關(guān)于離合總泵漏油問題淺析

佟維，幸振帆，趙威鋒

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

關(guān)于離合總泵漏油問題淺析

佟維，幸振帆，趙威鋒

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

針對(duì)市場(chǎng)反饋某車型離合總泵出現(xiàn)批量漏油問題進(jìn)行分析，解決故障問題，總結(jié)離合總泵漏油常見原因及對(duì)應(yīng)分析方法。

離合總泵；漏油，皮碗

前言

市場(chǎng)反饋某輕型載貨汽車系列車型離合總泵出現(xiàn)批量漏油問題，導(dǎo)致離合系統(tǒng)分離不徹底，離合操縱性能差，掛檔困難。經(jīng)調(diào)查故障現(xiàn)象多為：漏油、偏磨漏油，O型圈失效；其中有61%的故障車的故障件為某型號(hào)離合總泵。由此本文將具體分析離合總泵漏油問題。

1 離合總泵原理

1.1 工作原理

離合器總泵通過將離合踏板的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能，然后通過離合器分泵(離合器助力器)將液壓能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，推動(dòng)離合撥叉與分離軸承，從而實(shí)現(xiàn)離合器的分離。離合器的總泵與離合器分泵(離合器助力器)的液壓截面積的不同，能有效的調(diào)整離合踏板力與行程。如果總泵漏油，則不能有效降壓，導(dǎo)致不能有效調(diào)整離合踏板力與行程，直接影響離合系統(tǒng)的操縱性。

1.2 結(jié)構(gòu)原理

圖1 離合總泵結(jié)構(gòu)圖

如圖1所示：離合器總泵由油杯（1）、進(jìn)油孔（2）、補(bǔ)償孔（3）及皮碗（4）、回位彈簧（5）相互作用產(chǎn)生相關(guān)功能。油杯（1）與進(jìn)油孔（2）相通的腔形成供液腔（6），在離合解除的瞬間向離合腔（7）供給制動(dòng)液。在缸體上離合腔與油杯連通孔形成補(bǔ)償孔（3）。在離合解除狀態(tài)下向離合腔補(bǔ)償制動(dòng)液或把多余的制動(dòng)液返回儲(chǔ)液罐。靜態(tài)時(shí)：離合器總泵補(bǔ)償孔與進(jìn)油孔、出油孔通過進(jìn)油接頭與油杯連接；工作時(shí)：首先按規(guī)定向油杯（1）內(nèi)注滿制動(dòng)液，推動(dòng)活塞向前移，排出系統(tǒng)內(nèi)空氣。撤消活塞推力后，活塞在回位彈簧力（5）的作用下自由回程。此過程中，離合腔會(huì)產(chǎn)生真空，此時(shí)的油液通過活塞（8）與缸壁的間隙補(bǔ)償?shù)诫x合腔（7），重復(fù)多次就可排盡系統(tǒng)中的空氣。 空氣排盡后，推動(dòng)活塞，出油口排出油液，通過油管傳遞至離合器分泵。

1.2 離合總泵漏油原因分析

離合總泵漏油主要由系統(tǒng)匹配設(shè)計(jì)及零部件質(zhì)量及駕駛員使用不合理三大因素引起。其中駕駛員使用不合理包括使用不符合要求的制動(dòng)液，拆下皮碗，肉眼可見清晰腐蝕標(biāo)記，如圖2所見，可作為主觀因素排除。

圖2 腐蝕變形后的皮碗

經(jīng)過FTA故障樹分析，末端影響因素如圖3所見：

圖3 FTA分析結(jié)果

3 離合系統(tǒng)匹配不合理

3.1 工作壓力過大

a）理論校核

式中：P——總泵最大工作壓力，MPa；

F——離合器最大分離力F，N；

R——撥叉杠桿比；

d——分泵缸徑mm。

b）實(shí)車測(cè)試

在故障車型離合總泵出油口布置液壓傳感器，測(cè)量出總泵出油口壓力，記錄最大值，通過公式①理論計(jì)算與實(shí)測(cè)，均滿足要求離合總泵最大工作壓力為10MPa[1]。

3.2 總泵安裝設(shè)計(jì)不合理

離合總泵設(shè)計(jì)要滿足整個(gè)工作過程中離合總泵推桿工作角度≤3°[1]，既踏板踩到底時(shí)推桿與總泵缸體中心線角度，如下圖4所示，按照?qǐng)D紙及數(shù)模參數(shù)，對(duì)初始與工作狀態(tài)時(shí)總泵推桿中心線相對(duì)總泵中心偏角進(jìn)行校核，均滿足設(shè)計(jì)要求。

3.3 踏板設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理

離合踏板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在缺陷，踏板工作時(shí)存在變形，導(dǎo)致離合總泵推桿偏心角度不滿足設(shè)計(jì)要求≤3°，存在偏磨漏油。保證踏板按殘余變形量≤5mm設(shè)計(jì)[1]，即滿足總泵推桿偏心角度設(shè)計(jì)要求，需對(duì)故障車離合踏板進(jìn)行CAE分析，分析如下：

