El juego de engranajes planetarios Simpson consta de dos engranajes planetarios , que comúnmente, pero no necesariamente, tienen los mismos engranajes y relaciones de transmisión . Se emplea en transmisiones automáticas . Es uno de los varios diseños inventados por el ingeniero estadounidense Howard Simpson . Un conjunto de engranajes Simpson ofrece tres marchas hacia adelante y una marcha atrás, además de neutral. En realidad, hay cuatro marchas hacia adelante, pero dos de ellas tienen exactamente la misma relación, por lo que hay tres marchas distintas. La tercera marcha es siempre transmisión directa (1: 1).
Descripción general
Los dos planetarios son interdependientes a través de dos conexiones permanentes. Por lo general, uno une sus engranajes solares; en la práctica, ambos engranajes comparten un engranaje solar común. El portasatélites del primer conjunto de engranajes ("primer" significa más cerca del eje de entrada) está sincronizado con el anillo del segundo conjunto de engranajes, y ambos están sincronizados con el eje de salida.
Debido a estos enlaces, dos bandas y dos embragues son todo lo que se necesita para comandar los engranajes y extraer los diferentes engranajes.
Cambio de marcha
En el primer engranaje, el primer juego de engranajes actúa sobre el segundo juego de engranajes y el eje de salida; el segundo juego de engranajes reacciona y hace que el sol gire en reversa, lo que hace que el primer juego de engranajes aumente la relación de reducción. (En la primera marcha, la entrada está bloqueada en el primer anillo. El primer portador está bloqueado en la salida y el segundo anillo. El segundo portador está bloqueado por lo que su anillo gira hace que el sol común gire. El sol gira reduce la reacción del primer portador a su anillo girando, duplicando así la reducción del primer conjunto y salida. Para que esto funcione, ambos sistemas solares deben ser idénticos).
Un problema de cambiar de la primera a la segunda marcha es que dos bandas deben actuar en sincronismo: el portasatélites del segundo engranaje debe soltarse al mismo tiempo que se activa la banda solar. Como resultado, este es un cambio de marcha que tiende a ser más brusco que los demás, donde solo se suelta o acciona una banda. Esto también significa más desgaste en las piezas de la caja de automóviles.
Esto se resuelve mediante el uso de embragues de inercia unidireccional que permiten que uno o más componentes "rueda libre" cuando la transmisión cambia a una marcha más alta. Las transmisiones Turbo Hydra-Matic 350 y 400 de GM utilizan embragues de sobremarcha tanto en las marchas bajas como en las intermedias, lo que permite un cambio completamente progresivo sin "superposición".
Los patrones de cambio de marcha en algunas cajas de cambios Simpson, incluidas las modernas unidades de 4 velocidades, evitan la primera marcha tanto como puedan, suben a la segunda lo antes posible y evitan reducir a la primera a menos que sea absolutamente necesario (velocidad muy lenta más aceleración a fondo ).
Gearsets modernos
En las décadas de 1990 y 2000, el conjunto de engranajes Simpson pasó de moda y fue reemplazado por transmisiones más complejas. Un conjunto de engranajes planetarios Ravigneaux se combinó con un conjunto de engranajes planetarios simple para formar un conjunto de engranajes Lepelletier , que ofrece seis útiles marchas hacia adelante.
Incluso las últimas transmisiones de 4 velocidades no son Simpson; tienen solo dos juegos planetarios, mientras que una transmisión Simpson necesita tres juegos planetarios para obtener cuatro velocidades, siendo el tercer planetario una sobremarcha integrada.
Sin embargo, todavía es posible encontrar nuevas transmisiones automáticas basadas en el engranaje Simpson. Estas transmisiones son de tres o cuatro velocidades y, a menudo, son versiones controladas electrónicamente de proyectos más antiguos. Se mantienen en producción porque son baratos, confiables, conocidos y lo suficientemente buenos para la aplicación de destino.