2017款凱迪拉克XT5 TG-81SC自動變速器新技術剖析（二）

保定/商愛鵬

2017款凱迪拉克XT5 TG-81SC自動變速器新技術剖析（二）

保定/商愛鵬

變速器內(nèi)部的中間傳動齒輪將行星齒輪機構的轉(zhuǎn)速和動力傳遞給差速器。中間傳動齒輪上還設計有P擋駐車鎖定齒槽。差速器用于連接左右前半軸（如圖18所示），如果是全輪驅(qū)動車型，差速器還可以將驅(qū)動力輸出給分動箱。變速器共有2組行星齒輪機構、5組多片式液壓離合器、1組制動帶式離合器和1個機械式單向離合器（如圖19所示）。這些機構共同實現(xiàn)了8個前進擋和1個倒擋的傳動。其中兩組行星齒輪組分為前排行星齒輪組和后排行星齒輪組，前排行星齒輪組位于變速器上部，后排行星齒輪組位于變速器的下部。前排行星架和后排行星架都有兩級行星輪。前排只有1個太陽輪，后排有2個太陽輪（如圖20所示）。

變速器內(nèi)部的兩組行星齒輪可以拆分為7個部件，按順序如圖21所示。其中前排太陽輪通過油泵總成與殼體固定，前排行星架總成與變速器的輸入軸相連，一直是輸入部件，而后排齒圈是真正的輸出部件。變速器內(nèi)部的離合器和制動帶用于驅(qū)動或制動行星齒輪部件，實現(xiàn)不同的輸入和輸出組合，讓變速器以不同的傳動比或方向轉(zhuǎn)動。具體部件功能如圖22所示。離合器的壓盤波形較小，以減少緩沖期，從而降低油耗和CO2排放。另外還有一個滾柱式單身離合器，用于限制后排行星架逆時針轉(zhuǎn)動。如圖23所示為變速器內(nèi)所有液壓離合器或離合器轂的具體位置。BR1轂的前部是一個光滑區(qū)域，機械滾柱式單向離合器就安裝在此處。

TCM安裝在變速器殼體的外部（如圖24所示），內(nèi)部集成有擋位傳感器。TCM接收變速器輸入軸轉(zhuǎn)速、輸出軸轉(zhuǎn)速及油溫傳感器的信號，同時通過網(wǎng)絡接收發(fā)動機及其他模塊的數(shù)據(jù)信息，用于控制閥體總成上的電磁閥，從而操控離合器實現(xiàn)不同的擋位。TCM內(nèi)集成的擋位傳感器由手動閥驅(qū)動，它是一個線性霍爾傳感器。當電子換擋執(zhí)行器驅(qū)動閥軸轉(zhuǎn)動時，TCM內(nèi)部傳感器的信號也會隨之轉(zhuǎn)動。傳感器會輸出一個0～5V的電壓信號，此信號直接經(jīng)內(nèi)部電路到TCM，TCM通過此信號識別出當前手動閥的位置。輸入及輸出轉(zhuǎn)速傳感器都是兩線霍爾式傳感器，輸出方波脈沖信號，信號頻率隨轉(zhuǎn)速變化。輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器正對與后排齒圈連接成一體的斜齒輪，輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器正對C5678離合器殼體（如圖26所示）。

TCM使用輸入及輸出轉(zhuǎn)速傳感器信號來確定傳動比、管路壓力、換擋模式和TCC滑移率等。輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器也用于計算車速。油溫傳感器集成在變速器的線束上，安裝在閥體內(nèi)（如圖27所示）。油溫傳感器是一個負溫度系數(shù)的可變電阻，溫度越高，電阻值越低。信號直接輸入TCM用于調(diào)節(jié)換擋點，控制TCC的接合和分離。如果系統(tǒng)監(jiān)測到油溫過高，會生成故障碼并影響變速器的整體性能，甚至會限制發(fā)動機的輸出扭矩。變速器的閥體及電磁閥總成上共有9個電磁閥（如圖28所示）：1個TCC鎖止電磁閥、1個管路壓力電磁閥、2個換擋電磁閥、5個離合器/制動帶壓力調(diào)節(jié)電磁閥。

此外，閥體和電磁閥總成上還安裝了一個用于啟停功能的電磁泵。閥體共分三層，安裝在變速器殼體的側(cè)面，通過殼體上加工的油道將控制油液輸入離合器、油泵等部件。管路壓力調(diào)節(jié)電磁閥位置如圖29所示，TCM根據(jù)加速踏板及節(jié)氣門開度等信號，通過PWM信號控制管路壓力調(diào)節(jié)電磁閥，從而控制變速器內(nèi)系統(tǒng)油壓線性變化。此電磁閥的特點是電流越大系統(tǒng)油壓越低。電流越小，系統(tǒng)油壓越高。當電磁閥斷電時控制油路處于通路狀態(tài)。

TCC鎖止電磁閥的位置如圖30所示，TCM根據(jù)加速踏板、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、輸入及輸出轉(zhuǎn)速信號。通過PWM信號控制TCC鎖止電磁閥，從而控制TCC的接合和分離。此電磁閥特點是電流越小，輸出電壓越低，電流越大，輸出電壓越高。當電磁閥斷電時，控制油路處于斷路狀態(tài)。換擋電磁閥的位置如圖30所示，這個電磁閥主要用于變速器換擋桿換擋時切換油道，控制流向離合器調(diào)節(jié)電磁閥的油量。它們都是開關型電磁閥，只有一根線，TCM直接控制這兩個電磁閥的電源供給。

當電磁閥斷電時控制油路斷路。離合器壓力調(diào)節(jié)電磁閥SL1、SL2、SL3、SL4、SL5的位置如圖32所示，這些電磁閥用于控制流向各離合器或制動器活塞的油液，實現(xiàn)平順換擋的功能。它們都是由TCM通過PWM信號控制。

SL1可控制C12345離合器；SL2可控制C5678離合器；SL3可控制C37R離合器；SL4可控制C46離合器；SL5可控制B28離合器。值得注意的是離合器的接合不僅與對應離合器的調(diào)節(jié)主電磁閥相關，還與手動閥、換擋電磁閥及控制油道等有關。電磁泵的位置如圖33所示，當發(fā)動機啟停系統(tǒng)在自動停機時，電磁泵能保持C12345離合器的接合油壓，使得發(fā)動機自動啟動后快速起步。它相當于一個排量泵，由TCM直接控制。電磁泵斷電后會關閉此處油路。變速器的整個電氣系統(tǒng)控制框圖如圖34所示，TCM不僅接收內(nèi)部擋位傳感器的信號，還接收變速器內(nèi)轉(zhuǎn)速傳感器、油溫傳感器信號，同時還通過GMLAN網(wǎng)絡接收ECM、BCM等模塊的信息，如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、手動加減擋等信號。TCM根據(jù)當前工況實時控制電磁閥和電動泵的工作，從而控制離合器實現(xiàn)變速器平順換擋。

表2 電磁閥工作表

圖35為TG-81SC自動變速器實際結(jié)構的剖視圖，圖中重點指出了變速器內(nèi)部與傳動相關的部件。圖36所示是根據(jù)TG-81SC剖視圖簡化而來的傳動部件，圖中標了離合器、前后排行星齒輪組和差速器等重要傳動部件。表2列出了離合器調(diào)節(jié)電磁閥和換擋電磁閥在不同擋位的工作狀態(tài)。并不是一個電磁閥直接控制一個離合器，因為離合器不僅與對應的離合器調(diào)節(jié)電磁閥相關，還與手動閥、換擋電磁閥及控制油道等有關。

（待續(xù)）