根據(jù)離合踏板數(shù)模建立離合踏板強(qiáng)度分析有限元模型，鈑金件采用SHELL單元離散，踏板本體采用SOLID單元模擬，縫焊采用 MPC單元模擬，踏板本體與踏板支架之間連接螺栓采用HINGE單元模擬。分析中使用的軟件有ANSA、ABAQUS和HYPERVIEW。

圖4 離合總泵推桿校核結(jié)果

分析所需要的邊界條件（輸入）：踏板與車身連接處全約束，踏板輸出端約束除踏板旋轉(zhuǎn)自由度；踏板幾何中心點(diǎn)處施加縱向力，之后卸載。其中離合器踏板施加800N。離合踏板強(qiáng)度分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)如圖5、表1所示：

圖5 離合踏板位移云圖

表1 離合踏板強(qiáng)度分析位移結(jié)果統(tǒng)計(jì)

由以上分析可知，離合踏板材料為 Q235時(shí)，離合踏板的殘余位移小于目標(biāo)值，滿足設(shè)計(jì)要求。

4 離合總泵質(zhì)量問題

4.1 材料性能不合格

離合總泵缸體如為鑄鐵容易銹蝕，導(dǎo)致漏油,故障車型離合缸體采用鑄鋁材料，且經(jīng)過72小時(shí)鹽霧試驗(yàn)，無白秀現(xiàn)象，滿足設(shè)計(jì)要求。

4.2 皮碗與缸體配合不合理

活塞和皮碗周邊要均勻接觸缸體，缸體內(nèi)表面粗糙度滿足Ra≤0.4um，不允許有明顯的、目視可見的螺旋形刀痕和磨痕，如圖6所見。此外，將缸體珩磨加工由原立式手動(dòng)珩磨機(jī)改為臥式自動(dòng)珩磨機(jī)加工，可提高缸徑表面粗超度，進(jìn)而降低對(duì)密封皮碗的磨損量。

圖6 缸體磨損痕跡

4.3 皮碗結(jié)構(gòu)不合理

皮碗是用于密封機(jī)械設(shè)備中旋轉(zhuǎn)軸的密封用密封元件，由皮碗體、加強(qiáng)骨架和自緊螺旋彈簧組成，加強(qiáng)骨架的作用是增強(qiáng)皮碗強(qiáng)度，以便牢固地安裝在座孔中。皮碗體在彈簧的作用下與軸徑表面緊密接觸，從而防止油液沿軸向外泄露[2]。對(duì)市場(chǎng)上離合總泵皮碗結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果如下表2 所見。

表2 皮碗結(jié)構(gòu)調(diào)查結(jié)果

由上表可知，故障車離合總泵皮碗設(shè)計(jì)不合理，皮碗唇口壁厚薄，長(zhǎng)時(shí)間磨損后，與缸體配合過盈量小，導(dǎo)致密封不嚴(yán)滲漏。對(duì)皮碗結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，增強(qiáng)唇口壁厚，修改后結(jié)構(gòu)如圖7所見。

圖7 修改后皮碗結(jié)構(gòu)

將更改結(jié)構(gòu)后后皮碗用于新開發(fā)離合總泵上，通過以下手段驗(yàn)證市場(chǎng)效果：

（1）新開發(fā)離合總泵臺(tái)架試驗(yàn)，未出現(xiàn)漏油現(xiàn)象；

（2）離合總泵試驗(yàn)車驗(yàn)證，2臺(tái)裝配故障車未在反饋漏油問題；

（3）離合總泵市場(chǎng)小批量30臺(tái)驗(yàn)證，市場(chǎng)反饋未反饋漏油例問題。

5 結(jié)論

（1）離合總泵批量漏油故障原因?yàn)殡x合總泵皮碗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，皮碗經(jīng)磨損后，與缸體配合量過盈量小，導(dǎo)致密封不嚴(yán)漏油。

（2）分析總結(jié)離合總泵漏油的幾種故障原因及相對(duì)應(yīng)分析方法，對(duì)將來產(chǎn)品設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)作用。

[1] 江淮汽車集團(tuán)研發(fā)中心.江淮輕型卡車設(shè)計(jì)規(guī)范.第一版,合肥: 江淮汽車股份有限公司,2006年6月.

[2] 劉雙.皮碗密封結(jié)構(gòu)分析及質(zhì)量控制要點(diǎn).工程技術(shù)2016[11].

Brief analysis on the leakage of clutch pump

Tong Wei, Xing Zhenfan, Zhao Weifeng
( Anhui jianghuai automobile group co., ltd, Anhui Hefei 230601 )

The problem of mass leakage on clutch master cylinder in market is analyzed, the trouble pronlem is solved,the common causes and corresponding analysis methods in oil leak of cluthmaser cylinder are summarized.

Clutch master cylinder; The spill, cup

U471

A

1671-7988(2017)22-142-03

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.22.051

佟維，女，(1985-)，碩士研究生，底盤設(shè)計(jì)工程師，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心。

CLC NO.:U471

A

1671-7988(2017)22-142-03