《汽车底盘电控》word版.doc

第1章自动变速器1.1自动变速器概述1.1.1自动变速器的发展概况随着现代汽车工业的快速发展，自动控制技术和电子技术在汽车上得到广泛的应用。出现在汽车底盘上的新技术如自动变速器（AT或ECT）、电子控制防抱死制动系统（ABS）、电子控制悬架系统和电子控制动力转向系统等，都体现了这种发展趋势。在20世纪40年代以前，汽车上采用的变速装置都是普通手动齿轮式变速器，直至1939年美国通用汽车公司首先将自动变速器应用在轿车上。20世纪80年代以后，由于电子控制技术在汽车自动变速器上的应用，使得长期以来未能解决的自动变速器传动效率低的缺陷有了很大的改善，使得自动变速器能够与手动变速器相媲美，甚至在某些使用条件下比手动变速器更省油，从而使自动变速器在汽车上的应用愈加广泛。1.1.2自动变速器的特点汽车上配用自动变速器后，与手动变速器相比，具有以下优点:1.消除了离合器操作和频繁换挡，使驾驶员操作简便且省力，从而提高了行车安全性，降低了劳动强度。2.能自动适应行驶阻力的变化，在一定范围内实现无级变速，从而改善了汽车的动力性。3.由于液力传动式自动变速器是通过液力变矩器将发动机与传动系统柔性连接，所以它能起缓冲和过载保护作用，从而提高发动机和传动系统的使用寿命。4.由于自动变速器能把发动机转速控制在一定范围内，避免急剧变化，因此有利于降低发动机的振动和噪音。5.由于自动变速器能实现自动平顺换挡，减少换挡次数，因此，可以提高汽车行驶的平稳性。6.由于自动变速器在汽车起步、加速时能吸收和衰减换挡过程中的振动与冲击，因此，可提高乘坐舒适性。7.自动变速器可避免外界负荷突变而造成发动机油门开度频繁变换的现象，从而提高燃油经济性，降低排放污染。1.1.3自动变速器的分类在自动变速器的发展过程中，曾经出现过换挡仍需手动操作的半自动变速器。主要有两种类型:一种是自动离合器加手动换挡变速器的组合形式，因此也被称为自动离合器式变速器;另一种是具有自动变速功能的液力变矩器加换挡用离合器再加辅助手动变速器的组合形式，被称为选择式自动变速器。半自动变速器实际上是自动变速器发展过程中的一个过渡形式，目前汽车上已很少采用。全自动变速器（简称自动变速器）无须离合器操作，并能自动加、减挡。不同车型所配用的自动变速器在形式、结构上往往有很大差异，下面按不同分类方法加以概括。1.按变速的形式分（1）有级变速自动变速器（2）无级变速自动变速器2.按变矩的方式分（1）液力传动式自动变速器液力传动式自动变速器由液力变矩器和齿轮变速传动系统承担动力传递和变速，其中液力变矩器实现一定范围的无级变速，由齿轮变速传动系统实现有级变速。这是目前使用最广泛的自动变速器。（2）机械传动式自动变速器机械传动式自动变速器由机械传动装置中的离心式自动离合器和依据车速、节气门开度来改变V形传动带轮的作用半径，从而实现无级变速。（3）电传动式自动变速器电传动式自动变速器由发电机将发动机输出的机械能转换为电能，并输送给驱动车轮的电动机，通过控制器控制电动机的转速而实现无级变速。它取消了机械传动中的传统结构，将直流电输至电动机以驱动和电动机（包括减速装置）装为一体的车轮（电动轮）。3.按变速器齿轮传动系统的结构类型分（1）行星齿轮式自动变速器由于行星齿轮机构结构紧凑，又能获得较大的传动比，因此目前的自动变速器普遍采用这种类型。（2）普通齿轮（平行轴）式自动变速器由于普通齿轮式自动变速器体积较大，最大传动比较小，所以只有少数几种车型（如本田ACCORD轿车）使用。4.按汽车的驱动方式分（1）后驱动自动变速器后驱动自动变速器的变矩器和齿轮变速传动系统的输入轴及输出轴在同一轴线上，因此轴向尺寸较大;液压控制系统（阀体总成）布置在齿轮变速传动系统下方的油底壳内。（2）前驱动自动变速器前驱动自动变速器除了具有与后驱动自动变速器相同的组成部分外，在自动变速器壳内还压装有差速器以及主减速器，形成变速驱动桥的结构。5.按自动变速器换挡的控制方式分（1）液压控制的液力传动式自动变速器液压控制的液力传动式自动变速器换挡控制方式是通过机械手段，将汽车行驶时的车速和节气门开度这两个参数转变为液压控制信号，使液压控制系统（阀体总成）中的各个控制阀根据液压信号的大小，按照设定的换挡规律，通过控制换挡执行机构的动作，实现自动控制换挡。液力传动式自动变速器的换挡过程，如图1-1所示。图1-1液力传动式自动变速器的换挡过程示意图（2）电子控制的液力传动式自动变速器电子控制的液力传动式自动变速器通常被称为ECT，它是通过各种传感器将发动机转速、节气门开度、车速、发动机冷却液温度、自动变速器油温等参数转变为电信号，并输入自动变速器的电子控制单元（ECU），自动变速器ECU根据这些电信号，按照设定的换挡规律向换挡电磁阀、调压电磁阀等发出动作控制信号;换挡电磁阀和调压电磁阀再将自动变速器ECU的动作控制信号转变为液压控制信号，液压控制系统中的各个控制阀再根据这些液压控制信号，控制换挡执行机构的动作，从而实现自动换挡。电子控制的液力传动式自动变速器的换挡过程，如图1-2所示。图1-2电子控制的液力传动式自动变速器换挡过程示意图6.按自动变速器前进挡的挡位数分按自动变速器前进挡的挡位数分则有2挡、3挡、4挡自动变速器。2挡、3挡自动变速器都没有超速挡，其最高挡为直接挡。现在的自动变速器一般为4挡，挡为超速挡。1.1.4自动变速器的基本组成及基本功用自动变速器通常由液力变矩器、行星齿轮式变速传动系统、液压控制系统、手控连杆机构、工作液、散热系统、变速器壳、最终传动装置和电子控制系统组成。1.液力变矩器液力变矩器是自动变速器不可缺少的核心组成部分，它安装在自动变速器前端，并通过驱动端盖螺栓固定在发动机的后端，从而与发动机曲轴相连接，它可以将发动机转矩增大后传递给行星齿轮式变速传动系统，同时驱动液压泵工作。