04自动变速器的换档执行元件

楔块式单向离合器
• 由外圈、8字形楔块、保持弹簧和 内圈组成。 • 当外圈相对于内圈沿逆时针方向转 动时，楔块被推动，发生倾斜，在 内外圈之间让出一定空间，因此不 会锁止，允许外圈相对于内圈作逆 时针转动或内圈相对于外圈作顺时 针转动。 • 如果外圈相对于内圈作顺时针转动， 楔块因几何形状的缘故，将卡在内 外圈之间而无法活动，从而将两者 锁止，使外圈相对于内圈无法顺时 针转动或内圈相对于外圈逆时针转 动。 • 为了保证楔块能可靠地楔住内外圈， 在单向离合器中装有保持弹簧，使 楔块能保持一定的倾斜。
直杆式带式制动器
杠杆式带式制动器
钳形杆式带式制动器
单向作用伺服机构
• 由活塞、弹簧、顶杆和一 个液压缸组成。 • 只能从一个方向（加压方 向）推动活塞，泄压时活 塞依靠弹簧的弹力回位。 • 当液压油从加压孔进入液 压缸后，液压缸内油压上 升时，活塞右移，压缩弹 簧推动顶杆，制动带收紧。 • 当泄压时，活塞在弹簧作 用下推动活塞左移，顶杆 收回，制动带释放。
离合器的作用
• 连接作用：将行星齿轮变速器的输入轴 和行星排的某个基本元件连接，使该元 件成为主动件。 • 连锁作用：将行星排的某两个基本元件 连接在一起，使之成为一个整体，实现 同速直接传动。
离合器的型式
• 离合器为多片湿式离合器。 • 由于湿式多片离合器的表面积较大，所 传递的转矩也较大；并且离合器片表面 单位面积压力分布均匀，摩擦材料磨损 均匀；能通过增减片数和改变施加压力 的大小，来调节工作转矩；便于系列化 和通用化。
离合器活塞回位弹簧
• 离合器活塞回位弹簧有四种形式：圆周均布螺旋弹 簧式、中央弹簧式、波形弹簧式和膜片弹簧式。 • 圆周均布螺旋弹簧具有压力分别均匀、轴向尺寸小、 成本低等优点，为大多数自动变速器采用，其缺点 是占据较大的径向空间。 • 中央螺旋弹簧式的轴向尺寸较大，而且压力分布不 均匀，因此较少采用。 • 膜片弹簧式是采用一种由薄弹簧钢板的蝶形膜片弹 簧作为活塞回位弹簧。膜片弹簧可以允许活塞有较 小尺寸；具有理想的非线性弹性特性，液压油在推 动活塞移动时要克服的回位弹簧弹力较小；随着活 塞的移动，回位弹簧的弹力基本保持不变，使工作 液压力得以充分利用。
换档执行元件的类型及其作用
• 主要有离合器、制动器和单向离合器三种，基 本作用是连接、固定和锁止。 • 连接是指将行星齿轮变速器的输入轴与行星排 中的某个元件连接以传递动力，或将前一行星 排的某一元件与后一行星排的某一元件连接， 以约束这两个元件的运动。 • 固定是指将行星排中的某一元件与自动变速器 的壳体连接，使之被固定而不能旋转。 • 锁止是指把某个行星排的三个元件中的两个连 接在一起，从而将行星排锁止，使其三个元件 以相同的转速一同旋转，产生直接传动。
离合器片
• 离合器片包括钢片和摩擦片，两者交错排列。 • 钢片的外花键齿安装在离合器鼓内花键齿圈上，可 沿花键齿圈的键槽作轴向移动。 • 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。 • 摩擦片两面均有摩擦系数较大的铜基粉末冶金层或 合成纤维层，受压力和温度变换影响很小。 • 摩擦表面上都有油槽，其作用是：一破坏油膜，提 高滑动摩擦时的摩擦系数；二是保证油液流过，以 冷却摩擦表面。 • 有些离合器在活塞和钢片之间有一个蝶形环，具有 一定的弹性，可以减缓离合器接合时的冲击力。
