2019年凱迪拉克CT6 10L80自動(dòng)變速器新技術(shù)解析（一）

保定/商愛鵬 苑曉丹

凱迪拉克CT6車型在2019年迎來(lái)了中期改款，除了外觀上的小幅改變，升級(jí)的制動(dòng)系統(tǒng)和娛樂(lè)系統(tǒng)及主動(dòng)安全系統(tǒng)外，在動(dòng)力總成上保留的經(jīng)典的3.0TT雙渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)（LGW），而上一代的2.0T渦輪增壓LTG發(fā)動(dòng)機(jī)被升級(jí)成為與XT4車型一樣的CSS系列LSY渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。更為值得注意的是首次裝配GR10系列自動(dòng)變速器（如圖1所示），是上汽通用第一款后輪驅(qū)動(dòng)型，具有10個(gè)前進(jìn)擋的自動(dòng)變速器。其主要特點(diǎn)為：

◆更寬的速比范圍

◆全新的控制模塊

◆更少的燃油損耗

◆更加緊湊的結(jié)構(gòu)，與以前的8速自動(dòng)變速器相比，在尺寸和重量無(wú)明顯變化的基礎(chǔ)上提升整體性能

表1 變速器參數(shù)

┃ 圖1 GR10變速器

◆更快的換擋速度（傳說(shuō)可以和保時(shí)捷的PDK媲美）且加速順暢，動(dòng)力輸出平穩(wěn)

搭載在2019年凱迪拉克CT6車型上的GR10系列自動(dòng)變速器型號(hào)命名為10L80，PRO代碼為MHS。因驅(qū)動(dòng)形式不同，10L80變速器有兩輪驅(qū)動(dòng)型和四輪驅(qū)動(dòng)型兩種結(jié)構(gòu)。型號(hào)10L80中的“10”表示10個(gè)前進(jìn)擋，“L”表示為后輪驅(qū)動(dòng)型變速器，“80”表示產(chǎn)品的類別，與扭矩有關(guān)。10L80變速器主要參數(shù)如表1所示，其中7擋為直接擋，8擋、9擋、10擋為3個(gè)超速擋。

10L80變速器結(jié)構(gòu)的一個(gè)特點(diǎn)是殼體外部采用一個(gè)整體式鐘形箱體（8L系列的尾部裝配有C12345R擋離合器活塞，是可以單獨(dú)拆卸下來(lái)的），這可以增強(qiáng)總成箱體的剛度。變速器內(nèi)部共有4組簡(jiǎn)單的行星齒輪機(jī)構(gòu)和6組多片式液壓離合器（8L系列為5組）。變速器內(nèi)部設(shè)計(jì)有一個(gè)機(jī)械主油泵和一個(gè)電動(dòng)輔助油泵（8L系列為啟停蓄能器）。此外，10L80變速器采用了內(nèi)部電子換擋控制，與外部電子換擋系統(tǒng)完全匹配。排擋桿只是一個(gè)位置傳感器，換擋桿與10L80變速器之間沒(méi)有任何機(jī)械連接，但通過(guò)電氣控制可實(shí)現(xiàn)變速器進(jìn)入P、R、N、D、M的5個(gè)擋位模式。另外，駕駛員可以通過(guò)方向盤上的撥片手動(dòng)進(jìn)行加減擋操作。為方便操作，在洗車時(shí)可以通過(guò)“洗車模式”掛入N擋。

10L80變速器主要機(jī)械部件如圖2所示。電氣部件TCM位于變速器外部，右側(cè)防火墻處。其他傳感器和電磁閥主要位于變速器底部的閥體總成處。10L80變速器外部套有一個(gè)隔音罩，用于保護(hù)變速器外部殼體，同時(shí)也可以阻隔變速器噪聲，隔音罩通過(guò)卡扣固定在變速器殼體上。

┃ 圖2 機(jī)械部件

┃ 圖3 外圍部件

10L80變速器的前部和底部主要部件如圖3所示。10L80變速器油底殼內(nèi)部定位有閥體總成、油泵、變速器油濾芯、變速器線束等部件，更具體的細(xì)節(jié)如圖4所示。

