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1、汽车离合器故障分析及改进处理措施摘要：随着汽车行驶里程的增加，由于离合器的使用频繁，磨 损或毁损不可避免，技术状态容易变差出现故障。因此学会正确的 判断和排除离合器的常见故障能够很大程度地提高离合器的使用 寿命。本文将从以下若干方面分析离合器故障的现象和原因，并且 提出了处理这些故障的措施。关键词：汽车；离合器；作用；故障分析；处理措施1离合器的作用1.1离合器是主动部分与从动部分之间存在着滑动摩擦的现象， 使发动机与传动系逐渐结合，使离合器传出的扭矩由零逐渐增大， 从而使汽车的驱动力也逐渐增大，保证汽车的平稳起步。1.2随时切断发动机与传动系统的联系，便于发动机启动和变速 器换挡。1.3限制
2、传递的扭矩，防止发动机过载，对发动机和传动系都起 到一定的保护作用。2离合器的工作原理目前，市场上大部分汽车所采用的离合器都是摩擦式离合器。它结构简单，性能可靠，维修方便。它是由主动部分、从动部分和 压紧装置、分离机构和操纵机构五个部分组合而成。其工作过程为：2.1接合过程离合器接合状态时，弹簧将压盘飞轮及从动盘相互压紧。发动机转矩经过飞轮及压盘通过摩擦面的摩擦力矩传至从动盘，再经由从动轴向传动系统输出。2.2分离过程踩下踏板时，拉杆拉动分离叉向外段有侧移动，使其在进一步 压缩压紧弹簧的同时，解除对压盘的压力，于是离合器的主动、从 动部分处于分离状态，而中断对动力的传递。2.3重新接合过程当需
3、要恢复动力传递时，缓慢地抬起离合器踏板，压盘便在压 紧弹簧作用下逐步压紧从动盘。压盘所传递的扭矩逐渐增大，当所 能传递的扭矩足以克服汽车开始起步的阻力时候，从动盘开始旋 转，汽车开始移动但仍低于飞轮的转速。随着速差逐渐减少，直到 转速相等，滑膜现消失.离合器完全结合为止，接合过程结束。3离合器故障分析为客户提供的某前驱发动机用离合器总成，在进行整车可靠性 道路试验中，在2500km左右多次出现严重的打滑、烧蚀失效问题， 导致发动机动力下降，传递扭矩不足，试验车辆不能正常工作行驶。3.1离合器盖总成的故障现象（1）分离指异常磨损严重，呈双层磨痕，已呈现蓝色；（2）分离指非工作接触面有划痕；（3）
4、压盘工作面有一定程度磨损、烧伤现象。3.2离合器从动盘总成的故障现象（1）磨擦片磨损严重，与压盘接触的一面已磨到铆钉；（2）摩擦片严重烧蚀、呈糊焦状；(3) 另一摩擦片已完全烧毁，仅剩下波形片。3.3设计方面的原因分析(1) 后备系数。设计校核。当d/d=0.69N0.6时，可得摩擦面 有效作用半径其中d为从动盘外径，d为从动盘内径。则压紧力最小时离合器所能传递的最大摩擦转矩为mcmax二ferczfn 103=116.53n m其中fe为离合器压盘的压紧力；rc为摩擦面有效作用半径；z为离合器摩擦面数；f为压盘对摩擦面的摩擦系数，取f=0.3；n为传动效率，取n =0.9。已知发动机输出的最
5、大转矩memax=88n m，根据膜片弹簧与碟形弹簧离合器的设计与制造标准，后备系数计算公式可得|3 二memax/%mcmax=116.53/85=1.37轿车推荐后备系数为1.201.75,可知后备系数符合设计要求。(2) 滑磨功的设计校核。根据膜片弹簧与碟形弹簧离合器的 设计与制造标准，关于滑磨功的计算公式(3) 汽车起步压盘温升的设计校核。根据膜片弹簧与碟形弹簧离合器的设计与制造标准，压盘起步温升为其中，Y为传给所校核压盘的热量比例，单片式取Y =0.5；w为滑磨功；m为所校核压盘的质量；c为压盘材料的比热容。由计算结果可知，压盘起步温升0 t=3.3C，小于每次起步时许 用温升0 t
6、=10C，符合设计要求。3.4结构设计分析3.4.1整车分离系统结构设计分析对故障件及试验车离合分离系统进行了拆检和分析，最终确认 故障问题主要原因，为整车离合分离系统结构设计存在缺陷，从而 导致离合器分离指受到离合机构施加的预载荷过大，导致压紧力损 失，离合器实际后备系数不充分，从而导致离合器动力不足和打滑， 最终造成温升过高而引起烧蚀故障。具体分析如下：汽车分离系统装配结构设计原理示意图见图1所示，整车设计 的分离系统结构为“常接触式”机械拉索形式，即无论发动机工作 与否，分离指始终与分离轴承相互常接触，同时分离指会受到分离 机构施加一定大小的预载荷，且预载荷大小无液压装置控制，可控 性差
