某重型载货汽车离合器的改进设计
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指导教师：***
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摘 要：通过对已知车型所给的离合器参数进行分析和计算，找出离合器摩擦片烧伤的原因，是因为汽车在最大坡道起步时单位摩擦面积滑摩功小于其许用值。通过比较选择离合器的改进方案。对离合器摩擦片参数进行优化，增大离合器的摩擦面积，使汽车在最大坡道起步时单位摩擦面积滑摩功大于其许用值，从根本上解决了离合器烧伤的问题。扭转减振器采用12个减振弹簧，有效的起到了减振作用。压盘驱动方式采用传力片式，使制造变得简单。压紧弹簧采用膜片弹簧形式使汽车起步更加平稳。
关键词：载货汽车；摩擦片；离合器；膜片弹簧
汽车在运行过程中会遇到各种各样的行驶条件，如：道路坡度不同、道路交通状况不同、行驶阻力和附着力不同等等。某重型载货汽车在实际使用中经常出现离合器摩擦片的烧伤问题。经调查这个问题存在于很多重型汽车中，而且越来越引起人们的关注。因此，对重型汽车离合器摩擦片烧伤问题的研究非常重要。本文通过对某重型载货汽车离合器摩擦片的优化选择，确定了该车型离合器的主要参数。在此基础上对这种车型的离合器进行了改进设计。
1 已知车型数据
1.1 主要特点： （1）强大的动力系统
缸数： 6缸 排量： 5.9升 冷却方式：增压水冷 点火系统：1-5-3-6-2-4 额定功率：132kW 最大转据转速：2072r/min
（2）承载能力
1
国内最强的10吨级贯通式双后桥 先进的平衡悬挂系统 加强型钢板弹簧 10.00—20，16PR轮胎 280?80?(7+7)mm双纵梁车架
（3）舒适的驾乘环境
宽敞的驾驶室 良好的视野 优良的空调
可调节人体平衡的弹簧减振座椅
（4）先进的传动系统
380mm膜片弹簧离合器，气压伺服，液压操作； 85型6档带超速变速器。 最大转矩610Nm；
（5）绿色低污染
排放水平国内领先，达到欧洲Ⅱ号法规要求
1.2 技术参数
该重型载货汽车主要技术参数如表1，表中数据为该重型汽车的主要技术参数，这些数据是本次改进设计的主要依据。本次设计在此基础上进行改进，使汽车整体在具有原有车型良好性能的基础上离合器性能更加优越。
表1某重型载货汽车主要技术参数
项目
最大装载质量： 整备质量： 满载总质量：
前/中、后轴（空载）： 前/中、后轴（满载）： 总长：
技术参数 12000kg 7680kg 19680 kg 2950/4730 kg 4530/15150kg 11050mm
2
总宽： 总高：
车厢内部尺寸（长/宽/高）： 轮距： 轴距： 百公里油耗 最高车速 最小转弯半径
2470mm 2860mm
8600/2294/550mm （前/后）1940/1860mm 5350+1300mm 28升 88km/h 22m
2 离合器需要改进的原因
经分析离合器摩擦片烧伤可能是由于坡道起步时离合器的滑摩功[1]过大造成的，下面对滑摩功进行分析： 滑摩功：离合器摩擦片滑动摩擦所作的功（We）。
We?式中：
?t10Tc?we?dt??Tc?we?wn?dt （1）
t1t2Tc—离合器传递扭矩，Nm；
we—发动机及离合器压盘转动角速度，rad/s； wn—离合器从动盘转动角速度，rad/s；
t1—离合器主、从动摩擦片从开始接触直到Tc逐渐增大至能够克
服汽车行驶阻力矩这一过程所经历的时间，s；
t2—离合器从动摩擦片角速度从零开始转动起，直到Tc逐渐增大
与发动机转动角速度相等，这一过程所经历的时间，s。
按车辆动力学方程：
Tc?式中：
Marr[?f?i?g???a] （2） i0ign?tMa—汽车的总质量，kg； rr—汽车车轮半径，m；
i0—主减速器传动比；
3
ign—变速器传动比，n=1、2??6；
f—汽车滚动阻力系数； i—道路坡度；
?—旋转质量换算系数；
a—加速度，m/s2。
a?rrdwn （3）
i0igndt汽车在良好路面上起步时f和i都很小，可以忽略不计，这样克服道路阻力时间t1也可以为零，于是：
Ma?rr2 We?22i0ign?t?wes0Tc?we?wn?dwn （4）
从动片转速同步时，即转速为零时发动机转动角速度。 wes为离合器主、
假设起步过程中发动机转速we始终不变，即we=wes，则有：
Ma?rr2we2 We?22i0ign?t2考虑到起步过程中道路阻力系数对滑摩功的影响，引入修正系数
?，
??1
Magrr(f?i)1?i02ign2?TcMa?rr2we2We?22???
i0ign?t2式中：
?—离合器后备系数； ne—发动机转速，r/min。
因为we??ne30
Ma?rr21所以： We??22?1800i0ign?t1?Magrr(f?i)i02ign2?Tc?2ne2 （5）
由此可见滑摩功与道路阻力矩有关，道路阻力矩越大，产生的滑摩功
4
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