(付鵬飛)四檔辛普森行星齒輪變速器的結(jié)構(gòu)

1、四檔辛普森行星齒輪變速器的結(jié)構(gòu)、組成如圖421、422所示為四檔辛普森行星齒輪變速器的結(jié)構(gòu)簡圖和元件位置圖。注意：不同廠家的四檔辛普森行星齒輪變速器的元件位置稍有不同。圖421 四檔辛普森行星齒輪變速器的結(jié)構(gòu)簡圖1超速（OD）行星排行星架 2超速（OD）行星排行星輪 3超速（OD）行星排齒圈 4前行星排行星架 5前行星排行星輪 6后行星排行星架 7后行星排行星輪 8輸出軸 9后行星排齒圈 10前后行星排太陽輪 11前行星排齒圈 12中間軸 13超速（OD）行星排太陽輪 14輸入軸C0超速檔（OD）離合器 C1前進(jìn)檔離合器 C2直接檔、倒檔離合器 B0超速檔（OD）制動(dòng)器 B1二檔滑行制動(dòng)器 B

2、2二檔制動(dòng)器 B3低、倒檔離合器 F0超速檔（OD）單向離合器 F1二檔（一號）單向離合器 F2低檔（二號）單向離合器圖422 四檔辛普森行星齒輪變速器的元件位置圖四檔辛普森行星齒輪變速器由四檔辛普森行星齒輪機(jī)構(gòu)和換檔執(zhí)行元件兩大部分組成。其中四檔辛普森行星齒輪機(jī)構(gòu)由三排行星齒輪機(jī)構(gòu)組成，前面一排為超速行星排，中間一排為前行星排，后面一排為后行星排，之所以這樣命名是由于四檔辛普森行星齒輪機(jī)構(gòu)是在三檔辛普森行星齒輪機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，沿用了三檔辛普森行星齒輪機(jī)構(gòu)的命名。輸入軸與超速行星排的行星架相連，超速行星排的齒圈與中間軸相連，中間軸通過前進(jìn)檔離合器或直接檔、倒檔離合器與前、后行星排相連。

3、前、后行星排的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，共用一個(gè)太陽輪，前行星排的行星架與后行星排的齒圈相連并與輸出軸相連。換檔執(zhí)行元件的功能換檔執(zhí)行元件功 能C0超速檔（OD）離合器連接超速行星排太陽輪與超速行星排行星架C1前進(jìn)檔離合器連接中間軸與前行星排齒圈C2直接檔、倒檔離合器連接中間軸與前后行星排太陽輪B0超速檔（OD）制動(dòng)器制動(dòng)超速行星排太陽輪B1二檔滑行制動(dòng)器制動(dòng)前后行星排太陽輪B2二檔制動(dòng)器制動(dòng)F1外座圈，當(dāng)F1也起作用時(shí)，可以防止前后行星排太陽輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B3低、倒檔離合器制動(dòng)后行星排行星架F0超速檔（OD）單向離合器連接超速行星排太陽輪與超速行星排行星架F1二檔（一號）單向離合器當(dāng)B2工作時(shí)，防止前后行星

4、排太陽輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)F2低檔（二號）單向離合器防止后行星排行星架逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)四檔辛普森行星齒輪變速器各檔傳動(dòng)路線在變速器各檔位時(shí)，換檔執(zhí)行元件的動(dòng)作情況見表42。表42 各檔位時(shí)換檔執(zhí)行元件的動(dòng)作情況選檔桿位置檔位換檔執(zhí)行元件發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)C0C1C2B0B1B2B3F0F1F2P駐車檔 R倒檔 N空檔 D一檔 二檔 三檔 四檔(OD檔) 2一檔 二檔 三檔* L一檔 二檔* 注：*：只能降檔不能升檔。：換檔元件工作或有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。各檔位動(dòng)力傳動(dòng)路線1)D1檔如圖423所示，D位一檔時(shí)，C0、C1、F0、F2工作。C0和F0工作將超速行星排的太陽輪和行星架相連，此時(shí)超速行星排成為一個(gè)剛性整體，輸入軸的

