辛普森式四档行星齿轮机构的传动路线分析汽车底盘电子控制技术资料
课题十辛普森式四档行星齿轮机构的传动路线分析一、实训课时：12二、主要内容及目的（1）了解辛普森自动变速器的结构、工作原理。
（2）熟悉并掌握阿A341自动变速器的拆装及检修方法。
早期的轿车自动变速器大多采用三档行星齿轮变速器，其最高档3档是传动比为1的直接档。
20世纪80年代后，随着发达国家对汽车燃油经济性的要求日趋严格，越来越多的轿车自动变速器采用了四档行星齿轮变速器。
其最高档4档是传动比小于1的超速档。
这种自动变速器的优点是除了能降低汽车燃油消耗外，还可以使发动机经常处于较低转速的运转工况，以减小运转噪声，延长发动机的使用寿命。
辛普森式四档行星齿轮变速器是在辛普森式三档变速器的基础上发展起来的，它有两N 类型：一种是在辛普森式三档变速器原有的双排行星齿轮机构的基础上再增加一个单排行星齿轮机构，用三个行星排组成四个前进档的行垦齿轮变速器；另一种是对辛普森式双排行星齿轮机构进行改进，通过改变前后行星排各基本元件的组合方式和增加换档执行元件，使之成为带有超速档的四档行星齿轮变速器。
下面介绍其中的一种，三个行星排辛普森式四档行星齿轮变速器的结构与工作原理。
这种四档变速器是在不改变原辛普森式三档行星齿轮变速器的主要结构和大部分零部件的情况下，另外再增加一个单排行星齿轮机构和相应的换档执行元件来产生超速档。
这个单排行星齿轮机构称为超速行星排，它装在行星齿轮变速器的前端，如图9．16所示。
其行星架是主动件，与变速器输入轴连接；齿圈则作为被动件，与后面的双排辛普森行星齿轮机构连接。
超速行星排的工作由直接多片离合器CO和超速制动器BO来控制，直接多片离合器CO用于将超速行星排的太阳轮和行星架连接，超速排的制动器BO用于固定超速行星排的太阳轮。
根据行星齿轮变速器的变速原理，当制动器BO放松、直接多片离合器CO接合时，超速行星排处于直接传动状态，其传动比为1。
当超速制动器BO制动、直接离合器CO放松时，超速行星排处于增速传动状态，其传动比小于1。
l）l档把预选杆置于D位置，C2后多片离合器作用把输入动力传给前齿圈，F1单向离合器作用，使后行星架固定不动。
辛普森1档的动力流分析比较困难，因为在该档位前后行星排可通过两个构件相互间连接。
其输入动力经C2后多片离合器传给前齿圈，使其顺时针旋转。
前齿圈又带动前行星轮顺时针转动，由于前行星轮既可带动前行星架顺时针转动（输出轴的转动），又可带动太阳轮边时针转动，因此前齿圈的转速通过前行星轮被分解成两条传动路线，其中前星行架和太阳轮的转动方向比较明确，但前行星架和太阳轮转速如何分配呢？由于后排行星架被FI单向离合器固定，因此后排行星齿轮机构具有确定传动比，且是减速机构，另外后排行星齿轮机构通过后齿圈输出，它的输出转速和转动方向应该和前行星架保持一致，因为前行星架和后齿圈为同一构件。
根据这两个条件，就可以确定前行星架和太阳轮之间的转速分配，显然太阳轮的转速比前行星架快得多。
太阳轮逆时针的旋转带动后行星轮顺时针转动，行星轮再带动后齿圈顺时针转动，由于后齿圈顺时针转动时，会给后行星架施加一个逆时针的力矩，通过F1单向离合器将后行星架固定。
后排行星齿轮机构的传动比是后齿圈和太阳轮齿数之比，但辛普森机构1档传动比要大得多，计算也更复杂且有确定的传动比。
辛普森机构的1档具有汽车滑行功能，当驱动轮的转速超过了发动机的转速之后，来自驱动轮的逆向动力通过后齿圈和前行星架输入机构，使后行星架顺时针旋转，脱离F1单向离合器锁止，实现了汽车滑行。
当驱动轮转速低于发动机时，单向离合器重新锁止，变速器恢复驱动状态。
若要在1档实现发动机制动，则需要把预选杆置于L或1位置，此时后行星架被B2后制动带固定，驱动轮逆向传入的动力通过变速器将发动机转速提高，从而消耗动力使驱动轮转速迅速下降，实现发动机制动。
2）2档C2后多片离合器和B1前制动带同时作用。
此时涡轮输出轴经C2后多片离合器和前齿圈连接，同时太阳轮组件被B2后制动带固定。
其动力经输入轴传给前齿圈，使之作顺时针旋转，由于太阳轮被固定，因此前行星轮在前齿圈带动下，既有自转，又随行星架公转，行星轮和行星架都是顺时针转动，行星架最后带动输出轴顺时针旋转。
2档传动比取决于行星架当量齿数和前齿圈齿数之比，它是一种传动比大于1的减速运动。
2档的传动比仅仅和前排行星齿轮机构有关。
另外当输出轴转动时，同时会带动后齿圈顺时针转动，后太阳轮已被固定，此时后行星轮和后行星架都顺时针空转F1 单向离合器处于释放状态。
在上述的辛普森机构的2档工作状态下（预选杆置于D位），来自驱动轮的逆向传入变速器的动力，可以直接传至发动机，实现发动机制动。
3）3档C1前多片离合器和C2后多片离合器同时作用。
C1前多片离合器的接合把动力传至太阳轮，C2后多片离合器的接合把动力传至前齿圈。
根据上述行星齿轮机构特征：任意两元件同速同方向旋转即为直接档，则机构锁成一整体。
