董文华，范振喜，鞠 超，慕海锋

（拖拉机动力系统国家重点实验室洛阳拖拉机研究所有限公司，河南洛阳 471003）

0 引言

拖拉机主离合器系统的用途是使拖拉机换挡时断开发动机与传动系之间动力传输，减小输入端转动惯量，保证换挡平顺；起步时断开发动机与传动系之间动力传输，并通过脚踏板缓慢结合动力，保证拖拉机起步平稳；田间作业时离合器上扭转减振器减弱传动系的载荷波动；恶劣工况下，离合器摩擦片滑转限载，保护零部件安全。一旦作业过程中主离合器系统发生故障，将会影响拖拉机换挡操作，严重时拖拉机将无法运行。拖拉机主离合器系统一般由离合器总成和操纵机构两部分组成。目前，市面上拖拉机主离合器操纵机构主要有机械式、液压助力式和液压操纵气压助力式等。由于重型拖拉机为147 kW以上的拖拉机，发动机扭矩大，离合器需要传递的扭矩大，离合器压紧力偏大，简单机械操纵结构已无法满足驾驶操纵需求，目前市面上重型拖拉机主离合器操纵机构主要有液压助力和液压操纵气压助力两种形式。这两种操纵机构较传统机械操纵复杂，故障表现形式及解决方案与传统机械操纵有很大区别，目前未见重型拖拉机主离合器系统失效分析的相关介绍，本文针对重型拖拉机主离合器系统不同失效故障现象进行分析研究。

1 重型拖拉机主离合器系统结构特点

考虑到单片离合器从动结构转动惯量小，分离彻底，散热好等优点，重型拖拉机主离合器多采用干式单片单作用离合器。离合器压紧机构主要有螺旋弹簧压紧和膜片弹簧压紧两种压紧形式；螺旋弹簧价格低，但弹簧本身形变量与操纵力成正比，离合器使用后摩擦片磨损，若分离踏板操纵力不变，离合器扭矩储备则降低。膜片弹簧压紧的离合器分离指代替离合器的分离杠杆机构，使结构简单、紧凑；膜片弹簧具有变刚度特性，使离合器操纵轻便[1]；此外，受膜片弹簧特性曲线的影响，分离行程内踏板操纵力较平顺。离合器使用后摩擦片磨损，若分离踏板操纵力不变，离合器扭矩储备变化不大，但膜片弹簧较螺旋弹簧价格偏高。

目前市面上液压操纵气压助力机构存在结合粗暴，驾驶舒适性差的缺点，正逐步被液压助力操纵机构代替，以下主要对液压助力操纵机构主离合器系统故障分析研究。

2 重型拖拉机主离合器系统故障分析

重型拖拉机主离合器系统在正常使用条件下，一般新拖拉机主离合器系统故障率较低，使用较长时间后，摩擦片磨损量增加引起的分离指翘起，翘起量超过自由行程，分离轴承压紧离合器分离指，离合器压紧力降低，静摩擦力矩也随之降低，遇到重负载工况，摩擦片和压盘发生相对滑动，加剧摩擦片磨损，使离合器摩擦片温度升高，摩擦系数降低，严重时摩擦片发生烧蚀，使整个离合器系统发生故障。

拖拉机属于季节性生产工具，两个生产季之间，拖拉机长时间闲置，离合器系统也易发生故障。由于长时间停放，会导致助力油管泄漏和进气，管路中有气体，踏板操纵行程不足使离合器分离，离合器分离不彻底，摩擦片与压盘滑摩，摩擦片温度迅速升高而烧结，进而引起离合器系统故障。

重型拖拉机主离合器系统故障主要分为四类：引起离合器传递扭矩不足的故障；离合器分离不彻底的故障；拖拉机起步抖动的故障；造成驾驶员操纵困难的故障；以下对重型拖拉机主离合器系统在实际使用过程中遇到的各种故障现象进行判断与排除。

2.1 离合器打滑

2.1.1 故障现象

1）在平整路面上，拖拉机打火起步，挂上低速挡，松开离合器踏板，拖拉机提速缓慢，发动机动力不能完全传至传动系输入轴。

2）拖拉机加速时，踩下油门踏板，速度提升慢，感觉提速无力。

3）当拖拉机负载过大起步或爬升坡度较大路面时，拖拉机打滑严重。

2.1.2 故障原因分析

1）离合器踏板自由行程太小，松开离合器踏板，分离轴承压在离合器分离指上，降低了离合器压紧力，静摩擦力矩也随之降低，导致离合器扭矩储备系数降低。

2）离合器设计匹配不当，离合器扭矩储备系数选择过小，造成正常工作时出现打滑。

3）传动系密封件破损，离合器摩擦片粘上油液，摩擦系数降低，导致离合器扭矩储备系数降低。

4）严重超载使用拖拉机，超过了离合器的设计承载能力而造成打滑。

2.1.3 故障判断与排除

在平整路面上，拉上手制动，拖拉机打火起步，挂上低速挡，驾驶员缓慢松开离合器踏板，逐渐加大油门，若拖拉机不动，发动机正常运转，表明离合器打滑。不操纵离合器踏板，旋转离合器分离叉轴，若能向离合器分离方向转动，则证明有自由行程，反之，调整离合器分离叉轴安装角度。自由行程调整后问题仍没有解决，应拆下离合器检查摩擦片清洁和磨损状况。若有油污，检查传动系密封件是否破损漏油；如没有上述情况，拖拉机又没有超载使用，则需要重新校核离合器扭矩储备系数。

