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        混凝土攪拌車離合系統(tǒng)故障分析及改進

        2015-10-21 18:23:18張鴻剛
        專用汽車 2015年9期
        關(guān)鍵詞:匹配

        張鴻剛

        摘 要:某批次4x2型混凝土攪拌車在使用不到3個月的時間里,多輛車出現(xiàn)離合分離不徹底、離合器打滑、動力性變差等現(xiàn)象。針對該問題提出了離合系統(tǒng)優(yōu)化改進方案,并對優(yōu)化改進后的車輛進行了跟蹤驗證。試驗結(jié)果表明,車輛離合系統(tǒng)未再出現(xiàn)上述現(xiàn)象,用戶反饋效果良好,從而驗證了改進措施的可行性,對日后設(shè)計工作具有指導(dǎo)意義。

        關(guān)鍵詞:混凝土攪拌車 離合系統(tǒng) 匹配 分析改進

        1 前言

        在混凝土攪拌車實際使用過程中,由于各種原因會造成離合器出現(xiàn)打滑、離合器和飛輪燒蝕、離合分離不徹底、離臺發(fā)抖異響等失效形式,從而直接導(dǎo)致車輛無法正常工作,影響車輛出勤率。有效地減小離合器的失效是離合系統(tǒng)設(shè)計時需重點考慮的問題,離合系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

        2 離合器故障現(xiàn)象及原因分析

        2.1離合器故障現(xiàn)象

        某用戶團購某4x2型混凝土攪拌車,在使用不到3個月的時間里,用戶反映多輛車出現(xiàn)離合分離不徹底、離合器打滑,動力性變差等現(xiàn)象,經(jīng)檢查離合踏板無自由行程,拆解后離合器從動盤燒蝕,并且個別發(fā)動機出現(xiàn)曲軸止推片磨損脫離故障。

        2.2離合器故障原因分析

        2.2.1離合器后備系數(shù)校核

        針對離合器從動盤燒蝕現(xiàn)象,專門對發(fā)動機和變速器離合機構(gòu)匹配進行了重點校核,由于用戶反映車輛動力性變差,首先對離合器后備系數(shù)β進行校核。

        離合器壓盤額定壓緊力Fe=11.5kN,從動盤外徑D1=350mm,內(nèi)徑D2=200mm,離合器傳遞轉(zhuǎn)矩Me的計算公式:

        Me=Fe×RCP×n×μ×η

        (1)式中:RCP為摩擦面的有效半徑;n為離合器摩擦面系數(shù)(單面n=2;雙面n=4),取n=2;μ為壓盤對摩擦面的摩擦系數(shù),取μ=0.3;η為傳動效率,取η=0.95。

        RCP按均壓法計算:RCP=(D13—D23)/[3X(D12—D22)],計算得RCP=140.9mm。

        離合器所能傳遞的最大摩擦轉(zhuǎn)矩為:Me=923.6N·m。

        已知該車輛發(fā)動機輸出的最大轉(zhuǎn)矩Memax=430N·m,根據(jù)后備系數(shù)計算公式:β=Mc/Memax=2.15。

        計算結(jié)果符合中、重型車輛后備系數(shù)在1.5~2.25范圍的要求。

        2.2.2離合器滑磨功校核

        汽車起步或換擋時,因離合器的從動盤和壓盤的轉(zhuǎn)速不同,從而產(chǎn)生相對滑動摩擦,通過相對摩擦使汽車平穩(wěn)起步或平順換擋,離合器結(jié)合過程中所產(chǎn)生的滑磨功不僅消耗一部分發(fā)動機功率、引起從動盤磨損,而且還產(chǎn)生熱量,使離合器工作溫度升高;工作溫度過高,會使壓盤受熱后翹曲變形,影響摩擦面之間的良好接觸,甚至產(chǎn)生裂紋和開裂,也會使從動盤翹曲變形,甚至表面熱龜裂或燒損,因此對離合器滑磨功W和位滑磨功w的計算尤為重要。滑磨功W的計算公式:

        W=π2ne2mRR2/(1 800×igl×i02

        (2)式中,n為汽車起步時發(fā)動機的轉(zhuǎn)速,根據(jù)經(jīng)驗豐富的試車員提供的數(shù)據(jù),取ne=1 000r/min;m為整車質(zhì)量16 000kg;RR為輪胎滾動半徑,RR=0.497m;igl為變速器一檔速比7.31;i0為驅(qū)動橋總速比6.33。

        將相關(guān)參數(shù)帶入式(2)計算可得:W=1O.11kJ。

        對于滑磨功W相同,摩擦面積不同的離合器,其發(fā)熱和磨損情況顯然也不相同,因此通常以單位滑磨功w的計算來評價離臺器的耐磨性能。單位滑磨功w的計算公式:

        w=W/(nA)

        (3)式中,A為從動盤單面摩擦面的面積,取A=64 763mm2。

        由式(3)計算可得:w=7.8lxl0-5kJ/mm2(一檔);根據(jù)《膜片彈簧與碟形彈簧離合器的設(shè)計與制造》中推薦的許用單位面積滑磨功:[w]≤25×l0-5kJ/mm2,可知該離合器單位面積滑磨功符合使用要求。

        2.2.3離合器踏板自由行程和踏板總行程設(shè)計校核

        該車離合器操縱機構(gòu)采用液壓傳動,自動補償氣壓免調(diào)助力器,離合踏板采用吊掛式踏板。離合器踏板的總行程S是由工作行程S1和離合器踏板自由行程S0兩部分組成,即:S=S1+S0。

        2.2.3.1離合器踏板自由行程S0的計算

        離合器踏板自由行程S0計算公式:

        S0=(△S1+△S2×i2i3)i1,

        (4)式中:△S1為離合主泵活塞與推桿間隙,△S1=1.6mm; △S2為變速器分離軸承自由行程,因該車裝配自動補償氣壓助力器,故△S2=O;i2離合系統(tǒng)液壓傳動比,i2=1.44;i3為離合器分離杠桿傳動比,i3=1.38;i3為離合踏板傳動比,i1=3.1。

        將數(shù)據(jù)帶入式(4)可得:S0=4.96mm。

        2.2.3.2離合器工作行程S1的計算

        離合器工作行程S1計算公式:

        S1=i1i2i3ξ△S

        (5)式中,ξ為液壓離合銅制油管系數(shù),取ξ=l; △S為離合器分離行程,△S=14mm。

        經(jīng)式(5)計算可得:S1=86.2mm。

        離合器踏板的總行程S=S1+S0=91.16mm,此時離合總泵活塞的行程△S3=S/i1=29.4mm3

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