改进型辛普森式4档行星齿轮变速器档位传递路线分析
四挡辛普森自动变速器动力流分析
四挡辛普森自动变速器动力流分析
魏胜君;王升平;柳炽伟
【期刊名称】《汽车零部件》
【年(卷),期】2011(000)006
【摘要】四挡辛普森自动变速器行星传动，接合元件种类多，整个机构结构很复杂。
为此，阐述了四挡辛普森自动变速器格挡位动力流及执行元件的工作情况，特别是对不容易理解的几个执行器做了详细阐述。
为四挡辛普森自动变速器的故障诊断和维修奠定基础。
【总页数】3页(P64-65,69)
【作者】魏胜君;王升平;柳炽伟
【作者单位】中山职业技术学院，广东中山528404;中山职业技术学院，广东中山528404;中山职业技术学院，广东中山528404
【正文语种】中文
【相关文献】
1.辛普森式自动变速器动力分析的教学实践与探究 [J], 魏发国
2.新型自动变速器换油保养详解(三)——新型无油尺式四挡、五挡自动变速器换油保养流程 [J],
3.新型自动变速器换油保养详解(四)——新型无油尺式六挡自动变速器换油保养流程 [J],
4.辛普森自动变速器五挡动力流分新 [J], 杨树岭
5.自动变速器动力传递路线分析(二十四)——5HP-24自动变速器动力传递路线分析 [J],
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辛普森3挡和四档齿轮机构
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2转021/2，/2 被锁）
24
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、 心、肺、肾等多脏器严重损害的， 全身性疾病，而且不少患者同时伴 有恶性肿瘤。它的1症状表现如下：
1、早期皮肌炎患者，还往往伴有 全身不适症状，如-全身肌肉酸痛， 软弱无力，上楼梯时感觉两腿费力 ；举手梳理头发时，举高手臂很吃 力；抬头转头缓慢而费力。
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
2021/2/2
1
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
2021/2/2
47
47
（二）辛普森三档行星齿轮机构的工作原理
有无发动机制动与某类构件是否参与工作相关？
使用单向离合器的档位没有发动机制动，如：D1、21、D2 档位。 使用制动器代替单向离合器的档位有发动机制动，如：L、 22、D3档位。
2021/2/2
48
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A341E结构
作业： 1、如图所示变速器那些档位有发动机制动作用？
三、拉维娜式行星齿轮机构
四、定轴常啮合式齿轮机构
2021/2/2
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辛普森式四档行星齿轮变速机构
1、超速行星齿轮组安装位置
增加超速行星排，获得第四个前进档(OD档)。
2021/2/2
位置 1
18
18
辛普森式四档行星齿轮变速机构
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
10
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
13
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？
14
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？
16
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？
25
辛普森式四档行星齿轮变速机构
3、超越离合器F0的作用？
辛普森式自动变速器
教学目标 教学过程 课堂小结 布置作业
教学目标 教学过程 课堂小结
4挡辛普森式行星齿轮变速器的结构简图
布置作业
教学目标 教学过程 课堂小结 布置作业
C0 C1 C2 B0 B1 B2
换挡执行元件的功能
换挡执行元件 超速挡离合器 前进挡离合器 直接挡、倒挡离合器 超速挡制动器 2挡滑行制动器 2挡制动器 功能 连接超速行星排的太阳轮与超速行星架 连接前排齿圈 连接公共太阳轮 制动超速太阳轮 制动公共太阳轮 制动F1外座圈，当F1起作用时，可以防止公 共太阳轮逆时针转动
C1结合—后齿圈—后行星架
C2结合—太阳轮
--输出
教学目标 教学过程 课堂小结 布置作业
图6 D4挡动力传递路线
教学目标 教学过程 课堂小结 布置作业
2 1挡
21挡的工作与D1挡相同。
2 2挡
22挡时，C0、C1、B1、F0工作。22挡动力传递路线与D2 挡时相同。区别在于B1的工作，使得22挡存在发动机制动， 而D2挡却无此现象。因为D2挡采用单向离合器F1，而22挡采 用了制动器B1，所以22挡有发动机制动。
D3挡传递路线：
