自动变速器行星齿轮系统传动原理

一苤到进星壅叠受＆囟碱三、拉式行星轮系的实际应用拉式轮系的构造特征可视为前、后排行星轮系的行星齿轮进行径向叠加，并且共用一个行星架，因而结构紧凑，传动路线较为复杂。

同时，我们也可以发现，正是这种独特的结构，使该轮系只需增加１个执行元件（单向离合器Ｆ可用Ｂ２代替），就能比辛普森式轮系多增加１个前进档位。

从这个角度来看，拉式轮系的传动效率更高。

Ｉ．执行元件的命名拉式轮系的构造特征非常适合于前驱动型自动变速器，因而被广泛应用于各种车系中，如三菱、大众／奥迪等。

在实际使用中，拉式轮系的各离合器及制动器经常采用依照其作用功能而命名的方法，如离合器Ｃ２，它在３个前进档位中都使用，即被称之为前进档离合器。

以此类推，各执行元件被命名为：Ｃｌ：倒档离合器：Ｃ２：前进档（１、２、３档）离合器Ｃ３：高档（３、４档）离合器：Ｂ１：２、４档制动器：Ｂ２ｔ低、倒档制动器：Ｆ：Ｉ档单向离合器。

理解了执行元件的名称与其作用功能的关系，在缺少执行元件工作表的情况下，同样可以正确推断出各档位的传动方案。

２．０ｌＶ型自动变速器行星轮系为了进一步说明拉式行星轮系的传动原理，现举一实例。

０１Ｖ型自巍１一发动机２一变矩器３－差速器４一自动变速器５一主动齿轮轴Ａ一离合器ＡＢ一离台器ＢＣ－制动器ＣＤ－，帝ｊ动器ＤＥ～离合器ＥＦ一离合器ＦＧ一制动器ＧＦ１一单向离合器ＺＩ、Ｚ２、Ｚ３－中间传动齿轮ｚ４、Ｚ５一差速器传动副图３６０ＩＶ型自动变速器结构及传动路线动变速器（如图３６所示）是配置在功能于一体的新型５档自动变速国产奥迪Ａ４、Ａ６、Ａ８及帕萨特Ｂ５器，该变速器在行星齿轮变速设计等车型上的一种集自动和手动换档方面采用～组拉式轮系和一个单排（霪）…ＡＵＴＯ，Ｍ刚ＯＢｗＩＬ。

Ｅ２００４．１１霆晴　万方数据崖苤刻蔓瞳行星轮系串联而成，其传动机构作用原理如表３所示。

可以看出，其中拉式轮系的布置及执行器作用情况与我们较为熟悉的０ｌＮ型自动变速器基本相同，只不过执行器的名称代号更换了一下；而位于变速器总成后部的单排行星轮系，它的功用如同某些车系自动变速器的“超速档”作用方式。

在整个轮系构成的５个前进档位中：Ｉ档与２档时，拉式轮系如同０ｌＮ型变速器的作用情况，后部的单排行星轮系处于同向减速传动方式：３档时，拉式轮系不变，单排行星轮系则变为直接档传动方式：４档时，拉式轮系也转换为直接档传动，因而整个轮系的直接档是在４档；５档时，拉式轮系则处于超速同向传动方式。

总之，该变速器是利用一个单排行星齿轮机构而获得多一个前进档位的传动方案。

第五章离合器与制动器作为换档执行元件的离合器与制动器，除单向离合器外，均依靠液压方式进行Ｉ作，本章将对它们的构造、组合方案及应用原理逐一作以说明。

一、液压（湿式多片）离合器液压多片湿式离合器用于连接或脱开旋转的轴或行星机构元件，因而有两种作用：１）连接作用：将行星齿轮机构中的某一元件与主动件相连，使之成为一体：２）联锁作用：将行星齿轮机构中的任意２个元件锁止在一起，使３个元件具有相同的转速，以卖现直接传动。

