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第二章 桑塔纳2000型离合器的结构和特点

由上图可知,在摩擦片磨损达容许的极限位置Δλ’时，弹簧压缩变形量减小到 ，此时螺旋弹簧压紧力下降较大，将使离合器压紧力不足而产生滑磨； 膜片弹簧压紧力相差不多，离合器仍能继续工作。当离合器分离量Δλ’‘，膜片弹簧离合器所需作用力比螺旋弹簧离合器的作用力小的多，膜片弹簧离合器操作轻便。

离合器在接合状态，离合器的主、从动件作为整体一起旋转，直接传递发动机转矩。此状态下，离合器的主、从动件没有相对运动，摩擦副表面就没有磨损，也不发热，也没有能量损耗。但是，在汽车起步过程中需要利用离合器主、从动件间的相对滑动，也就是说，离合器在接合过程中让其从动件的转速增长有一过程，使汽车平稳起步。因此，离合器接合过程的滑磨是其重要特性。离合器滑磨结果，一方面使摩擦片磨损，另一方面会引起压盘、飞轮等零件的温度升高，而摩擦表面温度的过分升高，将加剧摩擦片的磨损，并将严重影响离合器的正常工作和使用寿命。为此，必须充分了解离合器在接合过程中滑磨的特性及评价和分析计算方法、压盘等零件的热负荷状况，以正确设计和使用离合器。

2.4桑塔纳2000型离合器的参数特性

摩擦片外径是离合器基本尺寸，它关系到离合器的结构重量和寿命，它和离合器所需传递转矩大小有一定关系。 D=100Temax108?100mm?151.58mm A47式中，

Temax为发动机最大转矩，取Tmax?108N?m；

A为不同结构和使用条件对D的影响系数，对于小轿车 取A=47。

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表2-1离合器摩擦片尺寸系列和参数

外径160 D/mm 内径110 d/mm 厚度3.2 b/mm c=d/D 0.687 0.694 0.700 0.667 0.620 0.589 0.583 0.585 0.557 0.540 0.543 0.535 1- c 0.676 0.667 0.657 0.703 0.762 0.796 0.802 0.800 0.827 0.843 0.840 0.847 单位106 面积 132 160 221 302 402 466 546 678 729 908 1037 3180 200 225 250 280 300 325 350 380 405 430 125 140 150 155 165 175 190 195 205 220 230 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 4 4 4 4 摩擦片标准系列尺寸，取D=200mm，d=140mm，b=3.5mm，c=0.700。

2.4.1后备系数β

后备系数保证了离合器能可靠地传递发动机扭矩，同时它有助于减少汽车起步时的滑磨，提高了离合器的使用寿命。但为了离合器的尺寸不致过大，减少传递系的过载，使操纵轻便等，后备系数又不宜过大。由于所设计的离合器为膜片弹簧离合器，在使用过程中其摩擦片的磨损工作压力几乎不会变小（开始时还有些增加），再加上小轿车的后备功率比较大，使用条件较好，宜取较小值，故初取β=1.3。

离合器传递的最大静摩擦力矩TC Tc=?Temax?1.3?108?140.4N.m

第二章 桑塔纳2000型离合器的结构和特点

2.4.2单位压力P0

摩擦面上的单位压力P的值和离合器本身的工作条件,摩擦片的直径大小,后备系数,摩擦片材料及质量等有关。

离合器使用频繁,工作条件比较恶劣单位压力P较小为好。当摩擦片的外径较大时也要适当降低摩擦片摩擦面上的单位压力P。因为在其它条件不变的情况下，由于摩擦片外径的增加，摩擦片外缘的线速度大，滑磨时发热厉害，再加上因整个零件较大，零件的温度梯度也大，零件受热不均匀，为了避免这些不利因素，单位压力P应随摩擦片外径的增加而降低。选取时应考虑离合器的工作条件、发动机后备功率的大小、摩擦片尺寸、材料及其质量和后备系数等因素。

Tc??12fp0ZD3(1?d3)D3?

p0?12?Tc3f?ZD3(1?dD3)?12?140.40.3???2?200(1?140332003)?0.23MPa

式中，f为摩擦因数取0.3；

p0为单位压力MP

aZ为摩擦面数取2；

D为摩擦片外径取200mm；

d为摩擦片内径取140mm；

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摩擦片材料选择石棉基材料，p0为单位压力0.25MPa，f为摩擦因数取0.3。 摩擦片的工作条件比较恶劣，为了保证它能长期稳定的工作，根据汽车的的使用条件，摩擦片的性能应满足以下几个方面的要求：

（1）应具有较稳定的摩擦系数，温度

（2）要有足够的耐磨性，尤其在高温时应耐磨

（3）要有足够的机械强度，尤其在高温时的机械强度应较好

（4）热稳定性要好，要求在高温时分离出的粘合剂较少，无味，不易烧焦 （5）磨合性能要好，不致刮伤飞轮及压盘等零件的表面 （6）油水对摩擦性能的影响应最小

（7）结合时应平顺而无“咬住”和“抖动”现象

由以上的要求,目前车用离合器上广泛采用石棉塑料摩擦片，是由耐热和化学稳定性能比较好的石棉和粘合剂及其它辅助材料混合热压而成，其摩擦系数大约在0.3左右,在该设计中选取的是石棉合成物制成的摩擦片。 2.4.3膜片弹簧的弹性特性曲线

假设膜片弹簧在承载过程中，其子午线刚性地绕上地某中性点转动。 设通过支承环和压盘加载膜片弹簧上地载荷P1(N)集中在支承点处，加载点间的相对轴向变形为x1(mm),则膜片弹簧的弹性特性如下式表示：

??Ehx1?ln(R/r)P1?f(x1)??2?6(1?b)?(R1?r1)2?R?rx1R?r?2? (H?x1)(H?)?h??R1?r12R1?r1??式中，E――弹性模量，钢材料取E=2.06×105Mpa； b――泊松比，钢材料取b=0.3；

R――自由状态下碟簧部分大端半径，mm； r――自由状态下碟簧部分小端半径，mm；