(1)1挡时,C1-2-3-4离合器接合、低速单向离合器OWC卡死;手动1挡时发动机具有制动作用,因而低速/倒挡离合器CL/R接合。此状态时,因为OWC与CL/R作用,使得前排行星齿轮机构的行星架作为固定部件,而前架又连接着中圈,中间行星齿轮机构的太阳轮一直存在输入作用,所以在中排上的中圈固定、中太输入,所以中架就会获得一个同向减速输出效果。而中架又直接连接着后排的齿圈作为输入,因为C1-2-3-4结合,所以后排太阳轮是固定部件,所以在后排行星齿轮机构中,太阳轮固定齿圈输入,后排行星架作为输出部件连接到输出上,动力就会在后排行星架上在此获得一个同向减速的效果。所以在1挡以及手动1挡时,仅有中后两排结构起作用,分别进行两次同向减速过程,所以输出获得了同向双级减速的效果。1挡时,我们可以从单独1挡状态的矢量图中清楚的看到作用效果为双级同向减速,动力只在中后两排行星齿轮结构上传递!
此时,前排行星齿轮机构只有一个前架输入,前太没有任何约束作用,所以就无法再前圈上获得输出,实际上由于后架可以获得一个确定的同向输出、前架固定,反推在前排上,我们可以获知此时前太是一个反向超速的状态。
(2)当条件满足后控制模块控制相关电磁阀动作,车辆升入2挡。2挡时,前排太阳轮被C2-6制动而固定不动,前排行星架的OWC开始超越不再作用。此时中排行星齿轮机构仍然是太阳轮作为输入,因为中排的中圈不再固定,所以动力经中太分配给中圈和中架。因为中圈等于前架,前排行星齿轮架构此时太阳轮固定、行星架输入、前排齿圈获得一个同向超速输出作用(与前架比较是超速状态);而后排的情况仍然是C1-2-3-4接合,后圈输入、后太固定、后架获得一个同向减速情况,这与1挡时类似。此时前圈的同向超速输出和后架的同向减速输出相接合,获得了最终的同向减速输出效果!
在第一节基础知识中笔者介绍了:一般情况是一组行星齿轮结构必须有两个确定的部件状态才能获得输出,而中排现在仅能确定一个太阳轮作为输入,没有固定部件是无法确定输出状态的,但是由于前排行星齿轮机构的前圈和后排行星齿轮机构的后架是共用一个输出作用,前架直接连接中圈、中架又连接着后圈,所以综合上述三个条件,在中排上是可以确定中圈和中架是按照一定比例关系进行输出的。简单给大家举个例子,这就类似给你一个二元方程式:X+Y=100,你无法获知X, Y具体是多少,但是再给你另外两个方式3X=6Z, 4Y=2Z,这样就可以轻易的算出X, Y分别是多少了。
因此,在2挡时,我们从2挡单独的矢量图中我们可以看到,动力流是分两路传递给最终的输出的,一路从中排太阳轮分配给中圈,传动到前架驱动前圈输出;另一路从中排太阳轮分配给中架,传动到后圈驱动后架输出的;并且矢量图上可以看到前中后三排行星齿轮机构都有作用。
(3)同样变速器升入3挡时,前排太阳轮的制动器C2-6松开,而离合器C3-5-R接合,动力直接送给了前太;此时中排同2挡时的状态一样,动力经中太分配给中圈和中架;因为中圈等于前架,前排行星齿轮架构此时太阳轮输入、行星架输入、前排齿圈获得一个同向减速输出作用(这个减速是指与输入前太比较而言是减速还是比2挡时的超速要快的);而后排的情况仍然是C1-2-3-4接合,后圈输入、后太固定、后架获得一个同向减速情况,这也与1挡时类似。同样,3挡时前圈的同向输出和后架的同向减速输出相接合,获得了最终的同向减速输出效果。在3挡时的动力矢量图上我们可以看到,动力流是从前太和中太两路输入的,由于前架等于中圈、中架等于后圈、前圈等于后架等输出这三个相互关系我们可以获得一个稳定的输出,可以确定前中后三排行星齿轮机构均有动力传输的作用。
