賽歐AF13自動(dòng)變速器的動(dòng)力傳遞路線

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

    AF13自動(dòng)變速器采用拉維那式行星齒輪機(jī)構(gòu)，它將一個(gè)單排單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)和一個(gè)單排雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)按特定的方式組合起來(lái)，如圖1所示。AF13自動(dòng)變速器換擋執(zhí)行元件包括4個(gè)離合器、2個(gè)制動(dòng)器和2個(gè)單向離合器，換擋執(zhí)行元件名稱及作用見表2。因資料來(lái)源不同，AF13自動(dòng)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(dòng)變速器前端（右側(cè)）是一個(gè)單排雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)，后端（左側(cè)）是一個(gè)單排單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)，它們共用一個(gè)行星架。其前、后排太陽(yáng)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(gè)可運(yùn)動(dòng)部件，分別為：后排（�。﹥�(nèi)齒圈、大/小太陽(yáng)輪（前/后一體）、前排（大）內(nèi)齒圈、輸出行星架（前/后共用，為動(dòng)力輸出部件），因輸出行星架是動(dòng)力輸出端，它既不能固定也不能驅(qū)動(dòng)。在不同擋位，各部件的狀態(tài)見表3。

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

    利用單排單級(jí)和單排雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比計(jì)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(yáng)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(yáng)輪齒數(shù)26；Z13=98-前排齒圈的齒數(shù)98；n21-后排太陽(yáng)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(yáng)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(gè)行星架（動(dòng)力輸出端），故有：

    n1H=n2H

    因前/后行星排的太陽(yáng)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(dòng)比。

一、1擋動(dòng)力傳遞路線分析

1.D、3、2位之1擋

    1擋動(dòng)力傳遞路線如圖3所示。輸入軸順時(shí)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(shí)單向離合器F0鎖止→3驅(qū)動(dòng)后排齒圈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)→太陽(yáng)輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)→單向離合器F1鎖止，防止前排齒圈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)→行星架順時(shí)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(shí)針旋轉(zhuǎn)”是動(dòng)力傳遞不可缺少的條件，所以它沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。

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

    i=n23/n2H=（Z21Z13+Z23Z11）/Z23Z11

=（3430+1898）/1898=2.807165

2．手動(dòng)1擋

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

二、2擋動(dòng)力傳遞路線分析

    2擋動(dòng)力傳遞路線如圖5所示。2擋時(shí)，輸入軸順時(shí)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(shí)單向離合器F0鎖止→后排齒圈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)→第2/4擋制動(dòng)器B1工作，防止太陽(yáng)輪旋轉(zhuǎn)→行星架順時(shí)針減速旋轉(zhuǎn)。

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

    i=n23/n2H=（Z21+Z23）/Z23

    =（35+73）/73=1.479452

三、3擋動(dòng)力傳遞路線分析

    3擋動(dòng)力傳遞路線如圖6所示。3擋時(shí)，前、后排齒圈同時(shí)驅(qū)動(dòng)，整個(gè)行星齒輪機(jī)構(gòu)以一個(gè)整體旋轉(zhuǎn)，為直接擋，傳動(dòng)比是1:1。后排齒圈動(dòng)力傳遞路線是：輸入軸順時(shí)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(shí)單向離合器F0鎖止→后排齒圈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。前排齒圈動(dòng)力傳遞路線是：輸入軸順時(shí)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(shí)針旋轉(zhuǎn)。

四、4擋動(dòng)力傳遞路線分析

    4擋動(dòng)力傳遞路線如圖7所示。4擋時(shí)，輸入軸順時(shí)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(shí)針旋轉(zhuǎn)→第2/4擋制動(dòng)器B1工作，防止太陽(yáng)輪旋轉(zhuǎn)→行星架順時(shí)針超速旋轉(zhuǎn)。

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

    i=n13/n1H=（Z14-Z11）/Z13

    =（98-26）/98=0.734694

五、R擋動(dòng)力傳遞路線分析

    R擋動(dòng)力傳遞路線如圖8所示。R擋時(shí)，輸入軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，倒擋離合器C2結(jié)合→太陽(yáng)輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)→第1/倒擋制動(dòng)器B1工作，固定前排齒圈→行星架反向減速旋轉(zhuǎn)。

    由以上分析可知，倒擋驅(qū)動(dòng)部件為大/小太陽(yáng)輪，固定部件為大內(nèi)齒圈，即n13=0，則傳動(dòng)比為：

    i=n11/n1H=-（Z14-Z11）/Z11

    =（98-26）/26=-2.769231

    由以上分析可知，在D之1擋，“單向離合器F1鎖止，防止前排齒圈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)”是動(dòng)力傳遞不可缺少的條件，所以它沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。在手動(dòng)1擋，第1/倒擋制動(dòng)器B1工作，固定前排齒圈，有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)作用。另外，在D之2、3、4擋，都有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。