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自動變速器動力傳遞路線分析

www.ciaranmcbreen.com 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：追夢流星雨1 類別：汽車構(gòu)造維修時間：2007-04-04

——日本Aisin AW公司的AF13型自動變速器

上海通用別克賽歐裝備的AF13型自動變速器是日本Aisin AW公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，該型自動變速器在Aisin AW公司內(nèi)部的識別號為60-40LE。AF13自動變速器的主要規(guī)格參數(shù)見表1。

AF13自動變速器采用拉維那式行星齒輪機(jī)構(gòu)，它將一個單排單級行星齒輪機(jī)構(gòu)和一個單排雙級行星齒輪機(jī)構(gòu)按特定的方式組合起來，如圖1所示。AF13自動變速器換擋執(zhí)行元件包括4個離合器、2個制動器和2個單向離合器，換擋執(zhí)行元件名稱及作用見表2。因資料來源不同，AF13自動變速器同一換擋執(zhí)行元件可能有不同的名稱，本文都有采用，只要其英文縮寫一致就是同一元件。

由圖1可知，AF13自動變速器前端（右側(cè)）是一個單排雙級行星齒輪機(jī)構(gòu)，后端（左側(cè)）是一個單排單級行星齒輪機(jī)構(gòu)，它們共用一個行星架。其前、后排太陽輪相連為一體，齒數(shù)不同，但是轉(zhuǎn)速相同。行星齒輪機(jī)構(gòu)共有4個可運(yùn)動部件，分別為：后排（小）內(nèi)齒圈、大/小太陽輪（前/后一體）、前排（大）內(nèi)齒圈、輸出行星架（前/后共用，為動力輸出部件），因輸出行星架是動力輸出端，它既不能固定也不能驅(qū)動。在不同擋位，各部件的狀態(tài)見表3。

AF13自動變速器動力傳遞示意圖如圖2所示；不同擋位時，各換擋執(zhí)行元件的狀態(tài)見表4。

利用單排單級和單排雙級行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動比計算方程式，分別代入前、后排行星齒輪系，得出如下方程組：

(n11-n1H)/（n1n1H）=-Z13/Z11.. 式（1）

(n21-n2H)/（n2n2H）=Z23/Z21 式（2）

式中：

n11-前排太陽輪轉(zhuǎn)速；n1H-前排行星架轉(zhuǎn)速；n13-前排內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)速；Z11=26-前排太陽輪齒數(shù)26；Z13=98-前排齒圈的齒數(shù)98；n21-后排太陽輪轉(zhuǎn)速；n2H-后排行星架轉(zhuǎn)速；n23-后排內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)速；Z21=35-后排太陽輪齒數(shù)；Z23=73-后排齒圈的齒數(shù)

因前、后排行星齒輪機(jī)構(gòu)共用一個行星架（動力輸出端），故有：

n1H=n2H

因前/后行星排的太陽輪為一體，雖然齒數(shù)不同，但是轉(zhuǎn)速相同，故有：

n11=n21

根據(jù)表3各部件狀態(tài)及齒數(shù)，聯(lián)解方程（1）和（2）即可求出不同擋位的傳動比。

一、1擋動力傳遞路線分析

1.D、3、2位之1擋

1擋動力傳遞路線如圖3所示。輸入軸順時針旋轉(zhuǎn)，前進(jìn)擋離合器C1結(jié)合→慣性離合器C3結(jié)合，同時單向離合器F0鎖止→3驅(qū)動后排齒圈順時針旋轉(zhuǎn)→太陽輪逆時針旋轉(zhuǎn)→單向離合器F1鎖止，防止前排齒圈逆時針旋轉(zhuǎn)→行星架順時針減速旋轉(zhuǎn)。在D之1擋，“單向離合器F1鎖止，防止前排齒圈逆時針旋轉(zhuǎn)”是動力傳遞不可缺少的條件，所以它沒有發(fā)動機(jī)制動。

由以上分析可知，1擋驅(qū)動小內(nèi)齒圈，行星架輸出，固定大內(nèi)齒圈，即n13=0，則傳動比為：

i=n23/n2H=（Z21Z13+Z23Z11）/Z23Z11

=（3430+1898）/1898=2.807165

2．手動1擋

手動1擋動力傳遞路線如圖4所示。在手動1擋，第1、倒擋制動器B2工作，雙向固定前排齒圈，有發(fā)動機(jī)制動作用。

二、2擋動力傳遞路線分析

2擋動力傳遞路線如圖5所示。2擋時，輸入軸順時針旋轉(zhuǎn)，前進(jìn)擋離合器C1結(jié)合→慣性離合器C3結(jié)合，同時單向離合器F0鎖止→后排齒圈順時針旋轉(zhuǎn)→第2/4擋制動器B1工作，防止太陽輪旋轉(zhuǎn)→行星架順時針減速旋轉(zhuǎn)。

由以上分析可知，2擋驅(qū)動部件為小內(nèi)齒圈，固定部件為大/小太陽輪，即n11=n21=0，則傳動比為：

i=n23/n2H=（Z21+Z23）/Z23

=（35+73）/73=1.479452

三、3擋動力傳遞路線分析

3擋動力傳遞路線如圖6所示。3擋時，前、后排齒圈同時驅(qū)動，整個行星齒輪機(jī)構(gòu)以一個整體旋轉(zhuǎn)，為直接擋，傳動比是1:1。后排齒圈動力傳遞路線是：輸入軸順時針旋轉(zhuǎn)，前進(jìn)擋離合器C1結(jié)合→慣性離合器C3結(jié)合，同時單向離合器F0鎖止→后排齒圈順時針旋轉(zhuǎn)。前排齒圈動力傳遞路線是：輸入軸順時針旋轉(zhuǎn)，前進(jìn)擋離合器C1結(jié)合→超速離合器C0結(jié)合→前排齒圈順時針旋轉(zhuǎn)。

四、4擋動力傳遞路線分析

4擋動力傳遞路線如圖7所示。4擋時，輸入軸順時針旋轉(zhuǎn)，前進(jìn)擋離合器C1結(jié)合→超速離合器C0結(jié)合→前排齒圈順時針旋轉(zhuǎn)→第2/4擋制動器B1工作，防止太陽輪旋轉(zhuǎn)→行星架順時針超速旋轉(zhuǎn)。

由以上分析可知，4擋驅(qū)動部件為大內(nèi)齒圈，固定部件為大/小太陽輪，即n11=n21=0，則傳動比為：

i=n13/n1H=（Z14-Z11）/Z13

=（98-26）/98=0.734694