在3档状态，前齿圈和太阳轮均有相同旋转方向和速度。
从另外角度分析，当来自C2后多片离合器的动力传至前齿圈，再由前齿圈带动太阳轮逆时针转动，而来自C1前多片离合器的动力直接传给太阳轮，使之顺时针转动，因此同一个太阳轮不可能出现两个转动方向，只能相互间锁止成一整体。
当机构整体顺时针转动时，n单向离合器和后行星架处于释放状态。
3档是直接档，它的传动比是1：1。
在3档状态下，只存在发动机制动的功能，而不存在汽车滑行的作用。
当行星齿轮变速器处于1档、2档、3档或倒档时，超速行星排中的超速制动器BO放松，直接多片离合器CO接合，使超速行星排处于传动比为1的直接传动状态，而后半部分的双排行星齿轮机构各换档执行元件的工作和原辛普森式三档行星齿轮变速器在1档、2档、3档及倒档的工作完全相同。
来自变矩器的发动机动力经超速行星排直接传给后半部的双排行星齿轮机构，此时行星齿轮变速器的传动比完全由后半部的双排行星齿轮机构及相应的换档执行元件来控制。
当行星齿轮变速器处于超速档时，后半部的双排行星齿轮机构保持在3档的工作状态，其传动比为二；而在超速行星排中，由于超速制动器BO产生制动，直接多片离合器CO放松，使超速行星排处于增速传动状态，其传动比小于1（该传动比即为该行星齿轮变速器在超速档时的传动比）。
由于直接多片离会器CO在自动变速器处于超速档之外的任一档位（包括停车档、空档和倒档）都处于接合状态，因此当发动机刚起动而油泵尚未建立起正常的油压时，直接离合器CO就已处于半接合状态，这样容易使其摩擦片因打滑而加剧磨损。
为了防止出现这种情况，在与直接离会器CO并列的位置上布置了一个直接单向超越离合器FO，使超速行星排的行星架能在逆时针方向上对太阳轮产生锁止作用。
在发动机刚起动并带动自动变速器输入轴转动时，它就让超速行星排的太阳轮和行星架锁止为一个整体，防止直接离合器CO的摩擦片在半接合状态下打滑。
直接单向超越离合器FO的另一个作用是改善由3档升至超速档的换档平顺性。
在3档升至超速档换档过程中，为了防止超速制动器BO和直接离合器CO 同时接合，造成超速行星排各基本元件之间的运动干涉，必须在直接多片离合器CO完全释放后再让超速制动器BO接合。
这样，有可能因直接多片离合器CO释放后，超速制动器BO来不及接合，使行星齿轮变速器出现打滑现象。
直接单向超越离合器FO可以在直接离合器CO已释放，而超速制动器BO尚未完全接合时，代替直接离合器CO的工作，将超速行星排太阳轮和行星架锁止在一起，防止超速行星排出现打滑现象，并在超速制动器BO接合后又能及时脱离锁止，让超速行星排顺利进入超速档工作状态。
由三个行星排组成的辛普森式四档行星齿轮变速器各换档执行元件在不同档位的工作情况见表9．4。
这种型式的四档行星齿轮变速器可以使原辛普森式三档行星齿轮变速器的大部分零部件都得到利用有利于减少生产投资，降低成本。
目前大部分轿车都采用这种型式的四档自动变速器，特别是日本丰田公司的四档自动变速器。
有些车型的这种自动变速器将超速行星排设置在原辛普森式三档行星齿轮变速器的后端，其工作原理是相同的。
在图9.16所示的辛普森四档变速器机构中，对原辛普森三档的机构已作了改进，新增了一个制动器B1和一个单向离合器F2。
对原辛普森三档的机构进行改进出于以下两点考虑：①从2档换至3档存在运动干涉；②要求辛普森机构2档存在两种状态，即汽车滑行和发动机制动。
原辛普森式三档行星齿轮变速器（参见图9．15）由二档换至3档时，一方面2档制动器B1要释放，另一方面执行元件的工作交替应及时准确，太快或太慢都会影响换档质量和变速器的使用寿命。
例如，若二档制动器B1释放后，倒档及高档离合器C1来不及接合，会使行星齿轮变速器出现打滑现象，使发动机出现空转，并出现换档冲击；若二档制动器B1未完全释放，倒档及高档离合器C1便过早接合，则行星齿轮机构各独立元件之间会产生运动干涉。
迫使换档执行元件打滑，加剧摩擦片或制动箍带的磨损。
为了防止出现上述情况，改善2-3档的换档平顺性，可在前后太阳轮组件和2档制动器B1之间串联一个单向超越离合器F2，称为2档单向超越离合器，如图9．17所示。
其内圈和前后太阳轮组件连接，外圈和2档制动器B1连接，在逆时针方向对前后太阳轮组件具有锁止作用。
当行星齿轮变速器处于2档时，前进离合器C2和2档制动器B1仍同时工作。
汽车加速时，前后太阳轮组件的受力方向为逆时针方向，由于2档单向超越离合器F2的外圈被2档制动器B1固定，因此前后太阳轮朝逆时针方向的旋转趋势被2档制动器B1及2档单向超越离合器F1锁止，2档得以实现。
当行星齿轮变速器由2档换至3档时，即使倒档及直接档离合器C1在2档制动器B1释放之前就已接合，但由于倒档及直接档离合器C1接合之后，前后太阳轮组件的受力方向改变为顺时针方向，而在顺时针方向上2档单向离合器F2对前后太阳轮组件没有锁止作用，前后太阳轮组件仍可以向顺时针方向旋转，因此使换档得以顺利进行。
