5L40E型自動(dòng)變速器是一個(gè)電控、5速（前進(jìn)擋）、后輪驅動(dòng)式自動(dòng)變速器，用于上海通用生產(chǎn)的別克榮御和凱迪拉克，其基本參數見(jiàn)表1。

一、行星齒輪機構與換擋執行元件

    5L40E型自動(dòng)變速器采用拉維那式行星齒輪機構，由2個(gè)單排雙級行星齒輪機構組成；換擋執行元件包括9組機械摩擦式離合器/制動(dòng)器和4個(gè)單向離合器，各離合器的控制部件見(jiàn)表2。在原廠(chǎng)資料中，將所有9個(gè)換擋執行元件都稱(chēng)為“離合器”，但其中有5個(gè)在工作時(shí)是固定行星齒輪機構某部件的，業(yè)內習慣稱(chēng)為“制動(dòng)器”，這樣也便于理解其工作原理和動(dòng)力傳遞路線(xiàn)路線(xiàn)分析。在本文的敘述中將工作時(shí)固定部件的“離合器”改稱(chēng)為“制動(dòng)器”，如原“超速離合器”改稱(chēng)為“超速制動(dòng)器”，這一點(diǎn)讀者在參考其它5L40E型自動(dòng)變速器資料時(shí)請注意。5L40E型自動(dòng)變速器行星齒輪機構與換擋執行元件的布置如圖1所示，各換擋執行元件的作用見(jiàn)表2，不同擋位時(shí)各換擋執行元件的狀態(tài)見(jiàn)表3。

二.動(dòng)力傳遞路線(xiàn)分析
 
    5L40E型自動(dòng)變速器動(dòng)力傳遞路線(xiàn)示意圖見(jiàn)圖2，現將各擋位動(dòng)力傳遞路線(xiàn)分析如下。

1. 1擋動(dòng)力傳遞路線(xiàn)

（1）無(wú)發(fā)動(dòng)機制動(dòng)

    1擋時(shí)，前進(jìn)離合器結合，前進(jìn)單向離合器鎖止；滑行離合器結合，前進(jìn)離合器和滑行離合器同時(shí)驅動(dòng)后太陽(yáng)輪，后太陽(yáng)輪順時(shí)針旋轉；行星架有逆時(shí)針旋轉的趨勢，因低擋單向離合器鎖止，單向固定行星架；則后齒圈順時(shí)針減速旋轉。因動(dòng)力傳遞過(guò)程中，低擋單向離合器鎖止，單向固定行星架是不可缺少的條件，所以當動(dòng)力由車(chē)輪傳至變速器時(shí)，低擋單向離合器會(huì )超越打滑，沒(méi)有發(fā)動(dòng)機制動(dòng)，動(dòng)力傳遞路線(xiàn)如圖3所示。

圖3  1檔動(dòng)力傳遞路線(xiàn)（無(wú)發(fā)動(dòng)機制動(dòng)）

（2）有發(fā)動(dòng)機制動(dòng)

    1擋時(shí)，自動(dòng)變速器控制模塊可根據情況控制自動(dòng)變速器是否有發(fā)動(dòng)機制動(dòng)。當需要發(fā)動(dòng)機制動(dòng)時(shí)，前進(jìn)離合器結合，前進(jìn)單向離合器鎖止；滑行離合器結合，前進(jìn)離合器和滑行離合器同時(shí)驅動(dòng)后太陽(yáng)輪，后太陽(yáng)輪順時(shí)針旋轉；行星架有逆時(shí)針旋轉的趨勢，低/倒擋制動(dòng)器工作，雙向固定行星架；則后齒圈順時(shí)針減速旋轉（輸出）。因動(dòng)力傳遞過(guò)程中，沒(méi)有單向離合器單獨參與動(dòng)力傳遞，故有發(fā)動(dòng)機制動(dòng)，動(dòng)力傳遞路線(xiàn)如圖4所示。

圖4 1檔動(dòng)力傳遞路線(xiàn)（有發(fā)動(dòng)機制動(dòng)）

2. 2擋動(dòng)力傳遞路線(xiàn)：

（1）無(wú)發(fā)動(dòng)機制動(dòng)

    2擋時(shí)，動(dòng)力輸入元件與1擋一樣，即前進(jìn)離合器結合，前進(jìn)單向離合器鎖止；滑行離合器結合，前進(jìn)離合器和滑行離合器同時(shí)驅動(dòng)后太陽(yáng)輪，后太陽(yáng)輪順時(shí)針旋轉；第二制動(dòng)器工作，固定第二單向離合器外圈，第二單向離合器鎖止，前內齒圈被單向固定，不能逆時(shí)針旋轉；則后齒圈順時(shí)針減速旋轉（輸出）。因動(dòng)力傳遞過(guò)程中，第二單向離合器鎖止，單向固定前排齒圈是不可缺少的條件，所以當動(dòng)力由車(chē)輪傳至變速器時(shí)，第二單向離合器會(huì )超越打滑，沒(méi)有發(fā)動(dòng)機制動(dòng)，動(dòng)力傳遞路線(xiàn)如圖5所示。

圖5  2檔動(dòng)力傳遞路線(xiàn)（無(wú)發(fā)動(dòng)機制動(dòng)）

（2）有發(fā)動(dòng)機制動(dòng)

