本田PMXA变速器各挡动力传递分析

薛庆文

本田PMXA是一款前轮驱动与发动机横置安装的10挡自动变速器，终端采用了6个用油元件（3个离合器和3个制动器），此外还有一个单向离合器。这个单向离合器属于创新型选择性单向离合器：既可以单向约束行星齿轮组的元件，也可以双向约束，也就是说可以实现制动器功能。这些终端元件共同控制着4组单级单排行星齿轮组，可实现动力挡位11个（10个前进挡和1个倒挡）。

该变速器的每一个动力挡位都需要3个终端元件参与控制行星排来实现，相邻2个挡位的切换只需要2个元件交替参与即可（一个接合一个释放）。各个换挡终端元件工作如表1所示。

需要说明的是，单向离合器F仅在1挡和R挡中参与，而在其他挡位时处于滑转状态。但是当需要发动机制动时，F会变成了制动器。本田PMXA变速器结构简图如图1所示。

（1）R挡动力传递分析

当变速器换入倒挡时，参与的元件有C3离合器、B2制动器以及F单向离合器。发动机到变速器输入轴的动力分为2路，一路是直接传递到第2排的太阳轮上，另一路是经过C3离合器的结合传递至第1排的齿圈上。

C3离合器将输入轴动力传递到第1排的齿圈上，B2制动器工作后将第1排的太阳轮固定，此時根据单级单排齿轮传递规律，齿圈输入、太阳轮固定，行星架则减速顺向输出。由于第1排行星架与第2排行星架刚性连接，因此顺向减速输出的动力流又传递至第2排的行星架上。而输入轴本身的动力直接传递到第2排太阳轮上，因此第2排当中就出现了太阳轮和行星架共同输入动力的结果。

由于太阳轮转速即为输入轴转速且快于行星架，即太阳轮和行星架之间存在转速差，因此第2排齿圈仍然是顺向减速输出（行星架的转速低于太阳轮转速，属于减速传动;如行星架转速高于太阳轮速度，则属于超速传动;如行星架转速等于太阳轮速度，则属于1：1的直接挡）。当第2排齿圈的输出动力传递至第3排太阳轮（第2排齿圈与第3排太阳轮刚性连接）时，相当于动力输入元件。在第3排中，由于行星架被F单向离合器锁死（固定住），因此就会出现太阳轮顺向输入、行星架固定、齿圈减速反向输出的结果，从而完成整个倒挡动力传递过程。R挡动力传递简图如图2所示。

（2）1挡动力传递分析

当变速器执行1挡时，参与的元件有B1制动器、B2制动器以及F单向离合器，发动机到变速器输入轴的动力是直接传递到第2排的太阳轮上。几个行星排的关系如下：B2制动器工作后将第1排太阳轮固定，B1制动器工作后直接将第4排太阳轮固定，而F单向离合器又同时将第4排和第3排的行星架固定，这样第4排的齿圈也就被固定了。由于第4排的齿圈又与第1排行星架和第2排行星架刚性连接，因此这些元件也相当于被固定住。

此时再来看第2排行星齿轮组：输入轴动力直接传递至太阳轮上，行星架固定，齿圈则减速反向输出。由于第2排齿圈又和第3排太阳轮之间刚性连接，所以第3排行星齿轮组就出现：太阳轮反向输入，行星架被F单向离合器固定，齿圈顺向减速输出形成1挡传动比（2次大速比减速的结果）。1挡动力传递简图如图3所示。

（3）2挡动力传递分析

当变速器执行2挡时，F单向离合器停止工作，取而代之的是C2离合器参与工作，C2离合器工作后将第1排的太阳轮和第2排的齿圈连接在一起，包括第3排的太阳轮也是一样。于是就出现B2和C2共同工作后，第2排齿圈被固定住，当然同时被固定的元件还有第1排的太阳轮和第2排的太阳轮。第2排行星齿轮组中就出现：太阳轮输入、齿圈固定，行星架顺向减速输出。

由于各元件的连接关系所致，第2排的减速输出动力便又传递至第4排的齿圈上，因此在第4排中出现齿圈输入、太阳轮固定（B1制动器工作）、行星架顺向减速输出的传动过程。第4排行星架又与第3排行星架刚性连接，因此第4排减速输出的动力将传递至第3排行星架上。而第3排太阳轮早已被固定住，因此就出现行星架主动、太阳轮固定、齿圈顺向超速输出的结果。

