BJ1021车用离合器的改装设计 -机械部分的设计姜润年西南大学工程技术学院，重庆400715摘要：本文通过对周布弹簧离合器与膜片弹簧离合器各自优缺点及结构和工作原理的对比，分析，阐述了BJ1021车用离合器改装设计的意义以及改装设计的可行性；并大体上确定了改装设计的方案以及具体的设计计算过程，其中包括：离合器的结构方案分析；离合器基本参数和主要尺寸的选择；膜片弹簧主要参数的选择；扭转减振器的设计及离合器改装设计后与其相配套的液压操纵系统的改装设计。关键词：BJ1021； 离合器； 改装设计； 机械部分The Refits and Design of BJ1021 vehicle-use clutchJIANG RunnianCollege of Engineering and Techology, Southwest China Normal University, Chongqing 400715,ChinaAbstract: This text passes the possibility to the cloth spring coil clutch and a spring coil of film clutches of the week are each from the merit and shortcoming and structure and the work principle of the contrast, the analysis, elaborated that the vehicle-use clutch of BJ1021 refits the meaning of design and refit the design;Combined to make sure to refit project and the concrete design calculation processes of design substantially, among them include:The structure project analysis of the clutch;The clutch choice of the basic parameter and main size;The choice of a parameter with main spring coil of film;The liquid that turns round to reduce the design and clutches of flap the machines to match each other the set with it after refit the design presses to manipulate the system to refit the design.Key word: BJ1021； Clutch; Refit the design； Machine part文献综述1 BJ1021车用离合器改装的意义目前汽车膜片离合器的应用越来越多，在国外不但在轿车上用，而且在中吨位的货车上也得到广泛的应用，在国产汽车上装用膜片弹簧离合器的也日益增多。1.1周布弹簧离合器的优缺点分析周布弹簧离合器是采用若干个螺旋弹簧作为压紧弹簧，并将这些弹簧沿压盘圆周分布的离合器。周布弹簧离合器的压紧弹簧均采用圆柱螺旋弹簧，其特点是结构简单、制造容易，因此应用较为广泛。此结构中弹簧压力直接作用于压盘上，为了保证摩擦片上压力均匀，压紧弹簧的数目不应太少，要随摩擦片直径的增大而增多，而且应当是分离杠杆的倍数。在某些重型汽车上，由于发动机最大转矩较大，所需压紧弹簧数目较多，可将压紧弹簧布置在两个同心圆周上。