    2擋時(shí)，自動(dòng)變速器控制模塊可根據情況控制自動(dòng)變速器是否有發(fā)動(dòng)機制動(dòng)。當需要發(fā)動(dòng)機制動(dòng)時(shí)，前進(jìn)離合器結合，前進(jìn)單向離合器鎖止；滑行離合器結合，前進(jìn)離合器和滑行離合器同時(shí)驅動(dòng)后太陽(yáng)輪，后太陽(yáng)輪順時(shí)針旋轉；第二滑行制動(dòng)器工作，雙向固定前內齒圈；則后齒圈順時(shí)針減速旋轉（輸出）。因動(dòng)力傳遞過(guò)程中，沒(méi)有單向離合器單獨參與動(dòng)力傳遞，故有發(fā)動(dòng)機制動(dòng)，動(dòng)力傳遞路線(xiàn)如圖6所示。

圖6  2檔動(dòng)力傳遞路線(xiàn)（有發(fā)動(dòng)機制動(dòng)）

3. 3擋動(dòng)力傳遞路線(xiàn)

（1）無(wú)發(fā)動(dòng)機制動(dòng)

    3擋時(shí)，動(dòng)力輸入元件與1擋一樣，即前進(jìn)離合器結合，前進(jìn)單向離合器鎖止；滑行離合器結合，前進(jìn)離合器和滑行離合器同時(shí)驅動(dòng)后太陽(yáng)輪，后太陽(yáng)輪順時(shí)針旋轉；中間制動(dòng)器工作，固定中間單向離合器外圈，中間單向離合器鎖止，單向固定前排太陽(yáng)輪，則后齒圈順時(shí)針減速旋轉（輸出）。因動(dòng)力傳遞過(guò)程中，中間單向離合器鎖止，單向固定前排太陽(yáng)輪是不可缺少的條件，所以當動(dòng)力由車(chē)輪傳至變速器時(shí)，中間單向離合器會(huì )超越打滑，沒(méi)有發(fā)動(dòng)機制動(dòng)，動(dòng)力傳遞路線(xiàn)如圖7所示

圖7  3檔動(dòng)力傳遞路線(xiàn)（無(wú)發(fā)動(dòng)機制動(dòng)）

（2）有發(fā)動(dòng)機制動(dòng)

    3擋時(shí)，自動(dòng)變速器控制模塊可根據情況控制自動(dòng)變速器是否有發(fā)動(dòng)機制動(dòng)。當需要發(fā)動(dòng)機制動(dòng)時(shí)，前進(jìn)離合器結合，前進(jìn)單向離合器鎖止；滑行離合器結合，前進(jìn)離合器和滑行離合器同時(shí)驅動(dòng)后太陽(yáng)輪，后太陽(yáng)輪順時(shí)針旋轉；超速擋制動(dòng)器工作，雙向固定前排太陽(yáng)輪，則后齒圈順時(shí)針減速旋轉（輸出）。因動(dòng)力傳遞過(guò)程中，沒(méi)有單向離合器單獨參與動(dòng)力傳遞，故有發(fā)動(dòng)機制動(dòng)，動(dòng)力傳遞路線(xiàn)如圖8所示。

圖8  3檔動(dòng)力傳遞路線(xiàn)（有發(fā)動(dòng)機制動(dòng)）

4. 4擋動(dòng)力傳遞路線(xiàn)

    4擋時(shí)，輸入元件與1擋相同，即前進(jìn)離合器結合，前進(jìn)單向離合器鎖止；滑行離合器結合，前進(jìn)離合器和滑行離合器同時(shí)驅動(dòng)后太陽(yáng)輪；同時(shí)直接擋離合器結合，驅動(dòng)行星架，則整個(gè)行星齒輪機構以一個(gè)整體同步旋轉，為直接擋，傳動(dòng)比為1:1。因4擋動(dòng)力傳遞過(guò)程中，沒(méi)有單向離合器單獨參與動(dòng)力傳遞，故有發(fā)動(dòng)機制動(dòng)，動(dòng)力傳遞路線(xiàn)圖9所示。

圖9  4檔動(dòng)力傳遞路線(xiàn)

5. 5擋動(dòng)力傳遞路線(xiàn)

    5擋時(shí)，直接離合器結合，驅動(dòng)行星架順時(shí)針旋轉，超速擋制動(dòng)器工作，固定前排太陽(yáng)輪，則后排齒圈同向增速旋轉，為超速擋。因5擋動(dòng)力傳遞過(guò)程中，沒(méi)有單向離合器單獨參與動(dòng)力傳遞，故有發(fā)動(dòng)機制動(dòng)，動(dòng)力傳遞路線(xiàn)如圖10所示。

圖10  5檔動(dòng)力傳遞路線(xiàn)

6. R擋動(dòng)力傳遞路線(xiàn)

    R擋時(shí)，倒擋離合器結合，驅動(dòng)前排太陽(yáng)輪；同時(shí)/低倒擋制動(dòng)器工作，固定行星架，則后排齒圈反向減速旋轉（輸出），力傳遞路線(xiàn)如圖11所示。

圖11  R檔動(dòng)力傳遞路線(xiàn)