增加了2档单向离合器之后，若汽车在行星齿轮变速器处于2档时松开油门踏板减速或下坡，则在汽车惯性的作用下，驱动轮将通过变速器输出轴逆向带动行星齿轮机构的前行星架和后齿圈组件以较高的转速旋转。
由于此时发动机处于怠速运转状态，和输入轴连接的前齿圈转速较低，前行星轮在前行星架的带动下朝顺时针方向作公转的同时，对前太阳轮组件产生一个顺时针方向的力矩，而太阳轮在顺时针方向旋转时，2档单向离合器F2对前后太阳轮组件没有锁止作用，因此即使2档制动器B1仍处于制动状态，前后太阳轮组件还是可以朝顺时针方向自由旋转。
这样，在辛普森式行星齿轮机构的四个独立元件中有两个处于自由状态，从而使该行星齿轮机构失去传递动力的能力，驱动轮和发动机脱离连接关系，不能产生发动机制动作用。
为了在需要时让2档也能产生发动机制动作用，必须在前后太阳轮组件和变速器壳体之间另外再设置一个制动器B3。
辛普森3挡和四档齿轮机构309资料
2、A341E传动路线分析 D1
8
D档位二档的传动原理
9
D档位三档的传动原理
D3
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R档位（倒档）的传动原理
11
S/2档位二档的传动原理
12
L档位一档的传动原理
C1
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3、A341E 总结与思考 单向离合器的作用是什么？为什么不用制动器 取代？ 哪些档位有制动作用？
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3、A341E 总结与思考
液力机自械动自变动速变器速器
液力变矩器 齿轮变速机构 换档执行机构 行星齿轮系统
齿轮系统
一、辛普森式变自速动机变构速器
辛普森式三档行星齿轮变速机构 辛普森式四档行星齿轮变速机构 运用实例—丰田A341E
二、串联式变速机构--辛普森2型齿系 三、拉维娜式行星齿轮机构 四、定轴常啮合式齿轮机构
（一）辛普森三档行星齿轮机构的结构
辛普森式三档行星齿轮变速机构 辛普森式四档行星齿轮变速机构 运用实例—丰田A341E
二、串联式变速机构--辛普森2型齿系 三、拉维娜式行星齿轮机构 四、定轴常啮合式齿轮机构
＜1
有
C0、F0、C1、B1、B2、F1 ＞1
有
C0、F0、C1、B3、F2
＞1
有ห้องสมุดไป่ตู้
哪些档位有制动作用？
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齿轮系统
一、辛普森式变自速动机变构速器
辛普森式三档行星齿轮变速机构 辛普森式四档行星齿轮变速机构 运用实例—丰田A341E
二、串联式变速机构--辛普森2型齿系 三、拉维娜式行星齿轮机构 四、定轴常啮合式齿轮机构
太阳轮与行星架如何 迅速脱开啮合？
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辛普森式四档行星齿轮变速机构
3、超越离合器F0的作用？
5-辛普森3挡和四档齿轮机构309
F0：行星架 顺锁太阳轮
F0两种状态： 内圈转速慢于外圈，自由/超越状态，如B0工作时；（
太阳轮不转，自由） 内圈转速快于外圈，锁止状态，如B0不工作时。（太阳
轮顺转，被锁）
辛普森式四档行星齿轮变速机构
3、超越离合器F0的作用？
思考： ➢CO已释放，BO尚未 完全接合时 如何防止打滑？ ➢BO接合后（自由/ 超越） 太阳轮与行星架如何 迅速脱开啮合？
到壳体上。 接C太0 超阳速轮离和合行器星：架联接C输1入前轴进和离前合齿器圈：轮联
F0 超速单向离合 器：行星架顺锁 太阳轮
C2 高倒档离合器（直接 档离合器）：联接输入轴 和太阳轮
F1 单向离合器：逆 锁太阳轮
B1 2档滑行制动器： 直接制动太阳轮
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1、A341E结构
辛普森行星齿轮机构换档执行元件工作表
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齿轮系统
一、辛普森式变自速动机变构速器
辛普森式三档行星齿轮变速机构 辛普森式四档行星齿轮变速机构 运用实例—丰田A341E
二、串联式变速机构--辛普森2型齿系 三、拉维娜式行星齿轮机构 四、定轴常啮合式齿轮机构
（一）辛普森三档行星齿轮机构的结构
1-齿轮机构
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（一前行）星辛排行普星森架 三档行星齿轮机构的结构
二、串联式变速机构--辛普森2型齿系 三、拉维娜式行星齿轮机构 四、定轴常啮合式齿轮机构
运用实例—丰田A341E
A1、34结1构E结构
