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2017款凱迪拉克XT5 TG-81SC自動(dòng)變速器新技術(shù)剖析（二）

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變速器內(nèi)部的中間傳動(dòng)齒輪將行星齒輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速和動(dòng)力傳遞給差速器。中間傳動(dòng)齒輪上還設(shè)計(jì)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(dòng)車型，差速器還可以將驅(qū)動(dòng)力輸出給分動(dòng)箱。變速器共有2組行星齒輪機(jī)構(gòu)、5組多片式液壓離合器、1組制動(dòng)帶式離合器和1個(gè)機(jī)械式單向離合器（如圖19所示）。這些機(jī)構(gòu)共同實(shí)現(xiàn)了8個(gè)前進(jìn)擋和1個(gè)倒擋的傳動(dòng)。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(jí)行星輪。前排只有1個(gè)太陽輪，后排有2個(gè)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(gè)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(dòng)帶用于驅(qū)動(dòng)或制動(dòng)行星齒輪部件，實(shí)現(xiàn)不同的輸入和輸出組合，讓變速器以不同的傳動(dòng)比或方向轉(zhuǎn)動(dòng)。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(gè)滾柱式單身離合器，用于限制后排行星架逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。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(gè)光滑區(qū)域，機(jī)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(hào)，同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)接收發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)現(xiàn)不同的擋位。TCM內(nèi)集成的擋位傳感器由手動(dòng)閥驅(qū)動(dòng)，它是一個(gè)線性霍爾傳感器。當(dāng)電子換擋執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)閥軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，TCM內(nèi)部傳感器的信號(hào)也會(huì)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。傳感器會(huì)輸出一個(gè)0～5V的電壓信號(hào)，此信號(hào)直接經(jīng)內(nèi)部電路到TCM，TCM通過此信號(hào)識(shí)別出當(dāng)前手動(dòng)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(hào)，信號(hào)頻率隨轉(zhuǎn)速變化。輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器正對(duì)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(duì)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(hào)來確定傳動(dòng)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(jì)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(gè)負(fù)溫度系數(shù)的可變電阻，溫度越高，電阻值越低。信號(hào)直接輸入TCM用于調(diào)節(jié)換擋點(diǎn)，控制TCC的接合和分離。如果系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到油溫過高，會(huì)生成故障碼并影響變速器的整體性能，甚至?xí)拗瓢l(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩。變速器的閥體及電磁閥總成上共有9個(gè)電磁閥（如圖28所示）：1個(gè)TCC鎖止電磁閥、1個(gè)管路壓力電磁閥、2個(gè)換擋電磁閥、5個(gè)離合器/制動(dòng)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(gè)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(hào)，通過PWM信號(hào)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(diǎn)是電流越大系統(tǒng)油壓越低。電流越小，系統(tǒng)油壓越高。當(dāng)電磁閥斷電時(shí)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、輸入及輸出轉(zhuǎn)速信號(hào)。通過PWM信號(hào)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(diǎn)是電流越小，輸出電壓越低，電流越大，輸出電壓越高。當(dāng)電磁閥斷電時(shí)，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(gè)電磁閥主要用于變速器換擋桿換擋時(shí)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(guān)型電磁閥，只有一根線，TCM直接控制這兩個(gè)電磁閥的電源供給。

當(dāng)電磁閥斷電時(shí)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(dòng)器活塞的油液，實(shí)現(xiàn)平順換擋的功能。它們都是由TCM通過PWM信號(hào)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(duì)應(yīng)離合器的調(diào)節(jié)主電磁閥相關(guān)，還與手動(dòng)閥、換擋電磁閥及控制油道等有關(guān)。電磁泵的位置如圖33所示，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟停系統(tǒng)在自動(dòng)停機(jī)時(shí)，電磁泵能保持C12345離合器的接合油壓，使得發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)后快速起步。它相當(dāng)于一個(gè)排量泵，由TCM直接控制。電磁泵斷電后會(huì)關(guān)閉此處油路。變速器的整個(gè)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(hào)，還接收變速器內(nèi)轉(zhuǎn)速傳感器、油溫傳感器信號(hào)，同時(shí)還通過GMLAN網(wǎng)絡(luò)接收ECM、BCM等模塊的信息，如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、手動(dòng)加減擋等信號(hào)。TCM根據(jù)當(dāng)前工況實(shí)時(shí)控制電磁閥和電動(dòng)泵的工作，從而控制離合器實(shí)現(xiàn)變速器平順換擋。

表2 電磁閥工作表

圖35為TG-81SC自動(dòng)變速器實(shí)際結(jié)構(gòu)的剖視圖，圖中重點(diǎn)指出了變速器內(nèi)部與傳動(dòng)相關(guān)的部件。圖36所示是根據(jù)TG-81SC剖視圖簡化而來的傳動(dòng)部件，圖中標(biāo)了離合器、前后排行星齒輪組和差速器等重要傳動(dòng)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(gè)電磁閥直接控制一個(gè)離合器，因?yàn)殡x合器不僅與對(duì)應(yīng)的離合器調(diào)節(jié)電磁閥相關(guān)，還與手動(dòng)閥、換擋電磁閥及控制油道等有關(guān)。

（待續(xù)）