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（上海汽車集團(tuán)股份有限公司培訓(xùn)中心，上海 200086）

離合器是采用手動(dòng)變速器的汽車傳動(dòng)系中的一個(gè)重要部件，它由離合器壓盤、離合器從動(dòng)盤、分離軸承等零件組成。通過接合或分離離合器，實(shí)現(xiàn)向變速器傳遞或中止發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，保證汽車平穩(wěn)起步和變速器換擋時(shí)工作平順。離合器操縱系統(tǒng)要求操縱輕便、響應(yīng)迅速、工作可靠，在緊急情況下（比如系統(tǒng)氣壓下降）離合器仍能正常分離。本文結(jié)合某重型車在連續(xù)制動(dòng)后系統(tǒng)氣壓快速下降時(shí)離合器無法正常分離，氣壓在0.6 MPa左右時(shí)離合器分離困難或分離不徹底，造成換擋困難等問題，分析離合器助力器對(duì)操縱系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的影響，并提出解決問題的建議，驗(yàn)證改進(jìn)效果。

1 重型車離合器操縱系統(tǒng)的基本原理

隨著重型汽車所用發(fā)動(dòng)機(jī)功率和輸出扭矩的不斷增大，與之匹配的離合器的扭矩容量也需不斷增大，離合器的壓緊力和分離力也需隨之增大。以德國SACHS（薩克斯）公司MFZ430/430WGTZ單片、干式、拉式離合器為例，其最大壓緊力≥25 100 N，最大分離力也達(dá)到了6 300 N，傳統(tǒng)的通過桿系或拉索等純機(jī)械式操縱離合器的方法已滿足不了如此大的分離力的要求，必須采用氣壓式助力器。

目前，重型車離合器的操縱普遍采用的方案是由離合器踏板、儲(chǔ)液罐、離合器總泵、液壓管路和氣壓式助力器等部件建立的液壓系統(tǒng)來控制離合器助力器工作氣缸閥門的開啟或關(guān)閉，以作用在氣缸活塞上的壓縮空氣產(chǎn)生的推力為主要?jiǎng)恿υ赐苿?dòng)推桿、分離撥叉、分離軸承等部件，最終實(shí)現(xiàn)離合器的分離。

氣壓式助力器是利用外界氣源壓力來協(xié)助分離離合器，駕駛員對(duì)離合器踏板的操縱只是為了控制離合器的分離和接合，因此在設(shè)計(jì)上助力器的動(dòng)作應(yīng)滿足隨動(dòng)作用的要求，并且還應(yīng)保證在助力器失效的情況下，離合器仍然能夠由人力來操縱。所謂“隨動(dòng)作用”，是指助力器作用于分離軸承上的力（或它的位移）和駕駛員加于踏板上的力（或位移）構(gòu)成確定的比例關(guān)系，后者跟著前者動(dòng)而動(dòng)、停而停，卻與作用時(shí)間的長短無關(guān)。這樣就可以保證駕駛員在逐漸緩慢地放松離合器踏板時(shí)，離合器能平穩(wěn)而柔和地接合；同時(shí)在駕駛員快速踩下離合器踏板時(shí)，分離系統(tǒng)可以迅速響應(yīng)，并能將離合器徹底分離。這種隨動(dòng)作用是由液壓系統(tǒng)對(duì)離合器助力器助力氣缸閥門的開啟與關(guān)閉動(dòng)作的控制來實(shí)現(xiàn)的。

液壓系統(tǒng)的建立與解除是通過駕駛員的腳踩下或松開離合器踏板來實(shí)現(xiàn)的。在液壓系統(tǒng)排盡空氣后，由于系統(tǒng)的工作介質(zhì)具有不可壓縮性，當(dāng)駕駛員踩下離合器踏板時(shí)，離合器總泵活塞隨之移動(dòng)，通過液壓管路向離合器助力器供油，在液壓的作用下，開啟離合器助力器的氣缸閥門，壓縮空氣進(jìn)入氣缸內(nèi)，推動(dòng)氣缸活塞及推桿、離合器分離撥叉、分離軸承運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了離合器的分離。當(dāng)駕駛員松開離合器踏板后，離合器總泵活塞回位，液壓系統(tǒng)中的制動(dòng)液壓力下降并通過管路回流至總泵的缸體及儲(chǔ)液罐內(nèi)。同時(shí)離合器助力器的油缸活塞回位，將工作氣缸進(jìn)氣閥門關(guān)閉、排氣閥門打開，氣缸內(nèi)的壓縮空氣在與外界空氣壓差及推桿的反作用力作用下排入大氣；分離撥叉、分離軸承回到離合器分離前的位置，離合器處于接合狀態(tài)。

2 重型車離合器操縱存在的問題

當(dāng)車輛系統(tǒng)壓力達(dá)到0.8 MPa時(shí)，離合器分離系統(tǒng)工作正常，快速踩下離合器踏板時(shí)能保證離合器迅速徹底地分離。但當(dāng)駕駛員連續(xù)急踩幾次剎車后，氣壓表顯示系統(tǒng)氣壓快速下降至0.6 MPa左右，發(fā)現(xiàn)離合器開始打滑，無法徹底分離，影響變速器正常換擋。而整車技術(shù)條件和出廠檢驗(yàn)規(guī)范要求整車系統(tǒng)壓力在0.6 MPa時(shí)，離合器應(yīng)能正常分離、變速器可以正常換擋。離合器操縱系統(tǒng)在匹配設(shè)計(jì)時(shí)也要求滿足離合器助力器在0.6 MPa氣壓下可輸出的最大推力應(yīng)滿足離合器徹底分離的要求。此情況下，儲(chǔ)液罐液面位置正常，總泵及液壓管路連接處均無滲漏現(xiàn)象，助力器進(jìn)氣管路密封良好。在對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)進(jìn)行重新排盡空氣，再次檢測時(shí)，同樣的問題依然存在。

