3.2.1 行星齿轮机构（课件）-《自动变速器结构与检修》同步教学（电子工业出版社）

汽车自动变速器结构与维修 项目三 齿轮变速机构 1 检修辛普森行星齿轮机构 PATR 02 【情景导入】 一辆搭载辛普森式自动变速器的别克GL8轿车在高速公路上以100 km/h的速度行至一小坡路时，速度突然降到了30 km/h，然后无论怎样踩下加速踏板，发动机只会空转，车辆无法加速。 驶离高速公路后，驾驶员将车开到修理厂进行检测。经技术员小张拆开自动变速器检查后发现，此辛普森式自动变速器的离合器片、单向离合器及其他一些部件已损坏。小张清理辛普森式自动变速器并更换新零件后，车辆恢复正常。 那么，小张是如何拆装辛普森式自动变速器的呢？ 2.1 辛普森行星齿轮机构的结构 辛普森式自动变速器从20世纪70年代开始，被别克、福特、克莱斯勒、丰田、日产等多家公司应用于其汽车生产上。这种自动变速器大多采用四挡辛普森行星齿轮机构，一般由三个行星齿轮（排）机构组成包括三个前进挡、一个超速挡和一个倒挡的自动变速器。 下面以丰田A140E自动变速器为例，分析辛普森行星齿轮机构的结构和传动原理。 A140E自动变速器是一种前置前驱四速电子控制自动变速器，其组成如图3-15所示。 A140E自动变速器有十个换挡执行元件，即三个离合器（超速挡离合器C0、前进挡离合器C1、直接（高/倒）挡离合器C2）、四个制动器（超速挡制动器B0、2挡滑行制动器B1、2挡制动器B2、低/倒挡制动器B3）和三个单向离合器（超速挡单向离合器F0、2挡单向离合器F1、1挡单向离合器F2），各元件位置如图3-16所示。 2.1 辛普森行星齿轮机构的结构 图3-15 A140E自动变速器的剖面图 2.1 辛普森行星齿轮机构的结构 图3-16 A140E自动变速器各元件位置图 2.2 辛普森行星齿轮机构的传动原理 图3-17 A140E自动变速器的传动原理图 A140E自动变速器的辛普森行星齿轮机构的传动原理如图3-17所示，换挡执行元件的功能如表3-3所示。 2.2 辛普森行星齿轮机构的传动原理 表3-3 A140E自动变速器换挡执行元件功能表 2.2 辛普森行星齿轮机构的传动原理 表3-4 A140E自动变速器不同挡位时换挡执行元件的工作情况 A140E自动变速器有P，R，N，D，2，L六个变速杆挡位，不同挡位时换挡执行元件的工作情况如表3-4所示。 2.2 辛普森行星齿轮机构的传动原理 表3-4 A140E自动变速器不同挡位时换挡执行元件的工作情况（续） 2.2 辛普森行星齿轮机构的传动原理 图3-18 P挡锁止机构 1. P挡 当车辆处于P挡时，只有超速挡离合器C0工作，前进挡离合器C1和直接（高/倒）挡离合器C2都不工作，因此动力无法传递到后排行星齿轮机构，即自动变速器处于空挡位置。 并且，为保证可靠停车，P挡锁止机构将输出轴上的外齿锁住（见图3-18），因而自动变速器的输出轴和车辆的驱动轮都无法转动，车辆处于驻车制动工况，因此P挡又称为驻车挡。 2.2 辛普森行星齿轮机构的传动原理 2. R挡 R挡又称倒挡，此刻参与工作的换挡执行元件有超速挡离合器C0、直接（高/倒）挡离合器C2和低/倒挡制动器B3。 如图3-19所示，动力经输入轴、直接（高/倒）挡离合器C2传给前、后太阳轮，使前、后太阳轮顺时针转动。后排行星齿轮机构的行星架被低/倒挡制动器B3锁住，前、后太阳轮带动后行星轮逆时针转动，使后齿圈也逆时针转动，带动超速行星架逆时针转动。由于超速挡离合器C0工作，超速太阳轮与超速行星架以同一速度转动，因此超速行星机构不起变速作用。此时，动力传至中间轴从动齿轮，最终传给输出轴，且输出轴的转动方向与输入轴的转动方向相反，车辆实现倒行。 动力传递路线：输入轴→直接（高/倒）挡离合器C2→前、后太阳轮→后行星轮→后齿圈→超速行星齿轮机构→中间轴从动齿轮。 2.2 辛普森行星齿轮机构的传动原理 2. R挡 图3-19 R挡传动原理图 2.2 辛普森行星齿轮机构的传动原理 3. N挡 由前文可知，N挡为空挡，此时，辛普森行星齿轮机构中只有超速挡离合器C0工作，其余的换挡执行元件都不工作，所以其前、后行星排都处于空转状态，输出轴无动力输出。 谢谢 $$