北京理工大学-汽车自动变速器原理与维修

一、概述

　　拉维奈尔赫式行星齿轮机构也采用双行星排组合，其结构的特点是：两行星排具有公共行星架和齿圈，前太阳轮、短行星轮、长行星轮、行星架及齿圈组成一个双行星轮式行星排，后太阳轮、长行星轮、行星架及齿圈组成一个单行星轮式行星排。因此，它具有四个独立元件：前太阳轮、后太阳轮、行星架和齿圈。

1-前太阳轮2-后太阳轮 3-行星架 4-短行星轮 5-长行星轮6-齿圈

二、拉维奈尔赫式三挡行星齿轮变速机构的结构和原理

　　1）.结构
　　图9．12显示拉维奈行星齿轮机构的结构图，它由双排的行居齿轮机构组成．具有大、小两个太阳轮、三个长行星轮和三个短行星轮并共用同一行星架，仅有一个齿圈并和输出轴连接。拉维奈行星齿轮机构可以组成三个前进档及一个倒档。它的前排是一个简单行星齿轮机构，而后排则是一个双行星轮的齿轮机构。
　　2）．各执行元件的功能
　　图9．13显示拉维东行星齿轮机构和变速执行元件之间的关系。该机构的变速执行元件有五件，前多片离合器C1，后多片离合器C2，前制动带B1，后制动

带B2，单向离合器F1。当多片离合器、制动带和单向离合器起作用时具有以下效果。
　　①前多片离合器C1作用肥来自输入轴（涡轮轴）的输入动力接到后排主太阳轮。
　　②后多片离合器C2作用，把来自涡轮轴的输入动力接到前排第2太阳轮。
　　③前制动带B1作用，固定第2太阳轮不动，结果第2行星轮围绕第2太阳轮外缘转动，行星齿轮机构作用。
　　④后制动带B2作用，固定行星架不动，结果行星轮仅作为过渡轮，它绕自己轴线转动。
　　⑤单向离合器F1作用，固定行星架不动，使单向离合器在逆时针转动时有自行锁止的功能。它具有后制动带作用时的同样功能。
　　3）．动力流分析
　　为了进一步理解拉维奈行星齿轮机构各档传动比是如何实现的，驱动力和动力流是如何通过各种齿轮部件的，下面进行各档位的动力流分析。表9．2列出变速执行元件状态和档位间的关系，拉维奈行星齿轮机构变速器执行元件工作规律。

　　1）l档
　　操作预选杆手柄位于D位置，C1多片离合器作用，主太阳轮3是驱动件。F1单向离合器作用并将行星架固定。机构动力流：主太阳轮传到主行星轮，再传到第2行星轮，然后到齿圈，最后传给输出轴。
　　为了在1档传动比状态下能够实现发动机制动，可将预选杆置于低档（L或1）位置，此时若处在1档，则C1多片离合器和B2后制动带同时作用，并将行星架固定。这种情况下的动力流和预选杆置于D位是完全相同的，但汽车在下坡时，驱动轮可以通过行星齿轮机构反向带动发动机，利用发动机怠速运转阻力实现发动机制动。
　　2）2档
　　C1多片离合器和F1前制动带同时作用，主太阳轮仍然是驱动件，第2太阳轮被后制动带固定。动力流从主太阳轮传到主行星轮，然后传到第2行星轮，由于第2太阳轮被固定，第2行星轮只能在行星架的顺时针转动的基础上实现顺时针自转，最后带动齿圈旋转，齿圈带动输出轴转动，其转动方向和发动机方向一致。输出轴是减速运动。
这种拉维奈行星齿轮机构，处在2档传动比状态时，驱动轮逆向传入的动力，始终和发动机相连，因此只能实现发动机制动，而不存在汽车滑行，不管预选杆置于D或2位置。
　　3）3档
　　C1多片离合器和C2多片离合器同时作用，主太阳轮和第2太阳轮同时作为驱动件带动第2行星轮转动。此时第2行星轮不可能产生两种不同方向的旋转，整个机构锁止，相互间合成一整体，因此就出现了直接档，传动比1：1。前面曾提到，行星齿轮机构任意两元件同速同方向，则就产生直接档。在这里就是主太阳轮和第2太阳轮同速同方向，产生直接档的效果。
　　4）倒档
　　C2多片离合器和B2后制动带同时作用，第2太阳轮作为驱动件，行星架被后制动带固定。动力流从涡轮输出轴经CZ多片离合器传给第2太阳轮作顺时针转动，并带动第2行星轮逆时针转动，由于行星架固定不动，第2行星轮只能自转并带动齿圈逆时针转动。输出轴的转动方向与发动机相反，提供倒档。倒档传动比是齿圈和第2太阳轮齿数之比，传动比大于l。输出轴是一种减速运动。
　　目前采用拉维奈行星齿轮机构的有韩国Hyundai（现代）A4AF、A4BF（同克莱斯勒KM175、KM176）、日本马自达 FA4A－EL和 GF4A－EL、德国大众096和097型等自动变速器。

