自动变速器的发展第二部分:液压行星传动的内部工作

在本系列的第2部分中，我们将深入研究我们介绍的自动变速器的工作原理第1部分：在4L60。现在我们知道，这些单位是怎么来的历史，让我们来看看是什么让他们的工作，并提出了随着时间的推移，使他们更好地工作的改进密切。

我们将从讨论第一个真正的自动变速器开始:液压行星自动变速器。这种类型的自动利用几个行星齿轮组，带，离合器和液压系统来实现不同的齿轮。对于这个示例，我们将使用众所周知的GM 4L60(也称为700-R4——OEM在1989年更改了这款车的名称)。这个变速器在变速杆上有七个位置:P, R, N, D, 3,2,1。这些选择是:

• 公园
• 反向
• 中性
• 开车
• 3或手动
• 2或手动二
• 1或手动第一

液力变矩乐动BBIN彩票器

在我们深入研究每个档位的功率流之前，了解功率必须从发动机传递到变速箱是很重要的。这就是变矩器的位置(乐动BBIN彩票图1）发挥了作用。你可以看到在每个组件的详细示意图4L60 298mm变乐动BBIN彩票矩器此处．

图1 -Assembled 4L60变矩器乐动BBIN彩票

标准的离合器踏板可以使发动机与变速器暂时断开连接，从而使车辆以几个档位前进，以倒档前进，并置于泊位。在自动化的早期，这就是流体耦合发挥作用的地方。流体联轴器是一个充满油的外壳，包括两个涡轮机的一半。盖子装配在飞轮上，以与发动机相同的转速旋转。涡轮组件是花键连接到盖上，推动传动流体通过涡轮上有角度的鳍片，流向另一个涡轮-泵-与输入轴(图2）。

图2 - 4L60变矩器涡轮乐动BBIN彩票机部件

有一个古老的比喻可以说明这一过程是如何进行的，那就是把两个桌上的电扇对开，只打开一个。如果它们足够接近，来自动力风扇的气流将推动另一个风扇旋转。就像风扇之间没有机械联系一样，引擎和变速器之间也没有任何机械联系。液力联轴器在液力变矩器发明后被淘汰。乐动BBIN彩票

液力耦合器和液力变矩器的区别在于，液力变矩器在外壳内包含一个定子。乐动BBIN彩票定子是一个圆柱形的、类似涡轮机的部件，安装在涡轮机组件和转炉泵组件之间。它的工作是通过增加流体路径的另一个重定向来增加扭矩。现在，流体从涡轮总成流向定子总成，定子总成改变了油的方向，使其旋转方向与泵相同。这种重定向增加了驱动涡轮的油的力量，因此增加了扭矩。

齿轮的应用程序

当动力通过变矩器从发动机转移后，它被压入输入壳体的涡轮轴传递。乐动BBIN彩票输入壳体包括向前离合器壳体，活塞，离合器盘，离合器外圈，滚子总成，离合器凸轮和最后的输入太阳齿轮。这就引出了我们的第一个行星集合:输入行星。
行星齿轮被恰当地命名，因为它们类似于一个行星系统。它们可以用来增加或减少来自发动机的扭转力或扭矩。行星由一个被称为太阳齿轮的中心齿轮，被小齿轮包围，小齿轮被内部齿轮包围。例如，在通用汽车的4L60中，有两个行星:输入(或前面)和反应(或后面)载体(或后面)。图3）。

图3 - 4L60输入和反应载体，行星齿轮

来自其它制造商的传输将具有不同的部件和应用的每个齿轮的不同的方法，但一般的概念仍然是相同的：使用该行星齿轮组，根据负载和速度，以提供正确的齿轮。让我们来看看与4L60（700-R4）的功率流。

1档

第一挡，需要更多的扭矩使车辆从静止移动。这是通过一个叫做还原过程完成。在第一齿轮在选择驱动档时，正向离合器施加保持单向低速和倒车离合器，因为它们通过花键一起防止逆时针反应载体的旋转。将反应载体花键连接到内齿轮。电力通过在顺时针方向上的太阳齿轮施加。

这使得输入载体的小齿轮沿顺时针方向绕太阳齿轮运行，而单独逆时针旋转。由于内部齿轮被限制从逆时针旋转，输入载体被迫驱动输出轴，它是花键。这导致扭矩倍增和速度降低3.06:1。换句话说，输出轴每转动一次，输入轴就转动3.06次。将这个比值与最大变换器扭矩乘以2.0:1结合起来，就得到了6.12:1的总比值。

第二齿轮

当换档至第二齿轮，需要比第一齿轮较小的扭矩和更快的速度。正向离合器仍然适用，但输入内齿轮和低速和倒车离合器被释放。反向输入鼓被2-4带，其是金属的具有结合到其上的摩擦表面上的环形带保持。由于反向输入鼓柄脚到太阳壳，其被花键连接到反应太阳齿轮，所有三种组分现在将锁定在一起。输入恒星齿轮然后驱动输入载波，输出轴和反应内齿轮。这迫使输入载波通过输出轴动力传递到反应内齿轮。第二传动比最终被1.44：1，因为反应行星提供第二减速的。

