汽车修理技师手册：齿轮变速机构结构与检修

自动变速器的齿轮变速系统，主要有行星齿轮系统和平行轴齿轮系统，目前绝大多数自动变速器采用行星齿轮系统与液力变矩器配合使用。行星齿轮系统由行星齿轮机构和执行机构组成，执行机构根据自动变速器控制系统的命令，放松或固定行星齿轮机构的某个元件，通过改变动力传递路线得到不同的传动比。

（一）平行轴式齿轮变速机构

平行轴式齿轮变速机构应用于本田（HONDA）车系和部分福特（FORD）车系。它由普通齿轮及平行轴组成，如图2-5所示。

由多个齿轮组成的轮系传动比为：i=i₁i₂…i_n=所有从动齿轮齿数的乘积/所有主动齿轮齿数的乘积。

（二）行星齿轮变速机构

1.单行星排

单行星排齿轮机构由太阳轮、齿圈和装有行星齿轮的行星架三元件组成，如图2-6所示。齿圈又称为齿环，制有内齿，其余齿轮均为外齿轮。行星齿轮通过齿轮轴支撑在行星架上。整个行星齿轮机构装配好后，太阳轮位于中心，所有行星齿轮在与太阳轮外啮合的同时还与齿圈内啮合。

图2-5 平行轴式齿轮变速机构

1、2、3、4、5、6—档位齿轮 7、8—平行轴

图2-6 单行星排齿轮机构

1—齿圈 2—太阳轮 3—行星齿轮轴 4—行星齿轮

2.多行星排

在自动变速器中，两排或多排行星齿轮机构连接在一起，用以提供满足汽车行驶需要的多种传动比。一般多行星排齿轮机构有两种形式，一种是两排行星齿轮机构共用一个太阳轮的辛普森（Simpson）式行星齿轮机构；另一种是拉维娜（Ravigneaur）式行星齿轮机构，它有两个太阳轮，两排行星齿轮共用一个齿圈。

（1）辛普森（Simpson）式行星齿轮机构 辛普森（Simpson）式行星齿轮机构应用于轿车自动变速器的三速行星齿轮系统，能提供三个前进档和一个倒档。

典型的辛普森（Simpson）式行星齿轮机构如图2-7所示。其行星齿轮机构包括两个行星排，它的执行机构由前进离合器（C1），直接档离合器（C2），单向离合器（F），二档制动器（B2）和低、倒档制动器（B3）组成。其结构示意图如图2-8所示。

图2-7 辛普森行星齿轮机构

1—变矩器壳 2—油泵 3—直接档离合器 4—前进离合器 5—低、倒档制动器 6—单向离合器 7—离心调速器 8—第二轴 9—输出轴外齿圈 10—后行星排 11—低、倒档制动器伺服装置 12—前行星排 13—控制阀体总成 14—二档制动器 15—锁止离合器 16—第一轴

各档执行元件情况见表2-1。

表2-1 各档执行元件工作情况

图2-8 辛普森行星齿轮机构结构简图(www.xing528.com)

1—第一轴 2—前行星排 3—2档制动器 4—低、倒档制动器 5—单向离合器 6—第二轴 7—后行星排 8—前进档离合器 9—直接档离合器

输入轴通过直接档离合器和前进档离合器，分别与太阳轮和前排齿圈相连，二档制动器可用来固定太阳轮，低、倒档制动器可使后行星架成为固定元件。单向离合器保证后排行星架只能沿顺时针方向转动，前排行星架和后排齿圈与输出轴相连而成为输出元件。

该行星齿轮机构各档动力传递路线是：

1）D位1档：如图2-9a所示，前进档离合器结合，前排齿圈成为输入元件，单向离合器使后行星架无法逆时针旋转。动力传递路线是第一轴、前排齿圈、太阳轮、后排齿圈、第二轴。

2）D位2档：如图2-9b所示，前进档离合器结合，使前排齿圈成为输入元件，二档制动器将太阳轮固定。动力经第一轴、前排齿圈和行星架输出给第二轴。

3）D位3档：如图2-9c所示，前进档离合器和直接档离合器工作，此时，前排太阳轮和齿圈均与第一轴相连，因此，行星架也与它们同速转动，形成直接档，将第—轴的动力直接传给第二轴。

4）R位：如图2-9d所示，直接档离合器结合，前排太阳轮成为输入元件，低、倒档制动器固定后排行星架。动力经第一轴、太阳轮、后排行星齿轮和后排齿圈传至第二轴。由于行星架是固定元件，使第二轴的旋转方向与第一轴相反，变速器得到倒档。

（2）拉维娜行星齿轮机构 拉维娜行星齿轮机构（见图2-10）采用双行星排组合，其结构特点是：两行星排共用行星架和齿圈，小太阳轮1、短行星轮4、长行星轮5、行星架3及齿圈6组成一个双行星轮式行星排，大太阳轮2、长行星轮5、行星架3及齿圈6组成一个单行星轮式行星排。具有四个独立元件：小太阳轮、大太阳轮、行星架和齿圈。行星架上的两套行星齿轮相互啮合，其中短行星齿轮与小太阳轮啮合，长行星齿轮与大太阳轮啮合的同时与齿圈啮合。

图2-9 辛普森行星齿轮机构工作原理

a）D位1档 b）D位2档 c）D位3档 d）R位

典型三速拉维娜行星齿轮机构结构简图如图2-11所示。前进档离合器用于连接输入轴和小太阳轮，倒档及直接档离合器用于连接输入轴和大太阳轮，2档制动器用于固定大太阳轮，倒档及低档制动器起固定行星架的作用，单向离合器对行星架逆时针方向旋转有锁止作用。

各档传递路线为：

1）D位1档：单向离合器锁止行星架，使其无法逆时针旋转，前进档离合器接合，小太阳轮成为输入元件。动力传递路线是第一轴、小太阳轮、短行星齿轮、长行星齿轮、齿圈。

2）D位2档：前进档离合器接合，二档制动器将大太阳轮固定。动力传递路线是第一轴、小太阳轮、短行星齿轮、长行星齿轮、齿圈。

图2-10 拉维娜行星齿轮机构

1—小太阳轮 2—大太阳轮 3—行星架 4—短行星轮 5—长行星轮 6—齿圈

图2-11 拉维娜式行星齿轮变速器的结构简图

1—低、倒档制动器 2—单向离合器 3—2档制动器 4—直接档离合器 5—导轮单向离合器 6—前进离合器

3）D位3档：前进档离合器和直接档离合器参与工作，大、小太阳轮被锁成一体，长、短行星齿轮同方向旋转，由于这两套行星齿轮处于常啮合状态而无法旋转，于是整个行星齿轮系统被联锁成一体，以直接档传递动力。

4）R位：直接档离合器工作，大太阳轮成为输入元件，低、倒档制动器将行星架固定。动力传递路线是大太阳轮、长行星齿轮、齿圈。小太阳轮和短行星齿轮空转。

执行元件工作情况与表2-1所示相同。