四川工业科技学院毕业设计开题报告姓名：童鑫指导教师：专业：车辆工程所属院（所）：交通学院2017年 10月 30日姓名童鑫专业车辆工程指导教师设计方向周置离合器毕业设计题目周置弹簧离合器论文类型理论研究应用研究用于生产其它一.选题依据和意义：1、本次选择课题为离合器设计，设计离合器意义重大，因为离合器作 为底盘传动系统中的重要部件，在以内燃机为动力的机械传动汽车中，无论 是AMT还是MT,离合器都作为一个独立的部件存在。它起着从发动机到传动 系中齿轮之间桥梁的作用，故它的重要性不可忽视，一个良好的离合器能够 提高汽车的寿命。2、离合器作为汽车的重要部件，它的功能不能忽视，离合器基本功用。 在汽车起步时，通过离合器主，从动件之间的滑磨，使转速逐渐接近， 以确保汽车起步平衡。 当变速器换挡时，通过离合器主从动部分的迅速分离切断动力的传 递，以减轻齿轮与齿轮之间的冲击，保证换挡时工作平稳。 当传给离合器的转矩超过其所能传递的最大转矩时，其主，从动件之 间产生滑磨，防止传动系统过载，目前汽车上使用比较广泛的是弹簧压紧的 摩擦离合器，因此设计如此重要的汽车传动系统意义重大。3、随着汽车发动机转速和功率的不断提高、汽车电子技术高速发展， 人们对离合器的要求越来越高。离合器是将发动机的动力传递给驱动轮的关 键构建，它的功能的优劣直接影响到汽车的各大性能，比如舒适性、动力性、 安全性、经济性。二、国内外研究动态：国内外主要汽车离合器有摩擦式离合器、液力偶合器、电磁离合器 等几种。摩擦式离合器又分为湿式和干式两种。而比较先进的离合器为液力 偶合器、电磁离合器，具体如下介绍：(1) 摩擦式离合器：发动机飞轮是离合器的主动件，带有摩擦片的从 动盘和从动毂借滑动花键与从动轴(即变速器的主动轴)相连。压紧弹簧则 将从动盘压紧在飞轮端面上。发动机转矩即靠飞轮与从动盘接触面之间的摩 擦作用而传到从动盘上，再由此经过从动轴和传动系中一系列部件传给驱动 轮。压紧弹簧的压紧力越大，则离合器所能传递的转矩也越大。由于汽车在 行驶过程中，需经常保持动力传递，而中断传动只是暂时的需要，因此汽车 离合器的主动部分和从动部分是经常处于接合状态的。摩擦副采用弹簧压紧 装置即是为了适应这一要求。当希望离合器分离时，只要踩下离合器操纵机 构中的踏板，套在从动盘毂的环槽中的拨叉便推动从动盘克服压紧弹簧的压 力向松开的方向移动，而与飞轮分离，摩擦力消失，从而中断了动力的传递。 当需要重新恢复动力传递时，为使汽车速度和发动机转速变化比较平稳，应 该适当控制离合器踏板回升的速度，使从动盘在压紧弹簧压力作用下，向接 合的方向移动与飞轮恢复接触。二者接触面间的压力逐渐增加，相应的摩擦 力矩也逐渐增加。当飞轮和从动盘接合还不紧密，二者之间摩擦力矩比较小 时，二者可以不同步旋转，即离合器处于打滑状态。随着飞轮和从动盘接合 紧密程度的逐步增大，二者转速也渐趋相等。直到离合器完全接合而停止打 滑时，汽车速度方能与发动机转速成正比。摩擦离合器所能传出的最大转矩取决于摩擦面间的最大静摩擦 力矩，而后者又由摩擦面间最大压紧力和摩擦面尺寸及性质决定。故对于一 定结构的离合器来说，静摩擦力矩是一个定值，输入转矩一达到此值，离合 器就会打滑，因而限制了传动系所受转矩，防止超载，因此，对于离合器的 具体结构的要求就有这三点：首先是在保证传动发动机最大转矩的前提下，满足两个基本性能要求，即分离彻底和接合柔和其次，离合器从动部分的转动惯量要尽可能小。如果这个转动惯量大的 话，当换档时，虽然由于分离了离合器，使发动机与变速器之间联系脱开， 但离合器从动部分较大的惯性力矩仍然输入给变速器，其效果相当于分离不 彻底，就不能很好地起到减轻轮齿间冲击地作用此外，还要求离合器散热良好。因为在汽车行驶过程中，驾驶员操纵离 合器地次数是很多的，这就使离合器中由于摩擦面间频繁地相当滑磨而产生 大量地热。