单向离合器在自动变速器中的作用分析(2)

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公路与汽运

单向离合器的结合与分离只与运动状态有关，

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($$#’00!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!件结合在一起时所受到的力有确定的方向，不会出现受力方向不确定的状况。只有当动力反向输入，输出轴带动输入轴转动时，受力方向才发生改变，这种情况仅发生于汽车驱动发动机转动时。也就是说，实现行星齿轮变速器中的某个传动比时，如果需要限制某个元件的运动状态，可采取以下方法：!使用制动器固定某元件使其转速为零；"使用离合器使某!个元件结合在一起而具有相同的转速；#使用单向离合器单向固定某元件使其转速为零；$所以在某一个挡位上起作用的单向离合器，在其他挡位有可能影响到相关元件的工作，此时要消除单向离合器的影响。通常采用制动器或离合器与单向离合器串联布置，使单向离合器可以投入工作或无法投入工作。

在自动变速器的前进功能状态下，如果在每一个前进功能所能实现的最高挡位的动力传递路线上布置单向离合器，则必须使其不起作用，而由制动器使用单向离合器使某!个元件单向结合而具有相同的转速。

"!使用单向离合器消除降挡冲击

当使用单向离合器限制行星齿轮机构中某个元件的运动状态以实现某个传动比时，单向离合器就起到了单向固定或单向结合的作用。为了实现同样的传动比，使用制动器及离合器也完全可以，但是使用单向离合器可以消除降挡冲击。其原理：如果自动变速器降挡，那么在降挡过程中，车速和发动机转速不发生改变，但传动比会发生改变。在降挡后的传动比条件下，以车速为基准，则显得发动机转速慢了；以发动机转速为基准，则显得车速快了。在降挡后的挡位的传动路线上，要使用单向离合器固定某个元件或使某!个元件结合在一起，但这种作用是单向的。降挡过程中，由于发动机的转速不变，则车速显得快了，此时变速器的输出轴由被动件变为主动件并反向输入动力，单向离合器形成分离状态，此时的行星齿轮机构由于单向离合器没有结合而出现多余的自由度，所以无法形成确定的输入输出关系，造成事实上的动力传递中断。动力传递中断后，发动机负荷下降，使发动机转速上升，当转速上升到在降挡后的传动比条件下车速所要求的发动机转速时，单向离合器才结合，恢复动力传递。在降挡过程中，若车速与发动机转速在降挡后的传动比基础上不匹配，则单向离合器不结合，动力传递中断；若匹配，则单向离合器结合，恢复动力传递，从而不会产生冲击现象，也就消除了降挡冲击。

与单向离合器有关联的结构形式

单向离合器的作用是消除降挡冲击，所以在每一个要降到的挡位的动力传递路线上都要有单向离合器，不过由于布置单向离合器会增加自动变速器的结构尺寸，有些车并不是在每个要降到的挡位上都布置单向离合器，而是有选择性地布置。

离合器完成其功能，以便产生发动机的制动功能。若单向离合器可以起作用，就会出现汽车滑行的现象，此时无法利用发动机制动，这是不安全的。

消除降挡冲击的实例

在有三组行星齿轮的#挡变速器中，其中一组行

星齿轮机构为超速行星齿轮机构（其原理见图$），可以实现!个传动比，一个是超速，一个是直接输出，与另外二组行星齿轮串联，以实现各个挡位。

图$超速行星齿轮机构示意图

超速行星齿轮机构的特性：!行星架为输入件，齿圈为输出件；"中心轮固定不转时，输出为超速，传动比小于$，形成#挡传动路线的一部分；#中心轮与行星架结合时，为直接输出，传动比是$，形成%挡及其他挡位传动路线的一部分。

由#挡降为%挡时，中心轮制动器松开，车速和发动机转速不变，也就是齿圈和行星架的转速不变，齿圈和行星架均顺时针转动，齿圈转速大于行星架转速。由于中心轮制动器松开，机构中增加了一个自由度，机构变得不再具有确定的输入输出关系，因而动力传递中断，并引起发动机转速上升，导致行星架转速上升，此时，中心轮也开始顺时针转动。行星架转速上升到齿圈转速时，中心轮也上升到同样的转速，这时中心轮与行星架之间的单向离合器起作用，中心轮与行星架结合，恢复动力传递，从而完成由#挡到%挡的换挡过程。此过程中由于单向离合器恰当地起作用，所以没有降挡冲击。单向离合器

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