视频：各组件的分解、检查与装合
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B0 超速排制动器：超
B3 低倒档制动B器2 ：2F档2 单制向动离器合：器通：
速排制动器，制动太阳轮
制动后行星架过F逆1间锁接行制星动架太阳
辛普森式四档行星齿轮机构的传动路线分析_汽车底盘电子控制技术
⾟普森式四档⾏星齿轮机构的传动路线分析_汽车底盘电⼦控制技术课题⼗⾟普森式四档⾏星齿轮机构的传动路线分析⼀、实训课时：12⼆、主要内容及⽬的（1）了解⾟普森⾃动变速器的结构、⼯作原理。
（2）熟悉并掌握阿A341⾃动变速器的拆装及检修⽅法。
早期的轿车⾃动变速器⼤多采⽤三档⾏星齿轮变速器，其最⾼档3档是传动⽐为1的直接档。
20世纪80年代后，随着发达国家对汽车燃油经济性的要求⽇趋严格，越来越多的轿车⾃动变速器采⽤了四档⾏星齿轮变速器。
其最⾼档4档是传动⽐⼩于1的超速档。
这种⾃动变速器的优点是除了能降低汽车燃油消耗外，还可以使发动机经常处于较低转速的运转⼯况，以减⼩运转噪声，延长发动机的使⽤寿命。
⾟普森式四档⾏星齿轮变速器是在⾟普森式三档变速器的基础上发展起来的，它有两N类型：⼀种是在⾟普森式三档变速器原有的双排⾏星齿轮机构的基础上再增加⼀个单排⾏星齿轮机构，⽤三个⾏星排组成四个前进档的⾏垦齿轮变速器；另⼀种是对⾟普森式双排⾏星齿轮机构进⾏改进，通过改变前后⾏星排各基本元件的组合⽅式和增加换档执⾏元件，使之成为带有超速档的四档⾏星齿轮变速器。
下⾯介绍其中的⼀种，三个⾏星排⾟普森式四档⾏星齿轮变速器的结构与⼯作原理。
这种四档变速器是在不改变原⾟普森式三档⾏星齿轮变速器的主要结构和⼤部分零部件的情况下，另外再增加⼀个单排⾏星齿轮机构和相应的换档执⾏元件来产⽣超速档。
这个单排⾏星齿轮机构称为超速⾏星排，它装在⾏星齿轮变速器的前端，如图9．16所⽰。
其⾏星架是主动件，与变速器输⼊轴连接；齿圈则作为被动件，与后⾯的双排⾟普森⾏星齿轮机构连接。
超速⾏星排的⼯作由直接多⽚离合器CO和超速制动器BO来控制，直接多⽚离合器CO⽤于将超速⾏星排的太阳轮和⾏星架连接，超速排的制动器BO⽤于固定超速⾏星排的太阳轮。
根据⾏星齿轮变速器的变速原理，当制动器BO放松、直接多⽚离合器CO接合时，超速⾏星排处于直接传动状态，其传动⽐为1。
丰田辛普森式自动变速器动力传递路线分析
安 排在 复合行 星齿 轮机构 前 的超 速挡 单排 行星 齿轮机 构， 由图 ２ 可见， 超 速输 入轴 １ 与 超速 行星架 ２ 连， ２ 相 超速 离 台器 Ｃ连接 的则 是超速 中心轮 １ 和 ｌ
超 速行 星架 ２ 超速 制动器 Ｂ 也 是多 片式结 构， 于变速 器壳 体 １ ， 位 与超速 中心
科 学论 坛
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丰 田辛普森式 自动 变速器动 力传递 路线分析
田 甜
广东 广 州 ５０ ０） １８ ０ （ 南理 工大学 广州汽 车学 院 华 ［ 摘 要］ 绍 了丰 田辛普森 式 自动变速 器 的结构 组 成 以丰 田 Ａ ４ Ｅ为例 具体分 析 了各个 档位 动力 传递 路线 。 介 ３０ ［ 关键 词］ 辛普 森 动力 传递 Ａ ４ Ｅ 丰 田 ３０ 电图分 类号 ：４３ ２２ Ｕ６ ． １ 文 献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： ０ ９ ９ ４ （０ ０ １ — ０ ２ ０ １０ — １ Ｘ ２ １ ） ５ ０ ７ — ２
辛普森 （ｉｐ ｏ） Ｓｍ ｓｎ 式行星齿轮 变速器是 由辛普森行 星齿轮机 构和相应 的换 挡执行元件 组成， 排行星 齿轮结构 由两个 内啮合式 单排行星 齿轮机构 组合 而 双 成的， 结构特 点是 ： 后两个行 星排 的太 阳轮连 接称为前 后太 阳轮 组件 ： 其 前 前一 个行星排 的行 星架和 后一个 行星 排 的齿圈连 接， 为前行 星架和 后齿 圈组件 ： 称
则将输入轴和共用中心轮连接在一起在各制动器中二挡滑行制动器为一带式制动器位干变速器壳体与共用中心轮之间用于夹持同定共用中心轮图辛普森式双排行星齿轮结构卜前齿圈一前行星轮一前后太阳轮组件一后行星轮一后行星架一前行星架与后齿圈组件一输出轴图型自动变速器行星齿轮变速器传动原理卜变速器壳体超速行星架前行星架后行星架输出轴后齿罔共用中心轮一前齿圈输入轴一超速齿圈卜超速中心轮一超速输入轴拜冀博置图工况倒档传动
辛普森式自动变速器结构原理及各挡位传动路线
