汽车离合器的一种优化设计研究

1、汽车离合器的一种优化设计研究 摘 要 汽车离合器是传动系统的关键部件，在汽车起步或车速很低时，离合器如果结合不平顺，结合较快的情况下，汽车很容易出现熄火的现象。离合器的操作要经过很长时间的训练，才能保证汽车运行不熄火，本文提出一种优化设计方案，可以在起步和低车速情况下，迅速释放离合器踏板，保证汽车不会熄火。 关键词 离合器；汽车熄火；结合平顺；缓冲装置 中图分类号：th12 文献标识码：a 文章编号：1671-7597（2013）13-0144-02 随着汽车工业技术的迅猛发展，汽车保有量逐年增加。离合器在汽车起步时起着关键的作用，如果在汽车起步或车速很低的情况下，离合器如果结合不平顺，结合较

2、快的情况下，汽车很容易出现熄火的现象，尤其在半坡起步路段更为麻烦。每位驾驶人员都要在教练的指导下进行较长时间的训练学习，才能掌握离合器的使用技巧。如果有一种离合器在操作者释放离合器踏板的瞬间，能够适应慢速平顺结合的要求，就可以很大程度上减轻驾驶人员的工作强度，不需要长时间的专业训练就能实现轻松驾驶。 1 离合器的工作原理 离合器属于汽车底盘传动系统中重要的部件，现在汽车上普遍使用的是膜片弹簧离合器，由于膜片弹簧可以是离合器结构简化，轴向尺寸小，在圆周上的压紧力分布均匀，高速旋转时离心力对离合器的影响小等优点，所以膜片弹簧离合器较为普遍。但在汽车起步或车速较低时，快速释放离合器踏板，膜片弹簧的结

3、构也不可避免出现熄火的现象。 离合器的基本功能是保证汽车平稳起步，换挡平顺，防止传动系过载等作用。基本的工作原理是：从发动机曲轴出来的扭矩传至离合器，发动机的飞轮端面和离合器的从动盘实现结合或分离，从动盘和离合器的输出端连接，从动盘转动，将扭矩传至变速器的输入轴。压盘由离合器踏板驱动，在汽车行驶状态下，压盘在弹簧的作用下将离合器从动盘压向飞轮端面，实现动力的结合，要切断动力传递时，在离合器踏板的驱动下，离合器分离，动力被切断。 2 汽车起步或低速时快速释放离合器汽车熄火的原因分析 汽车离合器是安装在发动机和变速箱之间，将发动机的动力传给变速箱的输入轴，驾驶员通过变档杆移动中间齿轮使主动齿轮输出

4、的扭转力通过中间齿轮传递给输出齿轮，输出齿轮将力传递给差速器，再通过半轴传递给驱动车轮，实现热能向机械能的转变。那为什么在快速释放离合器踏板的情况下汽车会出现熄火的情况呢？熄火的本质是发动机的活塞停止往复直线运动，发动机失去的了转速，发动机的能量没有顺利的传给驱动车轮。熄火的原因是在汽车起步或车速很低的情况下，离合器在结合时，发动机的动力要通过离合器传给变速器，在离合器脱开或半脱开状态下，由于汽车具有保持静止或低速状态的惯性，发动机的动力要在瞬间克服这种惯性，汽车从静止到起步或加速，需要较大的转动力矩，这种力矩要慢慢加载，如果在短时间加载，发动机曲轴在瞬间会受到很大的阻力矩而使得曲轴在瞬间停止

5、旋转，活塞停止往复运动，最终导致发动机熄火。 2.1 离合器结构优化 在操作离合器时发动机熄火的原因是离合器在无车速和车速很低时结合太快造成的，其实这是离合器不人性化的设计，机构的设计应该以人性化设计为原则，方便人们的操作，简化操作过程，任何一种产品的设计都要遵循“以人为本”的设计理念，即从方便使用的角度出发，不应使操作复杂化，操作频繁出现错误，汽车离合器的设计也不例外，良好的离合器设计应该是在快速释放离合器踏板的情况下，离合器结合应该平顺，汽车不应该熄火。 要避免离合器在结合时不平顺，应该使离合器摩擦片在结合时刻有缓冲装置，这一缓冲装置的作用是，一方面应该能有效的避免结合时的顿挫，让离合器摩

6、擦片慢速结合，使发动机的旋转扭力矩能平顺的传递到驱动轮。另外一方面缓冲的时间段应该是离合器摩擦片刚刚结合到完全结合这小段时间，缓冲装置不应在未结合的其它时间段起作用，这样将降低离合器的操作效率。众所周知，离合器操作的步骤是先快后慢，先快就是要提高离合器的结合效率，后慢就是要减缓离合器摩擦片的结合速度，以达到平顺的目的。 2.2 离合器结构优化方案 2.3 离合器结构优化方案应注意的几点问题 离合器的缓冲行程应该设置在压盘刚好压紧摩擦片的时刻，也就是要传递扭矩的时刻，在离合器结合前的空行程中，缓冲装置不能起作用，以免降低离合器的操作效率。 缓冲弹簧的作用力应该远小于离合器压盘的回位弹簧，因为它们两的作用力刚好相反，如果缓冲弹簧的作用力较大，在压盘压紧摩擦片后，这一弹簧力仍然作用于压盘，造成摩擦片结合不紧，严重情况下会出现打滑的现象。所以缓冲弹簧的作用力要足够小，只起到缓冲的效果即可。 3 结束语 本文分析了传统的离合器的结构原理，将结构进一步优化，有效克服了在快速释放离合器踏板的时汽车的熄火现象，从结构原理的角度来看，确实改善了离合器结合的平顺性，但随之带来了负面的影响，在离合器结合后，这种弹簧作用力仍然存在，减少了摩擦片的压紧力，在以后的优化设计中，应更多考虑柔性的设计，如采用缓冲力可调