货车离合器设计说明书Word格式.docx
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离合器盖通过螺栓固定在飞轮上，离合器盖的动力通过传动片传给压盘。
从动部分是从动盘和与之通过花键连接的从动轴（变速器第一轴），从动
盘位于压盘和飞轮之间。
压紧弹簧装在离合器盖内，周向分布，对亚盘
产生压紧力。
分离杠杆的指点在离合器盖上，一端作用于压盘，另一端
被分离轴承作用。
当从动盘被压盘和飞轮加紧形成一个整体时。
发动机
的动力通过飞轮以及离合器盖、压盘传递给从动盘，由从动轴输出，这
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就是离合器的结；
若要切断发动机的动力输出，只需将压盘离开从动盘，
使从动盘处于自由状态，这就是离合器的分离。
3、货车离合器的选用
离合器按照从动盘数目不用，压紧弹簧布置形式不同，压紧弹簧机
构形式不同，分离时作用力方向不同可以分为如图2所示：
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本文参照CA1040系列轻型载货汽车离合器进行离合器的设计，
CAl040系列轻型载货汽车的离合器都是相同的，为膜片弹簧式，带扭转
减速器，型号为D.S.T240。
主要由发动机飞轮、从动盘总成及离合器盖
总成组成。
其中离合器盖总成由膜片弹簧4、压盘6及盖2构成。
从动
盘架在飞轮3与压盘之间。
膜片弹簧的中心部分开有15个径向切槽，形
成弹性杠杆。
其余未切槽的截锥部分起弹簧作用。
离合器盖由6个螺栓
1和3个圆柱销7固定在飞轮上。
离合器盖与压盘之间由3个传动片连
接，兼起回位和传递转矩的作用。
从动盘通过花键与变速器第一轴连接。
发动机的动力从飞轮传给离合器盖，再由固定其中的传动片传给压盘。
三者在膜片弹簧的作用下使得两摩擦面产生摩擦力矩，从而将力矩传给
从动盘继而传向变速器第一轴。
当踩下离合器踏板时，使得装在分离轴承座上的分离轴承被推向前
方，消除了1.5-2mm的间隙（相当于踏板20-27mm的自由行程）后，压在
膜片弹簧的分离指端，在弹簧杠杆的作用下，膜片弹簧大端向后移动。
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此时，压盘在传动片的弹力作用下也随之向后移动，使压盘和飞轮与从
动盘之间的压力消失，从而实现了离合器的分离。
3.5、从动盘选择
3.1.3单片离合器
只有一个从动盘，前后两片都装有摩擦片，形成两个摩擦片。
单盘
离合器可满足轿车和轻型货车传递发动机最大转矩的要求。
单片离合器
结构简单，轴向尺寸紧凑，散热良好，维修调整方便，从动部分转动惯
量小，在使用时能保证分离彻底，采用轴向有弹性的从动盘可保证结合
平顺。
3.1.4双片离合器
有两个从动盘，形成4个摩擦面。
对中、重型货车而言，要求离合
器传递大的转矩，较为有效的举措是增加摩擦面的数目。
双片离合器与
单片离合器相比，由于摩擦面数增加一倍，因而传递转矩的能力较大；
结合更为平顺、柔和；
在传递相同转矩的情况下，径向尺寸较小，踏板
力较小；
中间压盘通风散热性差，容易引起摩擦片过热，加快其磨损甚
至烧坏；
分离行程较大，不易分离彻底。
小结：
本文是参照CA1040轻型货车设计的离合器，根据轻型货车传
递的发动机转矩较小的条件，所以选用单盘离合器。
3.6、压紧弹簧和布置形式的设计
3.2.1周置弹簧离合器
周置弹簧离合器采用圆柱螺旋弹簧，并均匀分布在一个或同心的两
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个圆周上，其特点是结构简单、制造容易，过去广泛运用于分类汽车。
此结构的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
紧弹簧的数目要随着摩擦片直径的增大而增多，而且应当是分离杠杆的
倍数。
3.7中央弹簧离合器
中央弹簧离合器采用一至两个圆柱螺旋弹簧或用一个圆锥弹簧作为
压紧弹簧，并且布置在离合器的中心。
这种结构较复杂，轴向尺寸较大，
多运用于发动机最大转矩大于400~500N.m的商用车上，以减轻其操纵
力。
3.8斜置弹簧离合器
斜置弹簧离合器的弹簧压力斜向作用在传动盘上，并通过压杆作用
在亚盘上。
这种结构的显著优点是在摩擦片磨损或分离离合器时，压盘
所受的压紧力几乎保持不变。
与上述两种离合器相比，它具有工作性能
稳定、踏板力较小的突出优点。
此结构在最大总质量大于14t的商用车
上已采用。
3.9膜片弹簧离合器
膜片弹簧离合器是一种由弹簧钢制成的具有特殊结构的蝶形弹簧，
主要由碟簧部分和分离指部分组成。