离合器接合愈柔和，产生地热量愈大，这些热量如不技术散出， 对离合地工作将产生严重地影响以上就是摩擦离合器的总体构造和工作原理了，而随着所用摩擦面的数 目（从动盘的数目）、压紧弹簧的形式及安装位置，以及操纵机构形式的不 同，其总体构造也有差异，因此摩擦离合器又可分为：单盘离合器：只有一片从动盘，其前后两面都装又摩擦片，因而具有两 个摩擦面。双盘离合器：即增加了一个从动盘。周布弹簧离合器：采用若干个螺旋弹簧作压紧弹簧，并沿摩擦盘圆周分 布。中央弹簧离合器：仅具有一个或两个较强力的螺旋弹簧并安置在中央膜片弹簧离合器：是以膜片弹簧作为压紧弹簧(2) 液力偶合器靠工作液(油液)传递转矩，外壳与泵轮连为一体，是主动 件；涡轮与泵轮相对，是从动件。当泵轮转速较低时，涡轮不能被带动，主 动件与从动件之间处于分离状态；随着泵轮转速的提高，涡轮被带动，主动 件与从动件之间处于接合状态。(3) 电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。如在主动与从 动件之间放置磁粉，则可以加强两者之间的接合力，这样的离合器称为磁粉 式电磁离合器。目前，与手动变速器相配合的绝大多数离合器为干式摩擦式离合器， 按其从动盘的数目，又分为单盘式、双盘式和多盘式等几种。湿式摩擦式离 合器一般为多盘式的，浸在油中以便于散热。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称为周布弹簧离合器（如 图所示）。采用膜片弹簧作为压紧弹簧的离合器称为膜片弹簧离合器。（4）自动离合器随着电子技术在汽车上应用，一种自动离合器系统也进入了 汽车领域。这种由控制单元（ECU）控制的离合器已经应用在一些轿车上， 使手动变速器换档的一个重要步骤一离合器的断开与接合能够自动地适时 完成，简化了驾驶员的操纵动作。离合器分有拉线和液压式两种，自动离合器也分为两种：机械电机式自动离 合器和液压式自动离合器。机械电机式自动离合器的ECU汇集油门踏板、发 动机转速传感器、车速传感器等信号，经处理后发送指令驱动伺服马达，通 过拉杆等机械形式驱使离合器动作；液压式自动离合器则是由ECU发送信号 驱动电动液压系统，通过液压操纵离合器动作。下文主要介绍液压式自动离液压式自动离合器在目前通用的膜片离合器的基础上增加了电子控制 单元（ECU ）和液压执行系统，将踏板操纵离合器油缸活塞改为由开关装置 控制电动油泵去操纵离合器油缸活塞。转速节气门水温轴转速档位油门I变速器控制单元（ECU）与发动机控制单元（ECU）是集成在一起的，根 据油门踏板、变速器档位、变速器输入/输出轴转速、发动机转速、节气门 开度等传感器反馈信息，计算出离合器最佳的接合时间与速度。自动离合器的执行机构由电动油泵、电磁阀和离合器油缸组成，当 ECU 发出指令驱动电动油泵，电动油泵产生的高压油液通过电磁阀输送到离合器 油缸。通过ECU控制电磁阀的电流量来控制油液流量和油液的通道变换， 实 现离合器油缸活塞的移动，从而完成汽车起动、换档时的离合器动作。液压式自动离合器工作原理图ECU 1指发动机ECU，ECU2指自动离合器 ECU具有自动离合器装置的汽车与自动变速器（AT）和无级变速器（CVT） 汽车相比，它在运行经济性方面有优势，因为它的变速器还是手动变速器， 因此耗油比较低，制造成本也低于AT和CVT。当然，汽车操纵的便利性也 会逊色于AT和CVT，毕竟它是装配手动变速器，仍然要手动换档。三.进度安排：1. 第4周到第6周主要任务是收集资料C1包括外文资料，通过学习和 翻译外文资料要达到对外文资料的理解并能够达到把握国内外的动态O 2写 开题报告要通过收集各种资料对设计方案的选择进行比较真正达到选型恰 当经济实惠的效果C3学习如何书写专利，通过学习如何写申请专利，了解如 何保护知识产权的方法。