某汽車離合器踏板力變重的原因分析

陶邦銀，章阿敏，盧生林，喬華，夏云

(1.奇瑞汽車股份有限公司,安徽蕪湖 241009；2.寧波汽車零部件檢測有限公司，浙江寧波 315104)

某汽車離合器踏板力變重的原因分析

陶邦銀1，章阿敏1，盧生林1，喬華1，夏云2

(1.奇瑞汽車股份有限公司,安徽蕪湖 241009；2.寧波汽車零部件檢測有限公司，浙江寧波 315104)

隨著人們使用汽車的時間越來越長，對汽車操作性能的要求也越來越高。離合器系統是手動擋車型重要的駕車操縱系統，離合器踏板力的性能表現直接影響用戶的駕車感受。根據某車型離合器踏板力異常變重的現象，從結構入手分析導致踏板力變化的深層次原因，并提出解決方案，為后續離合器操縱系統的設計提供參考。

離合器踏板力；離合器操縱機構

Abstract:For the time using cars is more than before, people have more requirements about automotive operation. The clutch operation system is a very important system for the automotive.The owner’s driving feeling will be influenced by force of pressing clutch pedal. Based on a real example about clutch pedal force changing heavier, the reasons were analyzed from the structure of clutch operation system and a solution was given. It provides reference for the design of clutch operation system.

Keywords:Force of operating clutch pedal; Clutch operating system

0 前言

離合器安裝在發動機與變速器之間，是汽車傳動系中直接與發動機相聯系的總成件。通常離合器與發動機曲軸的飛輪組安裝在一起，是發動機與汽車傳動系之間切斷和傳遞動力的部件。汽車從起步到正常行駛的整個過程中，駕駛員可根據需要操縱離合器，使發動機和傳動系暫時分離或逐漸接合，以切斷或傳遞發動機向傳動系輸出的動力。它使發動機與變速器之間能逐漸接合，從而保證汽車平穩起步；暫時切斷發動機與變速器之間的聯系，以便于換擋和減少換擋時的沖擊；當汽車緊急制動時能起分離作用，防止變速器等傳動系統過載，從而起到保護傳動系統的作用。

離合器類似于開關，接合或斷離動力傳遞作用，離合器機構的主動部分與從動部分可以暫時分離，又可以逐漸接合，并且在傳動過程中還有可能相對轉動。

離合操作機構是用戶實現自己意愿的工具，同時操作機構也可實時向用戶反饋當前離合器的結合狀態。

1 乘用車離合器操縱機構分類

離合器操縱機構有多種分類方式，按照操作力傳遞介質可分為： 機械式、液壓式兩大類。

機械式。桿系：機構簡單，容易制造，摩擦大，布置困難。繩系：繩索壽命短，拉伸剛度小，可遠距離操作。機械式操縱裝置結構簡單，制造成本低，故障少；但機械效率低，繩索拉伸變形導致踏板自由行程增大。

液壓式。操縱機構具有摩擦阻力小，質量小，布置方便，接合柔和，不受車身變形的影響等優點[1]。

2 液壓式離合器操作機構功能描述

液壓式離合器系統結構示意圖見圖1?？梢钥闯觯弘x合器主缸和離合器踏板機構通過螺栓固定在一起，二者固聯之后共同安裝在前艙防火墻上；前艙防火墻作為離合器踏板機構的安裝座；當踩下離合器踏板時，離合器踏板驅動離合器主缸將液壓油通過液壓管路送至離合器工作缸，離合器工作缸上的柱塞按圖示箭頭的方向推動變速箱本體上的分離杠桿，通過分離杠桿軸承壓迫膜片彈簧，促使離合器從動盤離開離合器片，致使離合器分離；當松開離合器踏板時，變形的膜片彈簧開始恢復原來的狀態，在膜片彈簧回彈力的作用下，一方面促使離合器從動盤向離合器片移動，并壓緊離合器片，離合器接合；另一方面驅動分離軸承，壓迫離合器工作缸的活塞，驅動液壓管路里的液壓油回流，最終促使離合器踏板回位[2]。

