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汽车专业毕业论文
泉州理工职业学院
机械设计论文
『2013届』
题目离合器的类型与应用
姓名杨晨平
学号
专业班级10汽车电子
指导教师陈良波
2012年5月1日
毕业论文（设计）任务书
院校：
泉州理工学院专业：
汽车电子技术年级：
2010级
课题名称
离合器的类型与应用
毕业论文
起止时间
2012年5月～2012年6月
指导老师
陈良波
职称
讲师
学生姓名
杨晨平
学号
任务下达日期
2012-5-1
课题内容：
以汽车离合器为主题，对离合器的类型，功用及其维修等各方面研究。
课题任务的具体要求：
客观的，全方位的剖析介绍汽车离合器，能够确切的做到从理论联系到实践从而来完成课题。
拟定的工作进度（以天为单位）：
1---9号查找资料；
10---25号写论文初稿；
26---31号撰写论文。
主要参考资料：
《汽车设计》第四版，机械工业出版社，2012年1月——王望予；
《汽车原理与构造》第一版，中国劳动社会保障出版社，2010年8月——徐瑾；
《汽车构造》第五版，人民交通出版社，2010年12月——陈家瑞。
任务下达人（签字）：
日期：
年月日
任务接受人（签字）：
杨晨平
日期：
2012年5月1日
前言……………………………………………………………………………………
（1）
1.概述…………………………………………………………………………………
（1）
2.离合器的功用与组成………………………………………………………………
（2）
2.1功用……………………………………………………………………………
（2）
2.1.1保证汽车平稳起步……………………………………………………
（2）
2.1.2保证汽车传动系统平顺换档…………………………………………
（2）
2.1.3防止过载………………………………………………………………（3）
2.2组成……………………………………………………………………………（3）
3.离合器的类型………………………………………………………………………（4）
3.1从动盘数目分类………………………………………………………………（4）
3.1.1单片离合器……………………………………………………………（4）
3.1.2双片离合器……………………………………………………………（5）
3.1.3多片离合器……………………………………………………………（5）
3.2压紧弹簧结构形式分类………………………………………………………（6）
3.2.1螺旋弹簧离合器………………………………………………………（6）
3.2.2膜片弹簧离合器………………………………………………………（7）
结论…………………………………………………………………………………（10）
参考文献………………………………………………………………………………（11）
致谢……………………………………………………………………………………（12）
离合器的类型与应用
学院：
泉州理工学院专业班级：
10汽车电子技术姓名：
杨晨平
摘要：
本次论文以汽车离合器为研究对象；主要是探讨离合器的类型及功用，对以往所学的有关离合器知识进行一次系统化的回顾。
该篇论文将会以著作图书类为主要的参考文献，结合网络、刊物杂志、以及日常知识进行总结。
从中我们不仅得知离合器的种类繁多，而且它是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成，保证发动机与传动系柔顺地接合，确保汽车平稳起步。
汽车若没有离合器，发动机和传动系的刚行连接会使转速急剧降低。
而其所有的运动件将产生很大的惯性力矩，对传动系造成超过其承载能力的载荷，使其机件损坏，所以由此可见离合器在汽车转动装置中的重要性。
【关键词】：
离合器系统化惯性力矩转动装置
前言
本篇论文是根据任务要求，以及个人所接触的课题而进行选题研究。
主要目的是为了对以往离合器所学的知识加深和巩固。
而在这个快速发展的现代化社会，我们离不开汽车这个重要的代步工具。
众所周知，发动机是汽车的心脏，却忽略了离合器的重要性。
所以本论文将客观的，实事求是的，明确的对离合器类型、功用等方面展开全方位的探究。
确保论文具有先进性、系统性等“质量”。
离合器种类繁多，具有“两保一防”的作用。
接下来让我们具体的来学习离合器。
1.概述
离合器安装在发动机与变速器之间，是汽车传动系中直接与发动机相联系的总成件。
通常离合器与发动机曲轴的飞轮组安装在一起，是发动机与汽车传动系之间切断和传递动力的部件。
汽车从起步到正常行驶的整个过程中，驾驶员可根据需要操纵离合器，使发动机和传动系暂时分离或逐渐接合，以切断或传递发动机
