自动变速器教程第四章自动变速器传动原理正版.docx
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自动变速器教程第四章自动变速器传动原理正版
第四章自动变速器传动原理
第一节辛普森自动变速器传动原理
一、丰田A130L、A131L、A132L型
适用车型:
花冠、克罗纳
A131型自动变速器传动原理圈图4-1-1
A131型自动变速器传动原理线图4-1-2
1-2档滑行带式制动器,2-高速档/倒档离合器,3-前进档离合器,
4-2档制动器,5-1号单向离合器,6-2号单向离合器,7-低速档单向离合器
各元件得的连接关系:
C1离合器:
离合器鼓与变速器输入轴为一体,钢片通过外花键与离合器鼓上的花键相连接,摩擦片通过内花键与前行星排齿圈上的滑键向连接,当C1离合器加压动作便会将变速器转入轴与前行星齿圈连为一体。
C2离合器:
摩擦片通过内花键与C1离合器鼓上的滑键相连接,钢片通过外花键与离合器鼓上的滑槽相连接,而离合器鼓与制动带制位一体,在制动鼓上加工有凸齿,制动带鼓有通过凸齿与太阳轮驱动鼓相连接,所以当C2离合器动作就会将变速器输入轴与前太阳轮连为一体。
B1带式制动器:
制动器围绕在制动鼓外围,当其投入工作后,便会将前太阳轮固定。
B2片式制动器:
钢片通过外花键与变速器壳体上的花键槽相连接,,摩擦片通过内花键与F1单向离合器外座围上的花键相连,当B2制动器一动作后,便会将单向离合器外座围固定。
F1单向离合器:
内缘与太阳轮接触,外援与外做圈接触,当B2制动器一动作,单向离合器外做圈被固定后,其允许太阳轮顺时针旋转。
F2单向离合器:
内缘与行星架上的内做圈相接触,而单向离合器上午外做圈通过凸齿与变速器外壳上的键槽相连接,F2单向离合器允许后行星架顺时针旋转,但不能允许后行星架逆时针旋转。
B3制动器:
钢片通过外花间槽与变速器外壳上的花键槽相连,摩擦片通过内花键与后行星架上的滑键相连,当B3制动器一动作,便将后行星排的行星架固定。
A130型自动变速器执行元件各档位作用
换挡杆位置
档位
离合器C1
制动器
单项离合器
C1
C2
B1
B2
B3
F1
F2
D
1档
●
●
2档
●
●
●
3档
●
●
2
1档
●
●
2档
●
●
●
1
1档
●
●
R
倒档
●
●
D位一档动作元件C1、F2具有滑行功能:
D位一档传动路线图4-1-3
D位一档,当收油门动力回传时具有滑行功能。
当选档杆置于D位时,控制油路控制前进离合器C1结合,此时C1离合器动作,连接动力输入轴与前排齿圈,输入轴带动齿圈作顺时针运动,齿圈带动行星架也作顺时针转动,由于汽车未起步,前排行星架被暂时固定,此时前排齿圈带动行星小齿轮顺转,行星小齿轮带动太阳轮作逆时针运动,动力经前行星排传到后行星排,后行星排太阳轮逆转,带动后行星架逆转,此时F2起作用,将后排行星架反向锁死,太阳轮强制驱动齿圈作顺时针转动,将动力输出,此位一档传动比为2.735:
1。
收油门时,输出轴转速要高于输入轴转速,也就是前行星架转速会高于前排齿圈转速,此时前行星架的行星小齿轮环绕前齿圈做逆时针自转,同时太阳轮受到行星轮的驱动后由原来的逆时针变为停止,接着由行星小齿轮驱动其顺时针转动,因为此时后排齿圈也沿顺时针转动,太阳轮和齿圈都想带动后行星架顺转,而后排F2单向离合器允许后行星架顺转,因此三个元件出现同向转动打滑现象,回传力不能传给发动机,使汽车能滑行较长距离,从而达到节油的目的,回传时,后排行星架转速低于太阳轮转速后排行星架高于齿圈转速。
2)D位二当(C1、B2、F1)
D位二档传动路线图4-1-4
当随车速的提高,达到升二档车速时,由阀板内部自动控制2档执行元件动作C1离合器保持接合,B2制动器动作,将F1单向离合器的外缘于变速器壳体连为一体,前齿圈顺转,将带动行星轮顺转,因行星轮作为动力输出由阻力,所以行星轮试图带动太阳轮逆转,而太阳轮却被B2\F1反向固定,所以只能由行星轮带动行星架顺转将动力输出,以输入前排齿圈输出行星架的装速输出,传动比:
1.7:
1。
D位二档滑行:
当收油门或下坡时,动力回传,前行星架的转速会高于前排齿圈的转速,行星架沿内齿圈顺时针转,将行星轮沿内齿圈逆时针自转,,从而驱动太阳轮顺转,而此时F1单向离合器允许体样轮顺转,所以会传动力便由太阳轮的顺转打滑而消失,动力不能回传置发动机也部能利用发动机的制动功能,从而使收油门的工况下,使汽车行驶较长的距离,从而达到降低油耗的目的。
