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、實際應(yīng)用以及可靠性能對其進行探討。

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”來傳遞適量的動力。離合器主要是由飛輪、離合器蓋、壓盤以及從動盤和從動軸為重要組成部分。它是安裝在汽車變速器與發(fā)動機間的汽車器件，與汽車發(fā)動機曲軸的飛輪組裝在一起，是汽車傳動系和發(fā)動機之間用來傳遞和切斷動力的部件。離合器最主要的作用就是保證汽車能平穩(wěn)起步，在進行變速換擋時，能夠減輕變速齒輪的沖擊載荷并防止傳動系過載，因此正確使用并同時掌握離合器的工作原理，是每個駕駛?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

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、有機金屬片以及有機纖維等。

（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、加滑劑和有機材料。這些材料的相對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)的制動摩擦片絕對不含石棉。不僅如此，摩擦材料還應(yīng)當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，以有機纖維和無機纖維為骨架并配合高級摩擦材料調(diào)節(jié)劑經(jīng)熱壓而成的一種制動器摩擦片。它主要是利用電磁器離合器片的傳動與制動功能。由于這種產(chǎn)品所采用的材料是一種特殊的纖維增強材料為基材，因此具有很強的機械強度和耐磨性能，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荷力以及使用過程中由于制動和傳動而產(chǎn)生的沖擊力、剪切力等壓力。同時制動器摩擦片具有無污染、無噪音、高耐磨且使用壽命長等優(yōu)點，并且其密度小、彎曲強度好、摩擦系數(shù)穩(wěn)定、磨損率低，因此在裝機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)過熱處理和機加工制成紙基摩擦片，它具有動摩擦系數(shù)高，動、靜摩擦系數(shù)接近，接合平穩(wěn)柔和，制動平穩(wěn)，噪音小，傳遞扭矩能力強，無環(huán)境污染、等特點。

（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)特點及可靠性

膜片式離合器結(jié)構(gòu)特點

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、傳動鋼帶、支撐圈、壓盤以及傳風輪齒圈等結(jié)構(gòu)組成，膜片式離合器的結(jié)構(gòu)特點：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、使用簡單等優(yōu)勢，膜片式離合器的踏板是一種自動調(diào)節(jié)裝置，無需對其進行調(diào)整，可以簡單利用拉索進行操作，新型膜片式離合器不僅在軸向尺寸設(shè)計上大大減少，同時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

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)勢具有以下幾個方面：①安全環(huán)保功能：在設(shè)計材料上不含有石棉等危害物，因此具有環(huán)保安全功能，符合我國環(huán)保安全、可持續(xù)的發(fā)展標準。②使用簡單方便快捷：新型膜片式離合器其軸向尺寸減小、結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，用戶只需在外面就可以調(diào)整離合器大小，操作便捷，高速時能夠輕松駕馭③使用時間長：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，使用時間是傳統(tǒng)離合器片的2.5倍，當前，膜片式離合器已經(jīng)在各MT汽車中廣泛使用。

離合器片在實際應(yīng)用中的具體作用及性能

汽車開動時，能使汽車平穩(wěn)起步

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

有效防止傳動系統(tǒng)過載

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

離合器片在使用中的注意事項

正常情況下，汽車離合器的壽命一般為6萬km，因此MT汽車在使用時駕駛?cè)藛T需要注意以下幾點①在行駛過程中腳不要放在離合器腳踏板上；②起步時要掌握好接觸點——即半聯(lián)動狀態(tài)；③駕駛員不要在低速時用高速檔。當汽車負重爬坡時，離合器會出現(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；因此當汽車半聯(lián)動時間過長，離合器片與飛輪及壓盤就會處于滑磨狀態(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；在長時間的高溫下不但會影響摩擦片的結(jié)構(gòu)、出現(xiàn)碳化、增強纖維破壞等，嚴重的還會導(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)動的時間，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)展以及人們對環(huán)保意識的加強，離合器片在制作過程中在性能上要求越來越高，特別是對離合器片的摩擦系數(shù)和耐磨性能上提出更高的要求，因此我們在選擇環(huán)保材料的同時，對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)動機傳遞來的震動感，進而帶來完美暢流的離合動作，使駕駛員能夠輕松愉快安全的駕駛。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.01.079