输入轴—超速排行星架—C0结合，直接传动，超速排齿圈 -前C1结合—后齿圈—后行星架 C2结合—太阳轮 --输出轴
教学目标 教学过程 课堂小结 布置作业
图5 D3挡动力传递路线
教学目标 教学过程 课堂小结 布置作业
D4挡
D4挡时，C1、C2、B0、B2、F1工作。B0工作，将超速排太阳 轮固定。动力由输入轴输入，带动超速排行星架顺时针转动， 驱动超速排的内齿圈顺时针转动，此时的传动比小于1，所以 整个机构以超速挡传递动力。 D4挡传递路线： 输入轴—超速排行星架—超速排行星齿轮—B0作用，超速排 齿圈--
汽车自动变速器原理与维修辛普森式行星齿轮变速机构
D位2档的传动原理
辛普森式三档行星齿轮变速机构
同理，可推出2档的传动比为与前进1档时一样，单 向离合器F1只能锁住前后太阳轮组件不作逆时针方向转 动。当松开发动机油门时，汽车即作滑行行驶，如正处 于下坡，则无法利用发动机的低转速进行减速制动。
④手动2档(2位2档) 为了利用发动机制动，可将变速器操纵手柄从
“D”位移至“2”位。自动变速器在手动2位的2档时处 于能产生发动机制动作用的状态(如图)。
2位2档的传动原理
辛普森式三档行星齿轮变速机构
发动机的制动作用是由2档强制制动器B2来实现的。 当操纵手柄位于“2”位，而行星齿轮变速器处于2档时 ，前进离合器C1和制动器B2同时工作。动力从发动机传 往驱动轮时，行星齿轮机构各元件的工作状态及传动比 与前进1档时相同。而当节气门松开，发动机处于怠速 而汽车进行滑行时，汽车驱动轮通过变速器输出轴驱动 行星齿轮机构，因前后太阳轮组件始终被B2固定，行星 齿轮变速器输入轴被反向驱动，以原来的转速旋转，变 矩器涡轮转速高于泵轮的转速，成为汽车驱动轮通过变 矩器逆向驱动发动机曲轴的工况，因此可利用发动机制 动。
辛普森式三档行星齿轮变速机构
⑤前进3档(D位3档) 前进档离合器C1和倒档及高档离合器C2同时结合，前
排齿圈与太阳轮组件转速相同，前行星排被连接成一个整 体同速旋转，从行星架输出动力至输出轴。后行星架虽然 与输出轴同速，但只是作空转。此时，行星齿轮变速器的 传动比i=1，即为直接档(如图)。
D位3档的传动原理
档位与执行元件关系（见下表）。
四档辛普森式行星齿轮变速器传动简图
1-输入轴 2-超速行星排 3-中间轴 4-前行星排 5-后行星排 6-输出轴
C0 -直接离合器 C1- 前进离合器 C2 –倒档及高档离合器 B0 – 超速制动 B1 – 2档单向离合器 B2 – 2档强制制动器 B3 – 抵档及倒档制动器 F0- 直接单向离合器 F1 – 2档单向离合器 F2- 抵档单向离合器
改进辛普森行星齿轮机构结构与工作原理
教学效果 学生对课程教学的评价：
“听得懂！有意思！” “老师能用通俗实例讲透课程的内容！”
3挡传动比： i=1
4挡传动比： i=nn65 ＝1β+β
换挡执行元件在不同挡们时的工作状态
挡 前 进 挡 离 3～ 4 挡 离 直接挡、倒 低速挡、倒 2～ 4 挡 制
位 合器 C1 合器 C2 挡 离 合 器 挡 制 动 器 动器 B2
C3
B1
R
X
X
1
X
X
2
X
X
3
X
X
4
X
X
设计思想
该任务是本课题的重点以及难点内容,既以前两个 任务为基础，又锻炼了学生分析及自我学习的能力。
教学设计
以项目为载体，以真实的工作任务或产品 为驱动设计教学内容与教学过程。
以岗位职业能力构建课程教学内容
教学环节突出以应用为主线，贯彻高等职 业教育“必需、够用”的原则，注重授课 内容的实用性，摒弃传统的烦琐计算。
教学方法
多种 教学 方法
项目分析引导法 任务驱动法 “教、学、做”引导法
启发、互动教学法
基于职业岗位能力为核心构建课程教学 内容
基于企业模式教学环境的职业技术教育
改进辛普森式行星齿轮机构结构与工作原理
改进辛普森式行星齿轮机构结构
• 改进辛普森式行星齿轮机构主要由前齿圈/ 后行星架（注：下面所有图示均为左前右 后）和前行星架/后齿圈组成。前内齿圈与 后行星架通过圆周上的齿形联接在一起。
考虑到学生基础和理解程度的差异，本环节要求 小组分析总结，为了避免学生在讨论中的“偷懒” 现象，用“任务书”来反应不同基础学生存在的不 同程度的困难，教师分阶段答疑、解惑，帮其扫除 障碍。达到分层教学的目的。
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
29
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
3
（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
28
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
四挡辛普森自动变速器动力流分析
四挡辛普森自动变速器动力流分析魏胜君;王升平;柳炽伟【摘要】四挡辛普森自动变速器行星传动，接合元件种类多，整个机构结构很复杂。
为此，阐述了四挡辛普森自动变速器格挡位动力流及执行元件的工作情况，特别是对不容易理解的几个执行器做了详细阐述。
为四挡辛普森自动变速器的故障诊断和维修奠定基础。
