换挡机构换挡执行机构的组成及工作原理

换档机构由离合器、制动器和单向超越离合器组成。

用于改变行星齿轮中主动元件的运动或固定一个元件！改变动力传递的方向和传动比。

通过将行星齿轮机构的一些基本元件按照一定的规律连接、固定或锁紧，换挡机构的执行机构可以使行星齿轮机构获得不同的传动比，从而实现换挡。

1)离合器

将离合器行星齿轮传动机构的输入轴与行星排中的一个基本元件连接起来传递动力，或者将前一个行星排中的一个基本元件与后一个行星排中的一个基本元件连接起来限制这两个基本元件的运动，即起连接作用。目前多采用湿式离合器。

多湿式离合器的结构。

多片湿式离合器通常由离合器鼓、离合器活塞、回位弹簧、弹簧座、一组钢板、一组摩擦片、调整垫片、离合器毂和若干密封圈组成。

如图3所示。3 6.多片式湿式离合器的剖视图。离合器活塞3安装在离合器鼓2中。它是一个环形活塞，由活塞内外圆上的密封圈密封，从而与离合器鼓形成一个封闭的环形液压缸，并通过离合器内轴颈上的进油孔与控制油路相通。钢板4和摩擦片5交错排列，统称为离合器片。钢板4的外花键齿安装在离合器鼓2的内花键齿圈上，可沿齿圈的键槽轴向移动(摩擦片5通过其内花键齿与离合器毂的外花键齿连接，也可沿键槽轴向移动)。摩擦片的两面是高摩擦系数的铜基粉末冶金层或合成纤维层。一般来说，离合器毂是主动部分，离合器鼓是从动部分。

离合器的工作原理。

当来自控制阀的液压油进入离合器液压缸时，作用在离合器活塞上的液压油压力推动活塞克服回位弹簧的弹力移动，将所有的钢板和摩擦片压在一起。钢板和摩擦片之间的摩擦力将离合器鼓和离合器毂连接成一个整体，此时离合器处于结合状态。

当液压控制系统释放作用在离合器液压缸上的液压油压力时，离合器活塞在回位弹簧1的作用下被压回到液压缸的底部，排出液压油。此时，钢板4和摩擦片5彼此分离，它们之间没有压力。离合器鼓和离合器毂可以不同方向或不同速度转动，离合器处于分离状态。

此时，离合器活塞与离合器片之间有一定的轴向间隙，以保证钢板与摩擦片之间没有轴向压力。这个轴向间隙称为离合器自由间隙，其大小可以通过挡圈的厚度来调整。离合器自由间隙的标准尺寸取决于离合器片的数量和工作条件。一般离合器片越多或离合器交替工作越频繁，自由间隙越大。

有些离合器在活塞和钢板之间有一个圆盘形的环，有一定的弹性，可以减缓离合器接合时的冲击力。

当离合器处于分离状态时，少量液压油残留在其液压缸中。在离心力的作用下，你会想到液压缸的边缘，这里会产生一定的油压。如果离合器鼓的转速较高，这个压力可能会将离合器活塞推向离合器片，使离合器处于半结合状态，使钢板和摩擦片因相互接触和摩擦而产生不必要的磨损，影响离合器的使用寿命。因此，在离合器活塞或离合器鼓的液压缸壁上安装一个由钢球组成的单向阀。当液压油进入液压缸时，钢球在油压的推动下压在阀座上，止回阀处于关闭状态，保证了液压缸的密封；当

带式制动器是利用制动鼓周围制动带的收缩产生制动作用的一种制动器。如图所示，带式制动器主要由制动鼓3、制动带2、液压缸和活塞4组成。

如3.37所示。带式制动器的制动鼓3与行星齿轮机构的基本元件连接并一起旋转。制动带的一端支撑在变速器壳体1上的制动带支架或制动带调节螺钉上，另一端与液压缸活塞上的推杆连接。液压缸活塞4将其分成两部分：液压缸压力室5和液压缸释放室7，它们分别通过各自的控制油路与控制阀连通。

当液压缸的压力腔和释放腔中没有液压油时，带式制动器将不起作用。制动带2和制动鼓3之间有一定的间隙，制动鼓3可以和与其连接的行星基本元件一起旋转。

当液压油进入制动缸的压力室5时，作用在活塞4上的液压油压力推动活塞克服回位弹簧10的弹力移动，活塞上的推杆8向外伸出，使得制动带2没有紧紧地固定在制动鼓3上，制动鼓被固定，不能转动。此时，制动器处于制动状态。

当制动器处于制动状态，液压油进入液压缸释放腔7时，液压缸释放腔7一侧的活塞面积大于压力腔另一侧的面积，使得活塞两侧的液压不相等，释放腔一侧的压力大于压力腔另一侧的压力， 从而推杆8缩回，制动带2被释放，并且制动器从制动状态变为释放状态。

当带式制动器不工作或松开时，制动带与制动鼓之间应有适当的间隙，这个间隙的大小可以通过制动带的调节螺钉来调节。

带式制动器结构简单，轴向尺寸小，维修方便，但工作稳定性差。因此，可以在控制油路中设置缓冲装置，使组合开始时液压缸内的油压缓慢上升，从而减缓制动力的增长速度，提高工作平顺性。

(2)盘式制动器。

盘式制动器由制动活塞、回位弹簧、钢板、摩擦片和制动毂组成。其工作原理与多片湿式离合器基本相同，制动鼓固定在变速器壳体上，如图所示。

3.38.钢板4通过外花键齿固定在变速箱11的内花键齿圈上，摩擦片4通过内花键齿与刹车毂1的外花键齿连接。

当制动器不工作时，钢板和摩擦片之间没有压力，制动毂1可以自由转动。制动器工作时，来自控制阀的液压油进入制动毂1内的液压缸，油压作用在制动活塞7上，推动活塞夹紧制动钢板和摩擦片4 *，使与行星齿轮基本元件相连的刹车片1固定，不能转动。

盘式制动器的工作舒适性优于带式制动器。增加或减少摩擦片的数量很容易满足不同排量发动机的要求，但结构复杂，轴向尺寸增大。

3)单向离合器

单向离合器也叫单向超越离合器。与其他离合器不同的是，单向离合器不需要操纵机构，依靠其单向锁定原理来起到固定或连接的作用。

单向锁止起连接作用，是指一个行星排的三个基本元件中的两个按一定方向连接在一起，使它们以相同的速度一起转动，产生直接传动。

单向离合器有多种类型，包括棘轮、滚柱滑槽和楔块。

楔形单向超越离合器

楔块式单向超越离合器应用广泛。

当外圈2相对内圈3顺时针旋转时，楔块1在摩擦力的作用下直立，由于自锁而卡在内圈和外圈之间，使内圈和外圈不能相对滑动。此时单向超越离合器处于单向锁定状态，如图3所示。39(c).当外部ri