10L80變速器內(nèi)部主要集成有離合器、四組行星齒輪組等部件，與德國(guó)ZF公司的8HP系列變速器有些類似的是，大部分離合器和行星齒輪部件組成了一個(gè)旋轉(zhuǎn)組件，此旋轉(zhuǎn)組件在變速器工作時(shí)可以轉(zhuǎn)動(dòng)。具體的部件細(xì)節(jié)如圖5所示。10L80變速器內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)組件可以一起從變速器內(nèi)取出，旋轉(zhuǎn)組件可以進(jìn)一步分解，內(nèi)部主要包括四組行星齒輪組部件和離合器總成等部件，其中的三組離合器總成包括2-3-4-5-7-9-10離合器、4-5-6-7-8-9-10-R離合器、1-2-3-4-6-7-8-10-R離合器共三組離合器。其中的輸入軸及輸出軸太陽(yáng)輪上還包括超速擋內(nèi)齒圈和1-3-5-6-7-8-9離合器。其他部件細(xì)節(jié)如圖6所示。

10L80變速器前部有一個(gè)輸出軸支架總成，它除了穩(wěn)定支撐輸入軸外，同時(shí)還包含兩組多片式液壓離合器和一個(gè)機(jī)械式單向離合器。其中兩組多片式液壓離合器（制動(dòng)器）分別是：1-2-3-4-5-6-R擋離合器活塞（離合器片在旋轉(zhuǎn)組件上部）和1-2-8-9-10-R離合器總成。具體部件細(xì)節(jié)如圖7所示。

10L80變速器的變矩器（如圖8所示）在直徑和厚度的尺寸上相對(duì)較大，變矩器離合器采用線性電控液壓方式接合，它可以有效降低TCC噪聲和震動(dòng)。此TCC壓盤并非完全壓住鎖死，在通常情況下會(huì)保持少量的滑動(dòng)，這種后驅(qū)型變速器的TCC滑動(dòng)率為0～50r/min。完全鎖死的情況只會(huì)在一些特殊工況下才會(huì)實(shí)現(xiàn)。TCC可以在1～10擋內(nèi)實(shí)現(xiàn)接合。TCC的接合點(diǎn)或滑動(dòng)量，是由多種條件決定的，比如節(jié)氣門的開度、擋位、油溫都會(huì)影響TCC的接合。

┃ 圖4 底部分解圖

┃ 圖5 內(nèi)部分解圖

┃ 圖6 旋轉(zhuǎn)組件分解圖

┃ 圖7 輸出軸支架分解圖

┃ 圖8 變矩器

┃ 圖9 主油泵

10L80變速器的主油泵是一個(gè)機(jī)械式可變排量葉片泵，定位于閥體前部（如圖9所示）。油泵設(shè)計(jì)成偏軸式驅(qū)動(dòng)方式，由變矩器通過(guò)齒輪傳動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)。油泵總成相當(dāng)于兩個(gè)油泵集成一個(gè)泵的尺寸大小。這種集成化設(shè)計(jì)不僅能夠降低磨損，且提供最優(yōu)化的流量供給。主油泵是一個(gè)總成件，不建議分解內(nèi)部進(jìn)行維修，油泵外部的密封圈和墊片可以更換。

在變速器機(jī)械油泵的吸油口側(cè)安裝有變速器油濾芯（如圖10所示），以確保油液在進(jìn)入系統(tǒng)管路前得到充分過(guò)濾。濾芯位于油底殼內(nèi)，在更換時(shí)需要從變速器下方拆下油底殼后才可以更換。為了固定變速器內(nèi)部的鐵顆粒，油底殼內(nèi)還安裝有兩個(gè)磁鐵吸鐵屑。變速器油濾芯使用兩個(gè)鋁合金螺栓，安裝時(shí)應(yīng)防止螺栓滑牙。