但由于在第2排和第4排当中已经形成2次减速过程，所以即便在第3排出现一次增速过程，但最终还是减速输出的传动过程，形成2挡传动比。2挡动力传递简图如图4所示。

（4）3挡动力传递分析

当变速器执行3挡时，C2离合器停止工作，取而代之的是C3离合器参与工作。C3离合器工作后，直接把输入轴动力传递至第1排的齿圈上。由于B2制动器工作将第1排太阳轮固定住，因此第1排行星架就出现了顺向减速输出的结果。而第1排的行星架与第2排的行星架以及第4排的齿圈刚性连接，所以第1排行星架减速输出的动力又同时传递至第2排的行星架及第4排的齿圈上。

在第2排行星齿轮组中，输入轴的动力直接传递至太阳轮上，同时第1排行星架的减速输出动力又传递到第2排的行星架上，因此在第2排就出现了2个元件同方向不同速度的输入结果。

太阳轮的转速是输入轴的，行星架的转速是低于输入轴转速且来自第1排行星架的减速输出转速，这样最终第2排的齿圈就会以低于输入轴转速顺向减速输出（行星架转速与太阳轮转速相同属于1：1传递，行星架转速高于太阳轮转速是超速传动）。第2排齿圈的减速输出动力又传递至第3排的太阳轮上。在第4排行星齿轮组中，来自第1排行星架减速输出的动力传递至齿圈上，B1制动器工作将太阳轮固定，所以第4排就出现齿圈输入、太阳轮固定、行星架顺向减速输出的结果。

由于第4排行星架与第3排行星架刚性连接，所以顺向减速输出的动力流又传递至第3排的行星架上。因此第3排就出现太阳轮以低于输入轴转速输入，行星架也以低于输入轴转速输入的结果。由于第3排太阳轮与行星架之间还存在着一定的转速差，因此最终第3排的齿圈仍然还是以低于输入轴转速完成3挡的动力传递过程。3挡动力传递简图如图5所示。

（5）4挡动力传递分析

当变速器执行4挡时，B2制动器停止工作，取而代之的是C2离合器再次参与工作。开始时由于C2离合器的再次工作，所以初期是把原来3挡时的第3排太阳轮转速直接连接到第1排的太阳轮上。

在3挡时第1排太阳轮是被B2制动器固定住，而此时B2制动器停止工作后，在第1排当中就出现了齿圈以输入轴转速进行输入动力，同时C2离合器的参与让第一排的太阳轮也跟着一起形成输入元件。

由于第1排太阳轮转速一定是低于齒圈转速的，因此第1排行星架依然还是顺向减速输出。但此时行星架的转速要比3挡时太阳轮被B2制动器固定住时转速要快，这样第1排加速后动力流又传递至第4排的齿圈上。因此在第4排行星齿轮组中，B1制动器仍将太阳轮固定，由于齿圈有增速过程，所以第4排行星架虽然还是减速输出，但也相应地提升了一定的转速，且将这个提升的转速传递到第3排的行星架上。

在第3排行星齿轮组中，虽然行星架转速得以提升，但仍然还是低于太阳轮转速，所以第3排的齿圈仍然还是减速输出过程，只不过转速的变化主要来自C2离合器的工作。让第1排太阳轮转起来，目的是让第1排行星架输出转速得到提升，并将提升后的转速动力传递至第4排后再传递第3排，完成4挡减速动力传动。4挡动力传递简图如图6所示。

（6）5挡动力传递分析

当变速器执行5挡时，C2离合器停止工作，取而代之的是C1离合器参与工作。C1离合器工作后，直接将输入轴动力传递至第4排行星架和第3排行星架上，因此在第4排就出现行星架以输入轴转速输入、B1制动器将太阳轮固定，而齿圈则形成顺向超速输出的结果。同时，第4排齿圈超速输出的动力又传递至第2排的行星架上，而第2排的太阳轮又是以输入轴转速进行动力输入，因此第2排的齿圈就会以超速转速进行输出（太阳轮等于输入轴转速、行星架高于输入轴转速）。

这个超速输出的动力最终又传递到第3排的太阳轮上，在第3排行星齿轮组中，行星架的转速是输入轴转速，太阳轮转速是高于输入轴转速，最终导致齿圈以低于输入轴转速顺向输出形成5挡传动比。

那为什么是减速输出呢？原因在于第3排太阳轮转速，如果太阳轮被固定、行星架以输入轴转速输入的话，那么齿圈一定是超速输出。如果太阳轮转速与行星架转速相同的话，那么齿圈则也是以相同的转速进行1：1的动力输出。所以太阳轮转速越快，反而会使齿圈输出转速降低，只要太阳轮转速低于行星架转速，那么齿圈就会超速输出;只要太阳轮转速高于行星架转速，那么齿圈就会减速输出。5挡动力传递简图如图7所示。