向传动系输出的动力。
它的作用是使发动机与变速器之间能逐渐接合，从而保证汽车平稳起步；暂时切断发动机与变速器之间的联系，以便于换档和减少换档时的冲击；当汽车紧急制动时能起分离作用，防止变速器等传动系统过载，从而起到一定的保护作用。
离合器类似于开关，接合或断离动力传递作用，因此，任何形式的汽车都有离合装置，只是形式不同而已。
2.离合器的功用与组成
2.1功用
离合器是汽车传动系统中直接与发动机相连接的部件。
其具有“两保一防”的作用。
具体如下：
2.1.1保证汽车平稳起步
这是离合器的首要功能。
在汽车起步前，自然要先起动发动机。
而汽车起步时，汽车是从完全静止的状态逐步加速的。
如果传动系（它联系着整个汽车）与发动机刚性地联系，则变速器一挂上档，汽车将突然向前冲一下，但并不能起步。
这是因为汽车从静止到前冲时，产生很大惯性力，对发动机造成很大地阻力矩。
在这惯性阻力矩作用下，发动机在瞬时间转速急剧下降到最低稳定转速（一般300-500RPM）以下，发动机即熄火而不能工作，当然汽车也不能起步。
在传动系统中装设了离合器后，在发动机起动后，汽车起步之前，驾驶员先踩下离合器踏板，将离合器分离，使发动机和传动系脱开，再将变速器挂上档，然后逐渐松开离合器踏板，使离合器逐渐接合。
在接合过程中，发动机所受阻力矩逐渐增大，故应同时逐渐踩下加速踏板，即逐步增加对发动机的燃料供给量，使发动机的转速始终保持在最低稳定转速上，而不致熄火。
同时，由于离合器的接合紧密程度逐渐增大，发动机经传动系传给驱动车轮的转矩便逐渐增加，到牵引力足以克服起步阻力时，汽车即从静止开始运动并逐步加速。
因此保证了汽车能平稳起步。
2.1.2保证汽车传动系统平顺换档
在汽车行驶过程中，为适应不断变化的行驶条件，传动系经常要更换不同档位工作。
实现齿轮式变速器的换档，一般是拨动齿轮或其他挂档机构，使原用档位的某一齿轮副推出传动，再使另一档位的齿轮副进入工作。
在换档前必须踩下离合器踏板，中断动力传动，便于使原档位的啮合副脱开，同时使新档位啮合副的啮合部位的速度逐步趋向同
步，这样进入啮合时的冲击可以大大的减小，实现平顺的换档。
2.1.3防止过载
当汽车进行紧急制动时，若没有离合器，则发动机将因和传动系刚性连接而急剧降低转速，因而其中所有运动件将产生很大的惯性力矩（其数值可能大大超过发动机正常工作时所发出的最大扭距），对传动系造成超过其承载能力的载荷，而使机件损坏。
有了离合器，便可以依靠离合器主动部分和从动部分之间可能产生的相对运动以消除这一危险。
因此，离合器的这一功用是限制传动系所承受的最大扭距，防止传动系统过载。
2.2组成
目前，汽车上普遍使用的是一种利用摩擦来传递动力的摩擦片式离合器，它主要包括主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构等四部分，其组成如下：
3.离合器的类型
现代汽车离合器种类繁多，可按从动盘数目不同、压紧弹簧布置形式不同、压紧弹簧结构形式不同和分离时作用力方向不同分类如下：
3.1从动盘数目分类
3.1.1单片离合器
单盘离合器具有一个从动盘，其前后两面都装有摩擦衬片，因为它有两个摩擦面。
对于轿车和轻型货车而言，因发动机最大转矩数值一般不太大，可足以满足传递最大转矩的要求。
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。
如下图所示：
3.1.2双片离合器
对于中、重型汽车而言，要求离合器所传递的最大转矩更大。
这样势必要采取一些措施来提高所传递最大转矩的能力。
若欲增大离合器所能传递的最大转矩，可选用摩擦因数较大的摩擦衬片材料，或适当加强压紧弹簧的压紧力，或加大摩擦面的尺寸。
但是，采用这几种结构措施，可能仍满足不了要求。
因为摩擦因数的提高受到摩擦衬片材料的限制；摩擦面尺寸的增加又为发动机飞轮（离合器主动件之一）尺寸所限制；过分加大弹簧的压紧力，在采用螺旋弹簧的条件下，又将使操纵费力。
在这种情况下，最有效的措施是增加摩擦面的数目，如增加一个从动盘，即采用具有两个从动盘的离合器，可使离合器所能传递的最大转矩增大一倍。
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，容易引起摩擦衬片过热，加快其磨损甚至烧坏；分离行程较大，不易分离彻底，所以设计时在结构上必须采取相应的措施；轴向尺寸较大，结构复杂；从动部分的转动惯量较大。
这种结构一般在传递转矩较大且径向尺寸受到限制的场合。
3.1.3多片离合器
多片离合器多为湿式，具有结合更加平顺、柔和，摩擦表面温度较低，磨损较小，使用寿命长等优点。
