拉维奈尔赫行星齿轮变速装置结构与工作原理讲解

1、单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 1 项目（项目（5） 拉维奈尔赫行星齿轮变速装置结构与工作原理拉维奈尔赫行星齿轮变速装置结构与工作原理 1、拉维奈尔赫式行星齿轮变速装置结构与表示方法、拉维奈尔赫式行星齿轮变速装置结构与表示方法 （1）拉维奈尔赫式行星齿轮机构仿真与结构简图表示方法）拉维奈尔赫式行星齿轮机构仿真与结构简图表示方法 图图3-55拉维奈尔赫式齿轮机构仿真与结构简图拉维奈尔赫式齿轮机构仿真与结构简图 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 2 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 3 拉维奈尔赫式行星齿轮机构实物图拉维奈尔赫式行星齿轮机构实物图 单元三

2、单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 4 图图3-623-62拉维奈尔赫式变速器传动结构剖视仿真示意图拉维奈尔赫式变速器传动结构剖视仿真示意图 （2）用仿真与示意结合方式表示拉维奈尔赫式行星齿轮变速装置）用仿真与示意结合方式表示拉维奈尔赫式行星齿轮变速装置 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 5 用结构简图表示拉维奈尔赫式行星齿轮变速装置用结构简图表示拉维奈尔赫式行星齿轮变速装置 B2B1F1 C3C1 C2 图图3-60拉维奈尔赫式行星齿轮变速装置结构简图拉维奈尔赫式行星齿轮变速装置结构简图 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 6 2、拉维奈尔赫式行星齿轮变速装置

3、（、拉维奈尔赫式行星齿轮变速装置（01M）结构与工作原理）结构与工作原理 拉维奈尔赫式行星齿轮变速装置由两行星排组成，每级拉维奈尔赫式行星齿轮变速装置由两行星排组成，每级 行星排也是由太阳轮、行星轮及架、齿圈三部分组成，轮与行星排也是由太阳轮、行星轮及架、齿圈三部分组成，轮与 轮之间装有离合器或单向离合器，轮与壳体间有制动器，通轮之间装有离合器或单向离合器，轮与壳体间有制动器，通 过离合器、单向离合器和制动器，对三轮进行不同的连接或过离合器、单向离合器和制动器，对三轮进行不同的连接或 制动组合，使变速器得到各种档位的输出。制动组合，使变速器得到各种档位的输出。 单元三单元三 行星齿轮变速装置行

4、星齿轮变速装置 7 3、拉维奈尔赫式行星齿轮变速装置传动比的计算、拉维奈尔赫式行星齿轮变速装置传动比的计算 （1）用运动方程计算传动比）用运动方程计算传动比 前排是单排单级行星齿轮机构，运动方程为：前排是单排单级行星齿轮机构，运动方程为： 1n1+11n2-(1+1)1n3=0 （ （1） 后排是单排双级行星齿轮机构，运动方程为：后排是单排双级行星齿轮机构，运动方程为： 2n122n2（ （12）2n3=0 （2） 根据已知条件，解联立方式即可将传动比计算出来。根据已知条件，解联立方式即可将传动比计算出来。 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 8 （2）用矢量作图法计算传动比）用矢

5、量作图法计算传动比 1）确定拉维奈尔赫式自动变速器矢量图的垂直线段）确定拉维奈尔赫式自动变速器矢量图的垂直线段 S1 小太阳轮 1 -1 行星架 齿圈R1 C1 S2 1 行星架 齿圈 大太阳轮 C2 R2 S1 小太阳轮 1 -1 行星架 齿圈R1 C1 S2 1 行星架 齿圈 大太阳轮 C2 R2 1 -1 S2 S2 S2 S2 S2 S1 S1S1 S1 S1 RRRRR R R R RRRR R RRR R R R R C CC C C C CC C C C C C C C C C CC C S S S S SS S S S S S S S S n3 n3n3 n3 n3 n3n3