压紧弹簧直接与压盘接触，易受热退火，且当发动机最大转速很高时，周布弹簧由于受离心力作用而向外弯曲，使弹簧压紧力下降，离合器传递转矩的能力随之降低。此外，弹簧靠到它的定位面上，造成接触部位严重磨损，甚至会出现弹簧断裂现象。1.2膜片弹簧离合器的优缺点分析膜片弹簧离合器是采用膜片弹簧作为压紧弹簧的。膜片弹簧离合器中的膜片弹簧是一种具有特殊结构的碟形弹簧，它主要由碟簧部分和分离指组成，因此膜片弹簧离合器与其它形式的离合器相比具有如下一系列优点：1)膜片弹簧离合器转矩容量大且较稳定 膜片弹簧具有较理想的非线性特性，弹簧压力在摩擦片允许磨损范围内基本不变，因而离合器工作中能保持传递的转矩大致不变；对于圆柱螺旋弹簧，其压力大大下降。膜片弹簧离合器分离时，膜片弹簧压力有所下降，从而降低了踏板力；对于圆柱螺旋弹簧，压力则大大增加。2)结构简单且紧凑 膜片弹簧在结构上是由靠近大端的碟形弹簧部分和靠近小端的分离指部分所组成。碟簧部分起压紧弹簧作用，取代了原有的螺旋弹簧。而分离指部分则起分离杠杆的作用，取代了原有的分离杠杆装置。这样就使离合器的结构简化，重量减轻；膜片弹簧形状扁平，它的直径虽较大，但与压盘形状相似并不多占用径向尺寸，而它的高度小使离合器的轴向尺寸紧凑，便于在有限的安装空间内进行布置，而且在变形小时压紧力较大，这些都适应于发动机功率不断提高的需要。3)高速时平衡性好 高速旋转时，周置螺旋弹簧在离心力作用下会产生横向挠曲，严重鼓出，因而降低了对压盘的原有压紧力和扭矩容量，而膜片弹簧是圆形，旋转对称零件，高速平衡性好，扭矩容易受高速的影响小。4)摩擦片的使用寿命长 膜片弹簧是以整个圆周与压盘接触，因此，从动盘摩擦片上压力分布均匀，接触良好，摩擦片磨损均匀,再加上散热通风性能好，从而提高了摩擦片的使用寿命，而且避免了由于周置螺旋弹簧仅集中加压在几个螺旋弹簧安装位置，使压盘上产生局部热点面发生的热裂现象。5)易于实现良好的通风散热, 散热通风性能好 在同样的离合器轴向尺寸时可采用较厚较重的压盘，以保证足够的热容量，并便于在压盘上设散热筋，离合器盖上开较大的通风孔，而且零件数目少，更有利于良好的散热通风，使压盘工作表面温度不超过正常的180200，以延长离合器的使用寿命。6)便于采用压盘的传动片驱动 当离合器分离时，由于传动片的弹性恢复力能使压盘轴向后移，使从动盘分离。这种压盘驱动机构中没有摩擦和磨损，也没有传动间隙，不会发生运动干涉和噪音，迟滞小，分离效率高。7)有利于大批量生产，降低制造成本 由于离合器中许多零件形状比较简单，大多可以用冲压件和标准件，因此有利于实现零部件的系列化，通用化与标准化，能保证质量，减少材料消耗，备料品种和加工费用，便于大量生产，以降低制造成本。但膜片弹簧离合器的膜片弹簧制造工艺较复杂，对材质和尺寸精度要求高，其非线性特性在生产中不易控制，开口处容易产生裂纹，端部容易磨损。近年来，由于材料性能的提高，制造工艺和设计方法的逐步完善，膜片弹簧的制造已日趋成熟。因此，膜片弹簧离合器不仅在轿车上被大量采用，而且在轻、中、重型货车以及客车上也被广泛采用。2BJ1021轻型卡车原有周布弹簧离合器的结构及工作原理BJ1021轻型卡车原有周布弹簧离合器为单片周布弹簧式离合器, 其组成为：主动部分：飞轮、离合器盖、压盘；从动部分：从动盘、离合器轴；压紧机构：弹簧压紧装置；操纵机构：踏板及传动装置。离合器的主动部分、从动部分和压紧机构安装在发动机后部的离合器壳内，而操纵机构的各个部分分别位于离合器壳内部、外部和驾驶室中。工作原理：图为BJ1021型汽车的单盘周布弹簧离合器的构造。发动机的飞轮2和压盘16是离合器的主动部分。离合器盖19和压盘之间是通过四组传动片33来传递转矩的。