基于矢量的通用6L50E行星齒輪機(jī)構(gòu)動(dòng)力傳動(dòng)分析

1、基于矢量的通用6L50E行星齒輪機(jī)構(gòu)動(dòng)力傳動(dòng)分析摘要：6L50E是通用公司生產(chǎn)的一款縱置后驅(qū)6速自動(dòng)變速器，本文通過介紹6L50E自動(dòng)變速器的行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，運(yùn)用矢量分析法對(duì)各檔位的動(dòng)力流進(jìn)行分析，方便快捷地實(shí)現(xiàn)了對(duì)自動(dòng)變速器各檔位的確定和傳動(dòng)方向的判斷。關(guān)鍵詞：通用6L50E；動(dòng)力流；矢量分析6L50E是在SGM高端車型中裝配最廣泛的一款全電子控制縱置后驅(qū)6速自動(dòng)變速器。該變速器目前應(yīng)用于上海通用車系中2009款之后的新林蔭大道以及2007-2008款凱迪拉克SRX、STS、SLX-V等車型上，其外觀如圖1所示。圖1 6L50E自動(dòng)變速器1、6L50E自動(dòng)變速器行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6L50E自

2、動(dòng)變速器內(nèi)部有3排行星齒輪機(jī)構(gòu)如圖2所示。根據(jù)齒輪組在變速器內(nèi)的位置分別是：前行星齒輪組是單級(jí)單排齒輪機(jī)構(gòu)，中間行星齒輪組是單級(jí)單排齒輪機(jī)構(gòu)，后行星齒輪組是雙級(jí)單排齒輪機(jī)構(gòu)。圖2 6L50E自動(dòng)變速器內(nèi)部齒輪機(jī)構(gòu)6L50E傳動(dòng)組合結(jié)構(gòu)非常緊湊，有3組行星齒輪組、5個(gè)液壓離合器、另外還有一個(gè)機(jī)械單向離合器。傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主要部件連接關(guān)系為：1、2、3、4檔離合器和3、5、R檔離合器與前行星架剛性連接；前太陽輪與殼體剛性連接；4、5、6檔離合器轂與中、后行星架剛性連接；4、5、6檔離合器與前齒圈剛性連接；1、2、3、4檔離合器轂與后太陽輪剛性連接；3、5、R離合器轂和2、6檔離合器轂與中間太陽輪剛性連接

3、；中間行星架與后行星架剛性連接；中間齒圈、后齒圈與輸出軸剛性連接。2、6L50E換檔部件6L50E各檔位換檔執(zhí)行元件如表1所示：表1 換檔執(zhí)行元件工作狀態(tài)表RangePRN1st2nd3rd4th5th6th1-2-3-4離合器結(jié)合結(jié)合結(jié)合結(jié)合3-5-R離合器結(jié)合結(jié)合結(jié)合4-5-6離合器結(jié)合結(jié)合結(jié)合2-6制動(dòng)器結(jié)合結(jié)合低-倒制動(dòng)器結(jié)合*結(jié)合結(jié)合*低速單向離合器保持說明：*表示結(jié)合但沒有負(fù)載3、動(dòng)力流矢量分析（1）前排行星齒輪組矢量分析前行星齒輪組傳動(dòng)組合在任何單位都不會(huì)發(fā)生變化，因?yàn)榍疤栞喭ㄟ^花鍵剛性固定在殼體上；前齒圈通過輸入軸與渦輪剛性連接，正向輸入；前行星架以固定的傳動(dòng)比正向輸出，其矢

4、量圖如圖3所示。 圖3 前排行星齒輪組矢量圖圖4 中間行星齒輪組矢量圖（2）中間行星齒輪組矢量分析中間行星齒輪組是單級(jí)單排的結(jié)構(gòu)，后排行星齒輪組是雙極單排的結(jié)構(gòu)，且共用行星架和齒圈，在矢量分析時(shí)就形成了雙聯(lián)結(jié)構(gòu)，如圖4所示。（3）各個(gè)檔位齒輪傳動(dòng)矢量分析1）D1檔位動(dòng)力流D1檔時(shí)離合器工作狀態(tài)如下：C1234離合器結(jié)合，前行星架與后太陽輪連接；單向離合器鎖止，后行星架總成被固定不能反向轉(zhuǎn)動(dòng)，但可以正向轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)力流傳遞如圖5所示。圖5 D1檔位動(dòng)力流矢量圖D1檔動(dòng)力流矢量分析與M1檔矢量分析基本相同，但后行星架總成在D1檔驅(qū)動(dòng)時(shí)有反向轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)而被單向離合器固定鎖止，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出。如果動(dòng)力從后

