大眾09G/09D自動變速器動力傳遞分析新思路

遼寧省農業經濟學校/冮地 劉英男

大眾09G/09D型自動變速器是由日本愛信公司開發設計的前輪驅動的車型上代號為TF-60SN，后輪驅動的車型上代號為TR-60SN。09G/09D型自動變速器主要搭載于大眾途銳、速騰、邁騰、高爾夫、途安和新甲殼蟲等車型上。在動力傳遞結構方面是6AT中最具代表性的之一。

一、動力傳遞結構的基本分析

09G/09D型自動變速器的動力傳遞結構沿輸入至輸出方向上，分別有一個單級行星排和一個拉維娜結構，為便于表達，文中將其分別稱之為前排和后段，如圖1所示。

┃ 圖1 09G/09D動力傳遞結構示意圖

前排的齒圈與變速器輸入軸一體可常獲得輸入軸速度1（輸入軸速度為不變速，直接記為1），太陽輪為常固定狀態，行星架為從動。根據當前的約束情況，可知前排行星架始終為減速輸出，可將此速度記作↓0（↓為減速，角標0為非復合速度）。

后段屬于使用齒圈作為從動元件的拉維娜變速機構。前排與后段之間連接點的數目不為1，這意味著前排與后段視作一個整體。

二、動力傳遞分析過程

1.執行元件的代號標注及篩選

對09G/09D型自動變速器的動力傳遞結構簡圖，沿輸入軸至輸出軸方向依次進行執行元件代號標注，標注結果如圖2所示。

┃ 圖2 09G/09D執行元件的代號標注

僅分析動力擋時，應去除全部單向離合器F。所以篩選執行元件后，剩余執行元件為C1、C2、C3、B1、B2。

2.不同組合狀態下的速度分析

根據各行星排之間的連接特征，前排無須換擋執行元件約束即可生成速度，而后段拉維娜結構則需要兩個約束方可生成速度。所以說該變速器各動力擋的執行元件數目為2。

列出所有執行元件數目為2的10種組合，并對所有組合依次進行速度分析。

①C1C2

C1C2的工作可使前排的速度↓0傳遞至后段的大太陽輪和小太陽輪。按齒輪嚙合原理進行速度分析可知，小太陽輪為順時針（S）轉動，驅動短行星輪逆時針（N）轉動，短行星輪驅動長行星輪順時針（S）轉動，如圖3所示。

┃ 圖3 C1C2組合的約束下后段行星齒輪轉向示意圖

當前大太陽輪速度為↓0，長行星輪沿著大太陽輪的順時針轉動則會導致一體行星架會相對于大太陽輪做順時針公轉，此速度可簡單記為S↓（即順時針減速），同時大太陽輪提高此公轉速度，可記為S↓+↓0，如圖4所示。

┃ 圖4 C1C2組合的約束下后段行星架速度示意圖

此時再回到雙級行星排中，我們發現小太陽輪依然順時針旋轉，但是一體行星架則處于一定的超速狀態，所以公共齒圈的輸出速度為輕微超速，可記作↓0+S↓↓0。該速度與常規↓0的速度差距較小，可近似視其為↓0，如圖5所示。

┃ 圖5 C1C2組合的約束及輸出速度示意圖

②C1C3

C1工作可使前排的速度↓0傳遞至后段的小太陽輪，而C3工作可使后段的一體行星架具備輸入軸速度1。這樣在拉維娜結構中，雙級行星排的行星架以輸入軸速度1作為主動元件，小太陽輪以↓0速度作為受限元件，則公共齒圈的整體輸出速度為減速。但此時受限元件小太陽輪的順時針旋轉又會提高從動元件公共齒圈的轉速，所以得到公共齒圈的輸出速度為↓+（角標+，意味著當前復合速度比角標為0時有所提高），如圖6所示。

┃ 圖6 C1C3組合的約束及輸出速度示意圖

③C2C3

C2工作可使前排的速度↓0傳遞至后段的大太陽輪，C3工作可使后段的一體行星架具備輸入軸速度。這樣拉維娜機構中，單級行星排的行星架以輸入軸速度1作為主動元件、大太陽輪以↓0速度作為受限元件，則公共齒圈的整體輸出速度為超速。但此時受限元件大太陽輪的順時針旋轉會降低從動元件公共齒圈的轉速，所以得到公共齒圈的輸出速度為↑-（角標-，意味著當前復合速度比角標為0時有所降低），如圖7所示。

┃ 圖7 C2C3組合的約束及輸出速度示意圖

C1工作可使前排的速度↓0傳遞至后段的小太陽輪，B1工作可固定后段的大太陽輪。按齒輪嚙合原理進行速度分析可知，長行星輪順時針（S）轉動（這與C1C2工作狀態行星齒輪的轉動狀態下相似）。

此時大太陽輪固定，長行星輪沿著大太陽輪的順時針轉動會導致行星架會相對于大太陽輪做順時針公轉，如圖8所示。

┃ 圖8 C1B1組合的約束下一體行星架速度示意圖

此時再回到雙級行星排中，我們發現小太陽輪依然是順時針旋轉，而行星架則應是順時針減速旋轉的狀態。

那么當前小太陽輪以↓0速度作為主動元件、一體行星架順時針轉動作為受限元件，則公共齒圈的整體輸出速度為減速。受限元件一體行星架的順時針旋轉會提高公共齒圈的轉速，所以得到公共齒圈的輸出速度為↓0·↓+，如圖9所示。

┃ 圖9 C1B1組合的約束及輸出速度示意圖

C1工作可使前排的速度↓0傳遞至后段的小太陽輪，B2工作可固定后段的一體行星架，則拉維娜結構的雙級行星排中，小太陽輪主動速度為↓0，一體行星架固定，所以公共齒圈的輸出速度為減速，記作↓0·↓0，如圖10所示。

┃ 圖10 C1B2組合的約束及輸出速度示意圖

C2和B1的約束沖突。

⑦C2B2

┃ 圖11 C2B2組合的約束及輸出速度示意圖

C2工作可使前排的速度↓0傳遞至后段的大太陽輪，B2工作可固定后段的一體行星架。此時拉維娜機構的單級行星排中，太陽輪主動速度為↓0，一體行星架固定，所以公共齒圈的輸出速度為反向減速，記作↓0· r↓0（左側符號r表示輸出速度與輸入速度方向相反），如圖11所示。

⑧C3B1

C3工作可使后段的一體行星架具備輸入軸速度1，B1工作可固定后段的大太陽輪。此時拉維娜結構的單級行星排中，一體行星架以輸入軸速度1作為主動元件，大太陽輪固定，則公共齒圈輸出速度超速，記作↑0，如圖12所示。

┃ 圖12 C3B1組合的約束及輸出速度示意圖

C2和B1的約束方式沖突。

⑩B1B2

當前約束方式下導致輸出軸鎖死。

3.速度標記的對比分析

由此總結出各速度標記，并按速度由低至高進行排列擋位，如表所示。

09G/09D自動變速器基本擋位排序及其相關說明