某新车型离合器系统校核匹配计算
2018-01-04张恒先周之光任宗丹石伟
张恒先 周之光 任宗丹 石伟
摘要：该文针对某新开发的插电式混合动力公交车车型所选配的离合器系统的传递扭矩、起步温升、滑磨功、执行机构推力和行程等进行校核匹配计算。
关键词：插电式混合动力公交车；离合器；校核；匹配计算
中图分类号：TP3 文献标識码：A 文章编号：1009-3044（2018）29-0199-04
Abstract：The paper for the new designed PHEV of selecting the cutch system to check and matching calculation the clutch transferring torque，rising temperature，sliding friction work，actuator force and stroke，etc.
Key words：PHEV； clutch； check； matching calculation
离合器系统是车辆动力传动系统中的重要子系统，它控制发动机动力传递的通断，保证车辆平稳起步，防止传动系零部件过载损坏。
本文针对插电式混合动力公交车用离合器系统的选型进行设计、校核及匹配计算，为后续进行插电式混合动力公交车动力系统开发提供借鉴经验和参考数据。
1 离合器系统概述
根据离合器功能特征，本文对一种依靠主动部分与从动部分间的摩擦传动动力，同时能够使得主从动部分得以分离的装置予以概述。与传统的车不同，插电式混合动力公交车不再保留离合器脚踏板，而是采用自动离合器的执行机构实现离合器分离，主要包括离合器总成、离合器操纵机构和执行机构。
1.1 离合器总成结构
该结构由压盘、分离轴承和从动盘等部分构成。其中，压盘的压簧采用膜片弹簧，优点如下[1]：
1）如图1所示，膜片弹簧非线性特性良好，Fm2为初始安装压紧力，Fm1为磨损后压紧力，结构设计较为合理，直到摩擦片磨损至结构极限，压紧力都不会发生大的改变；
2）膜片弹簧同时具有分离杠杆和压紧弹簧共同的作用，而且结构非常简单紧凑，其轴向尺寸较小，很少的零件个数，以保证总体质量足够小；
3）压簧性能稳定，即使高速旋转，压紧力也不会有较大变化；
4）膜片弹簧的整个圆周接触于压盘，保证了压力的均匀分布，使得摩擦片能够良好接触；
5）膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好。
对于离合器从动盘，本文采用刚度扭转减震器，使得发动机输出到车辆传动系中的转矩所产生的周期性扭转振动，与传动系自振频率相结合过程中所产生共振得以避免，可以进一步提高传动系所有零部件寿命。总成机构如图2所示。
1.2 离合器操纵机构及执行机构
根据所选离合器总成为推式结构，决定了离合器操纵机构与执行机构的型式，如图3所示。离合器操纵机构由分离杠杆、支撑座、关节轴承及支撑杆等组成。该机构结构简单，传动效率高，布置方便；执行机构为电控气动式，利用整车刹车制动气源，操作简单，便于远程控制。
2 校核所需的技术参数
2.1 整车及发动机参数
表1给出了校核离合器系统所需的整车，以及发动机对应参数。
2.2 离合器总成参数
表2给出了校核该合器系统所需的离合器总成的所有参数。
2.3 离合器操纵机构及执行机构的相关参数
表3给出了校核该合器系统所需的操纵机构和执行机构技术参数。
3 离合器设计校核
3.1 后备系数设计校核
作为设计离合器过程中用到的重要参数，后备系数β可以反映离合器在传递发动机最大转矩过程中的可靠性程度。以下几点需要在选择离合器时给予考虑[2]：
1）摩擦片磨损到预定极限位置后，仍能可靠的传递发动机的最大扭矩；
2）要防止出现离合器滑磨；
3）要防止传动系过载。
3.2 滑磨功的校核计算
离合器滑磨产生的滑磨功会使从动盘温度升高，严重时会导致摩擦片失效，且随着摩擦片温度的升高，摩擦系数会降低，进而影响扭矩传递。因此，滑磨功的校核计算在离合器选型匹配计算过程中是必不可少的。
插电式混合动力公交车在发动机起步或者换挡，以及切换模式过程中，离合器从动盘和压盘的转速不尽相同，在飞轮、从动盘和压盘结合面之间会产生相对滑动摩擦，产生热量，影响离合器性能。
由相关文献[3]可知，滑磨功单位面积许用要求为[ω]≤（25-33）J/cm2，可以判断该离合器单位面积滑磨功是否满足使用要求。
综合考虑，此配置公交车允许的最小起步档变速比为
3.3 校核计算单位面压以及摩擦片最大圆周线速度
1）单位面积压力p 的校核计算
根据厂家提供的摩擦片材料及单位面压要求，一般单片离合器的单位面压[p]≤0.25MPa，即所选离合器的单位面压符合使用要求。
2）最大圆周线速度
5 结束语
经过以上校核结果可知，为某型号插电式混合动力公交车匹配的整套离合器系统完全符合设计数值要求。在后期零部件到位后，实车装配试验结果亦可表明，按照本文所介绍的离合器系统匹配校核计算方法得出的计算结果和趋势是正确的。
参考文献：
[1] 余邦海，邓锐宇.猛狮LBC6110客车底盘离合器的设计校核[J].客车技术与研究，2007（1）：31-36.
[2] 徐安石，江发潮. 汽车离合器[M].北京：清华大学出版社，2005： 57-59.
[3] 林世裕.膜片弹簧与蝶形弹簧离合器器的设计与制造[M].东南大学出版社，1995：181-197.
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