5、齒圈總成逆向輸入變速器時(shí)會(huì)發(fā)生單向離合器超越的現(xiàn)象，后行星架總成正向自由轉(zhuǎn)動(dòng)，因此在D1檔不能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。2）D2檔位動(dòng)力流D2檔時(shí)離合器工作狀態(tài)如下：C1234離合器結(jié)合，前行星架與后太陽輪連接；CB26離合器結(jié)合，中間太陽輪被固定，動(dòng)力流傳遞如圖6所示。圖6 D2檔位動(dòng)力流矢量圖D2檔時(shí)C1234離合器結(jié)合把動(dòng)力傳遞給后太陽輪，而CB26離合器結(jié)合固定了中間太陽輪，此檔位動(dòng)力流矢量分析如動(dòng)畫所示。由于傳動(dòng)組合中沒有單向離合器參與，變速器能在D/M2檔實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。3）D3檔位動(dòng)力流D3檔時(shí)離合器工作狀態(tài)如下：C1234離合器結(jié)合，前行星架與后太陽輪連接；C35R離合器結(jié)合，前行星架與

6、中間太陽輪連接，動(dòng)力流傳遞如圖7所示。圖7 D3檔位動(dòng)力流矢量圖D3檔時(shí)C1234離合器結(jié)合把動(dòng)力傳遞給后太陽輪，而C35R離合器結(jié)合同樣把動(dòng)力傳遞給中間太陽輪，此檔位動(dòng)力流矢量分析如動(dòng)畫所示。由于傳動(dòng)組合中沒有單向離合器參與，變速器能在D/M3檔實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。故障時(shí)的默認(rèn)3檔動(dòng)力流矢量分析與D3檔相同。4）D4檔位動(dòng)力流D4檔時(shí)離合器工作狀態(tài)如下：C1234離合器結(jié)合，前行星架與后太陽輪連接；C456離合器結(jié)合，前齒圈與后行星架總成連接，動(dòng)力流傳遞如圖8所示。圖8 D4檔位動(dòng)力流矢量圖D4檔時(shí)C1234離合器結(jié)合把前行星架動(dòng)力傳遞給后太陽輪，而C456離合器結(jié)合把前齒圈（即輸入軸）動(dòng)力傳遞

7、給后行星架總成，此檔位動(dòng)力流矢量分析如動(dòng)畫所示。由于傳動(dòng)組合中沒有單向離合器參與，變速器能在D/M4檔實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。5）D5檔位動(dòng)力流D5檔時(shí)離合器工作狀態(tài)如下：C35R離合器結(jié)合，前行星架與中太陽輪連接；C456離合器結(jié)合，前齒圈與后行星架總成連接，動(dòng)力流傳遞如圖9所示。圖9 D5檔位動(dòng)力流矢量圖D5檔時(shí)C456離合器結(jié)合把前齒圈動(dòng)力傳遞給后行星架總成，而C35R離合器結(jié)合把前行星架動(dòng)力傳遞給中間太陽輪，此檔位動(dòng)力流矢量分析如動(dòng)畫所示。從矢量圖上可以看出后齒圈總成（輸出軸）做正向增速輸出。由于傳動(dòng)組合中沒有單向離合器參與，變速器能在D/M5檔實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。故障時(shí)的默認(rèn)5檔動(dòng)力流分析與D5

8、檔相同。6）D6檔位動(dòng)力流D6檔時(shí)離合器工作狀態(tài)如下：CB26離合器結(jié)合，中太陽輪被固定；C456離合器結(jié)合，前齒圈與后行星架總成連接，動(dòng)力流傳遞如圖10所示。圖10 D6檔位動(dòng)力流矢量圖D6檔時(shí)C456離合器結(jié)合把前齒圈（即輸入軸）動(dòng)力傳遞給后行星架總成，而CB26離合器結(jié)合固定中間太陽輪，此檔位動(dòng)力流矢量分析如動(dòng)畫所示。從矢量圖上可以看出后齒圈總成（輸出軸）做正向增速輸出。7）R檔位動(dòng)力流R檔時(shí)離合器工作狀態(tài)如下：C35R離合器結(jié)合，前行星架與中太陽輪連接；CBR1離合器結(jié)合，后行星架總成被固定，但小行星輪可以自轉(zhuǎn)，動(dòng)力流傳遞如圖11所示。圖11 R檔位動(dòng)力流矢量圖R檔時(shí)C35R離合器結(jié)合把前行星架動(dòng)力傳遞給中間太陽輪，而CBR1離合器結(jié)合固定后行星架總成，此檔位動(dòng)力流矢量分析如動(dòng)畫所示。從矢量圖上可以看出后齒圈總成（輸出軸）做反向減速輸出。（4）6L50E自動(dòng)變速器檔位動(dòng)力矢量分析圖通過對(duì)各個(gè)檔位的動(dòng)力流進(jìn)行矢量分析，最終得出6L50E自動(dòng)變速器檔位動(dòng)力流矢量分析圖。從圖12上可以看出6L50E自動(dòng)變速器各檔位的確定和傳動(dòng)方向的判斷。圖12 6L50E自動(dòng)變速器檔位動(dòng)力矢量分析圖4、結(jié)束語將矢量法運(yùn)用于自動(dòng)變速器動(dòng)力流分析中，對(duì)通用6L50E自動(dòng)變速器的檔位和動(dòng)力傳動(dòng)方向進(jìn)行分析，其