膜片弹簧离合器与其他形式的离合器相比，具有一系列优点：
①膜
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片弹簧具有较理想的非线性弹性特性，弹簧压力在摩擦片的允许范围内
基本保持不变，因而离合器工作中能保持传递的转矩大致不变；
相对圆
柱螺旋弹簧，其压力大大下降，离合器分离时，弹簧压力有所下降，从
而降低了踏板力。
对于圆柱螺旋弹簧，其压力则大大增加。
②膜片弹簧
兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构简单、紧凑，轴向尺寸小，零件
数目少，质量小。
③高速选转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定；
而圆柱螺旋弹簧压紧力则明显下降。
④膜片弹簧以整个圆周与圆盘接触，
使压力均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀。
⑤易于是吸纳良好的通风散
热，使用寿命长。
⑥膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好。
但膜片弹簧的制造工艺较复杂，制造成本较高，对材质和尺寸精度
要求较高，其非线性弹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
乘用车上被大量采用，而且在各种形式的商用车上也被广泛采用。
综合压紧弹簧及布置形式的特点，参照CA1040，本文货车离
合器采用膜片弹簧离合器，可以满足货车的换挡、平稳起步、以及停车
等动力的分离和结合。
3.3膜片弹簧的支承形式
推式膜片弹簧支承结构按支承数目的不同分为三种。
双支承环形式，
用台肩式铆钉将膜片弹簧、两个支承环与离合器盖定位铆合在一起，结
构简单：
在铆钉上装硬化衬套和刚性挡环，提高了耐磨性，延长了使用
寿命，但结构较复杂；
取消铆钉，在离合器盖内边缘上伸出许多舌片，
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将膜片弹簧、两个支承环与离合器盖弯合在一起，是结构紧凑、简化，
耐久性良好，运用日益广泛。
3.10压盘驱动方式
压盘的驱动方式主要有凸块——窗孔式、传力销式、键块式和弹性
传动片式等多种。
前三种的共同缺点是在连接件之间都有间隙，在传动
中将产生冲击和噪声，而且在零件相对滑动中摩擦和磨损，降低了离合
器的传动效率。
弹性传动片式是今年来广泛采用的驱动方式，沿圆周切
向布置的三组或四组薄弹簧钢带传动片两端分别与离合器和压盘以铆钉
或螺栓联结，传动片弹性允许其作轴向移动。
当发动机驱动时，传动片
受拉，当拖动发动机时，传动片受压。
弹性传动片驱动方式的结构简单，
压盘与飞轮对中性能好，使用平衡性好，工作可靠，寿命长。
但反向承
载能力差，汽车反拖时易折断传动片，故对材料要求较高，一般采用高
碳钢。
前言小结：
解放牌CA1040属于轻型载货汽车，结合离合器中从动
盘的选择、压紧弹簧和布置形式的选择、膜片弹簧的支承形式的选择、
压盘的驱动形式的选择以及实际运用中驾驶员操纵方便，便于维修，离
合器工作可靠等方面，本文货车离合器选用膜片弹簧式带扭转弹簧减震
器的离合器。
离合器主要参数的选择
表一：
解放CA1040离合器参数
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名称参数名称参数
发动机驱动形式4×
2发动机最大功率75kw
汽车最大载质量2000kg发动机最大转速4500r/min
汽车质量4325kg发动机最大扭矩196N.m
机械式干式单片发动机位置前置离合器形式
膜片（压式）
液压人力操
操纵形式
纵
摩擦片最大外径D=225mm
踏板行程80~150mm06.17,ig5.913,
i
1
汽车最大车速110km/h
g2.659,i1.775,i
2g3g4
3.11
1、摩擦片的计算
为了保证离合器在任何工况下都能可靠地传递发动机的最大转矩，
设计时TC应大于发动机转矩，即
TcβT
emax
....................
（1）
式中，
T
emax
为发动机最大转矩；
β为离合器的后备系数，定义为离合器所能传递的最大静摩擦力矩
与发动机最大转矩之比，必须大于1。
β
发动机的最大扭矩可由式：
apen
max9549.........................
（2）
emax
p
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式中：
max75Kw,n4500r/min。
ea在1.1~1.3之间，去a1.16，则
Temax196N
.
