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(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）是一個單排雙級行星齒輪機構，后端（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、后排太陽輪相連為一體，齒數(shù)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：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構傳動比計算方程式，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-前排太陽輪轉速；n1H-前排行星架轉速；n13-前排內(nèi)齒圈轉速；Z11=26-前排太陽輪齒數(shù)26；Z13=98-前排齒圈的齒數(shù)98；n21-后排太陽輪轉速；n2H-后排行星架轉速；n23-后排內(nèi)齒圈轉速；Z21=35-后排太陽輪齒數(shù)；Z23=73-后排齒圈的齒數(shù)

    因前、后排行星齒輪機構共用一個行星架（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，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(qū)動后排齒圈順時針旋轉→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(fā)動機制動。

    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→后排齒圈順時針旋轉→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(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，整個行星齒輪機構以一個整體旋轉，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，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→后排齒圈順時針旋轉。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(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

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(qū)動部件為大/小太陽輪，固定部件為大內(nèi)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(fā)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(fā)動機制動作用。另外，在D之2、3、4擋，都有發(fā)動機制動。