二、行星齒輪變速機構

行星齒輪機構是自動變速器的變速機構，也是自動變速器整個系統涉及機械部件最多的一部分。行星齒輪機構中不同元件的工作組合就實現了不同檔位的傳動比和傳遞方向——低速檔、直接檔、超速檔、倒檔以及P/N的空檔），即實現各檔（車輛運行速度的變化由該系統來決定）。要掌握和了解齒輪變速傳遞工作原理首先要弄清行星齒輪組（單排）的傳遞規律，它只包括單排單級齒輪和單排雙級齒輪兩種齒輪組的傳遞規律，然后利用這一規律來分析當今新款自動變速器比較常見的串聯式行星排、拉維娜式行星排以及新式萊佩萊捷式行星排的每一個檔位動力傳遞，以便在維修中分析故障。

在單排單級行星排中（圖3-15），太陽輪、齒圈和行星架（行星架上有一組行星齒輪）3個元件可以實現8種邏輯組合：有一個主動加之一個固定元件就會形成一個元件的輸出（也就是一個動力檔），通過這種方式可使每一個元件分別主動兩次、分別從動兩次，同時又分別作為固定元件出現兩次，這樣3個元件的交叉組合可完成6種組合；3個元件中的任意一個元件都不受約束（空檔），3個元件中任意兩個元件鎖在一起，作為主動元件或者作為從動元件（直接檔），又是兩種組合。行星架上的小行星輪在這里只是起到傳力、改變傳遞方向的作用，并不參與齒輪傳動比的計算。在單排單級齒輪組的3個元件中，太陽輪的齒數最少，行星架的當量齒數最多（雖說行星架沒有齒數相當于其有齒數），因此在過去可以通過“行星架當量齒數=太陽輪齒數+齒圈齒數”這一公式來計算自動變速器各檔位的傳動比。而現如今，隨著自動變速器齒輪機構形式的發展，前進檔位數的增多，這一公式的計算已經不能滿足要求，目前是通過按照內嚙合行星齒輪組的能量守恒定律可得到該齒輪傳動比的計算方程式，單排單級行星齒輪組的傳動比計算公式：

圖3-15 單排單級行星齒輪組

n₁+αn₂-（1+α）n₃=0（在實際維修中并不去計算各檔位的傳動比，但理論上一定要了解）其中，n₁代表的是太陽輪的轉速；n₂代表的是齒圈的轉速；n₃代表的是行星架的轉速；α代表齒圈與太陽輪的齒數比（由于齒圈的齒數永遠多于太陽輪齒數，因此α永遠大于1）。

變速器實際傳動比是輸入軸的轉速與輸出軸的轉速之比（利用兩個傳感器得到），而輸入軸及輸出軸之間轉速的變化還取決于行星排各元件的組合，因此就會根據此公式計算出單排齒輪中三個元件的工作組合所實現的低速檔、直接檔、超速檔以及倒檔的齒輪傳動比。例如，當太陽輪作為主動元件、齒圈固定、行星架輸出時，通過計算得到的傳動比是1+α，傳動比遠遠大于1，顯然是很慢的低速檔。

這樣，通過行星排各元件的6種組合關系就會總結出單排單級行星齒輪組的傳遞規律：在三元件中行星架尤為重要，當行星架作為主動元件出現時，無論太陽輪還是齒圈哪一元件作為固定元件，所實現的輸出都是超速輸出，即超速檔；當行星架作為從動元件出現時，無論是太陽輪主動還是齒圈主動，無論是太陽輪固定還是齒圈固定，實現的輸出都永遠是低速傳動，即低速檔；當行星架作為固定元件出現時，無論是太陽輪主動還是齒圈主動，實現的輸出都是反向輸出，即倒檔功能（得到的傳動比為負值）。

在單排雙級行星排中（圖3-16），也是由太陽輪、齒圈和行星架（行星架上有兩組行星齒輪）組成，與單排單級行星排的區別就是多了一組行星輪（相當于多了一組介輪），3個元件也可以實現8種邏輯組合。根據內嚙合行星齒輪組的能量守恒定律得到該種齒輪傳動比的計算方程式，傳動比計算公式：

n₁^-αn2-（1-α）n₃=0。

圖3-16 單排雙級齒輪組

通過其中的6種組合關系總結出單排雙級行星齒輪組的傳遞規律：在三元件中不再是行星架最重要而是齒圈最重要，當齒圈作為主動元件出現時，無論太陽輪還是行星架哪一元件作為固定元件，所實現的輸出都是超速輸出即超速檔；當齒圈作為從動元件出現時，無論是太陽輪主動還是行星架主動，無論是太陽輪固定還是行星架固定，實現的輸出都永遠是低速傳動即低速檔；當齒圈作為固定元件出現時，無論是太陽輪主動還是行星架主動，實現的輸出都是反向輸出，但速度不確定（得到的傳動比為負值）。這樣便可以利用行星齒輪的兩種傳遞規律來分析當今轎車4、5、6、7、8檔自動變速器的每一個檔位的動力傳遞。