注:
B2在D位三档时,仍参与工作,因为如B2在D位三档时,退出工作的话,档降档至D位二档时,B2仍需工作,B2仍需一段的建立油压的时间,而如在D位三档B2仍需工作的话,就可以省去B2频繁的工作建立由油压的时间,可以提高换档品质,而且部影响D位三档的正常工作。
3)D位三档(C1、C2、B2)随着车速的升高,当达到升三档车速时,由阀板内自动控制3档各执行元件动作,C1,C2离合器工作,使前排齿圈和太阳轮以输入轴的转速旋转,两各元件以同方向同速旋转,使整组行星排连为一体,以1:
1传动比输出转速。
D位三档传动路线图4-1-5
4)R档动作元件C2、B3
当手控连杆至于倒档位置时,阀板内部直接将倒档各执行元件油路接通,C2离合器动作再将输入轴与太阳轮连为一体,使太阳轮随输入轴一起旋转,此时因B3制动器工作,使后行星排的行星架被固定,其顺逆都部能转动,太阳轮顺转,行星架被B3制动器固定,所以只能由行星轮带动齿圈做逆向转动,因后齿圈与输出轴相连所以动力被逆时针输出,传动比为:
1.5:
1。
R档传动路线图4-1-6
2位一档动作元件C1F2工作原理与D位一档相同。
二档动作元件C1\B1\F1\B1具有发动机制动功能
2位2档传动路线图4-1-7
当动力由发动机向外输出时,动力传至变速器输入轴其工作原理与D位二当相同,但当收油门或下坡时,动力回传,因B1动作使太阳轮顺逆方向都部能旋转,输出轴传回的动力能回传至发动机,从而可以充分利用发动机的制动功能,从而防止上坡较长比较缓的坡路而发生频繁换档,提高了变速器使用寿命,防止下波时汽车无限加速,从而提高了行车安全性。
L档:
动作元件C1F2B3具有发动机制动功能。
L位1档传动路线图4-1-8
当选档杆移入L档后,阀板内部自动控制其一,二档换档阀部能工作,使汽车保持在一档部能升档,并其比D位一档多加了B3制动器投入工作,动力由发动机向位传时,其工作原理与D位一档基本相同,当收油门时B3参加工作,使后行星架顺逆都不能转动,此时输出轴的转速高于输入轴的转速,因B3参加工作使后行星架固定,那么,当后齿圈高速顺转时,后太阳轮被行星架驱动告诉逆转,而前行星架做为输出轴的连接元件也在告诉顺转,但转速高与前齿圈(动力输出)动力可以通过前齿圈传给发动机利用发动机制动功能,从而提高了下坡时行车安全性。
第二节丰田A140型自动变速器
丰田A140E自动变速器施力装置位置图4-2-1
丰田A140E自动变速器传动线图4-2-2
1-2档滑行带式制动器,2-高速档/倒档离合器,3-前进档离合器,4-1号单向离合器,
5-2档制动器,6-2号单向离合器,7-低速档/倒档制动器,
8-超速档单向离合器,9-超速档离合器,10-超速档制动器
变速杆位置
档位
2档滑行带式制动器
高速档离合器
前进档离合器
1号单向离合器
2档制动器
2号单向离合器
低速档/倒档制动器
超速档单向离合器
超速档离合器
超速档制动器
D
1档
接合
锁止
锁止
接合
2档
接合
锁止
制动
锁止
接合
3档
接合
接合
制动
锁止
接合
4档
接合
接合
制动
制动
2
1档
接合
锁止
锁止
接合
2档
制动
接合
锁止
制动
锁止
接合
3档
接合
接合
制动
锁止
接合
L
1档
接合
锁止
制动
锁止
接合
2档
制动
接合
锁止
制动
锁止
接合
R
倒档
制动
接合
P/N
驻车档/空档
OD排元件结构:
输入轴:
OD排行星架;输出轴;OD排齿圈
超速档单向离合器:
超速档单向离合器内缘连接太阳轮,外缘连接行星架,当顺时针转(输入轴)时,超速档单向离合器使输入轴和太阳轮连为一体,实现整体传动。
超速档离合器:
超速档离合器刚片与行星架相连,摩擦片OD排行星架(输入轴)相连,超速档离合器动作将OD行星架及OD太阳轮连为一体,实现整体传动。
超速档制动器:
超速档制动器钢片与变速器壳体相连,摩擦片OD太阳轮相连,超速档制动器动作将OD太阳轮固定。
1、D位1档:
C1,F2,C1、F0
当挂入D档位时,动力从发动机→涡轮→动力输入轴,由于C1工作将输入轴于前齿圈连为一体,此时车轮未动,相当于前行星架暂时固定,此时太阳轮逆转,将动力传递到后行星排,后行星小齿轮顺转,带动行星架逆转,F2自动投入工作,将其反向锁死,故此,行星小齿轮会驱动后齿圈顺转,将动力输入超速行星排的行星架,C0F0工作将超速行星排连为一体,同时向外输出动力
