自动变速器行星齿轮系统传原理

薹型进座鳖 近几年来，随着国产化高档轿 车保有量的迅速增长，以及国外品 牌汽车的大量涌入，自动变速器已 成为广大汽修人员关注的维修热点 之一。但由于各种车系众多，自动变 速器构造又非常复杂，加之资料有 限，且介绍的侧重点与深度不尽相 同等客观原因，维修人员难以获得 较为系统的认识和清晰的检测思 路。笔者根据多年的实践经验，结合 国内修理人员的实际状况，从行星 齿轮的传动原理入手，对自动变速 器机械传动路线的动力流程做重点 说明，力图做到简炼平实、通俗易 懂，从而达到提高实际检修成功率 的目的。 第一章行星齿轮传动的 基本原理 一、齿轮的啮合方式 齿轮传动是力或力矩传递的～ 种方式，齿轮～般可分为外齿轮和 内齿轮两种。如图1所示，一个外齿 轮和～个内齿轮相啮合，二者旋转 的方向相同；两个外齿轮相啮合，二 者旋转的方向则相反。另外，两个内 齿轮之间是不能相啮合的。因此，齿 轮的啮合方式只有外一内齿轮相啮 合及外一外齿轮相啮合两种。 二、传动比的概念 传动比通俗的解释是动力输入 元件与动力输出元件之间的转速比 值。当齿数多的齿轮带动齿数少的 齿轮转动时，齿数少的齿轮转动得 一定快一些，但所传递的力矩也相 应减小，这就是增速减扭(矩)的作 用；同样，当齿数少的齿轮带动齿数 多的齿轮转动时，齿数多的齿轮转 动得一定慢一些，但所传递的扭矩 外齿轮与内齿轮啮合， 外齿轮与外齿轮啮合， 转向相同 转向相反 图l齿轮的两种啮合方式 也相应增加，这便是减速增扭(矩) 的作用。利用齿轮啮合传动的转速 比变化以增大或减小输出扭矩的工 作基理，可以通过能量守恒原理或 杠杆原理的演算得到验证。如果采 用传动比这个概念进行征和计 算，即有：传批=韶燃 一从动齿轮齿数 主动齿转齿数 由上式可以看出，齿轮的转速 比与齿轮的齿数比成反比，这是因 为相互啮合的齿轮必须满足相同的 齿廓形状及齿距，那么，在同一时间 内必须走过相同的路径，即相同的 啮合齿数目。变速器是车辆的传动 系部件，+它就是利用一系列齿轮组 的相互啮合，解决了汽车牵引力与 速度之间的矛盾，满足了各种工况 不同的行驶要求。 三、单排行星齿轮的基本结构 如图2所示，单排行星齿轮机 构包括太阳轮、内齿圈、行星齿轮和 行星齿轮架等元件。太阳轮位于轮 系的中心，行星齿轮与之啮合，同时 行星齿轮又与最外侧的内齿圈啮 合。行星齿轮通常有2～6个，均匀或 对称地环绕在太阳轮上，并借助轴 承定位在行星齿轮架上。行星齿轮 除了能够围绕其自身的轮轴旋转以 口李 巍 外，还能够绕着太阳轮公转。这种运 动的方式与太阳和地球之间的运行 方式相似，因而称之为行星齿轮传 动系统。 由于行星架把持的是行星齿轮 的轮轴，因此行星齿轮的公转速度 等于行星架的旋转速度，二者完全 是一回事。我们讲的行星轮系三元 件，指的是太阳轮、内齿圈和行星 架，而不包括行星齿轮，这是因为单 独的行星齿轮难以作完整的扭矩输 出元件，只有太阳轮、内齿圈和行星 架这三者，才具备“完整”的公转形 式，才能作为动力输出或输入的执 行元件。 在整个行星轮系中，行星齿轮实 际上起着某种程度的“惰轮”的作用， 它不仅传递力矩，还可以改变力的 作用方向，进而改变与之啮合元件 的旋转方向。当然，。如果你有充分的 想象力的话，甚至可以将数个行星 齿轮视为一个大的惰轮，介于太阳 轮与内齿圈之间不断地旋转。