奔驰E350 BlueTEC已经配置了9G-TRONIC九速自动变速器,这是一台全新的电子控制自动变速器,有九个前进挡和一个倒挡。挡位传动比通过行星齿轮装置实现。该自动变速器的所有变速功能和控制元件安装在一个总成内。全集成变速控制器单元使自动变速器线束接口最小化。
新的全集成变速器控制(VGs)系统具有的优点包括良好的电磁兼容性,避免各个电子元器件之间的相互影响;快速的电流控制和车载电气系统的波动补偿,提高了换挡质量;精确判定换挡测量值,并对这些测量值进行快速评估。
九个挡位的全新换挡理念和9.150的传动比范围,全新优化的变速器元件,降低工作油压,全新的软件提供额外的舒适性和动态功能,使用两台驱动油泵。这些因素增加了使用寿命,减少燃油消耗,使换挡最舒适。
自动变速器总成包括带扭转减振器、离心摆和变矩器锁止离合器的液力变矩器;新的主油泵偏心设计,产生所需的油压,保证换挡元件和支撑点的润滑;发动机关闭时,变速器电动油泵产生所需的油压,保证换挡元件和支撑点的润滑,是主油泵的辅助油泵;变速器壳体安装机械传动元件,包括行星齿轮装置,电液驻车棘爪,多片式离合器和多片式制动器,全集成变速器控制单元。
一、技术规范
传动比
二、剖视图
如图1所示
三、多片式离合器和制动器工作表
四、液力变矩器
液力变矩器的泵轮连接发动机,涡轮连接变速器驱动轴,导轮由飞轮和导轮轴连接变速器壳体。液力变矩器内的油液连续循环,以便使运行阶段产生的热可以由变速器油冷却器带走。
泵轮通过泵轮叶片输送油液,由于离心力作用,油液向外流至涡轮,并驱动涡轮。涡轮叶片把油液导向导轮叶片,导轮叶片又把油液推到泵轮叶片上。由于导轮使油液改变方向,扭矩增加,导轮通过单向离合器支撑在变速器壳体上。泵轮旋转和涡轮静止的起始点,扭矩转化达到最大值,如图2所示。
在加速阶段,涡轮转速随泵轮转速的增加而增加,涡轮和泵轮的转速差减小,直到变矩器锁止离合器的藕合点时,转速几乎相同。一旦达到耦合点,导轮就自由转动。带离心摆的液力变矩器锁止离合器
锁止离合器使液力变矩器的动力损耗达到最小,根据发动机负荷和车速,确保从曲轴到变速器的动力流滑差低。这就使变速器的效率得到改善。
根据输出转速、发动机负载以及油温和空气压力等参数,液力变矩器锁止离合器在所有挡位都接合。为了使发动机引起的扭转振动最小化,需要附加的阻尼元件和减振措施包括扭转减振器和离心摆。
扭转减振器减少发动机燃烧引起的扭转振动。离心摆的摆动块灵活地安装在滚子上,产生反力矩,由于惯性,在整个转速范围内最大限度地减少了发动机扭转振动。这一措施提高了驾驶员的舒适性,减少了变速器机械零部件的磨损。使低转速换挡程序成为可能,有助于节省燃油。
五、油液供应和冷却
1.油液供应
发动机运转时,主油泵把油液输送到自动变速器的电液单元。驱动轴通过偏轴设计的传动链条驱动油泵,油泵安装在液力变矩器后面钟形壳体底部的外板架内,如图3所示。
发动机关闭时的供油
发动机关闭时,如果油液供应出现故障,所有的控制元件和执行器切换到一个基本的空载状态,自动变速器停止动力传递。
发动机起动后,就会有油液供应,换挡杆必须从N挡位换到D挡位。起步请求和起步之间所造成的时间损失由电动油泵不知不觉地最小化。发动机关闭或启动/停止模式时,变速器电动油泵工作,给控制元件和执行器提供基本的油液供应。因此维持基本油压。
发动机低转速时,变速器电动油泵也支持主油泵的工作。换挡操作或需要增加油液冷却期间,发动机在低转速范围时,需要变速器电动油泵按需控制的油液。
变速器壳体通风
通气孔位于变速器壳体的顶部,铸入变速器钟形壳体的导管连接变速器内腔和通气孔。在自动变速器内油液和空气发生温度相关的容积变化时,变速器壳体呼吸孔确保变速器壳体保持压力平衡。
2.变速器油冷却
变速器油(ATF)冷却系统降低变速器油温,防止变速器过热损坏。自动变速器油从油底壳通过机械油泵抽出,经供油管输送至变速器油节温器。变速器油温低于70℃时,变速器油节温器使自动变速器油直接流回变速器内。变速器油温高于90℃时,变速器油节温器完全打开,自动变速器油先流过变速器油冷却器,然后再流回变速器内,如图4所示。
3.电动油泵
电动油泵的任务包括提高供给的工作油压,支持冷却和润滑,启动/停止功能,驻车棘爪的紧急接合和紧急松开,如图5所示。
(1)提高工作油压
换挡操作时,随着油液容积流量需求的增加,必要时变速器电动油泵支持械驱动的主油泵。变速器电动油泵在这里额外提供容积流量,抵消由于油液供给不一足产生的工作油压下降。
(2)支持冷却和润滑
冷却和润滑需求提高时,变速器电动油泵开始工作,以提供额外的油液容量。由于提供所需的额外油液容量,主油泵可以大大小型化,降低了二氧化碳的排放。
(3)启动/停止功能
车辆停止时,由于发动机关闭,变速器电动油泵提供基本的油液,从而保持了电液控制装置和执行器活塞腔的油压。由于变速器电动油泵的流量调节,随后精确输送的油液补偿执行器的泄漏。起动/停止操作点正好达到最低时,该操作能够实现变速器电动油泵的动力消耗最小。
(4)驻车棘爪的紧急接合和紧急松开
发动机关闭时,如果驻车棘爪举升电磁阀完好无损,变速器电动油泵激活驻车棘爪(非P挡),通过一根弹簧使驻车棘爪机械地接合。如果驻车棘爪使举升电磁阀损坏,驻车棘爪松开。发动机关闭时,变速器电动油泵需要工作。紧急解锁/紧急接合只能在户挡进行,而不是从P挡到非户挡进行。
六、行星齿轮装置
行星齿轮装置包括太阳轮、行星轮、行星架、内齿圈。行星齿轮装置的内齿圈,行星架和太阳轮交替驱动,通过换挡元件多片式离合器和多片式制动器制动直到停止。在这个过程中,行星轮可以在内齿圈内齿和太阳轮外齿上滚动。这就可以达到各种传动比及反向旋转,不需要移动齿轮或换挡衬套,如图6所示。
在扭矩变换和转速转换需要相应的杠杆比或从动轮与主动轮的齿数比,并定义为传动比“i”。由于几个行星轮装置的后部互相连接,部分传动比的乘积得出总传动比。如果单个行星齿轮装置的两个元件彼此刚性连接,它就被锁止,作为一个封闭单元旋转。
行星齿轮装置的优点包括带负荷换挡,可以产生多个传动比,齿轮啮合稳定,反向旋转简单,效率高,同轴位置输入和输出,紧凑型设计。