Jeep Grand Cherokee WJ. Manual - part 451

STATOR

The stator assembly (Fig. 5) is mounted on a sta-

tionary shaft which is an integral part of the oil
pump. The stator is located between the impeller and
turbine within the torque converter case (Fig. 6). The
stator contains an over-running clutch, which allows
the stator to rotate only in a clockwise direction.
When the stator is locked against the over-running
clutch, the torque multiplication feature of the torque
converter is operational.

TORQUE CONVERTER CLUTCH (TCC)

The TCC (Fig. 7) was installed to improve the effi-

ciency of the torque converter that is lost to the slip-
page of the fluid coupling. Although the fluid
coupling provides smooth, shock–free power transfer,
it is natural for all fluid couplings to slip. If the
impeller

and

turbine

were

mechanically

locked

together, a zero slippage condition could be obtained.
A hydraulic piston was added to the turbine, and a
friction material was added to the inside of the front
cover to provide this mechanical lock-up.

OPERATION

The converter impeller (Fig. 8) (driving member),

which is integral to the converter housing and bolted
to the engine drive plate, rotates at engine speed.
The converter turbine (driven member), which reacts
from fluid pressure generated by the impeller, rotates
and turns the transmission input shaft.

TURBINE

As the fluid that was put into motion by the impel-

ler blades strikes the blades of the turbine, some of

Fig. 5 Stator Components

1 – CAM (OUTER RACE)
2 – ROLLER
3 – SPRING
4 – INNER RACE

Fig. 6 Stator Location

1 – STATOR
2 – IMPELLER
3 – FLUID FLOW
4 – TURBINE

Fig. 7 Torque Converter Clutch (TCC)

1 – IMPELLER FRONT COVER
2 – THRUST WASHER ASSEMBLY
3 – IMPELLER
4 – STATOR
5 – TURBINE
6 – FRICTION DISC

21 - 186

45RFE AUTOMATIC TRANSMISSION

WJ

DESCRIPTION AND OPERATION (Continued)

the energy and rotational force is transferred into the
turbine and the input shaft. This causes both of them
(turbine and input shaft) to rotate in a clockwise
direction following the impeller. As the fluid is leav-
ing the trailing edges of the turbine’s blades it con-
tinues in a “hindering” direction back toward the
impeller. If the fluid is not redirected before it strikes
the impeller, it will strike the impeller in such a
direction that it would tend to slow it down.

STATOR

Torque multiplication is achieved by locking the

stator’s over-running clutch to its shaft (Fig. 9).
Under stall conditions (the turbine is stationary), the
oil leaving the turbine blades strikes the face of the
stator blades and tries to rotate them in a counter-
clockwise direction. When this happens the over–run-
ning clutch of the stator locks and holds the stator
from rotating. With the stator locked, the oil strikes
the stator blades and is redirected into a “helping”
direction before it enters the impeller. This circula-
tion of oil from impeller to turbine, turbine to stator,
and stator to impeller, can produce a maximum
torque multiplication of about 2.4:1. As the turbine
begins to match the speed of the impeller, the fluid
that was hitting the stator in such as way as to
cause it to lock–up is no longer doing so. In this con-

dition of operation, the stator begins to free wheel
and the converter acts as a fluid coupling.

Fig. 8 Torque Converter Fluid Operation

1 – APPLY PRESSURE
2 – THE PISTON MOVES SLIGHTLY FORWARD

3 – RELEASE PRESSURE
4 – THE PISTON MOVES SLIGHTLY REARWARD

Fig. 9 Stator Operation

1 – DIRECTION STATOR WILL FREE WHEEL DUE TO OIL

PUSHING ON BACKSIDE OF VANES

2 – FRONT OF ENGINE
3 – INCREASED ANGLE AS OIL STRIKES VANES
4 – DIRECTION STATOR IS LOCKED UP DUE TO OIL PUSHING

AGAINST STATOR VANES

WJ

45RFE AUTOMATIC TRANSMISSION

21 - 187

DESCRIPTION AND OPERATION (Continued)

TORQUE CONVERTER CLUTCH (TCC)

In a standard torque converter, the impeller and

turbine are rotating at about the same speed and the
stator is freewheeling, providing no torque multipli-
cation. By applying the turbine’s piston to the front
cover’s friction material, a total converter engage-
ment can be obtained. The result of this engagement
is a direct 1:1 mechanical link between the engine
and the transmission.

