直角转弯32
10.16638/jki.1671-7988.2018.03.011
某SUV 6AT 动力流分析及速比计算
甘志德，方伟荣，雷太奇，叶永鑫
（上海汽车集团股份有限公司技术中心，上海 201804）
摘 要：介绍了某SUV 六速自动变速器各档位的动力流，并基于拉维娜式行星齿轮机构的运动特性方程，推导出了各档位的速比。文章为自动变速器的设计和分析提供了一定的理论依据。 关键词：自动变速器；动力流；速比计算
中图分类号：U467  文献标识码：A  文章编号：1671-7988(2018)03-32-03
A certain SUV 6AT power flow analysis and speed ratio calculation
Gan Zhide, Fang Weirong, Lei Taiqi, Ye Yongxin
（SAIC Motor technical center, Shanghai 201804 )
Abstract: The power flow of six speed automatic transmission in a certain SUV is analyzed. Based on the motion property equation of Ravigneaux planetary gear train, gear ratio of each range is derived. This paper provides a theoretical basis for automatic transmission design and analysis.
防撞钢梁Keywords: Automatic transmission; Power flow; Speed ratio calculation CLC NO.: U467  Document Code: A  Article ID: 1671-7988(2018)03-32-03
引言
自动变速器是整车传动系统的重要零件，它能根据车辆行驶情况自动改变速比，大大提高了驾驶的便捷性和舒适性。液力电控自动变速器结构复杂，一般由液力变矩器，油泵，行星齿轮机构，差速器，换挡执行元件，控制阀体，TCU 控制单元等组成。动力流分析是自动变速器设计分析的基础，也是售后问题排查的依据。
本文分析了上汽乘用车某SUV 车型6AT 的动力流，并对各档速比进行了计算。
1 结构简介
本文介绍的某SUV 车型自动变速器是爱信小扭矩6AT ，扭矩容量160Nm 。它的结构如图1所示。
图1  6AT 结构简图
g25高速
它有两个行星排，前行星排为单级行星排，后行星排为拉维娜式双级行星排。换挡执行元件有3个离合器C1、C2、C3，2个制动器B1、B2和1个单向离合器F1。表1为各换挡执行元件的作用。表2为各换挡执行元件在不同档位的工作情况。
表1  6AT 换挡执行元件作用
作者简介：甘志德，（1987.7-），江西抚州人，硕士研究生。现就职于上海汽车集团技术中心。研究方向为自动变速器总成。
甘志德 等：某SUV 6AT 动力流分析及速比计算
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表2  6AT 换挡执行元件各档位工作情况
○: Engagement;
△: Engagement in engine brake
2 各档动力流分析及速比计算
发动机动力输入给6AT 液力变矩器后从涡轮轴输出，传递至前、后行星排，从后行星排的齿圈输出到中间轴主动齿轮，再传递至中间轴被动齿轮，最后通过主减速器和差速器输出到驱动半轴。
为便于分析计算，设6AT 前行星排太阳轮和齿圈齿数分别为Z S1和Z R1；后行星排前太阳轮（Middle sun gear ），后太阳轮（Rear sun gear ）和齿圈齿数分别为Z S2，Z S3，Z R2。前行星排太阳轮，齿圈，行星架转速分别为n S1，n R1，n P1；后行星排前太阳轮，后太阳轮，齿圈，行星架转速分别为n S2，n S3， n R2，n P2。
前行星排为单级行星排，后行星排为拉维娜式行星排。它们的运动特性方程分别为：
前行星排：
（1）
后行星排
[1][2][3]
：
（2）
（3）