因为液力变矩器以自动变速器油（ATF）作为传动介质，所以可以实现发动机与传动系统之间“软”连接，缓冲发动机和传动系统的扭转振动，延长发动机和传动系统零件的使用寿命。2.行星齿轮式变速传动系统行星齿轮式变速传动系统是自动变速器的变速传动机构，它安装在由铝合金制成的变速器壳内，由行星齿轮机构和换挡执行元件组成。行星齿轮机构由若干个行星排组成，换挡执行元件一般包括片式离合器、片式制动器和单向离合器等。行星齿轮式变速传动系统的作用是进一步增矩减速，通过变换挡位实现不同的传动比。行星齿轮式变速传动系统与液力变矩器相配合，可实现更大范围内的变速。3.液压控制系统液压控制系统是自动变速器各系统的工作基础。液压控制系统的作用是不间断地向各液压油路泵送符合运转需要的液流压力，保持系统的正常运作;根据换挡操纵手柄的位置、发动机负荷和车速等信号控制行星齿轮式变速传动系统换挡执行元件的工作，以实现自动换挡;同时，它还负责向润滑、冷却系统供油。4.手控连杆机构手控连杆机构作用有二:一是供驾驶员选择挡位，二是为液压控制系统提供驾驶员的操纵信号。5.工作液自动变速器油（ATF）是自动变速器的工作液，它在自动变速器中有极其重要的地位，可以将其比喻为自动变速器的血液。它是液力变矩器增矩的必要介质;它可以把传动件在运转中因摩擦而产生的大量热量带走，从而防止温升过高;它在液压控制系统中传递油液动力，使各换挡执行机构在液压下正确地工作;它可以对各传动件进行良好的润滑;另外它还起清洗、防尘作用。6.散热系统在自动变速器工作过程中会产生大量热量，若不及时散发，将会影响自动变速器的正常工作，所以必须设置散热系统。散热系统有的与自动变速器分开而自成一体，也有的与自动变速器合为一体。7.变速器壳变速器壳可以容纳自动变速器各部分的元件，并将之固定在发动机、传动系统和车身.之间，同时也起散热和防尘作用。8.最终传动装置只有在自动驱动桥上才有最终传动装置，它与自动驱动桥其他部分并联布置，也在变速器壳内，它可以将自动变速器输出的转矩最终传递到驱动轮上。自动驱动轿只用于发动机前置、前轮驱动的轿车上。9.电子控制系统电子控制系统由各种传感器和开关、ECU和执行器组成，它的作用是将自动变速器的各种参数信号输入ECU，经ECU处理后发出控制指令，控制液压控制系统中的各种电磁阀，以实现自动换挡。1.2手控连杆机构手控连杆机构由换挡元件、连杆机构和停车锁止机构等组成。换挡元件用于驾驶员进行挡位选择，它有按钮式和拨杆式两种类型。按钮式换挡元件一般布置在仪表板上;拨杆式换挡元件又称换挡操纵手柄，有两种布置形式，一种布置在转向柱上，另一种布置在驾驶室地板上，如图1-3所示。自动变速器最常见的换挡元件是布置在驾驶室地板上的换挡操纵手柄。图1-3换挡操纵手柄在轿车的布置形式图1-4自动变速器换挡操纵手柄1换挡操纵手柄;2挡位;3O/D开关;4保持开关自动变速器换挡操纵手柄挡位的意义与手动变速器的不一样，当手动变速器换挡操纵手柄被拨至某一挡位时，这一挡位也就是变速器实际工作所处的挡位。而拨动自动变速器的换挡操纵手柄只是改变液压控制系统中控制阀的位置，除了倒挡和空挡由它确定外，其实际工作的前进挡位是由换挡执行元件的动作决定的。换挡执行元件又是由自动变速器控制系统根据车速、节气门开度等因素控制工作的。为了正确使用自动变速器，必须掌握自动变速器换挡操纵手柄挡位的含义。目前，绝大多数自动变速器挡位设置及换挡操纵手柄上各挡位的排列，如图1-4所示。自动变速器换挡操纵手柄一般设有P（停车挡）、N（空挡）、D（前进挡）、R（倒挡）、S和L（前进低挡）等挡位。各挡位含义如下:1.P挡位（停车挡挡位）自动变速器停车挡挡位，在停放车辆时使用。当换挡操纵手柄处于P挡位时，变速传动系统处于自由转动状态，不传递动力;与此同时，停车锁止机构将变速器的输出轴锁止，使驱动轮不能转动，以防止车辆移动。P挡位只能在汽车停稳后才能挂入，否则容易损坏停车锁止机构和变速传动系统。为避免驾驶员在汽车未停稳时推入P挡位，在P挡位连动杆上设有位置锁止板，因此需要将换挡操纵手柄上的锁止按钮按下才能推入P挡位。当操纵手柄被拨至其他挡位时，停车锁止机构被解除锁止。2.R挡位（倒挡挡位）R挡位在倒车时使用。当换挡操纵手柄拨至R挡位时，变速传动系统输出轴与输入轴转向相反。R挡位也只能在汽车停稳后才能挂入，否则容易损坏变速传动系统。为避免驾驶员在汽车未停稳时误推入R挡位，在R挡位连动杆上也设有位置锁止板，因此需要将换挡操纵手柄上的锁止按钮按下才能推入R挡位。3.N挡位（空挡挡位）当换挡操纵手柄拨至N挡位时，换挡执行元件的动作和P挡位相同，变速传动系统齿轮处于空转状态，输出轴没有动力输出。不同的是N挡位没有停车锁止机构工作。4.D挡位（前进挡挡位）D挡位在起步和一般行驶时使用。当换挡操纵手柄拨至D挡位时，自动变速器控制系统根据车速、节气门开度等因素，按照预先设定的换挡规律，自动进行换挡。对于4挡的自动变速器，它可以实现四个不同传动比的挡位，即挡、挡、挡、挡。其中挡传动比最大，挡次之，挡为直接挡（传动比为1），挡为超速挡（传动比小于1）。挡可通过超速挡开关关闭，以阻止自动变速器升入超速挡。5.S和L挡位（前进低档挡位）S挡位较适用于车辆在长坡路上或坏路上行驶;L挡位较适用于车辆在陡坡路上或坏路上行驶;二者可以使变速传动系统逆向传递动力，实现发动机制动。自动变速器换挡操纵手柄拨至S或L挡位时，控制系统将限制前进挡的变化范围。当换挡操纵手柄拨至S挡位时，自动变速器只能在挡、挡、挡之间自动变换;当换挡操纵手柄拨至L挡位时，自动变速器只能在挡或只能在挡、挡之间变换。有些车型标有O/D，3，2，1挡位，O/D为超速挡。