2.2 离合器分离不彻底

2.2.1 故障现象

离合器踏板踩到底，换挡杆操纵力过大或挂不上挡，挂挡有齿轮打齿声响。

2.2.2 故障原因分析

1）离合器分离指与分离轴承之间自由间隙过大，离合器踏板踩到底，踏板有效行程不足使离合器完全分离。

2）离合器液压油路进气，分离油缸的工作行程不足克服离合器分离行程。

3）从动盘盘毂内花键与传动系输入轴外花键配合公差过紧，从动盘轴向移动不畅。

4）离合器液压油路压力过低，不足克服离合器压紧力。

2.2.3 故障判断与排除

在平整路面上，拖拉机打火起步，挂上低速挡，离合器踏板踩到底，若拖拉机移动，说明离合器分离不彻底。首先检查液压油路是否有泄漏，其次对离合器系统进行排气，排气后检查离合器踏板自由行程，如果踏板自由行程超过40 mm，应调整离合器分离叉轴安装角度，减小自由行程。自由行程调整后问题仍没有解决，应拆下离合器检查，检查从动盘毂是否能在传动系输入轴上正常滑动，如能轻松滑动，检查从动盘摩擦片、压盘与离合器分离指平面度是否超差。

2.3 拖拉机起步发抖

2.3.1 故障现象

在平整路面上，拖拉机打火起步，挂上低速挡，驾驶员缓慢松开离合器踏板，拖拉机抖动，加速不连续，行驶振动强烈。

2.3.2 故障原因分析

1）离合器固定不牢固，发动机与传动系之间扭矩传递不稳定。

2）离合器偏磨，摩擦片表面承受力不均。

3）扭转减振器弹簧失效。

4）离合器储备系数过大，结合粗暴。

2.3.3 故障判断与排除

在平整路面上，发动机怠速运转，踩下离合器踏板，传动系挂低挡，缓慢松开离合器踏板，拖拉机起步，检查此时拖拉机抖动情况。若存在拖拉机起步抖动，采用扭矩扳手检查离合器固定螺栓是否松动，有松动则紧固[2]；检查分离轴承端面磨损是否平齐，若偏磨，拆解离合器，检查分离指是否翘曲变形，若发生形变，则更换离合器分离机构；如上述良好，分别测量离合器摩擦片、压盘平面度是否超差，若超差，则更换新离合器总成；排除上述原因后，若起步拖拉机仍然抖动，考虑该离合器储备系数是否过大。

2.4 离合器操纵沉重

2.4.1 故障现象

很难将离合器踏板踩到底，感到没有助力。

2.3.2 故障原因分析

1）离合器泵推杆偏角大于5°。

2）离合器系统液压油路泄漏，压力过低。

3）离合器系统液压油路进气。

2.3.3 故障判断与排除

1）检查离合器泵推杆安装角度，保证推杆摆角不大于5°。

2）检查液压油路是否有泄漏，如有泄漏，更换破损零件，重新连接，测量系统压力。

3）检查油路是否有气体，并对液压油路进行排气操作。

3 重型拖拉机主离合器系统设计和使用注意事项

设计重型拖拉机主离合器系统时，考虑到离合器系统操纵舒适性，单作用离合器踏板操纵力不大于200 N，踏板操纵力方向一般应与水平方向成30°左右夹角为宜，踏板操纵行程不宜超过200 mm，其中自由行程为20～40 mm[1]。从动盘花键毂与传动系输入轴花键配合一般采用H9/e8间隙配合。考虑到离合器系统可靠性，重型拖拉机主离合器储备系数不宜低于3，离合器压盘应具有良好的吸热和散热能力，离合器摩擦片摩擦材料应具有良好的抗热衰退性和恢复性。

用户在使用重型拖拉机时，踏板自由行程小于15 mm时，应及时按照规定调大自由行程整；拖拉机长时间停放后，再次使用前要检查管路是否泄漏，并进行排气操作；驾驶拖拉机时，正确使用离合器，不要长时间把脚放在离合器踏板上，避免离合器摩擦片长时间滑摩。

4 结语

根据多年积累的工作经验，针对重型拖拉机主离合器常见故障现象，通过对重型拖拉机主离合器打滑、离合器分离不彻底、拖拉机起步发抖和离合器操纵沉重等故障现象进行分析。并从重型拖拉机主离合器系统设计、维修及用户日常维护等给出相关建议，为设计者和维修人员提供参考。