m
后备系数β是离合器的重要参数，反映离合器传递发动机最大转矩
的可靠程度。
在选择时，应考虑摩擦片在使用中磨损后离合器仍能可靠
地传递发动机最大转矩、阻止离合器滑磨时间过长、防止传东西过载以
及操纵轻便等因素。
通常轿车和轻型货车1.2~1.75。
结合设计实际情
况1.5。
则有可有表二查的1.5。
表二：
离合器后备系数的取值范围
车型后备系数
乘用车及最大质量小于6t的商用车1.20~1.75
最大总质量为6~14t的商用车1.50~2.25
挂车1.80~4.00
摩擦片的外径可有式：
D.................（3）
KDT
K为直径系数，取值见表三，去KD16得D221.11mm。
D
表三：
直径系数取值范围
车型直径系数
K
乘用车14.6
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3.12~18.（5单片离合器）最大总质量为1.8~14.0t的商用车
3.1.5~15.（0双片离合器）
最大质量大于14.0t的商用车22.5~24.0
摩擦片的尺寸已系列化和标准化，标准如下表（部分）：
表四：
离合器摩擦片尺寸系列和参数
外径D\mm160180200225250280300325
内径径D\mm110125140150155165175190
厚度\mm3.23.53.53.53.53.53.53.5
1c0.6870.6940.7000.6670.6200.5890.5830.585
3
'
0.6760.6670.6570.7030.7620.5830.8020.800cd/D
单面面积
2
cm1061321602213020.802466546
摩擦片的摩擦因数f取决于摩擦片所用的材料及其工作温度、单位
压力和滑磨速度等因素。
摩擦面数Z为离合器从动盘数的两倍，决定于
离合器所传递转矩的大小及其结构尺寸。
离合器间隙t是指离合器处于
正常结合状态、分离套筒被回位弹簧拉到后极限位置时，为保证摩擦片
正常磨损过程中离合器仍能完全结合，在分离轴承和分离杠杆内段之间
留有的间隙。
该间隙t一般为3~4mm。
取t4mm。
表五：
摩擦材料的摩擦因数f的取值范围
摩擦材料摩擦因数f
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模压0.20~0.25
石棉基材料
编织0.25~0.35
铜基0.25~0.35粉末冶金材料
铁基0.35~0.50
金属陶瓷材料0.4
离合器依靠住从动部分的摩擦将发动机的转矩传递给变速器。
离合
器的静摩擦力矩
T为
c
TfFZR................（4）
cc
f为摩擦面间的静摩擦因数，计算时一般取0.25~0.30；
F为压盘施加在摩擦面上的工作压力；
R为摩擦片的平均摩擦半径；
Z为摩擦面数，单片离合器的Z2，双片离合器的Z4。
设p0为摩擦面承受的单位压力，且压力分布均匀，则单位摩擦面积
ds（图3）上产生的单元摩擦力矩为
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dsR
dφ
r
dρρ
图3摩擦片单元摩擦面积
dTfP0dd.................（5）
整个摩擦面上产生的摩擦力矩为
R233
Rr
TfPdd2fp
00
r0
.....................（6）
R为摩擦片外半径；
r为摩擦片内半径。
摩擦面承受的单位压力p0为
4FF
02222
（）（）
DdRr....................（7）
D为摩擦片外径，D2R；
d为摩擦片内径，d2r。
求的：
p0.23mpa
0。
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表六：
摩擦片单位压力p0的取值范围
摩擦材料单位压力p/MPa
模压0.15~0.25石棉基材料
铜基
粉末冶金材料
铁基
0.35~0.50
金属陶瓷材料0.7~1.50
2、离合器基本参数优化
3.1.6、摩擦片外径D（mm）的选取应使最大圆周速度
v不超过
65~70m/s，即
vDemaxD1065~70m/s...................（8）
n60
v为摩擦片最大圆周速度（m/s）；
n为发动机最高转速（r/min）。
3.1.7摩擦片的内、外径比c应在0.53~0.70范围内，即
3.2.2c0.70
3.1.8、为了保证离合器可靠地传递发动机的转矩，并防止传动系过载，
不同车型的值应在一定范围内，最大范围为1.2~4.0，即
1.24.0
3.1.9、为了保证扭转减震器的安装，摩擦片内径d必须大于减震器弹
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簧位置直径2R0约50mm，即
d2R050mm
3.13、为反映离合器传递的转矩并保护过载的能力，单位摩擦面积传
递的转矩应小于其许用值，即
4T
Tc[T].....................（9）
0c0
22
Z（Dd）
T为单位摩擦面积传递的转矩（
c0
N）；
.m/mm2
.m/mm2
[T]为其允许值（
c0
N），按表七选取.m/mm2
表七：
单位摩擦面积传递转矩的许用值
离合器规格D/mm210210~250250~325325
2[
T0]/100.280.300.350.40
3.14、降低离合器滑磨时的热负荷，防止摩擦片损伤，对于不同车型，
单位压力p0根据所用的摩擦材料在一定范围内选取，
p的最大范围为
3.1.10，即
~1.50MPa
3.2.3Pap01.50MPa
3.15、为了减少汽车起步过程中离合器的摩擦，防止摩擦片表面温度
过高而发生烧伤，离合器每一次结合的单元摩擦面积滑磨功应小于其许
用值，即
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4W
w2w.....................（10）
[]2
Z（Dd）
w为单位摩擦面积滑磨功（
J/mm）；
[w为其许用值（
]
J），对乘用车：
/mm
[w]0.40J/mm，对于最大总质量
小于6.0t的商用车：
[wJmm，对于最大总质量大于6.0t的商用车：
]0.33/
[wJmm；
]0.25/
W为汽车起步时离合器结合一次所产生的总滑磨功（J），可根据下
式计算
22
nmr
ear
W（）.....................（11）
1800ii
0g
m为汽车总质量（kg）；
a
r为轮胎滚动半径（m）；
i为
升级会员 