流式实验台的一般结构如图3-1所示,它主要有动力源、转矩转速传感器及二次仪表、实验件、加载装置及控制装置等组成。实验台的动力一般多采用电机或液压马达。而电机可采用直流调速电机或变频调速电机,液压马达应采用变量马达,以实现对输入转速的无级调节。加载装置是实验台的核心部件,因为它直接决定着实验台的结构、动力消耗的经济性及操作下的便利性。目前常用的加载方法主要有机械加载、液压加载及电机加载等数种。
图3-1开放功率流式实验台结构
1-动力源;2-转矩转速传感器;3-试验件;4-加载装置;
5-二次仪表;6-控制装置机械加载方法如采用各种形式的机械制动器、摩擦片式制动器等,由于发热量大,一般多用于小功率的实验台。
(2)封闭功率流式实验台
通过机械或电气控制方法将实验台中的能量构成一封闭循环系统,以此实现实验能量的循环利用,可大大减小实验台的能量消耗,节省能源。采用这种原理设计的实验台被称为封闭功率流式实验台。根据构成封闭功率流方法的不同,它又可分为电封闭功率流式实验台和机械封闭功率流式实验台两大类型。
常用的电封闭功率流式实验台的基本构成如图3-2所示,它是只利用机械方法构成的能量封闭循环系统,其机构及原理如下图
图3-2机械封闭功率流式实验台结构
1-电机;2-陪试箱;3-转矩转速传感器;4-被试件;5-加载器
通过实验台在实际研究,开放功率流式实验台适用于中、小功率实验件的实验,而封闭功率流式实验台则适用于大功率大转矩实验件的实验,根据我们研究对象来说,从教学和学校实验的情况可以分析,不必使用大功率的转矩,从这个角度可以选择开放功率流式实验台,按台架设计不同分为立式和平板式试验台两种。
根据我们实际的实验设备来看,选择第一种方案是比较实际的,并且在实际的运用中也比较方便可行,而第二种方案使用的场合是大功率大转矩实验件的实验中,我们离合器实验台上,不需要这么大的大功率,只要能实现我们检测的效果即可,这样也节省了能源。减少了功率消耗,实现资源合理配置。

,其离合作用可以靠摩擦、啮合或其他方式,操纵方法可以是机械的、电磁的或液压的。离合器的分类见下表3-1
表3-1离合器的分类
类型
变型或附属型
自动或可控
是否可逆
典型应用
牙嵌
可控

农用机械、机床等
齿型
可控
是或否
通用机械传动
刚性
转键
可控

曲轴压力机
滑键
可控

一般机械
拉键
可控

小型矩机械传动
干式单片
可控

拖拉机、汽车
湿式单片
干式多片
可控

汽车、工程机械、机床
摩擦
湿式多片

锥式
可控

机械传动


涨圈
可控

机械传动
扭簧
可控

机械传动
自由闸快式
自动

离心机、压缩机、搅拌机
离心
弹簧闸快式
自动

低起动转矩传动
钢球式
自动
是或否
特殊传动
滚柱式
自动

升降机、汽车
棘轮式
自动

农机、自行车等
超越
螺旋弹簧式
自动

飞轮驱动、飞机
同步切换式
自动

高转矩传动
自动

发电机组等
通过对刚性、摩擦式、离心式、超越式这四种离合器的机构特点进行分析、比较可以选出适合我们需要的一种(即适合汽车使用的一种),下面我们对其进行介绍分析。
(1)刚性离合器刚性离合器的结构简单,零件数量少,主要刚性元件组成,都是通过杠杆机构操纵从动半离合器进行分离,刚性离合器适宜用于主从动轴要求完全同步转动的轴系,〜,或转速差小于100〜150r•min-i工况下进行分离。
通过选用守则不难发现,刚性离合器主要用于农用机械、机床、小型矩机械、曲轴压力机等。其主要特点是由于是刚性接合,只能在静止或低速差下进行接合运动接合,如转速差太高,不但冲击大,而且可能造成刚性元件的损坏,适宜于转速差不大,在带载荷进行接合,且传递转矩较大的机械主传动或变速机械的传动轴系。
(2)摩擦式离合器摩擦式离合器是利用主从动盘片间产生的摩擦转矩来传递工作转矩的,从结构上分为干式、湿式、锥式、扭簧式,在这几种离合器当中,在实际运用当中,使用最广泛的是干式和湿式两种,该结构的离合器为常开式,接合平稳、柔顺,可用于传递转矩范围为15〜3000NIm的场合。