汽车自动变速器的维修_五_

７８使用与维修轻型汽车技术２００７（１１／１２）总２１９／２２０汽车自动变速器的维修（五）陈渝（续本刊上期）（２）制动器的结构与原理制动器是一种起制动约束作用的机构，它将行星齿轮机构中的太阳轮、齿圈和行星架这三个基本元件之一与变速器壳体相连，使该元件被约束固定而不能旋转。制动器的结构型式较多，目前最常见的是带式制动器和片式制动器两种。①带式制动器的结构与工作原理带式制动器是利用围绕在鼓周围的制动带收缩而产生制动效果的一种制动器。带式制动器的优点是：有良好的抱合性能；占用变速器较小的空间；当制动带贴紧旋转时，会产生一个使制动鼓停止旋转的所谓自增力作用的楔紧作用。Ａ带式制动器结构组成带式制动器又称为制动带，它主要由制动鼓、制动带、液压缸及活塞等组成，如图１３所示。图１３带式制动器好，自增力作用强，所以能产生较大的制动力。粘接在钢带内表面上的摩擦材料，其摩擦性能对自动变速器的性能来说是十分重要的。用于自动变速器的摩擦材料有多种类型，在商用汽车上一般采用硬度较高的铜基粉末冶金材料和半金属摩擦材料，在小客车上采用纸基摩擦材料。纸基摩擦材料由纤维素纤维、酚醛树脂和填充剂组成。酚醛树脂作为粘接剂，将纤维素纤维连接成连续的基体。填充剂用来增加材料的强度、提高摩擦性能和耐磨性。自动变速器摩擦材料的填充剂有石墨、金属和陶瓷材料的粉末。现代的纸基摩擦材料已经可以用作重载下工作的摩擦元件，摩擦性能稳定，且纤维素纤维资源丰富，成本低，制造摩擦材料的工艺也较简单，可以降低自动变速器的造价，因而得到广泛的应用。Ｃ带式制动器的工作原理带式制动器的制动鼓与行星齿轮机构的某一个基本元件相连接，并随之一起转动。制动带的一端支承在变速器壳体上的制动带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。制动带的工作由作用在活塞１－变速器壳体２－制动带３－制动鼓４－活塞５－液压缸施压腔６－液压缸端盖７－液压缸释放腔８－推杆９－调整螺钉１０－回位弹簧上的液压油压力所控制。当液压缸的施压腔和释放腔内均无液Ｂ制动带的结构型式带式制动器中的制动带是制动器的关键元件之一，它是由在卷绕的钢带底板上粘接摩擦材料所制成的。钢带的厚度约为０．７６ｍｍ～２．６４ｍｍ。厚的钢带能产生大的夹紧力，用于发动机功率大的汽车自动变速器。薄的钢带能施加的夹紧力小，但因其柔性压油时，带式制动器不工作，制动带与制动鼓之间有一定的间隙，制动鼓可以随着与它相连接的行星排基本元件一同旋转。当液压油进入制动器液压缸的施压腔时，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弹力而移动，活塞上推杆随之向外伸出，将制动带箍紧在制动鼓上，于是制轻型汽车技术２００７（１１／１２）总２１９／２２０使用与维修７９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且有液压油进入液压缸的释放腔时，由于释放腔一侧的活塞面积大于是施压一侧的活塞面积，活塞两侧所受的液压压力不相等，释放腔一侧的压力大于施压腔一侧的压力，因此活塞在这一压力差及回位弹簧弹力的共同作用下后移，推杆随之回缩，制动带被放松，使制动器由制动状态转成释放状态。这种控制方式可以使控制系统得到简化。当带式制动器不工作或处于释放状态时，制动带与制动鼓之间应有适当的间隙，间隙太大或太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。在装复时，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２圈～３圈）。