為了使駕駛者有良好的操縱感覺，保證離合器踏板有明確的上限位，初始設計方案是通過在離合器踏板機構中增加一個上限位螺釘，來保證離合器踏板的上限位的，見圖2。

生產使用的裝調指導書關于此螺釘的裝調步驟如下：

第1步，見圖3；

第2步：見圖4；

第3步，見圖5。

3 問題及原因分析

3.1 問題描述

在某次整車路試前，樣車從0開始磨合，到1 000 km時，出現離合器踏板力明顯變重、離合器片燒蝕的現象。經過實測，最大踏板力達到最大設計值的141.7%。進行故障分析時，在松開離合器工作缸排氣螺栓時，有液壓油輕微噴濺顯現。重新擰緊排氣螺栓，再踩踏離合器踏板，并測量離合器踏板力，最大踏板力為最大設計值的105%；

樣車繼續行駛300 km之后，踏板力變重的現象再次發生。故障排除工作如下：(1)松開并擰緊離合器工作缸排氣螺栓；(2)完全釋放離合器踏板上限位螺釘。在樣車后續的行駛中，該現象沒有再發生。

3.2 原因分析

由液壓離合主缸工作原理可知，當松開離合踏板至初始位置時，活塞上的皮碗應位于回油孔和進油孔之間，把主缸分成上腔和下腔，兩孔均開放。踩下離合器踏板推桿便推動活塞右移，皮碗將回油孔關閉，主缸便向工作缸提供一定壓力的液壓油，達到操縱離合器的目的。當釋放離合器踏板時，主缸活塞則在回位彈簧的作用下向左移動，這時在油缸的下腔形成負壓，而上腔由于油液阻尼原因產生正壓從而使皮碗兩邊產生壓差，這樣就會有少量的油液經皮碗與筒壁之間的縫隙留到下腔去彌補真空，當活塞完全回位時，下腔中多余的油液會通過補償孔有下腔流到上腔。

原有的踏板上限位設計方案和裝調指導書在理論是可行的，但是在實際操作中，裝調完成的踏板無法有效、迅速地檢測踏板上限位螺釘實際擰入深度。

正是由于上限位螺釘擰入行程無法精確控制和檢測，導致離合器踏板完全釋放時皮碗依然在回油孔的左側，下腔中多余的油液無法回油到上腔，使得整個液壓管路處于保壓狀態。反復踩踏離合器踏板之后是下腔中的油液越積越多，致使工作缸的活塞伸出的越來越多，在彌補分離軸承與膜片彈簧之間的間隙之后，逐步壓迫膜片彈簧，從而快速改變膜片彈簧的工作曲線區間和離合器從動盤的壓緊力的下降。離合器踏板回位后皮碗正確位置見圖6。

由于以上原因，使得多次踩踏離合器踏板之后，出現離合器踏板力的上升[3]和離合器片燒蝕的故障，并在釋放離合器踏板上限位螺釘之后排除該故障。

4 解決方案

為了避免踏板上限位螺釘在裝調過程中的不可控，導致離合器踏板力的上升，新的設計方取消了離合器踏板上限位螺釘，在離合器主缸的活塞上通過機加工的方式加工出一個限位凸臺(見圖7)。該凸臺在主缸裝配前單獨加工，便于尺寸的控制和檢查。同時在主缸的推桿上增加調節螺紋段(見圖8)，便于調整離合器踏板上限位。

5 結束語

文中出現的故障看似是裝車人員沒有按照裝調指導書操作導致的，實際是原方案在設計時沒有充分考慮到實際生產過程中這樣的調整機構不易于控制和檢測。因而對于設計人員來說，要避免不易觀察的結構，進而改進調整機構設計方案，要保證調整機構易于調整和被檢測！

【1】 王望予.汽車設計[M].4版.北京：機械工業出版社，2004：72.

【2】 陳家瑞.汽車構造(下冊)[M].3版.北京：機械工業出版社，2009：33-35.

【3】 王望予.汽車設計[M].4版.北京：機械工業出版社，2004：63.

AnalysisForClutchPedalForceChangingHeavier

TAO Bangyin1, ZHANG Amin1, LU Shenglin1, QIAO Hua1,XIA Yun2

(1.Chery Automobile Co., Ltd.,Wuhu Anhui 241009,China;2.Ningbo Automotive Component Testing Center,Ningbo Zhejiang 315104,China)

2014-07-01

陶邦銀(1985—)，男，助理工程師，研究方向為整車綜合主觀評價方法及在整車開發中的應用。E-mail：taobangyin1@mychery.com。