【期刊名称】《汽车零部件》【年(卷),期】2011(000)006【总页数】3页(P64-65,69)【关键词】自动变速器；动力流；执行器【作者】魏胜君;王升平;柳炽伟【作者单位】中山职业技术学院，广东中山528404;中山职业技术学院，广东中山528404;中山职业技术学院，广东中山528404【正文语种】中文1 辛普森自动变速器简述早期的轿车自动变速器大多采用三挡行星齿轮变速器，其最高挡3挡是传动比为1的直接挡。
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挡行星齿轮变速器。
其最高挡4挡是传动比小于1的超速挡。
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。
辛普森式四挡行星齿轮变速器是在辛普森式三挡变速器的基础上发展起来的，它有两种类型:一种是在辛普森式三挡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挡的行垦齿轮变速器，日本丰田的自动变速器几乎都采用这种结构，如Toyota A140E、A240E、A24lE、A340和 A350等型号的自动变速器。
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挡执行元件，使之成为带有超速挡的四挡行星齿轮变速器，如上海通用4L60E型自动变速器。
下面介绍其中的一种，三个行星排辛普森式四挡行星齿轮变速器。
2 四挡辛普森自动变速器的结构这种四挡变速器是在不改变原辛普森式三挡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挡执行元件来产生超速挡。
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
Ｉ ■
Ｃａｊｅｄｃ￣ ｉ ｈ ｈｏＲ ｉＳｎａｒｎｇｅｗ ｎＣｃｎｅｏｙｖ ｅ ｅ
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
辛普森式四档行星齿轮机构的传动路线分析
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。
辛普森变速箱四个前进档一个倒车档的方案
辛普森变速箱四个前进档一个倒车档的方案
三档辛普森自动变速器是由双排行星齿轮机构组合而成，共有换挡执行原件7个，其中离合器2个，制动器3个，单项离合器2个.其中1号离合器是负责向后排齿圈输送转矩的；2号离合器是向公用太阳轮输送转矩的；1号制动器和1号单项离合器串联在一起，是负责公用太阳轮在逆时针旋转时将其固定，顺时针转动时不能将其固定；2号制动器是负责固定前排行星齿轮架的，2号单项离合器是负责前排行星齿轮架在逆时针旋转时将其固定，顺时针旋转是其不被固定。
1档工作元件：1号离合器，2号单向离合器。
2档工作元件：1号离合器，1号制动器，1号单项离合器。
3档工作元件：1号离合器，2号离合器。
《汽车自动变速器拆装与检修》项目三任务一 辛普森式行星齿轮变速器构造及特点
特点与结构
辛普森式行星齿轮变速器由辛普森 式行星齿轮机构和相应的换挡执行 元件组成。辛普森行星齿轮机构是 一种双排行星齿轮机构，前后行星 排有两种连接方式，一种是前排行 星齿轮机构的齿圈和后排行星齿轮 机构的行星架相连，称为前齿圈和 后行星架组件，输出轴通常与前齿 圈和后行星架组件连接
B3 低、倒挡制动器 F0 超速挡（OD）单向离合器
F1 二挡（一号）单向离合器
F2 低挡（二号）单向离合器
功能 连接超速行星排的太阳轮与超速行星架 连接前排齿圈 连接公共太阳轮 制动超速太阳轮 制动公共太阳轮 制动F1外座圈，当F1也起作用时，可以防止 公共太阳轮逆时针转动 制动后排行星架 单向固定超速太阳轮
项目3 辛普森式行星齿轮变速器拆装与维修
任务一 辛普森式行星齿轮变速器构造及特点
外座圈
内座圈
楔块式单向离合器工作过程
项目3 辛普森式行星齿轮变速器拆装与维修
任务一 辛普森式行星齿轮变速器构造及特点
四挡辛普森行星齿轮变速器的结构简图
项目3 辛普森式行星齿轮变速器拆装与维修
任务一 辛普森式行星齿轮变速器构造及特点
任务一 辛普森式行星齿轮变速器构造及特点
锁止棘爪
回位弹簧 锁止凸轮
输出轴内齿圈
输出轴
驻车锁止机构
项目3 辛普森式行星齿轮变速器拆装与维修
自动变速器拆装与检修
自动变速器拆装与检修
项目3 辛普森式行星齿轮变速器拆装与维修
项目3 辛普森式行星齿轮变速器拆装与维修
目录｜Contents
Ⅰ 任务一 辛普森式行星齿轮变速器构造及特点 Ⅱ 任务二 前驱辛普森式行星齿轮变速器的拆装 Ⅲ 任务三 后驱辛普森式行星齿轮变速器的拆装
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
庞成立
【期刊名称】《汽车维修》
【年(卷),期】2011(000)006
【摘要】@@ 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.
