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自动变速器离合器、制动器单向离合器解析

作者:火博游戏 发布于:2020-11-02 20:30 点击量:

  液力自动变速器采用行星齿轮变速机构,换档依靠连接或约束多个行星排的某个太阳轮、齿圈和行星架。而完成这一任务的是离合器、制动器和单向离合器,在很多时候,我们称之为换档执行元件。其中,离合器和制动器由液压控制接合或分离,而单向离合器的接合和分离依据采力情况自动实现。

  自动变速器中离合器的作用连接轴和行星齿轮机构的某个元件,诸如将变速箱的输入轴和行星排的某个元件接连,或将行星排的某两个元件连接在一起,使之成为一个整体旋转。

  手动档汽车中,发动机与变速器之间的离合器采用干式单片离合器,而自动变速器离合器采用湿式多片式离合器。离合器的主要组成部件有:离合器毂、活塞、密封胶圈、控制油道、液压缸、钢片、磨擦片、回位弹簧和卡环等。

  离合器毂作为离合器的主动元件,与输入轴或行星齿轮机构的某个元件连接,此离合器毂和输入轴作为一体。离合器毂内部开有控制离合器接合的油道,与控制阀体相通,以控制离合器的接合或分离。毂内有内花键槽,安装有钢片。

  钢片和磨擦片交错排列,统称为离合器片,钢片带有外花键齿,与离合器鼓内花键槽连接并可轴向移动;磨擦片的内花键齿与行星齿轮机构齿圈前端的外花键槽配合,也可轴向移动。

  离合器活塞为环状,内外圆上装有密封胶圈,离合器毂和活塞及密封胶圈组成液压缸,当压力油经油孔进入活塞左面的液压缸时,液压作用便克服回位弹簧力使活塞右移,将所有离合器片压紧,使离合器毂和齿圈连接,当控制阀将作用在液压缸的压力油撤除后,活塞在回位弹簧力下回复原位,离合器分离。

  离合器中的防松球:离合器处于分离状态时,离合器片之间有一定的轴向间隙,保证钢片和磨擦片之间无轴向压力,彻底分离,这一间隙标准值为0.5-2.0mm。离合器处于分离状态时,活塞左端液压缸内不可避免的残油有少量变速器油,离合器鼓旋转时,残留的变速器油在离心力下甩向液压缸外缘,并力图使活塞右移,使离合器片不能彻底分离,加速离合器片的磨损,所以在离合器活塞内加设了防松球。

  离合器接合时,控制油压进入离合器液压缸,液压油使钢球(防松阀)压紧在阀座上,保证液压缸的密封。

  离合器分离时,液压缸的压力油外经控制阀泄油,缸内的油压下降,防松球在离心力作用下离开阀座,阀处于开启状态,残存的压力油在离心力作用下从阀孔中排出,使离合器得以彻底分离。

  注:同一厂家生产同一型类的自动变速器可以在不改变离合器外型和尺寸条件下,通过增减磨擦片数来满足不同车型传递动力要求,为了保证离合器片间隙值的正常,需要相应减少或增加钢片数量,因此有些离合器在相邻两个磨擦片间有两个钢片,就是使自动变速器在改型时具有灵活性,而不是漏装了磨擦片。

  变速机构的执行元件制动器的作用是固定行星齿轮机构中的某个元件,阻止其旋转。在自动变速器中常用的制动器有片式制动器和带式制动器。

  片式制动器:片式制动器的结构原理和湿式多片式离合器的基本相同,只是钢片通过外花键齿安装在变速器壳体的内花键槽内,磨擦片通过内花键齿与行星排某个元件上的外花键槽连接,如齿圈。当液压缸没有压力油时,钢片与磨擦片分离,齿圈可自由旋转;当压力油进入液压缸后,使钢片与磨擦片压紧,与磨擦片连接的齿圈被固定而不能转动。

  制动鼓与行星齿轮机构的一个元件相连,作为一个组件一起旋转。制动带的一端用销钉固定在变速箱壳体上,另一端与活塞的推杆接触,当压力油进入液压缸时,推动活塞、推杆,制动带收缩抱紧制动鼓,使制动鼓无法转动;若压力油撤除,则活塞及推杆等在回们弹簧下回位,制动带松开,制动鼓解除制动而可以旋转。

  在制动带制动高速旋转的制动鼓时,制动带会受到来自制动鼓的反作用力,使活塞产生振动,影响工作平顺性。所以加装内弹簧,使活塞和推杆通过内弹簧连接,以吸收制动鼓的反作用力,减少制动带箍紧制动鼓时所产生的振动。

  当带式制动器处于放松状态时,制动带与制动鼓之间应有一定的间隙,间隙过大或过小都会影响制动器的正常工作,有些自动变速器制动带的一端用调整螺钉支承,通过调整螺钉可以调整制动带与制动鼓之间的间隙。在安装时,一般将螺钉向内拧紧至一定力矩,然后再退回规定的数圈。

  单向离合器的作用是在一定条件下允许行星齿轮机构的某个元件向一个方向旋转(称为解锁),而不允许朝另一个方向旋转(称为锁止)。

  单向离合器的常见形式有两种:滚柱斜槽式和楔块式。滚柱斜槽式单向离合器的结构和工作原理在液力变矩器一章作了介绍。楔块式单向离合器由外座圈,内座圈,楔块和保持架组成成,楔块和保持架安装在内外痤圈之间。内座圈和外座圈一个与行星齿轮机构的某元件连接,另一个与行星齿轮机构的另一个元件或变速器壳体或某个制动器连接。

  当外座圈相对于内座圈逆时针方向转动时,外座圈推动楔块摆转,由于C小于B,楔块逆时针摆转,外座圈可以相对于内座圈逆转,此时称为单向离合器分离,也称为解锁。如果外座圈相对于内座圈顺转时,外座圈推动楔块顺时针摆转,由于A大于B,楔块顺时针摆转时,锁止内外座圈,意味着外座圈不能相对于内座圈顺转,应用时有两种可能:一是如果固定内座圈,外座圈不能顺转,此时称为单向离合器锁止;另一种如果外座圈顺转时,会驱动内座圈顺转。

  中职和高职自动变速器培训多以辛普森式为主,本文系统分析辛普森式行星齿轮变速器的动力传递路线

  除了本田平行轴自动变速器外,其它的液力自动变速器换档采用行星齿轮机构来实现。理解行星齿轮机构的传动规律对于掌握自动变速器分析和维修有重要的指导意义

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