汽车离合器分离轴承是汽车动力传动系统中的重要部件。在汽车动力传动过程中,离合器分离轴承的作用是借助于轴承的轴向位移实现连接或切断发动机与变速器之间的动力传递,从而完成汽车的平稳起步、停驶和变换档位等操作。汽车离合器分离轴承常工作在高速、强振、高温、潮湿和易污染的条件下,因此要求其具有良好强度与韧性、耐冲击、耐磨损和优良的接触疲劳性能。随着对商用汽车高速重载运输能力、操纵舒适性及长寿命高可靠性等要求的提高,近年来整车设计和制造水平不断提升,因此对离合器分离轴承性能的要求也越来越高,而国产重载离合器分离轴承性能与国外同类产品尚有较大差距,所以,采用现代设计理论建立离合器分离轴承仿真计算模型,研究其动态特性和疲劳寿命性能具有重要的理论意义和社会经济价值。针对国产商用汽车离合器分离轴承,探讨其动力学性能和接触应力分析方法,及其疲劳寿命的试验与评估技术,以提高分离轴承的轴向承载能力、延长使用寿命和增加其可靠性,论文主要从以下几方面进行研究:1.重载离合器分离轴承模拟寿命试验机研制。离合器分离轴承的结构尺寸、性能参数和使用工况与通用角接触球轴承有较大的差别。相关供应商与主机厂对该类轴承寿命试验的要求缺少统一的评级标准。目前,离合器分离轴承的试验机主要适用于轻载高速的小型乘用车。所以研发了一台重载汽车离合器分离轴承疲劳寿命试验机。试验机最大轴向载荷可达14 kN;接合频率:0.25-2 Hz;分离行程4-18 mm;试验转速在400-2800 r/min区间。常规试验工况下,试验机的主轴轴承寿命可达10万小时。2.应用声发射技术研究分离轴承的早期故障信号的特征。采用振动加速度传感器对分离轴承的早期故障信号分析困难,而噪声测试受环境的影响很大,因此,研究了声发射技术在分离轴承试验中早期故障信号的检测技术,探讨了小波理论在声发射信号频域特性分析中的应用。试验表明:声发射技术是高灵敏度的无损检测手段,可在车间生产环境中检测分离轴承的故障,并可直接在试验机连续运转的工况下在线采集信号。3.分离轴承动态特性试验研究。离合器分离轴承的工作状态分为静止状态、过度状态和稳定旋转状态,受力状态随离合器的离合而发生交替变化。通过所设计试验机的试验研究表明:分离轴承的振动可以简化为线性振动,分离轴承的结构参数对固有频率有直接影响。随着轴向预紧力的增加,轴向固有频率提高而轴向振幅下降。4.分析影响分离轴承疲劳寿命的主要因素。分离轴承在离合器分离过程中主要承受静止与旋转状态下不断反复契合与分离的轴向力,在有离心力作用时,它同时还需承受径向力。因此,汽车离合器分离轴承广泛采用了角接触式的径向推力球轴承。故研究了分离力、转速、滚动体球数、离合时间对分离轴承疲劳寿命的影响,并在推导出分离轴承受轴向载荷下的应力基础上,建立了分离轴承疲劳寿命预测模型。对内孔57 mm推式分离轴承分析表明:分离力对分离轴承的疲劳寿命影响很大,分离力为5000 N时的模拟疲劳寿命为9000 N时的5.6倍。在接合时间固定的前提条件下,分离时间越短,推式分离轴承的疲劳寿命越长。当接合时间为2.5 s时,分离时间0.1 s的模拟寿命是分离时间5 s时的3.86倍。