5、動(dòng)力順時(shí)針傳到中間軸。C1工作將中間軸與前行星排齒圈相連，前行星排齒圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)前行星排行星輪，前行星排行星輪即順時(shí)針自轉(zhuǎn)又順時(shí)針公轉(zhuǎn)，前行星排行星輪順時(shí)針公轉(zhuǎn)則輸出軸也順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，這是一條動(dòng)力傳動(dòng)路線。由于前行星排行星輪順時(shí)針自轉(zhuǎn)，則前后行星排太陽輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，再驅(qū)動(dòng)后行星排行星輪順時(shí)針自轉(zhuǎn)，此時(shí)后行星排行星輪在前后行星排太陽輪的作用下有逆時(shí)針公轉(zhuǎn)的趨勢，但由于F2的作用，使得后行星排行星架不動(dòng)。這樣順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的后行星排行星輪驅(qū)動(dòng)齒圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從輸出軸也輸出動(dòng)力，這是第二條動(dòng)力傳動(dòng)路線。圖423 D位一檔動(dòng)力傳動(dòng)路線2)D2檔如圖424所示，D位二檔時(shí)，C0、C1、B2、F0、F1工作

6、。C0和F0工作如前所述直接將動(dòng)力傳給中間軸。C1工作，動(dòng)力順時(shí)針傳到前行星排齒圈，驅(qū)動(dòng)前行星排行星輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并使前后太陽輪有逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢，由于B2的作用，F(xiàn)1將防止前后太陽輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，即前后太陽輪不動(dòng)。此時(shí)前行星排行星輪將帶動(dòng)行星架也順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從輸出軸輸出動(dòng)力。后行星排不參與動(dòng)力的傳動(dòng)。圖424 D位二檔動(dòng)力傳動(dòng)路線3)D3檔如圖425所示，D位三檔時(shí)，C0、C1、C2、B2、F0工作。C0和F0工作如前所述直接將動(dòng)力傳給中間軸。C1、C2工作將中間軸與前行星排的齒圈和太陽輪同時(shí)連接起來，前行星排成為剛性整體，動(dòng)力直接傳給前行星排行星架，從輸出軸輸出動(dòng)力。此檔為直接檔。圖425

7、D位三檔動(dòng)力傳動(dòng)路線想一想：在此檔時(shí)B2實(shí)際上不參與工作，那為什么還要讓B2工作呢？提示：這樣可以使得D2檔升D3檔時(shí)只需讓C2工作即可，同樣D3檔降為D2檔時(shí)也只需讓C2停止工作即可，這樣相鄰兩檔升降參與工作的元件少，換檔方便，提高了可靠性和平順性。4)D4檔如圖426所示，D位四檔時(shí)，C1、C2、B0、B2工作。B0工作，將超速行星排太陽輪固定。動(dòng)力由輸入軸輸入，帶動(dòng)超速行星排行星架順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并驅(qū)動(dòng)行星輪及齒圈都順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)的傳動(dòng)比小于1。C1、C2工作使得前后行星排的工作同D3檔，即處于直接檔。所以整個(gè)機(jī)構(gòu)以超速檔傳遞動(dòng)力。B2的作用同前所述。圖426 D位四檔動(dòng)力傳動(dòng)路線21檔二

8、位一檔的工作與D位一檔相同。6)22檔如圖427所示，二位二檔時(shí)，C0、C1、B1、B2、F0、F1工作。動(dòng)力傳動(dòng)路線與D位二檔時(shí)相同。區(qū)別只是由于B1的工作，使得二位二檔有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，而D位二檔沒有。此檔為高速發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)檔。圖427 2位二檔動(dòng)力傳動(dòng)路線發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)是指利用發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)的較低轉(zhuǎn)速以及變速器的較低檔位來使較快的車輛減速。D位二檔時(shí)，如果駕駛員抬起加速踏板，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入怠速工況，而汽車在原有的慣性作用下仍以較高的車速行駛。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)車輪將通過變速器的輸出軸反向帶動(dòng)行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)，各元件都將以相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，即前后太陽輪將有順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢，F(xiàn)1不起作用，使得反傳的動(dòng)力不能到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)

