某輕卡自調(diào)節(jié)式離合助力器的分析與開發(fā)

侯登科，張運偉，幸振凡，宋靜玄，程銳

（安徽江淮汽車集團股份有限公司輕型商用車制造公司質(zhì)量管理部，安徽 合肥 230000）

前言

輕卡離合系統(tǒng)主要由離合器和液壓機械機構(gòu)組成，而離合器多以單摩擦片推式磨片彈簧離合器為主，在長期使用過程中，由于摩擦片使用過程中的磨損，會使實際分離行程變大，導致離合器燒蝕，掛擋困難。為提高車行駛的安全性，需對摩擦片磨損問題展開故障分析。

1 離合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

輕卡多使用離合總泵配合離合助力器的結(jié)構(gòu)。踩下離合踏板，離合總泵的離合油輸出，到達離合助力缸的油腔，這時離合油有兩個走向，一是推動連接推桿的主缸活塞，二是推動繼動活塞，使氣缸閥門打開，儲氣罐里的壓縮空氣流入助力缸的氣腔，這時在氣壓力和液壓力同時作用下，將推桿頂出，帶動分離撥叉，從而使分離軸承壓向分離指；松開離合踏板，油壓下降，在離合壓盤彈簧力的作用下，推桿回位移動，繼動活塞也同時回位，關(guān)閉進氣通道，這時閥門總成和繼動活塞之間有排氣間隙，壓縮氣體排出大氣，推桿回到原始位置。

圖1 離合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖2 離合助力器結(jié)構(gòu)

2 失效分析

目前輕卡大部分采用上述比較成熟的可調(diào)節(jié)式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)簡單可靠，同時由于是氣液助力，適用于大噸位的輕卡使用，提供良好的換擋效果。但該結(jié)構(gòu)同時也存在缺點，由于離合器在長期使用過程中，摩擦片會隨著換擋次數(shù)的增加而逐漸磨損，厚度降低，導致分離指下端點向分離軸承方向移動，使分離指與分離軸承頂死，實際分離行程變大。

目前使用的可調(diào)節(jié)使助力器由于回位彈簧在助力活塞的前方，在每次松開離合踏板時，回位彈簧會推動助力活塞回到最初位置，即使摩擦片磨損后，助力活塞的位置也不會發(fā)生變化。但由于實際分離行程變大，助力器工作行程不變，這樣會使離合器分離不清，嚴重時會導致摩擦片燒蝕。

為避免該問題的發(fā)生，車主需要定期進行維護保養(yǎng)。通過調(diào)節(jié)推桿螺母位置，使推桿前端向前彌補摩擦片磨損造成的間隙。由于人為因素是一種不可控因素，這種定期維護一旦不及時，就會造成摩擦片燒蝕，導致掛檔困難，造成用戶的極大抱怨。所以，急需要一種可以通過機械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)間隙的離合器，來保證車輛換擋的穩(wěn)定性與可靠性。

3 新結(jié)構(gòu)開發(fā)

3.1 方案分析

目前使用的可調(diào)節(jié)使助力器無法實現(xiàn)自動調(diào)整的主要原因是回位彈簧在助力活塞的前方，導致推桿位置無法隨著摩擦片磨損而發(fā)生變化。針對該原因，制定以下改進方案：

圖3 可調(diào)節(jié)式與自調(diào)節(jié)式結(jié)構(gòu)對比

（1）將回位彈簧放置在助力活塞后側(cè)；這樣在原有助力器整體結(jié)構(gòu)不變的情況下，回位彈簧會在摩擦片磨損后會釋放一定壓縮量，將助力活塞向前推動，使其初始位置前移，從而推動分離指，填補磨損造成的間隙。

（2）將原有助力器缸體加長；由于需要給后置的彈簧留出空間，同時又要保證助力活塞有足夠的工作行程，在原有基礎(chǔ)上將助力器缸體加長。

（3）鎖緊螺母狀態(tài)更改為常鎖緊狀態(tài)。可調(diào)節(jié)式助力器的推桿可以隨著摩擦片的磨損而自行調(diào)節(jié)位置，無需人工后期調(diào)節(jié)。

3.2 方案驗證

使用新結(jié)構(gòu)制作4組樣件，對市場典型4臺故障車進行了更換驗證，全部使用新結(jié)構(gòu)的自調(diào)式離合助力器，對車輛表現(xiàn)持續(xù)進行跟蹤，結(jié)果如下：

表1

市場故障車驗證效果良好，隨后進行100臺小批量生產(chǎn)驗證，跟蹤其市場表現(xiàn)，該批車輛均未反饋摩擦片燒蝕。

3.3 試驗驗證結(jié)論

通過市場故障車輛與小批量生產(chǎn)車輛的驗證結(jié)果，說明該結(jié)構(gòu)的自調(diào)式離合助力器可以完全替代傳統(tǒng)的可調(diào)節(jié)式離合助力器，同時無需進行人工維護，大幅提升車輛的穩(wěn)定性與可靠性。

4 固化措施

4.1 圖紙修改

根據(jù)驗證結(jié)果，對離合助力器圖紙進行更新，將可調(diào)節(jié)式離合助力器切換為自調(diào)節(jié)式離合助力器，同時由于自調(diào)節(jié)式離合助力器缸體更長，所以對離合系統(tǒng)管線路進行重新優(yōu)化，以適應新結(jié)構(gòu)離合助力器。

針對后續(xù)新開發(fā)的車型將直接使用自調(diào)節(jié)式離合助力器，避免問題的重復發(fā)生。

4.2 下發(fā)裝調(diào)工藝規(guī)范

下發(fā)自調(diào)節(jié)式離合助力器裝調(diào)規(guī)范，對以下幾個方面進行明確和規(guī)定：

（1）自調(diào)式離合助力器的檢查與確認；

（2）自調(diào)式離合助力器與支架的固定方式以及角度；

（3）自調(diào)式離合助力器與變速器的安裝方式及注意事項；

（4）自調(diào)式離合助力器助力器管路裝配方式及扭矩要求。

對該新結(jié)構(gòu)在使用安裝中需要注意的事項進行說明，對裝配工藝過程進行嚴格規(guī)范，保證自調(diào)節(jié)式離合助力器的效能完全發(fā)揮。

5 總結(jié)

通過新結(jié)構(gòu)的自調(diào)節(jié)式離合助力器的開發(fā)與使用，避免了傳統(tǒng)可調(diào)節(jié)式離合器使用過程中的短板，無需再進行人工維護，大幅降低車輛的故障率和市場維護保養(yǎng)費用。后期開發(fā)的氣助力車型可直接使用該結(jié)構(gòu)，為設計開發(fā)提供良好的基礎(chǔ)，持續(xù)推動輕卡產(chǎn)品的品質(zhì)升級。