陆风配某款新发动机车型离合器系统的设计
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摘 要：本文通过发动机原所配离合器，计算离合器的实际转矩容量Tc，分析此离合器配在陆风车上是否合适？否则重新对离合器参数进行设计。
关键词：转矩容量 摩擦力 单片 干式 膜片弹簧 摩擦片总成 压盖总成 夹紧力 摩擦系数 后备系数
一、前言
汽车上所用的摩擦离合器，既要传递发动机转矩，又要靠它的滑磨来使汽车平稳起步，工作条件甚为严重、恶劣。因此在设计离合器时，不仅要求它在任何情况下都能可靠传递发动机转矩，而且还应使它有足够的使用寿命，这就要合理地选择离合器的基本结构尺寸和它的设计参数。
二、发动机所配带离合器转矩容量的计算
发动机所配带离合器是单片、干式膜片弹簧离合器，离合器摩擦片总成及离合器压盖总成结构形式见下图。摩擦离合器的基本结构是摩擦传递机构。它依靠摩擦来传递转矩。摩擦力Ff是一种耗散力，它的作用方向与运动方向相反，其大小由公式（1-1）
Ff=μFN（1-1）
所决定。
Tf就是利用摩擦的转矩容量。转矩容量（或扭矩容量）反映的是摩擦所能传递转矩的极限能力而不一定是它实际传递转矩的大小。最大的摩擦力Ff产生的摩擦力矩为Tf，由公式(1-2)
Tf＝Re Ff＝ReμFN(1-2)
所决定。式中Re为有效作用半径：Re＝2(R03－Ri3)／3(R02－Ri2)。
根据上述转矩容量的概念，现在来确定实际离合器的转矩容量Tc，由于离合器的从动盘两边都是摩擦面，而且离合器所用的从动盘可不止一个，这样离合器转矩容量Tc的基本计算公式(1-3)
Tc= Z?Tf＝Z?FN?μ?Re＝Z?FN?μ?2(R30－R3i)／3(R20－R2i)(1-3)
说明：
FN—离合器夹紧力； μ—摩擦系数设计值； Z—摩擦面数； Re—从动盘有效作用半径；R0—摩擦片外径； Ri—摩擦片内径；
根据图纸及南京法雷奥公司所提供的参数可计算出
Tc=2?7320?0.26?2(257.53－165.13)／3(257.52－165.12)=408N.m
三、确定此离合器是否适合陆风车型
由上述计算得知离合器Tc为408N.m，而陆风车所配的南京sofim8040.43的发动机转矩Temax为269 N.m
离合器转矩容量Tc和发动机最大转矩Temax之间可写成如下的关系(1-4)式：
Tc=βTemax(1-4)
式中，β为离合器的后备系数
由此可计算出β=Tc /Temax c=408/269= 1.52
根据相关书籍推荐汽车离合器的后备系数β如下：
小轿车 β=1.2～1.3，
载重车 β=1.7～2.25，
带拖挂的重型车或牵引车 β=2.0～3.0。
小轿车的离合器推荐其后备系数β值为1.2，因为大多小轿车的离合器采用膜片弹簧离合器，由于膜片弹簧离合器在使用过程中摩擦片的磨损其工作压力几乎不会变小（开始时还有些增加），再加上小轿车的后备功率较大，使用条件较好，故宜取小值。因陆风是多功能越野车，使用条件大多在城乡之间，所以β比轿车需稍高一些，但1.52的后备系数对陆风车来说实在太高，所以此离合器不适合陆风配南京sofim发动机车型。
四、重新设计离合器参数
从上面的计算结果可以看出，后备系数β过高。过高的后备系数不但使离合器尺寸加大，而且增加了分离离合器的操纵力，对防止传动系过载也很不利。因此，先必须确定陆风车后备系数，根据陆风车的实际情况，定后备系数β为1.32。根据公式Tc=βTemax ，可重新设计出离合器的转矩容量 Tc ：
Tc=βTemax =1.32 ?269 =355N.m。
根据公式Tc= Z?Tf＝Z?FN?μ?Re＝Z?FN?μ?2(R30－Ri3)／3(R20－Ri2)，要使Tc降低 ，可更改的设计参数有 Z、FN、μ 、R0 、Ri。
另在设计整个离合器系统的时候，发现离合器踏板操纵力偏大，所以决定降低FN。通过同南京法雷奥公司相关技术人员讨论：通过调整离合器膜片达到FN下降，FN由原来的7320N降低至6370N，自然Tc就变为355N.m。同时离合器压盘彻底分离时的分离指的分离力FA9.65由1870N跟随下降到1630N，而离合器踏板分离力F由原来 127N下降到110N，这样的离合器踏板力对于一款陆风SUV来说是非常适合不过了。
五、结束语
离合器的设计，首先必须缺定好后备系数β，不同的车设计的后备系数不一样，SUV车是最近发展起来的车型，它即不同轿车，也不同载重车，SUV车的后备系数很难查到资料，所以定好后备系数要靠经验的积累以及试验的验证来实现；其次离合器是离合器整个系统的一部分，离合器设计必须同时考虑到离合器的操纵，使离合器操纵设计能达到方便，舒适、可靠。（作者单位：江铃控股有限公司）
参考文献
［1］ 《汽车设计》张洪欣,主编,机械工业出版社
［2］ 《离合器》,徐石安 主编,人民交通出版社