王志剛

山東交通職業(yè)學(xué)院

MT汽車離合器可靠性能的研究

王志剛

山東交通職業(yè)學(xué)院

離合器片主要運(yùn)用在汽車制造行業(yè)，是一種以摩擦為主要功能、兼有結(jié)構(gòu)性能要求的復(fù)合材料。離合器是MT汽車部件中不可或缺的重要部件。由于汽車離合器上所采用的離合器片所采用的材質(zhì)不盡相同，因此其摩擦性能也有所不同。目前為止，離合器片所采用的材質(zhì)主要有銅基片、包芯紗、有機(jī)金屬片以及纖維紗等等。本文將根據(jù)離合器片的工作原理、實(shí)際應(yīng)用以及可靠性能對(duì)其進(jìn)行探討。

離合器的概念及其工作原理

所謂離合器，其顧名思義就是：利用“離”與“合”來傳遞適量的動(dòng)力。離合器主要是由飛輪、離合器蓋、壓盤以及從動(dòng)盤和從動(dòng)軸為重要組成部分。它是安裝在汽車變速器與發(fā)動(dòng)機(jī)間的汽車器件，與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的飛輪組裝在一起，是汽車傳動(dòng)系和發(fā)動(dòng)機(jī)之間用來傳遞和切斷動(dòng)力的部件。離合器最主要的作用就是保證汽車能平穩(wěn)起步，在進(jìn)行變速換擋時(shí)，能夠減輕變速齒輪的沖擊載荷并防止傳動(dòng)系過載，因此正確使用并同時(shí)掌握離合器的工作原理，是每個(gè)駕駛?cè)藛T所必須具備的最基本的技能。

離合器片的采用材質(zhì)及特點(diǎn)

汽車離合器上所采用的離合器片所采用的材質(zhì)不盡相同，因此其摩擦性能也有所不同。目前為止，離合器片所采用的材質(zhì)主要有無石棉、金屬陶瓷、有機(jī)金屬片以及有機(jī)纖維等。

（1）優(yōu)質(zhì)無石棉：摩擦片材料基本上由四種原材料組成：金屬材料、填充材料、加滑劑和有機(jī)材料。這些材料的相對(duì)比例取決于摩擦片使用的具體情況和所要求的摩擦系數(shù)。在摩擦片配方材料中，石棉曾被證明是最有效的耐磨材料，但在人們知道石棉纖維對(duì)健康有害之后，這種材料就逐漸被其他纖維所取代。因此優(yōu)質(zhì)的制動(dòng)摩擦片絕對(duì)不含石棉。不僅如此，摩擦材料還應(yīng)當(dāng)盡量避免使用昂貴而不確定性能的纖維和硫化物。隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，摩擦材料在配方中采用了世界上最好的摩擦原材料，如高純石墨、膠粉和樹脂等，這些材料保證了產(chǎn)品的高性能。

（2）電磁離合器片：電磁離合器片又可以叫制動(dòng)器摩擦片，它是一種主要以丁晴橡膠、酚醛樹脂為黏接劑，以有機(jī)纖維和無機(jī)纖維為骨架并配合高級(jí)摩擦材料調(diào)節(jié)劑經(jīng)熱壓而成的一種制動(dòng)器摩擦片。它主要是利用電磁器離合器片的傳動(dòng)與制動(dòng)功能。由于這種產(chǎn)品所采用的材料是一種特殊的纖維增強(qiáng)材料為基材，因此具有很強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性能，使其能承受摩擦片在生產(chǎn)過程中的磨削和鉚接加工的負(fù)荷力以及使用過程中由于制動(dòng)和傳動(dòng)而產(chǎn)生的沖擊力、剪切力等壓力。同時(shí)制動(dòng)器摩擦片具有無污染、無噪音、高耐磨且使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，并且其密度小、彎曲強(qiáng)度好、摩擦系數(shù)穩(wěn)定、磨損率低，因此在裝機(jī)使用過程中接合平穩(wěn)，其綜合性能滿足于現(xiàn)代MT汽車離合器的要求。

（3）紙基摩擦片：紙基摩擦材料主要是以纖維為骨架，以樹脂為基體，利用多種氧化物和石墨為填料以及有機(jī)摩擦粉和橡膠為調(diào)節(jié)劑，通過制漿、造紙、烘干、浸漬樹脂并在鋼芯板上貼片，再經(jīng)過熱處理和機(jī)加工制成紙基摩擦片，它具有動(dòng)摩擦系數(shù)高，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)接近，接合平穩(wěn)柔和，制動(dòng)平穩(wěn)，噪音小，傳遞扭矩能力強(qiáng)，無環(huán)境污染、等特點(diǎn)。

（4）金屬陶瓷摩擦片：金屬陶瓷摩擦材料主要是由金屬基體、陶瓷組元、潤(rùn)滑組元而組成的多元復(fù)合材料，并通過粉末冶金工藝燒結(jié)而成。它具有良好的耐高溫摩擦性、耐磨性以及導(dǎo)熱性，因而用途非常廣泛，適用于重載及惡劣工況條件下被廣泛采用，如5t以上重型車、工程用車、自卸車、大型客車、城市公交車等汽車離合器。

