膜片弹簧离合器的推式与拉式

膜片弹簧离合器的推式与拉式

梁垒

上海工程技术大学 037000

摘要：离合器是汽车传动系的开始部分，其设计的好坏关系着一辆汽车的使用性能。随着中国国民经济的快速发展和高速公路的建设，交通市场对大型车辆的使用越来越苛刻。对高效率，高可靠性，低成本，快速和安全的先进型号的需求将显著增加。离合器类似于开关，是发动机与汽车传动系之间切断和传递动力的部件，使发动机和变速器能够缓慢接合，来实现汽车的平稳起起步与紧急制动，保护汽车行驶安全。本文分析了离合器的总要组成零件膜片弹簧的形式选择，以及两种形式在不同种类汽车中的应用与利弊。

关键词：离合器；膜片弹簧；汽车动力；

离合器作为发动机和变速器之间的重要连接，在汽车传动系统中起着决定性作用。离合器由摩擦片、膜片弹簧、压盘、从动盘以及扭转减震器组成，位于发动机与变速箱之间，将发动机力矩传递给变速装置，以保证车辆在不同的路况的正常行驶。现如今多数汽车采用了膜片弹簧离合器，本文就膜片弹簧形式的选择做出论述。

离合器与发动机曲轴相连接，通过切断动力与传递动力来实现自身在发动机与汽车传动系之间的作用。在汽车以恒定速度启动期间，驾驶员操纵离合器以将发动机的动力输出连接或断开到传动系，转矩得以传递。离合器的作用主要在于保证汽车的平稳起步、减小换挡冲击和在紧急制动时起保护作用。离合器对动力进行着控制，其有源部分和被驱动部分可以分离和组合。离合器是所有汽车的重要组成部分，它的具体位置在发动机和变速箱之间的飞轮壳中，它的输出轴也就是变速箱的输入轴。离合器密切关系到汽车的起步与换挡等综合性能。

膜片弹簧式离合器的重要组成零件，是整个离合器设计环节的核心。离合器有三个工作状态：不联动、全联动与半联动。不联动就是完全踩下离合器，即换挡时的操作；全联动就是不踩下离合器；汽车启动或转弯时经常使用半联动，当车辆启动时，驾驶员按下离合器踏板，离合器的压盘与摩擦片分离，汽车行驶中，压盘与摩擦片相贴合。上述行驶过程中，离合器的踩下与抬起，都需要依靠膜片弹簧提供的弹力，使发动机提供的动力通过齿轮传递给传动轴，带动整个汽车运动。

根据确定条件，即如果施加到分离指的内端的力的方向不同，则膜片弹簧离合器可以分为推式膜片弹簧离合器和拉式膜片弹簧离合器。

当踩下离合器踏板释放离合器时，分离指的内端以推式膜片弹簧离合器的形式指向压板，分离指的内端从压板向外偏压，是拉式膜片弹簧离合器。拉式膜片弹簧离合器安装在与推动式不同的方向上。相反，拉式将支撑点从小端移动到大端。在接合位置，膜片弹簧的大端由离合器支撑。膜片弹簧的中间部分压在压板上，且拉式膜片弹簧离合器对于专门的分离轴承是必不可少的，使用离合器分离时，轴承由内向外将飞轮拉开，膜片弹簧分离指的小端需要镶嵌在分离轴承的总成内。

与推力式膜片弹簧离合器不同，拉力式膜片弹簧离合器具有相对完美的性能。拉式的结构设计要比推式优化很多，拉式膜片弹簧离合器没有中间支承零件，只有一个支承环，所以结构比推式简单，形式也变得紧凑，同时质量上也有很大的优势。拉式膜片弹簧离合器的转矩容量更大，由于拉式的主要作用部分位于膜片弹簧的中部而非大端，所以在同样的离合器尺寸下，可以安装得下直径更大的膜片弹簧，这可以使转矩容量和压紧力大大增加，同时也不会加大分离操纵力，适用于像本设计题目一样的中重型汽车，并且，踏板操纵也比推式轻便很多，是中重型货车的理想选择。

拉式膜片弹簧离合器由于没有中间支撑部分，减少了很多摩擦副和动能的损失，传动效率也更高，踏板力也不许要特别大，所以操纵变得方便很多。

拉式在操纵时的冲击力和噪音要小，推式膜片弹簧分别与后支撑环和前支撑环想接触，所以在支撑环磨损后所形成的轴向间隙中，分离操纵会导致冲击和噪音的产生，且扩张分离行程，对分离效率造成影响。而拉式则不会出现这样的情况，其无论是在分离还是接合状态，膜片弹簧的大端与离合器盖的支撑环都是互相接触的，所以支撑环如果发生磨损也不会产生可以听到的噪声，也降低了磨损程度。

同时，拉式的使用寿命要比推式长一些。拉式膜片弹簧离合器的通风散热条件更好，在离合器轴向尺寸一定时，由于没有中间支承的作用，拉式可选用比推式更厚的压盘，因而起到了更加坚固的作用，而且压盘上可以设置更多的加强元件来讲离合器的中央窗孔扩大。此外，许多膜片弹簧上也可以设置导流叶片来讲空气导入离合器中，起到了良好的通风循环作用。这样的良好散热可以维护离合器内部的工作，对压盘进行冷却来降低摩擦产生的热量，同时加大压盘和摩擦片的接触面积，提高了使用效率和寿命。

由于拉式的小端所需分离力比推式小，从而降低了膜片弹簧的最大应力，使得应力分布情况大大改善，这也使膜片弹簧的使用寿命得以延长。

拉式膜片弹簧离合器在变速器没有同步器的情况下也可以起到辅助作用。例如美国Eaton公司的一款变速器，由于没有同步器，使得换挡不易，为此该公司专门研发出一款带小制动器装置的拉式膜片弹簧离合器来弥补这一缺陷。通过一系列的拉运动，消除了分离轴承与制动器之间的空行程，便于起步时的挂挡，并减小了磨损与噪声。

而拉式弹簧离合器式有很多优点，包括它的优势已经超过了推式，具有一定程度的离合器膜片弹簧市场垄断，但没有设计的优点轻便且没有缺点。缺点是膜片弹簧的分离指部分连接到分离轴承的套筒组件。结构较为复杂，拆装也比推式更加繁琐，因而对踩下离合器踏板时，离合器内部的分离形成有着更大的要求。

总而言之，拉式膜片弹簧离合器的性能总体要比推式优越，具备更大的发展前途，预计将会在我国今后的大多数重型汽车上使用。工作流程如下：当组装时，膜片弹簧离合器膜片弹簧推类型为，相对于压力板用于将压力施加到压力板大端放回（远离压板）;牵引式膜片弹簧离合器安装在推动器的对面。膜片弹簧的锥形端朝向前方（在台板的方向）其对离合器罩大端和压板上的膜片弹簧施加压力的中心。在相同大小板中示出的两个离合器膜片弹簧的分析中，弹簧离合器型上拉隔膜可以用一个膜片弹簧具有大直径，以增加压力和扭矩容量，或提供相同的扭矩。在这种情况下，较小类型的膜片弹簧离合器可以代替较大的推力型膜片弹簧离合器。因此，离合器膜片弹簧牵引型的结构更紧凑，更简单，重量更轻，并且盘也被驱动的转动惯量小，从而可以减少变速时的齿轮的齿之间的冲击，而且变化更方便。所以重型汽车多采用拉式膜片弹簧离合器。

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