任务三换挡执行元件

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第三章2-2行星齿轮机械变速机构换挡执行机构2输出行星支架OD行星支架后排行星齿轮前排行星齿轮(二)辛普森行星齿轮机构的结构自动变速器维修

行星齿轮变速器中所有的齿轮都是处于常啮合状态，其挡位变换必须通过以不同的方式对行星齿轮机构的基本元件进行约束（即固定或连接某些基本元件）来实现。能对这些基本元件实施约束的机构，就是行星齿轮变速器的换挡执行机构。

行星齿轮变速器的换挡执行机构由离合器、制动器、单向离合器三种执行元件组成，起连接、固定和锁止作用。换挡执行机构的结构和工作原理自动变速器维修

连接是指将行星齿轮变速器的输入轴与行星排中的某个基本元件连接，以传递动力，或将前一个行星排的某一个基本元件与后一个行星排的某一个基本元件连接，以约束这两个基本元件的运动；

固定是指将行星排的某一基本元件与自动变速器的壳体连接，使之被固定住而不能旋转；

锁止是指把某个行星排的三个基本元件中的两个连接在一起，从而将该行星排锁止。换挡执行元件按一定的规律对行星齿轮机构的某些基本元件进行连接、固定或锁止，让行星齿轮机构获得不同的传动比，从而实现挡位的变换。

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作用：连接轴和行星排的某个基本元件，或将行星排的某两个基本元件连接成一体，使之成为一个整体转动。

1．离合器结构和工作原理自动变速器维修

自动变速器中所用的离合器为湿式多片离合器。它通常由离合器鼓、离合器活塞、回位弹簧、弹簧座、一组钢片、一组摩擦片、调整垫片、离合器毂及几个密封圈组成。

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钢片和摩擦片交错排列，两者统称为离合器片。

钢片的外花键齿安装在离合器鼓的内花键齿圈上，可沿齿圈键槽作轴向移动。

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摩擦片由其内花键齿与离合器毂的外花键齿连接，也可沿键槽作轴向移动。摩擦片的两面均为摩擦片系数较大的铜基粉末冶金层或合成纤维层。自动变速器维修

离合器鼓或离合器毂分别以一定的方式和变速器输入轴或行星排的某个基本元件相连接，一般离合器鼓为主动件，离合器毂为从动件。自动变速器维修

当来自控制阀的液压油进入离合器液压缸时，油压推动活塞克服弹簧的作用力将钢片和摩擦片相互压紧在一起，利用两者间的摩擦力使离合器鼓和离合器连接为一个整体，使输入轴和行星排的某基本元件连接在一起，此时离合器处于接合状态。自动变速器维修

当液压控制系统将作用在离合器液压缸内的液压油的压力解除后，活塞被回位弹簧压回液压缸的底部，并将液压缸内的压力油从进油孔排出。此时，钢片与摩擦片相互分开，两者间无压紧力，离合器处于分离状态。离合器活塞和离合器片或离合器片和卡环之间有一定的轴向间隙，以保证钢片和摩擦片之间无任何轴向压力，这一间隙称为离合器自由间隙。其大小可以用挡圈的厚度来调整。一般离合器自由间隙为0.5～2.0mm。自动变速器维修

离合器处于分离状态时，其液压缸内仍残留有少量液压油。由于离合器鼓是随变速器输入轴或行星排某一基本元件一同旋转的，残留的液压油在离心力的作用下会被甩向液压缸外缘，并在该处产生一定的油压。若离合器鼓的转速较高，这一压力有可能会推动离合大活塞压向离合器片，离合器处于半接合状态，导致钢片和摩擦片因互相接触摩擦而产生不应有的磨损，影响离合器的使用寿命。自动变速器维修

为了防止这种情况出现，在离合器活塞或离合器鼓的液压缸壁面上设有一个由自由钢球组成的单向阀。当液压油进入液压缸时，钢球在油压的作用下压紧在阀座上，单向阀关闭，保证了液压缸的密封；当油压解除后，单向阀的钢球在离心力的作用下离开阀座。使单向阀处于开启状态，残留在液压缸内的液压油在离心力的作用下从单向阀流出，保证离合器彻底分离，如图2-17所示。自动变速器维修

离合器所能传递的动力的大小或者说转矩的大小与摩擦片的面积、片数及离合器片间的压紧力有关。片间压紧力的大小由作用在离合器活塞上的油压及作用面积决定，但增大油压会引起离合器接合时产生冲击。故当压紧力一定时，离合器所能传递的动力大小就取决于摩擦片的面积和片数。一般离合器中摩擦片片数为2～6片，钢片片数等于或多于摩擦片的片数。自动变速器维修

