奔驰9AT变速器是从2009年开始开发的,对以前的7G-Tronic进行了技术升级,采用了完全不同的齿轮结构。

早在2014年,欧版的奔驰E 350 Bluetec柴油车型,就搭载该变速箱最先上市,在NEDC工况下取得了5百公里5.3L的柴油油耗。

自动变速箱 725.0 的剖面图

1 变矩器护盖

1a 涡轮

1b 定子

1c 叶轮

1d 离心摆

1e 变矩器锁止离合器

2 变速箱外壳通风装置

3 油泵传动链

4 变速箱外壳

5 行星齿轮组 1

6 行星齿轮组 2

7 行星齿轮组 3

8 行星齿轮组 4

9 驻车止动爪齿轮

10 油底壳

11 电液驻车止动爪促动器的活塞外壳

12 导向管

13 油泵

14 完全集成式变速箱控制系GS) 的支撑体 统 (V15 护盖/换档油阀壳

15a 压力和进气管

A 多片式制动器 B08

B 多片式制动器 B05

C 多片式制动器 B06

D 多盘式离合器 K81

E 多盘式离合器 K38

F 多盘式离合器 K27

M42 电动变速箱油泵

Y3/8 完全集成式变速箱控制单

变速器参数

各挡位速比

1 多片式制动器 B08

2 多片式制动器 B05

3 多片式制动器 B06

4 多盘式离合器 K81

5 多盘式离合器 K38

6 多盘式离合器 K27

功率流原理图

1 档动力传输

扭矩传递

发动机扭矩由曲轴传送至变矩器、下游的自动变速箱并通过后轴差速器传送至驱动轮。通过将液压用油转移到涡轮(连接至驱动轴),变矩器中的动力通过从动叶轮传送。变矩器锁止离合器接合时,动力通过该机械连接传送。通过各行星齿轮组的齿轮,根据传动比和促动的换档元件,来自变矩器的扭矩在多盘式离合器和多片式制动器的辅助下传送至输出轴。低速档时输出速度的降低能够在车速较低时使驱动轮处的牵引力和驱动力矩更大。

图示为 1 档时的动力传输

1 档时动力传输的功能顺序

以下多片式制动器和多盘式离合器接合:

• 多片式制动器 B05

• 多片式制动器 B06

• 多盘式离合器 K38

1 档时,动力传输通过以下齿轮组进行:

• 行星齿轮组 P1

• 行星齿轮组 P2

• 行星齿轮组 P3

行星齿轮组 P1 的太阳齿轮是驱动轴的一部分并由其驱动。行星齿轮组 P1 的行星齿轮托架通过多盘式离合器 K38 连接到行星齿轮组 P2 的齿圈。多片式制动器 B05 对行星齿轮组 P2 的太阳齿轮进行制动。这可以增大扭矩并降低转速。行星齿轮组 P2 的齿圈通过机械连接连接至行星齿轮组 P3 的太阳齿轮。行星齿轮组在行星齿轮组 P3 的齿圈内转动,其由多片式制动器 B06 进行制动到静止,然后将增大的扭矩和降低的转速传送至输出轴。因此,输出轴以降低的变速箱输入速度沿发动机转动方向转动。

行星排

行星齿轮组

a 行星齿轮

b 行星齿轮托架

c 齿圈

行星齿轮组的组成包含以下部件:

• 齿圈

• 行星齿轮托架

• 装配的行星齿轮

• 太阳齿轮

行星齿轮组的齿圈、行星齿轮托架和太阳齿轮元件通过多盘式离合器和多片式制动器的换档元件被交替驱动或制动停止。在此过程中,行星齿轮能够在齿圈的中央啮合处和太阳齿轮的外侧啮合处滚动,从而,无需移动齿轮或换档套筒即可产生多种传动比并可反向转动。

扭矩变换和转速变换根据相应的杠杆比或主动齿轮传动齿数的速比产生,称为传动比“i”。由于数个行星齿轮组之间相互连接,因此总速比即为各部件速比的乘积。如果某一个行星齿轮组的 2 个部件之间刚性连接在一起,则该结构会锁止并作为一个闭式单元旋转。

行星齿轮组的优势:

