大众AG4型自动变速器的动力传递分析

另外，该行星机构的运动约束方程为 [2]：
单行星排：nS1+K1nR—(1+K1)nPC=0 双行星排：nS2—K2nR+(K2—1)nPC=0 式中： nS1，nS2——前后行星排太阳轮转速，r/min；
nR，nPC——齿圈和行星架转速，r/min； n1，n2——输入和输出转速，r/min。 1.3 执行元件功能及各挡位下结合情况
输出。
$
C1 $
F
图 8 1H 挡动力流（杆位 D）
2.4.2 2H 挡动力流分析
此时，n1=λnS2，n2=nR，nS1=0，则
i=
K1+K2 1+K1
λ。
#
B2
$
C1 $
'
图 6 2 挡动力流（杆位 3）
2.3.3 3 挡动力流分析
当自动变速器杆位在 D 时，其 2H 挡的动力传
递路线，如图 9 所示。此时，C1 接合，动力从液力 变矩器输出通过 C1 直接送到后行星排太阳轮。同时 B2 工作，前行星排太阳轮被锁止，动力经过后排行 星轮和齿圈输出。
如图 1 所示。
该行星机构有独立太阳轮，公共行星架和齿圈。
# #
$
$ $
'
图 1 大众 AG4（89）自动变速器简图
动力可以从前排太阳轮、后排太阳或者行星架输入，
从齿圈输出。设前后排行星轮系的行星排特性参数分
别为 K1 和 K2，其中：
单行星： 双行星：
K1=
ZR1 ZPC 1
×
ZPC 1 ZS1
2.2.1 1 挡动力流分析 当自动变速器杆位在 2 时，1 挡动力传递路线，
如图 3 所示。此时，C1 接合，动力从液力变矩器输 出通过 C1 直接送到后行星排太阳轮，同时，F 工作， 正向传动时行星架被锁止，动力可以经过行星架和齿
圈输出，效果等同 B1 工作；反向传动（车轮作为主 动件）时，单向离合器发生空转，不再锁止行星架，
# #
C2
C1 $
'
技术聚焦 FOCUS
Auto Engineer
轮通过 C3 传到行星架上，经齿圈输出。前行星排太
阳轮被制动器 B2 锁止。
此时 n1=nPC，n2=nR，nS1=0，则 i=
K2 K2—1
。
#
B2
$
$ C3
'
图 10 3H 挡动力流（杆位 D）
2.4.4 3M 挡动力流分析
பைடு நூலகம்
economy. This paper firstly analyzes the basic structure of an AT numbered AG4 (89) from VolksWagon and illustrates
the transmission route of each gears by analyzing the transmission characteristics of planet mechanism. At the same
如图 4 所示。此时，C1 接合，动力从液力变矩器输 出通过 C1 直接送到后行星排太阳轮。同时 B2 工作， 前行星排太阳轮被锁止，动力经过后排行星轮和齿圈
输出。
此时，n1=λnS2，n2=nR，nS1=0，则
i=
K1+K2 1+K1
λ。
#
B2
$
C1 $
'
图 4 2 挡动力流（杆位 2）
- 39 -
图 9 2H 挡动力流（杆位 D）
2.4.3 3H 挡动力流分析
当自动变速器杆位在 D 时，其 3H 挡的动力传递
- 40 -
万方数据
第1期
Feature 路线，如图 10 所示。此时，C1 和 C2 均结合。动力从 液力变矩器输出同时经过前后行星排的太阳轮输入，
再经行星架和齿圈输出。
此时，n1=λnS1=λnS2，n2=nR，则 i=λ。
动机构的传动特性分析了各挡位传递路线，并详细推导了各挡位下的传动比计算方法。表明对该自动变速器的分
析思路和方法对业内从事相关工作的技术人员有参考和指导意义。
关键词：动力流；传动比计算；大众 AG4 自动变速器
Analysis on Power Transmission Based on VW AG4 (89) Automatic Transmission
3LT，4M 这 6 个挡位，变速器工作时会根据工况自 动在这 6 个挡位间切换。 2.4.1 1H 挡动力流分析
当自动变速器挡位杆在 D 时，其 1H 挡的动力传 递路线，如图 8 所示。此时，C1 接合，动力从液力 变矩器输出通过 C1 直接送到后行星排太阳轮，同时， F 工作，正向传动时行星架被锁止，动力可以经过行 星架和齿圈输出，效果等同 B1 工作；反向传动（车 轮作为主动件）时，单向离合器发生空转，不再锁止
动力可以传输。这时如果发生在下坡制动时，不会发
生车轮反拖变速器和发动机的情形，因为单向离合器
会发生空转。
此时，n1=λnS2，n2=nR，nPC=0，则 i=λK2。
# #
$
C1 $
F
图 3 1 挡动力流（杆位 2）
2.2.2 2 挡动力流分析
当自动变速器杆位在 2 时，其 2 挡动力传递路线，
time, the deduction method of gear ratio has also been demonstrated in detail. The analytical model and pattern for AT
can guide those technicians engaging in the related research field.
