凯迪拉克CT6车型装配GR10系列10L80自动变速器,如图7-42所示,是上汽通用第一款后轮驱动型自动变速器,具有10个前进挡,其主要特点:更宽的速比范围;全新的控制模块;更少的燃油消耗;更加紧凑的结构,与以前的8速自动变速器相比,在尺寸和重量无明显变化的基础上提升整体性能。 10L80自动变速器有两轮驱动型和四轮驱动型两种结构。型号10L80中的“10”表示10个前进挡,“L”表示为后轮驱动型变速器,“80”表示产品的类别,与扭矩有关。10L80自动变速器主要参数如表7-4所示,其中7挡为直接挡,8挡、9挡、10挡为3个超速挡。
10L80自动变速器结构的一个特点是壳体外部采用一个整体式钟形箱体(8L系列的尾部装配有C1-2-3-4-5-R挡离合器活塞,是可以单独拆卸下来的),这可以增强总成箱体的刚度。变速器内部共有4组简单的行星齿轮机构和6组多片式液压离合器(8L系列为5组)。
变速器内部设计有一个机械主油泵和一个电动辅助油泵(8L系列为启停蓄能器)。此外,10L80自动变速器采用了内部电子换挡控制,与外部电子换挡系统完全匹配。排挡杆只是一个位置传感器,换挡杆与10L80自动变速器之间没有任何机械连接,但通过电气控制可实现变速器进入P、R、N、D、M的5个挡位模式。另外,驾驶员可以通过方向盘上的拨片手动进行加减挡操作。为方便操作,在洗车时可以通过“洗车模式”挂入N挡。
10L80自动变速器前部和底部的主要部件如图7-43所示。10L80自动变速器油底壳内部定位有阀体总成、油泵、变速器油滤芯、变速器线束等部件,更具体的细节如图7-44所示。
10L80自动变速器内部主要集成有离合器、四组行星齿轮组等部件,与德国ZF公司的8HP系列变速器有些类似的是,大部分离合器和行星齿轮部件组成一个旋转部件,此旋转部件在变速器工作时可以转动。具体的部件细节如图7-45所示。10L80自动变速器内部的旋转部件可以一起从变速器内取出,旋转部件可以进一步分解,内部主要包括四组行星齿轮组部件和离合器总成等部件,其中的三组离合器总成包括2-3-4-5-7-9-10挡离合器、4-5-6-7-8-9-10挡离合器、1-2-3-4-6-7-8-10-R挡离合器。输入轴及输出轴太阳轮上还包括超速挡齿圈和1-3-5-6-7-8-9挡离合器。其他部件细节如图7-46所示。
10L80自动变速器前部有一个输出轴支架总成,它除了稳定
支撑输入轴外,同时还包含两组多片式液压离合器和一个机械式单向离合器。其中两组多片式液压离合器(制动器)分别是1-2-3-4-5-6-R挡离合器活塞(离合器片在旋转组件上部)和1-2-8-9-10-R挡离合器总成。具体部件细节如图7-47所示。
10L80自动变速器的变矩器如图7-48所示,在直径和厚度的尺寸上相对较大,变矩器离合器采用线性电控液压方式接合,它可以有效降低TCC噪声和振动。此TCC压盘并非完全压住锁死,在通常情况下会保持少量的滑动,这种后驱型变速器的TCC滑动率为0~50r/min。完全锁死的情况只会在一些特殊工况下才会实现。TCC可以在1~10挡内实现接合。TCC的接合点或滑动量是由多种条件决定的,比如节气门的开度、挡位、油温都会影响TCC的接合。
10L80变速器的主油泵是一个机械式可变排量叶片泵,定位于阀体前部,如图7-49所示。油泵设计成偏轴式驱动方式,由变矩器通过齿轮传动的方式
驱动。油泵总成相当于两个油泵集成一个泵的尺寸大小。这种集成化设计不仅能够降低磨损,而且提供最优化的流量供给。主油泵是一个总成件,不建议分解内部进行维修,油泵外部的密封圈和垫片可以更换。