Converter clutch engagement in third or fourth

gear range is controlled by sensor inputs to the pow-
ertrain control module. Inputs that determine clutch
engagement are: coolant temperature, engine rpm,
vehicle speed, throttle position, and manifold vac-
uum. The torque converter clutch is engaged by the
clutch solenoid on the valve body. The clutch can be
engaged in third and fourth gear ranges depending
on overdrive control switch position. If the overdrive
control switch is in the normal ON position, the
clutch will engage after the shift to fourth gear, and
above approximately 72 km/h (45 mph). If the control
switch is in the OFF position, the clutch will engage
after the shift to third gear, at approximately 56
km/h (35 mph) at light throttle.

ELECTRONICALLY MODULATED CONVERTER
CLUTCH ENGAGEMENT

DESCRIPTION

In order to reduce heat build-up in the transmis-

sion and buffer the powertrain against torsional
vibrations, the TCM can duty cycle the L/R-CC Sole-
noid to achieve a smooth application of the torque
converter clutch. This function, referred to as Elec-
tronically Modulated Converter Clutch (EMCC) can
occur at various times depending on the following
variables:

• Shift lever position

• Current gear range

• Transmission fluid temperature

• Engine coolant temperature

• Input speed

• Throttle angle

• Engine speed

OPERATION

The TCM controls the torque converter by way of

internal logic software. The programming of the soft-
ware provides the TCM with control over the L/R-CC
Solenoid. There are four output logic states that can
be applied as follows:

• No EMCC

• Partial EMCC

• Full EMCC

• Gradual-to-no EMCC

NO EMCC

Under No EMCC conditions, the L/R Solenoid is

OFF. There are several conditions that can result in
NO EMCC operations. No EMCC can be initiated
due to a fault in the transmission or because the
TCM does not see the need for EMCC under current
driving conditions.

PARTIAL EMCC

Partial EMCC operation modulates the L/R Sole-

noid (duty cycle) to obtain partial torque converter
clutch application. Partial EMCC operation is main-
tained until Full EMCC is called for and actuated.
During Partial EMCC some slip does occur. Partial
EMCC will usually occur at low speeds, low load and
light throttle situations.

FULL EMCC

During Full EMCC operation, the TCM increases

the L/R Solenoid duty cycle to full ON after Partial
EMCC control brings the engine speed within the
desired slip range of transmission input speed rela-
tive to engine rpm.

GRADUAL-TO-NO EMCC

This operation is to soften the change from Full or

Partial EMCC to No EMCC. This is done at mid-
throttle by decreasing the L/R Solenoid duty cycle.

OIL PUMP

DESCRIPTION

The oil pump (Fig. 10) is located at the front of the

transmission inside the bell housing and behind the
transmission front cover. The oil pump consists of
two independent pumps (Fig. 11), a number of valves
(Fig. 12), a front seal (Fig. 13), and a bolt on reaction
shaft. The converter clutch switch and regulator
valves, pressure regulator valve, and converter pres-
sure limit valve are all located in the oil pump hous-
ing.

OPERATION

As the torque converter rotates, the converter hub

rotates the oil pump drive gear. As the drive gear
rotates both driven gears, the clearance between the
gear teeth increases in the crescent area, and creates
a suction at the inlet side of the pump. This suction
draws fluid through the pump inlet from the oil pan.
As the clearance between the gear teeth in the cres-
cent area decreases, it forces pressurized fluid into
the pump outlet and to the oil pump valves.

21 - 188

45RFE AUTOMATIC TRANSMISSION

WJ

DESCRIPTION AND OPERATION (Continued)

At low speeds, both pumps supply fluid to the

transmission. As the speed of the torque converter
increases,

the

pressure

output

of

both

pumps

increases until the primary pump pressure reaches
the point where it can close off the check valve
located between the two pumps. When the check
valve is closed, the secondary pump is shut down and
the primary pump supplies all the fluid to the trans-
mission.

CONVERTER CLUTCH SWITCH VALVE

The converter clutch switch valve is used to control

the hydraulic pressure supplied to the front (OFF)
side of the torque converter clutch.

CONVERTER CLUTCH REGULATOR VALVE

The converter clutch regulator valve is used to con-

trol the hydraulic pressure supplied to the back (ON)
side of the torque converter clutch.

TORQUE CONVERTER LIMIT VALVE

The torque converter limit valve serves to limit the

available line pressure to the torque converter clutch
to approximately 120 psi.

Fig. 10 Oil Pump

Fig. 11 Oil Pump Gears

Fig. 12 Oil Pump Valves

WJ

45RFE AUTOMATIC TRANSMISSION

21 - 189

DESCRIPTION AND OPERATION (Continued)