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1、 离合器设计指南离合器匹配设计V1.0编制：审核：批准：2016年9月25日发布 第24 页 共26 页 离合器匹配设计前 言本设计指南结合了离合器设计开发全过程，包含概念设计、详细设计、试验验证、试验评价、最终批产全，使产品设计流程清晰化、标准化，避免出现重大设计失误，可以最大程度降低设计的风险。本规范可供产品设计人员作开发设计使用。目录1.离合器简介31.1离合器主要结构形式31.2离合器主要设计要求42.开发流程介绍42.1离合器开发流程42.2各阶段离合器开发重点工作43.离合器匹配设计63.1后备系数63.2车辆起步滑磨功校核63.3离合器压盘温升校核73.4摩擦片材料选择73.5预
2、减震弹簧设计校核83.6预减震阻尼校核83.7主减振弹簧设计校核83.8离合器寿命计算84.离合器机械开发试验94.1离合器总成试验94.2离合器零部件单体试验114.3离合器整车试验115.离合器NVH开发试验125.1怠速工况125.2爬行工况125.3怠速敲齿音135.4减速工况和切换空挡工况135.5行驶工况135.6换挡工况145.7急加速和急减速工况155.8 Clack工况155.9起步工况156.离合系统校核166.1踏板力校核166.2踏板行程校核177离合系统故障排除177.1离合踏板沉177.2离合器打滑187.3离合器分离不良197.4离合器抖动207.5接合不平顺21
3、7.6离合器异响21附则：22附加说明：231. 离合器简介1.1离合器主要结构形式离合器主要离合器结构形式介绍，主要针对目前乘用车市场常用的离合器，不常用离合器未在本指南中体现。1.1.1支撑环离合器结构示意技术要求应用优缺点n 发动机扭矩450N.mn 离合器最大尺寸300mmn 从动盘磨损量1.7mmA、B级车整备质量小于3000Kgn 传统结构，质量可靠1.1.2RiBolo离合器（无支撑环和铆钉）结构示意技术要求应用优缺点n 发动机扭矩200N.mn 离合器最大尺寸200mmn 从动盘磨损量1.7mmA级车整备质量小于1100Kgn 零部件数量减少n 磨损后压盘升程损失降低n 减振从
4、动盘安装空间增大1.1.3FLexCompanc结构（轻量化）结构示意技术要求应用优缺点n 发动机扭矩150N.mn 离合器最大尺寸200mmn 从动盘磨损量1.7mmA级车整备质量小于1100Kgn 轻量化设计，重量减轻30%n 模块化结构n 从动盘转动惯量降低，晃荡舒适性提高1.1.4自调节离合器结构示意技术要求应用优缺点n 发动机扭矩450N.mn 离合器最大尺寸300mmn 从动盘磨损量3mmB级车整备质量小于2000Kgn 分离力降低，与传统离合器相比，新状态降低30%，磨损后降低70%n 寿命周期内特性不变n 传递扭矩能力提升1.1.5行程调节离合器结构示意技术要求应用优缺点n 发
5、动机扭矩3500N.mn 离合器最大尺寸600mmn 从动盘磨损量6mm商用车乘用车质量大于2500Kgn 分离指高度恒定n 稳定的行程调节n 灵活设定分离力特性曲线1.2离合器主要设计要求 在任何行驶条件下均能可靠地传递发动机最大转矩，并有适当的转矩储备； 接合时要平顺柔和，以保证汽车起步时没有抖动和冲击； 分离时要迅速彻底； 离合器从动部分转动惯量要小，以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击，便于换挡和减小同步器的磨损； 应有足够的吸热能力和良好的通风散热效果，以保证工作温度不致过高，延长其使用寿命； 应使传动系统避免扭转共振，并具有吸收振动、缓和冲击和减小噪声的能力； 操作轻便、准确，以减轻驾驶
6、员的疲劳； 作用在从动盘上的压力和摩擦材料的摩擦因数在使用过程中变化要尽可能小，以保证有稳定的工作性能； 应有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作可靠、寿命长； 结构应简单、紧凑、质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便等。2.开发流程介绍2.1离合器开发流程离合器开发流程隶属于发动机开发及整车开发流程，具体开发阶段划分如下图：详细了解各阶段内容，请参照BMM.MQ.120106.001.02.2013动力总成开发手册2.2各阶段离合器开发重点工作2.2.1战略阶段本阶段为零部件开发可行性分析阶段，根据整车和发动机的相关输入开展技术可行性策划工作，完成对零部件设计关键结构、采用技术路线、先
