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第三章2-2行星齒輪機械變速機構換擋執行機構2輸出行星支架OD行星支架后排行星齒輪前排行星齒輪(二)辛普森行星齒輪機構的結構自動變速器維修

行星齒輪變速器中所有的齒輪都是處于常嚙合狀態，其擋位變換必須通過以不同的方式對行星齒輪機構的基本元件進行約束（即固定或連接某些基本元件）來實現。能對這些基本元件實施約束的機構，就是行星齒輪變速器的換擋執行機構。

行星齒輪變速器的換擋執行機構由離合器、制動器、單向離合器三種執行元件組成，起連接、固定和鎖止作用。換擋執行機構的結構和工作原理自動變速器維修

連接是指將行星齒輪變速器的輸入軸與行星排中的某個基本元件連接，以傳遞動力，或將前一個行星排的某一個基本元件與后一個行星排的某一個基本元件連接，以約束這兩個基本元件的運動；

固定是指將行星排的某一基本元件與自動變速器的殼體連接，使之被固定住而不能旋轉；

鎖止是指把某個行星排的三個基本元件中的兩個連接在一起，從而將該行星排鎖止。換擋執行元件按一定的規律對行星齒輪機構的某些基本元件進行連接、固定或鎖止，讓行星齒輪機構獲得不同的傳動比，從而實現擋位的變換。

自動變速器維修

作用：連接軸和行星排的某個基本元件，或將行星排的某兩個基本元件連接成一體，使之成為一個整體轉動。

1．離合器結構和工作原理自動變速器維修

自動變速器中所用的離合器為濕式多片離合器。它通常由離合器鼓、離合器活塞、回位彈簧、彈簧座、一組鋼片、一組摩擦片、調整墊片、離合器轂及幾個密封圈組成。

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自動變速器維修

鋼片和摩擦片交錯排列，兩者統稱為離合器片。

鋼片的外花鍵齒安裝在離合器鼓的內花鍵齒圈上，可沿齒圈鍵槽作軸向移動。

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摩擦片由其內花鍵齒與離合器轂的外花鍵齒連接，也可沿鍵槽作軸向移動。摩擦片的兩面均為摩擦片系數較大的銅基粉末冶金層或合成纖維層。自動變速器維修

離合器鼓或離合器轂分別以一定的方式和變速器輸入軸或行星排的某個基本元件相連接，一般離合器鼓為主動件，離合器轂為從動件。自動變速器維修

當來自控制閥的液壓油進入離合器液壓缸時，油壓推動活塞克服彈簧的作用力將鋼片和摩擦片相互壓緊在一起，利用兩者間的摩擦力使離合器鼓和離合器連接為一個整體，使輸入軸和行星排的某基本元件連接在一起，此時離合器處于接合狀態。自動變速器維修

當液壓控制系統將作用在離合器液壓缸內的液壓油的壓力解除后，活塞被回位彈簧壓回液壓缸的底部，并將液壓缸內的壓力油從進油孔排出。此時，鋼片與摩擦片相互分開，兩者間無壓緊力，離合器處于分離狀態。離合器活塞和離合器片或離合器片和卡環之間有一定的軸向間隙，以保證鋼片和摩擦片之間無任何軸向壓力，這一間隙稱為離合器自由間隙。其大小可以用擋圈的厚度來調整。一般離合器自由間隙為0.5～2.0mm。自動變速器維修

離合器處于分離狀態時，其液壓缸內仍殘留有少量液壓油。由于離合器鼓是隨變速器輸入軸或行星排某一基本元件一同旋轉的，殘留的液壓油在離心力的作用下會被甩向液壓缸外緣，并在該處產生一定的油壓。若離合器鼓的轉速較高，這一壓力有可能會推動離合大活塞壓向離合器片，離合器處于半接合狀態，導致鋼片和摩擦片因互相接觸摩擦而產生不應有的磨損，影響離合器的使用壽命。自動變速器維修

為了防止這種情況出現，在離合器活塞或離合器鼓的液壓缸壁面上設有一個由自由鋼球組成的單向閥。當液壓油進入液壓缸時，鋼球在油壓的作用下壓緊在閥座上，單向閥關閉，保證了液壓缸的密封；當油壓解除后，單向閥的鋼球在離心力的作用下離開閥座。使單向閥處于開啟狀態，殘留在液壓缸內的液壓油在離心力的作用下從單向閥流出，保證離合器徹底分離，如圖2-17所示。自動變速器維修

離合器所能傳遞的動力的大小或者說轉矩的大小與摩擦片的面積、片數及離合器片間的壓緊力有關。片間壓緊力的大小由作用在離合器活塞上的油壓及作用面積決定，但增大油壓會引起離合器接合時產生沖擊。故當壓緊力一定時，離合器所能傳遞的動力大小就取決于摩擦片的面積和片數。一般離合器中摩擦片片數為2～6片，鋼片片數等于或多于摩擦片的片數。自動變速器維修

