汽車離合器從動盤斷裂原因分析

蔣忠平

摘要：作為汽車離合器的基本元件，從動盤會對汽車發(fā)動機(jī)和變速器的正常運行產(chǎn)生影響，因此，保證從動盤在汽車離合器內(nèi)的有效應(yīng)用，是保證汽車安全平穩(wěn)運行的重要條件。對此，本文主要從離合器從動盤的基本原理進(jìn)行分析，在了解了離合器從動盤斷裂的原因的基礎(chǔ)上，提出了相應(yīng)的改進(jìn)策略，希望能有效控制汽車離合器從動盤的斷裂現(xiàn)象，保證汽車在運行過程中的安全性和穩(wěn)定性，有效提升汽車的運行效率和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：汽車離合器;從動盤;斷裂原因

1? 離合器從動盤的基本原理

離合器是直接連接汽車傳動系統(tǒng)中發(fā)動機(jī)的基礎(chǔ)元件之一，對于機(jī)動車起步的平穩(wěn)性、傳動系統(tǒng)靈活的換擋、防止系統(tǒng)過載方面具有重要意義。在利用離合器的過程中。從動盤主要發(fā)揮結(jié)合、分離控制的作用，能夠在摩擦轉(zhuǎn)換的作用下，有效傳遞發(fā)動機(jī)的扭矩，使傳動系統(tǒng)的沖擊和震動不斷減少，進(jìn)而達(dá)到有效控制和規(guī)范變速器的目的。在離合器控制的過程中，從動盤是一個較容易損耗的變數(shù)控制單元，有效地利用該單元能夠使汽車行駛過程中換檔的操作更加簡單，進(jìn)一步延長相關(guān)零件的使用壽命，對于無功損耗控制有著重要意義。目前，離合器從動盤主要包括了組合式彈性從動盤、整體式彈性從動盤、分開式彈性從動盤三種基本形態(tài)。

通過查閱相關(guān)資料，發(fā)動機(jī)飛輪為離合器的主動件，原理是通過連接變速箱的主動軸與從動盤和轂借滑動花鍵相連接，其中從動盤帶有摩擦片，從動盤需要與飛輪的端面緊密相連，利用從動盤接觸面與飛輪產(chǎn)生的摩擦力將作用傳遞給從動盤，最后利用從動軸和傳動系統(tǒng)將作用傳遞給驅(qū)動輪，達(dá)到發(fā)動汽車的作用。在該過程中，較多的沖擊和扭矩是從動盤需要接受的，除此之外，為了充分發(fā)揮離合器的作用，需要盡可能的降低從動部分的轉(zhuǎn)動慣力，因此，需要盡可能選擇較為輕薄的從動盤。在離合器從動盤的過程中，操作人員需要多次利用離合器，因此從動盤承受扭矩和沖擊的次數(shù)較多，只有抗彎和抗拉性能較強(qiáng)的從動盤才能滿足汽車安全、穩(wěn)定使用的需求。除此之外，滲碳工藝處理對于從動盤性能的提高有一定作用，這對于部件的使用時間長短、抗氧化、抗咬合能力的提高有很大的幫助，但需要注意的一點是，只有控制好淬火的工藝，才能充分發(fā)揮滲碳工藝的作用。

2? 汽車離合器從動盤斷裂的原因

在離合器的運轉(zhuǎn)過程中，從動盤長期處于高負(fù)荷沖擊狀態(tài)，因此，只有進(jìn)行了從動盤扭轉(zhuǎn)疲勞試驗，才能有效把控離合器從動盤的斷裂機(jī)理，實現(xiàn)其機(jī)械性能的有效分析。扭轉(zhuǎn)疲勞實驗需要以ANSI/ADA第28號標(biāo)準(zhǔn)為支撐，在充分力相關(guān)卡具的情況下，保持從動盤器械兩端的緊密性，并保持跟端無法移動，使其尖端不斷扭轉(zhuǎn)直到器械斷裂。如果在該環(huán)節(jié)中充分發(fā)揮傳感器的作用，對于檢測固定端斷裂瞬間的最大應(yīng)力有很大幫助。在設(shè)計扭轉(zhuǎn)疲勞試驗的過程中，設(shè)定離合器從動盤扭轉(zhuǎn)次數(shù)為400萬次，但實際上在扭轉(zhuǎn)80萬次時就可發(fā)生斷裂，通過對離合器從動盤的成分、金相以及機(jī)械性能進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)造成斷裂的原因主要如下：

在應(yīng)用從動盤前，為了有效控制設(shè)備的成本，確保設(shè)備零部件的性能符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，需要對其結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行熱處理。同時，汽車的生產(chǎn)人員需要在從動盤的表面進(jìn)行涂層處理，這樣才能有效保證零件的耐久性，有效控制熱疲勞破壞。在離合控制在實際過程中，滲碳淬火件是從動盤普遍的形態(tài)，在高頻率的離合作用下，一些連續(xù)或不連續(xù)的塊狀或網(wǎng)狀的黑色組織會出現(xiàn)在表面。在對這些不明物體的應(yīng)力進(jìn)行測試后，可以發(fā)現(xiàn)該區(qū)域表層的壓應(yīng)力較低，通過對其分析可以發(fā)現(xiàn)，這些組織是由于離合摩擦的作用，促使合金金屬元素持續(xù)變化，造成了從動盤表面的碳含量不斷降低，對于耐磨性和表面硬度有著嚴(yán)重的不利影響，加大斷裂問題出現(xiàn)的概率。