2. 第7周到第8周主要任务是对选型好的离合器进行各种零件的设计 计算和校核，通过这个过程要巩固以往的学习的专业知识包括理论力学， 材 料力学，机械设计及以内燃机学和汽车构造等相关的专业知识。3. 第9周到第10周主要任务是Au to CAD绘制离合器的装配图，在这 个过程中要熟悉如何用电脑绘制工程图并学习以往学过的画法几何和互换 技术的知识，达到绘制一个较好的离合器装配图。4. 第11周到第12周主要任务让导师检查第6周到第9周的错误，然 后认真改正从而达到选型和绘图完整正确的目的。5. 第12周到第13周主要任务是手工绘制离合器的重要零件图以提高 手工绘图的熟练性，从而熟悉一个零件图上应该有的东西，包括公差配合等 要求。6. 第14周到第15周写说明书并校核以往做的任务，达到任务正确， 做图完整，计算明确的目的。并让导师检查以往的任务包括外文翻译开题报 告、专利申请、装配图、零件图、说明书。四.文献综述：通过翻译英文文献，懂得了离合器的最新发展动态，例如离合器如何加 快散热，以确保延长离和器的使用寿命，从而达到正确的选择比较合适的离 合器，而这份英文文献正是说明湿式离合器如何加快散热，以及通过理论上 数学模型的建立达到了选择最佳的离合器。通过查阅大量的离合器设计资料懂得了如何正确选择离合器，通过对陈 家瑞和刘惟信出版的汽车构造和离合器的设计，明白了如何选择合 适的离合器，常见的摩擦离合器有周置弹簧离合器，中央弹簧离合器以及膜 片弹簧离合器，而周置弹簧离合器和中央弹簧离合器由于缺点比较多，所以 周置弹簧离合器和中央弹簧离合器已经逐步被淘汰了，而膜片弹簧离合器正 是由于有很多的优点越来越被市场看好，比如膜片弹簧离合器有以下诸多优 点膜片弹簧的轴的尺寸较小而径向尺寸很大，这有利于在提高离合器传递 扭矩能力的情况下，减小离合器的轴向尺寸C2膜片弹簧的分离指起分离杠杆 的作用。故不需专门的分离杠杆，使离合器结构大大简化，零件数目少，是 轻。由于膜片弹簧轴向尺寸小，所以可以适当增加压盘的厚度，提高势容 量；而且还可以在压盘上增设散势筋以及在离合器盖上开设较大的通风孔来 改盖散热条件。膜片弹簧离合器的主要部件形式简单，可以采用冲压加工， 大批量生产时可以降低生产成本，而对单片和双片离合器的比较我们更选择 双片膜片弹簧离合器，因为Q由于双片允许磨损的体积是单片的2倍数其使 用寿命要长C2由于有两个摩擦片平行工作，离合器接合能力从动息逐步压 紧，所以汽车起步平稳，变速器快速转换挡时，快速换挡时转矩值。也较小, 可以延长变速器的寿命。可以说经过这三周对文献的大量查阅，最终选择了 比较适合自己课题的离合器类型，这三周的过程对自己的帮助很大，使自己 获益浅。并且了解关于电控离合器的内容，（1）电控离合器起动时电子系统从 已经存储的发动机万有特性中得到最佳起动转速，把这个最佳传动转速输送 到离合器控制回路，驱动离合器液压（气压或机电）执行机构，将离合器柔和 地联结，如此实现稳定柔和地起动。不论在平路起动还是在坡路起动，驾驶 都象正常驾驶一样，仅仅是操纵油门踏板就足够了，既不必担心发动机熄火 又不必担心引起发动机的突然提速。（2 ）电控离合器 换档时一个安装在变 速器上的传感器感应到驾驶者想换档，于是通知电子控制系统给离合器一个 分开的指令。当传感器发出已经挂入新档的信号时，离合器即在规定的打滑 限度之内去自动结合。换档时驾驶员不再需要点一下油门，进一步提高驾驶 的舒适性，这是由于在换档时，节气门自动进入受电子控制离合器控制状态， 而在换档结束后又自动脱离电子控制离合器的控制缘故。（3 ）电控离合器 正常行驶时电子控制离合器为驾驶员提供的最重要的功能是控制打滑。电子 控制离合器能计算出发动机转速和变速器传动轴转速之间的差值，把液力 （气压或机电）驱动离合器的打滑控制在最小的程度，保证离合器总能传