汽車自動變速器典型齒輪變速機構分析

趙海賓（河北交通職業技術學院汽車工程系,石家莊　050091）

?

汽車自動變速器典型齒輪變速機構分析

趙海賓
（河北交通職業技術學院汽車工程系,石家莊050091）

摘 要：汽車用自動變速器的齒輪變速機構結構復雜，常采用多行星排結構，且不同行星排組合形式多樣，是汽車維修中比較棘手的項目，本文針對常見的齒輪變速機構辛普森式和拉維納式行星齒輪機構，分析其結構特點及工作原理，有利于快速拆裝自動變速器及其故障診斷。

關鍵詞：自動變速器；行星齒輪；典型

1　引言

液力變矩器雖然能在一定范圍內自動地、無級地改變傳動比和變矩比，但其變矩系數較小，難以滿足汽車使用要求。為此汽車上采用液力變矩器串聯齒輪變速機構組成的液力機械傳動。齒輪變速機構能夠使扭矩擴大2至4倍的變化范圍，同時實現倒檔和空檔。目前，在自動變速器上使用的多排行星齒輪機構中，應用較多的是辛普森（Simpson）式行星齒輪機構和拉維納式（Ravigneaux）行星齒輪機構。

2　行星齒輪變速機構的結構特點

最基本的行星齒輪機構稱為單排行星齒輪機構，主要由太陽輪、齒圈、行星架和行星輪等組成。

齒圈軸心與太陽輪中心在一條軸線上，行星輪一般有3～6個，支承在行星架的行星輪軸上，并同時與齒圈和太陽輪嚙合。當行星齒輪機構運轉時，行星輪既可繞自身軸線進行自轉，又可以隨著行星架一起繞太陽輪進行公轉。在該行星齒輪機構中，具有固定軸線的太陽輪、齒圈和行星架被稱為三個基本元件。

由于結構的限制，單排行星齒輪機構的傳動比變化范圍有限，往往不能滿足汽車行駛的需要。因此在實際應用的行星齒輪變速器中一般有兩至三排單行星齒輪機構組成。不同型號的自動變速器常采用辛普森式和拉維納式行星齒輪機構。

3　辛普森式行星齒輪機構分析

辛普森行星齒輪機構是由美國褔特汽車公司的工程師Howard Simpson設計發明的。辛普森行星齒輪機構就是將雙行星排中其中一排的齒圈和另一排的行星架連接為一體，可以實現3個或4個前進檔，而且具有結構簡單緊湊、傳動效率高、工藝性好、制造費用低、換檔平穩、操縱性能好等一系列優點，適用于各種自動變速器和動力換檔變速器。

辛普森式行星齒輪機構常用的有公共太陽輪式和獨立太陽輪式兩種結構類型。

3.1公共太陽輪式

公共太陽輪式辛普森式行星齒輪機構是指將前、后兩行星齒輪組的太陽輪連接為一個整體，輸出軸通常與“行星架/齒圈組件”相連接，工作原理如圖1所示。豐田汽車自動變速器多采用此類結構。

3.2獨立太陽輪式

獨立太陽輪式辛普森行星齒輪機構是指在前、后兩行星齒輪組中各有一個獨立太陽輪，通常將該種型式也稱為辛普森改進式，工作原理如圖2所示。別克君威自動變速器、馬自達汽車公司生產的自動變速器多采用此類結構。

4　拉維納式行星齒輪機構分析

拉維納式行星齒輪機構由兩個行星排組合而成：大太陽輪和長行星齒輪、行星架、內齒圈共同組成一個單行星齒輪式行星齒輪組；小太陽輪、短行星齒輪、長行星齒輪、行星架和內齒圈共同組成一個雙行星齒輪式行星齒輪組；該行星齒輪機構共用一個內齒圈和一個行星架，其工作原理如圖3所示。因此，它有四個獨立元件：大太陽輪、小太陽輪、行星架、內齒圈。

與辛普森式行星齒輪機構相比，拉維納式行星齒輪機構結構緊湊、相互嚙合的齒數較多，可以傳遞較大的扭矩，傳動比變化范圍大，一般應用于前驅式轎車的自動變速器上。其應用車型有：德系，福特、 大眾、通用等汽車公司生產的自動變速器。

5　結論

辛普森式和拉維納式行星齒輪機構是自動變速器齒輪變速機構中典型的兩種類型。只有充分了解典型齒輪變速機構的結構，才能在后期自動變速器的維修中得心應手。

參考文獻：

[1]劉志忠,丁垚.汽車自動變速器原理與檢修[M].北京：清華大學出版社,2014.

[2]張國瑞,張展.行星傳動技術[M].上海:上海交通大學出版社,2012.

[3]趙海波,張濤.汽車自動變速器構造與維修[M].北京:機械工業出版社,2011.

作者簡介：趙海賓(1978-)，男，河北魏縣人，碩士,講師，研究方向:汽車電子控制技術及故障診斷。

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.236