但分离行程大，分离不彻底，轴向尺寸和从动部分惯量大，主要应用于最大总质量大于14t的商用车的行星齿轮变速器换挡机构中。
3.2压紧弹簧结构形式分类
摩擦离合器按其压紧弹簧的结构形式可分为螺旋弹簧离合器和膜片弹簧离合器。
3.2.1螺旋弹簧离合器
目前；膜片离合器的优势来看，它有取代螺旋弹簧的趋势。
但是，由于螺旋弹簧离合器结构已经成熟完善，当前在国内仍有部分载货汽车在使用或与膜片弹簧离合器并存在使用。
螺旋弹簧离合器按弹簧在压盘上的布置形式可分为：
周布弹簧离合器、中央弹簧离合器、斜置弹簧离合器。
本款对螺旋弹簧离合器的简单介绍。
1.周布弹簧离合器
周布弹簧离合器的压紧弹簧均采用圆柱螺旋弹簧，并均匀地布置在一个或同心的两个圆周上，其特点是结构简单、制造容易，过去广泛应用于各类汽车上。
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摩擦片直径的增大而增多，而且应当是分离杠杆的倍数。
因压紧弹簧直接与压盘接触，易受热回火失效。
当发动机最大转速很高时，周布弹簧由于受离心力作用而向外弯曲，使弹簧压紧力显著下降，离合器传递转矩的能力也随之降低。
此外，弹簧靠在其定位座上，造成接触部位严重磨损，甚至会出现弹簧断裂现象。
如右图所示：
2.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。
由于可选较大的杠杆比，因此可得到足够的压紧力，且有利于减小踏板力，使操纵轻便；压紧弹簧不与压盘直接接触，不会使弹簧受热回火失效；通过调整垫片或螺纹容易实现压盘对压紧力的调整。
这种结构复杂，轴向尺寸较大，多用于发动机最大转矩大于400～500Nm的商用车上，以减轻其操纵力。
3.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力盘上，并通过压杆作用在压盘上。
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。
与周布弹簧离合器和中央弹簧离合器相比，斜置弹簧离合器具有工作性能稳定、踏板力较小的突出优点。
此结构在最大总质量大于14t的商用车已有采用。
3.2.2膜片弹簧离合器
膜片弹簧是一种由弹簧钢制成的具有特殊结构的碟形弹簧，主要由碟弹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：
膜片弹簧具有较理想的非线性弹性特性，弹簧压力在摩擦衬片的允许磨损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。
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。
高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定；而圆柱螺旋弹簧压紧力明显下降。
膜片弹簧以整个圆周与压盘接触，使压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀。
易于实现良好的通风散热，使用寿命长。
膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好。
但膜片弹簧离合器的制造工艺较复杂，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。
膜片弹簧离合器按作用力方向分类可分为推式膜片弹簧离合器和拉式弹簧离合器。
一、推式膜片弹簧离合器
推式膜片弹簧支承结构按支承环数目不同分为三种。
1.双支承环形式
其形式又根据其结构的不同分为三类。
图a用台肩式柳钉将膜片弹簧、两个支承环与离合器盖定位柳合在一起，结构简单；图b在柳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；图c取消了柳钉，在离合器盖内边缘上伸出许多舌片，将膜片弹簧、两个支承环与离合器盖弯合在一起，使结构紧凑、简化，耐看
性良好，应用日益广泛。
2.单支承环形式
它是一种在冲压离合器盖上冲出一个环形凸台来代替后支承环（如图a），使结构简化，或在柳钉前侧以弹性挡环代替前支承环（如图b），以消除膜片弹簧与支承环之间的轴向间隙。
3.无支承环形式
这种形式离合器是利用斜头柳钉的头部与冲压离合器盖上冲出的环形凸台将膜片弹簧柳合在一起而取消前、后支承环（如图a），或在柳钉前侧以弹性挡环代替前支承环，离合器盖上的环形凸台代替后支承环（如图b），使结构更简化或取消柳钉，离合器盖内边缘处伸出的许多舌片将膜片弹簧与弹性挡环和离合器盖上的环形凸台弯合在一起（如图c），结构最为简单。
二、拉式膜片弹簧离合器
