二、行星齿轮变速机构

行星齿轮机构是自动变速器的变速机构，也是自动变速器整个系统涉及机械部件最多的一部分。行星齿轮机构中不同元件的工作组合就实现了不同档位的传动比和传递方向——低速档、直接档、超速档、倒档以及P/N的空档），即实现各档（车辆运行速度的变化由该系统来决定）。要掌握和了解齿轮变速传递工作原理首先要弄清行星齿轮组（单排）的传递规律，它只包括单排单级齿轮和单排双级齿轮两种齿轮组的传递规律，然后利用这一规律来分析当今新款自动变速器比较常见的串联式行星排、拉维娜式行星排以及新式莱佩莱捷式行星排的每一个档位动力传递，以便在维修中分析故障。

在单排单级行星排中（图3-15），太阳轮、齿圈和行星架（行星架上有一组行星齿轮）3个元件可以实现8种逻辑组合：有一个主动加之一个固定元件就会形成一个元件的输出（也就是一个动力档），通过这种方式可使每一个元件分别主动两次、分别从动两次，同时又分别作为固定元件出现两次，这样3个元件的交叉组合可完成6种组合；3个元件中的任意一个元件都不受约束（空档），3个元件中任意两个元件锁在一起，作为主动元件或者作为从动元件（直接档），又是两种组合。行星架上的小行星轮在这里只是起到传力、改变传递方向的作用，并不参与齿轮传动比的计算。在单排单级齿轮组的3个元件中，太阳轮的齿数最少，行星架的当量齿数最多（虽说行星架没有齿数相当于其有齿数），因此在过去可以通过“行星架当量齿数=太阳轮齿数+齿圈齿数”这一公式来计算自动变速器各档位的传动比。而现如今，随着自动变速器齿轮机构形式的发展，前进档位数的增多，这一公式的计算已经不能满足要求，目前是通过按照内啮合行星齿轮组的能量守恒定律可得到该齿轮传动比的计算方程式，单排单级行星齿轮组的传动比计算公式：

图3-15 单排单级行星齿轮组

n₁+αn₂-（1+α）n₃=0（在实际维修中并不去计算各档位的传动比，但理论上一定要了解）其中，n₁代表的是太阳轮的转速；n₂代表的是齿圈的转速；n₃代表的是行星架的转速；α代表齿圈与太阳轮的齿数比（由于齿圈的齿数永远多于太阳轮齿数，因此α永远大于1）。

变速器实际传动比是输入轴的转速与输出轴的转速之比（利用两个传感器得到），而输入轴及输出轴之间转速的变化还取决于行星排各元件的组合，因此就会根据此公式计算出单排齿轮中三个元件的工作组合所实现的低速档、直接档、超速档以及倒档的齿轮传动比。例如，当太阳轮作为主动元件、齿圈固定、行星架输出时，通过计算得到的传动比是1+α，传动比远远大于1，显然是很慢的低速档。

这样，通过行星排各元件的6种组合关系就会总结出单排单级行星齿轮组的传递规律：在三元件中行星架尤为重要，当行星架作为主动元件出现时，无论太阳轮还是齿圈哪一元件作为固定元件，所实现的输出都是超速输出，即超速档；当行星架作为从动元件出现时，无论是太阳轮主动还是齿圈主动，无论是太阳轮固定还是齿圈固定，实现的输出都永远是低速传动，即低速档；当行星架作为固定元件出现时，无论是太阳轮主动还是齿圈主动，实现的输出都是反向输出，即倒档功能（得到的传动比为负值）。

在单排双级行星排中（图3-16），也是由太阳轮、齿圈和行星架（行星架上有两组行星齿轮）组成，与单排单级行星排的区别就是多了一组行星轮（相当于多了一组介轮），3个元件也可以实现8种逻辑组合。根据内啮合行星齿轮组的能量守恒定律得到该种齿轮传动比的计算方程式，传动比计算公式：

n₁^-αn2-（1-α）n₃=0。

图3-16 单排双级齿轮组

通过其中的6种组合关系总结出单排双级行星齿轮组的传递规律：在三元件中不再是行星架最重要而是齿圈最重要，当齿圈作为主动元件出现时，无论太阳轮还是行星架哪一元件作为固定元件，所实现的输出都是超速输出即超速档；当齿圈作为从动元件出现时，无论是太阳轮主动还是行星架主动，无论是太阳轮固定还是行星架固定，实现的输出都永远是低速传动即低速档；当齿圈作为固定元件出现时，无论是太阳轮主动还是行星架主动，实现的输出都是反向输出，但速度不确定（得到的传动比为负值）。这样便可以利用行星齿轮的两种传递规律来分析当今轿车4、5、6、7、8档自动变速器的每一个档位的动力传递。