行星动力变速器的典型构造设计

行星齿轮机构与操纵执行机构结合，构成了具有不同挡位的行星齿轮变速器，即在输入转速、转矩相同的条件下，可以通过行星齿轮变速器的挡位变换，得到不同的输出转速和转矩。在分析单排行星齿轮机构的工作时，通过选取主动件和从动件，并固定不同的基本元件，可以得到两个前进挡和一个倒挡。实际上，这是理论上的情况。作为一个实用的行星齿轮变速器，其主动的输入件和从动的输出件相对不变，否则将会使机构过于复杂。

图14-25 动力换挡变速器结构图

（1）KSS85Z型装载机行星齿轮变速器 日本川崎KSS85Z型装载机的变速器系组合式变速器，由双导轮复合式变矩器和一个两挡的行星式动力换挡变速器组合而成，其结构如图14-26所示。导轮R₁通过超越离合器2及齿轮减速后与涡轮输出轴连接。

图14-26 KSS85Z型行星变速器简图

1—变矩器 P—泵轮 T—涡轮 R₁—第一导轮 R₂—第二导轮 2—超越离合器（自由轮） 3—二挡离合器 4—一挡制动器 5—倒退挡制动器 6—手制动

变速器的传动系统由两个行星排组成。两个行星排的太阳轮、行星轮和内齿圈的齿数均各个相等，而在前行星排内齿圈上设有一挡制动器4，后行星排行星架设有倒挡制动器5，直接挡是由二挡离合器3的结合而得到的。

变速器有两个前进挡，一个倒挡，但由于与双导轮变矩器相匹配，故实际上有四个前进挡，二个倒挡。其中前进一、二挡，前进三、四挡及倒挡一、二挡的变换都是自动进行的，操作轻便，换挡时不中断动力传递，可提高作业效率，减少变速器的挡数，只用两个挡就能得到四挡速度，满足了装载机对牵引力和速度的要求。

（2）轮式装载机行星变速器 图14-27a所示系美国阿里森公司（Allison）生产的轮式装载机行星变速器传动简图，具有两个前进挡和一个倒退挡；图14-27b所示具有三个前进挡和三个倒退挡。

阿里森公司生产的部分行星动力换挡变速器型号及主要性能见表14-3。

图14-27 美国阿里森轮式装载机行星变速器传动简图

表14-3 美国阿里森公司部分行星动力换挡变速器系列

（3）履带式推土机行星变速器 图14-28a所示为日本小松公司推土机的行星变速器简图，有四个前进挡和两个倒退挡；图14-28b所示为该公司的具有四个前进挡和四个倒退挡的行星变速器简图。

（4）铲运机行星变速器 图14-29a，所示为日本小松公司WS-16铲运机的行星变速器传动简图。从运动学角度来看，可以有六个前进挡和两个倒退挡，但实际上只使用六个前进挡和一个倒退挡；图14-29b所示系美国卡特皮勒（Caterpillar）公司627铲运机行星变速器传动简图。从运动学来看，可以有九个前进挡和三个倒退挡，但实际上只使用了八个前进挡和一个倒退挡；图14-29c所示为阿里森公司生产具有八个前进挡和两个倒退挡，而实际上只使用了六个前进挡和一个倒退挡的行星变速器简图。

（5）3PS-12型自动变速器功率流 前西德Friedrichshafen齿轮公司的3PS-12型自动变速器功率流如图14-30所示。

接合不同离合器，具有不同的功率流，采用不同的固定元件，可得到不同的传动比。

图14-28 日本小松履带式推土机行星变速器

图14-30中右图为功率传递动力流，简称功率流。闭锁离合器③④分别与太阳轮z₁、z₅接合；行星轮z₂、z₃的行星架与⑦和⑩相连，⑦和⑩与箱体固定，而太阳轮z₅也可与（11）、⑥、⑤分别固定。(www.xing528.com)

图14-29 铲运机行星动力变速器简图

前进一挡时，图中所示的闭锁离合器③与太阳轮z₁一起回转，行星架由⑩固定，动力经z₂、z₃和内齿圈z₄传递。因此，输入轴和输出轴的传动比i=z₄/z₁=2.56；

前进二挡时，⑩自由回转，而制动器⑤、⑥接合，z₅固定，行星轮z₃绕z₅作行星传动，这时传动比i=（z₅/z₁+1）/（z₅/z₄+1）=1.52；

前进三挡时，离合器③、④，制动器⑥结合，而⑩、（11）自由回转，行星齿轮传动装置作整体回转，传动比i=1；

图14-30 自动变速器的功率流

①—驱动轴 ②—液力变矩器 ③、④—闭锁离合器 ⑤、⑥、⑦—制动器 ⑧—行星齿轮传动装置 ⑨—输出轴 ⑩、（11）、（12）—单向接合离合器

倒退挡时，离合器④、制动器⑦接合，行星架固定，内齿圈反转，传动比i=-z₄/z₅=-2。

图14-31为3PS-12型自动变速器结构图。

图14-31 自动变速器结构图

（6）我国生产的CA770高级轿车的自动变速器

图14-32为我国生产的CA770高级轿车的自动变速器结构图，具有两个前进挡（低速挡和直接挡）、一个倒挡。图14-33是其结构示意图。该自动变速器的结构与早期美国克莱斯勒公司生产的Power Flite自动变速器相似，20世纪60年代起前苏联也开产和在轿车上使用类似的自动变速器。这种自动变速器所用的液力变矩器是单级双导轮综合式液力变矩器，即四元件综合式液力变矩器。发动机的动力曲轴、变矩器连接盘驱动变矩器泵轮，经液力传动，从涡轮输出至行星齿轮变速器。

从图14-32可看出，该自动变速器的行星齿轮变速器部分由两个行星排和三个执行元件，即两个带式制动器、低速挡制动器3、倒挡制动器5，一个多片式离合器、直接挡离合器2组成。液力变矩器的涡轮轴即为行星齿轮变速器的动力输入轴。

图14-32 红旗CA770轿车自动变速器结构简图

1—液力变矩器 2—直接挡离合器 3—低速挡制动器 4—前排齿圈 5—倒挡制动器 6—前排行星轮 7—后排行星架 8—后排齿圈 9—后排行星轮 10—变速器第二轴 11—后排太阳轮 12—前排行星架 13—前排太阳轮 14—变速器第一轴

图14-33 红旗CA770轿车自动变速器

1—液力变矩器 2—变速器第一轴 3—油泵 4—配油盘 5—低速挡制动器 6—直接挡离合器 7—行星排 8—变速器输出轴 9—转速表齿轮 10—离心调速阀 11—倒挡制动器 12—控制阀 13—集滤器