辛普森式自动变速器结构原理及各挡位传动路线辛普森式自动变速器结构原理及各挡位传动路线辛普森式自动变速器结构原理及各挡位传动路线不同车型自动变速器在结构上往往有很大差异,主要表现在:前进挡的挡数不同,离合器,制动器及单向超越离合器的数目和布置方式不同,所采用的行星齿轮机构的类型不同.前进挡的数目越多,行星齿轮变速系统中的离合器,制动器及单向超越离合器的数目就越多.离合器,制动器,单向超越离合器的布置方式主要取决于行星齿轮变速系统前进挡的挡数及所采用的行星齿轮机构的类型.轿车自动变速器所采用的行星齿轮机构的类型主要有2类,即辛普森式和拉维萘赫式行星齿轮机构. 辛普森式行星齿轮机构由2个内啮合式单排行星齿轮机构组合而成, 庞成立其结构特点是:前后2个行星排的太阳轮连接为一体,称为前后太阳轮组件;前一个行星排的行星架和后一个行星排的齿圈连接为一体,称为前行星架和后齿圈组件;输出轴通常与前行星架和后齿圈组件连接.经过上述的组合后,该机构成为一种具有4个独立元件的行星齿轮机构.这4个独立元件是:前齿圈,前后太阳轮组件,后行星架,前行星架和后齿圈组件.根据前进挡的挡数不同,可将行星齿变速系统分为3挡行星齿轮变速系统和4挡行星齿轮变速系统2种.1.辛普森式3挡行星齿轮变速系统的结构和工作原理.(1)行星齿轮变速系统的结构:a)结构b)换挡执行元件的布置l一输入轴2一倒挡及高挡离合器毂3一前进离合器毂和倒挡及高档离合器毂4一前进离合器毂和前齿圈5一前行星架6一前后太阳轮组件7一后行星架和低挡及倒挡制动器毂8一输出轴C1一倒挡及高挡离合器c2一前进离合器B1—2挡制动器B2一低挡及倒挡制动器Fl一低挡单向超越离合器图1行星齿轮变速系统结构及元件布置图如图1(a图为结构图,b图为元件布置图)所示,行星齿轮机构中设置了5个换挡执行元件(2个离合器,2个制动器和1个单向超越离合器),使该系统成为一个具有3个前进挡和1个倒挡的行星齿轮变速系统.离合器C1用于连接输入轴和前后太阳轮组件, 离合器C2用于连接输入轴和前齿圈,制动器B1用于固定前后太阳轮组件, 制动器B2和单向超越离合器F1都是用于固定后行星架.5个换挡执行元件在各挡位的工作情况如表1所示.由表1中可知,当行星齿轮变速系统处于停车挡和空挡之外的任何一个挡位时,5个换挡执行元件中都有2个处于表1辛普森3挡行星齿轮变速系统换挡执行元件工作情况操纵手挡位换执仃兀件柄位置ClC2BlB2F1 1挡0 D2挡0O3挡OOR倒挡0OS.L或1档OO2,12挡0O注:0一接合,制动或锁止. 工作状态(接合,制动或锁止),其余 3个不工作(分离,释放或自由状态).处于工作状态的2个换挡执行元件中至少有一个是离合器Cl或 C2,以便使输入轴与行星排连接.当变速器处于任一前进挡时,离合器 C2都处于接合状态,此时输入轴与行星齿轮机构的前齿圈接合,使前齿圈成为主动件,因此离合器C2也称为前进离合器.倒挡时,离合器C1接合,C2分离,此时输入轴与行星齿轮机构的前后太阳轮组件接合,使前后太阳轮组件成为主动件;另外,离合器C1在3挡(直接挡)时也接合,因此,离合器C1也称为倒挡及高挡离合器.制动器B1仅在2挡才工作,称为2挡制动器.制动器B2在1挡和倒挡时都工作,因此称为低挡及倒挡制动器.由此可知,换挡执行元件的不同工作组合决定了行星齿轮变速系统的传动方向和传动比,从而决定了行星齿轮变速系统所处的挡位. (2)行星齿轮变速系统各挡的传动路线: ?1挡:如图2所示,此时前进离合器C2接合,使输入轴和前齿圈连接:同时单向超越离合器F1处于自锁状态,后行星架被固定.来自液力变矩器的发动机动力经输入轴,前汽车维修2011.6???1一输入轴2一前进离合器c23一倒挡及高挡离合器Cl4—2挡制动器B15一前齿圈 6,前行星轮7一前行星架8一输出轴9一前后太阳轮组件10一后行星架ll一后行星轮 l2一低挡及倒挡制动器B213一低挡单向超越离合器F1l4一后齿圈图21挡路线-倒挡及 1一输入轴2一前进离合器C23高挡离合器C14—2档制动器B15一前齿圈6一前行星轮7一前行星架8一输出轴9一前后太阳轮组件lO一后行星架 ll一后行星轮12一低挡及倒挡制动器B2 13一低挡单向超越离合器F114一后齿圈图43挡路线???a)前行星排b)后行星排l一输入轴2一前进离合器C23-倒挡及高挡离合器Cl4—2挡制动器B15一前齿圈6一前行星轮7一前行星架8一输出轴9一前后太阳轮组件1O一后行星架11一后行星轮 12一低挡及倒挡制动器B2l3一低挡单向超越离合器F114一后齿圈图32挡路线进离合器C2传给前齿圈,使前齿圈朝顺时针方向旋转.在前行星排中,前行星齿轮在前齿圈的驱动下一方面朝顺时针方向公转,带动前行星架朝顺时针方向转动,另一方面作顺时针方向的自转,并带动前后太阳轮组件朝逆时针方向转动;在后行星排中,后行星轮在后太阳轮的驱动下朝顺时针方向作自转时,对后行星架产生一个逆时针方向的力矩,而低挡单向超越离合器FI对后行星架在逆时针方向具 46汽车维修2011.6a)前行星排b)后行星排1一输入轴2一前进离合器C23-倒挡及高挡离合器C14—2挡制动器B15一前齿圈6一前行星轮7一前行星架8一输出轴9一前后太阳轮组件10一后行星架11一后行星轮12一低挡及倒挡制动器B2 13一低挡单向超越离合器F114一后齿圈图5倒挡路线有锁止作用,因此后行星架固定不动, 使后齿圈在后行星轮的驱动下朝顺时针方向转动.