在变速器机械油泵的吸油口侧安装有变速器油滤芯,如图7-50所示,以确保油液在进入系统管路前得到充分过滤。变速器油滤芯位于油底壳内,在更换时需要从变速器下方拆下油底壳后才可以更换。为了固定变速器内部的铁颗粒,油底壳内还安装有两个磁铁吸铁屑。
变速器油滤芯使用两个铝合金螺栓,安装时应防止螺栓滑牙。
在主变速器阀体的后部还设计有一个电动辅助油泵,如图7-51所示,在发动机启停系统自动停机时,可以通过电动辅助油泵向液压系统提供稳定的压力,以确定变速器能够在自动启动后及时实现挡位传动,减少迟滞感。电动辅助油泵由一个四线式电动机和一个液压泵组成。四根线束作用:来自发动舱熔丝盒的电源;从变速器内引出的搭铁;来自TCM的控制;向TCM的反馈。在液压泵前部还集成一个非常小的滤芯,以确保只有洁净的变速器油才能进入液压系统。
阀体总成如图7-52所示,位于油底壳内,上部集成有液压系统的主要液压阀和电气部件。阀体总成内集成管路压力调节阀、TCC压力控制阀、离合器控制阀等液压阀,阀体外侧周边还定位有控制这些液压阀的电磁阀。TCM通过控制电磁阀来控制液压阀的动作,从而实现整个变速器全面的电液控制。
反作用行星齿轮组位于变速器最前部,它由简单的3个部件组成,即行星架、内齿圈和太阳轮,如图7-53所示。反作用行星架固定连接钟罩及输出内齿圈,可通过4-5-6-7-8-9-10-R挡离合器与其他离合器及部件连接。反作用内齿圈上连接有中间转速传感器信号齿,可由1-2-3-4-5-6-R挡离合器制动。反作用太阳轮与输入太阳轮花键连接,可测1-2-8-9-10-R挡离合器制动,机械离合器限制它只能向一个方向转动。
输入行星齿轮组位于反作用行星齿轮组后部,它由简单的3个部件组成,即行星齿轮架、内齿圈和太阳轮,其各部件连接和控制关系如图7-54所示。超速挡行星齿轮组位于输入行星齿轮组的后部、输出行星齿轮组的前部,同样由简单的3个部件组成,即行星架、内齿圈和太阳轮,其各部件连接及控制关系如图7-55所示。输出行星齿轮组位于变速器最后部,它由简单的3个部件组成,即行星架、内齿圈和太阳轮,其部件的连接和控制关系如图7-56所示。
10L80自动变速器内部共6组多片式液压离合器,各离合器在变速器内部的具体位置如图7-57所示。
10L80自动变速器输入轴支架总成内有一个机械式单向离合器,如图7-58所示。具体位于2号离合器毂的内部。它是一个滚柱式机械单向离合器,与2号离合器并联,用于控制反作用太阳轮和输入太阳轮只朝一个方向转动。
10L80自动变速器内与传动相关的主要部件是输入轴、4组行星齿轮组、6个多片式液压离合器和1个机械式单向离合器,它们之间的连接关系如图7-59所示。其中S表示太阳轮、C表示行星架、R表示内齿圈,离合器边上的数字是离合器编号简称。
10L80自动变速器的TCM是一个外置的独立模块,安装在发动机舱右侧防火墙处,如图7-60所示，它是一个带金属散热壳的控制模块。TCM接收变速器内部各传感器的信号及车身网络上的数据信号,根据车速、加速踏板状态等控制变速器内部电磁阀在最佳时间点执行换挡操作,通过液压离合器及行星齿轮机构有效组合传动,可实现10个前进挡和1个倒挡的动力输出。
10L80自动变速器与电子换挡杆之间没有任何机械连接,变速器内部没有装配传统的手动阀,也没有监测换挡杆位置的旋转型内部模式开关。
10L80自动变速器的TCM在控制电磁阀执行换挡的同时会通过监测液压阀的位置来确定变速器当前处
于哪个挡位。挡位控制阀位置传感器是一个两线式磁感应传感器,如图7-61所示,向TCM提供挡位控制液压阀当前位置信号,用于判定当前变速器实际挡位。
驻车伺服液压阀位置传感器(P挡位置传感器)是1个三线霍尔式位置传感器,位于驻车伺服液压阀末端,如图7-62所示,也可同P挡应急释放拉索驱动,信号直接输入TCM。