双向作用伺服机构
• 其液压可以分别施 加在活塞的左右两 侧，即可以收紧制 动带，也可以放松 制动带。 • 由活塞、弹簧、顶 杆和左右两个液压 缸组成。 • 左液压缸加压，又 液压缸泄压，进入 制动状态；右液压 缸加压，左液压缸 泄压，进入放松状 态。
单向离合器
• 单向离合器是行星齿轮机构中的执行元 件，它不受液压系统的控制。 • 其作用是在两运动部件间单向传递动力。 • 常用的有滚子式单向离合器和楔块式单 向离合器两种。
离合器活塞上单向阀的工作过程
离合器的双活塞结构
• 双活塞的作用是控制离合器的压紧力的 大小，使离合器接合更加柔和。 • 双活塞的结构是前后两个大小不一的活 塞串联在一起压紧离合器，而两个活塞 各有一条油路供油。工作原理如下图所 示。
离合器的双活塞结构原理图
小活塞
大活塞
油封
液压油
离合器片之间的自由间隙
滚子式单向离合器的结构
• 由外圈、滚子、弹簧和内圈 组成。 • 滚子数目一般为6～8个。 • 内圈用花键和行星齿轮机构 的某个基本元件或变速器壳 体连接，外圈通过外花键和 行星齿轮机构的另一个基本 元件或壳体连接。 • 在外圈内表面上制有与滚子 数目相同的楔形槽。 • 内外圈之间的楔形槽内装有 滚子和弹簧，弹簧的弹力将 滚子推向楔形槽较窄的一端。
• 在离合器的活塞缸内仅有一条油路，通常设在 缸体的旋转中心部位，离合器的接合和脱离时， 液压油均从该油路进入或排出。 • 当车辆行驶时，离合器高速旋转，带动液压油 将产生较大的离心力，在离合器分离时，部分 液压油在离心力的作用下，将按油路相反方向 移动，残留在液压缸内，并产生一定的油压， 该油压会引起离合器脱开不良或阻滞。 • 为防止发生这种现象，在活塞的外圈处设有单 向阀，以保证离合器分离彻底。
离合器的结构
• 由离合器鼓、离合器活塞、回位弹簧、钢片、 摩擦片、调整垫片、离合器毂和密封圈等组成。 • 离合器鼓和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连接。一般 离合器鼓为主动件，离合器毂为从动件。 • 离合器活塞安装在离合器鼓内，是一种环状活 塞，由活塞内外圈的密封圈保证密封，从而和 离合器鼓一起形成一个密封的环状液压缸，并 通过离合器鼓内圆轴颈上的进油孔和控制油道 相通。
湿式多片制动器的结构
制动器毂 凸缘 钢片 弹簧座 制动器鼓
摩擦片 活塞 中间轴
带式制动器
• 带式制动器通过压紧制动带对制动鼓进行制动， 达到制动锁定制动鼓的目的，其结构如图所示：
1-太阳轮； 2-制动鼓； 3-制动带；
4-销钉； 5-制动缸活塞。
带式制动器的工作原理
带式制动器的分类
• 按照制动带夹紧装置的不同有三种：直 杆式、杠杆式和钳形杆式。 • 按照液压伺服机构的不同有两种：单向 作用伺服式和双向作用伺服式。
• 湿式多片式制动器的结构和功能与湿式 多片式离合器基本相同，也是由制动器 鼓、制动器活塞、回位弹簧、制动器摩 擦片、制动器钢片，制动器毂等组成。 • 在制动器中，制动器摩擦片通过花键齿 与制动器毂的外花键齿相连，是主动件； 制动器钢片则通过花键齿安装在固定于 变速器壳体上的制动器鼓内花键齿上， 或直接安装在变速器壳体上的内花键齿 上，是固定不构中三元件 中的任一元件，从而改变齿轮的组合。 • 制动器有湿式多片式和带式两种。 • 带式制动器占空间尺寸小，容易布置， 过去采用较多。 • 片式制动器接合平稳性比带式易于控制， 并且通过增减片数，可以适应于不同排 量的发动机，近年来应用日趋广泛。
