在学习辛普森（SIMPSON）式行星轮系的组成之前，要先知道什么是行星轮系。在机械传动中，常将一系列相互啮合的齿轮组成传动系统，以实现变速、变向、分路传动、运动分解与组合等功能，这种由不同齿轮组成的传动系统称为轮系。由1个太阳轮、1个齿圈、1个行星架和支撑在行星架上的几个行星齿轮组成的轮系称为行星轮系，如图12所示。在行星轮系中，太阳轮、齿圈和行星架有一个共同的固定轴线，行星齿轮支撑在固定于行星架的行星齿轮轴上，并同时与太阳轮和齿圈啮合，当行星齿轮机构旋转时，空套在行星架上的行星齿轮轴上的几个行星齿轮一方面可以绕着自己的轴线旋转，另一方面又可以随着行星架一起绕着太阳轮公转，就如地球的运动一样，兼有自转和公转两种运动状态。在行星轮系中，具有固定轴线的太阳轮、齿圈和行星架为行星轮系的3个基本元件。行星齿轮系轴向尺寸小、结构紧凑、工艺要求低，因此广泛应用。

    在装配有自动变速器的汽车中，行星齿轮装置操纵减速、倒车、直接挡和加速挡行驶。行星齿轮装置由行星齿轮组、离合器和制动器组成。前行星齿轮组和后行星齿轮组连接到用于连接和断开动力的离合器和制动器，通过不同的固定件，实现不同传动比、空挡和倒挡传动的功能。

    一、辛普森式行星齿轮机构的组成
    辛普森式行星齿轮机构的组成特点是两排行星齿轮排共用一个太阳轮，如图13所示。前行星齿轮排安装在太阳轮的前部，后行星齿轮排安装在太阳轮的后部。两组行星齿轮排通过花键和变速器输出轴连接。其中，前行星齿轮排的行星托架通过花键和变速器输出轴连接，后行星齿轮排的齿圈通过花键和变速器输出轴连接，而变速器输出轴从太阳轮中间穿过，但两者没有连接关系。

    二、辛普森式行星齿轮机构的传动原理
    1．辛普森式行星齿轮机构的组成
    丰田A140E型自动变速器行星齿轮变速机构采用的辛普森式行星齿轮机构，其变速机械的组成、变速原理与A540 E 、 A541 E型自动变速器的变速机构相同。丰田A140E型自动变速器行星齿轮变速机构的传动原理如图14a）所示，各部件的位置如图14b）所示。它的控制装置有片式离合器、带式制动器、片式制动器和单向离合器。在采用辛普森式行星齿轮机构的自动变速器中，通常采用这些控制元件进行不同的运动组合。由于生产厂家的不同，这些控制元件的名称有所不同。各部件的功能如表1所示。A140E型自动变速器行星齿轮机构的特点：




    （1）前后行星排共用一个太阳轮。
    （2）超速行星排中的行星架为动力输入轴。
    （3）超速行星排的齿圈为动力输出。

    2．辛普森式行星齿轮机构部件工作状况
    表2所列为A140E型自动变速器行星齿轮变速机构的离合器和制动器在各挡位置时的工作状态。

    发动机产生的动力经变矩器传给输人轴，然后借助离合器的运作，将动力传至行星齿轮。然后再依靠制动器和单向离合器的配合，使行星齿轮架或行星中心太阳轮齿轮停止转动，就可以实现所需要的变速。各个离合器和制动器由液压系统按ECT ECU的指令进行控制，挡位则根据节气门开度位置传感器和车速由ECM或ECT ECU来控制。
    3．各档动力传递路线（以丰田A341 E自动变速器行星齿轮机构为例）
    丰田轿车A341 E自动变速器适用于2005年以后生产的雷克萨斯GS300、 LX470 11SC300、SC400和丰田大霸王增压型轿车（目前，高端车型仍然使用后驱式或全驱式，如奔驰、宝马等车系）。其行星齿轮机构是在辛普森式行星齿轮机构的基础上加一超速单排行星齿轮机构，即由共组单排行星齿轮机构组成，如图15所示。丰田A341 E自动变速器换挡执行元件控制规律见表3。丰田A341 E自动变速器除了行星齿轮机构外，还有输人轴、中间轴、输出轴，以及O/D超速挡离合器（C0）、前进挡离合器（C1）、直接挡离合器（C2 ） 、 O/D超速挡制动器（B0） 、2挡滑行制动器（B1），2挡制动器（B2 ） ，1挡和倒挡制动器（B3 ） 、 O/D超速挡单向离合器（F0） ，1号单向离合器（F1）和2号单向离合器（F2）等。

[1] [2] [3]  下一页