重型汽车变速箱分离轴承提升优化设计分析

仝仲佳

（中国重汽集团大同齿轮有限公司， 山西 大同 037000）

引言

在重型汽车的构造中，发动机与传动系统之间的主要部件包含变速箱上的分离轴承、离合器压盘以及摩擦片等。重型汽车车体较大，使用工况十分复杂，同时车体在工作中会经常起步、刹车等，由于自身车体较大所以自身质量较重，并且在使用中经常会存在超载等不良操作行为，因此对于重型汽车的变速箱工作系统需要格外注意。分离轴承不仅能保证离合器的平稳使用，同时能够延长重型汽车的传动系统使用寿命。

1 重型汽车变速箱分离轴承用途分析

变速箱的离合器通常是由压紧装置、操纵机构等4 个部分组成的，其中操纵机构是控制分离轴承的重要部分。操纵机构的起始点是通过司机对离合器脚踏板的踩踏开始的，随后，通过司机对脚踏板产生的力进行传输运用到分离轴承上。套筒和分离轴承之间存在着一定距离的间隙，这种间隙被统称为自由间隙，当离合器分离时，间隙会减小，轴承会靠近杠杆。在发动机的飞轮进行工作时，分离杠杆也会随之一起转动，与此同时，轴承由于杠杆的接触也会进行旋转。在轴承的转动中，变速器的输出轴会进行轴向移动，这样就可以使离合器进行分离时变得非常柔和，提高分离轴承的使用寿命，减少重型汽车的损耗[1-2]。

2 重型汽车变速箱分离轴承工作原理

分离轴承的主要作用就是确保汽车的平稳起步，并在变速换挡时减少变速齿轮之间的冲击，它不仅能传递动力，还可以切断动力的传动机构。分离轴承是由操纵机构进行控制的，操纵机构是让离合器分离，最后进行结合的机构。重型汽车的分离轴承工作原理是由变速器输入轴承的轴承盖，通过回位弹簧将凸肩和分离叉进行连接，并保持着2.5 mm 的间隙。在离合器在进行工作时，分离叉向输出轴进行轴向移动，最后通过分离轴承使分离杠杆进行旋转以及移动。

3 重型汽车变速箱分离轴承使用问题分析

3.1 分离轴承经常卡滞

安装新购买的分离轴承之前要对分离轴承的旋转、损坏以及卡滞等进行仔细检查，清洁表面后再进行组装。全新的分离轴承，会被钙钠基润滑脂覆盖，这种分离轴承是不需要进行润滑的，若是分离轴承通过汽油或柴油进行冲洗，分离轴承表面的钙钠基润滑脂会被融化，进而减少了分离轴承的寿命。只有对使用时间过长的分离轴承进行冲洗时才会选择汽油或柴油，这样才能加强分离轴承的润滑性，提高分离轴承的使用时长。在对分离轴承进行安装时，应当避免运用铁锤进行敲打，容易引起轴承的外壳变形。当分离爪安装完成后，出现分离轴承不转动的情况，应及时检查分离爪以及分离轴承的配件是否存在卡滞现象，否则会降低分离轴承的使用寿命。

3.2 分离轴承耐磨性差

在驾驶的过程中，大部分的司机采用半接合、半分离的途径对车速进行把控，这种驾驶行为是大部分司机的坏习惯。离合器在工作时属于半结合的情况，这会导致摩擦片的磨损大幅度提高；当分离轴承的热量超过规定热量会引起黄油融化流淌，热量散发不出去，温度越来越高，当出现长时间温度过高的情况会导致分离轴承烧损[3]。所以司机要改变不良的操作习惯，在踩离合器时应快速离开，不能通过离合器控制车速。

3.3 分离轴承发生干磨

重型汽车变速箱的分离轴承在工作中长期暴露，且与地面距离过近，这就容易导致汽车在行驶过程中，途径路面时，路面的雨水泥沙溅射到离合器以及分离轴承上，从而产生摩擦，最终导致离合器的分离轴承生锈，发生干磨，损坏分离轴承。还有可能是由于保养不到位，在进行保养时，工作人员并没有按照规定对分离轴承进行维护保养，导致分离轴承缺少润滑，发生干磨从而引起重型汽车变速箱分离轴承发生故障，最终致使分离轴承损坏。

3.4 分离轴承发出异响

重型汽车变速箱分离轴承发出异响，最主要的原因是踏板弹簧质量并不过关，或者是由于长期使用而导致的磨损。踏板弹簧的损坏会导致踏板下沉，无法有效地对离合器进行分离，这样一来，踏板的行程距离和离合器的缝隙会减少，进而导致在分离杠杆牵引下的分离轴承高速旋转最终损坏。

4 变速箱分离轴承提升优化设计

4.1 改进轴套，降低摩擦力

由于分离轴承过重以及输出轴的套筒摩擦力较强，都有可能引起分离卡滞。现如今分离轴承的轴套通常都是通过合金或者铸铁产生的，这种分离轴承的轴套质量在2.5 kg 左右。由于在工作时分离拔叉会沿着输出轴承进行反复的复返运动，在润滑剂不足的情况下会引起摩擦力增加，严重地影响了使用寿命。因此为了减少这种情况的发生，可以减轻轴套的质量，可以通过镂空的方式对轴套进行建造，使轴套可以减轻256 g 的质量，有效地对摩擦力进行降低（见图1），保护分离轴承。

图1 改进后的轴套

4.2 提升轴承轴套硬度

分离轴承在运行的时候，拔叉的拔头会对分离轴承的套筒进行推动，进而让发动机进行动力输出同时使变速箱的动力输入进行切断。但是在这一过程中，若分离轴承的轴套硬度较差，会引起轴承磨损过早，严重减少了轴承的使用寿命（见图2）。磨损的深度达到2 mm 时，会引起分离器分离不完整，这种现象会使汽车无法换挡或者换挡困难。

图2 磨损前后的轴承对比

为了防止上述现象的发生，应提高轴套的硬度，使轴套的硬度达到40～45 之间。同时加强市场的反馈，对车辆的轴套进行更换，通过这种方式让轴承的寿命得到延长。

4.3 加强分离轴承润滑

加强对分离轴承的润滑，可以有效地增加分离轴承的使用寿命。在进行分离轴承的润滑时，应使用注射器对分离轴承进行润滑，或者可以在轴承附近增加润滑剂注射箱，同时加大注射箱的润滑剂投入容量，并且使用润滑剂在对重型汽车进行润滑时，应使用进口的润滑油，保障分离轴承的使用寿命。

4.4 改善轴承，缩小游隙

分离轴承的松动异响是较为常见的，通常情况是由于安装时紧度不够，分离轴承在怠速的情况下受到的初期压力减小，分离叉和轴承运动产生的异响，或安装时偏差过大超出分离轴承承受范围，游隙较大等。其中最常见的就是游隙较大所导致的异响。为了解决游隙过大现象，可以将初始的0.03～0.09 mm 的游隙缩小为0.03～0.07 mm。

5 结语

在对重型汽车变速箱分离轴承设计中，针对分离轴承现有的缺陷的同时，在保证使用需求的情况下进行优化提升，设计的目的要以保障分离轴承的质量与使用寿命为基础，进一步改善其结构性能，使其价值能够得到最大限度地发挥，从而为后期的重型汽车分离轴承设计与生产提供帮助，更好地满足重型汽车的客户使用需求。