7、进技术应用的确定1) 根据整车和发动机相关输入信息，完成零部件设计任务书；2) 确认潜在可选择的供应商并完成初期技术交流；3) 零部件制造可行性分析4) 零部件装配可行性分析；5) CAE分析策划6) 试验策划7) 各阶段样件需求数量确认8) 零部件竞品分报告9) 离合系统主要性能指标确认2.2.2概念设计阶段本阶段主要针对上一阶段所确定的技术路线、关键结构，完成离合器选型并完成概念设计3D数据，并在整机布置上确认没有问题，对离合器本身和离合系统做一维计算仿真，确认离合器本身设计参数以及能否满足离合系统要求1) 供应商确认2) 离合器概念设计3D数据3) 离合器关键设计参数4) 离合器整车匹配
8、计算报告5) 离合系统校核报告6) 整车布置确认报告7) 可装配和拆卸工艺审核报告2.2.3工程设计阶段本阶段主要完成2D图纸的绘制，并与供应商一起确认技术状态，下发采购一代样机装机样件订单1) 首版数据冻结和S1 版图纸发布2) 零部件检测基准书3) 零部件采购订单下达4) 装配要领书5) 一代样车试验大纲及评价标准2.2.4一代样机阶段本阶段主要完成一代样车的装配，并提供一台样车在供应商处做离合器系统匹配，确认整机NVH指标达成情况，并确认最终的离合器扭震弹簧和预减震弹簧参数1) 一代样车状态确认2) 离合系统匹配报告（驾驶性评价报告）3) 离合系统整机NVH报告4) 二代样机离合器采购订
9、单下达5) 二代样车试验大纲及评价标准6) S2 版图纸发放2.2.5二代样机阶段本阶段主要完成工装样车的装配，并对离合系统的驾驶性和NVH做评价和测试，并完成离合器的道路耐久试验及OTS认可1) 二代样车状态确认2) 离合系统匹配报告（驾驶性评价报告）3) 离合系统整机NVH报告4) OTS认可报告5) A版图纸发放2.2.6生产准备阶段对小批阶段的离合器问题进行分析、确认、整改，对需要优化的内容完善到图纸中1) 问题报告的关闭2) B版图纸发放2.2.7量产与投产阶段对量产阶段的离合器问题进行分析、确认、整改，对需要优化的内容完善到图纸中1) 问题报告的关闭2) 工程更改3.离合器匹配设计
10、3.1后备系数3.1.1计算公式基本参数计算公式：=Tc / Temax式中参数说明：离合器后备系数Tc：离合器静摩擦力矩Temax：发动机最大额定转矩Tc=Z f P( D3-d3) / (D2-d2) / 3 式中主要参数说明Z表示离合器摩擦面数，对单片式离合器Z=2f表示摩擦系数P表示离和起作用在摩擦面上的总压紧力D、d表示摩擦片外径、内径P0= 4 P/ (D2-d2) /，P0为摩擦片上的单位压力3.1.2评价标准为保证离合器能可靠的传递发动机转矩，1，同时，为了防止传动系过载、保证操纵轻便、控制离合器尺寸，又不能过大，后背系数选择如下图：后备系数轿车SUV轻型货车中型货车重型货车牵
11、引车公交中巴1.2-1.751.3-1.81.5-2.42.0-4.01.8-3.0备注：缸数越少，发动机扭振越大，应越大；柴油机相比汽油机工作粗暴，应越大P0的选取一般考虑摩擦片材料（粉末冶金材料）的热容量特性及车辆的使用条件（路面状况、载重情况、离合使用频率等），参考轿车推荐参数， P0=0.250.35Mpa。3.2车辆起步滑磨功校核3.2.1计算公式为了减少汽车起步过程中离合器的滑磨，防止摩擦片表面温度过高而发生烧伤，每一次接合的单位摩擦面积滑磨功应小于其许用值，即 式中参数说明：为单位摩擦面积滑磨功(Jmm2)；Z：表示离合器摩擦面数，对单片式离合器Z=2D、d：表示摩擦片外径、内径
12、W为汽车起步时离合器接合一次所产生总滑磨功(J)，可根据下式计算 式中参数说明ma：汽车总质量(kg)；rr：为轮胎滚动半径(m)；ig：为起步时所用变速器挡位的传动比；i0：为主减速器传动比；ne：为发动机转速(rmin)3.2.2起步滑磨功评价标准（Jmm2）：起步转速（rpm）评价标准12000.3为安全 0.30.4时，为小风险 0.4为有较大风险18000.8为安全 0.81时，为小风险 1为有较大风险25001.8为安全 1.82.1时，为小风险 2.1为有较大风险3.3离合器压盘温升校核3.3.1计算公式压盘温升的计算是检验离合器压盘膜片弹簧与离合器从动盘材质选择是否合理的衡量标
13、准，计算公式如下：t=rwmcW：为汽车起步时离合器结合一次所产生的总滑磨功：为传到压盘的热量所占的比例，对单片离合器压盘. =0.5；m：为压盘质量(kg)c为压盘的比热容，铸铁：c=481.4 J/(kg )；3.2.2评价标准许用温升不得超过103.4摩擦片材料选择3.4.1民用版车辆离合器摩擦片材质选择目前主要的离合器供应商使用的摩擦片性能优劣如下表，从上到下性能逐渐提升，摩擦片在选择材料时可以根据车型定位、耐久目标和成本情况而定摩擦片性能摩擦片主要厂家主要应用情况舍弗勒萨克斯（台湾捷通）长安离合器（福建冠良）法雷奥瑞进从上到下依次提升B-4088allways057705SC100H低成本项目B-5088B-7088B-8805主流使用材质B-8080810830SC700备注：同行代表摩擦片的性能一致3.4.2驾校车、出租车离合器摩擦片材质选择驾校车和出租车尽量选择与舍弗勒B8805性能相当的材料，提高耐特性和驾驶舒适