三、拉维奈尔赫式四挡行星齿轮变速机构的结构和原理

　　在拉维奈尔赫式三档行星齿轮变速器的输入轴和太阳轮之间增加一个前进强制离合器C3，在前进档离合器C1从动部分与后太阳轮之间增加一个前进单向离合器F2，在输入轴和行星架之间增加高档离合器C4，即成为具有超速档的四档行星齿轮变速器。

拉维奈尔赫式行星齿轮机构示意图

1-输入轴 2-大太阳轮 3-小太阳轮 4-齿圈 5-输出轴 6-短行星齿轮 7-长行星齿轮

C1-前进离合器 C2-倒档离合器 C3-前进强制离合器 C4-高速档离合器
B1-2档四档制动器 B2-抵档换档制动器 F1-低档单向离合器 F2-前进单向离合器

拉维奈尔赫式四档行星齿轮变速器档位与执行元件工作关系表
○为元件工作　●为元件接合或制动，但不传递动力。

换档手柄位置	档位	换档执行元件
换档手柄位置	档位
D	1档	○						○	○
	2档	○				○			○
	3档	○			○				○
	超速档	●			○	○
R	倒档		○				○
S、L或2、1	1档			○			○
	2档			○
	3档			○	○

　　拉维奈尔赫式四档行星齿轮变速器各档动力传递路线：
　　a.前进1档、2档(D位1档、2档)前进离合器C1接合，动力经C1和前进单向离合器F2传至后太阳轮。
　　（1）1档时，因行星架被单向离合器F1锁止，发动机动力再经短行星轮、长行星轮传给齿圈和输出轴。
　　（2）2档时，因前太阳轮被制动器B1制动，发动机动力经由后太阳轮传至短行星轮、长行星轮、行星架，再传给齿圈和输出轴。各件的具体工作情况及传动比与拉维奈尔赫式三档行星齿轮变速器相同。
　　当汽车滑行时，单向离合器F2处于脱离状态，后太阳轮可自由转动，行星齿轮变速器失去反向传递动力的能力，前进1档和2档均没有发动机制动作用。
　　b.手动1档、2档（1、2位或L、S位）
　　（1）前进强制离合器C3结合，发动机动力经C3直接传至后太阳轮，此时C3的作用与拉维奈尔赫式三档行星齿轮变速器中的前进离合器C1相同。
　　（2）手动1档时，低档及倒档制动器B2工作，行星架被固定，动力传递路线与1档相同。但在汽车滑行时，可利用发动机制动。
　　（3）手动2档时，2档制动器B1工作，前太阳轮被制动，动力传递路线与2档相同。在汽车滑行时，同样可利用发动机进行制动。
　　c.前进3档(D位3档)
　　（1）前进离合器C1、高档离合器C4同时结合，后太阳轮与行星架被联结成一体，形成直接档，传动比等于1。发动机动力由输入轴经离合器C1、C4至后太阳轮、短行星轮、长行星轮、齿圈到输出轴。
　　（2）当汽车滑行时，单向离合器F2处于脱离状态，后太阳轮可自由转动，故该档也没有发动机制动作用。
　　d.手动3档
　　（1）前进强制离合器C3、高档离合器C4均结合，后行星排中两个元件互相连接，成为直接档，动力经离合器C3、C4传递，其路线与前进3档相同。
　　（2）汽车滑行时，离合器C3和C4均能反向传递动力，故可利用发动机产生制动作用。
　　e.前进4档(D位4档)
　　高档离合器C4结合，输入轴与行星架连接，前制动器B1工作，前太阳轮被固定。动力经由离合器C4传至行星架，长行星轮被行星架带动作顺时针公转的同时也产生自转，并驱动齿圈和输出轴向顺时针方向旋转，传动比为：
　　

　　i的值小于1，故为超速档。
　　f.倒档
　　倒档离合器C2、低档及倒档制动器B2同时工作，传动比和传动路线与三档拉维奈尔赫式行星齿轮变速器相同