典型的离合器结构由若干个交错排列的钢片、摩擦片、离合器内壳、活塞、回位弹簧以及卡簧等组成。

钢片的外端有伸出的凸缘，用于表３叭Ｖ型自动变速器换档元件工作表电磁阀压力调节阀离合器制动器单向离合器位置／档位ｌ２３ｌ１３４ＡＢＥＦＣＤＧｌ档－Ｒ－－＝／口４档××××××Ｎ＝空档××Ｘ×Ｘ一×一直接１档×Ｘ××××Ｘ直接２档××××××××直接３档××一××××××直接４档×一×××××直接５档×Ｘ－Ｘ××ב×Ｘ２．１档×××××××Ｄ．５档到４档××Ｘ××（Ｘ）××（Ｘ）注：Ｘ——元件起作用；一——元件不起作用；（Ｘ）——根据行驶状态起作用。

、勾住离合器：摩擦片的内端也有伸出的凸缘，用于勾住离合器的凹槽；活塞则安装在离合器鼓内，各元件组合后，由回位弹簧将活塞推至最里侧。

钢片与摩擦片之间是松脱的，当液压力推动活塞压紧钢片与摩擦片时，离合器与离合器壳便锁定在一起。

离合器的布置方案我们以拉维奈尔赫式轮系为例说明。

两个离合器分别用于前、后太阳轮与动力输入端（涡轮轴）的连接，即前离合器Ｃ２的鼓既是动力输入轴，又ｌ一超速输入轴２～超速太阳轮３－超速行星内齿圈４一输入轴５一超速行星架图３７丰田Ａ４３ＤＩ．型自动变速器超速行星齿轮机构作为后离合器内壳；前离合器内壳与后太阳轮成为一体；后离合器ＣＪ的鼓则与前太阳轮制成一体。

根据动力传动路线的提示，可以清晰地看出两个离合器所起的作用。

二、液压制动器液压多片式制动器与液压多片式离合器的构造基本相同，但由于制动器的作用是锁止某一行星元件使其不动，因而活塞的油缸也是静止不动的。

－ｒ币＇４４４－武＂制动器是通过制动带对旋转的行星元件进行抱死或释放，其制动力是由液压油缸实施的。

通常在制动带的支承端设有调整螺丝，可在壳体外或拆下油底壳进行制动带间隙的手动调节。

带式制动器的优点是轴向尺、ｔ小，结构简单，便于布置，但由于支承点承受部分反作用力的影响，工作平顺性较差，因而在油路控制中多配有缓ｊ中阀。

三、单向离合器单向离合器又名单向自由轮，是自动变速器系统中一个至关重要的部件，它能够单向锁定或脱开行星元件之间的动力衔接，不仅确保了档位的升降，而且液压控制系统得以大大简化。

１．单向离合器的基本结构２００４…１１ＡＵ…ＩＯＭ０…～～（耍）　万方数据一薹到进座邋单向离合器通常由内、外滑道及两者之间的滚柱或楔块组成，我们以丰田Ａ４３ＤＬ型自动变速器中的超速行星机构为例来说明。