带式制动器结构简单、轴向尺寸小，维修方便，在早期的自动变速器中应用较多；但它的工作平顺性较差。为了克服一缺陷，可在控制油路中设置缓冲阀或减振阀，使之在开始结合时液压缸内的油压能缓慢上升，以缓和制动力的增长速度，改善工作平顺性。Ｄ伺服机构的结构与工作原理伺服机构是一种自动控制机构，它能以一定的精度自动按照输入信号的变化规律动作。对于带式制动器的伺服机构来说，要根据节气门信号和转速信号自动地调节作用力。伺服机构由伺服油缸和伺服杆系组成。ａ．伺服油缸伺服油缸由缸筒、活塞和复位弹簧等主要零件组成。伺服油缸起作用以夹紧和松开变速器的制动带的方式有以下几种：油压作用在与弹簧力相反的一侧。当油压作用在活塞上，活塞所受的推力克服弹簧的弹力向右运动，并推动作用杆使制动带夹紧制动鼓，如图１４图１４油压作用在活塞一侧的伺服油缸１－缸筒２－活塞３－弹簧４－作用杆（ａ）所示。当作用在活塞上油压被切断并被泄放掉时，作用在活塞另一侧的弹簧弹力推动活塞左移，使活塞回到原先的位置，制动器放松，如图１４（ｂ）所示。这是一种最简单的结构。油压在不同的时该分别作用于活塞的左侧或右侧。当油压作用于活塞的左侧时，右侧的油腔通泄油道，活塞右移压缩弹簧，并把作用杆推向制动带抱住制动鼓，如图１５（ａ）所示。当活塞左侧的油腔泄油时，右侧的油腔和压力油道接通，在弹簧弹力和油压的作用下，活塞左移，制动器放松，如图１５（ｂ）所示。当活塞回到原来位置后，伺服油缸的释放侧（右侧）仍保持油压作用，以使制动器保持在不起作用的位置。这是一种较为常用的结构型式，其优点是制动器结合比较平稳，要求制动器不起作用时，分离比较迅速。图１５两侧有油压作用的伺服油缸１－作用油孔２－缸筒３－弹簧４－放松油孔５－活塞６－伺服杆系ｂ．伺服杆系伺服杆系是连接制动伺服油缸和制动带的杠杆系统，有直杆式、杠杆式、悬臂梁式等型式。直杆式这种型式的作用杆是一根直推杆，直接将伺服油缸的力传给制动带的自由端。这种型式杆系只有在制动鼓受最大扭矩作用时，因伺服油缸的尺寸足够大，使变速器内有空间安装直杆时才采用。杠杆式杠杆式杆系是用一个杠杆推动制动带的作用推杆。这种杆系用在因变速器壳空间位置所限制，不能安装直杆式伺服杆系的地方。这种杆系改变了活塞杆推力的作用方向，同时也增大了作用在制动带上的推力。悬臂梁式这种伺服杆系用一个摇臂和一个作用于制动带两端的悬臂将伺服油缸的作用杆和制动带连接起来，制动带没有固定支座。当活塞的作用力施加到作用杆上时，通过摇臂、悬臂梁和推杆８０使用与维修轻型汽车技术２００７（１１／１２）总２１９／２２０将制动带收紧。因为制动带由推杆和悬臂梁相向夹紧，所以悬臂梁式伺服杆系像杠杆式伺服杆系那样起到增大作用力的作用。同时由于制动带能自动定心和平稳地绕着制动鼓收缩，所以制动带作用平顺，磨损减少。②片式制动器的结构与工作原理片式制动器由制动鼓、制动器活塞、回位弹簧、钢片、摩擦片及制动毂等部件组成。它的工作原理和多片湿式摩擦离合器基本相同，但片式制动器的制动鼓（相当于离合器鼓）固定在变速器壳体上（图１６）。钢片通过外花键齿安装在固定于变速器壳体上的制动鼓内花键齿圈中，或直接安装在变速器壳体上的内花键齿圈中，摩擦片则通过内花键齿和制动鼓上的外花键齿连接。当制动器不工作时，钢片和摩擦片之间没有压力，制动器毂可以自由旋转。当制动器工作时，来自控制阀的液压油进入制动器毂内的液压缸中，油压作用在制动器活塞上，推动活塞将制动器摩擦片和钢片夹紧在一起，与行星排某一基本元件连接的制动器毂就被固定住而不能旋转。