鄭　勝，翟克嬌

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西柳州545007）

一種液壓系統(tǒng)行程補償裝置

鄭勝，翟克嬌

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西柳州545007）

說明了設計液壓系統(tǒng)行程補償裝置的目的和要求，提出了一種可實現(xiàn)行程補償?shù)难b置及工作原理。通過工作原理及對應的數(shù)學模型，驗證該裝置的可行性，為該裝置的進一步研究及應用提供了理論依據(jù)。

行程補償；壓力差；液壓系統(tǒng)；彈簧

汽車液壓式離合器操縱機構一般是由離合器踏板、離合器主缸、工作缸、分離叉、分離軸承和管路系統(tǒng)組成。某車型汽車在進行驗證時發(fā)現(xiàn)，試驗人員把離合器踏板踩到底時會感覺到踏板顫動。經分析是離合器分離指未完全屈服，處于臨界點而產生的抖動，從而分離指反向推動工作缸，再經由液壓系統(tǒng)傳遞至離合踏板，連續(xù)快速的沖擊，使離合器踏板產生顫動。產品設計階段已考慮液壓系統(tǒng)總流量，但由于液壓管路受壓膨脹同時產生一定的耗液量，使液壓系統(tǒng)總流量不滿足離合系統(tǒng)徹底分離要求。此時主缸工作時輸出油量等于工作缸所耗油量與耗液量之和。經臺架試驗驗證，更換離合器液壓軟管為硬管后，離合器踏板顫動現(xiàn)象消失離合器徹底分離。離合器液壓系統(tǒng)介于車身與發(fā)動機之間，要有柔性連接，更換為硬管不符合實際使用需求。

為了使離合器分離徹底，必須要求離合器主缸有足夠的壓強和流量。壓強決定了離合器分離所需要的力，流量決定了工作缸使離合器徹底分離所需要的行程。主要有以下幾個方向的措施：（1）加大離合器主缸的缸徑，即使踏板行程不變也可以增大流量，但為了滿足系統(tǒng)壓強要求，必須增加施加到離合器踏板的力。而如果踏板力過大，則不符合人機工程要求，會降低客戶滿意度；（2）保持踏板力不變，加大主缸的有效行程，則需要增大離合器踏板要相應的程。該踏板行程如果過長，同樣影響操作舒適性。

為克服現(xiàn)有技術的缺陷，設計了一種在不增加踏板力的條件下，補償離合器液壓分離系統(tǒng)耗液量的裝置，使離合器徹底分離時的踏板行程減小。

1　液壓系統(tǒng)行程補償裝置的內部結構

液壓系統(tǒng)行程補償裝置如圖1所示，此裝置包括閥體（13）、第一油管接頭（A）、帶排氣孔（7）的第一排氣螺釘（1）等部件，第一油管接頭、第一排氣螺釘、第二油管接頭、第二排氣螺釘分別通過螺紋連接連接到閥體的上腔C、左腔E、下腔D、右腔F；左腔的頂端徑向地插入上腔的前部，下腔的頂端徑向地插入左腔的前部，右腔的頂端徑向地插入下腔的前部，上腔的頂端徑向地插入右腔的前部；行程補償閥通過第一油管接頭連接到離合器主缸（15），并通過第二油管接頭連接到離合器工作缸（16）；第一彈簧的一端固定到第一排氣螺釘且另一端連接第一鋼珠座，第一鋼珠固定在第一鋼珠座上并封閉左腔的頂端，第二彈簧的一端固定到第二排氣螺釘且另一端連接第二鋼珠座，第二鋼珠固定在第二鋼珠座上并封閉右腔的頂端。

圖1　閥體結構示意圖

通過第一彈簧壓緊第一鋼珠和第二彈簧壓緊第二鋼珠來堵塞閥體內的油路，使離合器工作缸中存有一定的液壓油，所以當給踏板施加力時，殘余的液壓油起到了流量補償?shù)男Ч瑥亩诓辉黾犹ぐ辶Φ臈l件下使離合器徹底分離時的踏板行程減小。

2　工作原理

裝配后的行程補償閥，如圖2所示。初次安裝該裝置至油路時，液壓系統(tǒng)中中會殘留有空氣。由于空氣有較高的壓縮比，應排除油閥內的空氣。旋轉松開排氣螺釘1、6，使螺釘上的排氣孔7與大氣相通。推動主缸15時固定工作缸16，讓液壓油充滿閥體，排出液壓系統(tǒng)中殘留的空氣?？諝馊颗懦龊?，擰緊排氣螺釘1、6.

