變速箱超越離合器淺析
超越離合器是行星式變速箱總成中的一個極其重要的部件，而國內(nèi)生產(chǎn)的超越離合器質(zhì)量都不穩(wěn)定，使用壽命大約３０００小時。隨著市場的需求，裝載機(jī)噸位逐漸加大，用戶對超越離合器的使用壽命要求就越來越高，經(jīng)常出現(xiàn)超越離合器工作不到２０００小時就失效，對裝載機(jī)生產(chǎn)廠家來講就是信譽(yù)下降。更換一次超越離合器十分麻煩，至少損失２５００元以上，對用戶來講往往延誤工期，造成不必要的損失。
目前國內(nèi)裝載機(jī)普遍采用兩種變速箱總成的形式：一種是行星式液力機(jī)械動力換檔變速箱，另一種是定軸式液力機(jī)械動力換檔變速箱。我們這里主要談一下行星式液力機(jī)械動力換檔變速箱。
行星式液力機(jī)械動力換檔變速箱的最大特點(diǎn)是，裝載機(jī)只需要兩個前進(jìn)檔和一個后退檔，就能實(shí)現(xiàn)裝載、行駛、后退的全部變速功能，使裝載機(jī)有極強(qiáng)的自動適應(yīng)外界阻力的調(diào)節(jié)功能。當(dāng)裝載機(jī)在正常需要較高的前進(jìn)和后退的速度時，超越離合器自動分離，讓二級渦輪獨(dú)立工作，就是由二級渦輪輸出的動力通過二級輸出齒輪、中間輸入軸將動力傳入各個檔位，使裝載機(jī)能實(shí)現(xiàn)變速行駛，從而實(shí)現(xiàn)物料迅速進(jìn)行轉(zhuǎn)移。當(dāng)裝載機(jī)在鏟裝作業(yè)過程中外界阻力突然增大，例如遇到鏟裝大物料時，超越離合器在雙渦輪變矩器的配合工作下，自動降低轉(zhuǎn)速、增大轉(zhuǎn)矩，使車輪產(chǎn)生足夠的動力進(jìn)行正常的鏟裝工作。而當(dāng)鏟裝阻力相當(dāng)大時，超越離合器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)就會更加充分顯示出來，此時的超越離合器會自動處于完全的楔緊狀態(tài)，即外環(huán)齒輪、內(nèi)環(huán)凸輪、中間輸入軸形成一個剛體，變矩器一、二級渦輪同時工作，將所有產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩傳遞給超越離合器，外環(huán)齒輪和中間輸入軸同時給變速箱傳遞動力。裝載機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)輪邊打滑，一般稱作為“失速”狀態(tài)，就是超越離合器利用雙渦輪變矩器的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的，變矩器泵輪在發(fā)動機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動下，而變矩器一、二級渦輪轉(zhuǎn)速為零，此時輸出的轉(zhuǎn)矩為極大值，裝載機(jī)輪邊驅(qū)動力也就為最大值。一般５０型裝載機(jī)可產(chǎn)生１３噸以上的推進(jìn)力。行星式變速箱的超越離合器就是利用自身單向離合作用，配合變矩器外特性實(shí)現(xiàn)以上自動適應(yīng)外界工況的功能。見液力變矩器特性圖和超越離合器工作圖。由液力變矩器外特性圖中看出，渦輪轉(zhuǎn)速為零時，其轉(zhuǎn)矩為最大值。
國內(nèi)目前使用的超越離合器有兩種，一種是保持架式，另一種是頂銷式，這兩種形式各有優(yōu)缺點(diǎn)。保持架式超越離合器結(jié)構(gòu)較簡單，但是同步性會受到保持架的分度精度影響，并且保持架容易產(chǎn)生應(yīng)力集中導(dǎo)致早期斷裂，從而使超越離合器失效。頂銷式超越離合器結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，但頂銷容易產(chǎn)生油缸效應(yīng)，即在頻繁的離合工作中，滾柱經(jīng)常對頂銷進(jìn)行沖擊，頂銷孔中油不能及時向外排出，造成頂銷端部受傷，也會導(dǎo)致超越離合器早期失效，另外要提出注意的是，設(shè)計(jì)頂銷位置時應(yīng)考慮到在離合器楔緊狀態(tài)時，頂銷的軸心線應(yīng)通過滾柱的軸心線。
以上所提到的是超越離合器的內(nèi)環(huán)凸輪是個敏感元件，由于內(nèi)環(huán)凸輪與滾柱接觸的位置是個平面，雖然表面硬度６０ＨＲＣ，由于在頻繁的離合工作中受到相當(dāng)大的楔緊力，使用一段時間后會被滾柱壓成一條弧坑，所以改善其楔角是很有必要的，外環(huán)齒輪與滾柱接觸面，由于結(jié)構(gòu)上是個環(huán)形槽，往往滲碳層濃度不易達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，硬作層如果太淺，會加速工作磨損，造成超越離合器早期失效。
為了提高變速箱超越離合器壽命，我們必須分析清楚影響超越離合器壽命的關(guān)鍵原因，在設(shè)計(jì)、工藝制造和裝配過程中重視以上幾個方面，相信通過努力，超越離合器使用壽命會得到很好的解決。 |