制動器的作用是將行星排中的某一元件加以固定，使之不能轉動。目前常見的是帶式制動器和片式制動器。

2．制動器的結構和工作原理自動變速器維修

（1）片式制動器片式制動器由制動器鼓、制動器活塞、回位彈簧、鋼片、摩擦片及制動器轂等組成，如圖2-18所示。自動變速器維修自動變速器維修

帶式制動器又稱制動帶，它由制動鼓、制動帶、液壓缸及活塞等組成，如圖2-19所示。制動鼓與行星排的某一基本元件連接，并隨之一起轉動。（2）帶式制動器自動變速器維修

制動帶的一端支承在變速器殼體上的支架或制動帶調整螺釘上，另一端與液壓缸活塞上的推桿連接。液壓缸被活塞分隔為施壓腔和釋放腔兩個部分,分別通過各自的控制油道與控制閥相通。制動帶的工作受作用在活塞上的液壓油壓力控制。自動變速器維修自動變速器維修

當液壓缸的施壓腔和釋放腔內均無液壓油時，帶式制動器不工作,制動帶與制動鼓之間有一定的間隙，制動鼓可隨與它相連的行星排基本元件一同旋轉。當液壓油進入施壓腔時，作用在活塞上的液壓油壓力推動活塞，使之克服回位彈簧的作用力移動。自動變速器維修

活塞上的推桿隨之向外伸出，將制動帶壓緊在制動鼓上，于是制動鼓被固定住而不能旋轉。此時,制動器處于制動狀態。在制動器處于制動狀態，若有液壓油進入液壓缸的釋放腔時，因釋放腔一側的活塞面積大于施壓腔一側的活塞面積，故作用在活塞上兩側的力不相等，釋放腔一側大于施壓腔一側。活塞在兩側的壓力差及回位彈簧作用力的共同作用下向后移，推桿回縮，制動帶被放松，制動鼓可以轉動，從而使制動器由制動狀態變成釋放狀態。這樣可以使控制系統得到簡化。自動變速器維修

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若將帶式制動器用行星齒輪機構高速擋操縱，則因制動時制動鼓以高速旋轉，制動帶將會受到來自制動鼓的反作用力。活塞和推桿為剛性連接，該反作用力將使活塞產生振動。影響換擋工作的平順性。自動變速器維修

為防止這種情況，可將推桿通過彈簧裝在活塞上如圖２－20所示，當制動帶受到反作用力時，推桿被推回，壓縮內彈簧，從而起到緩沖的作用。自動變速器維修自動變速器維修

當帶式制動器處于放松狀態時,制動帶與制動鼓之間應有一定的間隙。間隙過大或過小都會影響制動器的正常工作。這一間隙的大小可用制動帶調整螺釘來調整。在安裝時，一般將螺釘向內擰緊至一定力矩。然后再退回規定的圈數（通常為23圈）。30

二、機械變速機構⒊換檔執行機構⑶單向超越離合器

單向超越離合器又稱單向嚙合器或自由輪離合器。它在行星齒輪變速系統中的作用和離合器、制動器相同，也是用于固定或連接行星排中的太陽輪、行星架或齒圈等基本元件，讓行星齒輪變速系統組成不同傳動比的檔位。單向超越離合器是依靠其單向鎖止原理來實現固定或連接作用的，其連接和固定也只是單向的，當與之相連接的元件受力方向與鎖止方向相同時，該元件即被固定或連接，當受力方向與鎖止方向相反時，該元件即被釋放或脫離連接。單向超越離合器有多種型式，常見的是滾柱斜槽式和楔塊式兩種。單向超越離合器與其它離合器區別是無需控制機構。31

二、機械變速機構

⒊換檔執行機構

⑶單向超越離合器①滾柱斜槽式單向超越離合器滾柱斜槽式單向超越離合器由外環、內環、滾柱，滾柱回位彈簧等組成。在外環的內表面制有與滾柱相同數目的楔形槽，內外環之間的楔形槽內裝有滾柱和彈簧。彈簧的張力將各滾柱推向楔形槽較窄的一端。32

二、機械變速機構

⒊換檔執行機構

⑶單向超越離合器

①滾柱斜槽式單向超越離合器

當外環相對于內環朝逆時針方向轉動時，在剛剛轉動的瞬間，滾柱在摩擦力的作用下，克服彈簧的張力而滾向楔形槽較寬的一端，外環相對于內環可以自由滑轉，此時單向超越離合器處于自由狀態。33

二、機械變速機構

⒊換檔執行機構

⑶單向超越離合器

①滾柱斜槽式單向超越離合器

當外環相對于內環朝順時針方向轉動時，滾柱在摩擦力和彈簧張力的作用下被卡死在楔形槽較窄的一端，于是內外環被鎖止為一體，不能相對轉動，此時單向超越離合器處于鎖止狀態，與外環連接的基本元件便被固定或者和與內環相連接的元件連接成一個整體。34

二、機械變速機構

⒊換檔執行機構

⑶單向超越離合器

②楔塊式單向超越離合器楔塊式單向超越離合器和滾柱斜槽式單向超越離合器相似，也有外環、內環、滾柱(楔塊)等。不同之處在于它的外環上沒有楔形槽，其滾柱不是圓柱形，而是特殊形狀的楔塊。楔塊在A方向上的尺寸略大于內外環之間的距離B，而C方向上的尺寸則略小于B。35

二、機械變速機構

⒊換檔執行機構

⑶單向超越離合器

②楔塊式單向超越離合器

當外環相對于內環朝逆時針方向旋轉時，楔塊在摩擦力的作用下傾斜，脫離自鎖狀態，內外可以相對滑轉，此時單向超越離合器處于自由狀態。

單向