2019年凯迪拉克CT6 10L80自动变速器新技术解析（一）

保定/商爱鹏 苑晓丹

凯迪拉克CT6车型在2019年迎来了中期改款，除了外观上的小幅改变，升级的制动系统和娱乐系统及主动安全系统外，在动力总成上保留的经典的3.0TT双涡轮增压发动机（LGW），而上一代的2.0T涡轮增压LTG发动机被升级成为与XT4车型一样的CSS系列LSY涡轮增压发动机。更为值得注意的是首次装配GR10系列自动变速器（如图1所示），是上汽通用第一款后轮驱动型，具有10个前进挡的自动变速器。其主要特点为：

◆更宽的速比范围

◆全新的控制模块

◆更少的燃油损耗

◆更加紧凑的结构，与以前的8速自动变速器相比，在尺寸和重量无明显变化的基础上提升整体性能

表1 变速器参数

┃ 图1 GR10变速器

◆更快的换挡速度（传说可以和保时捷的PDK媲美）且加速顺畅，动力输出平稳

搭载在2019年凯迪拉克CT6车型上的GR10系列自动变速器型号命名为10L80，PRO代码为MHS。因驱动形式不同，10L80变速器有两轮驱动型和四轮驱动型两种结构。型号10L80中的“10”表示10个前进挡，“L”表示为后轮驱动型变速器，“80”表示产品的类别，与扭矩有关。10L80变速器主要参数如表1所示，其中7挡为直接挡，8挡、9挡、10挡为3个超速挡。

10L80变速器结构的一个特点是壳体外部采用一个整体式钟形箱体（8L系列的尾部装配有C12345R挡离合器活塞，是可以单独拆卸下来的），这可以增强总成箱体的刚度。变速器内部共有4组简单的行星齿轮机构和6组多片式液压离合器（8L系列为5组）。变速器内部设计有一个机械主油泵和一个电动辅助油泵（8L系列为启停蓄能器）。此外，10L80变速器采用了内部电子换挡控制，与外部电子换挡系统完全匹配。排挡杆只是一个位置传感器，换挡杆与10L80变速器之间没有任何机械连接，但通过电气控制可实现变速器进入P、R、N、D、M的5个挡位模式。另外，驾驶员可以通过方向盘上的拨片手动进行加减挡操作。为方便操作，在洗车时可以通过“洗车模式”挂入N挡。

10L80变速器主要机械部件如图2所示。电气部件TCM位于变速器外部，右侧防火墙处。其他传感器和电磁阀主要位于变速器底部的阀体总成处。10L80变速器外部套有一个隔音罩，用于保护变速器外部壳体，同时也可以阻隔变速器噪声，隔音罩通过卡扣固定在变速器壳体上。

┃ 图2 机械部件

┃ 图3 外围部件

10L80变速器的前部和底部主要部件如图3所示。10L80变速器油底壳内部定位有阀体总成、油泵、变速器油滤芯、变速器线束等部件，更具体的细节如图4所示。

10L80变速器内部主要集成有离合器、四组行星齿轮组等部件，与德国ZF公司的8HP系列变速器有些类似的是，大部分离合器和行星齿轮部件组成了一个旋转组件，此旋转组件在变速器工作时可以转动。具体的部件细节如图5所示。10L80变速器内部的旋转组件可以一起从变速器内取出，旋转组件可以进一步分解，内部主要包括四组行星齿轮组部件和离合器总成等部件，其中的三组离合器总成包括2-3-4-5-7-9-10离合器、4-5-6-7-8-9-10-R离合器、1-2-3-4-6-7-8-10-R离合器共三组离合器。其中的输入轴及输出轴太阳轮上还包括超速挡内齿圈和1-3-5-6-7-8-9离合器。其他部件细节如图6所示。

10L80变速器前部有一个输出轴支架总成，它除了稳定支撑输入轴外，同时还包含两组多片式液压离合器和一个机械式单向离合器。其中两组多片式液压离合器（制动器）分别是：1-2-3-4-5-6-R挡离合器活塞（离合器片在旋转组件上部）和1-2-8-9-10-R离合器总成。具体部件细节如图7所示。