9、，無法利用發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。而在二位二檔時(shí)，B1工作使得前后太陽輪固定，既不能逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)也不能順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣反傳的動(dòng)力就可以傳到發(fā)動(dòng)機(jī)，所以有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。7)23檔二位三檔的工作與D位三檔相同。8)L1檔如圖428所示，L位一檔時(shí)，C0、C1、B3、F0、F2工作。動(dòng)力傳動(dòng)路線與D位一檔時(shí)相同。區(qū)別只是由于B3的工作，使后行星排行星架固定，有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，原因同前所述。此檔為低速發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)檔。圖428&L2檔L位二檔的工作與二位二檔相同。10)R位如圖429所示，倒檔時(shí)，C0、C2、B3、F0工作。C0和F0工作如前所述直接將動(dòng)力傳給中間軸。C2工作將動(dòng)力傳給前后行星排太陽輪。由于B3工作，將后

10、行星排行星架固定，使得行星輪僅相當(dāng)于一個(gè)惰輪。前后行星排太陽輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)后行星排行星架逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)后行星排齒圈也逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從輸出軸逆時(shí)針輸出動(dòng)力。圖429 R位動(dòng)力傳動(dòng)路線11)P位(駐車檔)選檔桿置于P位時(shí)，一般自動(dòng)變速器都是通過駐車鎖止機(jī)構(gòu)將變速器輸出軸鎖止實(shí)現(xiàn)駐車。如圖430所示，駐車鎖止機(jī)構(gòu)由輸出軸外齒圈、鎖止棘爪、鎖止凸輪等組成。鎖止棘爪與固定在變速器殼體上的樞軸相連。當(dāng)選檔桿處于P位時(shí)，與選檔桿相連的手動(dòng)閥通過鎖止凸輪將鎖止棘爪推向輸出軸外齒圈，并嵌入齒中，使變速器輸出軸與殼體相連而無法轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖430b)所示。當(dāng)選檔桿處于其他位置時(shí)，鎖止凸輪退回，鎖止棘爪在回位彈簧

11、的作用離開輸出軸外齒圈，鎖止撤銷，如圖430a)所示。圖430 駐車鎖止機(jī)構(gòu)1輸出軸外齒圈 2輸出軸 3鎖止棘爪 4鎖止凸輪幾點(diǎn)說明通過分析各檔位換檔執(zhí)行元件的工作情況及各檔位的動(dòng)力傳動(dòng)路線，可以得出以下結(jié)論：(1)如果C1故障，則自動(dòng)變速器沒有前進(jìn)檔，即將選檔桿置于D位、2位或L位時(shí)車輛都無法起步行駛。但對于倒檔沒有影響。(2)如果C2故障，則自動(dòng)變速器沒有三檔，倒檔也將沒有。(3)如果B2 或F1故障，則自動(dòng)變速器沒有D位二檔，但對于二位二檔沒有影響。(4)如果B3故障，則自動(dòng)變速器沒有倒檔。(5)如果F0故障，則自動(dòng)變速器三檔升四檔時(shí)會(huì)產(chǎn)生換檔沖擊。這是由于三檔升四檔時(shí)，相當(dāng)于由C0切換到B0，但C0、B0有可能同時(shí)不工作。此時(shí)負(fù)荷的作用將使超速行星排的齒圈不動(dòng)，如果沒有F0，在行星架的驅(qū)動(dòng)下太陽輪將順時(shí)針超速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)B0工作時(shí)產(chǎn)生換檔沖擊。(6)如果F2故障，則自動(dòng)變速器沒有D位一檔和二位一檔，但對于L位一檔沒有影響。(7)換檔時(shí)，單向離合器是自動(dòng)參與工作的，所以只考慮離合器和制動(dòng)器的工作即可。D1檔升