3 離合器氣壓式助力器的工作原理

離合器助力器工作前，應(yīng)先通過排氣螺釘，經(jīng)油缸排氣口，將液壓系統(tǒng)中的空氣排盡。當(dāng)需要分離離合器時(shí)，踩下離合器踏板，總泵中產(chǎn)生油壓，高壓制動(dòng)液經(jīng)過進(jìn)油口，同時(shí)作用于油缸活塞和中繼活塞。作用于油缸活塞時(shí)，使油缸活塞帶動(dòng)推桿往前移，但由于該作用力不夠大，不能夠克服離合器所需的分離力；作用于中繼活塞時(shí)，中繼活塞前移，克服中繼活塞及閥門回位彈簧力，推開閥門，這時(shí)，來自儲(chǔ)氣筒的壓縮空氣經(jīng)過進(jìn)氣口，經(jīng)過打開的閥門口，通過通往助力氣缸的氣路進(jìn)入氣缸，作用于氣助力活塞，與上面提到的作用于油缸活塞的力一起產(chǎn)生推桿克服離合器的分離力。其隨動(dòng)作用的原理為：當(dāng)離合器踏板固定在某一位置時(shí)，與中繼活塞成一體的氣閥門端作用面積較大，在氣體壓力、回位彈簧和油壓作用下，作用在中繼活塞上的力平衡。由于彈簧力的作用，關(guān)閉了進(jìn)氣閥，這樣推動(dòng)分離撥叉移動(dòng)的活塞也不再運(yùn)動(dòng)，助力器處于平衡位置，離合器不再分離。此時(shí)，可分成2種情況：①若繼續(xù)對(duì)踏板施加壓力，總泵油壓增加，系統(tǒng)的平衡破壞，進(jìn)氣閥再次打開，向助力缸充氣，進(jìn)一步分離離合器；②若放松踏板，制動(dòng)液的壓力逐漸恢復(fù)到自然狀態(tài)下的油壓，系統(tǒng)的平衡也發(fā)生了變化。此時(shí)，一方面，離合器的回位力作用于推桿，帶動(dòng)氣助力活塞及油缸活塞一起后退復(fù)位；另一方面，中繼活塞在中繼活塞回位彈簧作用下后退復(fù)位，打開排氣通道，同時(shí)閥門在閥門回位彈簧作用下前移關(guān)閉閥門口，切斷進(jìn)氣通道，助力氣缸及進(jìn)氣通道中的壓縮空氣經(jīng)排氣通道、消聲器排向大氣，離合器開始接合。通過控制離合器踏板的運(yùn)動(dòng)速度就可控制離合器接合速度的快慢。

4 重型車離合器操縱問題的原因

通過對(duì)氣壓助力器結(jié)構(gòu)和工作原理的了解，發(fā)現(xiàn)車輛系統(tǒng)壓力在0.6 MPa左右時(shí)離合器不能正常分離，是由于助力器的中繼活塞動(dòng)作滯后，造成進(jìn)氣閥門開啟響應(yīng)延遲或開度不足，壓縮空氣進(jìn)氣量不夠，在短時(shí)間內(nèi)不能充滿整個(gè)氣缸，導(dǎo)致氣缸內(nèi)的氣壓低于0.6 MPa，助力器無法輸出滿足離合器分離要求的推力。該重型車所配置的MFZ430/430WGTZ離合器分離軸承處的最大分離力FA1max為6 300 N，F(xiàn)A2max為5 550 N。其中，F(xiàn)A1max代表從動(dòng)盤磨損后的最大分離力，F(xiàn)A2max代表離合器在初始安裝位置的最大分離力。

該重型車所配置的變速器所帶的離合器分離撥叉的杠桿比為if＝1.765，因此分離離合器所要求的助力器輸出的推力為：，其中，η為f分離撥叉的機(jī)械效率，取0.95.

參照該重型車所配置的Φ102型免調(diào)式離合器助力器的性能曲線圖，發(fā)現(xiàn)在壓縮空氣壓強(qiáng)為0.6 MPa時(shí)，該助力器輸出的推力技術(shù)上是滿足上述分離力要求的。以上分析說明，當(dāng)氣壓表顯示車輛的系統(tǒng)壓力在0.6 MPa左右時(shí)，踩下離合器踏板的瞬間，助力器內(nèi)中繼活塞在油壓的作用下打開進(jìn)氣閥門到一定的開度，此時(shí)來自儲(chǔ)氣筒的0.6 MPa左右的壓縮空氣通過閥門進(jìn)入氣缸內(nèi)的速度明顯小于0.8 MPa氣壓下的速度，壓縮空氣充滿氣缸所需的時(shí)間延長，助力效果響應(yīng)滯后甚至達(dá)不到完全分離離合器所需的推力，因此出現(xiàn)離合器打滑、分離不清、變速器無法換擋等故障。

5 結(jié)束語

通過對(duì)離合器操縱系統(tǒng)響應(yīng)速度的分析及助力器設(shè)計(jì)改進(jìn)的驗(yàn)證，我們認(rèn)為離合器液壓控制氣助力操縱系統(tǒng)需要多方面的正確匹配才能達(dá)到最佳狀態(tài)。其他影響液壓系統(tǒng)建立的因素也非常重要，如整個(gè)液壓管路的走向布置與設(shè)計(jì)、管路之間連接的密封性等。通過優(yōu)化液壓管路的走向，有利于系統(tǒng)排盡空氣，降低液壓系統(tǒng)的效率損失，提高響應(yīng)速度。