• 载荷情况下的换档能力增强

• 能够产生多个速比

• 齿轮持续啮合

• 反向变换程序简化

• 高效

• 同轴输入和输出

• 紧凑型设计

驻车系统

驻车止动爪齿轮(驻车齿轮)、电液部件及驻车锁止器机械机构位于变速箱外壳的后部。

除进行驻车制动外,以上部件的任务还包括机械地固定车辆,以防溜车。

在换档杆位置“P”,驻车止动爪锥体在驻车定位槽和导向轴套之间移动,从而使驻车定位槽压在驻车止动爪齿轮上。车辆静止时,如果驻车定位槽的齿未接合在齿槽中,而是接触到驻车止动爪齿轮的齿,则驻车止动爪锥体会由其后的弹簧预张紧并定位在工作就绪位置。驻车止动爪齿轮继续转动时,驻车定位槽会接合在下一齿槽中。车辆静止或低速爬行时,为防止错误操作造成的损坏,齿槽之间的间隔必须刚好能够使驻车定位槽接合。如果车辆移动速度加快,齿的倾斜表面会使驻车定位槽发生偏转而无法接合。在档位范围“R”、“N”、“D1 至 D9”时,部件棘爪簧会使驻车定位槽远离驻车止动爪齿轮。

驻车止动爪操作元件

变速箱驻车止动爪部件和直接选档 (DIRECT SELECT) 换档杆之间无机械连接(线控驻车)。驻车止动爪完全以电液方式接合或松开,通过直接选档 (DIRECT SELECT) 换档杆的促动或根据不同因素(如驾驶员车门打开,传动系统进入工作状态或取下点火开关中的钥匙)工作。

驻车止动爪位置传感器

驻车止动爪位置传感器用于监测驻车止动爪活塞的位置(位置 P 或 P 以外的位置)。驻车止动爪活塞的位置由线性霍尔传感器记录。传感器的传感元件为永磁体,夹在活塞杆上。

驻车止动爪换档位置“P”

驾驶员将直接选档 (DIRECT SELECT) 换档杆移至档位范围“P”时,压力室“P 以外”中的压力消除。同时,完全集成式变速箱控制单元为驻车止动爪提升电磁阀通电,从而克服卡止弹簧的弹簧作用力将定位杆从锁止轮廓“P 以外”中抬出,并由此防止活塞杆的“机械锁止”。由于预张紧弹簧的弹簧作用力,耦合至连杆的活塞杆被压向驻车止动爪齿轮方向,使驻车止动爪锥体在导向轴套和驻车定位槽之间移动。驻车止动爪锥体的升高部分使驻车止动爪升起,并将其压向驻车止动爪齿轮。车辆静止时,如果驻车定位槽的齿未接合在齿槽中,而是接触到驻车止动爪齿轮的齿,则驻车止动爪锥体会由连杆弹簧预张紧并定位在工作就绪位置。驻车止动爪齿轮继续转动时,驻车定位槽会接合在下一齿槽中。驻车止动爪位于位置“P”时,完全集成式变速箱控制单元终止驻车止动爪提升电磁阀的通电。断电后,驻车止动爪提升电磁阀回到其初始位置,且不再对定位杆施加任何压力。其会由卡止弹簧的作用力压入锁止轮廓“P”,从而锁止活塞杆。

驻车止动爪换档位置“非P ”

如果驾驶员将换档杆从档位范围“P”换入“R”、“N”或“D”,则驻车止动爪会通过向压力室“非P”施加压力克服预张紧弹簧的弹簧作用力向换档位置“非P” 处移动。驻车止动爪提升电磁阀通电后,机械锁止装置断开,定位杆克服卡止弹簧的作用力升高,从而发生上述情况。如果工作压力足够高,则液压压力仅将驻车止动爪固定在位置“非P”。活塞杆和定位杆在轴向上无任何接触。如果压力减小(预张紧弹簧作用力大于液压)或压力降至零,则由于预张紧弹簧的作用力,活塞杆仅向卡子的反方向移动。然后,通过“机械锁止”使状态“非P”得以维持。换档位置“非P”时,驻车止动爪锥体置于驻车定位槽前方,且驻车止动爪齿轮可自由转动。驻车止动爪提升电磁阀采用脉冲式促动,以减少完全集成式变速箱控制单元中的动力损失。如果车载电气系统电压中断,则电磁阀由完全集成式变速箱控制单元或电子点火开关控制单元促动。此外,还会大概测量完全集成式变速箱控制单元为驻车止动爪提升电磁阀通电的时间段,以确保活塞杆在通电结束前达到其新位置。