6、n3 n3 n2 n2 n2 n2 n2n2n2 n1 n1 n1n1 n1 n1 n1 n2 n2 n1 n1 行星架 齿圈 太阳轮 R 1 -1 n2 n2n2 n2 n1 n1 n1 n3 n1 S1 S2 小太阳轮 大太阳轮 行星架 齿圈 图图1 图图2 图图3 拉维奈尔赫式自动变速器矢量图的垂直线段画法拉维奈尔赫式自动变速器矢量图的垂直线段画法 如图如图1所示，前排是单排单级行星齿轮机构矢量图所示，前排是单排单级行星齿轮机构矢量图R2 C2 S2分别为前排齿圈、行分别为前排齿圈、行 星架和大太阳轮。星架和大太阳轮。 如图如图2所示，后排是单排双级行星齿轮机构矢量图如图所示，后排是单排

7、双级行星齿轮机构矢量图如图2所示。所示。C1 R1 S1为后排行为后排行 星架、齿圈、和小太阳轮。星架、齿圈、和小太阳轮。 图图3为两行星排各组件在垂直线段为两行星排各组件在垂直线段S2 C R S2上的位置，其中后排小太阳轮上的位置，其中后排小太阳轮S1在最在最 上面，前排大太阳轮上面，前排大太阳轮S1在最下面，在最下面，R为共用齿圈，为共用齿圈，C为共用行星架为共用行星架, S2C=， CR=1，RS1=-1。 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 9 2）拉维奈尔赫式自动变速器矢量图的画法）拉维奈尔赫式自动变速器矢量图的画法 首先在图首先在图3上从上从S1或或R或或C或或S2四

8、点右向水平画出输入元件矢量四点右向水平画出输入元件矢量n1或或n2或或n3 （n1 小太阳轮转速；小太阳轮转速；n2 齿圈转速；齿圈转速；n3 行星架转速；行星架转速； n4 大太阳轮转速；大太阳轮转速； 右方向为顺时针，左方向为逆时针）。右方向为顺时针，左方向为逆时针）。 将输入元件水平线段端点与制动元件点（矢量为将输入元件水平线段端点与制动元件点（矢量为0）的连线（或延长线）的连线（或延长线） 与输出元件水平线段交点所确定的矢量线即为输出元件的矢量（转速大小和与输出元件水平线段交点所确定的矢量线即为输出元件的矢量（转速大小和 方向）。右方向为顺时针旋转，左方向为逆时针旋转。方向）。右方向为

9、顺时针旋转，左方向为逆时针旋转。 我们可以严格按比例画出矢量图线段的长度用相似三角形来计算拉维奈尔我们可以严格按比例画出矢量图线段的长度用相似三角形来计算拉维奈尔 赫式自动变速器行星齿轮机构输入元件与输出元件的传动比，从而确定输出赫式自动变速器行星齿轮机构输入元件与输出元件的传动比，从而确定输出 元件的矢量（转速大小和方向）。元件的矢量（转速大小和方向）。 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 10 4、拉维奈尔赫式行星齿轮变速装置机构各档传动分析与传动比计算、拉维奈尔赫式行星齿轮变速装置机构各档传动分析与传动比计算 表3-4 拉维奈尔赫式变速器执行元件工作表 档位 C1C2C3B1

10、B2F R D1 D2 D3 D4 L1 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 11 （1）D1档转矩传动分析与传动比计算档转矩传动分析与传动比计算 1）D1档转档转 矩传动分析矩传动分析 C1-前进离前进离 合器；合器； C2- 高倒离合器；高倒离合器； B1-2档制动档制动 器；器； B2-低低 倒制动器倒制动器 F-1档单向档单向 离合器离合器 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 12 B2B1F1 C3C1 C2 图图3-64b D1档行星齿轮变速装置转矩传动结构简图档行星齿轮变速装置转矩传动结构简图 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 13 1）D1

11、档转矩传动分析档转矩传动分析 从图从图3-643-64可知，离合器可知，离合器C1C1工作后，把后排小太阳轮与涡轮连成一体，于工作后，把后排小太阳轮与涡轮连成一体，于 是小太阳轮便主动顺时针旋转，短行星轮必逆时针旋转（两齿轮外啮合），是小太阳轮便主动顺时针旋转，短行星轮必逆时针旋转（两齿轮外啮合）， 长行星轮必顺时针旋转（两齿轮外啮合），行星架以小太阳轮为轴逆时针旋长行星轮必顺时针旋转（两齿轮外啮合），行星架以小太阳轮为轴逆时针旋 转，但行星架逆时针旋转时被单向离合器转，但行星架逆时针旋转时被单向离合器F F锁止制动，于是长短行星轮便在锁止制动，于是长短行星轮便在 行星架上自转，长行星轮驱动齿