其中
。
2.1 一档动力流分析及速比计算
当一档工作时，C1离合器工作，F1单向离合器锁止。当一档有发动机制动时，C1离合器工作，B2制动器工作。
前行星排：动力从涡轮轴传至齿圈，太阳轮固定，行星架输出。C1离合器工作，将前行星排行星架输出的动力传至后行星排的后太阳轮。
后行星排：当一档工作时，F1单向离合器锁止，行星架固定。当一档有发动机制动时，B2制动器工作，行星架固定。动力由后太阳轮输入，从齿圈输出。根据运动特性方程有：
联解以上五个方程可得：一档速比
。
图2  一档动力流示意图
2.2 二档动力流及速比计算
当二档工作时，C1离合器工作，B1制动器工作。 前行星排：动力从涡轮轴传至齿圈，太阳轮固定，行星架输出。C1离合器工作，将前行星排行星架输出的动力传至后行星排的后太阳轮。
后行星排：B1制动器工作，前太阳轮固定。动力从后太阳轮输入，从齿圈输出。根据运动特性方程有：
联解以上六个方程可得：二档速比
。
本田专卖店图3  二档动力流示意图
2.3 三档动力流及速比计算
当三档工作时，C1离合器工作，C3离合器工作。 前行星排：动力从涡轮轴传至齿圈，太阳轮固定，行星架输出。C1离合器工作，将前行星排行星架输出的动力传至后行星排的后太阳轮。C3离合器工作，同时将前行星排行星架输出的动力传至后行星排的前太阳轮。
后行星排：动力从前太阳轮和后太阳轮共同输入，从齿圈输出，整个后行星排一起转动。根据运动特性方程有：
联解以上六个方程可得：雪佛兰大黄蜂camaro
；三档速比
。
图4  三档动力流示意图
汽车实用技术
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2.4 四档动力流及速比计算
当四档工作时，C1离合器工作，C2离合器工作。 前行星排：动力从涡轮轴传至齿圈，太阳轮固定，行星架输出。C1离合器工作，将前行星排行星架输出的动力传至后行星排的后太阳轮。
后行星排：C2离合器工作，将输入轴的动力传至后行星排行星架。动力从行星架和后太阳轮共同输入，
从齿圈输出。根据运动特性方程有：
联解以上五个方程可得：四档速比
。
图5  四档动力流示意图
2.5 五档动力流及速比计算
当五档工作时，C2离合器工作，C3离合器工作。 前行星排：动力从涡轮轴传至齿圈，太阳轮固定，行星架输出。C3离合器工作，将前行星排行星架输出的动力传至后行星排的前太阳轮。
后行星排：C2离合器工作，将输入轴的动力传至后行星排行星架。动力从行星架和前太阳轮共同输入，从齿圈输出。根据运动特性方程有：
联解以上五个方程可得：五档速比
。
图6  五档动力流示意图
2.6 六档动力流及速比计算
当六档工作时，C2离合器工作，B1制动器工作。 前行星排：C1离合器不工作，不参与动力传递。 后行星排：C2离合器工作，将输入轴的动力传至后行星排行星架。B1制动器工作，后行星排的前太阳轮固定。动力
从行星架输入，从齿圈输出。根据运动特性方程有：
联解以上两个方程可得：六档速比
。
图7  六档动力流示意图
2.7 R 档动力流及速比计算
当R 档工作时时，C3离合器工作，B2制动器工作。 前行星排：动力从涡轮轴传至齿圈，太阳轮固定，行星架输出。C3离合器工作，将前行星排行星架输出的动力传至后行星排的前太阳轮。
后行星排：B2制动器工作，后行星排的行星架固定。动力从前太阳轮输入，齿圈输出。根据运动特性方程有：
联解以上五个方程可得：R 档速比
。
图8  R 档动力流示意图
3 结语
本文分析了某款SUV 6AT 各档位动力流, 并基于拉维娜式行星齿轮机构的运动特性方程，对各档位的传动比进行了计算。文中所列的方程组和计算方法对其他自动变速器的速比计算具有一定的参考价值，也为自动变速器的设计和分析提供一定的理论依据。
参考文献
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工程师,2008(11):36-38.
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效率计算[J].组合机床与自动化加工技术,2010(9):9-11.
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