圖2　閥體裝配圖

閥體安裝至油路系統(tǒng)后，如圖3所示。給踏板8施加一定壓力F，活塞9推動油液流出主動缸15并經油口接頭A進入閥體。壓力達到一定程度后，因為油液的運動方向與彈簧5壓緊鋼珠4的壓緊力方向一致，與彈簧2壓緊鋼珠3的壓緊力方向相反，所以油液推開被彈簧2壓緊在油道上的鋼珠3，如圖4（箭頭方向為油液流動方向）。此時油液填充滿閥體，并經油口接頭B流入工作缸16，推動活塞10向左運動。

圖3　當給踏板施加力時汽車液壓式離合器操縱機構的工作原理圖

圖4　當給踏板施加力時行程補償閥實質工作部分的結構示意圖

如圖5所示，去掉踏板力F，主動缸復位彈簧11與離合器分離叉的復位力同時作用，使活塞10向右運動，油液逆向流動。因為油液的運動方向與彈簧2壓緊鋼珠3的壓緊力方向一致，與彈簧5壓緊鋼珠4的壓緊力方向相反，所以油液推開被彈簧5壓緊在油道上的鋼珠4，如圖6（箭頭方向為油液流動方向）。最后大部分油液回到了離合器主缸。

圖5　當松開踏板時汽車液壓式離合器操縱機構的工作原理圖

圖6　當松開踏板時行程補償閥實質工作部分的結構示意圖

3　理論分析

由于彈簧5能給鋼珠4提供一定的壓緊力，工作缸內能存有一定的殘余壓力，即工作缸中有殘余液壓油，體積為V余.當工作缸油壓逐漸減小，提供給鋼珠4的壓力與彈簧5提供的壓緊力相等，系統(tǒng)達到平衡。假定由踏板施加至工作缸的杠桿比為n，踏板行程與工作缸行程轉換比值為n1.

（1）若液壓系統(tǒng)中沒有安裝此裝置，主缸截面積為。

給踏板施加壓力F，施加到主動缸的力為nF.工作缸行程為L1，則踏板行程S1=n1L1.假定此時離合器分離徹底，則從主動缸壓出的油壓體積V1、系統(tǒng)壓強P.則：

（2）若液壓系統(tǒng)中安裝此裝置，主動缸缸徑仍為S1.

給踏板施加壓力F，施加到主動缸的力為nF.工作缸行程為L2，則踏板行程S2=n1L2.假定此時離合器分離徹底，則從主動缸壓出的液壓油體積V2、系統(tǒng)壓強P.則：

假定徹底分離時V2=V1，系統(tǒng)壓強相等。則

故L2＜L1，則有S2＜S1，即在踏板力、主動缸缸徑不變的條件下，通過該裝置可以減小離合器徹底分離時的踏板行程。

（3）若液壓系統(tǒng)中安裝此裝置，同時減小主動缸缸徑為S3.

給踏板施加力F3，施加到主動缸的力為nF3.踏板行程為L3，則踏板行程S3=n1L3.假定此時離合器分離徹底則從主動缸壓出的油壓體積V3、系統(tǒng)壓強P.則：

假定徹底分離時V3=V1，系統(tǒng)壓強相等。則：

1）假設分離時，則

故F3＜F，即在主缸缸徑減小、踏板行程不變的條件下，通過該裝置可以減小在離合器徹底分離時的踏板力。

2）假設分離時L3＜L1，此時S3＜S1.在一定范圍內，仍能滿足S3L3+V余=S1L1.

同時由于：

故F3＜F，即在主缸缸徑減小條件下，通過該裝置可以減小在離合器徹底分離時的踏板力，同時減小踏板行程。

4　結束語

通過液壓系統(tǒng)行程補償裝置體積小、結構簡單、成本低，在離合器液壓系統(tǒng)中安裝該裝置可以減小離合器徹底分離時離合踏板行程，有效地解決了現(xiàn)有的技術缺陷。

A Kind of Hydraulic System TravelCom pensation Device

ZHENG Sheng，ZHAIKe-jiao
（SAICGM Wuling Automobile Limited by Share Ltd，Liuzhou Guangxi 545007，China）

This paper summarized the design of hydraulic system trip purpose and requirements of the compensation device，this paper proposes a trip can realize compensation devices and working principle.Through example analysis and the corresponding mathematical model，verify the feasibility of the device.For the further research and application of the device provides a theoretical basis.

travel compensation；pressure difference；hydraulic system；spring

TH 137

A

1672-545X（2016）06-0072-04

2016-03-18

鄭勝（1989-），男，廣西人，學士，助理工程師，主要研究方向為零部件臺架試驗；翟克嬌（1988-），女，山西人，學士，助理工程師，主要研究方向為汽車底盤性能及油耗。