【总页数】3页(P45-47)
【作者】庞成立
【作者单位】大连职业技术学院
【正文语种】中文
【相关文献】
1.辛普森式自动变速器动力分析的教学实践与探究 [J], 魏发国
2.UG对一般自动变速器齿轮组教具的设计——以拉维娜式和辛普森式为例 [J], 王华
3.大众01N型自动变速器八个前进挡位动力传递路线的分析 [J], 胡天明
4.A342E自动变速器各档位动力传动路线及传动比的分析 [J], 赵建宁
5.GF9自动变速器传动路线分析及传动比计算 [J], 宫涛;李耀平;刘福华
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改进型辛普森式4档行星齿轮变速器档位传递路线分析课件
在这种辛普森式行星齿轮机构中只要设置 4 个离合器、 2 个制动器及 2 个单向超速离 合器，就可以变成具有 4 个前进档和 1 个 倒档的 4 档行星齿轮变速箱，并且在 1 档、 2 档、 3 档都有两种工作状态 (引擎制动或 无引擎制动)
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这 8 个换档操作组件的排列方式如图所示。 其中离合器 C1 用于连接输入轴和前太阳 轮；离合器 C2 用于连接输入轴和前行星 架；离合器 C3 和单向超速离合器 F1 串联，
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. 下面分析双行星排辛普森式4挡行星齿轮 变速器在各挡时的动力传递路线和传动比。
(1) 1挡
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(2) 2挡
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(3) 3挡
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(4)超速挡
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一同用于连接前行星架和后环齿轮，单向
超速离合器在逆时针方向对后环齿轮产生 锁定作用；离合器 C4 也用于连接前行星 架及后环齿轮，和离合器 C3 、单向超速 离合器 F1 并联；制动器 B1 用于固定前太 阳轮；制动器 B2 和单向超速离合器 F2 并
联，一同固定前行星架，单向超速离合器 F2 在逆时针方向对前行星架产生锁定作用。
双行星排辛普森式 4 档行星齿轮变速箱是 在原辛普森式 3 档行星齿轮变速箱中的双 排行星齿轮机构增加换档操作组件的个数， 让前后行星排的各个基本组件之间有更多 更复杂的组合，从而使前进档形成包括超 速档在内的 4 个前进档。
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改进后的辛普森式行星齿轮机构除了环齿 轮和后行星架仍互相连接为一体之外，前 行星排和后行星排的其它基本组件全部各 自独立，形成一种具有 5 个独立组件的辛 普森式行星齿轮机构；在这 5 个独立组件 中，Page 16
CRCR辛普森式行星齿轮变速器
北京现代轿车A4CFx自动变速器的结构
A4CFx自动变速器采用的是四挡CR-CR辛普森式行星齿轮机构，有3个离合器、2个制动器和1 个单向离合器共6个换挡执行元件。
换挡执行元件的工作情况
挡位
LR
P、N
〇
R
〇
1
1*
〇
2
3 4
2ND
UD
〇
〇
〇
〇
〇
〇
OD
REV
OWC
参加工作的 行星齿轮排
〇
前排
〇
后排
R位动力传递路线
R位时，REV接合，LR制动。REV接合，将输入轴动力连接到前排太阳轮；LR制动，固定前排行星 架和后排齿圈。对前排行星齿轮机构来说，行星架固定，太阳轮输入，于是动力经齿圈、后排行星 架反向减速输出。
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THANKS
2挡动力传递路线
2挡时，2ND制动，UD接合。UD接合，将输入轴动力连接到后排太阳轮；2ND制动，固定前排太 阳轮。于是动力经前排齿传递路线
