辛普森式自动变速器

1、辛普森式自动变速器辛普森式自动变速器学习目标学习目标: 1.了解辛普森式行星齿轮变速器的特了解辛普森式行星齿轮变速器的特点与结构。点与结构。 2.掌握辛普森式行星齿轮变速器组成掌握辛普森式行星齿轮变速器组成和工作原理。和工作原理。课堂小结布置作业教学过程教学目标辛普森式行星齿轮变速器的结构 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。 辛普森式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。另一种是前行星齿轮机构的行星架和后行星齿轮

2、机构的齿圈相连，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。课堂小结布置作业教学目标教学过程图2 前行星架和后齿圈组件动力输出图1 前齿圈和后行星架组件动力输出辛普森式行星齿轮的特点 两排行星齿轮共用太阳轮，前行星架与后齿圈连接并作为整个行星齿轮机构的输出单元。可实现3个前进挡和1个倒挡，若再增加一排行星齿轮机构，便可组成4个前进挡和1个倒挡。 优点：结构简单紧凑，工作原理便于理解，是目前应用最为广泛的一种复合式行星齿轮机构。课堂小结布置作业教学目标教学过程 课堂小结布置作业教学目标教学过程 课堂小结布置作业教学目标教学过程4挡辛普森式行星齿轮变速器的结构简图换挡执行元件的

3、功能课堂小结布置作业教学目标教学过程换挡执行元件功能C0超速挡离合器连接超速行星排的太阳轮与超速行星架C1前进挡离合器连接前排齿圈C2直接挡、倒挡离合器连接公共太阳轮B0超速挡制动器制动超速太阳轮B12挡滑行制动器制动公共太阳轮B22挡制动器制动F1外座圈，当F1起作用时，可以防止公共太阳轮逆时针转动B3低、倒挡制动器制动后排行星架F0超速挡单向离合器单向固定超速太阳轮F12挡（一号）单向离合器当B2工作时，防止公共太阳轮逆时针转动F2低挡（二号）单向离合器防止后排行星架逆时针转动各挡位动力传递路线D1挡 D1挡时，C0、C1、F0、F2工作。 C0和F0工作将超速行星排的太阳轮和行星架相连，

4、此时超速行星排成为一个刚性整体（传动比为1），输入轴的动力顺时针传到超速内齿圈。C1工作将动力传给后排内齿圈，后排内齿圈顺时针转动，驱动后行星齿轮顺时针传动。后行星轮驱动公共太阳轮逆时针转动，后行星架输出。 课堂小结布置作业教学目标教学过程 由于前后行星排共用一个太阳轮，此时太阳轮驱动前排行星轮顺时针转动。汽车在起步时，由于前排行星架有逆时针转动趋势，所以单向离合器F2工作。单向固定前行星架，前排行星齿轮驱动后齿圈顺时针转动输出动力。 D1挡传递路线为： 输入轴-超速排行星架C0接合，直接传动，超速齿圈 C1接合后齿圈后行星轮 -输出课堂小结布置作业教学目标教学过程后行星架太阳轮前行星齿轮，F

5、2作用使行星架固定前齿圈课堂小结布置作业教学目标教学过程图3 D1挡动力传动路线D2挡 起步后随着车速升高，从1挡升至2挡，此时换挡执行元件C0、F0、C1、B2、F1接合。D2挡时， C0、F0、C1、B2、F1工作。动力经过超速排输入以后，从超速排齿圈输出，进入前进挡离合器C1，驱动后排齿圈顺时针转动，带动后行星轮顺时针转动，后行星轮驱动公共太阳轮逆时针转动。由于公共太阳轮有逆时针转动趋势，B2和F1工作，单向固定太阳轮逆时针转动，后排行星轮处于空转。 课堂小结布置作业教学目标教学过程课堂小结布置作业教学目标教学过程D2挡传递路线： 输入轴超速排行星架超速排齿圈C1结合后排齿圈-后行星轮公

6、共太阳轮（逆时针）B2，F1共同作用使太阳轮单向固定前行星架输出轴（前排不起作用）课堂小结布置作业教学目标教学过程D3挡D3挡时，C0、C1、C2、B2、F0、F1工作。动力经过超速排输入以后，从超速排齿圈输出。C1、C2工作将后行星排的齿圈和太阳轮同时连接起来，后行星排成为刚性整体，动力直接传给前行星架，从输出轴输出动力。此挡为直接挡。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- -输出轴前C1结合后齿圈后行星架C2结合太阳轮 课堂小结布置作业教学目标教学过程图5 D3挡动力传递路线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

7、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- -输出课堂小结布置作业教学目标教学过程C1结合后齿圈后行星架C2结合太阳轮课堂小结布置作业教学目标教学过程图6 D4挡动力传递路线21挡 21挡的工作与D1挡相同。22挡 课堂小结布置作业教学目标教学过程 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

8、有发动机制动。课堂小结布置作业教学目标教学过程图7 22挡动力传递路线 发动机制动是指利用发动机怠速时的较低转速以及变速器的较低挡位来使行驶速度较快的车辆减速。D2挡时，如果驾驶员抬起加速踏板，发动机进入怠速工况，而汽车在原有的惯性作用下仍以较高的车速行驶。此时，驱动车轮将通过变速器的输出轴反向带动行星齿轮机构运转，各元件都将以相反的方向转动。即公共太阳轮将有顺时针转动趋势，F1不起作用，使得反转的动力不能到达发动机，无法利用发动机进行制动，而在22挡时，B1工作使得公共太阳轮固定，既不能逆时针转动也不能顺时针转动，这样反传的动力就可以传到发动机，所以有发动机制动。课堂小结布置作业教学目标教学过程课堂小结布置作业教学目标教学过程L1挡 L1挡时，C0、C1、B3、F0工作。动力传动路线与D1挡时相同。区别只是在于B3的工作，使前排行星架固定，有发动机制动，原因如前所述。此挡为低速发动机制动挡。R挡位 倒挡时，C0、C2、B3、F0工作。C0和F0工作如前所述，动力经过超速排输入以后，从超速排齿圈输出。C2工作将动力传给公共太阳轮。由于B3工作，将前排行星架固定，使得行星轮仅相当于一个惰轮。公共太阳轮顺时针转动驱动前排行星轮逆时针转动，进而驱动前排齿圈也逆时针转动，从输出轴逆时针输出动力。课堂小结布置作业教学目标教学过程R挡位传递路线 输入轴超速排行星架C0结合超速排齿圈C2结合