当换挡操纵手柄在O/D挡位时，自动变速器可在挡至挡之间自动变换;当换挡操纵手柄在3挡位时，自动变速器可在挡至挡之间自动变换;当换挡操纵手柄在2挡位时，自动变速器可在挡与挡之间自动变换;当换挡操纵手柄在1挡位时，自动变速器只能在挡。需要说明的是，发动机只有在换挡操纵手柄拨至N挡位或P挡位时才能启动，这种功能是靠挡位开关实现的。1.3液力耦合器和液力变矩器在早期的自动变速器中大多使用液力耦合器。但是由于液力耦合器只能传递扭矩而不能提高输出扭矩，所以，现代轿车上不再采用，取而代之的是液力变矩器。虽然如此，由于液力变矩器是在液力耦合器基础上发展起来的，它们都有相近的结构和液压原理，所以必须首先了解液力耦合器的结构及其工作原理。1.3.1液力耦合器图1-5液力耦合器结构示意图1输入轴;2涡轮;3泵轮壳;4泵轮;5、6叶片;7输出轴1.液力耦合器的结构液力耦合器的结构，如图1-5、图1-6所示。它是由两个直径相同的盆状的泵轮和涡轮组成，泵轮和涡轮统称工作轮。泵轮与液力耦合器的外壳刚性连接，并通过传动板固定在发动机曲轴后端的凸缘上。它可随曲轴一起旋转，是液力耦合器的主动元件。涡轮通过花键与液力耦合器输出轴连接在一起，它是液力耦合器的从动元件。泵轮和涡轮的环形壳中沿半径放射状径向排列着许多平直的叶片，泵轮和涡轮叶片相对而置，中间留有25mm的间隙。为了避免液压油脉动对工作轮周期性地冲击而引起振动，使液力耦合器工作更为平衡，通常泵轮和涡轮的叶片数被制成不相等。泵轮和涡轮的内腔共同围成了一个环状空腔，被称为工作腔，在工作腔内充满了工作油液。图1-6液力耦合器结构图1曲轴;2飞轮;3飞轮齿圈;4泵轮;5加油塞;6导向芯;7涡轮;8、9密封圈;10输出凸缘;11输出轴轴承;12球轴承;13工作油液流动方向2.液力耦合器的工作原理液力耦合器采用工作油液作为动力传递介质，把发动机的动力传递给变速传动机构。当发动机驱动液力耦合器的泵轮旋转时，充满在工作腔内的工作油液被泵轮叶片带动一起旋转。工作油液产生两种运动，一是泵轮的旋转叶片推动工作油液旋转，称之为工作油液的转动流;二是工作油液在转动中产生的离心力驱使它产生涡流，工作油液从叶片内缘向叶片外缘流动，如图1-7所示。因此泵轮叶片外缘处压力较高，而内缘处压力较低，其压力差取决于泵轮的半径和转速。由于泵轮和涡轮的半径是相等的，故当泵轮的转速大于涡轮的转速时，泵轮叶片外缘的液压大于涡轮叶片外缘的液压，既泵轮叶片外缘与涡轮叶片的外缘之间还存在一个压力差。在此压力差的作用下，泵轮叶片外缘的工作油液就从泵轮叶片的外缘冲入涡轮叶片的外缘，并沿着涡轮叶片向内缘流动，将动能传递给涡轮产生转矩。使涡轮按照与泵轮同一方向旋转，带动液力耦合器的输出轴转动，从而将工作油液的动能转变为机械能输出。又由于此时涡轮内缘的液压大于泵轮内缘的液压，因此流入涡轮内缘的工作油液又会返回泵轮的内缘。而后工作油液又会被泵轮再次图1-7液力耦合器工作油液运动示意图1涡轮;2涡轮出口，泵轮入口;3涡流;4涡轮入口，泵轮出口;5泵轮;6转动流甩到泵轮的外缘并冲击涡轮叶片。就这样工作油液在泵轮与涡轮之间循环流动，不断地把泵轮获得的做圆周运动液体的动能传递给涡轮转变成机械能输出。由上述液力耦合器的工作原理可以分析出:泵轮对工作油液做功，使之在从内缘流向外缘的过程中，圆周速度和动能逐渐增大，而在从涡轮叶片外缘流向内缘的过程中，其圆周速度和动能则逐渐减小。所以说液力耦合器的传动过程是:泵轮接受发动机传递来的机械能，传递给工作油液，使其动能提高，然后再由工作油液将动能传递给涡轮输出。因此，液力耦合器实现传动的必要条件是:工作油液在泵轮和涡轮之间要有循环流动，而循环流动的产生是由于泵轮和涡轮的转速不相等，使泵轮与涡轮叶片外缘处产生压力差所致，即转速差越大，压力差越大，作用于涡轮叶片的力矩也越大。故液力耦合器在正常工作时，泵轮转速总是大于涡轮转速。如果二者转速相等，液力耦合器就不起作用。如果发生汽车快速下坡的情况，涡轮转速就有可能大于泵轮转速，则涡轮成了主动元件，泵轮成了从动元件，涡轮就会带着泵轮反向旋转，使泵轮与发动机一起阻止汽车高速下坡行驶，起发动机制动作用。3.液力耦合器的特点由于液力耦合器是通过工作油液传递动力的，泵轮和涡轮之间允许有很大的转速差，所以易于进行平稳的动力传递，减少汽车传动机构的冲击载荷，它有以下特点:（1）可以保证汽车平稳地起步和加速。汽车起步时涡轮的转速为零，此时涡轮输出的转矩最大，汽车易于克服行驶阻力起步，随着汽车的加速，涡轮转速逐渐增大，涡轮与泵轮转速差逐渐减小，传递的转矩相应减小。（2）可以保证发动机易于启动。由于液力耦合器的主动元件与从动元件由工作油液连接，所以发动机可以容易地带负荷启动。（3）能够衰减传动系统中的扭转振动，并且在传动系统负荷过大时，起过载保护作用，从而延长传动系统和发动机各构件的寿命。（4）可以显著减少需要换挡的次数，有助于换挡自动化。但是，从液力耦合器的工作原理可以看出，在工作油液循环流动的过程中，没有受到其他任何外力作用，所以发动机作用于泵轮上的扭矩与涡轮所接受并传递给从动轴的扭矩相等，二者扭矩之比只能达到11（忽略其中摩擦和冲击造成的能量损失）。即液力耦合器只能传递扭矩而不能改变扭矩大小。为了解决这一问题，在泵轮和涡轮之间增设了一个固定不动的导轮，这样就成了液力变矩器。1.3.2液力变矩器在现代汽车上广泛采用液力变矩器。液力变矩器有两个主要功能:一是在一定范围内能自动无级地改变变矩比，以适应不同行驶阻力的要求;二是具有自动离合器的作用，在发动机不熄火，自动变速器位于前进挡的情况下，汽车可以处于停车状态。1.液力变矩器的结构图1-8液力变矩器结构示意图1涡轮;2变矩器壳;3发动机曲轴;4飞轮齿圈;5从动轴;6导轮固定套管;7导轮;8泵轮最简单的液力变矩器由泵轮、涡轮、导轮三个基本元件组成，如图1-8所示。泵轮是液力变矩器的主动元件，位于液力变矩器后端，与液力变矩器壳连成一体，并用螺栓固定在发动机曲轴后端的凸缘上，与发动机曲轴一起旋转。