重型汽車變速箱分離軸承提升優化設計分析

仝仲佳

（中國重汽集團大同齒輪有限公司， 山西 大同 037000）

引言

在重型汽車的構造中，發動機與傳動系統之間的主要部件包含變速箱上的分離軸承、離合器壓盤以及摩擦片等。重型汽車車體較大，使用工況十分復雜，同時車體在工作中會經常起步、剎車等，由于自身車體較大所以自身質量較重，并且在使用中經常會存在超載等不良操作行為，因此對于重型汽車的變速箱工作系統需要格外注意。分離軸承不僅能保證離合器的平穩使用，同時能夠延長重型汽車的傳動系統使用壽命。

1 重型汽車變速箱分離軸承用途分析

變速箱的離合器通常是由壓緊裝置、操縱機構等4 個部分組成的，其中操縱機構是控制分離軸承的重要部分。操縱機構的起始點是通過司機對離合器腳踏板的踩踏開始的，隨后，通過司機對腳踏板產生的力進行傳輸運用到分離軸承上。套筒和分離軸承之間存在著一定距離的間隙，這種間隙被統稱為自由間隙，當離合器分離時，間隙會減小，軸承會靠近杠桿。在發動機的飛輪進行工作時，分離杠桿也會隨之一起轉動，與此同時，軸承由于杠桿的接觸也會進行旋轉。在軸承的轉動中，變速器的輸出軸會進行軸向移動，這樣就可以使離合器進行分離時變得非常柔和，提高分離軸承的使用壽命，減少重型汽車的損耗[1-2]。

2 重型汽車變速箱分離軸承工作原理

分離軸承的主要作用就是確保汽車的平穩起步，并在變速換擋時減少變速齒輪之間的沖擊，它不僅能傳遞動力，還可以切斷動力的傳動機構。分離軸承是由操縱機構進行控制的，操縱機構是讓離合器分離，最后進行結合的機構。重型汽車的分離軸承工作原理是由變速器輸入軸承的軸承蓋，通過回位彈簧將凸肩和分離叉進行連接，并保持著2.5 mm 的間隙。在離合器在進行工作時，分離叉向輸出軸進行軸向移動，最后通過分離軸承使分離杠桿進行旋轉以及移動。

3 重型汽車變速箱分離軸承使用問題分析

3.1 分離軸承經常卡滯

安裝新購買的分離軸承之前要對分離軸承的旋轉、損壞以及卡滯等進行仔細檢查，清潔表面后再進行組裝。全新的分離軸承，會被鈣鈉基潤滑脂覆蓋，這種分離軸承是不需要進行潤滑的，若是分離軸承通過汽油或柴油進行沖洗，分離軸承表面的鈣鈉基潤滑脂會被融化，進而減少了分離軸承的壽命。只有對使用時間過長的分離軸承進行沖洗時才會選擇汽油或柴油，這樣才能加強分離軸承的潤滑性，提高分離軸承的使用時長。在對分離軸承進行安裝時，應當避免運用鐵錘進行敲打，容易引起軸承的外殼變形。當分離爪安裝完成后，出現分離軸承不轉動的情況，應及時檢查分離爪以及分離軸承的配件是否存在卡滯現象，否則會降低分離軸承的使用壽命。

3.2 分離軸承耐磨性差

在駕駛的過程中，大部分的司機采用半接合、半分離的途徑對車速進行把控，這種駕駛行為是大部分司機的壞習慣。離合器在工作時屬于半結合的情況，這會導致摩擦片的磨損大幅度提高；當分離軸承的熱量超過規定熱量會引起黃油融化流淌，熱量散發不出去，溫度越來越高，當出現長時間溫度過高的情況會導致分離軸承燒損[3]。所以司機要改變不良的操作習慣，在踩離合器時應快速離開，不能通過離合器控制車速。

3.3 分離軸承發生干磨

重型汽車變速箱的分離軸承在工作中長期暴露，且與地面距離過近，這就容易導致汽車在行駛過程中，途徑路面時，路面的雨水泥沙濺射到離合器以及分離軸承上，從而產生摩擦，最終導致離合器的分離軸承生銹，發生干磨，損壞分離軸承。還有可能是由于保養不到位，在進行保養時，工作人員并沒有按照規定對分離軸承進行維護保養，導致分離軸承缺少潤滑，發生干磨從而引起重型汽車變速箱分離軸承發生故障，最終致使分離軸承損壞。

3.4 分離軸承發出異響

重型汽車變速箱分離軸承發出異響，最主要的原因是踏板彈簧質量并不過關，或者是由于長期使用而導致的磨損。踏板彈簧的損壞會導致踏板下沉，無法有效地對離合器進行分離，這樣一來，踏板的行程距離和離合器的縫隙會減少，進而導致在分離杠桿牽引下的分離軸承高速旋轉最終損壞。

4 變速箱分離軸承提升優化設計

4.1 改進軸套，降低摩擦力

由于分離軸承過重以及輸出軸的套筒摩擦力較強，都有可能引起分離卡滯。現如今分離軸承的軸套通常都是通過合金或者鑄鐵產生的，這種分離軸承的軸套質量在2.5 kg 左右。由于在工作時分離拔叉會沿著輸出軸承進行反復的復返運動，在潤滑劑不足的情況下會引起摩擦力增加，嚴重地影響了使用壽命。因此為了減少這種情況的發生，可以減輕軸套的質量，可以通過鏤空的方式對軸套進行建造，使軸套可以減輕256 g 的質量，有效地對摩擦力進行降低（見圖1），保護分離軸承。

圖1 改進后的軸套

4.2 提升軸承軸套硬度

分離軸承在運行的時候，拔叉的拔頭會對分離軸承的套筒進行推動，進而讓發動機進行動力輸出同時使變速箱的動力輸入進行切斷。但是在這一過程中，若分離軸承的軸套硬度較差，會引起軸承磨損過早，嚴重減少了軸承的使用壽命（見圖2）。磨損的深度達到2 mm 時，會引起分離器分離不完整，這種現象會使汽車無法換擋或者換擋困難。

圖2 磨損前后的軸承對比

為了防止上述現象的發生，應提高軸套的硬度，使軸套的硬度達到40～45 之間。同時加強市場的反饋，對車輛的軸套進行更換，通過這種方式讓軸承的壽命得到延長。

4.3 加強分離軸承潤滑

加強對分離軸承的潤滑，可以有效地增加分離軸承的使用壽命。在進行分離軸承的潤滑時，應使用注射器對分離軸承進行潤滑，或者可以在軸承附近增加潤滑劑注射箱，同時加大注射箱的潤滑劑投入容量，并且使用潤滑劑在對重型汽車進行潤滑時，應使用進口的潤滑油，保障分離軸承的使用壽命。

4.4 改善軸承，縮小游隙

分離軸承的松動異響是較為常見的，通常情況是由于安裝時緊度不夠，分離軸承在怠速的情況下受到的初期壓力減小，分離叉和軸承運動產生的異響，或安裝時偏差過大超出分離軸承承受范圍，游隙較大等。其中最常見的就是游隙較大所導致的異響。為了解決游隙過大現象，可以將初始的0.03～0.09 mm 的游隙縮小為0.03～0.07 mm。

5 結語

在對重型汽車變速箱分離軸承設計中，針對分離軸承現有的缺陷的同時，在保證使用需求的情況下進行優化提升，設計的目的要以保障分離軸承的質量與使用壽命為基礎，進一步改善其結構性能，使其價值能夠得到最大限度地發揮，從而為后期的重型汽車分離軸承設計與生產提供幫助，更好地滿足重型汽車的客戶使用需求。