12、圈顺时针旋转（两齿轮内啮合）而输出动力。行星架上自转，长行星轮驱动齿圈顺时针旋转（两齿轮内啮合）而输出动力。 前排长行星轮顺时针旋转，前排大太阳轮逆时针空转，对后排输出无干前排长行星轮顺时针旋转，前排大太阳轮逆时针空转，对后排输出无干 涉涉。 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 14 图图3-64c D 3-64c D1 1档时行星齿轮变速装置转矩传动仿真图 档时行星齿轮变速装置转矩传动仿真图 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 15 2）D1档传动比的计算档传动比的计算 从图可知，该变速器从图可知，该变速器D1档是制动行星架，后排太阳轮档是制动行星架，后排太阳轮 输入

13、，因此后行星排直接输出，只用单排双级行星齿轮机输入，因此后行星排直接输出，只用单排双级行星齿轮机 构运动方程便可计算出构运动方程便可计算出D1档传动比。档传动比。 单排双级行星齿轮机构运动方程为：单排双级行星齿轮机构运动方程为： 2n122n2（12）2n3=0 式中：式中： 2n1、2n2、2n3为后排行星齿轮机构的太阳轮转速、为后排行星齿轮机构的太阳轮转速、 齿圈转速和行星架转速；齿圈转速和行星架转速；2为齿圈齿数与后排太阳轮齿数为齿圈齿数与后排太阳轮齿数 之比之比21。 因因2n3=0 将将2n3=0代入方程代入方程 2n122n2（12）2n3=0中中 得：得： 2n122n2 =0

14、2n1 =22n2 2n1/2n2 =2 即传动比即传动比i= 2n1/2n2 =21 即即D1档传动同向减速增矩。档传动同向减速增矩。 用运动方程计算用运动方程计算D1档传动比档传动比 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 16 用矢量图法算用矢量图法算D1档传动比档传动比 S1 S1 RR R RR C C C C C Rn2 n2n2 n2 n1 n3 n1 1 1 1 11 -12 -12 -12 -12-1 2 1 1 1 1 1 2 2 S1 2S1 2 S1 1 S1 1 S1 1 S1 1 1 2 n1 2 n1 2 n2 S1 2 根据相似三角形传动比根据相似三角形

15、传动比i=D1=2n1/n2= （2-1+1)/1=21，即，即D1档为同向减档为同向减 速增矩速增矩 D1档加速时后排传动矢量图如右图档加速时后排传动矢量图如右图 所示。所示。 在垂直线段在垂直线段1S1CR2S1上过上过2S1点画点画 右向矢量线右向矢量线2n1（小太阳轮输入）。（小太阳轮输入）。 连接连接2n1端点和端点和C点（因行星架制点（因行星架制 动动C点矢量为点矢量为0）与过）与过R点水平线相交点水平线相交 得得n2，n2即为齿圈输出矢量（转速与即为齿圈输出矢量（转速与 方向）。方向）。 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 17 3）D位位D1档汽车滑行传动原理（知识

16、拓展内容）档汽车滑行传动原理（知识拓展内容） 图图3-66aD3-66aD1 1档滑行时行星齿轮变速装置转矩传动示意图档滑行时行星齿轮变速装置转矩传动示意图 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 18 D1档汽车滑行时传动原理档汽车滑行时传动原理 图图3-66所示为所示为D1 档汽车滑行时传动原理图。从图可知，抬加档汽车滑行时传动原理图。从图可知，抬加 速踏板瞬间，汽车因惯性作用仍按原速行驶，使输出轴即齿圈速踏板瞬间，汽车因惯性作用仍按原速行驶，使输出轴即齿圈 按原转速顺时针旋转。按原转速顺时针旋转。 此时离合器此时离合器C1仍工作，所以抬加速踏板则使小太阳轮低速顺仍工作，所以抬加速