损坏带，输入/输出轴，sprag等，可以减少适当的缓冲较大的比率变化在1-2换挡。减少比例变化将提高整体发布在强大的应用，并通过将1档从3.06转换为2.84减少带和离合器的压力。Sonnax输入载体套件77284 - k是一个独特的齿轮组正是这样做的。图4显示了OE扭矩倍增系数和比率随OE反应载体与Sonnax载体的变化。了解更多关于减震1-2换挡比变化和Sonnax 2.84齿轮组的好处在这篇文章．

图4 - OE与Sonnax 4L60齿轮比

第三齿轮

三档离合器正向保持应用中，带2-4被释放并且被施加的3-4离合器。电源，然后流过输入壳体，正向离合器，输入楔块和3-4离合器与输入恒星齿轮。输入行星轮架然后驱动输出轴以1：1分的比例，或直接驱动，因为它是公知的。随着速度的增加，较小的转矩是必需的，因此需要进行不同的比率。

4档/过载

第四齿轮，或超速，因为它是已知的，是独特的，它是唯一的超速齿轮。通过应用2-4波段，反向输入外壳，输入内部齿轮和反应太阳外壳持有类似于第二齿轮。第2和第4齿轮的区别是，第4齿轮采用3-4个离合器，驱动载体，进而驱动内部齿轮，以0.70:1的比例驱动输出轴。超速驾驶仍然可以保持车辆的速度，但通过降低发动机的RPM来提高燃油经济性。

• 选择1，或手动低，在下坡等情况下提供最大的发动机制动。仅当车辆行驶速度低于30 mph时，才能选择手动低速。在此位置，低速档、倒档、前进档和超速档离合器接合，并将变速箱保持在1档。
• 选择2，或手动二，允许车辆从1档开始，并进行1至2档，但禁止进行2至3档。这个选择在驱动范围模仿第二齿轮，但越位离合器应用于使用引擎作为制动力。
• 选择3，或手动第三个，允许从第一到第二和第二至第三位移，但移位到第四齿轮防止。如同其它手动选择，所述超越离合器被施加到利用发动机制动。

反向

将变速器置于反向激活反向输入离合器内的反向输入外壳，这是与输入外壳相切的。低离合器和反向离合器防止反作用载体顺时针旋转。电源现在从转换器通过输入外壳，到反向输入外壳，到反应太阳外壳，到反应太阳齿轮。由于载体被握住，太阳齿轮将以2.30:1的比例逆时针驱动反作用载体销，反作用载体销以2.30:1的比例逆时针驱动反作用内齿轮和输出轴。

转移时间

早期行星传动的换挡时间严格由液压控制，由机械调速器提供(图5)，由输出轴驱动。

图5 - 4L60总督

调速器由油泵提供恒定压力。当调速器在低速旋转时，离心力首先作用于较大和较重的主要重量，将它们推向外，这将移动调速器内部的阀门关闭排气口，增加调速器的压力。一旦车辆达到一定的速度，使主要重量全部脱落，它们就无法影响换挡时机，这时较小的次要重量就开始发挥作用了。由于它们的重量更小，受离心力的影响更小，在更高的速度下提供更小的调整。

现代的传输依赖于电子的速度传感器和车辆的节气门位置传感器，以提供发动机负荷信息到变速器控制模块（TCM）。

转移申请

当调速器控制换挡的时间时，液压系统负责应用离合器和带。液压系统的核心是泵，它与发动机运行时的变压泵轮毂相连接并转动。4L60 (700-R4)中的泵是一种转子和静脉式泵，为液压系统提供必要的管路压力，以适用于带和离合器。
前面提到的允许驾驶员选择所需范围的档位选择器连接到阀体内的手动阀。手动阀将油道从泵引导至阀体的阀门。阀体是由相互连接的流体通道、精密阀、止回球和节流孔组成的复杂组件(图6）。

图6 - 4L60阀体和泵

在较旧的装置中，阀体将在每次特定的换档时使用一个阀门，称为换档阀。当以正确方向冲程时，每个换档阀完成激活离合器组件和/或带以达到适当档位所需的油路。在现代变速箱中，如4L60的后继车型-4L60-E(图7) -通过使用螺线管，以电子方式改变齿轮，而不是液压。

图7 - 4L60-E阀体带螺线管

螺线管（图8)是一种电磁阀，可通过变速器控制模块在电磁线圈上施加电压来打开或关闭。

图8 - 4L60-E电磁阀

离合器包或带的实际应用是通过使用活塞和伺服来完成的。这些装置将液压转换为机械力，提供必要的夹紧力，以保持带或离合器不打滑。股票和售后服务在不同的尺寸，以提供不同程度的持有权力。详细了解此技术文章中4L60-E伺服选项．

新燃料标准强制改变

尽管自4L60 (700-R4)等变速箱以来，液压行星传动的主要原理基本没有改变，但必须做出改进，以提高燃油效率，以满足日益严格的排放要求。覆盖在自动变速器的演变第一部分:简史制造商通过增加额外的齿轮来实现这一点。以通用汽车为例，对于前轮驱动平台，他们在2007年为V-6应用从4速4T40-E和4T65-E升级为6速6T70，2008年为6T30/40。对于后轮驱动平台，他们在2006年开始将4速4L60-E升级为6速6L80，然后是2014年的8速8L90，最后是2017年的10速10L90。当然，其他制造商也采用了类似的方法，增加档位以提高车辆效率。

杰森拉罗歇尔是索奈克斯产品支持代表。他是索奈克斯成员TASC力（汽车技术专业委员会），一组公认的行业技术专家，传输和重建者索奈克斯技术人员。