涡轮是液力变矩器的从动元件，它位于液力变矩器的前方，其叶片面向泵轮叶片。它通过花键与传动轴及变速传动系统的输入轴相连。导轮悬浮在泵轮和涡轮之间，固定不动地套装在导轮固定套管上，并与泵轮、涡轮的叶片端面留有一定的间隙。三个工作轮之间没有机械联系。将所有工作轮在液力变矩器壳内装配好之后，会形成断面为循环圆的环状体，其环形内腔中充满自动变速器油。和液力耦合器相同的是:液力变矩器正常工作时，储存于环形内腔中的自动变速器油除了有绕变矩器轴的圆周运动以外，还有在循环圆中的循环流动，所以它能将扭矩从泵轮传递到涡轮。与液力耦合器不同的是:液力变矩器不仅能传递扭矩，而且能在泵轮扭矩不变的情况下，随着涡轮转速不同而改变涡轮输出的扭矩数值，即液力变矩器可以增矩。液力变矩器之所以能够起增矩作用，是因为它在结构上比液力耦合器多了一个导轮。在液体循环流动的过程中，固定不动的导轮给涡轮一个反作用力矩，使涡轮输出的扭矩不同于泵轮输入的扭矩。2.液力变矩器的工作原理液力变矩器的工作原理，如图1-9所示。发动机启动后，曲轴开始旋转，带动泵轮随之旋转。泵轮因旋转产生的离心力使泵轮叶片间的自动变速器油沿叶片从内缘向外缘甩出。当泵轮转速大于涡轮转速时，泵轮叶片外缘的液压大于涡轮叶片外缘的液压，所以自动变速器油在绕着轴线做圆周运动的同时，也在上述压力差的作用下从液压高的泵轮叶图1-9液力变矩器中油液循环流动示意图1涡轮;2导轮;3泵轮片外缘冲入涡轮叶片外缘。泵轮按顺时针方向旋转，自动变速器油也带动涡轮同样按顺时针方向旋转，然后由涡轮流出的自动变速器油又进入导轮。由于导轮固定不动，所以自动变速器油会在导轮叶片作用下改变速度、方向又重新回到泵轮，完成自动变速器油在泵轮、涡轮、导轮之间的不断循环。在这个过程中，一方面由于自动变速器油从涡轮流向导轮时会对导轮产生一个冲击力，故导轮也会通过自动变速器油对涡轮产生一个反冲击力，此反冲击力增加了涡轮上的扭矩;另一方面从导轮流回泵轮的自动变速器油改变了速度、方向，并作用于泵轮叶片的背部，推动泵轮叶片旋转，又使泵轮扭矩增大。就这样，泵轮将来自发动机和涡轮回流的能量一起传递给涡轮，使其输出转矩增大。1.3.3液力变矩器的工作特性与特性参数1.液力变矩器的工作特性液力变矩器有三大工作特性:变矩特性，耦合特性和失速特性。液力变矩器输出扭矩和输入扭矩之比称为变矩比。变矩比不是定值，它随着涡轮转速的改变而连续变化。比如在发动机转速和负荷均不变的情况下，在汽车起步、上坡或遇到较大阻力时，由于涡轮转速下降，导致变矩比增大，使汽车能获得足够的动力克服增大的阻力继续行驶。这就是自动变速器能够在一定范围内实现自动变速的原因。但是这种变矩特性只有在泵轮和涡轮的转速相差较大的前提条件下才能成立。当涡轮的转速不断提高，涡轮与泵轮之间的转速差逐渐减小时，自动变速器油的流动方向会发生改变。这时从涡轮回流的自动变速器油将反向冲击泵轮，阻碍泵轮正向转动。若导轮固定不动，自动变速器还会产生涡流，阻碍其自身的流动，造成更多的能量损失，为此，绝大多数液力变矩器在导轮机构中增设了单向离合器，如图1-10所示。单向离合器的内座圈与导轮套管和变速器壳相连，是固定不动的。外座圈与导轮相连，可与导轮一起绕泵轮按同一方向旋转。单向离合器在液力变矩器中起着单向导通的作用。当泵轮和涡轮存在较大转速差时，单向离合器处于锁止状态，导轮不能转动。自动变速器油改变液流方向后冲向泵轮背面，促使泵轮旋转，起增矩的作用;当涡轮的转速升高到一定程度后，由于自动变速器油的液流冲击导轮背面，导致单向离合器导通，允许导轮按照泵轮的旋转方向自由旋转，以避免涡流的产生，使自动变速器油顺利地回流至泵轮。图1-10液力变矩器的单向离合器1 内座圈;2滚柱和弹簧;3外座圈;4导轮;5导轮套管如上所述，从泵轮流入涡轮的自动变速器油的液流方向取决于泵轮和涡轮之间的转速差。当涡轮转速与泵轮转速之比达到某一特定比值时，导轮即按泵轮同一方向旋转。这时变矩器才起增矩作用，其功能同液力耦合器一样，因此把导轮开始旋转这一点称为耦合器工作点。由此可见，液力变矩器的工作特点是:在低速时按变矩特性工作，在高速时按耦合特性工作。液力变矩器还有一个特性是失速特性。所谓失速特性是指当汽车受到极大阻力，甚至停动，使涡轮也停止转动时，泵轮仍保持旋转的特性。此时液力变矩器只有动力输入而没有动力输出。当自动变速器位于前进档的情况下进行制动时，液力变矩器将会出现失速状态。2.液力变矩器主要特性参数（1）变矩比（变矩系数）K液力变矩器变矩比K是涡轮轴上输出扭矩Mw与泵轮轴上的输入扭矩Mb之比。即K=Mw/Mb1（1-1）变矩比随着涡轮转速与泵轮转速之比的变化而变化。当涡轮转速为0时，K值最大，称为最大变矩比，也称为启动变矩比或失速变矩比，通常用K0表示。在通常情况下，最大变矩比一般为2.22.5。（2）传动比i液力变矩器传动比i是涡轮转速nw与泵轮转速nb之比。即i=nw/nb1（1-2）（3）传动效率液力变矩器的传动效率是指涡轮输出功率Nw与泵轮输入功率Nb之比。即图1-11三元件综合式液力变矩器结构图1滚柱;2塑料垫片;3涡轮轮毂;4曲轴凸缘;5涡轮;6飞轮齿圈;7变矩器壳;8泵轮;9导轮;10自由轮外座圈;11自由轮内座圈;12泵轮轮毂;13变矩器输出轴;14导轮固定套管;15推力垫片;16自由轮机构盖=Nw/Nb1（1-3）液力变矩器的最高传动效率一般为75%80%。必须明确，液力变矩器只能增加扭矩而不可能增加功率，它输出给变速传动机构的功率只能小于发动机传输给它的功率。1.3.4典型液力变矩器目前在自动变速器上应用的典型液力变矩器有三元件综合式液力变矩器、四元件综合式液力变矩器和带有锁止离合器的液力变矩器。1.三元件综合式液力变矩器三元件综合式液力变矩器在自动变速器中最为常见。