┃ 圖10 變速器濾芯

在主變速器閥體的后部還設(shè)計(jì)有一個(gè)電動(dòng)輔助油泵（如圖11所示），在發(fā)動(dòng)機(jī)啟停系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)時(shí)，可以通過(guò)電動(dòng)輔助油泵向液壓系統(tǒng)提供穩(wěn)定的壓力，以確定變速器能夠在自動(dòng)啟動(dòng)后及時(shí)實(shí)現(xiàn)擋位傳動(dòng)，減少遲滯感。電動(dòng)輔助油泵由一個(gè)四線式電機(jī)和一個(gè)液壓泵組成。四根線束作用：來(lái)自發(fā)動(dòng)艙保險(xiǎn)絲盒的電源；從變速器內(nèi)引出的搭鐵；來(lái)自TCM的控制；向TCM的反饋。在液壓泵前部還集成一個(gè)非常小的濾芯，以確保只有潔凈的變速器油才能進(jìn)入液壓系統(tǒng)。

┃ 圖11 電動(dòng)輔助油泵

閥體總成（如圖12所示）位于油底殼內(nèi)，閥體是一個(gè)總成件，上部集成有液壓系統(tǒng)的主要液壓閥和電氣部件。閥體總成內(nèi)集成管路壓力調(diào)節(jié)閥、TCC壓力控制閥、離合器控制閥等液壓閥，閥體外側(cè)周邊還定位有控制這些液壓閥的電磁閥。TCM通過(guò)控制電磁閥控制液壓閥的動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)變速器全面的電液控制。

┃ 圖12 閥體總成

反作用行星齒輪組位于變速器最前部，它由簡(jiǎn)單的3個(gè)部件：行星架、內(nèi)齒圈和太陽(yáng)輪組成（如圖13所示）。反作用行星架固定連接鐘罩及輸出內(nèi)齒圈，可通過(guò)4-5-6-7-8-9-10-R離合器與其他離合器及部件連接。反作用內(nèi)齒圈上連接有中間轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)齒，可由1-2-3-4-5-6-R離合器制動(dòng)。反作用太陽(yáng)輪與輸入太陽(yáng)輪花鍵連接，可則1-2-8-9-10-R離合器制動(dòng)，機(jī)械離合器限制它只能向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。`

┃ 圖13 反作用行星齒輪組

輸入行星齒輪組位于反作用行星齒輪組后部，它由簡(jiǎn)單的3個(gè)部件：行星齒輪架、內(nèi)齒圈和太陽(yáng)輪組成。其各部件連接和控制關(guān)系如圖14所示。超速擋行星齒輪組位于輸入行星齒輪組的后部、輸出行星齒輪組的前部，同樣由簡(jiǎn)單的3個(gè)部件行星架、內(nèi)齒圈和太陽(yáng)輪組成。其各部件連接及控制關(guān)系如圖15所示。輸出行星齒輪組位于變速器最后部，它由簡(jiǎn)單的3個(gè)部件行星架、內(nèi)齒圈和太陽(yáng)輪組成。其部件的連接和控制關(guān)系如圖16所示。

┃ 圖14 輸入行星齒輪組

┃ 圖15 超速擋行星齒輪組

┃圖16 輸出行星齒輪組

10L80變速器內(nèi)部共有6組多片式液壓離合器，各離合器在變速器內(nèi)部的具體位置如圖17、表2所示。為方便描述，在后文中使用這些離合器的編號(hào)來(lái)簡(jiǎn)稱它們。例如4-5-6-7-8-9-10-R離合器簡(jiǎn)稱為4號(hào)離合器。10L80變速器輸入軸支架總成內(nèi)有一個(gè)機(jī)械式單向離合器（如圖18所示），具體位于2號(hào)離合器轂的內(nèi)部。它是一個(gè)滾柱式機(jī)械單向離合器，與2號(hào)離合器并聯(lián)，用于控制反作用太陽(yáng)輪和輸入太陽(yáng)輪只朝一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

（待續(xù)）

┃ 圖17 多片式離合器

┃ 圖18 機(jī)械式單向離合器