7、。在汽车正常行驶时，离合器及飞轮随着离合次数的累积，在相互滑磨作用下，使得磨损量不断增加，从而导致分离指不断往外翘 起，往后顶起分离轴承，在操纵机构作用下，踏板将不断往上升， 从而分离指受到分离机构所施予的预载荷不断增大，离合器压紧力 损失随之不断增大，这可能将会导致压紧力不足，离合器实际后备 系数达不到设计要求。经测量试验车的预载荷大小，可知分离摆臂给予分离指预载荷 大小为由以上计算分析，可知试验车的离合器实际后备系数01偏低， 不能满足轿车推荐的后备系数(1.201.75 )设计要求。根据qc/t27-2004汽车干摩擦式离合器总成试验方法可知， 对离合器分离指预加载荷应W100n，而试验
8、车分离机构施予的预载 荷fn=171.5n，已经N100n，这将会使分离指因预载过大而将压盘 微微杠起，导致压紧力不足，从而造成离合器出现打滑、烧蚀故障。3.4.2分离系统限位结构设计分析离合器分离指非工作面有明显划痕，这是由于整车分离系统限 位装置结构设计不合理，使得分离行程过大，导致分离指向发动机 曲轴方向运动位移过量，从而造成分离指在实现分离功用时与从动 盘干涉所致。3.4.3离合器结构设计分析经分析，离合器盖总成采用单支承环结构，盖子强度较差，在 “热车”状态下，盖子挠度可能会加大，易导致升程不充分；匹配 的从动盘总成为整体波形片结构，长期受热后由于刚度不足，而产 生疲劳变形，从而不能
9、更好的保证摩擦片的端面跳动。由以上整车分离系统结构设计分析可知，整车分离系统结构为 “常接触式”机械拉索结构，在此工作模式下，分离轴承与分离指 将长期接触滑磨，产生高温，从而使离合器盖总成易产生挠度变形， 升程不充分问题；从动盘总成整体波形片受热疲劳变形，端面跳动 增大，最终具有造成离合器打滑、烧蚀、分离不清、起步抖动等故 障的风险。3.4.4分离轴承结构设计分析汽车分离轴承按功用形式特点，可分为常接触式和非常接触式。 常接触式分离轴承，是在整车离合机构系统设计需要保持分离轴承 与分离指常接触的结构形式下使用的，其结构设计较复杂，具有耐 高温、耐磨性好的特点；非常接触式分离轴承适用于间断式的工
10、作 模式，当分离轴承不工作时，分离轴承与分离指之间保有一定大小 的轴向自由间隙，其结构设计较简单，高温高速滑磨下容易磨损失 效。经拆检发现，整车分离系统为常接触非间断式机械拉索结构， 在这种匹配形式下，将会使分离轴承长期与分离指相互接触，在高 温滑磨条件下造成分离轴承、分离指磨损、烧蚀，从而失效，分离 指烧蚀故障现象。4制造工艺方面的成因分析4.1离合器故障件检测分析将盖总成放在试验机上进行检测，检测结果如表4所示，从检测的结果来看，压紧力符合设计要求，但总成零部件已经退火，升 程基本没有了，所测数值也没有了参考价值。由于从动盘总成要么 成焦糊状，要么仅剩下波形钢片，因此，不能进行检测了。为了
11、更确切地对离合器本身问题进行排查，需要现场对离合器 总成的装配制造工艺进行评审和检查，并随机抽取了 40套新离合 器盖总成及从动盘总成进行检测，检测结果均符合图纸设计要求。4.2发动机-离合器-变速器匹配分析按已校核好的尺寸链匹配设计图，对发动机-离合器-变速器进 行实物拆检，发现离合器分离轴承工作端面到变速器前端面的实际 轴向尺寸，比设计尺寸短2.5mm。经计算，分离轴承实际能给予的 退让量为4.5mm。而按设计要求，离合器需要分离轴承给予的退让 量为6mm，因此，不符合设计要求。由于退让量不足，在摩擦片磨损到一定程度时，将会导致分离 指后顶，与分离轴承相互压制，预载荷增大，造成压紧力严重损
12、失， 从而导致离合器出现打滑、烧蚀故障，甚至出现离合器及分离轴承 前后抱死现象。由上分析可知，由于变速器分离轴承支撑处的制造 加工问题，造成退让量不足，将会对离合器的正常工作使用造成极 大的故障隐患。5离合器改进处理措施经过综合考虑匹配的动力性、成本及供应商的生产能力，并结 合离合器的性能及结构特点，作出了以下改进方案：5.1改进优化离合踏板操纵机构，通过结构改进设计，将目前的“常接触式”结构的分离系统，更改设计成“非常接触式”的结构 形式，保证在离合拉索安装好后，离合器分离轴承与分离指之间有 1.62.5mm的轴向自由间隙，并制定定期调整规范。5.2优化离合踏板限位装置，控制好离合器踏板行程，最终保证 离合器分离行程具有6.77.2mm。5.3在保证成本不变的情况下，对离合器盖总成及从动盘总成结 构进行改进设计：离合器盖总成采用双支承环结构；离合器从动盘 总成采用分体波形片结构。5.4严格控制变速器的制造加工工艺，按产品设计要求进行整 改，确保变速器总成尺寸符合图纸设计要求。6结语离合器在车辆的应用上不可或缺。在对待车辆离合器问题上， 保养为主，行车时时注意，尽量保证离合器使用寿命，即使是易损 件，也是可以长时间使用，避免更换造成的麻烦和浪费。参考文献：1.贞颖颖离合器的常见故障分析j-商品与质量学术观察 2011 (4)