17、踏板则使小太阳轮低速顺 转，于是便产生了以下传动情况：齿圈由原来输出变成滑行时转，于是便产生了以下传动情况：齿圈由原来输出变成滑行时 的输入按原转速顺时针旋转，长行星轮顺时针旋转（两齿轮内的输入按原转速顺时针旋转，长行星轮顺时针旋转（两齿轮内 啮合），短行星轮逆时针旋转（两齿轮外啮合）空转，使行星啮合），短行星轮逆时针旋转（两齿轮外啮合）空转，使行星 架顺转，单向离合器架顺转，单向离合器F1解锁。解锁。 可见滑行时通过行星架的顺时针空转使小太阳轮不干涉发动可见滑行时通过行星架的顺时针空转使小太阳轮不干涉发动 机的顺时针低速运转，使发动机对滑行无制动作用。机的顺时针低速运转，使发动机对滑行无制动

18、作用。 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 19 B2B1F1 C3C1 C2 图图3-66b D3-66b D1 1档滑行时行星齿轮变速装置转矩传动结构简图档滑行时行星齿轮变速装置转矩传动结构简图 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 20 图图3-66c D 3-66c D1 1档滑行时行星齿轮变速装置转矩传动仿真图 档滑行时行星齿轮变速装置转矩传动仿真图 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 21 （2）D2档动力传动分析与传动比计算档动力传动分析与传动比计算 1）D2档转矩传动分析档转矩传动分析 图图3-67a D3-67a D2 2档行星齿轮变速装置转

19、矩传动示意图档行星齿轮变速装置转矩传动示意图 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 22 D2档加速时转矩传动分析档加速时转矩传动分析 当自动变速器升入当自动变速器升入D2 档车速范围时，从表档车速范围时，从表3-4可知此时离合器可知此时离合器 C1仍工作，但制动器仍工作，但制动器B2将前排大太阳轮制动，其传动原理如图将前排大太阳轮制动，其传动原理如图 3-67所示。所示。 离合器离合器C1工作后，使后排小太阳轮主动顺时针旋转，所以当工作后，使后排小太阳轮主动顺时针旋转，所以当 小太阳轮主动顺时针旋转后，短行星轮强行逆时针旋转（两齿小太阳轮主动顺时针旋转后，短行星轮强行逆时针旋转（两

20、齿 轮外啮合），使长行星轮顺时针旋转（两齿轮外啮合），因前轮外啮合），使长行星轮顺时针旋转（两齿轮外啮合），因前 后排长行星轮共用，所以在前排，长行星轮既自转又绕固定的后排长行星轮共用，所以在前排，长行星轮既自转又绕固定的 太阳轮公转，太阳轮公转， 又因制动器又因制动器B2制动了大太阳轮，所以齿圈顺时针旋而输出动制动了大太阳轮，所以齿圈顺时针旋而输出动 力。由于长行星轮自转加公转，带动行星架顺时针旋转，但对力。由于长行星轮自转加公转，带动行星架顺时针旋转，但对 输出不起干涉作用。输出不起干涉作用。 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 23 B2B1F1 C3C1 C2 图图3-67

21、b D3-67b D2 2档行星齿轮变速装置转矩传动结构简图档行星齿轮变速装置转矩传动结构简图 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 24 图图3-67c D 3-67c D2 2档时行星齿轮变速装置转矩传动仿真图 档时行星齿轮变速装置转矩传动仿真图 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 25 2）D2档传动比的计算档传动比的计算 用运动方程计算用运动方程计算D2档传动比档传动比 从传动过程可知，从传动过程可知，D2档时，输入件是后排太阳轮，输出件是齿圈，但制动件档时，输入件是后排太阳轮，输出件是齿圈，但制动件 是前排大太阳轮，因此，必须通过两个行星排运动方程的联立才能求出

