三、4速串聯(lián)式行星齒輪變速原理分析

目前一些新款小排量轎車所用的4AT使用的串聯(lián)式行星排也比較常見，這種串聯(lián)式實(shí)際上就是過去傳統(tǒng)辛普森式的改進(jìn)型（過去傳統(tǒng)辛普森式已不再使用）。它的最大特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較緊湊，兩個(gè)單排中除了兩個(gè)單獨(dú)的太陽輪外，前排齒圈和后排行星架連為一體，而前排行星架又和后排齒圈連為一體，同時(shí)前排齒圈和后排行星架還永遠(yuǎn)作為輸出元件，這種組合可實(shí)現(xiàn)4前1倒的變速功能（圖3-17）。目前國內(nèi)使用這種結(jié)構(gòu)的自動變速器車型有三星道奇旅行車的41TE型變速器、現(xiàn)代轎車的F4A42變速器、標(biāo)致及雪鐵龍系列的AL4變速器、上海通用系列的4T65E和4HP-16變速器及豐田花冠轎車的U341E變速器等。

圖3-17 串聯(lián)式行星齒輪組

下面分析41TE型變速器各檔動力傳遞流程。

1）當(dāng)變速器執(zhí)行1檔時(shí)（圖3-18），參與工作的元件有離合器C1和制動器B2，低檔/直接檔離合器C1接合將發(fā)動機(jī)輸出動力經(jīng)輸入軸傳遞到后排太陽輪上。低檔/倒檔制動器B2工作后又將前架和后圈固定住，因此在后排就相當(dāng)于后太陽輪主動齒圈固定，行星架大速比減速輸出，形成1檔傳動比。動力傳遞在后單排單級齒輪里完成。

圖3-18 1檔動力流程

2）當(dāng)變速器由1檔切換2檔時(shí)（圖3-19），主動元件仍然是后太陽輪，而固定元件不再是制動器B2，通過2檔/4檔制動器B1的工作來固定前太陽輪。傳遞路線為：由于變速器在執(zhí)行1檔時(shí)，制動器B2不但固定了后齒圈，同時(shí)還固定了前行星架，輸出車輪與后架前圈相連，因此變速器在1檔時(shí)，由于前圈（后架和車輪）順轉(zhuǎn)前架被固定使前太陽輪形成自由的逆轉(zhuǎn)；但變速器控制單元發(fā)出2檔命令時(shí)由于B1制動器參與工作將前太陽輪鎖死，這樣在前排里就形成了前圈主動、前太陽輪固定、前架輸出的減速裝置。由于前架和后圈為一體，因此就相當(dāng)于前架給后圈實(shí)現(xiàn)一個(gè)減速輸出，后圈由原來1檔的靜止?fàn)顟B(tài)慢慢的轉(zhuǎn)動起來，這樣在后單排中后太陽輪以輸入軸的轉(zhuǎn)速輸入后齒圈已遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于輸入軸的轉(zhuǎn)速輸入（同方向而不同速度輸入），迫使后行星架高于1檔速度輸出而仍低于輸入軸的輸入轉(zhuǎn)速形成2檔傳動比。1檔與2檔速度的變化在于后齒圈上（1檔圈靜止、2檔圈轉(zhuǎn)動），動力傳遞在兩個(gè)行星排里完成。

圖3-19 2檔動力流程

3）當(dāng)變速器執(zhí)行3檔時(shí)（圖3-20），B1制動器釋放而直接檔/超速檔離合器C2接合，C2離合器參與工作，將發(fā)動機(jī)輸出動力經(jīng)輸入軸傳遞到前架和后圈上，而C1離合器繼續(xù)保持發(fā)動機(jī)輸出動力仍然傳遞到后太陽輪上，這樣在后行星排中就形成了后太陽輪和后齒圈以同方向、同樣速度輸入，致使后行星架以同方相同速度的輸出形成1∶1傳動的直接檔。動力傳遞在兩個(gè)行星排中完成。

圖3-20 3檔動力流程

4）當(dāng)變速器執(zhí)行超速4檔時(shí)（圖3-21），C1離合器釋放B1制動器再次接合，主動元件仍以C2離合器為主來驅(qū)動前架和后圈，B1制動器再次接合將前太陽輪又一次固定住，因此在前排里就形成架主動太陽輪固定齒圈超速輸出的結(jié)果。由于前圈與后架連為一體，因此4檔的動力傳遞只是在前排里完成。

圖3-21 4檔動力流程

5）當(dāng)變速器變速桿置于倒檔位置時(shí)（圖3-22），倒檔離合器C3參與工作將發(fā)動機(jī)動力經(jīng)輸入軸傳遞到前排太陽輪上，同時(shí)低檔/倒檔制動器B2參與工作，又將前架和后圈固定住，這樣就形成了在前排里太陽輪主動、行星架固定齒圈反向減速輸出的結(jié)果即實(shí)現(xiàn)出與輸入方向相反的倒檔傳動比。動力傳遞只是在前排里完成。

圖3-22 R位倒檔動力流程