变速箱超越离合器浅析

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。