22、后排是前排大太阳轮，因此，必须通过两个行星排运动方程的联立才能求出后排 太阳轮与齿圏的传动比，才能求出太阳轮与齿圏的传动比，才能求出D2档的传动比。档的传动比。 前排运动方程为：前排运动方程为： 1n1+11n2-(1+1)1n3=0 （1） 后排运动方程为：后排运动方程为：2n122n2（12）2n3=0 （2） 式中：式中： 1n1、1n2、1n3为前排大太阳轮转速、齿圈转速和行星架转速；为前排大太阳轮转速、齿圈转速和行星架转速； 2n1、 2n2、 、2n3为后排小太阳轮转速、齿圈转速和行星架转速为后排小太阳轮转速、齿圈转速和行星架转速1为齿圈齿数与前排太为齿圈齿数与前排太 阳轮齿数之比

23、阳轮齿数之比11。2为齿圈齿数与后排太阳轮齿数之比为齿圈齿数与后排太阳轮齿数之比21 因后排与前排齿圏公用，因此：因后排与前排齿圏公用，因此：1n2=2n2 前后排共用一个行星架，因此：前后排共用一个行星架，因此：1n3= 2n3 因因B2工作，工作， 1n1=0 因输入件是后排太阳轮因输入件是后排太阳轮2n1，齿圈，齿圈1n2=2n2 输出，求传动比输出，求传动比2n12n2， 解上述联立方程即得解上述联立方程即得D2档传动比档传动比i= 2n1/2n2=（1+2）（）（1+1）1 即即D2档为同向减速增矩。档为同向减速增矩。 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 26 用矢量图法

24、计算用矢量图法计算D2档传动比档传动比 1 -1 S1 S2 S2 S2 S2 S2 S2 S1 S1S1 S1 S1 RR R RR R R R RRRR R RRR R R R R C CC C C C CC C C C C C C C C C CC C S S S S SS S S S S S S S S n3 n3n3 n3 n3 n3n3 n3 n3 n2 n2 n2 n2 n2n2n2 n1 n1 n1n1 n1 n1 n1 n2 n2 n1 n1 行星架 齿圈 太阳轮 R 1 -1 n2 n2n2 n2 n1 n1 n1 n3 n1 小太阳轮 大太阳轮 行星架 齿圈 11 111

25、11 1 111 11 1 1 1 11 -1 -1 -1 -1-1 -1-1 -1-1 -1 -1 -1 D D2 2档加速时传动矢量图档加速时传动矢量图 D2档加速时传动矢量图如右图所示。档加速时传动矢量图如右图所示。 在垂直线段在垂直线段S2CRS1上过上过S1点画右向点画右向 矢量线矢量线n1（小太阳轮输入）。（小太阳轮输入）。 连接连接n1端点和端点和S2点（因大太阳轮制动点（因大太阳轮制动 S2点矢量为点矢量为0）与过）与过R点做的水平线相点做的水平线相 交得交得n2，n2即为齿圈输出矢量（转速即为齿圈输出矢量（转速 与转向）。与转向）。 根据相似三角形原理根据相似三角形原理n1/

26、n2=（2- 1+1+1）/（1+1）=（1+2）/ （1+1）1 即即D2档传动比档传动比i1 。D2档为同向减速档为同向减速 增矩。增矩。 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 27 （3）D3档转矩传动分析与传动比计算档转矩传动分析与传动比计算 图图3-70a D3档行星齿轮变速装置转矩传动示意图档行星齿轮变速装置转矩传动示意图 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 28 1）D3档转矩传动分析档转矩传动分析 当换档杆在当换档杆在D位，汽车车速升入位，汽车车速升入D3档范围时，此时离档范围时，此时离 合器合器C1仍工作，但制动器仍工作，但制动器B2切换成离合器切换成离

27、合器C2，其传动，其传动 原理图如图原理图如图3-70所示。所示。 C1将后排小太阳轮与涡轮相连，而前排大太阳轮因将后排小太阳轮与涡轮相连，而前排大太阳轮因 离合器离合器C2工作也与涡轮相连，因此前后太阳轮便连成工作也与涡轮相连，因此前后太阳轮便连成 一体。一体。 由于前后排齿圈共用，使两个行星排连成一刚体，由于前后排齿圈共用，使两个行星排连成一刚体， 在涡轮带动下使齿圈顺转并以在涡轮带动下使齿圈顺转并以1 1的传动比输出，称的传动比输出，称 为直接档。为直接档。 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 29 B2B1F1 C3C1 C2 图图3-70b D3档行星齿轮变速装置转矩传动