如图３７所示，行星架与动力输入轴制成一体，作为轮系的输入元件：内齿圈作为输出元件；在太阳轮与行星架之间装有单向离合器Ｆ，以防止行星架相对于太阳轮做逆时针转动。

实际上，它是依靠行星齿轮对太阳轮的逆时针作用力，使太阳轮与行星架锁定，从而形成直接传动方案的。

当行驶中有可能出现反拖内齿圈高速旋转的情况时，行星架因为受力会比原来转得更快，于是超越了与太阳轮的锁止状态，扭矩传递在此处得以中断。

２．消除换档冲击功能单向离合器的一个非常重要的功能是能够及Ｂ，－ｔ地脱开或锁止与之相连的行星元件，以保证换档时机正确，并无换档冲击。

我们仍以丰田Ａ４３ＤＬ型自动变速器中的辛普森式轮系为例来说明。

如图３８所示，对太阳轮的制动，采用了Ｂ１、Ｂ２、Ｆ１这３个执行元件，它们的关系是：Ｂ２与Ｆｌ串联，同时Ｂ２与Ｆｌ作为一个整体又与Ｂ１并联。

因而，对太阳轮的制动路线就有两条，我们去掉其中的一条当然也可以完成换档。

同样地，对前行星架的制动，Ｂ３与Ｆ２也是并联的关系，去掉其中之一也可以完成换档任务。

依此思路，将Ｂ２、ＦＩ、Ｆ２去掉，整个换档执行元件就剩下４个，但仍具有原先的自动换档功能。

然而，如果是这样，在实际使用过程中却会出现问题。

例如：由１档升２档时，必然是先释放Ｂ３再结合Ｂ１，但在Ｂ１尚未来得及结合而Ｂ３已经释放的瞬间，由于只有Ｃ１仍处于结合状态，导致动力传递中断，出现空档问题。

于是升档过程就变成了先由１档掉到空档，再由空档直１一输入轴２一中间轴３一太阳轮４一前行星内齿圈５一后行星内齿圈６一输出轴７一前行星架８一后行星架图３８丰田Ａ４３ＤＬ型自动变速器辛普森式轮系表４丰田Ａ４３ＤＬ型自动变速器换档元件工作表换档杆档位前离合后离合制动器制动器单向离单向离制动器位置器Ｃ１器Ｃ２Ｂ１Ｂ２合器Ｆｌ合器Ｆ２Ｂ３ｌｏｏＤ２ｏｏｏ３ｏｏｏ１ｏｏ２２ｏｏｏｏＬｌｏｏｏＲ倒ｏｏ接升至２档，造成了换档冲击。

同理，其它档位的升、降过程也会出现这种问题。

为此，我们在Ｄ档位中不使用Ｂ１和Ｂ３，而用Ｆｌ和Ｆ２来代替，利用单向离合器逆向锁止、同向超越的特性，便可巧妙地解决这个问题。

因此，单向离合器具有诸如手动变速器中的同步器的功效。

现在来看一看其换档元件工作表（见表４），就能体会出其中的含义：Ｌ档（低速档）使用了Ｂ３，是因为低速档行驶需要利用发动机进行制动，在Ｄ档位就不需要了。

然而我们又发现Ｄ档位的２档与３档，制动器Ｂ２却始终在起作用，这又是为什么呢？３档实际上是直接档，整个轮系已成为一个刚体在旋转着，即使Ｂ２工作，也不起作用。

但事实上Ｂ２确实有必要工作，这是因为，由２档自动升３档时，假设释放了Ｂ２再结合Ｃ２，在这个已释放还未结合的时间差内，只有Ｃ１依然处于结合状态，同时因单向离合器Ｆ２的存在，实际上已由２档掉到了１档，直至Ｃ２结合后，才又从１档直接跳到３档，因而产生了强烈的换档ｊ中击。

为解决这一问题，就要求Ｂ２始终工作着，凭借与其串联的单向离合器ＦＩ逆向锁止、同向超越的功能，使档位平顺地过渡。

从这个角度来看，换档冲击故障也包括了换档“错误”的因素，在实际维修工作中，我们的诊断思路就不・能局限于离合器片或制动器间隙过大、蓄压器不良及控制油压偏差等框架中。

换档时间差实质上就是时滞问题，由此也可见时滞试验的重要性。

同时，我们也就理解了为何有时即便更换了变速器总成也不能解决问题，但更换了自动变速器电控单元后，换档ｊ中击现象便消失了。

（全文完）⑩…ＡＵＴＯ酬ＭＯＢＩ眦ＬＥ～例．１１　万方数据自动变速器行星齿轮系统传动原理作者：李巍作者单位：刊名：汽车维修英文刊名：AUTOMOBILE MAINTENANCE年，卷(期)：2004，(11)引用次数：0次本文链接：/Periodical_qcwx200411035.aspx下载时间：2010年3月31日。