汽车变速器单向离合器的工作原理及结构形式

机械单向离合器顾名思义它在工作时仅沿一个方向传递动力，或仅沿一个方向固定行星排中的某一元件，起到换档平顺无冲击的作用，同时在某些动力传递路线中起到消除发动机制动的作用。

常用单向离合器有滚柱斜槽式和楔块式两种形式。

1）滚柱斜槽式单向离合器由外环、内环、滚柱、滚柱回位弹簧等组成。内环通常用内花键与行星齿轮排的某个基本元件或者与变速器壳体连接，外环则通过外花键与行星排的另一侧基本元件连接或者与变速器外壳连接。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，此时单向离合器脱离锁止而处于自由状态，其结构如图3-13所示。

单向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，从而影响某一档位的动力传递。有些单向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。

图3-13 滚柱式单向离合器

2）楔块式单向离合器的结构和滚柱斜槽式单向离合器的结构基本相似，也有外环、内环、滚子（楔块）等，如图3-14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。楔块在一个方向上的对角尺寸略大于内外环之间的距离，而在另外一个方向上的对角尺寸略小于内外环之间的距离。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，此时单向离合器处于自由状态。

楔块式单向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。

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图3-14 楔块式单向离合器

其实最关键的还是摩擦片，如果一旦选择使用了劣质摩擦片，除了摩擦片本身使用寿命不长外，还会给变速器带来其他的风险：

1）选用劣质摩擦片首先给维修人员带来的是更多的返修，给整个企业带来更多的负面影响。

2）由于劣质摩擦片散热性能不好造成自动变速器温度过高，这样导致变速器ATF油的使用周期大大缩短。

3）由于劣质摩擦材料易于釉化从而容易导致主动钢片被烧灼。

4）由于劣质摩擦材料过硬使得换挡过程中的换档品质变差。

5）由于摩擦材料过硬还会使得离合器响应时间过长，从而造成液力变矩器的非正常工作。

6）由于液力变矩器和离合器的响应曲线变化，容易造成电控系统启动安全运行模式。