（7）6挡动力传递分析

当变速器执行6挡时，B1制动器停止工作，取而代之的是C2离合器再次参与工作。C3离合器工作将输入轴动力直接传递至第1排齿圈上，同时输入轴动力还直接传递至第2排太阳轮上。由于C2离合器的工作，所以C2又将第1排的太阳轮和第2排的齿圈连接在一起，第1排行星架和第2排行星架就形成刚性连接状态。所以只要C2和C3同时参与工作，第1排和第2排就形成一个整体，完成的是1：1的传动过程。

又因为第1排行星架和第2排行星架与第4排齿圈刚性连接，第2排齿圈和第3排太阳轮也是刚性连接。另外第3排行星架又与第4排行星架刚性连接，同时C1离合器的工作直接将输入轴动力传递至第4排和第3排的行星架上，因此最终导致所有行星排全部变成一个整体，形成1：1的直接挡（6挡）。6挡动力传递简图如图8所示。

（8）7挡动力传递分析

当变速器执行7挡时，C2离合器停止工作，取而代之的是B2制动器再次参与工作。B2制动器工作后将第1排的太阳轮固定住，C3离合器继续工作将输入轴动力直接传递至第1排齿圈上，这样在第1排就出现齿圈输入、太阳轮固定、行星架顺向减速输出的结果。这个减速输出的动力又传递给第2排行星架上，由于第2排太阳轮是输入轴直接输入的动力，所以在第2排当中就出现太阳轮以输入轴转速输入、行星架以低于输入轴转速输入，因此齿圈就会以低于输入轴转速进行输出。

第2排齿圈减速输出的动力又传递至第3排的太阳轮上，而C1离合器的工作直接将输入轴动力传递至第3排行星架上，这样在第3排就出现行星架以输入轴转速输入、太阳轮以低于输入轴转速输入，因此就会导致齿圈以高于输入轴转速顺向超速输出，形成7挡超速传动比。超速传动的原因在于第3排太阳轮转速是低于行星架（输入轴）转速的。7挡动力传递简图如图9所示。

（9）8挡动力传递分析

当变速器执行8挡时，C3离合器停止工作，取而代之的是C2离合器再次参与工作。此时直接看第3排行星齿轮组：B2制动器和C2离合器同时工作后，将第3排的太阳轮固定住，C1离合器的工作将输入轴动力直接传递至第3排行星架上，因此在第3排就出现行星架主动、太阳轮固定、齿圈超速输出形成8挡超速传动的过程。8挡动力传递简图如图10所示。

（10）9挡动力传递分析

当变速器执行9挡时，C2离合器停止工作，取而代之的是B3制动器参与工作。B3制动器工作后将第1排齿圈固定，而B2制动器工作又将第1排太阳轮固定，所以第1排的行星架也就相当于被固定了。同样第2排的行星架也被固定，这样在第2排就出现输入轴动力直接传递至太阳轮上、行星架固定、齿圈则反向减速输出的结果。

这个反向减速输出的动力经第2排齿圈传递至第3排太阳轮上，同时C1离合器工作又将输入轴动力直接传递至第3排行星架上，这样就会导致第3排齿圈更加飞速地顺向超速输出。原因是太阳轮如果被固定而行星架输入，齿圈又是一种超速输出的结果（8挡），那么在行星架输入转速不变的前提下，如果让太阳轮实现反方向旋转，齿圈的超速转速将会更快一些。9挡动力传递简图如图11所示。

（11）10挡动力传递分析

当变速器执行10挡时，B2制动器停止工作，取而代之的是C2离合器再次参与工作。此时B3制动器工作，依然将第1排齿圈牢牢固定住。C2离合器参与工作开始时，将第2排齿圈和第3排太阳轮反向减速动力传递至第1排的太阳轮上。这样对于第1排来说，由于齿圈被B3固定，所以就出现行星架反向减速输出的过程。

当第1排的行星架反向减速，动力传递到第2排行星架时，由于第2排太阳轮传递的是输入轴动力，所以第2排齿圈反向转速有所递增。这个反向递增转速又直接传递至第3排的太阳轮上。C1离合器工作依然传递的是输入轴动力到第3排行星架，由于第3排太阳轮的反向转速比9挡时还要快一些，因此对于第3排齿圈来说，又是一个加速度过程，最终完成，10挡的动力传递过程。10挡动力传递简图如图12所示。