前面所介绍的液力变矩器就属于这种类型，其结构如图1-11所示。三元件综合式液力变矩器主要由泵轮、涡轮和导轮组成。变矩器壳由前、后两半焊接而成。壳前端连接着装有飞轮齿圈的托盘，并用螺钉固定在曲轴凸缘上。为了确保拆装后变矩器与曲轴应有的相对位置，即确保动平衡，螺钉在圆周上呈不均匀分布状态。为了确保变矩器与曲轴同心，设有专门的导向装置。当变矩器的体积因受热膨胀或受压变形发生变化时，导向装置可沿曲轴的凹槽滑动，使变矩器壳产生轴向变形，以确保变矩器可靠地工作。托盘一般用挠性板制成，可产生一定变形量，进一步适应了上述要求。泵轮装有径向平直叶片，焊在泵轮壳上的泵轮轮毂可自由转动。涡轮有倾斜的曲面叶片。与涡轮壳铆钉连接的涡轮轮毂以花键与变矩器输出轴相连。泵轮及涡轮叶片和壳均为铜板冲压件，叶片和内环采用点焊连接。导轮用铝合金铸造，与自由轮外座圈固定连接。其作用是只允许导轮按泵轮的旋转方向自由旋转，反之则固定不动。从而保证当导轮固定时，变矩器输出扭矩大于发动机输入扭矩;而当液流冲击导轮背面有可能使输出扭矩减小时，令导轮自由转动，从而消除负面影响。避免变矩器出现输出扭矩小于发动机输入扭矩的工作状态，改善变矩器性能，提高变矩器工作效率。由于变矩器的各工作轮在一个密闭腔内工作，腔内充满自动变速器油，因此自动变速器油既是工作介质，也是液力元件的润滑剂和冷却剂。由于在油液流动的过程中容易出现气蚀现象，所以工作腔内必须保持足够的补偿压力。又由于补偿压力的存在，工作轮上会受到较大的轴向力，为此在导轮端部装有有色金属推力垫片，在涡轮轮毂与壳之间装有耐磨的塑料垫片。三元件综合式液力变矩器的工作特点是:传动效率在达到耦合器工作点之前先达到最大值，然后有所下降，达到耦合器工作点之后又继续升高。三元件综合式液力变矩器结构简单，工作可靠，性能稳定，在耦合区传动效率可达96%。因此，在轿车上得到广泛应用，在大型客车、自卸车及工程车辆上的应用也日趋广泛。2.四元件综合式液力变矩器对于传动比大的液力变矩器，若采用上述三元件综合式液力变矩器，则在最高效率工况到耦合器工作点之间的区段上效率会显著下降。为了避免上述缺点，可将导轮分割成两个，分别安装在各自的单向离合器上，从而形成四元件综合式液力变矩器。四元件综合式液力变矩器的结构如图1-12（a）所示。当涡轮转速较低时，涡轮出口图1-12四元件综合式液力变矩器示意图1飞轮齿圈;2变矩器壳;3曲轴凸缘;4第一导轮;5涡轮;6泵轮;7第二导轮;8自由轮机构;9输出轴;10导轮固定套管处液流（流速为v1）冲击在两个导轮叶片的凹面上，此时两个导轮的单向离合器均被锁止，导轮固定，按变矩器工况工作。当涡轮转速升高到一定程度，液流速度为v2时，液流对第一导轮的冲击力反向，第一导轮便因单向离合器松脱而与涡轮同向旋转，此时只有第二导轮仍起变矩作用。当涡轮转速继续升高接近泵轮转速，液流速度为v3时，液流方向如图1-12（b）所示。第二导轮也受到液流反向冲击力而与涡轮及第一导轮同向旋转，此时变矩器才全部转入耦合器工况。由此可见，四元件综合式液力变矩器的工作特点是:在整个工作过程中，两个导轮依次导通。当涡轮转速低时，两个导轮的单向离合器都处于锁止状态，导轮均固定不动。随着涡轮转速的上升，第一导轮首先导通而与涡轮同向旋转。若涡轮转速继续上升，第二导轮也被导通，液力变矩器进入耦合器工况。与三元件综合式液力变矩器相比，四元件综合式液力变矩器具有在进入耦合器工况之前，传动效率可始终保持较高水平的显著优点。图1-13由锁止离合器锁止的液力变矩器结构图1飞轮齿圈;2伺服油缸;3导向销;4曲轴凸缘;5油道;6活塞;7从动盘;8传力盘;9连接键;10涡轮;11泵轮;12导轮;13单向离合器;14涡轮轮毂;15输出轴3.带有锁止离合器的液力变矩器液力变矩器工作时，无论在零速工况，还是在高速工况，泵轮与涡轮之间都存在转速差和内部液力损失。所以液力变矩器的传动效率不如手动变速器高，采用液力变矩器的汽车在正常行驶时的燃油经济性比较差。为了提高液力变矩器在高传动比工况下的传动效率，通常采用带有锁止离合器的液力变矩器。采用锁止离合器的目的是:在高传动比工况下，利用锁止离合器将液力变矩器的泵轮和涡轮锁止，使两工作轮连接成一体，使变矩器的输入轴与输出轴刚性连接，变液力传动为机械传动，提高传动效率，提高汽车正常行驶时的燃油经济性。根据锁止离合器的不同，带有锁止离合器的液力变矩器主要有以下三种类型:（1）由锁止离合器锁止的液力变矩器由锁止离合器锁止的液力变矩器应用比较广泛，其结构如图1-13所示。锁止离合器的从动盘安装在涡轮轮毂的花键上，主动部分压盘（包括传力盘和活塞）与泵轮固定连接。如果压力油经过油道进入活塞左腔室，推动主动部分压盘右移压紧从动盘，则锁止离合器锁止。泵轮与涡轮连接成一体，变矩器的输入轴和输出轴刚性连接，变液力传动为机械传动。如果活塞左腔室的油压被卸除，则锁止离合器的主、从动部分分离，锁止离合器解除锁止状态。液力变矩器恢复正常液力传动。当锁止离合器锁止时，单向离合器松开，导轮可在自动变速器油中自由旋转。（2）由行星齿轮机构锁止的液力变矩器由行星齿轮机构锁止的液力变矩器工作原理如图1-14所示。它是在三元件综合式液力变矩器的基础上增加行星齿轮机构形成的。其中行星架与发动机曲轴相连，作为主动元件。太阳轮通过花键与涡轮轴相连。齿圈与泵轮相连。与太阳轮和齿圈同时啮合的行星齿轮安装在行星架上。由行星齿轮机构锁止的变矩器采用外分流式液力机械传动的图1-14由行星齿轮机构锁止的液力变矩器工作原理1行星架;2齿圈;3泵轮;4导轮;5涡轮轴;6太阳轮;7涡轮传动方式，具体地说:由发动机曲轴传递来的扭矩要经过液力传动和机械传动两条路径传递。发动机曲轴将扭矩传递给行星架后，一部分扭矩要经太阳轮传递给涡轮（机械传动）;另一部分要经过齿圈传递给泵轮，再由泵轮传递给涡轮（液力传动）。