某汽车离合器踏板力变重的原因分析

2014-09-18陶邦银章阿敏卢生林乔华夏云

汽车零部件 2014年9期

关键词：膜片油液螺钉

陶邦银，章阿敏，卢生林，乔华，夏云

(1.奇瑞汽车股份有限公司,安徽芜湖 241009；2.宁波汽车零部件检测有限公司，浙江宁波 315104)

某汽车离合器踏板力变重的原因分析

陶邦银1，章阿敏1，卢生林1，乔华1，夏云2

(1.奇瑞汽车股份有限公司,安徽芜湖 241009；2.宁波汽车零部件检测有限公司，浙江宁波 315104)

随着人们使用汽车的时间越来越长，对汽车操作性能的要求也越来越高。离合器系统是手动挡车型重要的驾车操纵系统，离合器踏板力的性能表现直接影响用户的驾车感受。根据某车型离合器踏板力异常变重的现象，从结构入手分析导致踏板力变化的深层次原因，并提出解决方案，为后续离合器操纵系统的设计提供参考。

离合器踏板力；离合器操纵机构

Abstract:For the time using cars is more than before, people have more requirements about automotive operation. The clutch operation system is a very important system for the automotive.The owner’s driving feeling will be influenced by force of pressing clutch pedal. Based on a real example about clutch pedal force changing heavier, the reasons were analyzed from the structure of clutch operation system and a solution was given. It provides reference for the design of clutch operation system.

Keywords:Force of operating clutch pedal; Clutch operating system

0 前言

离合器安装在发动机与变速器之间，是汽车传动系中直接与发动机相联系的总成件。通常离合器与发动机曲轴的飞轮组安装在一起，是发动机与汽车传动系之间切断和传递动力的部件。汽车从起步到正常行驶的整个过程中，驾驶员可根据需要操纵离合器，使发动机和传动系暂时分离或逐渐接合，以切断或传递发动机向传动系输出的动力。它使发动机与变速器之间能逐渐接合，从而保证汽车平稳起步；暂时切断发动机与变速器之间的联系，以便于换挡和减少换挡时的冲击；当汽车紧急制动时能起分离作用，防止变速器等传动系统过载，从而起到保护传动系统的作用。

离合器类似于开关，接合或断离动力传递作用，离合器机构的主动部分与从动部分可以暂时分离，又可以逐渐接合，并且在传动过程中还有可能相对转动。

离合操作机构是用户实现自己意愿的工具，同时操作机构也可实时向用户反馈当前离合器的结合状态。

1 乘用车离合器操纵机构分类

离合器操纵机构有多种分类方式，按照操作力传递介质可分为：机械式、液压式两大类。

机械式。杆系：机构简单，容易制造，摩擦大，布置困难。绳系：绳索寿命短，拉伸刚度小，可远距离操作。机械式操纵装置结构简单，制造成本低，故障少；但机械效率低，绳索拉伸变形导致踏板自由行程增大。

液压式。操纵机构具有摩擦阻力小，质量小，布置方便，接合柔和，不受车身变形的影响等优点[1]。

2 液压式离合器操作机构功能描述

液压式离合器系统结构示意图见图1。可以看出：离合器主缸和离合器踏板机构通过螺栓固定在一起，二者固联之后共同安装在前舱防火墙上；前舱防火墙作为离合器踏板机构的安装座；当踩下离合器踏板时，离合器踏板驱动离合器主缸将液压油通过液压管路送至离合器工作缸，离合器工作缸上的柱塞按图示箭头的方向推动变速箱本体上的分离杠杆，通过分离杠杆轴承压迫膜片弹簧，促使离合器从动盘离开离合器片，致使离合器分离；当松开离合器踏板时，变形的膜片弹簧开始恢复原来的状态，在膜片弹簧回弹力的作用下，一方面促使离合器从动盘向离合器片移动，并压紧离合器片，离合器接合；另一方面驱动分离轴承，压迫离合器工作缸的活塞，驱动液压管路里的液压油回流，最终促使离合器踏板回位[2]。

为了使驾驶者有良好的操纵感觉，保证离合器踏板有明确的上限位，初始设计方案是通过在离合器踏板机构中增加一个上限位螺钉，来保证离合器踏板的上限位的，见图2。

生产使用的装调指导书关于此螺钉的装调步骤如下：

第1步，见图3；

第2步：见图4；

第3步，见图5。

3 问题及原因分析

3.1 问题描述

在某次整车路试前，样车从0开始磨合，到1 000 km时，出现离合器踏板力明显变重、离合器片烧蚀的现象。经过实测，最大踏板力达到最大设计值的141.7%。进行故障分析时，在松开离合器工作缸排气螺栓时，有液压油轻微喷溅显现。重新拧紧排气螺栓，再踩踏离合器踏板，并测量离合器踏板力，最大踏板力为最大设计值的105%；

样车继续行驶300 km之后，踏板力变重的现象再次发生。故障排除工作如下：(1)松开并拧紧离合器工作缸排气螺栓；(2)完全释放离合器踏板上限位螺钉。在样车后续的行驶中，该现象没有再发生。

3.2 原因分析

由液压离合主缸工作原理可知，当松开离合踏板至初始位置时，活塞上的皮碗应位于回油孔和进油孔之间，把主缸分成上腔和下腔，两孔均开放。踩下离合器踏板推杆便推动活塞右移，皮碗将回油孔关闭，主缸便向工作缸提供一定压力的液压油，达到操纵离合器的目的。当释放离合器踏板时，主缸活塞则在回位弹簧的作用下向左移动，这时在油缸的下腔形成负压，而上腔由于油液阻尼原因产生正压从而使皮碗两边产生压差，这样就会有少量的油液经皮碗与筒壁之间的缝隙留到下腔去弥补真空，当活塞完全回位时，下腔中多余的油液会通过补偿孔有下腔流到上腔。

原有的踏板上限位设计方案和装调指导书在理论是可行的，但是在实际操作中，装调完成的踏板无法有效、迅速地检测踏板上限位螺钉实际拧入深度。

正是由于上限位螺钉拧入行程无法精确控制和检测，导致离合器踏板完全释放时皮碗依然在回油孔的左侧，下腔中多余的油液无法回油到上腔，使得整个液压管路处于保压状态。反复踩踏离合器踏板之后是下腔中的油液越积越多，致使工作缸的活塞伸出的越来越多，在弥补分离轴承与膜片弹簧之间的间隙之后，逐步压迫膜片弹簧，从而快速改变膜片弹簧的工作曲线区间和离合器从动盘的压紧力的下降。离合器踏板回位后皮碗正确位置见图6。

由于以上原因，使得多次踩踏离合器踏板之后，出现离合器踏板力的上升[3]和离合器片烧蚀的故障，并在释放离合器踏板上限位螺钉之后排除该故障。