浅析一种周向分布螺旋弹簧定位卡环装配装置——以自动变速器A341E的B0为例

粟振灿

（广西农业职业技术学院，广西 南宁 530007）

汽车自动变速器是一种能实现自动改变传动比、自动调节或变换发动机的动力输出，且能较好地适应外界需要的汽车部件，具有油耗低、行驶稳定性好、乘坐舒适性好等优点，是现代汽车的常见配置。随着科技的进步，自动变速器的功能和结构也不断完善，但技术最成熟且应用最广泛的还是液压控制技术。自动变速器液压控制系统包含数量不等的若干组制动器，其中片式制动器内部结构通常都设置有周向分布螺旋弹簧。制动器结合时，油液推动制动器活塞克服弹簧弹力，使制动器钢片和摩擦片结合，自动变速器中的某个元件或轴被固定；制动器分离时，制动活塞在螺旋弹簧弹力的作用下回到初始位置，钢片和摩擦片彻底分离，元件或轴即可自由转动，实现换挡。正常情况下，在制动器的装配过程中，周向分布螺旋弹簧需被压缩到一定程度并使用卡环进行定位，使其在工作中能够发挥定位或复位的作用。

1 现状

图1为自动变速器A341E制动器BO的结构示意图，其结构特点为：制动器活塞位于制动器壳体里面且边缘略高于壳体，可在液压力及弹力的作用下上下往复运动；周向分布螺旋弹簧置于壳体内及且位于活塞的上方，且能够自由伸缩；压板连在螺旋弹簧的上端面，作为卡环直接接触的工作面；制动器壳体内部上边缘往下约10mm左右设有卡环槽，用于安装卡环；装配时，当螺旋弹簧连同压板被压缩至卡环槽下方位置时，将卡环压入制动器壳体内的卡环槽内，固定周向分布的螺旋弹簧组件。

图1 B0的结构示意图

由于周向分布螺旋弹簧组件弹力较大，传统的卡环安装方法是：由多人合作，借助辅助工具从多个方向向下压住压板，因卡环两端无孔，还需借助螺丝刀将卡环的一端压入制动器壳体内的卡环槽，然后，再沿着卡环边缘慢慢地把卡环压回卡环槽内，松开压板，在回弹力的作用下，压板及弹簧组件一起上移至卡环处，检查并确认压板及弹簧组件定位情况，安装完成。传统的安装过程难度有三点。

（1）需多人合作同时施加压力克服弹力压缩弹簧行程，保证弹簧组件下压位置能使压板压到卡环槽以下，人力物力投入大且时间长。

（2）要求受力均匀，否则，容易造成弹簧组件或卡环受反力作用被弹飞，存在安全隐患，对操作人员的经验等要求很高。

（3）多人操作，空间有限，不便装配，且容易破环制动器工作面或损坏其他零部件。

2 设计思路

2.1 结构

为解决以上安全隐患及操作不便等问题，设计了周向分布螺旋弹簧定位卡环拆装装置。图2～4分别为周向分布螺旋弹簧定位卡环拆装装置结构示意图、滑筒内部结构示意图、受力座的俯视结构示意图。

图2 卡环拆装装置结构示意图

图3 滑筒内部结构示意图

图4 受力座的俯视结构示意图

该装置主要由受力座总成、滑筒总成及压紧部分组成。其设计思路如下：（1）受力座总成。受力座总成主要包括受力座、支撑杆和圆弧形垫块。受力座是一块圆形柱体，与多根支撑杆焊接成一个整体，以提高受力强度；受力座边缘设计有几个专用孔，用来安装铁绳；支撑杆下方连接有防滑的圆弧状垫块，垫块的形状及大小与周向分布螺旋弹簧压板相符，以增大受力面积，保证工具支撑平稳；支撑杆与垫块之间采用螺纹配合的连接方式，方便调整高度及更换不同型号的垫块。

（2）滑筒总成。滑筒总成主要由滑筒、托环及托环支架组成。滑筒固定于受力座上方，周侧固定安装有托环，托环的左右两侧均固定安装有支架，支架通过销与压杆连接，支架与压杆之间可相对转动。

（3）压紧部分。压紧部分主要由压杆、滑杆、传动块、滑块、铁绳、拉钩等组成。压杆外端设有把手，内端设有滑槽，与压杆相连的传动块上端连接部分可在滑槽内滑动，传动块穿过滑块，滑块可在滑筒内上下滑动，带有拉钩的铁绳固定于传动块下端，用来勾住制动器外壳底部或其他固定位置，以使受力座总成中的垫块与周向分布的螺旋弹簧压板接触良好，受力均衡。

2.2 工作过程

在使用该装置时，制动器中的周向分布螺旋弹簧的安装过程如下：首先，将上端连有压板的周向分布螺旋弹簧组件对应正确位置放置于制动器活塞上方，并把卡环叠放在弹簧组件的上端面；其次，将受力座1底部的若干支撑杆2竖立在周向分布螺旋弹簧座压板上方，保证支撑杆2底部呈圆弧状的垫块9能够与周向分布螺旋弹簧上的压板接触到位；同时，将装置上的若干铁绳3下端的拉钩8扣在制动器外壳底部对应支撑杆的位置，保证受力均衡。最后，双手握住压杆6末端的把手7，向下压住压杆6，两压杆6之间的传动块10即被上提，滑杆13滑动于压杆6的滑槽12内，滑块11被传动块10拉动在滑筒5内向上移动，滑块11通过其下侧的连接块往上拉动铁绳3，铁绳3被拉伸到极限位置后，压杆6下压支架16，通过托环4把压力传给滑筒5，滑筒5下压受力座1，使支撑杆2带动垫块9，压紧周向分布的螺旋弹簧压板，克服弹簧弹力，即可轻松将卡环装入卡环槽；松开压杆，压力消失，各零部件恢复原位，移去铁绳和垫块，装配过程完成。

2.3 优势

该装置实际操作相对简单方便，效果良好，有如下优势：

（1）借助该装置，周向分布的螺旋弹簧组件在受到装置压力被压缩后，卡环在不受弹簧组件弹力的作用下方便装入卡环槽，操作过程相对简单方便，同时依靠铁绳，可有效避免卡环弹飞伤人等人体伤害事故。

（2）该装置中的压杆与支架间的连接销相当于一个支点，两者间的运动采用杠杆原理，操作者在下压压杆时需要施加的压力远小于弹簧组件的弹力，可减轻操作者的工作强度。

（3）支撑杆与垫块间采用螺纹配合的方式，可根据实际情况更换不同高度和型号的垫块，以适应不同的工作环境；同时，垫块采用的是圆弧形状，可增大工具与工件间的接触面积，提高装置的工作可靠性，受力件的受力均衡，防止工件损伤。

（4）在实训教学过程中，可采用两人配合的团队协作方式，即可提高学生的团队意识，也保证教学过程的安全性，有助于教学过程管理。

3 结语

本文针对液力自动变速器制动器的周向分布螺旋弹簧及其定位卡环的安装困难等问题，提供了一种周向分布螺旋弹簧定位卡环拆装装置的设计思路，该装配装置无须多人同时操作，更方便、安全，可在汽车自动变速器实训教学项目操作过程中使用，但其结构过于复杂，应在以后的实践过程中进一步改进，以期得到更广泛的应用。