摘要：汽车自动变速器行星齿轮变速机构教材中，“排”的概念运用得比较泛滥；原理分析从传动比计算入手，教学手段比较单一，对初学汽车构造学生来说比较抽象难懂。
关键词：自动变速器；行星齿轮；典型
Analysis of typical gear transmission mechanism of automatic transmission in automobile
Fu Pengbiao SangYuan
Great Wall Motor Company，Automotive Engineering Technical Center of HeBei，baoding 071000
Abstract：The concept of "row" is widely used in the textbook of planetary gear transmission mechanism of automobile automatic transmission；the principle analysis starts with the calculation of transmission ratio，and the teaching method is relatively simple，which is more abstract and difficult for the beginners of automobile structure.
Key words：automatic transmission；planetary gear；typical
液力变矩器虽然能在一定范围内自动地、无级地改变传动比和变矩比，但其变矩系数较小，难以满足汽车使用要求。为此汽车上采用液力变矩器串联齿轮变速机构，组成液力机械传动。齿轮变速机构能够使扭矩扩大2至4倍的变化范围，同时实现倒档和空档。目前，在自动变速器上使用的多排行星齿轮机构中，应用较多的是辛普森（Simpson）式行星齿轮机构和拉维纳式（Ravigneaux）行星齿轮机构。
1行星齿轮变速机构的结构特点
最基本的行星齿轮机构称为单排行星齿轮机构，主要由太阳轮、齿圈、行星架和行星轮等组成。
齿圈轴心与太阳轮中心在一条轴线上，行星轮一般有3～6个，装配在行星架的行星轮轴上，并同时与齿圈和太阳轮啮合。当行星齿轮机构运转时，行星轮既可绕自身轴线进行自转，又可以随着行星架一起绕太阳轮进行公转。在该行星齿轮机构中，具有固定轴线的太阳轮、齿圈和行星架被称为三个基本元件。
由于结构的限制，单排行星齿轮机构的传动比变化范围有限，往往不能满足汽车行驶的需要。因此在实际应用的行星齿轮变速器中一般有两至三排单行星齿轮机构组成。不同型号的自动变速器常采用辛普森式和拉维纳式行星齿轮机构。
2辛普森式行星齿轮机构分析
辛普森行星齿轮机构是由美国汽车公司的工程师Howard Simpson设计发明的。辛普森行星齿轮机构就是将双行星排中其中一排的齿圈和另一排的行星架连接为一体，可以实现3个或4个前进档，而且具有结构简单紧凑、传动效率高、工艺性好、制造费用低、换档平稳、操纵性能好等一系列优点，适用于各种自动变速器和动力换档变速器。辛普森式行星齿轮机构常用的有公共太阳轮式和独立太阳轮式两种结构类型。
2.1 公共太阳轮式
公共太阳轮式辛普森式行星齿轮机构是指将前、后两行星齿轮组的太阳轮连接为一个整体，输出轴通常与“行星架/齿圈组件”相连接。丰田汽车自动变速器多采用此类结构。
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2.2 独立太阳轮式
独立太阳轮式辛普森行星齿轮机构是指在前、后两行星齿轮组中各有一个独立太阳轮，通常将该种型式也称为辛普森改进式。别克君威自动变速器、马自达汽车公司生产的自动变速器多采用此类结构。
3 拉维纳式行星齿轮机构分析
拉维纳式行星齿轮机构由两个行星排组合而成：大太阳轮和长行星齿轮、行星架、内齿圈共同组成一个单行星齿轮式行星齿轮组；小太阳轮、短行星齿轮、长行星齿轮、行星架和内齿圈共同组成一个双行星齿轮式行星齿轮组；该行星齿轮机构共用一个内齿圈和一个行星架。因此，它有四个独立元件：大太阳轮、小太阳轮、行星架、内齿圈。
与辛普森式行星齿轮机构相比，拉维纳式行星齿轮机构结构紧凑、相互啮合的齿数较多，可以传递较大的扭矩，传动比变化范围大，一般应用于前驱式轿车的自动变速器上。其应用车型有：德系，福特、大众、通用等汽车公司生产的自动变速器。
4其他情况做如下处理：
4.1在行星排的内部结构中，对运行在同一公转轨道上的多个行星轮的描述，不再以需要改变内涵与外延的同一个“排”字来论，代之以“组”来论“排”中特定的小结构和数量，即把“在同一个行星排中同一轨道运行的行星轮”描述为“一组行星轮”，而不叫“一排行星轮”或“单排行星轮”。
4.2把只拥有一组行星轮的行星排叫“单组行星齿轮排”，简称“单行星排”，不再叫“单排行星齿轮排”；而拥有两组行星轮的行星排叫“双组行星齿轮排”，简称“双行星排”，不再叫“双排行星齿轮排”。把拉维娜式自动变速器中的典型结构——“由一个单行星排与一个双行星排共用内齿圈、长行星轮和行星架，如此并联而成的行星齿轮变速机构”叫“单双复合行星齿轮排”，简称“复合行星排”，而不叫“单双排行星齿轮排”，也不叫“单双行星排”。这样，就较好地避免在同一句话中“排”字的词性的前后随意变化。
有的教材编者可能发现了“排”字使用比较混乱的情况，所以用“级”字来描述行星轮组数，如“单（或双）级行星齿轮排”，以避免理解上的困难。个人觉得，这是不妥的。因为“级”在汉语中有“等级”的意思。一般地，高级的除了含有低级的全部或大部分功能外，还有更突出的功能。那么“双级行星齿轮排”是否就比“单级行星齿轮排”功能突出些呢？答案是否定的。这两种机构都有八种功能状态，谁都是两个超速前进挡、两个减速前进挡、两个倒挡、一个直接挡和一个空挡，何谈“等级”不同呢？
4.3在实体变速器中，拥有行星齿轮机构（即行星排）的数量，也不以需要改变词性的同一个“排”字论，而以“个”论，即表述为“几个单行星排（或几个双行星排）”，而不是“几排单行星排（或几排双行星排）”。当然，也有的教材用“级”来论行星排的个数，如“多级单行星齿轮机构”。个人认为，由多个单行星排、双行星排或复合行星排，通过串联或并联后，组成了变速级数不同的变速器，那么，这个“级”数用来论变速器的功能为好。如果仅从结构上讲，行星排的数量还是论“个”为好。
结语：
辛普森式和拉维纳式行星齿轮机构是自动变速器齿轮变速机构中典型的两种类型。只有充分了解典型齿轮变速机构的结构，才能在后期自动变速器的维修中得心应手。
参考文献：
[1]张国瑞，张展.行星传动技术[M].上海：上海交通大学出版社，2016.
[2]赵海波，张涛.汽车自动变速器构造与维修[M].北京：机械工业出版社，2018.
论文作者:符朋标,桑园
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2018/12/19
标签：行星论文; 齿轮论文; 机构论文; 自动变速器论文; 太阳论文; 辛普森论文; 结构论文; 《基层建设》2018年第32期论文;