制动器的作用是将行星排中的某一元件加以固定，使之不能转动。目前常见的是带式制动器和片式制动器。

2．制动器的结构和工作原理自动变速器维修

（1）片式制动器片式制动器由制动器鼓、制动器活塞、回位弹簧、钢片、摩擦片及制动器毂等组成，如图2-18所示。自动变速器维修自动变速器维修

带式制动器又称制动带，它由制动鼓、制动带、液压缸及活塞等组成，如图2-19所示。制动鼓与行星排的某一基本元件连接，并随之一起转动。（2）带式制动器自动变速器维修

制动带的一端支承在变速器壳体上的支架或制动带调整螺钉上，另一端与液压缸活塞上的推杆连接。液压缸被活塞分隔为施压腔和释放腔两个部分,分别通过各自的控制油道与控制阀相通。制动带的工作受作用在活塞上的液压油压力控制。自动变速器维修自动变速器维修

当液压缸的施压腔和释放腔内均无液压油时，带式制动器不工作,制动带与制动鼓之间有一定的间隙，制动鼓可随与它相连的行星排基本元件一同旋转。当液压油进入施压腔时，作用在活塞上的液压油压力推动活塞，使之克服回位弹簧的作用力移动。自动变速器维修

活塞上的推杆随之向外伸出，将制动带压紧在制动鼓上，于是制动鼓被固定住而不能旋转。此时,制动器处于制动状态。在制动器处于制动状态，若有液压油进入液压缸的释放腔时，因释放腔一侧的活塞面积大于施压腔一侧的活塞面积，故作用在活塞上两侧的力不相等，释放腔一侧大于施压腔一侧。活塞在两侧的压力差及回位弹簧作用力的共同作用下向后移，推杆回缩，制动带被放松，制动鼓可以转动，从而使制动器由制动状态变成释放状态。这样可以使控制系统得到简化。自动变速器维修

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若将带式制动器用行星齿轮机构高速挡操纵，则因制动时制动鼓以高速旋转，制动带将会受到来自制动鼓的反作用力。活塞和推杆为刚性连接，该反作用力将使活塞产生振动。影响换挡工作的平顺性。自动变速器维修

为防止这种情况，可将推杆通过弹簧装在活塞上如图２－20所示，当制动带受到反作用力时，推杆被推回，压缩内弹簧，从而起到缓冲的作用。自动变速器维修自动变速器维修

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。这一间隙的大小可用制动带调整螺钉来调整。在安装时，一般将螺钉向内拧紧至一定力矩。然后再退回规定的圈数（通常为23圈）。30

二、机械变速机构⒊换档执行机构⑶单向超越离合器

单向超越离合器又称单向啮合器或自由轮离合器。它在行星齿轮变速系统中的作用和离合器、制动器相同，也是用于固定或连接行星排中的太阳轮、行星架或齿圈等基本元件，让行星齿轮变速系统组成不同传动比的档位。单向超越离合器是依靠其单向锁止原理来实现固定或连接作用的，其连接和固定也只是单向的，当与之相连接的元件受力方向与锁止方向相同时，该元件即被固定或连接，当受力方向与锁止方向相反时，该元件即被释放或脱离连接。单向超越离合器有多种型式，常见的是滚柱斜槽式和楔块式两种。单向超越离合器与其它离合器区别是无需控制机构。31

二、机械变速机构

⒊换档执行机构

⑶单向超越离合器①滚柱斜槽式单向超越离合器滚柱斜槽式单向超越离合器由外环、内环、滚柱，滚柱回位弹簧等组成。在外环的内表面制有与滚柱相同数目的楔形槽，内外环之间的楔形槽内装有滚柱和弹簧。弹簧的张力将各滚柱推向楔形槽较窄的一端。32

二、机械变速机构

⒊换档执行机构

⑶单向超越离合器

①滚柱斜槽式单向超越离合器

当外环相对于内环朝逆时针方向转动时，在刚刚转动的瞬间，滚柱在摩擦力的作用下，克服弹簧的张力而滚向楔形槽较宽的一端，外环相对于内环可以自由滑转，此时单向超越离合器处于自由状态。33

二、机械变速机构

⒊换档执行机构

⑶单向超越离合器

①滚柱斜槽式单向超越离合器

当外环相对于内环朝顺时针方向转动时，滚柱在摩擦力和弹簧张力的作用下被卡死在楔形槽较窄的一端，于是内外环被锁止为一体，不能相对转动，此时单向超越离合器处于锁止状态，与外环连接的基本元件便被固定或者和与内环相连接的元件连接成一个整体。34

二、机械变速机构

⒊换档执行机构

⑶单向超越离合器

②楔块式单向超越离合器楔块式单向超越离合器和滚柱斜槽式单向超越离合器相似，也有外环、内环、滚柱(楔块)等。不同之处在于它的外环上没有楔形槽，其滚柱不是圆柱形，而是特殊形状的楔块。楔块在A方向上的尺寸略大于内外环之间的距离B，而C方向上的尺寸则略小于B。35

二、机械变速机构

⒊换档执行机构

⑶单向超越离合器

②楔块式单向超越离合器

当外环相对于内环朝逆时针方向旋转时，楔块在摩擦力的作用下倾斜，脱离自锁状态，内外可以相对滑转，此时单向超越离合器处于自由状态。

单向