这两种传动方式传递扭矩的多少取决于变速器所处的挡位。例如当变速器处于挡（直接挡）时，有93%的扭矩是通过机械传动的途径传递的，而液力传动只占7%。这时可以认为液力变矩器被锁止，泵轮与涡轮连接成一体，通过机械传动的方式传递扭矩。（3）由离心式离合器锁止的液力变矩器由离心式锁止离合器锁止的液力变矩器是一种利用离心力的机械式离合器。它的工作是由发动机的转速和负荷控制的。上述三种带有锁止离合器的液力变矩器的共同特点是:当汽车在良好的路面上行驶时，变矩器泵轮与涡轮连接成一体，即变矩器的输入轴与输出轴刚性连接。此时变矩比为1，变矩器的传动效率达到100%，提高了行驶速度和燃油经济性。当汽车在起步或坏路面上行驶时，锁止机构解除锁止，变矩器发挥变矩作用，自动适应行驶阻力的变化，保证汽车正常行驶。因此，采用自动变速器的汽车会越来越多地使用带有锁止离合器的液力变矩器。4.液力变矩器液压油的冷却液力变矩器在传递扭矩的过程中会不可避免地损失部分能量。这部分能量绝大部分转变成自动变速器油的内能而使其温度升高。自动变速器油正常工作温度一般为5080，若其温度超过正常温度10，自动变速器油的使用寿命将缩短一半。为了防止自动变速器油因温度升高而变质，就必须对其进行冷却。液力变矩器内自动变速器油的冷却是通过循环流动实现的，由自动变速器油泵供给冷却了的自动变速器油。自动变速器油经过变速器轴套管与导轮固定套管之间的间隙进入液力变矩器。而受热后的自动变速器油经导轮固定套管和变矩器输出轴之间的间隙流出变矩器，然后经油管进入自动变速器散热器冷却。冷却后的自动变速器油又流回自动变速器油底壳。5.液力变矩器与发动机的匹配液力变矩器的性能与发动机的性能互相匹配，才能获得良好的传动效率。一般来说，较大扭矩的发动机应与较小直径的变矩器匹配。若变矩器与发动机的匹配不恰当，将不能充分发挥发动机的输出扭矩性能。不但使传动效率不良，而且会导致燃油消耗增加，甚至发生抖动、停动。汽车出厂时已由制造厂家装置相互匹配的发动机和液力变矩器，不要随意改装与发动机不匹配的液力变矩器。否则汽车将行驶不良，甚至汽车上的报警灯会亮起。1.4齿轮式变速传动系统液力变矩器虽然能够在一定范围内自动地、无级地改变变矩比和传动比，以适应汽车行驶阻力的变化，但是由于它存在变矩能力与传动效率之间的矛盾，且变矩比还不够大，最大变矩比为2.22.5，因此仍难以满足汽车的行驶要求。所以在汽车上广泛采用由液力变矩器与齿轮式变速传动系统组成的液力机械式变速器。目前，与液力变矩器配合使用的齿轮式变速传动系统有两种类型:一种是行星齿轮式变速传动系统，它具有体积小，结构紧凑，传动效率高，便于实现自动换挡等优点，故在自动变速器上广泛应用;另一种是平行轴式变速传动系统，只在少数车型（如本田车系）的自动变速器上应用。1.4.1行星齿轮式变速传动系统行星齿轮式变速传动系统结构较复杂，通常由行星齿轮机构和换挡执行元件组成。换挡执行元件一般包括多片摩擦式离合器、片式制动器、带式制动器以及单向离合器等。行星齿轮机构通常由多个行星排组成，行星排的多少视变速器的挡位数多少而异，但其基本结构和工作原理是相同的，这一点可通过一个简单行星齿轮机构说明。1.简单行星齿轮机构的结构与传动比的计算方法（1）简单行星齿轮机构的结构简单行星齿轮机构即单排行星齿轮机构，其结构如图1-15所示。它由太阳轮、齿圈、行星齿轮、行星齿轮轴以及行星架组成。太阳轮位于机构的中心，行星齿轮与之啮合。行星齿轮外侧同齿圈啮合。通常行星齿轮有36个，借助于滚针轴承安装在行星齿轮轴上，行星齿轮轴对称地或均匀地安装在行星架上，两端安装有止推垫片。行星齿轮机构在工作时，除了绕行星齿轮轴自转外，同时还绕太阳轮公转。行星齿轮在绕太阳轮公转时，行星齿轮轴和行星架也将绕太阳轮旋转。在行星轮系中，太阳轮、行星齿轮、齿圈都是常啮合齿轮副。太阳轮、行星架和齿圈三者的轴线互相重合，而行星齿轮轴的轴线可绕前三者的轴线旋转，故行星齿轮式变速传动系统又称为旋转轴式变速传动系统。图1-15简单行星齿轮机构结构图1齿圈;2行星架;3行星齿轮;4太阳轮;5行星齿轮轴（2）简单行星齿轮机构传动比的计算方法在简单行星齿轮机构工作过程中，如果将太阳轮、行星架、齿圈三者中的任一构件与输入轴相连作为主动轮，第二构件与从动轴相连作为从动轮，第三构件被强制固定（简称制动）或连接，就能实现动力传递。而行星齿轮作为中间轮在动力传递过程中只起到过渡作用，对传动比没有任何影响。简单行星齿轮机构传动比的计算与手动变速器传动比的计算基本相同，即传动比=主动轮转速/从动轮转速（1-4）简单行星齿轮机构一般运动规律的特性方程式为n1+an2-（1+a）n3=0（1-5）式中n1太阳轮转速;n2齿圈转速;n3行星架转速;a内齿圈与太阳轮的齿数比，即a=z2/z1，又称为简单行星齿轮机构参数。由式（1-4）、式（1-5）可以看出，只要改变太阳轮、齿圈、行星架三者不同的运动状态组合，就可以得到不同的传动比。如果太阳轮为主动轮，行星架为从动轮，齿圈被制动，则主、从动轮旋转方向相同。此时式（1-5）中的n2=0，所以传动比i1-3=n1/n3=1+a=1+z2/z1如果太阳轮被制动，齿圈为主动轮，行星架为从动轮，则主、从动轮旋转方向相同。此时式（1-5）中的n1=0，所以传动比i2-3=n2/n3=（1+a）/a=1+z1/z2如果太阳轮被制动，行星架为主动轮，齿圈为从动轮，则主、从动轮的旋转方向相同。此时式（1-5）中的n1=0，所以传动比i3-2=n3/n2=a/（1+a）=z2/（z1+z2）如果齿圈被制动，行星架为主动轮，太阳轮为从动轮，则主、从动轮的旋转方向相同。此时式（1-5）中的n2=0，所以传动比i3-1=n3/n1=1/（1+a）=z1/（z1+z2）如果行星架被制动，太阳轮为主动轮，齿圈为从动轮，则主、从动轮的旋转方向相反。