膜片弹簧离合器在轿车及微型、轻型客车上已得到广泛的采用,而且逐渐扩展到载货汽车上。国外已设计生产了传递转矩为80~2000N·m、最大摩擦片外径达420mm的膜片弹簧离合器系列,广泛用于轿车、客车、轻型和中型货车上。甚至某些总质量达28~32t的重型汽车也有采用膜片弹簧离合器的。但膜片弹簧的制造成本比圆柱螺旋弹簧要高。
膜片弹簧离合器的操纵曾经都是采用压式结构。当前,膜片弹簧离合器的压式操纵已为拉式操纵结构所取代。后者的膜片弹簧为反装,并将支承圈移到膜片弹簧的大端附近,使结构简化、零件减少、拆装方便;膜片弹簧的应力分布也得到改善,最大应力下降;支承圈磨损后仍保持与膜片的接触使离合器踏板的自由行程不受影响。而在压式结构中支承圈的磨损会形成间隙而增大踏板的自由行程。
3.从动盘的结构型式
简单的从动盘由从动片、摩擦片及从动盘毂铆接而成,其结构简单、质量小,有时用于重型汽车尤其是双片离合器中。
采用带扭转减振器的从动盘是发展趋势,轿车均采用之。这时,从动片与花键毂间通过减振弹簧相联,具有切向弹性以消除高频共振并起缓冲作用,在从动片、花键毂与减振盘问有减振摩擦片,装碟形垫片作弹性夹紧后起摩擦阻尼作用,并使阻尼力矩保持稳定,以吸收部分能量、衰减低频振动。扭转减振器按发动机及传动系专门设计并经试验修正,则可得到最佳减振、降噪效果。线性弹性特性的扭转减振器,减振弹簧由一组圆柱螺旋弹簧组成,常用于汽油机汽车。柴油机怠速旋转不均匀度较大,会引起变速器常啮合齿轮间的敲击。采用二或三级非线性扭转减振器并使第一级减振弹簧组的刚度小,可缓和柴油机怠速不平稳及消除变速器怠速噪声。
为了使离合器接合平顺,从动片尤其是单片离合器的从动片,一般都使其具有轴向弹性。最简单的方法是在从动片上开T形槽,外缘形成许多扇形,并将它们冲压成依次向不同方向弯曲的波浪形。两边的摩擦片则分别铆在每相隔一个的扇形片上。在离合器接合时,从动片被压紧,弯曲的波浪形扇形部分被逐渐压平,使从动盘上的压力和传递的转矩逐渐增大,故接合平顺柔和。这种切槽有利于减少从动片的翘曲。其缺点是很难保证每片扇形部分的刚度完全一致。
分开式结构中,波形弹簧片与从动片分别冲压成型后铆在一起。由于波形弹簧片是由同一模具冲制,故其刚度比较一致;由于波形弹簧是采用比从动片更薄的钢板(厚度仅为0.7mm),故这种结构容易得到更小的转动惯量,这些方面都优于整体式结构。上述两种结构尤其是后一种多为轿车所采用。
在载货汽车上常采用一种所谓组合式从动片。这种结构在靠近压盘一侧的从动片上铆着波形弹簧片,摩擦片则铆在波形弹簧片上,而靠近飞轮一侧的摩擦片则直接铆在从动片上。其转动惯量较大,但对于要求刚度较高、外形稳定性较好的大型从动片来说,这种结构也是可以采用的。当载货汽车离合器的直径小于380mm时,则从动片仍可采用前两种结构。
第二节 离合器基本参数的确定
2.1 摩擦片或从动盘设计计算
摩擦片或从动盘的平均外径根据离合器能全部传递发动机的最大转矩来选择:
式中β——离合器的后备系数,轿车、轻型货车1.30~1.75,中、重型货车1.60~2.25,越野汽车、挂车2.0~3.5;
Z——摩擦面数;
Temax——发动机最大转矩,N·m;
PΣ——作用在摩擦面上的总压紧力,N;
f——摩擦系数,计算时一般取0.25~0.30。
摩擦片平均摩擦半径Rm(当压力均布时)为:
式中D——摩擦片外径;
d——摩擦片内径。