因此,在前进1挡时,由输入轴传给行星齿轮机构的动力是经过前后行星排同时传给前行星架和后齿圈组件,再传给与之相连接的输出轴,从而完成动力输出的.?2挡:如图3所示,前进离合器C2和2挡制动器B1同时工作. 此时输入轴仍经前进离合器C2和前齿圈连接,同时前后太阳轮组件被2 挡制动器B1固定.发动机动力经液力变矩器和行星齿轮变速系统的输入轴传给前齿圈,使其朝顺时针方向转动.由于前太阳轮转速为0,因此前行星轮在前齿圈的驱动下一方面朝顺时针方向作自转,另,方面朝顺时针方向作公转,同时带动前行星架及输出轴朝顺时针方向转动.此时后行星排处于自由状态,后行星轮在后齿圈的驱动下朝顺时针方向一边自转一边公转,带动后行星架朝顺时针方向空转.由此可知,2挡时发动机的动力全部经前行星排传到输出轴. ?3挡:如图4所示,前进离合器C2和倒挡及高挡离合器C1同时接合,把输入轴与前齿圈及前后太阳轮组件连接成一体.由于这时前行星排中有2个基本元件互相连接,从而使前行星排连成一体旋转,输入轴的动力通过前行星排直传给输出轴,即直接挡.此时后行星排处于自由状态,后行星轮在后齿圈驱动下朝顺时针方向一边自转一边公转,带动后行星架朝顺时针方向空转.?倒挡:如图5所示,倒挡及直接挡离合器C1接合,使输入轴与前后太阳轮组件连接,同时低挡及倒挡制动器B2产生制动,将后行星架固定. 此时发动机动力经输入轴传给前后太阳轮组件,使前后太阳轮朝顺时针方向转动.由于后行星架固定不动,后行星轮在后太阳轮的驱动下朝逆时针方向转动,并带动后齿圈朝逆时针方向转动,与前行星架和后齿圈组件连接的输出轴也随之朝逆时针方向转动, 从而改变了传动方向.此时,前行星排中由于前齿圈可以自由转动,前行星排处于自由状态,前齿圈在前行星轮的带动下朝逆时针方向自由转动.有些车型自动变速器的行星齿轮机构的前后行星排的排列顺序相反,即输入轴通过前进离合器C2和后齿圈连接,输出轴与前齿圈和后行星架组件连接,但工作原理都一样.2.3行星排4挡行星齿轮变速系统的结构与工作原理超越膏台嚣图64挡行星齿轮变速器元件位置图丰田CROWN(皇冠)3.0轿车所器B1之间串联了一个单向超越离合用的A340E电子控制自动变速器就器F2,称为2挡单向超越离合器.单采用了这种行星齿轮变速系统.向超越离合器的内环和前后太阳轮组 ?结构:这种4挡行星齿轮变速件连接,外环和2挡制动器B1连接, 器是在不改变原辛普森式3挡行星齿在逆时针方向对前后太阳轮组件具有轮变速系统的主要结构和大部分零部锁止作用.当行星齿轮变速系统处于件的情况下,另外再增加一个单排行2挡时,前进离合器C1和2挡制动器星齿轮机构和相应的换挡执行元件来Bl仍同时工作.汽车加速时,前后太产生超速挡而实现的.这个单排行星阳轮组件的受力方向为逆时针方向, 齿轮机构称为超速行星排,他安装在由于2挡单向超越离合器F2的外环行星齿轮变速系统的前端,其行星架被2挡制动器B1固定,因此前后太是主动件,与变速器输入轴连接;齿圈阳轮朝~_B,-j-针方向的旋转趋势被2挡为被动件,与后面的双排行星齿轮机制动器Bl及2挡单向超越离合器锁构连接.超速行星排的工作由直接离止,使2挡得以实现.当行星齿轮变速,直器由2挡换至3挡时,即使倒挡及直合器CO和超速制动器BO来控制接离合器CO用于将超速行星排的太接挡离合器C1在2挡制动器B1释阳轮和行星架连接,超速制动器BO放之前就已接合,但由于倒挡及直接用于固定超速行星排的太阳轮.如图挡离合C1接合之后,前后太阳轮组 6所示.件的受力方向改变为顺时针方向,而为了改善2,3挡的换挡平顺性在顺时针方向上2挡单向超越离合器和使变速器在前进低挡位置发动机有F2对前后太阳轮组件没有锁止作用, 制动作用,在原3挡行星齿轮变速系前后太阳轮组件仍可以朝顺时针方向统的基础上进行了改进.旋转,使换挡能顺利进行.a)在前后太阳轮组件和2挡制动b)在前后太阳轮组件和变速器壳表23行星排辛普森式4挡行星齿轮变速系统换挡执行元件的工作情况操纵手柄换挡执行元件位置挡位ClC2BlB2B3F1F2COB0F0 1挡oooo2挡ooOooD3挡00?oo超速挡0o?00R倒挡o0oo1挡0oooS,L或2,12挡o?oo3挡oOoo注:0一接合,制动或锁止;?一作用但不影响该挡位体之间另外设置了一个制动器B3,即2挡强带带动器.带0动器B3是否工作是由操纵手柄的位置决定的,当操纵手柄位于前进挡位置(D)时,制动器B3不工作:当操纵手柄位于前进挡位置(2,1或S,L)而行星齿轮变速器处于2挡时,制动器B3 工作.这样不论汽车加速或减速,前后太阳轮组件都被该制动器固定,此时的2挡在汽车放松加速踏板减速时能产生发动机制动作用.目前大多数轿车自动变速器都采用这种结构. ?