28、结构简图档行星齿轮变速装置转矩传动结构简图 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 30 图图3-70c D3档行星齿轮变速装置转矩传动仿真图档行星齿轮变速装置转矩传动仿真图 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 31 2）D3档传动比的计算档传动比的计算 用运动方程计算用运动方程计算D3档传动比档传动比 D3档时，前排运动方程为：档时，前排运动方程为： 1n1+11n2-(1+1)1n3=0 （1） 后排运动方程为：后排运动方程为：2n122n2（12）2n3=0 （2） 因因C1将后排小太阳轮与涡轮相连，而前排大太阳轮因离合器将后排小太阳轮与涡轮相连，而前排大太阳轮因离合

29、器C2 工作也与涡轮相连，因此前后太阳轮便连成一体。又前后排齿圈工作也与涡轮相连，因此前后太阳轮便连成一体。又前后排齿圈 共用，因此使两个行星排连成一刚体。共用，因此使两个行星排连成一刚体。 所以所以1n1=1n2=1n3= 2n1=2n2=2n3 传动比传动比i=D3=2n1/2n2=1 即即D3档传动比档传动比i=D3=1， D3档传动为同向、同速、同矩。档传动为同向、同速、同矩。 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 32 D位位D3档加速时传动用矢量图计算档加速时传动用矢量图计算D3档传动比档传动比 S1 R C n2 n1 1 -1 2 1 2 S1 1 2 n1 1 D3

30、档加速时传动矢量图如右图所示。档加速时传动矢量图如右图所示。 在垂直线段在垂直线段1S1CR2S1上过上过2S1、1S1画画 右向矢量线右向矢量线2n1和和1n1（大小太阳轮通（大小太阳轮通 过离合器过离合器C1 、C2均与涡轮相连输入均与涡轮相连输入 转速转向相同）。转速转向相同）。 连接矢量线连接矢量线2n1和和1n1端点线段与端点线段与 2S11S1线段平行与过 线段平行与过R点点n2相交得相交得n2， n2即为齿圈输出。即为齿圈输出。 2n1=n2 2n1/n2 =1 即即D3档传动比档传动比i=1 D3档传动为同向同速同矩。档传动为同向同速同矩。 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿

31、轮变速装置 33 3）D3挡汽车滑行时传动原理（知识拓展内容）挡汽车滑行时传动原理（知识拓展内容） 汽车在汽车在D3档行驶滑行时，在抬加速踏板瞬间，发动机转档行驶滑行时，在抬加速踏板瞬间，发动机转 速迅速下降，变速器输出轴在汽车惯性力作用下仍以原转速迅速下降，变速器输出轴在汽车惯性力作用下仍以原转 速顺时针转，且由原来的输出件变成输入件，此时因离合速顺时针转，且由原来的输出件变成输入件，此时因离合 器器C1与与C2仍工作，仍将前后行星排连成一体，因此整个行仍工作，仍将前后行星排连成一体，因此整个行 星排在齿圈带动下按原转速顺时针旋转，于是涡轮必被带星排在齿圈带动下按原转速顺时针旋转，于是涡轮必

32、被带 动也按原转速顺时针转，使发动机对滑行产生制动作用。动也按原转速顺时针转，使发动机对滑行产生制动作用。 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 34 （4）D4档转矩传动分析与传动比计算档转矩传动分析与传动比计算 图图3-72a D4档行星齿轮变速装置转矩传动示意图档行星齿轮变速装置转矩传动示意图 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 35 当换档杆在当换档杆在D位，车速升至位，车速升至D4档范围后，此时离合器档范围后，此时离合器C3工作，制动器工作，制动器B2工工 作，其传动原理如下：作，其传动原理如下： D4 档汽车加速时，前后行星排传动情况如图档汽车加速时，前后行星

