当行星齿轮变速器处于1档、2档、3档或倒档时，超速行星排中的超速制动器bo放松，直接多片离合器co接合，使超速行星排处于传动比为1的直接传动状态，而后半部分的双排行星齿轮机构各换档执行元件的工作和原辛普森式三档行星齿轮变速器在1档、2档、3档及倒档的工作完全相同 。来自变矩器的发动机动力经超速行星排直接传给后半部的双排行星齿轮机构，此时行星齿轮变速器的传动比完全由后半部的双排行星齿轮机构及相应的换档执行元件来控制 。当行星齿轮变速器处于超速档时，后半部的双排行星齿轮机构保持在3档的工作状态，其传动比为二；而在超速行星排中，由于超速制动器bo产生制动，直接多片离合器co放松，使超速行星排处于增速传动状态，其传动比小于1（该传动比即为该行星齿轮变速器在超速档时的传动比） 。由三个行星排组成的辛普森式四档行星齿轮变速器各换档执行元件在不同档位的工作情况见表9．4 。这种型式的四档行星齿轮变速器可以使原辛普森式三档行星齿轮变速器的大部分零部件都得到利用有利于减少生产投资，降低成本 。
目前大部分汽车都采用这种型式的四档自动变速器，特别是日本丰田公司的四档自动变速器 。有些车型的这种自动变速器将超速行星排设置在原辛普森式三档行星齿轮变速器的后端，其工作原理是相同的 。
在图9.16所示的辛普森四档变速器机构中，对原辛普森三档的机构已作了改进，新增了一个制动器b1和一个单向离合器f2 。
对原辛普森三档的机构进行改进出于以下两点考虑：
①从2档换至3档存在运动干涉；
②要求辛普森机构2档存在两种状态，即汽车滑行和发动机制动 。
辛普森行星齿轮机构在自动变速器中被广泛使用，日本丰田的自动变速器几乎都采用这种结构，如 toyota a14oe、a240e、a24le、a340和 a350等型号的自动变速器 。
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