工作原理:根据行星齿轮变速系统的变速原理,当超速制动器BO 放松,直接离合器CO接合时,超速行星排处于直接传动状态,其传动比为 1:当超速制动器BO制动,直接离合器CO放松时,超速行星排处于增速传动状态,传动IrL/J~于1.当行星齿轮变速系统处于1挡,2 挡,3挡或倒挡时,超速行星排中的超速制动器B0放松,直接离合器CO结合,使超速行星排处于传动比为1的直接传动状态,而后半部分的双排行星齿轮机构各换挡执行元件的工作和原辛普森式3挡行星齿轮变速器在1 挡,2挡,3挡及倒挡时的工作完全相同,如表2所示.来自变矩器的发动机动力经超速行星排直接传给后半部分的双排行星齿轮机构,此时行星齿轮变速系统的传动比完全由后半部分的双排行星齿轮机构及相应的换挡执行元件来控制.当行星齿轮变速系统处于超速挡时,后半部分的双排行星齿轮机构保持在3挡位置,而在超速行星排中,由于超速制动器BO,产生制动,直接离合器CO放松,使超速行星排处于增速传动状态,其传动比小于l. 直接离合器CO在自动变速器处于超速挡以外的任何一个挡位时都处于接合状态,因此当发动机刚刚起动而油泵尚未建立正常的油压时,直接离合器CO已处于半结合状态,这样易使其摩擦片因打滑而加剧磨损.为防止出现这种情况,在直接离合器CO 处并列布置了一个直接单向超越离合器FO,使超速行星排在逆时针对太阳轮产生锁止作用,防止直接离合器CO 的摩擦片在半接合状态下打滑. (作者单位:大连职业技术学院) 汽车维修2011.67。
辛普森3挡和四档齿轮机构
04 辛普森3挡与4挡齿轮机构 的比较
结构比较
辛普森3挡齿轮机构
由3个前进挡和一个倒挡组成，采用两组行星轮系和两个制动 器。
辛普森4挡齿轮机构
在3挡基础上增加一个超速挡，采用三组行星轮系和三个制动 器。
使用场合比较
辛普森3挡齿轮机构
适用于对动力和经济性要求较高的场合，如城市和高速公路驾驶。
辛普森4挡齿轮机构
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当选择一个档位时，相应的齿轮 会与中间轴上的齿轮啮合，传递 动力至输出轴，驱动车辆前进或
后退。
在换挡过程中，需要松开油门踏 板，以减小发动机负荷，避免换
挡冲击。
4档齿轮机构的优缺点
优点
辛普森4档齿轮机构具有较高的传动效率和较好的燃油经济性，能够提供更好 的动力性能和行驶平顺性。
缺点
由于其结构复杂，制造成本较高，且维修保养相对较为繁琐。此外，在高速行 驶时，若未能及时换挡，可能会导致变速器过热或损坏。
它通常用于汽车变速器中，可以 实现3个前进挡和1个倒挡。
辛普森齿轮机构的特点
01
02
03，便于安装和维护。
变速平稳
辛普森齿轮机构采用渐开 线齿形，变速过程平稳， 无冲击和振动。
承载能力强
由于采用多挡设计，辛普 森齿轮机构具有较高的承 载能力和传动效率。
辛普森齿轮机构的应用
辛普森3挡和四档齿轮机构
目录
• 辛普森齿轮机构简介 • 辛普森3挡齿轮机构 • 辛普森4档齿轮机构 • 辛普森3挡与4挡齿轮机构的比较 • 辛普森齿轮机构的未来发展
01 辛普森齿轮机构简介
辛普森齿轮机构的定义
01
辛普森齿轮机构是一种用于变速 的齿轮机构，由两个三挡齿轮和 两个四挡齿轮组成。
汽车自动变速器检修-辛普森式行星齿轮变速器
检关查键方字 法显得非常重要。
相关知识
一、辛普森行星齿轮变速器的组成和各挡动力传递路线 （一）丰田雷克萨斯LS400轿车A341E、A342E型辛普森行星齿轮变速器
一、辛普森行 n 请星在齿此添轮加变您的速文器字内容 n 请的在组此添成加和您的各文挡字内容
动力传递路线
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图3-6 D位三挡动力传动路线
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图3-7 D位四挡动力传动路线
相关知识
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电控底盘实训指导书(2013-6-20)讲解
汽车底盘电控实验室实训指导书目录课题一液力变矩器的检修 (3)课题二自动变速器油泵的检修 (4)课题三行星齿轮机构的检修 (7)课题四辛普森式四档行星齿轮机构的传动路线分析 (9)课题五自动变速器失速试验 (10)课题六自动变速器时滞试验 (11)课题七ABS系统的结构与工作原理 (12)课题八汽车电控悬架的结构原理 (14)课题一液力变矩器的检修一、实训课时：2二、主要内容及目的（1）了解液力变矩器的结构、工作原理。
（2）熟悉并掌握液力变矩器的清洗、检修方法。
三、技术要求及标准（1）液力变矩器的轴套偏摆量小于0.3mm，传动板的偏摆量小于0.2mm。
（2）液力变矩器的安装面至自动变速器壳体正面的距离应为17.1mm。
四、实训器材液力变矩器1台，百分表、卡尺、直尺各1。