33、排传动情况如图3-72所示。所示。 离合器离合器C3工作后，将行星架与涡轮连成一体，成为该档的输入件，而工作后，将行星架与涡轮连成一体，成为该档的输入件，而B2制制 动器工作后又把前排太阳轮制动，于是在前排便形成大太阳轮制动，行星架动器工作后又把前排太阳轮制动，于是在前排便形成大太阳轮制动，行星架 输入而齿圈输出转矩的格局。当行星架在涡轮带动下顺时针旋转时，必使行输入而齿圈输出转矩的格局。当行星架在涡轮带动下顺时针旋转时，必使行 星轮随行星架顺时针旋转，但因此时大太阳轮制动，行星轮即顺时针自转又星轮随行星架顺时针旋转，但因此时大太阳轮制动，行星轮即顺时针自转又 随行星架公转，长行星轮的自转与公

34、转，齿圈顺时针旋转而输出。由此可随行星架公转，长行星轮的自转与公转，齿圈顺时针旋转而输出。由此可 知，齿圈除随行星架一起顺时针旋转外，又加上了行星轮自转转速，由此可知，齿圈除随行星架一起顺时针旋转外，又加上了行星轮自转转速，由此可 知，齿圈的转速高于行星架的转速，成超速档。知，齿圈的转速高于行星架的转速，成超速档。 在后排，长行星轮顺转，使短行星轮逆时针旋转，短行星轮逆时针旋转在后排，长行星轮顺转，使短行星轮逆时针旋转，短行星轮逆时针旋转 时，后排太阳轮便顺时针原转速空转，对前排输出不干涉。时，后排太阳轮便顺时针原转速空转，对前排输出不干涉。 1）D位位D4档转矩传动分析档转矩传动分析 单元三

35、单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 36 B2B1F1 C3C1 C2 图图3-72b D3-72b D4 4档行星齿轮变速装置转矩传动结构简图档行星齿轮变速装置转矩传动结构简图 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 37 图图3-72c D4档时行星齿轮变速装置转矩传动仿真图档时行星齿轮变速装置转矩传动仿真图 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 38 2）D4档传动比的计算档传动比的计算 用运动方程计算用运动方程计算D4档传动比档传动比 前排运动方程为：前排运动方程为： 1n1+11n2-(1+1)1n3=0 （ （1） 上式中：上式中：1n1、1n2、1n3为前

36、排大太阳轮转速、齿圈转为前排大太阳轮转速、齿圈转 速和行星架转速，速和行星架转速，1为齿圈齿数与前排太阳轮齿数之为齿圈齿数与前排太阳轮齿数之 比比11。 大太阳轮制动大太阳轮制动1n1=0，将，将1n1=0代人（代人（1）式得：）式得： 11n2-(1+1)1n3=0 11n2=(1+1)1n3 1n3/1n2=1/(1+1)1 即即D4档传动比档传动比i=1n3/1n21 D4档传动同向增速减扭。档传动同向增速减扭。 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 39 用矢量图法计算用矢量图法计算D4档传动比档传动比 S1 S1 RR R RR C C C C C Rn2 n2n2 n2

37、n1 n3 n1 1 1 1 11 -12 -12 -12 -12-1 2 1 1 1 1 1 2 2 S1 2S1 2 S1 1 S1 1 S1 1 S1 1 1 2 n1 2 n1 2 n2 S1 2 传动比传动比D4档传动比档传动比i=n3/n2 =1/（ （1+1）1， 即即D4档为同向增速减矩。档为同向增速减矩。 D4档加速时传动矢量图如右图所示。档加速时传动矢量图如右图所示。 在垂直线段在垂直线段1S1CR2S1上过上过C点画右向点画右向 水平矢量线水平矢量线n3（行星架输入为（行星架输入为n3）。）。 连接连接1S1点（因大太阳轮制动点（因大太阳轮制动1S1点矢点矢 量为量为0）和）和n3端点的延长线与过端点的延长线与过R点做点做 的水平线相交得的水平线相交得n2，n2即为齿圈输出即为齿圈输出 转速与转向。转速与转向。 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 40 （5）倒档转矩传动分析与传动比计算）倒档转矩传动分析与传动比计算 图图3-75a R档行星齿轮变速装置转矩传动示意图档行星齿轮变速装置转矩传动示意图 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置 41 当换档