淺析汽車離合器摩擦片鉚接

李寧，趙玉萍，王歡

（法士特伊頓（西安）動力傳動系統(tǒng)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710077）

關(guān)鍵字：離合器；摩擦片鉚接；沖頭設(shè)計

引言

汽車離合器適用于匹配MT、AMT等變速箱的汽車上，是一個獨立的汽車部件。其通常由離合器蓋總成、離合器從動盤總成和離合器分離軸承總成三個部件組成[1]。其中離合器蓋總成是離合器主動部分，其與汽車發(fā)動機飛輪通過螺栓連接；離合器從動盤總成是離合器從動部分，其安裝在汽車變速箱一軸上。離合器的主要功能是在發(fā)動機和變速箱之間切斷和傳遞扭矩，并且要求分析清晰、結(jié)合柔和。汽車離合器根據(jù)分離方式一般分為推式（PUSH）和拉式（PULL）兩種，其主要區(qū)別是離合器的膜片彈簧和壓盤支點位置關(guān)系不一樣，推式離合器在分離時需要向發(fā)動機飛輪側(cè)推膜片彈簧，而拉式離合器在分離時則是向變速箱側(cè)拉膜片彈簧分離指，選擇推式還是拉式離合器主要根據(jù)整車的匹配決定。無論是推式、拉式或其他形式的離合器，其主要區(qū)別是在于離合器蓋總成結(jié)構(gòu)的不同，離合器從動結(jié)構(gòu)總是相似。并且不同扭矩的離合器從動盤結(jié)構(gòu)也很相似，其扭矩大小主要通過減振彈簧、摩擦片強度等設(shè)計來實現(xiàn)。其通常由摩擦組件、減振組件與花鍵轂鉚接而成。

1 離合器從動盤摩擦片鉚接

1.1 摩擦片的鉚接對離合器整體性能的影響

離合器是通過摩擦片的摩擦力矩來把發(fā)動機輸出的動力傳遞給傳動系統(tǒng)的，所以摩擦片的鉚接質(zhì)量直接影響力矩的傳遞能力[2]。良好的摩擦片鉚接質(zhì)量不僅能夠保證車輛動力的穩(wěn)定輸出，也是離合器柔和結(jié)合，清晰分離的保證[3]。

離合器從動盤摩擦組件由兩片摩擦片分別于兩組鋼片鉚接而成。其中一個鋼片（大鋼片）是摩擦組件的骨架，其給摩擦組件提供骨架支撐的同時連接摩擦組件和減振組件；另一組鋼片（波形墊）的主要作用是離合器結(jié)合緩沖墊，夠使使離合器結(jié)合過程柔和。兩片摩擦片分別與發(fā)動機飛輪和離合器蓋總成壓盤貼合，通過摩擦力來傳遞發(fā)動機輸出的扭矩到汽車傳動系[4]。離合器摩擦組件爆炸圖見圖1。

圖1 離合器摩擦組件爆炸圖

1.2 摩擦片鉚接不良的典型表現(xiàn)

離合器摩擦片鉚接通常使用冷鐓的空心鉚釘，通過鉚釘翻邊來緊固摩擦片和鋼片。但是由于鉚接工裝的設(shè)計、鉚釘質(zhì)量的一致性等問題，經(jīng)常出現(xiàn)各式各樣的鉚接質(zhì)量問題。鉚釘鉚接過程不翻邊、翻邊不徹底、翻邊有間隙等問題，這些問題都會嚴(yán)重影響離合器的產(chǎn)品質(zhì)量，甚至存在安全隱患[5-6]。摩擦片鉚接翻邊質(zhì)量問題示例圖見圖2：

圖2 摩擦片鉚接翻邊質(zhì)量問題示例圖

1.3 摩擦片鉚接不良原因

摩擦片鉚接不良一般有設(shè)備原因、翻鉚沖頭設(shè)計原因和鉚釘自身原因?qū)е?。由于不同廠家使用設(shè)備不同，再次不探討設(shè)備自身原因?qū)е碌姆T不良問題。

1.3.1 翻鉚沖頭設(shè)計

翻鉚沖頭的設(shè)計直接影響鉚釘翻鉚后的形狀和翻鉚質(zhì)量，合理的翻鉚沖頭設(shè)計是鉚接質(zhì)量穩(wěn)定的保證。通用的鉚接機沖頭是由沖針、砧碗、底座和預(yù)緊彈簧四個零件組成。一種摩擦片鉚接沖頭結(jié)構(gòu)圖見圖3。

沖針和砧碗的結(jié)構(gòu)設(shè)計會直接影響鉚釘?shù)姆T成型結(jié)果。第一，沖針是鉚釘開始翻邊的開始，它的設(shè)計根據(jù)鉚釘尺寸進行仿真模擬，設(shè)計出合理的頭部形狀，頭部形狀不合理可能導(dǎo)致鉚釘翻鉚成型后與被鉚接材料間有間隙。第二，砧碗形狀決定了鉚釘翻鉚成型的最終形狀，它的設(shè)計須考慮鉚釘材料和離合器設(shè)計要求的鉚釘成型尺寸，不合理的砧碗設(shè)計會導(dǎo)致鉚釘翻邊不良。第三，合理地沖針與砧碗設(shè)計是鉚釘翻邊良好、鉚接可靠的先決條件；高度差太大會使沖針頭部受力過大而砧碗受力不足，會造成不良品；高度差太小會導(dǎo)致鉚釘和被鉚接零件間有間隙，這樣會導(dǎo)致摩擦片在傳遞扭矩過程中剪切力不足和強度不足，存在很大質(zhì)量問題和安全隱患。在摩擦片鉚接驗證國成，除了檢查鉚釘成型尺寸，建議對鉚釘?shù)呐ぞ剡M行檢查，保證鉚接質(zhì)量。第四，合適剛度的預(yù)緊彈簧，預(yù)緊彈簧力太小會使沖針和鉚釘結(jié)果過程鉚釘向上移動，會產(chǎn)生鉚接不良；預(yù)緊彈簧力大會沖針在鉚接過程中砸穿摩擦片或者是摩擦片產(chǎn)生裂紋。

圖3 一種摩擦片鉚接沖頭結(jié)構(gòu)

1.3.2 穩(wěn)定的鉚釘質(zhì)量

穩(wěn)定的鉚釘質(zhì)量是摩擦片鉚接質(zhì)量穩(wěn)定的基礎(chǔ)。鉚釘?shù)牟牧虾陀捕葧苯佑绊戙T釘?shù)姆吔Y(jié)果。鉚釘管壁厚度是否一致，鉚釘中心孔圓度，鉚釘中心孔圓和鉚釘蓋外圓的同心度等也都會對鉚釘?shù)姆吔Y(jié)果產(chǎn)生直接影響。另外，作者做過鉚釘表面涂油，磷化處理，鍍鋅以及其他一些表面處理方式對鉚釘成型的影響實驗。結(jié)果證明，適當(dāng)?shù)你T釘表面處理會對鉚接質(zhì)量有很大地提升。

2 結(jié)語

摩擦組件是離合器的核心部件，其質(zhì)量的可靠性是評判離合器性能的最關(guān)鍵指標(biāo)之一。不管是有機材料摩擦片，陶瓷材料摩擦片還是其他材料的摩擦片，良好的摩擦片鉚接質(zhì)量既是離合器產(chǎn)品結(jié)合柔和、分離清晰的保證，也是車輛動力穩(wěn)定輸出的基礎(chǔ)。