五、操作步骤及工作要点液力变矩器外壳都是采用焊接式的整体结构，不可分解。
液力变矩器内部除了导轮的单向离合器和锁止离合器压盘之外，没有互相接触的零件，因此在使用中基本上不会出现故障，液力变矩器的维修工作主要是清洗和检查。
1．外检液力变矩器检查液力变矩器外部有无损坏和裂纹，轴套外径有无磨损，驱动油泵的轴套缺口有无损伤，如有异常，应更换液力变矩器。
2．检测单向离合器如图1所示，装上维修专用工具，使其贴合在液力变矩器毂缺口和单向离合器的外座圈中，转动驱动杆，检查单向离合器工作是否正常，在逆时针方向转动时应锁住，而在顺时针方向应能自由转动。
如有异常，说明单向离合器损坏，应更换液力变矩器。
图1 单项离合器的检查3．检测传动板与齿圈用百分表测量传动板偏摆，最大偏摆量不超过0.20mm；检查齿圈有无变形和断齿。
4．检测液力变矩器轴套偏摆暂时将液力变矩器装在传动板上，安装百分表，如图2所示。
如偏摆超过0.30mm，可通过重新调整液力变矩器的安装方位进行校正，并在校正后的位置上作一记号，以保证安装正确，若无法校正，应更换液力变矩器。
图2 液力变矩器轴套偏摆量的检查六、注意事项能正确使用工量具，部件放置整齐，并保持清洁。
辛普森行星齿轮变速装置结构与工作原理
随着环保意识的提高和节能需求的增加，辛普森行星齿轮 变速装置在电动汽车和混合动力汽车等领域的应用前景将 更加广阔。
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架体通常由高强度材料制成，以确保足够的刚性和耐久性 。
03 行星齿轮变速装置的工作 原理
动力传递路径
太阳轮
发动机动力输入太阳轮，通过行星轮架输出至差 速器。
行星轮
行星轮将动力传递给齿圈，同时通过行星轮架将 部分动力传递给另一个齿圈。
齿圈
动力通过行星轮传递给齿圈，再通过固定轴传递 给车轮。
变速原理
变速过程
通过控制行星齿轮的转动半径，实现动力的 变速。行星齿轮的转动半径越大，输出速度 越快；反之，转动半径越小，输出速度越慢 。
结构组成
行星齿轮组
由多个行星齿轮组成， 用于传递动力。
太阳轮
固定转速的输入轴，与 行星齿轮组配合传递动
力。
内齿圈
固定转速的输出轴，与 行星齿轮组配合传递动
力。
控制机构
用于控制行星齿轮组的 转动半径和方向，实现
太阳轮通常与输入轴连接，将动力传 递给行星齿轮变速装置。
齿圈
齿圈是行星齿轮变速装置中的固定元件之一，通常与输出轴 连接，通过行星轮和太阳轮的旋转实现动力的传递。
齿圈通常由一组固定的行星轮支撑，行星轮可以在其中旋转 。
架体
架体是行星齿轮变速装置中的固定元件之一，用于支撑行 星轮和齿圈，同时承受和传递所有的力和力矩。
动效率和寿命。
智能化控制
03
引入传感器和智能算法，实现变速装置的实时监测和自动调整，
提高其适应性和可靠性。
应用领域拓展
电动汽车
汽车底盘维修课件 辛普森行星齿轮检查与分析
（国家重点）汽车底盘维修汽 车 工 程 系子项目一 辛普森行星齿轮检查与分析目 录活动一认识执行元件活动二执行元件的检修活动三认识辛普森行星齿轮机构 活动四拆装A340E型自动变速器 活动五行星齿轮机构的检修活动一认识执行元件（一）换挡执行机构行星齿轮变速器中的所有齿轮都处于常啮合状态，挡 位变换必须通过以不同方式对行星齿轮机构的基本元件进 行约束(即固定或连接某些基本元件)来实现。
能对这些基 本元件实施约束的机构，就是行星齿轮变速器的换挡执行 机构。
执行机构主要由离合器、制动器和单向离合器三种执 行元件组成，离合器和制动器是以液压方式控制行星齿轮 机构元件的旋转，而单向离合器则是以机械方式对行星齿 轮机构的元件进行锁止。
活动一认识执行元件1、多片离合器(1)作用自动变速器中的湿式多片离合器是用来连接输入轴或输出轴和某个基本元件，或将行星齿轮机构中某两个基本元件连接在一起实现转矩的传递。
活动一认识执行元件(2)构造：一般为多片摩擦式，是液压控制的执行 元件。
基本组成:离合器鼓、离合器活塞、回位弹簧、离 合器片（钢片、摩擦片）、花键毂摩擦片与旋转的花键毂的齿键连接，可轴向移 动，为输入端，片上有钢基粉末冶金层或合成纤 维层。
从动钢片与转动鼓的内花键连接也可轴向移动， 可输出扭矩。
活塞为环状，另外活塞上有密封圈、回位弹簧。
活动一 认识执行元件花键毂输入轴 弹簧 活塞壳体主动盘压盘 从动盘卡环活动一认识执行元件 （3）工作情况活动一认识执行元件2、制动器制动器的功用是固定行星齿轮机构中的基本 元件，阻止其旋转。
在自动变速器中常用的制动 器有湿式多片式制动器和带式制动器两种。
活动一认识执行元件（1）片式制动器v片式制动器：其结构与片式离合器相同。
不同之处是制动 器从动片的外缘花键齿与固定的变速器外壳连接，可轴向 移动，以便接合时将主动件制动，使行星齿轮机构改组换 挡。
该种制动器接合的平顺性好，间隙无须调整，其缺点 是轴向尺寸大。