某乘用車型離合操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王紅波 唐泳波

摘 要：手動(dòng)擋汽車需要手動(dòng)離合器操縱系統(tǒng)，現(xiàn)手動(dòng)擋汽車常見的離合器分離軸承有液壓分離軸承和普通分離軸承兩種，本文開發(fā)的手動(dòng)擋乘用車型采用液壓分離軸承，本文就液壓分離軸承離合器操縱系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：分離軸承;離合操縱;手動(dòng)擋;乘用車;設(shè)計(jì)

1 引言

根據(jù)某乘用車型項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)書，對該車型離合踏板行程、離合踏板力、離合器總泵行程、分離軸承行程進(jìn)行校核計(jì)算分析。

2 參數(shù)輸入，見表1

3 計(jì)算校核

3.1 液壓系統(tǒng)損失液量計(jì)算

對于液壓分離軸承，液壓系統(tǒng)工作油壓：

P液壓=F/S

=1650/706

=2.33MPa

式中，P液壓——液壓系統(tǒng)工作油壓，MPa;

F——離合器分離力，1650N;

S——液壓分離軸承活塞工作面積，706mm2。

液壓系統(tǒng)損失液量：

V損失=LP液壓ψ/（1000*Pn）

=278×2.33×2.62/（6.9×1000）

=0.25

式中，V損失——液壓系統(tǒng)損失液量， mm3;

L——離合液壓軟管長度，278mm;

ψ——離合液壓軟管單位膨脹量， 2.62mm3/m;

P液壓——液壓系統(tǒng)工作油壓，2.33 MPa。

Pn——軟管單位膨脹量測試壓力，按GB16897-2010取6.9（MPa）。

3.2 離合踏板空行程計(jì)算

離合液壓軟管膨脹造成的離合踏板行程損失：

式中，S液壓損失——離合液壓軟管膨脹造成的離合踏板行程損失，mm;

i——離合踏板杠桿比，4.85;

v損失——液壓系統(tǒng)損失液量，0.25 mm3;

D——離合器總泵缸徑，15.87mm。

離合器總泵空行程造成的離合踏板行程損失：

S泵空損失=S0i

=2.0×4.85

=9.7

式中，S泵空損失——離合器總泵空行程造成的離合踏板行程損失，mm;

i——離合踏板杠桿比，4.85;

S0——離合器總泵空行程，2mm;

對于液壓分離軸承，離合踏板自由行程：

式中，S自由——離合踏板自由行程，mm;

i——離合踏板杠桿比，4.85;

S——液壓分離軸承活塞工作面積，706mm2;

S1——分離軸承自由行程，指分離指與分離軸承的間距，0mm;

D——離合器總泵缸徑，15.87mm。

離合踏板間隙行程：

式中，S間隙——離合踏板間隙行程，即離合踏板克服離合器總泵推桿與離合器總泵活塞間隙所需要的行程，mm;

i——離合踏板杠桿比，4.85;

e——離合器總泵推桿與離合器總泵活塞間隙，0.5mm。

離合踏板總空行程：

S總空=S液壓損失+S泵空損失+S自由+S間隙

式中，S總空——離合踏板空行程，mm;

S液壓損失——離合液壓軟管膨脹造成的離合踏板行程損失，mm;

S泵空損失——離合器總泵空行程造成的離合踏板行程損失，mm。

S自由——離合踏板自由行程，mm;

S間隙——離合踏板間隙行程，即離合踏板克服離合器總泵推桿與離合器總泵活塞間隙所需要的行程，mm;

3.3 離合踏板行程計(jì)算校核

離合分離離合踏板工作行程：

式中，S工作——離合分離離合踏板工作行程，mm;

i——離合踏板杠桿比，4.85;

S——液壓分離軸承活塞工作面積，706mm2;

S分離——離合器分離行程，6.1mm;

D——離合器總泵缸徑，15.87mm。

離合踏板總行程：

S總=S工作+S總空

=105.64+12.14

=117.78

式中，S總——離合踏板總行程，mm;

S工作——離合分離離合踏板工作行程，105.64mm;

S總空——離合踏板總空行程，12.13mm。

離合踏板行程最大不大于200mm，通常在在80mm～150mm，轎車在下限，載貨車在上限（參考《汽車工程手冊》（設(shè)計(jì)篇）885頁），滿足要求。

3.4 離合踏板力計(jì)算校核

式中，F(xiàn)踏板——離合踏板力，N;

D——離合器總泵缸徑，15.87mm;

F——離合器分離力，1650N;

i——離合踏板杠桿比，4.85;

η——離合系統(tǒng)效率，取80%，參考劉惟信《汽車設(shè)計(jì)》清華大學(xué)出版社156頁;

S——液壓分離軸承活塞工作面積，706mm2;

F空——空載時(shí)離合踏板踩踏力，-20N。

離合踏板操縱力轎車一般在80N～150N，參考《汽車工程手冊》（設(shè)計(jì)篇）885頁），滿足要求。

離合器摩擦片磨損后離合踏板力：

式中，F(xiàn)踏板——離合踏板力，N;

D——離合器總泵缸徑，15.87mm;

F/--離合器分離力，2320N;

i--離合踏板杠桿比，4.85;

η——離合系統(tǒng)效率，取80%，參考劉惟信《汽車設(shè)計(jì)》清華大學(xué)出版社156頁;

S——液壓分離軸承活塞工作面積，706mm2;

F空——空載時(shí)離合踏板踩踏力，-20N。

離合踏板操縱力轎車一般在80N～150N，離合器磨損到極限后，踏板操縱力滿足理想推薦之<150N，也沒超過GB18565-2001 11.10.2規(guī)定離合踏板力不大于300N的要求，故滿足要求。

3.5 離合器總泵行程計(jì)算校核

對于液壓分離軸承：

式中，S泵'——所需離合器總泵有效行程，mm;

S——液壓分離軸承活塞工作面積，706mm2;

S1——分離軸承自由行程，0mm;

S分離——離合器分離行程，6.1mm;

V損失——液壓系統(tǒng)損失液量，0.35mm3;

D——離合器總泵缸徑，15.87mm。

所需離合器總泵有效工作行程S泵' =21.78mm≤S泵=32mm，滿足要求。

3.6 分離軸承行程校核

所需分離軸承有效行程：

θ'=S1+S分離+S抬

=0+6.1+1.3

=7.4≤θ=22

式中，θ'——所需分離軸承有效行程，mm;

S1——分離軸承自由行程，0mm;

S分離——離合器分離行程，6.1mm;

S抬——磨損后分離指抬高行程，1.3mm;

θ——分離軸承有效行程，22mm。

系統(tǒng)正常工作所需分離軸承有效行程θ'=12.1mm≤θ=22mm，滿足要求。

4 結(jié)語

由上計(jì)算校核得知，離合踏板行程、離合踏板力、離合器總泵有效行程都符合要求，所以離合踏板杠桿比、離合器總泵缸徑選取是比較合適的。

綜上，此離合操縱機(jī)構(gòu)滿足本車離合系統(tǒng)使用要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊曉勇，王超，關(guān)熊飛.液壓離合操縱系統(tǒng)匹配計(jì)算[C].第九屆河南省汽車工程技術(shù)研討會(huì)論文集，2012：84-86.

[2]劉惟信.汽車設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社.2001.7.

[3]《汽車工程手冊》編輯委員會(huì).汽車工程手冊（設(shè)計(jì)篇）[M].北京：人民交通出版社，2001.6.