关于离合总泵漏油问题浅析

佟维，幸振帆，赵威锋

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

关于离合总泵漏油问题浅析

佟维，幸振帆，赵威锋

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

针对市场反馈某车型离合总泵出现批量漏油问题进行分析，解决故障问题，总结离合总泵漏油常见原因及对应分析方法。

离合总泵；漏油，皮碗

前言

市场反馈某轻型载货汽车系列车型离合总泵出现批量漏油问题，导致离合系统分离不彻底，离合操纵性能差，挂档困难。经调查故障现象多为：漏油、偏磨漏油，O型圈失效；其中有61%的故障车的故障件为某型号离合总泵。由此本文将具体分析离合总泵漏油问题。

1 离合总泵原理

1.1 工作原理

离合器总泵通过将离合踏板的机械能转化为液压能，然后通过离合器分泵(离合器助力器)将液压能转化成机械能，推动离合拨叉与分离轴承，从而实现离合器的分离。离合器的总泵与离合器分泵(离合器助力器)的液压截面积的不同，能有效的调整离合踏板力与行程。如果总泵漏油，则不能有效降压，导致不能有效调整离合踏板力与行程，直接影响离合系统的操纵性。

1.2 结构原理

图1 离合总泵结构图

如图1所示：离合器总泵由油杯（1）、进油孔（2）、补偿孔（3）及皮碗（4）、回位弹簧（5）相互作用产生相关功能。油杯（1）与进油孔（2）相通的腔形成供液腔（6），在离合解除的瞬间向离合腔（7）供给制动液。在缸体上离合腔与油杯连通孔形成补偿孔（3）。在离合解除状态下向离合腔补偿制动液或把多余的制动液返回储液罐。静态时：离合器总泵补偿孔与进油孔、出油孔通过进油接头与油杯连接；工作时：首先按规定向油杯（1）内注满制动液，推动活塞向前移，排出系统内空气。撤消活塞推力后，活塞在回位弹簧力（5）的作用下自由回程。此过程中，离合腔会产生真空，此时的油液通过活塞（8）与缸壁的间隙补偿到离合腔（7），重复多次就可排尽系统中的空气。 空气排尽后，推动活塞，出油口排出油液，通过油管传递至离合器分泵。

1.2 离合总泵漏油原因分析

离合总泵漏油主要由系统匹配设计及零部件质量及驾驶员使用不合理三大因素引起。其中驾驶员使用不合理包括使用不符合要求的制动液，拆下皮碗，肉眼可见清晰腐蚀标记，如图2所见，可作为主观因素排除。

图2 腐蚀变形后的皮碗

经过FTA故障树分析，末端影响因素如图3所见：

图3 FTA分析结果

3 离合系统匹配不合理

3.1 工作压力过大

a）理论校核

式中：P——总泵最大工作压力，MPa；

F——离合器最大分离力F，N；

R——拨叉杠杆比；

d——分泵缸径mm。

b）实车测试

在故障车型离合总泵出油口布置液压传感器，测量出总泵出油口压力，记录最大值，通过公式①理论计算与实测，均满足要求离合总泵最大工作压力为10MPa[1]。

3.2 总泵安装设计不合理

离合总泵设计要满足整个工作过程中离合总泵推杆工作角度≤3°[1]，既踏板踩到底时推杆与总泵缸体中心线角度，如下图4所示，按照图纸及数模参数，对初始与工作状态时总泵推杆中心线相对总泵中心偏角进行校核，均满足设计要求。

3.3 踏板设计结构不合理

离合踏板结构设计存在缺陷，踏板工作时存在变形，导致离合总泵推杆偏心角度不满足设计要求≤3°，存在偏磨漏油。保证踏板按残余变形量≤5mm设计[1]，即满足总泵推杆偏心角度设计要求，需对故障车离合踏板进行CAE分析，分析如下：

根据离合踏板数模建立离合踏板强度分析有限元模型，钣金件采用SHELL单元离散，踏板本体采用SOLID单元模拟，缝焊采用 MPC单元模拟，踏板本体与踏板支架之间连接螺栓采用HINGE单元模拟。分析中使用的软件有ANSA、ABAQUS和HYPERVIEW。

图4 离合总泵推杆校核结果

分析所需要的边界条件（输入）：踏板与车身连接处全约束，踏板输出端约束除踏板旋转自由度；踏板几何中心点处施加纵向力，之后卸载。其中离合器踏板施加800N。离合踏板强度分析结果统计如图5、表1所示：

图5 离合踏板位移云图

表1 离合踏板强度分析位移结果统计

由以上分析可知，离合踏板材料为 Q235时，离合踏板的残余位移小于目标值，满足设计要求。

4 离合总泵质量问题

4.1 材料性能不合格

离合总泵缸体如为铸铁容易锈蚀，导致漏油,故障车型离合缸体采用铸铝材料，且经过72小时盐雾试验，无白秀现象，满足设计要求。

4.2 皮碗与缸体配合不合理

活塞和皮碗周边要均匀接触缸体，缸体内表面粗糙度满足Ra≤0.4um，不允许有明显的、目视可见的螺旋形刀痕和磨痕，如图6所见。此外，将缸体珩磨加工由原立式手动珩磨机改为卧式自动珩磨机加工，可提高缸径表面粗超度，进而降低对密封皮碗的磨损量。

图6 缸体磨损痕迹

4.3 皮碗结构不合理

皮碗是用于密封机械设备中旋转轴的密封用密封元件，由皮碗体、加强骨架和自紧螺旋弹簧组成，加强骨架的作用是增强皮碗强度，以便牢固地安装在座孔中。皮碗体在弹簧的作用下与轴径表面紧密接触，从而防止油液沿轴向外泄露[2]。对市场上离合总泵皮碗结构进行调查，结果如下表2 所见。

表2 皮碗结构调查结果

由上表可知，故障车离合总泵皮碗设计不合理，皮碗唇口壁厚薄，长时间磨损后，与缸体配合过盈量小，导致密封不严渗漏。对皮碗结构进行修改，增强唇口壁厚，修改后结构如图7所见。

图7 修改后皮碗结构

将更改结构后后皮碗用于新开发离合总泵上，通过以下手段验证市场效果：

（1）新开发离合总泵台架试验，未出现漏油现象；

（2）离合总泵试验车验证，2台装配故障车未在反馈漏油问题；

（3）离合总泵市场小批量30台验证，市场反馈未反馈漏油例问题。

5 结论

（1）离合总泵批量漏油故障原因为离合总泵皮碗结构设计不合理，皮碗经磨损后，与缸体配合量过盈量小，导致密封不严漏油。

（2）分析总结离合总泵漏油的几种故障原因及相对应分析方法，对将来产品设计具有指导作用。

[1] 江淮汽车集团研发中心.江淮轻型卡车设计规范.第一版,合肥: 江淮汽车股份有限公司,2006年6月.

[2] 刘双.皮碗密封结构分析及质量控制要点.工程技术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

佟维，女，(1985-)，硕士研究生，底盘设计工程师，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心。

CLC NO.:U471

A

1671-7988(2017)22-142-03