此时式（1-5）中的n3=0，所以传动比i1-2=n1/n2=-a=-z2/z1如果行星架被制动，齿圈为主动轮，太阳轮为从动轮，则主、从动轮的旋转方向相反。此时式（1-5）中的n3=0，所以传动比i2-1=n2/n1=-1/a=-z1/z2如果太阳轮、齿圈、行星架三者中有任意两个构件被锁成一体，则各齿轮间均无相对运动。整个行星齿轮机构被锁成一个整体旋转，此时n1=n2=n3，所以传动比等于1。如果太阳轮、齿圈、行星架三者中无任何一个被制动，且无任何两个构件被锁为一体，所有元件均可自由转动不受约束，则行星齿轮机构失去传递动力作用，不再传递动力，变速器处于空挡挡位。在上面讨论的八种状态中，状态和的传动比大于1，所以传递的扭矩增大，转速下降，故称为减速运动。又由于z2大于z1，故状态称为低速挡，相当于挡;状态称为高速挡，相当于挡。状态和的传动比小于1，所以传递的扭矩减小，转速上升，故称为超速挡。状态和的传动比为负数，负数表示其属于倒挡传动。其中状态传动比的绝对值大于1，所以传递的扭矩增大，转速下降，故称为倒挡减速运动;状态传动比的绝对值小于1，所以传递的扭矩减小，转速上升，故称为倒挡升速运动。状态的传动比等于1，是直接挡传动。状态是空挡状态。简单行星齿轮机构的传动比范围有限，往往不能满足汽车行驶的需要，因此实际应用的行星齿轮式变速传动系统都是由几个简单行星齿轮机构和换挡执行元件组成。通过换挡执行元件的控制，得到不同行星轮系的运动状态组合形式来获得不同挡的传动比。2.换挡执行元件换挡执行元件直接控制行星齿轮机构的工作，使其按不同路线传递动力。常见的换挡执行元件有片式离合器、片式制动器、带式制动器和单向离合器。（1）片式离合器在行星齿轮式变速传动系统中，片式离合器的作用是连接。其连接方式有两种:一种是将行星齿轮机构中的某个构件与行星齿轮式变速传动系统的输入轴等主动部分连接，使之成为主动元件。另一种是将行星齿轮机构中的两个构件连接起来，使之成为一个整体，以实现直接传动。片式离合器一般由离合器鼓、离合器活塞、回位弹簧、弹簧座、钢片、摩擦片、离合器毂等元件组成，如图1-16所示。其中离合器鼓通过花键与变速器输入轴相连或与其制成一体。钢片又称为主动片，通过外缘键齿与离合器鼓的内花键槽配合，与变速器输入轴同步旋转。离合器毂可通过直接或间接方式与行星齿轮机构的构件连接。摩擦片又称为从动片，通过内缘键齿与离合器毂相连。离合器活塞安装在离合器鼓内，它是一种环状活塞，由活塞内、外圆密封圈密封，使其和离合器鼓形成一个密闭的环状液压油缸，通过离合器鼓内轴颈上的进油孔和控制油道连通。离合器回位弹簧一端抵于活塞端面，另一端支承在弹簧座上。片式离合器的钢片和摩擦片统称为离合器片。它们是相互交错排列的，二者均由钢板冲压而成。摩擦片的表面烧结有粉末冶金摩擦材料。为了便于散热，钢片表面通常比较光滑。在离合器接合与分离过程中，钢片与摩擦片将产生摩擦而生热，局部温度可达600。产生的热量由钢片传递给离合器鼓，再由离合器鼓传递给周围的油液。由于在离合器接合和分离过程中，钢片与摩擦片均可以轴向移动，所以必须限制钢片和摩擦片的轴向位置，二者的轴向位置由挡圈与限位卡环限制。离合器分离后，离合器活塞与离合器片或离合器片与限位卡环之间会有一定的轴向间隙，以保证钢片和摩擦片之间无任何轴向力，这种间隙称为离合器间隙。其大小可用挡圈的厚度调整，一般为0.52.0mm。片式离合器的工作过程，如图1-17所示。当控制阀控制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会推动活塞克服回位弹簧弹力的作用而移动，把所有钢片和摩擦片压紧在一起。钢片和摩擦片之间的摩擦力使离合器鼓和离合器毂连接成整体，从而将与离合器鼓和离合器毂分别连接的输入轴或行星齿轮机构的构件连接在一起，图1-16片式离合器1离合器鼓;2、3密封圈;4离合器活塞;5回位弹簧;6弹簧座;7、11限位卡环;8钢片;9摩擦片;10挡圈;12止推轴承;13离合器毂;14变速器输入轴;15控制油道;16单向阀;17前行星排行星架;18变速器输出轴此时离合器处于接合状态。当液压控制系统把作用在离合器液压缸内的油压撤除后，离合器活塞在回位弹簧的作用下回位。此时钢片与摩擦片分离，它们之间无作用力，离合器鼓和离合器毂可以朝不同的方向或以不同的转速旋转，离合器处于分离状态。图1-17片式离合器的工作过程1涡轮轴;2回位弹簧;3活塞;4壳;5主动片;6限位卡环;7压盘;8从动片;9花键毂;10弹簧保持座离合器分离时，离合器液压缸内仍会有少量的液压油。由于离合器鼓随变速器输入轴或行星齿轮机构某一构件旋转，因此残留在液压缸的液压油会在离心力的作用下被甩向液压缸外缘处，并在此处产生油压。如果离合器转速很高，这一压力可能推动离合器活塞压向离合器片，使离合器处于半接合状态，会使钢片和摩擦片接触产生磨损，直接影响离合器的使用寿命。为了防止这种情况发生，通常在离合器活塞或离合器鼓的缸壁上设置一个单向阀，如图1-18所示。当液压油进入液压缸时，单向阀钢球在油压的推动下压紧在阀座上，单向阀处于关闭状态，保证液压缸的密封;当液压缸内的油压撤除后，单向阀钢球在离心力的作用下离开阀座，使单向阀开启，残留的液压油在离心力的作用下从单向阀的泄油通道中流出，以保证离合器的分离彻底。图1-18带有单向阀的片式离合器1单向阀;2进油腔;3油封;4泄油通道;5离合器活塞（2）片式制动器制动器的作用是使行星齿轮机构中的某一构件固定，使其不能运转，以实现某一行星齿轮机构传动的组合，即实现换挡。制动器有片式制动器和带式制动器两种结构形式。片式制动器由制动鼓（图1-19中未标出）、活塞、回位弹簧、钢片、摩擦片及制动毂等组成，如图1-19所示。