3挡时，UD、OD接合。OD接合，将输入轴动力连接到前排行星架和后排齿圈；UD接合，将输入 轴动力连接到后排太阳轮。对后排行星齿轮机构来说，有两个部件被同时驱动，则整个行星齿轮机 构以一个整体旋转，传动比为1：1。
各挡动力传递路线
1挡动力传递路线
D位1挡和2位1挡时，UD接合，OWC单向锁止。UD接合，将输入轴动力连接到后排太阳轮，后太 阳轮顺转。由于输出齿轮驱动汽车的行驶阻力较大（暂时可看作锁止状态），行星齿轮驱动后齿圈 逆转。由于OWC不允许后齿圈逆转（锁止），行星齿轮只有驱动后行星架同向减速旋转。L位1挡 时，同时有LR制动，此时的1挡具有发动机制动作用。
辛普森自动变速器
经过拆检AT， 发现原来是F2 装反，造成B2 烧坏，正确安 装F2，一切正 常。
•大修清洗
•发动机制动效 果 •F2装反、B2 •D档
• 案例
•
•
维修
•
知识点
诊断
第 2 页
辛普森式
拆装
最简 辛普森
改进 辛普森Βιβλιοθήκη 自动变速器档位 路线
其他 辛普森
一、拆装
1、顺序：
附件前后壳 体-油 底壳阀板油泵变速机 构
阚建辉 制作
一辆丰田佳美 装用A140E， 该车AT因摩擦 片烧损进行大 修，把变速器 拆开分解，清 洗后组装。
挂入D档后试车（该 车仍在升降机上，驱 动轮未着地，车辆明 显发生一阵振动，然 后没有任何前进挡， 但可以感觉到变速器 对发动机有明显的制 动作用，无需拆下制 动踏板，发动机也只 能达到2000r/min,倒 档未见异常，
检测发现F1打滑， 更换F1，重新 组装AT，故障 排除。
F1打滑会造成2档 时无法限制公 共太阳轮的逆 时针旋转。
案例
维修
总结
四、其他辛普森
GM公司凯迪拉克自动变 速器
丰田海狮(HIACE) 自动变速器
日产3N71B型 自动变速器
丰田CROWN3.0 自动变速器
五、改进型辛普森变速机构
1 行星齿轮：
2
判断：
是否具有此效果，取决于该档位换挡执行元件是否有单向离合器参与工作。
3
影响：
1、平整路面行驶，无发动机制动效果，可提高燃油经济性； 2、破路行驶，有发动机制动效果，可提高安全性。
发动机制动与排气制动同为车辆的辅助制动 装置，能够实现车辆减速功能。
爆胎时需用发动机制动 急刹车是第一杀手
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改进后的辛普森式行星齿轮机构除了环齿 轮和后行星架仍互相连接为一体之外，前 行星排和后行星排的其它基本组件全部各 自独立，形成一种具有 5 个独立组件的辛 普森式行星齿轮机构；在这 5 个独立组件 中，后太阳轮始终和输入轴连接，输出轴 则与前环齿轮和后行星架组件连接。
在这种辛普森式行星齿轮机构中只要设置 4 个离合器、 2 个制动器及 2 个单向超速 离合器，就可以变成具有 4 个前进档和 1 个倒档的 4 档行星齿轮变速箱，并且在 1 档、 2 档、 3 档都有两种工作状态 ( 引擎 制动或无引擎制动 )
这 8 个换档操作组件的排列方式如图所示。 其中离合器 C1 用于连接输入轴和前太阳 轮；离合器 C2 用于连接输入轴和前行星 架；离合器 C3 和单向超速离合器 F1 串联， 一同用于连接前行星架和后环齿轮，单向 超速离合器在逆时针方向对后环齿轮产生 锁定作用；离合器 C4 也用于连接前行星 架及后环齿轮，和离合器 C3 、单向超速 离合器 F1 并联；制动器 B1 用于固定前太 阳轮；制动器 B2 和单向超速离合器 F2 并 联，一同固定前行星架，单向超速离合器 F2 在逆时针方向对前行星架产生锁定作用。
• 下面分析双行星排辛普森式4挡行星齿轮 变速器在各挡时的动力传递路线和传动比。
（ 1） 1挡
（ 2） 2 挡
（ 3） 3 挡ຫໍສະໝຸດ （4）超速挡（5）倒挡
图2-22 倒挡动力传递路线
双行星排辛普森式 4 档行星齿轮变速器 （改进型辛普森式4档行星齿轮变速器）
档位传递路线分析
双行星排辛普森式 4 档行星齿轮变速箱是 在原辛普森式 3 档行星齿轮变速箱中的双 排行星齿轮机构增加换档操作组件的个数， 让前后行星排的各个基本组件之间有更多 更复杂的组合，从而使前进档形成包括超 速档在内的 4 个前进档。