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自动变速器行星齿轮系统递进式一体化五课教学法探究
自动变速器行星齿轮系统递进式一体化五课教学法探究贺州高级技工学校 罗和芳
【摘 要】自动变速器行星齿轮系统的教学，可采用递进式一体化五课教学法，使复杂的自动变速器行星齿轮变速传动的结构简单化、抽象的原理通俗化，使学生更易于掌握自动变速器行星齿系构造与传动组合知识，从而提高教学效果。
【关键词】自动变速器 行星齿轮变速系统 教学法
【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889（2014）03B-0091-02
目前轿车用的自动变速器多采用行星齿轮传动，即辛普森轮系或拉维娜轮系。利用电控系统、液压控制系统进行组合控制，通过各接合元件的状态变换，给行星齿轮系提供合适的传动比，整个机构比较复杂。为此，要学习掌握自动变速器原理与维护，则首先应学习行星组合传动原理。本文试针对自动变速器行星齿轮系统教学，采用递进式一体化五课教学法，使复杂的自动变速器行星齿轮变速传动的结构简单化、抽象的原理通俗化，让学生更易于掌握自动变速器行星齿系构造与传动组合知识，提高教学效果。
第一次课：先让学生自行拆卸，初步认识各元件，查找各连接关系。
教师带学生到实习车间，按教学安排针对某种类型的自动变速器进行外观整体观察。教师讲解外部总成附件的作用，特别是与自动变速器的连接关系 （如起动机、变矩器、输入轴及输出轴）。学生分小组在教师的指导下拆卸液压控制阀板总成 （不必分解），继而逐步从输入端向输出端拆卸行星齿轮系。分解自动变速器行星齿系总成，识别零件，如行星系的齿圈、行星架、太阳轮、液压离合器、液压制动器、机械单向离合器、输入轴、输出轴，并了解其基本构造及其作用。要求学生能在工作台上把行星齿轮变速器机构进行顺序摆放，并能按要求组合，训练学生通过实物亲自体会、理解掌握各元件的连接关系的能力。在此基础上，再按自动变速器的维修技术要求，学生分小组进行行星齿轮变速机构的拆装训练（液压控制部分不必装复），训练学生对自动变速器总体结构及各总成的连接关系要求。为下一步学习行星齿轮变速原理做好基础。
第二次课：根据单排行星齿系实物，绘制出结构简图，手动旋转出八种传动组合情况。
让学生根据行星齿轮系实物，利用原已学习过的机械制图三视图及剖视图的有关知识，按俯视图（平面图）→左视图（半剖视图）→左视图 （1/4剖视图）的顺序分别画出草图。辛普森单排齿轮系简图见图1、图2、图3：
用同样的方法绘制拉维娜齿轮系的简图。
对传动组合的分析，用实物手动旋转，并用粉笔在太阳轮、行星齿轮架、齿圈同一侧做记号，可分别设定太阳轮、行星齿轮架、齿圈三元件其一作为被制动元件，其余两元件则作为输入或输出，得出六种不同传动组合，亦得到大概的传动比；若把太阳轮、行星齿轮架、齿圈三元件中的任两元件相互制动（成一整体）或两元件同速输入，则第三元件被锁止，可得到等速输出的传动组合；若太阳轮、行星齿轮架、齿圈三元件中无任何制约或固定，则无输出。通过以上的设定，学生较容易找到八种不同的传动组合。
以丰田A43DE型自动变速器中的超速行星排为例 （见表1）。
此步教学目的是为了使学生掌握行星齿轮系的基本结构，八种组合传动情况，能绘制相关示意图，为下一步绘制自动变速器结构传动示意图，分析动力传递路线做好准备。
第三次课：绘制自动变速器结构传动简图。
在前两次课中对自动变速器行星系的学习，根据实物，可以按自动变速器各零件结构位置关系，逐步绘制出自动变速器结构传动的简图，使理解具体化，学生易于掌握。绘图时先了解整个自动变速器有多少排行星齿轮系，输入与输出元件，绘制并定好每一排行星齿轮系的示意图位置，其他控制元件离合器、制动器、单向离合器从前往后逐个添加绘制，(www.fwsir.Com)同时注意最底线（轴线）需平直，有与外壳的元件放最上面，无关联的元件放在最下方，另外行星齿轮架与行星齿的轴承可不绘制。绘制时由学生自己根据实际自动变速器实物总成，按各元件实际位置及连接关系亲自绘制，教师做必要的指导即可。如丰田A43DE结构传动示意图（见图4）。