片式制动器的制动鼓与片式离合器的离合器鼓相似，但它是被固图1-19片式制动器分解图1制动毂;2限位卡环;3挡圈;4钢片和摩擦片;5弹簧座;6回位弹簧;7活塞;8、9密封圈;10碟形环;11变速器壳20定在变速器壳上或与变速器壳一体的。钢片依靠外缘键齿与制动器鼓的内花键槽配合，或直接安装在变速器壳上的内花键槽中。制动毂可通过直接或间接方式与行星齿轮机构中的某一构件连接。摩擦片则通过内缘键齿与制动毂上的外花键槽配合。片式制动器与片式离合器的工作原理基本相同。当制动器工作时，由控制阀控制的液压油进入制动器液压缸中，作用于活塞上，推动活塞把制动钢片和摩擦片紧压在一起，使制动器毂不能旋转，则与制动器毂相连的行星齿轮机构的构件也不能旋转，以实现换挡。当制动器不工作时，控制阀控制撤除制动器液压缸中的油压，活塞在回位弹簧的作用下回位，制动钢片与摩擦片分离，制动器毂可以自由旋转。（3）带式制动器带式制动器的基本组成元件包括制动鼓、制动带、液压缸和调整机构，如图1-20所示。图1-20带式制动器1变速器壳;2制动带;3制动鼓;4活塞;5液压缸压力腔;6液压缸端盖;7液压缸释放腔;8活塞推杆;9调整螺钉;10回位弹簧制动鼓与行星齿轮机构中的某一构件连接并一同旋转。制动带内表面有摩擦系数较高的摩擦片，其支点端支承在变速器壳上的制动带支架上，作用端与活塞推杆连接。液压缸被活塞分隔成压力腔和释放腔，由各自的控制阀控制。当压力腔和释放腔均无液压油时，制动带不工作。制动带与制动鼓之间有一定间隙。制动鼓可以随着与它相连的行星齿轮机构中某一构件一同旋转。当控制制动的液压油进入液压缸压力腔时，它推动活塞克服回位弹簧弹力作用而移动，带动活塞推杆向外伸出，使制动带箍紧在制动鼓上，使制动鼓被固定而不能旋转，这时制动器处于制动状态。在制动器处于制动状态的过程中，如果有控制释放的液压油进入液压缸释放腔，则液压缸释放腔与液压缸压力腔就会产生一个压力差（由于释放腔一侧的活塞面积大于压力腔一侧的活塞面积，所以活塞两侧液压油的压力不等，释放腔液压油压力大于压力腔液压油压力），在这个压力差和回位弹簧的共同作用下活塞向后移动，带动活塞推杆随之回缩，制动带放松，制动器转变成释放状态。带式制动器的结构简单，维修方便，但它的工作平顺性较差。为了改善带式制动器的工作平顺性，通常在其控制油路中安装缓冲阀或减振阀，使其开始制动时油压缓慢上升，减缓制动力的增长速度。当带式制动器不工作时或处于释放状态时，制动带与制动鼓之间应保持适当的间隙。间隙过大或过小都会影响到制动器的正常工作，影响换挡时的手感。可以通过制动带调整螺钉来调整间隙的大小，方法是将调整螺钉拧紧后再退回23圈。（4）单向离合器单向离合器广泛应用于行星齿轮式变速器和综合式液力变矩器中。单向离合器在行星齿轮式变速传动系统中的作用和片式离合器、片式制动器与带式制动器相同，也是用来固定或连接行星齿轮机构中的太阳轮、齿圈和行星架的。它可以使行星齿轮式变速传动系统组成不同传动比的挡位，所以单向离合器也是行星齿轮式变速传动系统的换挡执行元件。单向离合器不需要控制机构对它进行控制。它的工作完全由与它相连接的行星齿轮机构中某一构件的受力方向来控制。当与它相连接的构件受力方向与其锁止方向相同时，该构件被连接或者被锁止。当与它相连接的构件受力方向与其锁止方向相反时，该构件不被连接、不被锁止。总之，单向离合器的基本工作原理是依靠其单向锁止原理来固定或连接行星齿轮机构中的构件。它的固定和连接是单方向性的。在变换挡位的过程中，单向离合器可以使与其连接的构件在受力方向发生变化的瞬间立即接合或脱离，以使换挡平顺、无冲击。单向离合器的这些作用如果都由片式离合器和片式制动器来完成，液压控制系统将会更加复杂。因此从某种程度上来说，单向离合器的使用简化了自动变速器的换挡控制系统。目前在自动变速器中使用较多的单向离合器有两种类型，一种是斜楔式单向离合器，一种是滚柱式单向离合器。斜楔式单向离合器斜楔式单向离合器由外环、内环、斜楔块、片状弹簧及保持架等组成，如图1-21所示。内环用内花键和行星齿轮机构中的某一构件连接或者与变速器壳连接，外环用外花键和行星齿轮机构中的另一构件连接或者与变速器壳连接。由内环和外环组成一个宽度均匀的滚道，滚道中间安装有斜楔块。斜楔块的结构特点是其在A方向上的尺寸略大于内、外环之间的距离B，在C方向上的尺寸又略小于B。斜楔块被安装在内、外环中间，是保持架（图1-21中未标出）借助于片状弹簧等分布置的。图1-21斜楔式单向离合器1斜楔块;2外环;3内环当外环相对于内环逆时针转动时，斜楔块在摩擦力作用下倾斜，内、外环可以相互滑转，这时单向离合器处于自由状态。当外环相对于内环顺时针旋转时，斜楔块在摩擦力作用下立起，卡死在内、外环之间，使内、外环无法相对滑转，这时单向离合器处于锁止状态。斜楔式单向离合器的锁止方向由斜楔块的安装方向决定，在装配时不能装反，否则会影响行星齿轮式变速传动系统的正常工作。滚柱式单向离合器滚柱式单向离合器由外环、内环、滚柱和弹簧等组成，如图1-22所示。其内环、外环的结构和作用与斜楔式单向离合器基本相同;不同之处在于外环的内表面有楔形槽，楔形槽的数量与滚柱的数量相同，楔形槽内装有滚柱和弹簧。弹簧对滚柱施加弹力作用可以将滚柱推向楔形槽较窄的一侧。图1-22滚柱式单向离合器1外环;2滚柱;3弹簧;4内环当外环相对于内环逆时针转动时，滚柱在摩擦力作用下克服弹簧弹力作用向楔形槽较宽的一侧移动，外环相对于内环可自由滑转，单向离合器出现打滑现象，处于自由状态。当外环相对于内环顺时针转动时，在刚开始转动的瞬间，滚柱即在摩擦力和弹簧弹力双重作用下被卡死在楔形槽较窄的一侧，这时内、外环连接成一个整体，不能相对转动，单向离合器处于锁止状态。其结果是与外环连接的行星齿轮机构中的构件和与内环连接的构件被连成一个整体，它们共同旋转或者被固定。滚柱式单向离合器的锁止方