某乘用车型离合操纵系统设计

王红波 唐泳波

摘 要：手动挡汽车需要手动离合器操纵系统，现手动挡汽车常见的离合器分离轴承有液压分离轴承和普通分离轴承两种，本文开发的手动挡乘用车型采用液压分离轴承，本文就液压分离轴承离合器操纵系统进行设计。

关键词：分离轴承;离合操纵;手动挡;乘用车;设计

1 引言

根据某乘用车型项目设计任务书，对该车型离合踏板行程、离合踏板力、离合器总泵行程、分离轴承行程进行校核计算分析。

2 参数输入，见表1

3 计算校核

3.1 液压系统损失液量计算

对于液压分离轴承，液压系统工作油压：

P液压=F/S

=1650/706

=2.33MPa

式中，P液压——液压系统工作油压，MPa;

F——离合器分离力，1650N;

S——液压分离轴承活塞工作面积，706mm2。

液压系统损失液量：

V损失=LP液压ψ/（1000*Pn）

=278×2.33×2.62/（6.9×1000）

=0.25

式中，V损失——液压系统损失液量， mm3;

L——离合液压软管长度，278mm;

ψ——离合液压软管单位膨胀量， 2.62mm3/m;

P液压——液压系统工作油压，2.33 MPa。

Pn——软管单位膨胀量测试压力，按GB16897-2010取6.9（MPa）。

3.2 离合踏板空行程计算

离合液压软管膨胀造成的离合踏板行程损失：

式中，S液压损失——离合液压软管膨胀造成的离合踏板行程损失，mm;

i——离合踏板杠杆比，4.85;

v损失——液压系统损失液量，0.25 mm3;

D——离合器总泵缸径，15.87mm。

离合器总泵空行程造成的离合踏板行程损失：

S泵空损失=S0i

=2.0×4.85

=9.7

式中，S泵空损失——离合器总泵空行程造成的離合踏板行程损失，mm;

i——离合踏板杠杆比，4.85;

S0——离合器总泵空行程，2mm;

对于液压分离轴承，离合踏板自由行程：

式中，S自由——离合踏板自由行程，mm;

i——离合踏板杠杆比，4.85;

S——液压分离轴承活塞工作面积，706mm2;

S1——分离轴承自由行程，指分离指与分离轴承的间距，0mm;

D——离合器总泵缸径，15.87mm。

离合踏板间隙行程：

式中，S间隙——离合踏板间隙行程，即离合踏板克服离合器总泵推杆与离合器总泵活塞间隙所需要的行程，mm;

i——离合踏板杠杆比，4.85;

e——离合器总泵推杆与离合器总泵活塞间隙，0.5mm。

离合踏板总空行程：

S总空=S液压损失+S泵空损失+S自由+S间隙

式中，S总空——离合踏板空行程，mm;

S液压损失——离合液压软管膨胀造成的离合踏板行程损失，mm;

S泵空损失——离合器总泵空行程造成的离合踏板行程损失，mm。

S自由——离合踏板自由行程，mm;

S间隙——离合踏板间隙行程，即离合踏板克服离合器总泵推杆与离合器总泵活塞间隙所需要的行程，mm;

3.3 离合踏板行程计算校核

离合分离离合踏板工作行程：

式中，S工作——离合分离离合踏板工作行程，mm;

i——离合踏板杠杆比，4.85;

S——液压分离轴承活塞工作面积，706mm2;

S分离——离合器分离行程，6.1mm;

D——离合器总泵缸径，15.87mm。

离合踏板总行程：

S总=S工作+S总空

=105.64+12.14

=117.78

式中，S总——离合踏板总行程，mm;

S工作——离合分离离合踏板工作行程，105.64mm;

S总空——离合踏板总空行程，12.13mm。

离合踏板行程最大不大于200mm，通常在在80mm～150mm，轿车在下限，载货车在上限（参考《汽车工程手册》（设计篇）885页），满足要求。

3.4 离合踏板力计算校核

式中，F踏板——离合踏板力，N;

D——离合器总泵缸径，15.87mm;

F——离合器分离力，1650N;

i——离合踏板杠杆比，4.85;

η——离合系统效率，取80%，参考刘惟信《汽车设计》清华大学出版社156页;

S——液压分离轴承活塞工作面积，706mm2;

F空——空载时离合踏板踩踏力，-20N。

离合踏板操纵力轿车一般在80N～150N，参考《汽车工程手册》（设计篇）885页），满足要求。

离合器摩擦片磨损后离合踏板力：

式中，F踏板——离合踏板力，N;

D——离合器总泵缸径，15.87mm;

F/--离合器分离力，2320N;

i--离合踏板杠杆比，4.85;

η——离合系统效率，取80%，参考刘惟信《汽车设计》清华大学出版社156页;

S——液压分离轴承活塞工作面积，706mm2;

F空——空载时离合踏板踩踏力，-20N。

离合踏板操纵力轿车一般在80N～150N，离合器磨损到极限后，踏板操纵力满足理想推荐之<150N，也没超过GB18565-2001 11.10.2规定离合踏板力不大于300N的要求，故满足要求。

3.5 离合器总泵行程计算校核

对于液压分离轴承：

式中，S泵'——所需离合器总泵有效行程，mm;

S——液壓分离轴承活塞工作面积，706mm2;

S1——分离轴承自由行程，0mm;

S分离——离合器分离行程，6.1mm;

V损失——液压系统损失液量，0.35mm3;

D——离合器总泵缸径，15.87mm。

所需离合器总泵有效工作行程S泵' =21.78mm≤S泵=32mm，满足要求。

3.6 分离轴承行程校核

所需分离轴承有效行程：

θ'=S1+S分离+S抬

=0+6.1+1.3

=7.4≤θ=22

式中，θ'——所需分离轴承有效行程，mm;

S1——分离轴承自由行程，0mm;

S分离——离合器分离行程，6.1mm;

S抬——磨损后分离指抬高行程，1.3mm;

θ——分离轴承有效行程，22mm。

系统正常工作所需分离轴承有效行程θ'=12.1mm≤θ=22mm，满足要求。

4 结语

由上计算校核得知，离合踏板行程、离合踏板力、离合器总泵有效行程都符合要求，所以离合踏板杠杆比、离合器总泵缸径选取是比较合适的。

综上，此离合操纵机构满足本车离合系统使用要求。

参考文献：

[1]杨晓勇，王超，关熊飞.液压离合操纵系统匹配计算[C].第九届河南省汽车工程技术研讨会论文集，2012：84-86.

[2]刘惟信.汽车设计[M].北京：清华大学出版社.2001.7.

[3]《汽车工程手册》编辑委员会.汽车工程手册（设计篇）[M].北京：人民交通出版社，2001.6.