新能源汽车底盘电控系统：单向超越离合器

单向超越离合器在行星齿轮变速器中的作用和离合器及制动器相同，也是用于固定或连接几个行星排中的某些太阳轮、行星架和齿圈等基本元件，让行星齿轮变速器组成不同传动比的挡位。因此，它也是行星齿轮变速器的换挡元件之一。不同之处在于，它是依靠其单向锁止原理来发挥固定或连接作用的，但其连接和固定也只能是单方向的。当与之相连接的元件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。

单向超越离合器无须控制机构，其工作完全由与之相连接的元件的受力方向来控制。它能随着行星齿轮变速器挡位的变换，在与之相连接的基本元件受力方向发生变化的瞬间产生接合或脱离，可保证换挡平顺无冲击（想想自行车的单向离合器是不是很平顺），同时还能大大简化液压控制系统。

单向超越离合器有多种型式，目前最常见的是滚柱斜槽式和楔块式两种。

1.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、滚柱和滚柱回位弹簧等组成，如图6－52所示。内环通常用内花键和行星排的某个基本元件连接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个基本元件连接或者和变速器外壳连接。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，在开始转动的瞬间，滚柱便在摩擦力和弹簧力的作用下被卡死在楔形槽较窄的一端，于是内、外环互相连接为一个整体，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便被固定住或者和与内环相连接的元件连成一个整体。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，使其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做自由滑转，此时单向超越离合器脱离锁止而处于自由状态。

图6－52　滚柱斜槽式单向超越离合器

（a）自由状态；（b）锁止状态

单向超越离合器的锁止方向取决于外环上楔形槽的方向。在装配时不可装反，否则会改变其锁止方向，使行星齿轮变速器不能正常工作，切记装配前一定要判断好方向。有些单向超越离合器的楔形槽开在内环上，但其工作原理和楔形槽开在外环上的相同。

2.楔块式单向超越离合器

楔块式单向超越离合器的构造和滚柱斜槽式单向超越离合器相似，也有外环、内环、滚子（楔块）等，如图6－53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 方向上的尺寸则略小于B。当外环相对于内环朝顺时针方向旋转时，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，使内环和外环无法相对滑转，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、外环可以相对滑转，此时单向超越离合器处于自由状态。

图6－53　楔块式单向超越离合器

（a）自由状态；（b）锁止状态；（c）楔块尺寸(www.xing528.com)

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，在维修时不可装反，以免影响自动变速器的正常工作。日本车系和美国车系多用此种结构。

1.单向离合器维修时的注意事项

单向离合器的使用寿命主要取决于润滑的效果。由于单向离合器大部分时间都是满负荷工作的，所以自动变速器油一旦供应不足就可能导致单向离合器早期磨损。

对于结构为滚柱式的单向离合器，由于其旋转时易将自动变速器油抛出，而经常处于半干润滑状态，易发生损坏，所以检修时应拆开检查滚柱式离合器的每一个零件，特别是要注意滚柱表面应光滑，没有局部磨平的痕迹，与之配合的座圈也应光滑，没有任何剥落的痕迹，在旋转方向上不应有丝毫的卡滞。在行驶中放松节气门踏板时，单向离合器在运动方向上如发生卡滞，就会导致和它配套的行星齿轮机构也停止运动，而发出严重的异响声。

有部分变速器内的滚柱式单向离合器的骨架是塑料的，如奥迪等。塑料骨架的单向离合器是不能维护的，维修时只需检查它在运动方向上有无卡滞、在非运动方向上能否锁止就行了。塑料骨架的单向离合器如随意分解，重新组装后往往会出现离合器打滑的现象。此种单向离合器如出现故障应整体更换。

楔块式单向离合器使用寿命比滚柱式单向离合器要长。楔块式单向离合器上有自动变速器油油孔，在配支柱式单向离合器的前后离合器的花键毂上各有一个自动变速器油油孔。变速器长期在恶劣环境下使用，工作温度过高或自动变速器油使用的时间过长，氧化的自动变速器油产生的积炭一旦堵塞了单向离合器上的自动变速器油油孔，单向离合器就会因半干摩擦而早期磨损。所以维修时要反复地用化油器清洗剂冲洗自动变速器油油孔，使其恢复完全畅通。

欧美的自动变速器单向离合器装错方向后通常装不进去。日韩自动变速器上的单向离合器装错了方向时比正确装配方向时显得略感费劲，新手往往感觉不出来，但能够装配到位，装好旋转时能听到轻微的“咔咔”声，拆下检查时可以看见部分滚柱已经发生弯斜。

滚柱式单向离合器由于和它所固定的件间隙非常小，装配时稍有歪斜就很难入位。装配时最好用双手（保持平行）一边旋转一边往里压，待压入一小部分后即可用离合器鼓底部压它（接触面积大，容易保持平行），一边旋转一边往下压，可轻松地装配到位。

若仍下不进去，可用下面的牙签法协助下入，比如，大众车系和奔驰车系的滚柱式单向离合器，采用此法效果非常理想。图6－54为牙签法下滚柱式单向离合器，图6－55为牙签法下滚柱式单向离合器实物。

图6－54　牙签法下滚柱式单向离合器

图6－55　牙签法下滚柱式单向离合器实物

金属的滚柱式单向离合器，上、下平面大多是薄铜片的。装配时严禁敲打，只要打出一个小凹坑，汽车在这个单向离合器负责的挡位上行驶时一收节气门就可以听到“嗡嗡”声。在缺少经验时，这类故障很难找到。