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通用LE型自動變速箱動力傳遞路線分析

關鍵詞:通用變速器

上海通用生產的別克榮御和凱迪拉克汽車5L40E型自動變速器是一個電控、5速(前進擋)、後輪驅動式自動變速器,其基本參數見表1。

一、行星齒輪機構與換擋執行元件

5L40E型自動變速器采用拉維那式行星齒輪機構,由2個單排雙級行星齒輪機構組成;換擋執行元件包括9組機械摩擦式離合器/制動器和4個單向離合器,各離合器的控制部件見表2。在原廠資料中,將所有9個換擋執行元件都稱為“離合器”,但其中有5個在工作時是固定行星齒輪機構某部件的,業內習慣稱為“制動器”,這樣也便於理解其工作原理和動力傳遞路線路線分析。在本文的敘述中將工作時固定部件的“離合器”改稱為“制動器”,如原“超速離合器”改稱為“超速制動器”,這一點讀者在參考其它5L40E型自動變速器資料時請注意。5L40E型自動變速器行星齒輪機構與換擋執行元件的布置如圖1所示,各換擋執行元件的作用見表2,不同擋位時各換擋執行元件的狀態見表3。



二、動力傳遞路線分析

5L40E型自動變速器動力傳遞路線示意圖見圖2,現將各擋位動力傳遞路線分析如下。

1.1擋動力傳遞路線

(1)無發動機制動

1擋時,前進離合器結合,前進單向離合器鎖止;滑行離合器結合,前進離合器和滑行離合器同時驅動後太陽輪,後太陽輪順時針旋轉;行星架有逆時針旋轉的趨勢,因低擋單向離合器鎖止,單向固定行星架;則後齒圈順時針減速旋轉。因動力傳遞過程中,低擋單向離合器鎖止,單向固定行星架是不可缺少的條件,所以當動力由車輪傳至變速器時,低擋單向離合器會超越打滑,沒有發動機制動,動力傳遞路線如圖3所示。

圖3 1檔動力傳遞路線(無發動機制動)

(2)有發動機制動

1擋時,自動變速器控制模塊可根據情況控制自動變速器是否有發動機制動。當需要發動機制動時,前進離合器結合,前進單向離合器鎖止;滑行離合器結合,前進離合器和滑行離合器同時驅動後太陽輪,後太陽輪順時針旋轉;行星架有逆時針旋轉的趨勢,低/倒擋制動器工作,雙向固定行星架;則後齒圈順時針減速旋轉(輸出)。因動力傳遞過程中,沒有單向離合器單獨參與動力傳遞,故有發動機制動,動力傳遞路線如圖4所示。

圖41檔動力傳遞路線(有發動機制動)

2.2擋動力傳遞路線:

(1)無發動機制動

2擋時,動力輸入元件與1擋一樣,即前進離合器結合,前進單向離合器鎖止;滑行離合器結合,前進離合器和滑行離合器同時驅動後太陽輪,後太陽輪順時針旋轉;第二制動器工作,固定第二單向離合器外圈,第二單向離合器鎖止,前內齒圈被單向固定,不能逆時針旋轉;則後齒圈順時針減速旋轉(輸出)。因動力傳遞過程中,第二單向離合器鎖止,單向固定前排齒圈是不可缺少的條件,所以當動力由車輪傳至變速器時,第二單向離合器會超越打滑,沒有發動機制動,動力傳遞路線如圖5所示。

圖52檔動力傳遞路線(無發動機制動)

(2)有發動機制動

2擋時,自動變速器控制模塊可根據情況控制自動變速器是否有發動機制動。當需要發動機制動時,前進離合器結合,前進單向離合器鎖止;滑行離合器結合,前進離合器和滑行離合器同時驅動後太陽輪,後太陽輪順時針旋轉;第二滑行制動器工作,雙向固定前內齒圈;則後齒圈順時針減速旋轉(輸出)。因動力傳遞過程中,沒有單向離合器單獨參與動力傳遞,故有發動機制動,動力傳遞路線如圖6所示。

圖62檔動力傳遞路線(有發動機制動)

3.3擋動力傳遞路線

(1)無發動機制動

3擋時,動力輸入元件與1擋一樣,即前進離合器結合,前進單向離合器鎖止;滑行離合器結合,前進離合器和滑行離合器同時驅動後太陽輪,後太陽輪順時針旋轉;中間制動器工作,固定中間單向離合器外圈,中間單向離合器鎖止,單向固定前排太陽輪,則後齒圈順時針減速旋轉(輸出)。因動力傳遞過程中,中間單向離合器鎖止,單向固定前排太陽輪是不可缺少的條件,所以當動力由車輪傳至變速器時,中間單向離合器會超越打滑,沒有發動機制動,動力傳遞路線如圖7所示

圖73檔動力傳遞路線(無發動機制動)

(2)有發動機制動

3擋時,自動變速器控制模塊可根據情況控制自動變速器是否有發動機制動。當需要發動機制動時,前進離合器結合,前進單向離合器鎖止;滑行離合器結合,前進離合器和滑行離合器同時驅動後太陽輪,後太陽輪順時針旋轉;超速擋制動器工作,雙向固定前排太陽輪,則後齒圈順時針減速旋轉(輸出)。因動力傳遞過程中,沒有單向離合器單獨參與動力傳遞,故有發動機制動,動力傳遞路線如圖8所示。

圖83檔動力傳遞路線(有發動機制動)

4.4擋動力傳遞路線

4擋時,輸入元件與1擋相同,即前進離合器結合,前進單向離合器鎖止;滑行離合器結合,前進離合器和滑行離合器同時驅動後太陽輪;同時直接擋離合器結合,驅動行星架,則整個行星齒輪機構以一個整體同步旋轉,為直接擋,傳動比為1:1。因4擋動力傳遞過程中,沒有單向離合器單獨參與動力傳遞,故有發動機制動,動力傳遞路線圖9所示。

圖94檔動力傳遞路線

5.5擋動力傳遞路線

5擋時,直接離合器結合,驅動行星架順時針旋轉,超速擋制動器工作,固定前排太陽輪,則後排齒圈同向增速旋轉,為超速擋。因5擋動力傳遞過程中,沒有單向離合器單獨參與動力傳遞,故有發動機制動,動力傳遞路線如圖10所示。

圖105檔動力傳遞路線

6.R擋動力傳遞路線

R擋時,倒擋離合器結合,驅動前排太陽輪;同時/低倒擋制動器工作,固定行星架,則後排齒圈反向減速旋轉(輸出),力傳遞路線如圖11所示。

圖11R檔動力傳遞路線