單向離合器分類和作用
【太平洋汽車】單向離合器的作用是使某元件只能按一定的方向旋轉(zhuǎn),在另一個(gè)方向上鎖止。單向離合器可分為滾子式單向離合器和楔塊式單向離合器兩種類型。
單向離合器的組成有外座圈,內(nèi)座圈、保持架、楔塊,它的作用是消除降擋沖擊,另外也能減少相關(guān)摩擦片的損耗(離合器、制動(dòng)器)。
雖然液力變矩器也能夠利用泵輪與渦輪間的轉(zhuǎn)速差在一定程度上減少換擋沖擊,但不能完全消除,因此還需在換擋機(jī)構(gòu)利用摩擦片的打滑緩和換擋沖擊,而單向離合器的主要作用就在于可以消除降擋沖擊,另外也能減少相關(guān)摩擦片的損耗(離合器、制動(dòng)器)。
單向離合器的結(jié)構(gòu)主要有楔塊式和滾柱式,兩者原理基本相同,但楔塊式所能傳遞的動(dòng)力更大,現(xiàn)以楔塊式單向離合器為例說明:楔塊式單向離合器由外環(huán)(外圈)、內(nèi)環(huán)(內(nèi)圈)、楔塊、保持架組成,楔塊裝于內(nèi)外圈之間,其形狀較為特殊,具有三個(gè)方向的尺寸且相關(guān)。
這種結(jié)構(gòu)使得內(nèi)外圈之間產(chǎn)生楔緊作用。當(dāng)外圈相對(duì)于內(nèi)圈作順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),楔塊在摩擦力的作用下被卡死,此時(shí)單向離合器鎖止;當(dāng)外圈相對(duì)于內(nèi)圈作逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),楔塊在摩擦力的作用下傾斜,內(nèi)外圈可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),此時(shí)單向離合器自由。
在這里還是先提一下行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速原理,“大多數(shù)自動(dòng)變速器采用行星齒輪機(jī)構(gòu)作為變速機(jī)構(gòu),行星齒輪機(jī)構(gòu)通常有 2 或 3 個(gè)自由度,不能形成確定的輸入輸出關(guān)系,必須把多余的自由度消除后才有確定的傳動(dòng)比。自動(dòng)變速器消除行星齒輪機(jī)構(gòu)中多余自由度的方法有兩種,
一是使行星齒輪機(jī)構(gòu)中的某運(yùn)動(dòng)元件的轉(zhuǎn)速為零,即固定;
二是使行星齒輪機(jī)構(gòu)中某 2 個(gè)運(yùn)動(dòng)元件轉(zhuǎn)速相同,即使這 2 個(gè)運(yùn)動(dòng)元件固結(jié)在一起”。
降擋過程中,由于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不變,則車速顯得快了,此時(shí)變速器的輸出軸由被動(dòng)件變?yōu)橹鲃?dòng)件并反向輸入動(dòng)力,單向離合器分離,此時(shí)的行星齒輪由于單向離合器沒有結(jié)合而出現(xiàn)多余的自由度,因此無法形成確定的輸入輸出關(guān)系,即動(dòng)力中斷。動(dòng)力中斷后,發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下降,使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升,當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到在降擋后的傳動(dòng)比條件下車速所要求的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí),單向離合器才結(jié)合,恢復(fù)動(dòng)力傳遞。
簡(jiǎn)單地說,就是在降擋過程中,若車速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在降擋后的傳動(dòng)比基礎(chǔ)上不匹配,則單向離合器不結(jié)合,動(dòng)力傳遞中斷;若匹配,則單向離合器結(jié)合,恢復(fù)動(dòng)力傳遞,從而不會(huì)產(chǎn)生降擋沖擊。
下面舉一個(gè)實(shí)例:當(dāng)由 4 檔降為 3 檔時(shí),太陽輪制動(dòng)器松開,此時(shí)車速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變,即齒圈和行星架的轉(zhuǎn)速不變,齒圈和行星架均順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),齒圈轉(zhuǎn)速大于星形架轉(zhuǎn)速,由于太陽輪制動(dòng)器松開,機(jī)構(gòu)中增加了一個(gè)自由度,動(dòng)力傳遞中斷,并引起發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升,導(dǎo)致行星架轉(zhuǎn)速上升,此時(shí)中心輪也開始順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),隨著行星架轉(zhuǎn)速上升到齒圈轉(zhuǎn)速時(shí),中心輪轉(zhuǎn)速也上升到同樣的轉(zhuǎn)速,這時(shí)中心輪與行星架之間的單向離合器起作用,中心輪與行星架結(jié)合,恢復(fù)動(dòng)力傳遞,從而完成了由 4檔到 3 檔的換檔過程。
(圖/文/攝:太平洋汽車 問答叫獸)
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