3挡时的作用道理与2挡相同,中排行星齿轮机构不是简单的固定、输入、输出关系,而是由三排行星机构的连接关系得出的比例关系输出;并且3挡对比2挡,我们发现由于2挡时前太固定而3挡时前太作为输入,所以在前排的前圈上就获得了更多的输出效果,所以这也就是为什么3挡转速要大于2挡的关键因素。
( 4) 4挡状态时,由于C3-5-R松开前排太阳轮、高速离合器C4-5-6接合,输入轴动力直接送给前架和中圈;由于前排仅有一个部件,前架输入,并没有固定部件,所以无法获得输出;但是中排行星齿轮机构的中太、中圈等于输入,所以中架就获得一个同向等速输出的作用;同样在后排行星齿轮机构由于后太被C1-2-3-4固定,同1,2,3挡一样获得一个同向减速输出效果。因此在4挡时,我们从4挡的矢量图中明显的看到动力流是经过中排同向等速、后排同向减速获得最终的输出的,动力直接作用在中后两排行星齿轮机构上。
4挡时前排太阳轮一个输入,为什么不能获得两个输出?原来这个问题还是由三排行星机构的连接关系决定的,由于前排的前圈等于后架等于输出、前架等于中圈,并没有前太的约束关系,所以此时是无法获得一个稳定的两个输出,而只能由后排决定了前圈的状态才能获得前太的输出的,所以4挡时,前太、前圈有转动但实际的动力并不从前排行星齿轮机构传递。
(5)当变速器升入5挡时,C3-5-R再次接合,此时前排行星齿轮结构前太、前架都作为输入,所以直就在前架上获得一个同向等于输入的动力传动效果;5挡时中排行星齿轮机构虽然也有两个相同的中太、中圈输入,中架也获得一个同向等速输出,但是由于C1-2-3-4松开使得后排行星齿轮机构的后太不再固定,所以动力也就不能从后排获得输出了。因此对比5挡的动力矢量图,动力流实际是从前排直接同向等速送给输出的,中后排相关部件虽然转动但是不会传递动力。
此时后排的作用道理同4挡时的前排类似,太阳轮悬空没有约束关系,所以动力流是无法经后排行星齿轮机构进行传递的。
(6)当变速器进入6挡,前排行星齿轮机构离合器C3-5-R再次松开,制动器C2-6再次接合,将前排太阳轮固定,由于C4-5-6继续接合将输入轴动力引入前架,所以在前排行星齿轮机构中的前太固定、前架输入,前圈就会获得一个同向超速的输出效果。因此对照6挡的动力矢量图,动力流实际是从前排同向超速送给前圈输出的,中后两排部件虽然有转动但是不会传递动力。
该挡位时的中后排行星齿轮机构与5挡类似,由于后太被松开,所以动力就无法从中后排输送给输出了,在此不再复述。
(7)当变速器挂入R挡,此时离合器C3-5-R与低速和倒挡离合器CL/R接合,这样使得前排行星齿轮机构的前架固定、前太作为输入,而前圈就可以获得一个反向减速的输出效果。此时虽然中排行星齿轮机构中圈固定、中太有输入、中架有一个同向减速的输出,但是仍然是由于后排行星齿轮机构的后太没有约束效果,所以不会形成一个有效的输出。因此在R挡时,动力仅通过前排齿圈的反向减速送给输出的,从R挡的矢量图上我们可以看出,仅有前排参与了实际的动力传输。
备注:在基础篇,笔者曾经介绍过太阳轮、齿圈、行星架在矢量图中竖轴的相对位置关系是由实际的齿轮数比决定的,所以只有准确的掌握所有太阳轮、齿圈的齿数才能准确的反映输出矢量与输入矢量的比例关系;因此说图14-图20仅仅是一个示意图,在个别挡位的横轴矢量上仅代表输出表征大小,并不能完全按照实际的传动比反应相应的比例关系,在此请大家知晓。
综合上述各个挡位的动力流矢量图,我们可以得出GF6系列自动变速器的各挡位动力流矢量总图,如图21所示。