自動變速器動力傳遞路線分析（四）

——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公司生產的產品，該型自動變速器在Aisin AW公司內部的識別號為60-40LE。AF13自動變速器的主要規格參數見表1。

AF13自動變速器采用拉維那式行星齒輪機構，它將一個單排單級行星齒輪機構和一個單排雙級行星齒輪機構按特定的方式組合起來，如圖1所示。AF13自動變速器換擋執行元件包括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）是一個單排雙級行星齒輪機構，後端（左側）是一個單排單級行星齒輪機構，它們共用一個行星架。其前、後排太陽輪相連為一體，齒數不同，但是轉速相同。行星齒輪機構共有4個可運動部件，分別為：後排（小）內齒圈、大/小太陽輪（前/後一體）、前排（大）內齒圈、輸出行星架（前/後共用，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動。在不同擋位，各部件的狀態見表3。

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

利用單排單級和單排雙級行星齒輪機構傳動比計算方程式，分別代入前、後排行星齒輪系，得出如下方程組：

(n11-n1H)/（n1n1H）=-Z13/Z11.. 式（1）

(n21-n2H)/（n2n2H）=Z23/Z21 式（2）

式中：

n11-前排太陽輪轉速；n1H-前排行星架轉速；n13-前排內齒圈轉速；Z11=26-前排太陽輪齒數26；Z13=98-前排齒圈的齒數98；n21-後排太陽輪轉速；n2H-後排行星架轉速；n23-後排內齒圈轉速；Z21=35-後排太陽輪齒數；Z23=73-後排齒圈的齒數

因前、後排行星齒輪機構共用一個行星架（動力輸出端），故有：

n1H=n2H

因前/後行星排的太陽輪為一體，雖然齒數不同，但是轉速相同，故有：

n11=n21

根據表3各部件狀態及齒數，聯解方程（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，前進擋離合器C1結合→慣性離合器C3結合，同時單向離合器F0鎖止→3驅動後排齒圈順時針旋轉→太陽輪逆時針旋轉→單向離合器F1鎖止，防止前排齒圈逆時針旋轉→行星架順時針減速旋轉。在D之1擋，“單向離合器F1鎖止，防止前排齒圈逆時針旋轉”是動力傳遞不可缺少的條件，所以它沒有發動機制動。

由以上分析可知，1擋驅動小內齒圈，行星架輸出，固定大內齒圈，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，有發動機制動作用。

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，前進擋離合器C1結合→慣性離合器C3結合，同時單向離合器F0鎖止→後排齒圈順時針旋轉→第2/4擋制動器B1工作，防止太陽輪旋轉→行星架順時針減速旋轉。

由以上分析可知，2擋驅動部件為小內齒圈，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、後排齒圈同時驅動，整個行星齒輪機構以一個整體旋轉，為直接擋，傳動比是1:1。後排齒圈動力傳遞路線是：輸入軸順時針旋轉，前進擋離合器C1結合→慣性離合器C3結合，同時單向離合器F0鎖止→後排齒圈順時針旋轉。前排齒圈動力傳遞路線是：輸入軸順時針旋轉，前進擋離合器C1結合→超速離合器C0結合→前排齒圈順時針旋轉。

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，前進擋離合器C1結合→超速離合器C0結合→前排齒圈順時針旋轉→第2/4擋制動器B1工作，防止太陽輪旋轉→行星架順時針超速旋轉。

由以上分析可知，4擋驅動部件為大內齒圈，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

五、R擋動力傳遞路線分析

R擋動力傳遞路線如圖8所示。R擋時，輸入軸順時針旋轉，倒擋離合器C2結合→太陽輪順時針旋轉→第1/倒擋制動器B1工作，固定前排齒圈→行星架反向減速旋轉。

由以上分析可知，倒擋驅動部件為大/小太陽輪，固定部件為大內齒圈，即n13=0，則傳動比為：

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，防止前排齒圈逆時針旋轉”是動力傳遞不可缺少的條件，所以它沒有發動機制動。在手動1擋，第1/倒擋制動器B1工作，固定前排齒圈，有發動機制動作用。另外，在D之2、3、4擋，都有發動機制動。