湿式多片式制动器
离合器的工作情况
• 当液压油流入活塞缸内时， 活塞在缸体内移动，使主 动片和从动片相互压紧， 因为有较高的摩擦力，主 动片和从动片便以相同的 速度旋转，离合器处于接 合状态。 • 当油压撤除时，在回位弹 簧的作用下，活塞回到原 来的位置，使离合器的主 动片和从动片相互脱开， 离合器处于分离状态。
在离合器活塞上设单向阀的原因
滚子式单向离合器的工作情况
• 若单向离合器的外圈相对于内圈沿逆时针方向转动，， 滚子便在楔形槽中向宽端移动并压缩弹簧，这是单向 离合器不会锁止，允许外圈相对于内圈逆时针转动。 在任何时候都允许其外圈相对于内圈作逆时针转动。 也可以说允许内圈相对于外圈作顺时针转动。 • 若外圈试图相对于内圈作顺时针旋转，那么滚子便在 摩擦力的作用下向窄端移动，楔入内外圈之间，将两 者锁住。在锁住的同时，就可以在两者之间传递动力。 此刻弹簧的作用是改善滚子最初的楔入作用，一旦滚 子楔入楔形槽的窄端，则单向离合器出现锁止，从而 不允许其外圈相对于内圈作顺时针转动，或内圈相对 于外圈作逆时针转动。
自动变速器的换档执行元件换档执行元件的作用行星齿轮变速器的换档执行元件和传统手动变速器不同行星齿轮变速器中所有齿轮都处于常啮合状态它的档位变换不是通过移动齿轮或接合套使之进入啮合或脱离啮合进行的而是通过以不同的方式对行星齿轮机构的基本元件进行约束来实现的
自动变速器的换档执行元件
换档执行元件的作用
• 行星齿轮变速器的换档执行元件和传统手动变 速器不同，行星齿轮变速器中所有齿轮都处于 常啮合状态，它的档位变换不是通过移动齿轮 或接合套使之进入啮合或脱离啮合进行的，而 是通过以不同的方式对行星齿轮机构的基本元 件进行约束来实现的。通过适当的选择被约束 的基本元件和约束方式，就可以使行星齿轮机 构具有不同的传动比，从而实现不同的档位。 • 换档执行元件的作用是通过一定的规律对行星 齿轮机构中的某些元件进行连接、固定或锁止， 使行星齿轮机构获得不同的传动比，从而实现 各个档位的变换。
离合器活塞上单向阀的工作原理
• 当液压油流入缸体时，球阀在油压的作用下压 紧在阀座上，单向阀处于关闭状态，保证了液 压缸的密封，因此液压油不能从缸体排出，缸 体内的油液压力上升。 • 当缸体内的油压解除时，缸体内的工作液压力 下降，球阀在离心力的作用下，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的阀孔流出，因 此工作液不是滞留在缸体内，而是通过单向阀 排出，使离合器快速、完全脱开。
• 多片湿式离合器装配后，在卡簧和压板之间要 留有一定的间隙，称为自由间隙。 • 一般平均每片之间的间隙为0.3~0.5mm，总间 隙因片数不同而不同，一般为2~5mm。 • 多片湿式离合器在使用中必须十分注意离合器 的自由间隙。间隙过小，离合器分离不彻底； 间隙过大，当复位弹簧已被压紧至极限状态， 而离合器仍未完全接合时，离合器将严重打滑， 不能传递动力。 • 离合器装好后，用力压住压板，在压板和卡簧 之间用厚薄规测量。