传动片用弹簧钢片制成，每组两片，其一端用铆钉32铆在离合器盖19上，另一端则用螺钉34与压盘连接，离合器盖用螺钉固定在发动机的飞轮上。因此压盘能随飞轮一起旋转。在离合器分离时，弹性的传动片产生弯曲变形（其两端沿离合器轴向作相对位移）。为使离合器分离时不至于破坏压盘的对中和离合器的平衡，四组传动片是相隔90度沿圆周切向均匀分布的。在飞轮2和压盘16之间装有一片带有扭转减振器的从动盘。从动盘由从动盘毂10和从动盘本体4组成。从动盘本体的两面各铆有摩擦片5。从动盘毂10的花键孔套在从动轴11前端的花键上，并可在花键上作轴向移动。16个沿圆周分布的螺旋弹簧31将压盘压向飞轮，并将从动盘夹紧在中间，使离合器处于接合状态。这样，在发动机工作时，发动机的转矩一部分由飞轮经与之接触的摩擦片直接传给从动盘本体；另一部分则由飞轮通过8个固定螺钉传到离合器盖，最后也通过摩擦片传从动盘本体。从动盘本体再将转矩通过从动盘毂的花键传给从动轴11，由此输入变速器。离合器须与曲轴飞轮组组装在一起进行动平衡校正。为了在拆下离合器后重新组装时保持动平衡，离合器盖与飞轮的相对角位置有定位销17定位。在压紧弹簧的作用下，离合器经常处于接合状态，只有在必要说暂时分离。位于离合器内部的分离操纵机构主要有分离杠杆，带分离轴承的分离套筒和分离叉。分离杠杆一般有3-6个，沿圆周均布，图所示的离合器有四个径向安装的，用薄钢板冲压制成的分离杠杆25，其中部以支承柱20孔中的浮动销22为支点，外端通过摆动支片21抵靠着压盘16的钩状凸起部。当在分离杠杆内端施加一个向前的水平推力时，杠杆将绕支点转动，其外端通过摆动支片推动压盘克服压紧弹簧的力而后移，从而撤除对从动盘的压紧力，于是摩擦作用消失，离合器不再传递任何转矩，即离合器转入了分离状态。 BJ1021 型汽车单盘离合器压盘是离合器的主动部分，在传递发动机转矩时，它和飞轮一起带动从动盘转动，所以它必须和飞轮连接在一起，但这种连接应允许压盘在离合器过程中能自由的作轴向移动，常用的连接方式在单盘离合器中常采用，离合器盖固定在飞轮上，在盖上开有长方形的窗口，压盘上有相应的凸台，凸台伸进窗口以传递转矩，目前，单盘离合器压盘传力方式大多数采用传动片式。3. 膜片弹簧离合器的结构及工作原理组成：由飞轮、从动盘、离合器盖、膜片弹簧和压盘总成、分离轴承和分离叉等组成。1) 压紧弹簧压紧弹簧是一个用薄弹簧钢板制成的碟形膜片弹簧，靠中心部分有18个径向切口，形成弹性分离指端。膜片弹簧两侧有钢丝支承圈通过9个间隔铆钉将它安装在离合器盖上，形成膜片弹簧的工作支点。2) 压盘传动片 压盘传动片是连接压盘与离合器盖的弹性钢带，其一端用铆钉铆接在离合器盖上，另一端用铆钉连同分离拉钩一起铆接在压盘上，且在压盘的外缘沿切向布置，其主要作用是将来自发动机飞轮的扭矩经过离合器盖传递到离合器压盘上，使飞轮、离合器盖和压盘构成一个整体。保证离合器盖、压盘与飞轮同步旋转，发动机的动力依次经过飞轮、离合器盖、传动片、压盘传递给夹在压盘与飞轮之间的从动盘。再由从动盘花键毂传给变速器输入轴将动力传给变速器。3) 从动盘：由两片摩擦衬片、从动盘本体及与之铆接的波浪形弹簧片和扭转减振器组成。 从动盘本体用薄钢板制成，其外缘铆有8组16片波浪弹簧片，两摩擦衬片分别铆接在波浪形弹簧片的波峰和波谷上，以增加从动盘的轴向弹性，使离合器接合更加平稳柔和扭转减振器的结构：从动盘本体与花键毂是通过两组扭转减振器弹簧弹性地连接在一起的，盘毂夹在从动盘本体与减振器之间，两侧同时还夹有二个环状摩擦垫圈，用以衰减振动能量。 在盘毂、从动盘本体和减振器盘上都有4个沿圆周方向均布的窗口，在该窗口中装有两组减振弹簧，止动销将从动盘本体与减振器铆接成一体，而止动销与盘毂的销孔之间有一定间隙，允许盘毂相对从动盘本体与减振盘转动。工作原理：如图所示