Key words: Power flow; Gear ratio calculation; VW AG4(89) automatic transmission
目前，许多中高档的轿车都装备了自动变速器。
由图 1 可知，AG4 自动变速器有 6 个结合元件：
在美国，自动变速器的装车率超过了 90%，日本接近 80%，西欧 20%。国内，自动变速器发展势头也很迅 猛，而且，作为汽车关键零部件，它的发展一直受到
行星架，动力可以传输。这时如果发生在下坡制动时，
$
C1 $
F
不会发生车轮反拖变速器和发动机的情形，因为单向 离合器会发生空转。
图 5 1 挡动力流（杆位 3）
2.3.2 2 挡动力流分析
此时，n1=λnS2，n2=nR，nPC=0，则 i=λK2。
# #
当自动变速器杆位在 3 时，其 2 挡动力传递路线， 如图 6 所示。此时，C1 接合，动力从液力变矩器输 出通过 C1 直接送到后行星排太阳轮。同时 B2 工作， 前行星排太阳轮被锁止，动力经过后排行星轮和齿圈
当自动变速器杆位在 D 时，其 3M 挡动力传递路
线，如图 11 所示。此时，C1，C2，C3 接合。动力从 泵轮直接通过 C3 传递到行星架，再经齿圈输出。由 于 C1 和 C2 联接，导致 2 个太阳轮连在一起。
此时，n1=nPC，n2=nR，nS1=nS2，则 i=1。
Abstract: With the rapid development of computer and electronic control technology, automatic transmission (AT) has
got broad acknowledgement because of its superiority in driving convenience, optimized dynamic property and fuel
表 1 示出各个执行元件的功能，表 2 示出各杆位
情况和各挡位下结合元件的结合情况。
表 1 各执行元件功能表
执行元件
B1 B2 C1 C2 C3 F
基本功能 锁止行星架 锁止前行星排太阳轮 将变矩器动力传递给后行星排太阳轮 将变矩器动力传递给前行星排太阳轮 连接泵轮与行星架 限制前行星排太阳轮单向旋转
=
ZR1 ZS1
= × × = K2
ZR2 ZPC 21
ZPC 1 ZPC 22
ZPC 2 ZS2
ZR2 ZS2
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万方数据
第1期
Feature
式中： ZS1，ZS2——前后排太阳轮齿数； ZPC1——前排行星轮齿数； ZPC21，ZPC22——后排行星轮齿数 ZR1，ZR2——前后排齿圈齿数。
此时，n1=λnS2，n2=nR，nS1=0，则
i=
K1+K2 1+K1
λ。
#
B2
当自动变速器杆位在 3 时，其 3 挡动力传递路线， 如图 7 所示。此时，C1 和 C2 均结合。动力从液力变 矩器输出同时经过前后行星排的太阳轮输入，再经行
$
C1 $
'
星架和齿圈输出。 此时，n1=λnS1=λnS2，n2=nR，nS1=0，则 i=λ。
此时，n1=λnS2，n2=nR，nPC=0，则 i=λK2。
技术聚焦 FOCUS
Auto Engineer
B1 #
$
C1 $
'
图 2 杆位 1 动力流
2.2 杆位 2 的动力流分析 当自动变速器杆位在 2 时，有 1 和 2 这 2 个挡位，
变速器工作时会根据工况自动在 1 和 2 挡位间自动切 换。
再锁止行星架，动力可以传输。这时如果发生在下坡
制动时，不会发生车轮反拖变速器和发动机的情形，
因为单向离合器会发生空转。
此时，n1=λnS2，n2=nR，nPC=0，则 i=λK2。