在對相關(guān)部件進(jìn)行重新的加熱淬火的過程中，從動盤相關(guān)的部件發(fā)生變化，一方面重新淬火加熱的情況下，部件的裂痕會越來越小，進(jìn)而提升從動盤的彎曲強(qiáng)度，另一方面還可以提升部件表面的硬度，進(jìn)而提升滾動接觸的抗疲勞強(qiáng)度。但在開展相關(guān)工作的過程中，控制好淬火的溫度十分重要，溫度過高過低，都會直接對相關(guān)部件的質(zhì)量和強(qiáng)度產(chǎn)生影響，導(dǎo)致脫碳情況的出現(xiàn)。

從實質(zhì)上來說，對相關(guān)部件進(jìn)行碳氮共滲的處理，具有實現(xiàn)元件表面高效化的作用，該過程既能夠提升結(jié)構(gòu)件的表面強(qiáng)度，又能夠保證構(gòu)件的抗疲勞強(qiáng)度，進(jìn)一步增強(qiáng)構(gòu)建的耐腐蝕性和耐磨性。在該項工藝的作用下，使加工的元件獲得較好的韌性和強(qiáng)度，從而提高滲層的質(zhì)量，但在操作人員長期的使用過程中，頻繁的扭轉(zhuǎn)會使元件表面發(fā)生偏析作用，對于內(nèi)部構(gòu)件的強(qiáng)度和硬度有著不良影響。與此同時，在相關(guān)工藝的操作過程中，相關(guān)因素的作用會導(dǎo)致內(nèi)部出現(xiàn)條狀鐵素體，隨著溫度的不斷升高，這些物體會形成馬氏體組織，這些組織會在很大程度上降低零件的抗彎強(qiáng)度，使裂痕出現(xiàn)在沿晶界，進(jìn)而導(dǎo)致從動盤斷裂。

3? 改善汽車離合器從動盤斷裂現(xiàn)象的措施

通過對相關(guān)的實驗結(jié)果進(jìn)行分析，裂痕出現(xiàn)在沿晶界的主要原因是鐵素體的出現(xiàn)，操作人員在使用離合器的過程中，會發(fā)現(xiàn)最大應(yīng)力的聚集處是斷裂區(qū)域設(shè)備應(yīng)力的集中區(qū)域，對此，需要在避免動盤扭轉(zhuǎn)特性、摩擦性能、軸向壓縮特性以及外部接口改變的情況下，有效改進(jìn)和優(yōu)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)，主要可以通過以下方式進(jìn)行：第一、需要優(yōu)化鉚釘?shù)姆植几窬郑ＷC結(jié)構(gòu)布置的均勻性，盡量避免鉚釘應(yīng)力的集中;第二、有效應(yīng)用無線位銷孔，盡量降低應(yīng)力分散情況下的斷裂風(fēng)險;第三、不斷優(yōu)化從動盤窗口的結(jié)構(gòu)，需要在保證內(nèi)環(huán)窗口尺寸始終小于從動盤窗口，從而避免從動片直接承受彈簧應(yīng)力;第四、在從動盤的應(yīng)用過程中，需要嚴(yán)格控制鉚釘?shù)臄?shù)量，這主要是由于過多的鉚釘會增加從動片與內(nèi)環(huán)之間的壓力和摩擦力，因此，需要嚴(yán)格規(guī)范鉚釘?shù)臄?shù)量，有效降低鉚釘處的應(yīng)力。除此之外，在優(yōu)化這些構(gòu)件后，生產(chǎn)人員需要規(guī)范化地將碳滲工藝應(yīng)用到離合器從動盤中，在把握好淬火溫度的基礎(chǔ)上，有效防止離合器從動盤的斷裂現(xiàn)象出現(xiàn)。

為了有效防止離合器從動盤斷裂現(xiàn)象，需要在分析從動盤扭轉(zhuǎn)疲勞試驗的基礎(chǔ)上，具體應(yīng)用的產(chǎn)品改進(jìn)實驗，在改進(jìn)完成后，需要測試應(yīng)力分布情況。其中可以發(fā)現(xiàn)，在動片模擬工況的過程中，可以將應(yīng)力降低到450MPa，不僅可以增大動片活動的安全空間，還可以優(yōu)化結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，有效防治斷裂現(xiàn)象的出現(xiàn)。

4? 結(jié)束語

綜上所述，為了保證汽車行駛過程中的安全穩(wěn)定，需要合理分析從動盤斷裂的原因，并采取相應(yīng)的解決措施。在實際操作中，工作人員需要在掌握相關(guān)理論知識基礎(chǔ)上，探究從動盤出現(xiàn)斷裂的原因，并采取相應(yīng)的控制手段，才避免斷裂現(xiàn)象的出現(xiàn)，促進(jìn)我國相關(guān)行業(yè)的不斷進(jìn)步。

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