随着全球汽车工业的发展,加上一系列能源环保法规的强制实施,客观上要求更环保更节省燃油的自动变速器,同时汽车电子技术的发展又为新型自动变速器的应用创造了条件。天才的莱佩莱捷工程师发明了以自己名字命名的莱佩莱捷式行星齿轮(简称莱式轮系),开创了汽车自动变速器传动技术的新时代,引领汽车走进了六前速时代。
莱佩莱捷全名为皮埃尔•莱佩莱捷(Pierre Leplletier),是一名法国工程师,曾在法国法雷奥(Valeo)汽车零部件集团工作,于1989年作为职务发明申请了专利(见图3-7)。
图3-7 莱佩莱捷式行星齿轮发明专利
美国发明专利号为US005106352A(1992年9月21号发布)。几年后,他与爱信AW、采埃孚(全称ZF Friedrichshafen AG弗里德里西港ZF股份公司,译名采埃孚)、福特、JATCO(加特科)等签署了专利授权。以该专利为基础,ZF公司经过了10个年头的开发,于2001年向市场发布了新一代自动变速器ZF 6HP26六前速自动变速器,并相继开发了6HP-24、6HP-19前驱四驱自动变速器。
专利中的原型样图如图3-8所示。
莱佩莱捷式变速器结构如图3-9所示。
图3-8 莱佩莱捷式行星齿轮结构设计原型
图3-10 莱佩莱捷式行星齿轮
1st Gear:C1+F1=4.15:1 2nd Gear:C1+B1=2.37:1 3rd Gear:C1+C3=1.56:1 4th Gear:C1+C2=1.15:1 5th Gear:C2+C3=0.86:1 6th Gear:C2+B1=0.69:1 Reverse:C3+B2=3.39:1
1.莱佩莱捷式行星齿轮特点
由一个简单的单排行星齿轮加上一组拉威娜式行星齿轮构成,见图3-10(www.xing528.com)
图3-10 莱佩莱捷式行星齿轮
2.莱佩莱捷式行星齿轮结构
1)前部采用一个标准的单排行星齿轮组,其环齿圈与变矩器的涡轮轴连接,中心轮(太阳轮)与液力变矩器的导轮轴(固定)连接,行星架则可以通过离合器A、离合器В与后排行星齿轮组件的两个中心轮相连。由于单排行星齿轮组的环齿圈通过离合器Е与后排行星齿轮组的行星架连接,所以单排行星齿轮组的环齿圈和行星架,都是后排行星齿轮组件的动力输入端衔接部件。
2)莱佩莱捷式行星齿轮组的后部是一个拉威娜式(Ravigneaux)双排行星齿轮组机构,拉威娜式行星齿轮组的动力输入端元件是1个行星架和2个中心轮,动力输出端元件是环齿圈。
3)使用了三组离合器和两组制动器,共5组(离合器、制动器)元件,莱佩莱捷式行星齿轮没有直接档(以ZF6HP系列为例),结构上没有采用单向离合器(OWC),从而简化了系统零部件的数量,节省了原材料;但对控制的软件要求和硬件要求(CPU速度)极高,因为没有单向离合器的变速器要精确控制换档品质在汽车电子技术没有极大地发展之前是不可能的,这也是莱佩莱捷式行星齿轮从发明走向市场用了接近十年的一个原因。
莱佩莱捷式只用了五组(离合器、制动器)元件就实现了六前速,以前纯液压的A340H及电控的4T65E自动变速器使用了近10组(离合器、制动器)元件才实现了四前速。又如,ZF公司旗下的5速5HP24,6HP26减少了29%的零部件(从666下降到470),长度缩短了44mm(从697mm减少到653mm),重量减少12%。
莱佩莱捷式行星齿轮已在通用GM(6L80)、福特FORD(6R60/6R75)、爱信AISIN(TR-6/TF-60N/TF80SN)、采埃孚ZF(6HP-19/6HP-26系列)、大众Volkswagen(GOLF&PASSAT)、富豪VolvoXC90、MAZDA6等OEM制造商生产的自动变速器上广泛使用。
小知识
1.单向离合器英文One-way clutch,缩写:OWC;在动力路线图中,有的用OWC标记、有的则用F(Free Wheel Clutch 自由轮离合器)来标记,如果有多个单向离合器就用F0、F1、F2⋯
2.离合器英文Clutch,设计文稿中用C标记,如果有多个离合器就用C0、C1、C2⋯,在一些原厂资料中,如大众用K1、K2、K3⋯标记
3.制动器英文Brake,用B标记,如果有多个制动器就用B0、B1、B2⋯
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