李军，沙晓丽

(1.西安双特智能传动有限公司，陕西西安 710199； 2.陕西法士特齿轮传动工程研究院设计研究所，陕西西安 710077)

0 引言

湿式离合器是自动变速器传动系统中传递动力的关键零部件，其作用是将能量从一个运动部件传递到另一个静止或者不同运动速度的零部件，而实现能量传递的功能性零件就是组成湿式离合器的摩擦片和对偶片。

作为自动变速器内的关键零部件湿式离合器，是某公司重点研究的对象。以下就湿式离合器的工作原理及失效机制进行分析，并通过大量的台架试验和整车试验进行验证，为后续产品的研发和改进提供帮助。

湿式离合器在工作中仅承受垂直于摩擦片和对偶片的正压力，因此尽管摩擦片上的摩擦材料很脆，但由于零件只在摩擦片上垂直受力，所以摩擦材料不会被撕裂。

1 湿式离合器工作原理

湿式离合器被广泛应用于车辆和船舶上，其控制稳定，具有压力分布均匀、磨损小、传递扭矩大等特点，组成湿式离合器的摩擦片和对偶片由于有油液强制润滑，允许起步时长时间打滑，其寿命比干式离合器提高5～6倍[1]。湿式离合器可以利用先进的电子液压控制技术，使自动变速器的换挡更柔和平顺，减小换挡时的冲击和抖动。同时根据自动变速器传递扭矩的大小，可以调节控制油压和增减摩擦副数量，便于实现系列化和通用化。正因为如此，湿式离合器的结构较为复杂。

图1是典型的湿式离合器结构，包括输入齿毂、输出齿毂、摩擦片、对偶片、活塞和复位弹簧等零件。

图1 湿式离合器结构

摩擦副由摩擦片和对偶片相间布置组成，其中对偶片作为输入端，摩擦片作为输出端，输入端的内花键齿毂与对偶片配合连接，输出端的外花键齿毂与摩擦片配合连接。输入输出端处于封闭在壳体内的冷却润滑油中，湿式离合器在工作时用润滑油来冷却摩擦片和对偶片，从而保证湿式离合器的正常工作。

2 影响湿式离合器寿命的因素

通过总结实际应用经验，归纳出影响湿式离合器寿命的主要因素为：摩擦片和对偶片的加工质量不好和湿式离合器润滑不良。下面就这两点做详细的分析。

2.1 摩擦片和对偶片质量对湿式离合器的影响

由于摩擦片和对偶片在工作中仅受垂直的正压力，因此只要摩擦片和对偶片平整，且受到的正压力均匀，对偶片各处的摩擦作用就是均匀的[2]。但实际用粗糙度仪测量对偶片的表面，就会发现微观的对偶片表面并不是平的。图2是作者在粗糙度仪下测量的对偶片的表面质量，在测量长度5 mm的表面上，最高点比基准点相差近0.5 μm，最低点也比基准点相差0.15 μm。从测量结果可以看出，对偶片表面是粗糙的。因此，为了保证对偶片的质量，用粗糙度来衡量对偶片的表面质量，在现有工艺条件下，在保证湿式离合器寿命的同时，也考虑了零件的加工难度和制造水平，可以提高零件的合格率。

图2 粗糙度仪测量的对偶片表面质量

从上面的检测结果可以看出，对偶片表面存在高点，这些高点在对偶片高速工作中，会承受比其他地方更大的压力，同时也就会产生更多的热量。由于热胀冷缩的原理，这些高点会不断地膨胀，形成一个“热点”，经过摩擦片长时间工作后，“热点”处就会变黑，严重时对偶片会变形和烧毁。图3是作者在试验过程中发现的对偶片表面存在“热点”、导致局部发黑的现象。

图3 对偶片局部发黑

2.2 润滑油液对湿式离合器的影响

湿式离合器在正常的工作中，由于摩擦片和对偶片在每次换挡时有滑磨阶段，产生大量的热量，这些热量如果不能快速地散掉，就会将摩擦片和对偶片烧毁。而自动变速器中的润滑油液可以将摩擦片和对偶片产生的热量带走，保证了湿式离合器的正常工作。

在湿式离合器的实际工作中，由于各方面因素的影响，经常会发现因为润滑不良，导致摩擦片和对偶片烧毁的现象。图4是作者在整车试验中发现的摩擦片表面纸基材料脱落，对偶片发黑变形。经过拆解变速器分析，同时查看试验数据，发现是由于输送润滑油的油道被堵塞，造成润滑油流量不足，摩擦片和对偶片过热引起的。因此可以看出：自动变速器是一个复杂的系统，只有保证每个零部件的质量和性能，才能使整个大系统正常工作，有时候一个小小的铁屑就可以烧毁湿式离合器。所以，自动变速器内零部件的清洁度也是每个生产厂家应重点关注的。

图4 摩擦片和对偶片烧毁

3 结论

影响湿式离合器的因素是多方面的，零部件本身的质量是最关键的内因，因此在零部件的质量控制上要严格把关，同时逐渐形成自己的判定标准，不能因为误判造成零件成本的增加。

自动变速器内铸造零件的质量、润滑油的压力和流量、零件的清洁度等对湿式离合器都会产生影响，建议从以下几点进行改进：

(1)由于自动变速器油道都在铸造零件内部，因此需对零件内部油道进行超声波清洗，防止油道沾砂掉落堵塞润滑油路。

(2)摩擦片和对偶片的质量应该严格控制，摩擦片表面摩擦材料不能有脱落等缺陷，对偶片平面度应该满足设计要求。

(3)湿式离合器的润滑油路应该进行CFD分析，保证摩

擦片和对偶片在工作时有足够的润滑油液。

参考文献:

[1]郝琪，过学迅,罗永革,等.车用离合器的发展分析及应用研究[J].汽车工程学报,2001(4):25-26.

[2]忻秀峰.钢片表面微观几何结构对自动变速器中离合器的影响[J].装配机械，2008(4):28-30.

XIN X F.Micro Geometry Structure on the Surface of Plate Affect the Capability of Clutch in Automatic Transmission[J].The Magazine on Equipment Machinery,2008(4):28-30.