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变速箱超越离合器浅析

信息来源:foioo.com  时间:2010-02-08  浏览次数:440

  超越离合器是行星式变速箱总成中的一个极其重要的部件,而国内生产的超越离合器质量都不稳定,使用寿命大约3000小时。随着市场的需求,装载机吨位逐渐加大,用户对超越离合器的使用寿命要求就越来越高,经常出现超越离合器工作不到2000小时就失效,对装载机生产厂家来讲就是信誉下降。更换一次超越离合器十分麻烦,至少损失2500元以上,对用户来讲往往延误工期,造成不必要的损失。
  目前国内装载机普遍采用两种变速箱总成的形式:一种是行星式液力机械动力换档变速箱,另一种是定轴式液力机械动力换档变速箱。我们这里主要谈一下行星式液力机械动力换档变速箱。
  行星式液力机械动力换档变速箱的最大特点是,装载机只需要两个前进档和一个后退档,就能实现装载、行驶、后退的全部变速功能,使装载机有极强的自动适应外界阻力的调节功能。当装载机在正常需要较高的前进和后退的速度时,超越离合器自动分离,让二级涡轮独立工作,就是由二级涡轮输出的动力通过二级输出齿轮、中间输入轴将动力传入各个档位,使装载机能实现变速行驶,从而实现物料迅速进行转移。当装载机在铲装作业过程中外界阻力突然增大,例如遇到铲装大物料时,超越离合器在双涡轮变矩器的配合工作下,自动降低转速、增大转矩,使车轮产生足够的动力进行正常的铲装工作。而当铲装阻力相当大时,超越离合器的结构特点就会更加充分显示出来,此时的超越离合器会自动处于完全的楔紧状态,即外环齿轮、内环凸轮、中间输入轴形成一个刚体,变矩器一、二级涡轮同时工作,将所有产生的转矩传递给超越离合器,外环齿轮和中间输入轴同时给变速箱传递动力。装载机经常出现轮边打滑,一般称作为“失速”状态,就是超越离合器利用双涡轮变矩器的特点实现的,变矩器泵轮在发动机高速旋转的驱动下,而变矩器一、二级涡轮转速为零,此时输出的转矩为极大值,装载机轮边驱动力也就为最大值。一般50型装载机可产生13吨以上的推进力。行星式变速箱的超越离合器就是利用自身单向离合作用,配合变矩器外特性实现以上自动适应外界工况的功能。见液力变矩器特性图和超越离合器工作图。由液力变矩器外特性图中看出,涡轮转速为零时,其转矩为最大值。
  国内目前使用的超越离合器有两种,一种是保持架式,另一种是顶销式,这两种形式各有优缺点。保持架式超越离合器结构较简单,但是同步性会受到保持架的分度精度影响,并且保持架容易产生应力集中导致早期断裂,从而使超越离合器失效。顶销式超越离合器结构稍复杂,但顶销容易产生油缸效应,即在频繁的离合工作中,滚柱经常对顶销进行冲击,顶销孔中油不能及时向外排出,造成顶销端部受伤,也会导致超越离合器早期失效,另外要提出注意的是,设计顶销位置时应考虑到在离合器楔紧状态时,顶销的轴心线应通过滚柱的轴心线。
  以上所提到的是超越离合器的内环凸轮是个敏感元件,由于内环凸轮与滚柱接触的位置是个平面,虽然表面硬度60HRC,由于在频繁的离合工作中受到相当大的楔紧力,使用一段时间后会被滚柱压成一条弧坑,所以改善其楔角是很有必要的,外环齿轮与滚柱接触面,由于结构上是个环形槽,往往渗碳层浓度不易达到标准,硬作层如果太浅,会加速工作磨损,造成超越离合器早期失效。
  为了提高变速箱超越离合器寿命,我们必须分析清楚影响超越离合器寿命的关键原因,在设计、工艺制造和装配过程中重视以上几个方面,相信通过努力,超越离合器使用寿命会得到很好的解决。

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