拉式膜片弹簧离合器（如右图所示）中的膜片弹簧安装方向，与传统的的推式结构相反，并将支承点移到了膜片弹簧的大端附近。
结合时，膜片弹簧的大端支承在离合器盖上，以中部压紧在压盘上，将分离轴承向外拉离飞轮实现离合器的分离。
与推式相比，拉式膜片弹簧离合器具有许多优点：
取消了中间支承各零件，并不用支承环或只用一个支承环，使其结构更加简单、紧凑，零件数目更少，质量更小；拉式膜片弹簧是以中部与压盘相压，在同样压盘尺寸的条件下可采用直径较大的膜片弹簧，提高了压紧力与传递转矩的能力，且并不增大踏板力，在传递相同的转矩时，可采用尺寸较小的结构；在接合或分离状态下，离合器盖的变形量小，刚度大，分离效率更高；拉式的杠杆比大于推式的杠杆比，且中间支承少，减少了摩擦损失，传动效率较高，踏板操纵更轻便，拉式的踏板力比推式的一般可减少约25%～30%；无论在接合状态或分离状态，拉式结构的膜片弹簧大端与离合器盖支承始终保持接触，在支承环磨损后不会形成间隙而增大踏板自由行程，不会产生冲击和噪声；使用寿命更长。
但是，拉式膜片弹簧的分离指是与分离轴承套筒总成嵌装在一起的，需采用专门的分离轴承，结构较复杂，安装拆卸较困难。
由于拉式膜片弹簧离合器综合性能优越，目前在各种汽车中的应用日趋广泛。
拉式膜片弹簧离合器按其支承结构形式不同可分为两种；一种是无支承环形式（如图a），将膜片弹簧的大端直接支承在离合器盖冲出的环形凸台上。
另一种为单支承环形式（如图b），将膜片弹簧大端支承在离合器盖中的支承环上。
结论
毕业论文是本科目学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次完整的系统性的对离合器功用和类型进行分析，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志力，及耐力也都得到了不同程度的提升。
这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。
虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐但我的收获却更加丰富。
各种类型的离合器的选用，功用，及其优缺点。
我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用。
和老师的沟通交流更使我认识到以往自己的知识是那么的浅薄也对自己提出了新的要求，举个简单的摩擦盘选择例子：
一辆动力较大的车需要安装一个双盘或多盘的离合器，结果安了单盘。
这有可能导致新的离合器报废，严重的可能造成汽车其他零件损坏。
这些本是我工作后才会意识到的问题，但通过这次让我提前了解了这些知识，这是很珍贵的。
提高是有限的但提高也是全面的，正是这一次设计让我积累了更多离合器的知识，使我的头脑对离合器有一个全面化、系统化的了解，这会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。
顺利如期的完成论文给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心，但同时让我懂得我国的离合器在与别的国家相比较时还是落后太多太多。
人家汽车都普遍的使用膜片离合器，我们才刚刚完善弹簧离合器。
这无疑是对我国汽车行业的一个讽刺。
今后我会更加关注新技术新设备新工艺的出现，并争取尽快的掌握这些先进的知识。
为国家汽车行业尽一份力。
参考文献
[1]王望予主编.汽车设计第4版.北京：
机械工业出版社，2012
[2]徐瑾主编.汽车原理与构造第1版.北京：
中国劳动社会保障出版社，2002
[3]陈家瑞主编.汽车构造第5版.北京：
人民交通出版社，2005
[4]舒华主编.汽车故障诊断方法与维修技术第2版.北京：
北京理工大学出版社，2008
[5]张爽拆装离合器总成
[6]重型载货汽车双盘式摩擦离合器设计
致谢
经历了一个月，终于突破了重重阻碍完成了这篇论文。
与其说这是一篇用一月时间写的论文，我觉两年来的更贴切。
因为它是对于我这大学两年来的学习的一次考验和检测；它也将是我大学生涯的一个句号。
在此我向帮助和指导过我的老师表示最忠心的感谢！
特别是本篇论文的指导老师——陈良波老师。
还有黄正林老师、林宗英老师。
谢谢你们！
同时，感谢这篇论文所涉及到的各位学者。
本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。
由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正！
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