传感器向TCM和ECM传递变速器当前挡位状态信号,并作为启动发动机的依据。
10L80自动变速器共有4个转速传感器,如图7-63所示,包括1个输入轴转速传感器，2个中间轴转速传感器,1个输出轴转速传感器。这些传感器都是两线霍耳式传感器,输出频率信号,输入轴转速传感器信号齿位于输入行星架上,为隐性磁极信号;中间轴转速传感器A信号齿位于反作用齿圈上;中间轴转速传感器B信号齿位于反作用行星架输出内齿圈上;输出轴转速传感器信号齿位于输出行星架上。
10L80自动变速器的油温传感器是一个负温度系数的热敏电阻,如图7-64所示。TCM向传感器提供5V信号电路和低电压参考,信号直接发送给TCM,用于监测阀体内油液的温度。油温传感器是变速器内部线束总成的一部分,不可单独更换。
10L80自动变速器的阀体总共有10个电磁阀,其中下部阀体上共有8个电磁阀,而一块较小的上部阀体上还设计有一个换挡控制电磁阀10,这个电磁阀用于变速器换挡控制。
此外,在驻车伺服液压阀的上部,如图7-65所示,还设计有一个特殊的P挡抑制电磁阀9。
管路压力控制电磁阀是常高型压力调节电磁阀,根据控制电流直接调节内部节流孔来控制液压油压,随着作用在线圈上绕组上的电流不断增加,输出越来越低的油压压力,此时系统管路油压也越低,如图7-66所示。
TCC控制电磁阀是常低型压力调节电磁阀,根据控制电流直接调节内部节流孔来控制液压油压。随着作用在电磁线圈绕组上的电流不断增加,输出越来越高的液压压力,TCC接合压力也越大,如图7-67所示。通过TCC电磁阀可以控制TCC接合时的滑移率,以减少行驶中的振动和噪声。
10L80自动变速器阀体上共有6个离合器调压电磁阀,它是一个轴针结构型电磁阀,此类电磁阀根据电流直接控制轴针伸缩的长度且每个电磁阀都对应着一个离合器液压阀,曲轴针直接推动对应液压阀的移动,如图7-68所示,实现对各离合器精准的液压控制。
驻车伺服液压阀活塞在油压的作用下克服弹簧力移动,解除P挡棘爪。在驻车伺服液压阀的上部安装了一个特殊的P挡抑制电磁阀。当变速器处于非P挡时,TCM控制此电磁阀通电,阀芯伸出,阻止活塞回位,防止行驶过程中意外挂入P挡;当变速器在P挡时,
电磁阀处于压缩状态(图7-69)。
当活塞前后移动时,可以通过它末端位置传感器即P挡位传感器进行检测,产生P挡或非P挡信号。位于10L80自动变速器最小阀体上的换挡控制电磁阀是一个开关型电磁阀,如图7-70所示,用于控制变速器内部换挡操作。
换挡控制电磁阀从变速器控制模块内部的高电平侧驱动器接收12V电压,并由变速器控制模块控制低电平侧驱动器接地或断开,以操控对应油路通路或断路,实现变速器的电子换挡操作。
10L80自动变速器内10个电磁阀类型、输出控制及电阻特点见表7-5,其中各离合器名称后面的数字是此离合器的编号简称。与挡位相关的6个离合器调压电磁阀在各挡位的工作状态见表7-6。
10L80自动变速器内的6组多片式液压离合器和1个机械式单向离合器,通过不同的组合状态实现行星齿轮组不同的传动状态,即不同的挡位。各离合器在不同挡位的工作状态见表7-7。
10L80自动变速器的电气系统控制框图如图7-71所示,其中加减挡开关和电子换挡杆等操作信号通过网络输入变速器控制模块。10L80自动变速器阀体内有一个冷却旁通阀
(图7-72),此阀可以控制变速器油是否流过冷却器,当阀关闭流向冷却器的油路时,变速器油液会更快地升温以实现暖机;当阀打开流向冷却器的油路时,变速器油液会流经冷却器得到冷却降温,因此检查变速器油位时必须在标准的测温范围内进行。
