關于離合總泵漏油問題淺析

佟維，幸振帆，趙威鋒

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

關于離合總泵漏油問題淺析

佟維，幸振帆，趙威鋒

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

針對市場反饋某車型離合總泵出現批量漏油問題進行分析，解決故障問題，總結離合總泵漏油常見原因及對應分析方法。

離合總泵；漏油，皮碗

前言

市場反饋某輕型載貨汽車系列車型離合總泵出現批量漏油問題，導致離合系統分離不徹底，離合操縱性能差，掛檔困難。經調查故障現象多為：漏油、偏磨漏油，O型圈失效；其中有61%的故障車的故障件為某型號離合總泵。由此本文將具體分析離合總泵漏油問題。

1 離合總泵原理

1.1 工作原理

離合器總泵通過將離合踏板的機械能轉化為液壓能，然后通過離合器分泵(離合器助力器)將液壓能轉化成機械能，推動離合撥叉與分離軸承，從而實現離合器的分離。離合器的總泵與離合器分泵(離合器助力器)的液壓截面積的不同，能有效的調整離合踏板力與行程。如果總泵漏油，則不能有效降壓，導致不能有效調整離合踏板力與行程，直接影響離合系統的操縱性。

1.2 結構原理

圖1 離合總泵結構圖

如圖1所示：離合器總泵由油杯（1）、進油孔（2）、補償孔（3）及皮碗（4）、回位彈簧（5）相互作用產生相關功能。油杯（1）與進油孔（2）相通的腔形成供液腔（6），在離合解除的瞬間向離合腔（7）供給制動液。在缸體上離合腔與油杯連通孔形成補償孔（3）。在離合解除狀態下向離合腔補償制動液或把多余的制動液返回儲液罐。靜態時：離合器總泵補償孔與進油孔、出油孔通過進油接頭與油杯連接；工作時：首先按規定向油杯（1）內注滿制動液，推動活塞向前移，排出系統內空氣。撤消活塞推力后，活塞在回位彈簧力（5）的作用下自由回程。此過程中，離合腔會產生真空，此時的油液通過活塞（8）與缸壁的間隙補償到離合腔（7），重復多次就可排盡系統中的空氣。 空氣排盡后，推動活塞，出油口排出油液，通過油管傳遞至離合器分泵。

1.2 離合總泵漏油原因分析

離合總泵漏油主要由系統匹配設計及零部件質量及駕駛員使用不合理三大因素引起。其中駕駛員使用不合理包括使用不符合要求的制動液，拆下皮碗，肉眼可見清晰腐蝕標記，如圖2所見，可作為主觀因素排除。

圖2 腐蝕變形后的皮碗

經過FTA故障樹分析，末端影響因素如圖3所見：

圖3 FTA分析結果

3 離合系統匹配不合理

3.1 工作壓力過大

a）理論校核

式中：P——總泵最大工作壓力，MPa；

F——離合器最大分離力F，N；

R——撥叉杠桿比；

d——分泵缸徑mm。

b）實車測試

在故障車型離合總泵出油口布置液壓傳感器，測量出總泵出油口壓力，記錄最大值，通過公式①理論計算與實測，均滿足要求離合總泵最大工作壓力為10MPa[1]。

3.2 總泵安裝設計不合理

離合總泵設計要滿足整個工作過程中離合總泵推桿工作角度≤3°[1]，既踏板踩到底時推桿與總泵缸體中心線角度，如下圖4所示，按照圖紙及數模參數，對初始與工作狀態時總泵推桿中心線相對總泵中心偏角進行校核，均滿足設計要求。

3.3 踏板設計結構不合理

離合踏板結構設計存在缺陷，踏板工作時存在變形，導致離合總泵推桿偏心角度不滿足設計要求≤3°，存在偏磨漏油。保證踏板按殘余變形量≤5mm設計[1]，即滿足總泵推桿偏心角度設計要求，需對故障車離合踏板進行CAE分析，分析如下：