10L80变速器的变矩器（如图8所示）在直径和厚度的尺寸上相对较大，变矩器离合器采用线性电控液压方式接合，它可以有效降低TCC噪声和震动。此TCC压盘并非完全压住锁死，在通常情况下会保持少量的滑动，这种后驱型变速器的TCC滑动率为0～50r/min。完全锁死的情况只会在一些特殊工况下才会实现。TCC可以在1～10挡内实现接合。TCC的接合点或滑动量，是由多种条件决定的，比如节气门的开度、挡位、油温都会影响TCC的接合。

┃ 图4 底部分解图

┃ 图5 内部分解图

┃ 图6 旋转组件分解图

┃ 图7 输出轴支架分解图

┃ 图8 变矩器

┃ 图9 主油泵

10L80变速器的主油泵是一个机械式可变排量叶片泵，定位于阀体前部（如图9所示）。油泵设计成偏轴式驱动方式，由变矩器通过齿轮传动的方式驱动。油泵总成相当于两个油泵集成一个泵的尺寸大小。这种集成化设计不仅能够降低磨损，且提供最优化的流量供给。主油泵是一个总成件，不建议分解内部进行维修，油泵外部的密封圈和垫片可以更换。

在变速器机械油泵的吸油口侧安装有变速器油滤芯（如图10所示），以确保油液在进入系统管路前得到充分过滤。滤芯位于油底壳内，在更换时需要从变速器下方拆下油底壳后才可以更换。为了固定变速器内部的铁颗粒，油底壳内还安装有两个磁铁吸铁屑。变速器油滤芯使用两个铝合金螺栓，安装时应防止螺栓滑牙。

┃ 图10 变速器滤芯

在主变速器阀体的后部还设计有一个电动辅助油泵（如图11所示），在发动机启停系统自动停机时，可以通过电动辅助油泵向液压系统提供稳定的压力，以确定变速器能够在自动启动后及时实现挡位传动，减少迟滞感。电动辅助油泵由一个四线式电机和一个液压泵组成。四根线束作用：来自发动舱保险丝盒的电源；从变速器内引出的搭铁；来自TCM的控制；向TCM的反馈。在液压泵前部还集成一个非常小的滤芯，以确保只有洁净的变速器油才能进入液压系统。

┃ 图11 电动辅助油泵

阀体总成（如图12所示）位于油底壳内，阀体是一个总成件，上部集成有液压系统的主要液压阀和电气部件。阀体总成内集成管路压力调节阀、TCC压力控制阀、离合器控制阀等液压阀，阀体外侧周边还定位有控制这些液压阀的电磁阀。TCM通过控制电磁阀控制液压阀的动作，从而实现整个变速器全面的电液控制。

┃ 图12 阀体总成

反作用行星齿轮组位于变速器最前部，它由简单的3个部件：行星架、内齿圈和太阳轮组成（如图13所示）。反作用行星架固定连接钟罩及输出内齿圈，可通过4-5-6-7-8-9-10-R离合器与其他离合器及部件连接。反作用内齿圈上连接有中间转速传感器信号齿，可由1-2-3-4-5-6-R离合器制动。反作用太阳轮与输入太阳轮花键连接，可则1-2-8-9-10-R离合器制动，机械离合器限制它只能向一个方向转动。`

┃ 图13 反作用行星齿轮组

输入行星齿轮组位于反作用行星齿轮组后部，它由简单的3个部件：行星齿轮架、内齿圈和太阳轮组成。其各部件连接和控制关系如图14所示。超速挡行星齿轮组位于输入行星齿轮组的后部、输出行星齿轮组的前部，同样由简单的3个部件行星架、内齿圈和太阳轮组成。其各部件连接及控制关系如图15所示。输出行星齿轮组位于变速器最后部，它由简单的3个部件行星架、内齿圈和太阳轮组成。其部件的连接和控制关系如图16所示。

┃ 图14 输入行星齿轮组

┃ 图15 超速挡行星齿轮组

┃图16 输出行星齿轮组

10L80变速器内部共有6组多片式液压离合器，各离合器在变速器内部的具体位置如图17、表2所示。为方便描述，在后文中使用这些离合器的编号来简称它们。例如4-5-6-7-8-9-10-R离合器简称为4号离合器。10L80变速器输入轴支架总成内有一个机械式单向离合器（如图18所示），具体位于2号离合器毂的内部。它是一个滚柱式机械单向离合器，与2号离合器并联，用于控制反作用太阳轮和输入太阳轮只朝一个方向转动。

（待续）

┃ 图17 多片式离合器

┃ 图18 机械式单向离合器