摘要 离合器的主要功能是切断和实现对传动系的动力传递，可以限制传动系所承载的最大转矩，防止传动系各零件因过载而损坏。本文就汽车离合器设计的基本要求、典型形式离合器的特点、基本参数与选择优化和扭转减振器的设计等环节进行详细的阐述，为汽车离合器的设计提供参考。
关键词 汽车；离合器；设计
中图分类号u46 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）34-0068-02
离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。好的离合器设计在汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步；也能有效地降低传动系中的振动和噪声。
1 汽车离合器设计的基本要求
1）在任何行驶条件下，能可靠地传递发动机的最大转矩；
2）接合时平顺柔和，保证汽车起步时没有抖动和冲击；
3）从动部分转动惯量小，减轻换挡时变速器齿轮间的冲击；
4）有良好的吸热能力和通风散热效果，保证离合器的使用寿命；
5）避免传动系产生扭转共振，具有吸收振动、缓和冲击的能力；
6）结构应简单、紧凑，制造工艺性好，维修、调整方便等。
2 离合器的结构方案分析
汽车离合器多采用盘形摩擦离合器。
2.1 从动盘数的选择
单片离合器（图1）结构简单，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、接合平顺。
双片离合器（图2）传递转矩的能力较大，径向尺寸较小，踏板力较小，接合较为平顺。但中间压盘通风散热不良，分离也不够彻底。
2.2 压紧弹簧和布置形式的选择
1）周置弹簧离合器
它的压紧弹簧采用圆柱螺旋弹簧，其特点是结构简单、制造容易，因此应用较为广泛。当发动机最大转速很高时，周置弹簧由于受离心力作用而向外弯曲，使离合器传递转矩能力随之降低。
2）中央弹簧离合器
它的压紧弹簧，布置在离合器的中心。可选较大的杠杆比，有利于减小踏板力。通过调整垫片或螺纹容易实现对压紧力的调整，多用于重型汽车上。
3）斜置弹簧离合器
它的显著优点是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。具有工作性
能稳定、踏板力较小的突出优点。此结构在重型汽车上已有采用。
4）膜片弹簧离合器
（1）膜片弹簧具有较理想的非线性特性；
（2）较小的轴向尺寸，零件少而结构简单；
（3）性能较为稳定，可以在高速旋转时降低压紧力；
（4）由于压力均匀所以磨损也是均匀的，另外就是散热，保证了使用寿命；
（5）平衡性好；
（6）有利于大批量生产，降低制造成本。
5）拉式膜片弹簧离合器
（1）结构简单，零件数目更少，质量更小；
（2）膜片弹簧的直径较大，提高了传递转矩的能力；
（3）离合器盖的变形量小，分离效率高；
（4）杠杆比大，传动效率较高，踏板操纵轻便；
（5）在支承环磨损后不会产生冲击和噪声；
（6）使用寿命更长。
3 离合器基本参数的优化
3.1 设计的变量
由于离合器的后备系数β和单位压力p0取决于f（离合器工作压力）和d及d（离合器的主要尺寸参数），所以优化离合器基本参数的设计变量应选为：
x=[x1 x2 x3 ]t=[ f d d ]t
t-静摩擦力矩
d-摩擦片外径
d-摩擦片内径
3.2 目标函数
目标函数也就是要求离合器结构尺寸最大程度的小，但这是在保证离合器性能要求条件下进行的，目标函数如下：
3.3 约束条件
1）选取摩擦片的外径d（mm）时要保证最大圆周速度υd小于65m/s~70m/s，
即
2汽车阻尼片）摩擦片的内外径比c在 0.53≤c≤0.70范围之内；
3）不同车型的β值要保证在1.2≤β≤4.0范围之内，这样可以保证离合器可靠传递转矩并且防止传动系过载；
4）为了保证扭转减振器的安装，摩擦片内径d必须大于减振器弹簧位置直径2ro约50mm，即d>2ro+50；
5）单位摩擦面积传递的转矩也应控制在一定的范围之内，这样可以反映离合器传递转矩并保护过载的能力，此范围即：
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