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现代汽车的自动变速器主要采用的是行星齿轮式自动变速器

现代汽车的自动变速器主要采用的是行星齿轮式自动变速器,其中按照变速器内行星齿轮机构的连接关系不同,有很多种。

与辛普森式行星变速机构不同的是,改进辛普森行星自动变速器将原辛普森式行星变速机构的公共太阳轮拆开,即两个行星排中的太阳轮各自独立,前行星架后齿圈或者前齿圈后行星架连接在一起作为整个机构的输入或输出单元,通过两个单排单级行星齿轮机构,加之相应的换挡执行元件,最多可实现四个前进档和一个倒挡,这一点是比经典辛普森进步的地方,原来经典辛普森最多可以实现三个前进挡和一个倒挡(在不增加行星排的情况下)。

目前,美国的通用、福特汽车公司采用的自动变速器多为改进辛普森式行星齿轮变速器,日本马自达汽车自动变速器也是采用改进辛普森式,这可能是源于马自达与福特的“血缘”关系吧。

通用公司生产的4T65E自动变速器为典型的改进辛普森式行星齿轮式自动变速器,它适用于发动机横置,前轮驱动的车辆,用于上海通用公司生产的别克及别克君威乘用车。

4T65E自动变速器适用车型除别克系列外,还用于凯迪拉克、庞蒂克、奥兹莫比尔、雪弗兰等车型。

通用别克4T65E四档改进辛普森行星齿轮自动变速器传动简图如下:
4T65E的典型特点是前排行星架和后排齿圈连接在一起作为输入端,后排行星架和前排齿圈故连在一起作为输出端。

通用别克4T65E四档改进辛普森行星齿轮自动变速器挡位图
4T65E的挡位分析
1)变速杆在P/N位时,离合器C1结合,驱动单向离合器F1外圈,单向离合器F1锁止,动力传至前排太阳轮。

但此时前排太阳轮,前排行星
架/后排齿圈、后排太阳轮三个部件中没有固定部件,都在空转,没有动力传递。

2)当变速杆位于D位时,在D-1挡,离合器C1结合,驱动单向离合器F1外圈,单向离合器F1锁止,动力传至前排太阳轮,前排太阳轮驱动前排行星架/后排齿圈同向旋转;制动器B1工作,单向离合器F2锁止,防止后排太阳轮反向旋转,则后排行星架/前排齿圈被同向减速驱动,车辆前行。

单向离合器F1和单向离合器F2的锁止是动力传递不可缺少的环节。

但当转矩来自车轮时(车辆滑行),前排太阳轮有同向增速旋转的趋势,则F1和F2滑转,动力不能反向传递到发动机,所以,D-1挡没有发动机制动作用。

当然如果想利用滑行以省油的话,最好没有发动机制动哦,因为没有发动机制动的时候,滑行的更远。

3)当变速杆处于D位时,在D-2挡,离合器C2结合,通过2挡驱动套驱动前排行星架/后排齿圈旋转,制动器B1工作,低速挡单向离合器F2锁止,后排太阳轮被固定,则后排行星架/前排齿圈被同向减速驱动,车辆前进。

如同上面的分析,车辆在D-2挡也没有发动机制动作用。

4)当变速杆处于D位时,在D-3挡,离合器C2结合,通过2挡驱动套将动力传给前排行星架/后排齿圈;同时离合器C3结合,单向离合器F3锁止,使前排太阳轮不能超速旋转,超速被限定在3挡离合器的转速(输入转速)。

这就同时驱动了前排行星架和前排太阳轮,根据行星传动的特点,这时整个行星齿轮机构整体旋转,实现直接挡。

当转矩来自车轮时(滑行),此时单向离合器F3超越,不能将动力传给发动机,因此D-3挡没有发动机制动。

5)当变速杆处于D时,在D-4挡,离合器C2接合,通过2挡驱动套将动力传给前排行星架/后排齿圈;制动器B4工作,将前排太阳轮固定,则前排齿圈/后排行星架为同向输出。

在D-4挡,由于没有单向离合器参与制动,因此有发动机制动。

6)当变速杆处于R位时,离合器C1接合,单向离合器F1锁止,驱动前排太阳轮旋转,制动器B3工作,将前排行星架固定,则前排齿圈/后排行星架为反向输出。

7)当变速杆处于3位时,变速器的挡位仅在1,2,3挡之间变化,不能升入4挡。

3-1挡,3-2挡与D-1,D-2挡完全相同,没有发动机制动。

在3-3挡,离合器C2,C3接合,整个行星齿轮机构整体回转,获得直接挡,离合器C1也接合,它不传递动力,仅是为了滑行时获得发动机制动作用。

8)当变速杆处于2位时,变速器的挡位仅能在1,2挡之间变化,不能升入更高档。

2-1挡与D-1挡相同,不能获得发动机制动作用。

2-2挡与D-2挡的不同之处就是B2加入了D-2挡的工作,将后排太阳轮双向抱死,以获得发动机制动,这一点同原辛普森式变速器的做法是一样的。

9)当变速杆处于1位时,动力传递路线与D-1挡相同,只是制动器B2加入了工作,离合器C3也加入接合,通过单向离合器F3防止前排太阳
轮顺时针滑转。

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