第四次课：分析自动变速器各手柄位的功能。
根据上次课学生绘制的自动变速器结构传动示意图，结合行星组合传动表，进行手柄位逐个分析，执行器工作情况及实现挡位功能。
如丰田A43DE自动变速器结构传动示意图，手柄有PRND2L位，分析手柄处于某位置时，各控制元件的工作情况及实现的功能。各液压离合器、制动器、机械单向离合器结合情况，再与行星组合传动表对照分析，学生可逐步分析PRND2L的动力传递路线、各执行器的工作情况，可列出该自动变速器挡位及元件工作表（见表2，其中2、L位略）。
但要注意，列挡位及元件工作表时，以学生为主体，教师为辅的一体化递进式教学。学生分小组，先由每组学生独自思考分析，初步列出工作表，教师检查纠正并说明。分析时不仅要结构传动示意图、行星系组合传动表，也要紧密与实物相结合，才能做到少错漏。
第五次课：手动演示行星齿轮变速机构的传动情况。
在实训工作台，学生在教师的指导下，自己动手利用拆卸下来的自动变速器机械变速元件，根据上次课列出的挡位元件工作表，按每个手柄位置进行分析，该手柄位所实现的功能 （传统挡位），实现某功能 （传统挡位）各液压控制元件的工作状况，此时可以通过行星齿轮机构演示动力传递路线，使传动过程视觉化，原理简单化。学生通过一体化教学模式的“做中学，学中做”实践，可以把复杂、抽象、难以理解的理论点技能点转化为通俗、易懂的理论点及易掌握、有感观的技能点。
例如：手柄R位 （见表1），控制元件C0 C2 B3工作，超速行星排的行星架输入，C0作用后，超速行星排实现组合7等速由齿圈输出到下一排，C2作用动力从超速行星排齿圈向后公共太阳轮输入，B3的作用使前排行星架被制动，前排行星排实现了组合4使齿圈逆向减速输出，输入轴与输出轴逆向运动，实现倒挡。在操作演示时，可用手接合超速行星架与超速太阳轮 （C0作用），超速齿圈同向同速输出到下一级，超速齿圈动力传到公共太阳轮 （C2作用），用手固定前支架（B0作用），转动公共太阳轮，前排齿圈反转动力传到输出轴输出，即可实现R功能的动力传递路线。演示教学法明显提高教学质量与效果。
总之，在自动变速器机械变速章节模块教学中，应根据学生对象、实训设施设备的不同，采用递进式一体化五课教学法，并不断探索改进与补充完善总结，以使教与学达到极佳的配合，取得较好的教学效果。当然教学目标除传授实用知识及操作技能外，更应注重学生能力和素质养成的培养，所以教学过程以学生为中心，培养分析问题，解决问题的能力，提高学生在社会上的竞争力与生存技能。同时也要更好利用现代教学手段，如多媒体、仿真模拟、网络技术运用，提高教学效率。此一体化教学法也可以拓展到其他实训项目，但需根据学科、项目、学生、设施设备的实际情况条件，进行教学进度、课时时数的灵活调整。教师应发挥个人优势，加强自身的实践操作技能、理论业务水平，在教学组织、教学实施、教学考核评价各个环节中应该不断借鉴创新、探索，总结出一套具有时代性的、行之有效的教学方法。
【参考文献】
［1］张德友。汽车液力变速器课程的教学改革与创新［D］。哈尔滨：东北农业大学，2006
［2］陈国泰。情境教学法的理论杂构与应用［J］。教育资料文摘，1999 （3）
［3］魏成国。职业技术教育理实一体化教学探讨［J］。赤峰学院学报，2008 （1）
［4］陈德阳，王林超。自动变速器图册［M］。北京：人民交通出版社，2009 （8）
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