驻车止动爪提升电磁阀故障时驻车止动爪换档位置“P”的促动

如果驻车止动爪提升电磁阀无法促动或故障,则定位杆的机械锁止会由定位杆解锁销解锁。定位杆解锁销通过向压力室“P”施加压力实现液压促动。因此,定位杆被抬出活塞杆的锁止轮廓“非P”,且驻车止动爪通过预张紧弹簧的弹簧作用力接合。

电液促动器 (EHS)

电液促动器 (EHS) 的分解图

14 完全集成式变速箱控制系统 (VGS) 支撑体

14a 变速箱连接器

15 护盖/换档油阀壳

16 中间板

17 换档油阀壳

17m 阀座

M42 电动变速箱油泵

Y3/8n4 完全集成式变速箱控制单元

完全集成式变速箱控制单元

完全集成式变速箱控制单元连接至车辆的控制器区域网络 (CAN),评估来自其他控制单元的信号和请求,并根据这些信息相应地促动内部促动器。其也可以对传感器系统的信号进行评估,并将其传送至相应的控制单元。

完全集成式变速箱控制单元促动以下促动器和/或根据传感器和控制器区域网络 (CAN) 输入信号执行以下功能:

• 换档阀和电磁阀

• 电动变速箱油泵

• 液压驻车止动爪促动

• 电液驻车止动爪解锁

完全集成式变速箱控制单元的特点

自动变速箱作为紧凑型变速箱单元采用南北安装的布置形式。此外,还着重确保将换档、润滑和控制过程相关的所有部件全部集成在变速箱中。

完全集成式变速箱控制单元的特点是:

• 电动变速箱油泵

• 所有的换档阀和电磁阀都位于完全集成式变速箱控制单元上

• 整个传感器系统(包括转速传感器、温度传感器、压力传感器和位置传感器)是完全集成式变速箱控制单元的一部分

• 完全集成式变速箱控制系统控制单元集成在完全集成式变速箱控制单元中

换档压力,润滑压力和工作压力

油压分为:

• 工作压力

• 润滑压力

• 换档压力

工作压力

由初级泵产生的油压被工作压力调节阀转换为工作压力。工作压力水平取决于调节阀的位置及其几何形状。工作压力调节阀的位置受工作压力电磁阀的影响,以匹配载荷和档位。所有其他用于变速箱控制的油压都来自工作压力。

润滑压力

工作压力调节阀处多余的变速箱油被转移至润滑压力调节阀处,并在此调节后用于机械变速箱部件和变矩器的润滑和冷却。此外,变矩器中的油压通过调节润滑压力进行限制。

换档压力

换档压力(多盘式离合器或多片式制动器中的油压)来自工作压力。

各电磁阀影响与其相关的调节阀的位置,调节阀的位置反过来又影响多片式制动器或多盘式离合器中的油压。因此,换档压力取决于各调节阀的几何形状。

电动变速箱油泵

电动变速箱油泵在内燃机关闭时向液压系统供油,其通过完全集成式变速箱控制单元促动。

内部变速箱转速传感器

内部变速箱转速由主动传感器(带集成式磁铁的差速器霍尔传感器)记录。外板托架 K81 用作被动传感器元件,获取内部转速。

涡轮转速传感器

涡轮转速由被动传感器(差速器霍尔传感器)记录。磁极转子用作主动传感器元件,获取涡轮转速。其被压到行星齿轮组 P4 的行星齿轮托架上。

输出轴转速传感器

输出速度由带转动方向检测的主动传感器(带集成式磁铁的差速器霍尔传感器)记录。外板托架 K27 用作被动传感器元件,获取输出速度,其被焊接到输出轴上。

油泵

供油

内燃机运行时,油泵(初级泵)将油液传输至电控液压式促动的自动变速箱。油泵由驱动轴通过驱动链条(轴向偏置设计)驱动。油泵安装在变速箱钟状外壳底部,外板托架中的变矩器后方。