根據離合踏板數模建立離合踏板強度分析有限元模型，鈑金件采用SHELL單元離散，踏板本體采用SOLID單元模擬，縫焊采用 MPC單元模擬，踏板本體與踏板支架之間連接螺栓采用HINGE單元模擬。分析中使用的軟件有ANSA、ABAQUS和HYPERVIEW。

圖4 離合總泵推桿校核結果

分析所需要的邊界條件（輸入）：踏板與車身連接處全約束，踏板輸出端約束除踏板旋轉自由度；踏板幾何中心點處施加縱向力，之后卸載。其中離合器踏板施加800N。離合踏板強度分析結果統計如圖5、表1所示：

圖5 離合踏板位移云圖

表1 離合踏板強度分析位移結果統計

由以上分析可知，離合踏板材料為 Q235時，離合踏板的殘余位移小于目標值，滿足設計要求。

4 離合總泵質量問題

4.1 材料性能不合格

離合總泵缸體如為鑄鐵容易銹蝕，導致漏油,故障車型離合缸體采用鑄鋁材料，且經過72小時鹽霧試驗，無白秀現象，滿足設計要求。

4.2 皮碗與缸體配合不合理

活塞和皮碗周邊要均勻接觸缸體，缸體內表面粗糙度滿足Ra≤0.4um，不允許有明顯的、目視可見的螺旋形刀痕和磨痕，如圖6所見。此外，將缸體珩磨加工由原立式手動珩磨機改為臥式自動珩磨機加工，可提高缸徑表面粗超度，進而降低對密封皮碗的磨損量。

圖6 缸體磨損痕跡

4.3 皮碗結構不合理

皮碗是用于密封機械設備中旋轉軸的密封用密封元件，由皮碗體、加強骨架和自緊螺旋彈簧組成，加強骨架的作用是增強皮碗強度，以便牢固地安裝在座孔中。皮碗體在彈簧的作用下與軸徑表面緊密接觸，從而防止油液沿軸向外泄露[2]。對市場上離合總泵皮碗結構進行調查，結果如下表2 所見。

表2 皮碗結構調查結果

由上表可知，故障車離合總泵皮碗設計不合理，皮碗唇口壁厚薄，長時間磨損后，與缸體配合過盈量小，導致密封不嚴滲漏。對皮碗結構進行修改，增強唇口壁厚，修改后結構如圖7所見。

圖7 修改后皮碗結構

將更改結構后后皮碗用于新開發離合總泵上，通過以下手段驗證市場效果：

（1）新開發離合總泵臺架試驗，未出現漏油現象；

（2）離合總泵試驗車驗證，2臺裝配故障車未在反饋漏油問題；

（3）離合總泵市場小批量30臺驗證，市場反饋未反饋漏油例問題。

5 結論

（1）離合總泵批量漏油故障原因為離合總泵皮碗結構設計不合理，皮碗經磨損后，與缸體配合量過盈量小，導致密封不嚴漏油。

（2）分析總結離合總泵漏油的幾種故障原因及相對應分析方法，對將來產品設計具有指導作用。

[1] 江淮汽車集團研發中心.江淮輕型卡車設計規范.第一版,合肥: 江淮汽車股份有限公司,2006年6月.

[2] 劉雙.皮碗密封結構分析及質量控制要點.工程技術2016[11].

Brief analysis on the leakage of clutch pump

Tong Wei, Xing Zhenfan, Zhao Weifeng
( Anhui jianghuai automobile group co., ltd, Anhui Hefei 230601 )

The problem of mass leakage on clutch master cylinder in market is analyzed, the trouble pronlem is solved,the common causes and corresponding analysis methods in oil leak of cluthmaser cylinder are summarized.

Clutch master cylinder; The spill, cup

U471

A

1671-7988(2017)22-142-03

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.22.051

佟維，女，(1985-)，碩士研究生，底盤設計工程師，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心。

CLC NO.:U471

A

1671-7988(2017)22-142-03