此时， 假设不存在这个大惰轮，而是太阳 轮与内齿圈之间啮合，根据外、内齿 轮相啮合的T原P]U，二者必然同向转 动，现在加入了这个大惰轮，并固定 4 5 1一太阳轮2一内齿圈3一行星架4一行 星齿轮5一行星轮轴 图2行星齿轮机构 ，，——、 (58)朋AU』TⅣOrM￡OMBIⅣcLf嬲14 万方数据 避壅到进座 两 4 ，℃0。夕、～ 件中，可任选其中两 个，作为主动件(动 力输入)和从动件 (动力输出)以传递 力或力矩，但必须是 在第三个元件的运动 受到约束，或固定不 动(制动)的条件下 (外、内齿轮相啮合)，但由于内 齿圈已被强制制动，便迫使行星 齿轮在自转的同时向顺时针方向 滚动(公转)，即行星架向顺时针 方向旋转。 也可以这样理解：当太阳轮令 行星齿轮自转的同时，因内齿圈 对行星齿轮的约束作用，太阳轮 只有推着所有的行星齿轮向“前 走”，行星齿轮便沿着内齿圈的啮 合面轨道向顺时针方向滚动，即 等于整个行星架在向顺时针方向 旋转。 注意：我们在讨论行星轮系 的传动原理时，一定要把握住“运 动是相对的”这一概念，只不过因 观测者的立足点不同，观测到的结 果才会有所不同。例如，假设我们 站在行星架上，就会发现内齿圈在 向“后退”，或者说在向逆时针方 向转动；而当我们站在太阳轮的轴 心上时，则又还原为初始的观测 点。这是因为，在整个轮系中，只有 公转轴的轴心处其运动永远与我 们相对静止，它也相当于变速器的 壳体。 2)太阳轮制动，内齿圈输入，行 星架输出 图4内齿圈制动。太阳轮输入。行星架输出 图5太阳轮制动，内齿圈输入，行星架输出 粼A嘲UT惟OMO洲BILCEE⑨ 万方数据 薹型进座鳖 如图5所示，同样因行星架齿 数大于内齿圈齿数，从而实现减速 传动，且二者转动的方向相 同。 解释：内齿圈顺时针旋转，则 带动行星齿轮顺时针自转(外、内 齿轮相啮合)；同时行星齿轮将带 动太阳轮使其做逆时针转动(外、 外齿轮相啮合)。但由于太阳轮已 被制动，便迫使行星齿轮在自转的 同时，沿着太阳轮上的啮合轨道向 “前走”，即向顺时针方向滚动 (公转)，它等于行星架顺时针旋 车专。 由于行星轮系三元件中，行星 架与内齿圈的齿数较为接近，因而 此种传动方案要比上一种的减速作 用／J＼一些。 2．倒档传动 1)行星架制动，太阳轮输入，内 齿圈输出 如图6所示，因内齿圈齿数大 于太阳轮齿数，从而实现减速传动 方案。但由于行星齿轮已作为惰轮 使用，令输出元件与输入元件的 旋转方向相反。 解释：当太阳轮顺时针旋转， 它带动行星齿轮只作逆时针自转 (外、外齿轮相啮合)，这是因为 行星架已被制动，行星齿轮只能 原地自转而无法公转，于是行星 齿轮带动内齿圈使其逆时针转动 (外、内齿轮相啮合)。此组合方 案符合减速增扭和转向相反的传 动条件，为实际的变速器倒档所 采用。 2)行星架制动，内齿圈输入。 太阳轮输出 如图7所示，其传动原理与 上一种基本相同，但主、从动元 件正好颠倒了一下，从而实现超 速传动方案，其传动比亦为上一 种的倒数。可以看出，由于此组 合方案满足不了减速增扭的条 _圆譬翌荡曩察要觎塑簸酒丽一 多年来，朱军汽车实验宣一直致力于奎国汽车维修撞术人觅的培训工作， 旨在为本行业输送合格的汽车医生。 朱军汽车实验室培训中。拟定从2004年3月起新开设汽车高新技术、检测设 备实践应用班。另为答谢广太学员及修理界同仁对我实验室的支持和厚爱，来 军汽车实验室培训中·s特引避图际先进的汽车美容养护技术，聘请表行韭权威 教师．增设7汽车美容养护装璜培训班。 修理培训班的主娶 l、 汽4：电控发动机的¨】‘作蟓理和媳f1；：l维修技术。 2、汽棼I“予也路技术发榆测方法。 =_}、 汽4j枪测设舔应川发制作，如模拟器、电子晰诊器和断路榆测仪等。 4、 音响解码(雅、瞅、荧各种车型)、防盗匹配技防搬器的制作。 5、液晶鹕挂袭涮校、汽车数码仪表的自制。 6、 相动宅涧、4i身翻动控制、舒适控制及车身网络管理系统——(：_^_N。 7、SRS的系缆J_iji理捷数据恢复、ABS。 洼：培训刖阅20走．学费2000元，食稿赞每天20％。 饕求学蚰有定的维修旗础。 汽车美容养护装璜培训班的主要内容 k 翻际先进的汽车美容知识。 2、 困踊；先进的汽车养护{=fIff,'。 3、 爵晌、防盗、贴膜．倒车需迓、趣皮等项l；_J的墒训(以+t：项|：：；4禽蜜车操 竹：)。 注：硪训时问20天，学赞2000：7f：，睡韶赞每天2(1元。 同时参加以上两类培训班的，学费合计3soo：无，安排就业。 为儡证寅跤效果，_笤期磕训穗只招收10／,．左右。 联系地址：北京市西城区莲花池西路l3号 联系电话：010-82919276、63957901．13051298649．13801373384 联系人：壬老师，陈老师 ⑩A州UT哦OMO俐BIcLEE懋A 件，因而不为实际的变速器倒档所 采用。 (未完待续) 输出 图6行星架制动，太阳轮输入，内齿圈输出 输入 图7行墨架制动。内齿圈输入。太阳轮输出 中车行一求切尔(J葶矿口彦彳zz) 自动奠矗一技擅量务 自动变速器技术培训 ·从米切尔(Mitchell)中获取庞大的自动变速器技术资料。从大量的实践 中总结出行之有效的维偿方法。 ·以国内常见车型为主，详细讲解．便于学员获得实用的维修技术和操作 技能。 ·采用小班授课(每期限额30名)．让每个学员都听得懂，学得会．每个 学员都必须亲自拆装。4X一组实操锹学．讲师详绷{辩解并指导。 ·提供中车在线维修资料查询卡，资料镪括详尽的米切尔自动变速器维修 资料。涵盖各种自动变速器型号的拆装圈、阀体图、油路圈、电路圈、电控 故障分析等数据。 麓啊日■ 2004年第2期：5月10日一5月，6B(发动机电控维修) 麓潮l嘲 5月17日一5月26日(自动变速器维修) 发动机电控班：中车行会员1000元／人其他学员1200元／人 自动变i|鐾器班：中车行会员1200元／A,其他学员1500元从 注：以上费用窖教材舞：安排虞裔。费用宙理。 目动变速嚣技术支持 提供自动变涟鼯全方位的技术支持．并忧惠提供自动变速器雩配件、总 成翻新等服务。 自主开发大众车系专修工其 优患提供中车行自主开发的大众车系诊断数掘连线和大众车系自动变速 器专用维修工具．您会发现维修会变得如此轻松。 咨询电话：010—86183139、68170713潘小姐 010-68278866-611／658 薛先生 联系地址：北京市海淀区复兴路24号嘉丰大厦6层，邮编100852 万方数据 自动变速器行星齿轮系统传原理 作者： 李巍 作者单位： 刊名： 汽车维修 英文刊名： AUTOMOBILE MAINTENANCE 年，卷(期)： 2004，""(4) 被引用次数： 1次 引证文献(1条) 1.陆玉靖.王国富 汽车自动变速器教学演示控制系统研究与设计[期刊论文]-福建电脑 2008(2) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_qcwx200404035.aspx 授权使用：上海电机学院(shdjxy)，授权号：a5a1922f-b406-42a7-a6b4-9e45011c95c0 下载时间：2010年12月7日