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变速器结构详解之行星齿轮式变速箱

来源:无敌汽车网 文:Soul 图:Modi-Auto/Car Bibles 鸣谢: 审:R.P

2011-06-02

[导读] 在上一篇文章之中已经对常有级式变速器中的常啮合式变速器进行过介绍,那么下面就为大家介绍一下行星齿轮式变速器,行星齿轮式变速器顾名思义就是采用行星齿轮组来实现传动比的改变。这种变速器同样为有级式变速器,也就是会有一个个独立的档位。虽然它也是通过齿轮来实现传动比的改变,但是它的动力传递要比常啮合式变速器要复杂得多。下面就让笔者介绍一下这行星齿轮式变速器吧。

在上一篇文章之中已经对常有级式变速器中的常啮合式变速器进行过介绍,那么下面就为大家介绍一下行星齿轮式变速器,行星齿轮式变速器顾名思义就是采用行星齿轮组来实现传动比的改变。这种变速器同样为有级式变速器,也就是会有一个个独立的档位。虽然它也是通过齿轮来实现传动比的改变,但是它的动力传递要比常啮合式变速器要复杂得多。下面就让笔者介绍一下这行星齿轮式变速器吧。

图:这是常见的轴旋转式变速器的剖视图,可见它有几组行星齿轮,这些行星齿轮通过其对应的制动器去锁定不同的部件就可以实现输出不同的传动比。

行星齿轮式变速器,它与常啮合式变速器的内部结构是完全不同的。它采用行星齿轮组来实现档位的变化,而且行星齿也不是像常啮合式变速器那样齿轮固定于轴上转动,而是绕着轴来旋转,故此也称为轴线旋转式变速器。目前常见的行星齿轮变速器它的行星齿轮机构都为复合式,因为单排行星齿轮机构能够提供的适用传动比的数目非常有限,如果想要获得更多的档位,那么只能采用多排复合的行星齿轮机构来实现。而目前被广泛使用的复合式行星齿轮机构有:辛普森(Simpson)式和拉威娜(Ravigneaux)式两种。

图:上图是自动变速器中的单向离合器

既然说到采用行星齿轮来改变传动比,那么首先要说明一下行星齿轮组是什么,行星齿轮组可以分为三个部分,第一个是太阳轮、二是行星齿轮、三是齿圈。太阳轮位于行星齿轮组的中心位置,而围在它外边转动的,是行星齿轮,行星齿轮通常由几个小齿轮组成,而固定它们的部件称作行星齿架,而围在行星齿轮外面的是齿圈。如果还是不太明白的话,可以想象一下我们身处的太阳系,太阳轮就像太阳,它位于太阳系的中心,而九大行星就像行星齿轮,而行星齿圈就像是限制九大行星公转的轨道。
每一个行星齿轮组在使用不同输入、输出以及锁定的情况下,它的传动比都发生变化。而每一个行星齿轮组它都有3种变化,第一种是动力由太阳轮输入,行星齿架输出锁定齿圈,这时它的传动比就是1+(齿圈齿数/太阳轮齿数),第二种是动力由行星齿架输入,齿圈输出锁定太阳轮,这时它的传动比就是1/(1+(太阳轮齿数/齿圈)),第三种是动力由太阳轮输入,齿圈输出锁定行星齿架,这时它的传动比就是:负齿圈齿数/太阳轮齿数,这时它的传动方向跟前面两种相反,也就是产生倒档。

图:这个是行星齿轮组,可见最外围的是齿圈、最里面的是太阳轮,而中间的是行星齿轮,而固定行星齿轮的就是行星齿架。

行星齿轮式变速器(轴旋转式变速器)对应目我们常见的变速器种类就是普通的自动变速器(不含双离合变速器),它的优点是可以免除驾驶者繁复的操作,实现自动换挡。而行星齿轮式变速器的优点也有传动比切换方便的优点。至于缺点方面,行星齿轮式变速器它的结构甚为复杂,所以维修方面较难,另外也因为它使用复杂的行星齿轮组来改变传动比,所以它的传动效率是偏低的,而且重量在能够承受同样扭力的情况下,行星齿轮式变速器的重量也较大。

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