膜片式離合器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及可靠性

膜片式離合器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

膜片式離合器是一種整體不可拆卸且膜片類似碟狀的新型離合器，它主要包括離合器蓋、分離軸承、膜片彈簧、傳動(dòng)鋼帶、支撐圈、壓盤以及傳風(fēng)輪齒圈等結(jié)構(gòu)組成，膜片式離合器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：是一種利用彈簧鋼板而制成的將具有錐形的膜片彈簧，每個(gè)分爪軸線均勻，受壓力度平衡，膜片磨損度均勻，接合平順、方便快捷、使用簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，膜片式離合器的踏板是一種自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，無需對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，可以簡(jiǎn)單利用拉索進(jìn)行操作，新型膜片式離合器不僅在軸向尺寸設(shè)計(jì)上大大減少，同時(shí)其膜片彈簧是一種非線性彈簧，彈簧性能良好，膜片之間相間緊湊，能夠在任何情況下使其牢牢靠緊，不易變形和松弛。

新型膜片式離合器具有以下優(yōu)勢(shì)

經(jīng)改造之后的型膜片式離合器代替了傳統(tǒng)的分離離合器，其使用優(yōu)勢(shì)具有以下幾個(gè)方面：①安全環(huán)保功能：在設(shè)計(jì)材料上不含有石棉等危害物，因此具有環(huán)保安全功能，符合我國(guó)環(huán)保安全、可持續(xù)的發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)。②使用簡(jiǎn)單方便快捷：新型膜片式離合器其軸向尺寸減小、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，用戶只需在外面就可以調(diào)整離合器大小，操作便捷，高速時(shí)能夠輕松駕馭③使用時(shí)間長(zhǎng)：新式膜片式離合器在使用壽命更久，用戶更換離合器片頻率減少，使用時(shí)間是傳統(tǒng)離合器片的2.5倍，當(dāng)前，膜片式離合器已經(jīng)在各MT汽車中廣泛使用。

離合器片在實(shí)際應(yīng)用中的具體作用及性能

汽車開動(dòng)時(shí)，能使汽車平穩(wěn)起步

在汽車開動(dòng)之前，汽車是保持靜止的，當(dāng)直接連接發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱時(shí)，直接相連，汽車在掛檔時(shí)，就會(huì)在慣性的作用下發(fā)動(dòng)汽車突然向前沖去，因此不但不會(huì)造成汽車器件的損害，同時(shí)汽車驅(qū)動(dòng)力由于不能大于汽車突發(fā)帶來的巨大慣性，就會(huì)導(dǎo)致汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在急劇轉(zhuǎn)動(dòng)速度下降之后致使汽車熄火。因此，當(dāng)我們利用離合器的作用，將發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱暫時(shí)分離，再與離合器相接合，離合器的主動(dòng)部分與從動(dòng)部分就會(huì)產(chǎn)生摩擦現(xiàn)象，就會(huì)使離合器傳出的扭矩由零逐漸增大，而汽車驅(qū)動(dòng)力也會(huì)增大，從而使汽車能夠安全平和的啟動(dòng)。

有效防止傳動(dòng)系統(tǒng)過載

當(dāng)汽車在緊急狀況下開動(dòng)時(shí)，汽車車輪就會(huì)由于摩擦的作用急劇減緩速度，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)相接的傳動(dòng)系將由于旋轉(zhuǎn)的慣性，仍然繼續(xù)在保持原有的轉(zhuǎn)速，以此就會(huì)造成傳動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生的動(dòng)力大于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的慣性矩，容易造成傳動(dòng)系的零件損壞。而離合器主要是利用摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩的，因此當(dāng)傳動(dòng)系內(nèi)載荷超過摩擦力所能傳遞的轉(zhuǎn)矩時(shí)，離合器的主動(dòng)部分和從動(dòng)部分就會(huì)自動(dòng)打滑，起到了防止傳動(dòng)系過載的作用。

離合器片在使用中的注意事項(xiàng)

正常情況下，汽車離合器的壽命一般為6萬km，因此MT汽車在使用時(shí)駕駛?cè)藛T需要注意以下幾點(diǎn)①在行駛過程中腳不要放在離合器腳踏板上；②起步時(shí)要掌握好接觸點(diǎn)——即半聯(lián)動(dòng)狀態(tài)；③駕駛員不要在低速時(shí)用高速檔。當(dāng)汽車負(fù)重爬坡時(shí)，離合器會(huì)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，很有可能是離合器片被燒毀而造成的，這就在提醒駕駛?cè)藛T需要更換離合器片了。由于離合器片與剎車片具有相似的材質(zhì)，其摩擦片具有一定的耐高溫性能；因此當(dāng)汽車半聯(lián)動(dòng)時(shí)間過長(zhǎng)，離合器片與飛輪及壓盤就會(huì)處于滑磨狀態(tài)，造成摩擦表面溫度增高，致使摩擦片以及周邊環(huán)境因高溫而發(fā)生燒糊、黏合劑釋出、裝配油防表面銹油揮發(fā)等情況發(fā)生，導(dǎo)致出現(xiàn)冒煙的現(xiàn)象；在長(zhǎng)時(shí)間的高溫下不但會(huì)影響摩擦片的結(jié)構(gòu)、出現(xiàn)碳化、增強(qiáng)纖維破壞等，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致離合器鋼片退火軟化，使車輛離合過程出現(xiàn)打滑，甚至無法傳遞動(dòng)力。因此MT汽車駕駛員要熟練掌握加減擋的操作，減少半聯(lián)動(dòng)的時(shí)間，使離合器能夠發(fā)揮正常的使用壽命。

總結(jié)

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展以及人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，離合器片在制作過程中在性能上要求越來越高，特別是對(duì)離合器片的摩擦系數(shù)和耐磨性能上提出更高的要求，因此我們?cè)谶x擇環(huán)保材料的同時(shí)，對(duì)離合器片要求必須具備三重預(yù)減震功能，使其能有效的過濾發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞來的震動(dòng)感，進(jìn)而帶來完美暢流的離合動(dòng)作，使駕駛員能夠輕松愉快安全的駕駛。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.01.079