内燃机关闭时的供油

如果内燃机关闭时供油失败,则所有的控制元件和促动器在空载时会切换至基本状态,然后自动变速箱动力传输停止。

起动内燃机和建立供油后,档位必须从“N”切换至“D”。启动请求和启动时间之间的时间损失会由电动变速箱油泵自动降到最低。在启动/停止模式下,电动变速箱油泵在内燃机关闭的情况下被促动,然后向控制元件和促动器进行基础供油。从而保持特定的基础压力。

电动变速箱油泵还可以在内燃机转速较低时向初级泵供油。内燃机转速较低时,在换档操作(促动器加注)或在冷却要求提高的情况下会请求由电动变速箱油泵按需供油。

变速箱外壳通风

通风口位于变速箱外壳顶部。浇铸在变速箱钟状外壳中的管道将变速箱内室与通风口相连。变速箱外壳通风口可确保在变速箱油和空气的温度相关变量改变时在变速箱外壳中保持压力平衡。

电动油泵

电动变速箱油泵执行以下任务:

• 辅助工作压力的提供(增压)

• 辅助冷却和润滑

• 提供启动/停止性能

• 驻车止动爪的紧急接合和紧急解锁

辅助工作压力的提供(增压)

流率需求增加时(如换档操作期间),电动变速箱油泵根据需要为机械驱动的初级泵提供辅助。由于此类情况下供给不足,因此电动变速箱油泵提供的额外流率会与工作压力的下降量相抵消。

辅助冷却和润滑

冷却和润滑的要求较高时,电动变速箱油泵会根据需要促动,以提供额外的流率。由于能够根据需要提供额外流率,因此初级油泵的体积明显减小,从而降低了二氧化碳 (CO2) 的排放量。

提供启动/停止性能

车辆停止且内燃机关闭时,电动变速箱油泵会提供基本压力,从而使电液控制系统的液压导管和换档元件的活塞室注满机油。电动变速箱油泵以电流控制方式工作,提供补偿电液促动器的泄漏所需的精确油量。在启动/停止操作期间,这种工作形式使电动变速箱油泵的耗电量降至最小。

驻车止动爪的紧急接合和紧急

解锁内燃机关闭且驻车止动爪提升电池阀保持初始状态时,电动变速箱油泵通过液压方式促动驻车止动爪(非P),通过弹簧以机械方式接合驻车止动爪。如果驻车止动爪提升电磁阀故障,则驻车止动爪促动器通过液压方式解锁。在此情况下,如果内燃机关闭,则会向电动变速箱油泵发送请求。紧急解锁/紧急接合只能向“P”换档时进行,而在从“P”到“非P”的换档过程中不会发生。向电动变速箱油泵的供油通过集成在油底壳中的分离式滤清器进行。引入的变速箱油通过电动变速箱油泵供入电液控制系统的工作压力导管中。

油底壳和滤清器

带机油滤清器的油底壳

塑料油底壳由以下部件组成:

• 初级泵的机油滤清器

• 电动变速箱油泵的机油滤清器

• 2 个收集金属磨屑的磁铁

液压控制原理图

10e 变速箱油滤清器和变速箱油底壳

11n 驻车止动爪模块

13 油泵

15b 增压换档阀

15c 驻车/未驻车调节阀

17h 未驻车换档阀

17i 润滑压力换档阀

17k 工作压力调节阀

17l 润滑压力调节阀

A 多片式制动器 B08

B 多片式制动器 B05

C 多片式制动器 B06

D 多盘式离合器 K81

E 多盘式离合器 K38

F 多盘式离合器 K27

G 减震器

H 保压阀

I 变速箱冷却器

J 变速箱油节温器

K 工作压力止回阀

L 至电动变速箱油泵的止回阀

M 至电动变速箱油泵的止回阀

N 工作压力

O 控制压力

P 润滑压力

Q 换档压力

M42 电动变速箱油泵

Y3/8y12 润滑压力电磁阀

Y3/8y13 离合器控制电磁阀 K81

Y3/8y14 离合器控制电磁阀 K38

Y3/8y15 离合器控制电磁阀 K27

Y3/8y16 多片式制动器控制电磁阀 B08

Y3/8y17 多片式制动器控制电磁阀 B05

Y3/8y18 多片式制动器控制电磁阀 B06

Y3/8y19 工作压力电磁阀

Y3/8y20 变矩器锁止离合器电磁阀

全文完~

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