图１６片式制动器图１７棘轮式单向超越离合器１－外轮２－棘爪３－棘轮４－叶片弹簧器，与其他离合器的区别是，单向超越离合器无需控制机构，它是依靠其单向锁止原理来发挥固定或连接作用的，力矩的传递是单方向的，其连接和固定完全由与之相连接元件的受力方向所决定，当与之相连接元件的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；即在驱动轴与从动轴之间，只能使从动轴作一个方向回转，反方向具有空转机能。单向超越离合器有多种型式，常用有棘轮式、滚柱斜槽式和楔块式三种型式。①棘轮式单向超越离合器棘轮式单向超越离合器主要由外轮、棘轮、棘爪和叶片弹簧等组成，如图１７所示为棘轮式单向超越离合器的一种型式。当外轮相对于棘轮顺时针方向旋转时，棘爪卡住棘轮，外轮与棘轮连为一体，不能相对运动，离合器处于锁止状态；当外轮相对于棘轮逆时针方向旋转时，棘爪与棘轮之间产生相对滑１－制动毂２－卡环３－挡圈４－钢片和摩擦片５－弹簧座６－回位弹簧７－制动器活塞８、９－密封圈１０－碟形环１１－变速器壳体动，外轮成为自由轮，单向超越离合器处于自由状态。片式制动器的工作平顺性优于带式制动器，因此近年来在轿车自动变速器中，采用片式制动器的越来越多。另外，片式制动器也易于通过增减摩擦片的片数来满足不同排量发动机的要求。（３）单向超越离合器的结构与工作原理单向超越离合器又称单向啮合器或自由轮离合②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，如图１８所示。内环通常用内花键和行星齿轮排的某个基本元件或者和变速器壳体连接，外环则通过外花键和行星排的另一侧基本元件连接或者和变速器外壳轻型汽车技术２００７（１１／１２）总２１９／２２０使用与维修８１图１８滚柱斜槽式单向超越离合器１－外环２－内环３－滚柱４－弹簧连接。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。弹簧的弹力将各滚柱推向楔形槽较窄的一端。当外环相对于内环朝顺时针方向转动时，在刚刚开始转动的瞬间，滚柱便在摩擦力和弹簧弹力的作用下被卡死在楔形较窄的一端，于是内外环互相连接成一个整体，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被固定住或者和与内环相连接的元件连成一整体。当外环相对于内环朝逆时针方向转动时，滚柱在摩擦力的作用下，克服弹簧的弹力，滚向楔形槽较宽的一端，出现打滑现象，外环相对于内环可以作自由滑转，此时单向超越离合器脱离锁止而处于自由状态。单向超越离合器的锁止方向取决于外环上楔形槽的方向。在装配时不得装反，否则，会改变其锁止方向，使行星齿轮变速器不能正常工作。有些单向超越离合器的楔形槽开在内环上，其工作原理和楔形槽开在外环上的相同。③楔块式单向超越离合器楔块式单向超越离合器的结构和滚柱斜槽式单向超越离合器的结构基本相似，也有外环、内环、滚子（楔块）等（如图１９所示）。不同之处在于，它的外环或内环上都没有楔形槽，其滚子不是圆柱形的，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，而在Ｃ方向上的尺寸略小于Ｂ。当外环相对于内环朝顺时针方向转动时，楔块在摩擦力的作用下立起，因自锁作用而被卡死在内外环之间，使内环与外环无法相对滑转，此时单向超越离合器处于锁止状态；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，内环与外环可以相对滑动，此时单向超越离合器处于自由状态。楔块式单向超越离合器的锁止方向取决于楔块的安装方向。维修时不可装反，以免影响自动变速器的正常工作。（未完待续）图１９楔块式单向超越离合器１－外环２－内环３－楔块