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El juego de engranajes planetarios Simpson es un tren de engranajes planetarios compuesto que consta de dos juegos de engranajes planetarios que comparten un engranaje solar común. Un juego de engranajes Simpson ofrece tres marchas adelante y una marcha atrás, además de neutral, y se emplea comúnmente en transmisiones automáticas de tres y cuatro relaciones . [1] Es uno de los varios diseños inventados por el ingeniero estadounidense Howard Simpson .
Los dos planetarios son interdependientes a través de dos conexiones permanentes, que comúnmente, pero no necesariamente, tienen los mismos engranajes y relaciones de transmisión ; ambos conjuntos de engranajes comparten un engranaje solar común. El portasatélites del primer juego de engranajes ("primero" significa más cerca del eje de entrada) está en sincronía con el anillo del segundo juego de engranajes. Debido a estos enlaces, sólo se necesitan dos bandas y dos embragues para controlar los engranajes. [2]
En la primera marcha, el primer juego de engranajes actúa sobre el segundo juego de engranajes y el eje de salida; el segundo engranaje reacciona y hace que el sol gire en reversa, lo que hace que el primer engranaje aumente la relación de reducción. En primera marcha, la entrada está bloqueada en el primer anillo. El primer portador está bloqueado a la salida y al segundo anillo. El segundo portador está bloqueado de modo que su movimiento anular hace que el sol común gire retrógrado . El giro retrógrado reduce la reacción del primer portador al movimiento de su anillo, duplicando así la reducción de la primera serie y la salida. [3]
El mando de la segunda marcha es más sencillo, se suelta el segundo soporte y se frena el sun drive. Por lo tanto, la entrada está bloqueada en el primer anillo y la salida está bloqueada en el primer portador.
La tercera marcha es siempre de transmisión directa (1:1); al alimentar la entrada tanto al propulsor solar como al primer anillo, ambos portadores se bloquean efectivamente, por lo que la entrada impulsa directamente la salida.
Un problema al cambiar de primera a segunda marcha es que dos bandas deben actuar en sincronía: el portasatélites del segundo engranaje debe soltarse al mismo tiempo que se acciona la banda solar. Los embragues de retención mitigan la aspereza cuando un cambio requiere que se suelte o accione una combinación de bandas.
Las transmisiones Turbo Hydra-Matic 350 y 400 de GM utilizaban embragues de rueda libre en las marchas baja e intermedia, lo que permitía cambios totalmente progresivos sin "superposición". Los patrones de cambio de marcha en algunas cajas de cambios Simpson, incluidas las unidades modernas de 4 velocidades, evitan la primera marcha tanto como pueden, suben a 2ª tan pronto como sea posible y evitan reducir a 1ª a menos que sea absolutamente necesario (velocidad muy lenta y acelerador a fondo ).
En las décadas de 1990 y 2000, el juego de engranajes Simpson pasó de moda y fue reemplazado por transmisiones más complejas. Se combinó un conjunto de engranajes planetarios Ravigneaux 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; sólo tienen 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 cambio 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, bien conocidos y lo suficientemente buenos para la aplicación objetivo.