在此引入矢量表示法,用矢量表示行星齿轮机构的运动状态。如图8所示,用线段AB, BC和AC长度代表齿圈、太阳轮和行星架齿数。在单级行星排中,行星架齿数(AC段)等于太阳轮齿数(BC段)加上齿圈齿数(AB段)。用横向带箭头的线段代表转速和转向,线段长度代表转速,箭头方向代表转向。如图中行星架固定情况下,可以看出太阳轮驱动齿圈反向减速;而如果两个同速同向旋转,则第三个形成整体同速同向旋转。
引入矢量表示法可以很容易理解三个构件同时旋转,但转速和转向各异的情况。如图9所示,齿圈和行星架转速相同的情况下,整体驱动太阳轮同速输出。之后在行星架转速不变的情况下,减少齿圈转速,可以看到太阳轮转速将增加。这一原则可以直接应用于六挡、七挡、八挡和九挡的动力传动。
如图10所示,将第三排和第四排分拆出来,在五挡直接传动时,离合器E接合,驱动第三排行星架,第三排行星架和齿圈同速同向,所以驱动第三排太阳轮整体旋转。从图9的分析可知,除非第三排齿圈转速下降直至固定,甚至反转情况下,在第三排行星架转速不变情况下,会增加第三排太阳轮转速。从而带动第四排太阳轮转速增加,最终带动第四排行星架转速增加。控制第三排齿圈转速,实现六挡(第三排齿圈一级减速)、七挡(第三排齿圈二级减速)、八挡(第三排齿圈固定)和九挡(第三排齿圈逆转)的传动。
六挡、七挡、八挡和九挡时,离合器E接合驱动第三排行星架和第四排齿圈。图11为六挡时,制动器C制动第一排太阳轮,离合器F接合驱动第一排齿圈,则第一排行星架在齿圈驱动下形成一级减速,与第一排行星架连接的第三排齿圈一级减速,第三排太阳轮一级增速,第四排行星架一级增速输出。
图12为七挡时,离合器F与六挡相同保持接合,但制动器D制动第二排齿圈,则第二排太阳轮驱动行星架形成二级减速。与第二排行星架连接的第三排齿圈二级减速,第三排太阳轮二级增速,第四排行星架二级增速输出。
图13为八挡时,第一排、二排的制动器C和D制动,第一排和第二排被总体固定,则第三排齿圈被固定。第三排太阳轮三级增速,第四排行星架三级增速输出。
图14为九挡时,第一排和第二排的离合器B接合,制动器D制动。离合器B驱动第一排太阳轮顺转,驱动第一排齿圈逆转,与第一排齿圈连接的第二排太阳轮逆转。制动器D制动第二排齿圈,第二排行星架在太阳轮(逆转)驱动下逆转,带动第一排行星架逆转。最终第三排齿圈低速逆转,第三排太阳轮四级增速,第四排行星架四级增速输出。
七、倒挡动力传递路线分析
图15为倒挡时,第一排和第二排与九挡相同,驱动第三排齿圈减速逆转,在第三排和第四排制动器A制动两排的太阳轮,在第三排逆转的齿圈驱动行星架逆转减速,在第四排逆转的齿圈驱动行星架逆转减速,形成倒挡输出。
八、总结
要熟悉掌握液力自动变速器行星齿轮变速装置,需要四个层次的能力要求:
1.能看懂传动图,能分析挡位传递需求。面对已有的传动图,需要能分析离合器、制动器和单向离合器,各行星排的连接关系,各挡位的动力传递过程。
2.依据传动图能和实物对应起来。在装配时依据传动图可以指导实物装配。从理论结合实际来讲,在从事自动变速器学习和维修中,能将传动图与实物部件一一对应。
3.依据实物图能够画出传动图,并能正确梳理其关系。
4.分析变速器设计特点,针对具体故障分析传递机构潜在的故障部位。