2、D位2档:
C1,F1,B2,C0,F0
当接通C1,B2的油路,汽车升入2档,此时动力继续经C1传递给前齿圈,由于F1,B2工作将太阳轮反方向锁止,因此动力从前行星架传递导超速行星排,在超速行星排C0F0工作将其连为一体,因此将动力直接传递。
3、D位3档:
C1,C2,C0,F0
C1,C2工作分别将前齿圈和前行星架均于输入轴相连,前排行星架连为一体,而O/D档在C0、F0的作用下连为一体,因此,动力回从输入轴1:
1传到输出轴,驱动汽车以3档行使。
4、O/D档:
C1,C2,B0
C1,C2工作使动力1:
1传递至O/D行星排,此时由于B0的作用,将O/D太阳轮固定,因此在O/D行星排中,相当于行星架主动,固定太阳轮,这时齿圈将会增速顺转,将动力输出,实现O/D档,其传动比为0.7:
1
5、倒档:
C2,B3,C0,F0
C2工作将输入轴与公共太阳轮相连,而B3工作则把后行星架固定,此时在后排行星排中,相当于太阳轮主动顺转,将动力输入,固定行星架,此时动力会以后齿圈反向输出到O/D行星架,此时C0、F0工作,O/D行星排为一整体相当于一根轴,因此反向的动力直接传至差速器→半轴→车轮,实现倒档,传动比为1.5:
1。
*注:
当太阳轮被固定时,行星架为主动件,即110个齿,齿圈为从动件,即79个齿,此时为怎速传动。
6、L位1档、C0、F0、C1、F2、B3
输出齿轮逆转,带动O/D行星架逆转,带动O/D行星轮顺转,带动O/D太阳轮逆转,F0处于跑空状态。
C0动作固定太阳轮,动力经过前后行星排传至发动机。
7、2位2档C0、F0、F1、B2、B1
2档时前行星架顺转,带动前行星轮逆转,带动太阳轮顺转,B1动作固定太阳轮所以带动行星轮顺转,带动前齿圈顺转,动力输入发动机。
第三节丰田A240L型自动变速器
一、简介
A240E型自动变速器用于丰田克鲁娜、卡利娜Ⅱ轿车上。
该变速器有四个前进档,液力变距器闭锁离合器,行星齿轮变速器为三行星排辛普森式,采用液压控制方式,内部还装有圆柱齿轮式主减速器和差速器,是用于前轮驱动轿车的变速器,因此也称为变速驱动桥。
该四档行星齿轮变速器是由一个超速行星排和一个双行星排的辛普森三档行星齿轮变速器组成,它有十个换档执行元件。
超速档行星排位于三档行星齿轮变速器之后,超速档行星排在1、2、3档时均处于减速状态,而在超速档时处于直接传动状态,因为两中间轴之间的常啮合齿轮为增速传动,从而使行星齿轮变速器获得超速档。
丰田A240E自动变速器施力装置位置图4-3-1
1-输入轴,2-第一中间轴及前行星架和后齿圈组件,3-前行星排,4-后行星排
5-超速行星排,C0-超速档离合器,C1-前进离合器,C4-倒档及高档离合器
B0-非超速档制动器,B1-2档强制制动器,B4-2档制动器,B3-低档及倒档制动器
F0-非超速档单向离合器,F1-2档单向离合器,F4-低档单向离合器
丰田A240E自动变速器施力装置位置线图4-3-2
1-2档滑行带式制动器B1,2-高速档/倒档离合器C2,3-前进档离合器C1,4-2档制动器B2,
5-1号单向离合器F1,6-2号单向离合器F2,7-低速档/倒档制动器B3,
8-超速档离合器C0,9-超速档单向离合器F0,10-超速档制动器B0
二、变速器换档执行元件
变速杆位置
档位
2档滑行带式制动器B1
高速档/倒档离合器C2
前进档离合器C1
2档制动器
B2
1号单向离合器F1
2号单向离合器F2
低速档/倒档制动器B3
超速档离合器C0
超速档单向离合器F0
超速档制动器B0
D
1档
接合
锁止
制动
2档
接合
制动
锁止
制动
3档
接合
接合
制动
锁止
制动
4档
接合
接合
制动
接合
2
1档
接合
锁止
制动
2档
制动
接合
制动
锁止
制动
3档
接合
接合
制动
锁止
制动
L
1档
接合
制动
锁止
制动
2档
制动
接合
制动
锁止
制动
R
倒档
接合
制动
制动
P/N
驻车档/空档
A240L各元件连接关系:
前行星架,后排齿圈作为输出元件,前行星排齿圈和太阳轮作为输入元件。
前进档离合器C1:
离合器鼓与变速器为一体,钢片通过外花键与离合器鼓内花键相连,摩擦片夹持在两钢片中间,通过内花键与前排齿圈相连。
高倒档离合器C2:
摩擦片通过内花键与C1离合器鼓外缘的滑槽相连,C2离合器鼓与制动器带鼓为一体,制动带鼓通过凸齿与太阳轮驱动鼓相连,所以C2离合器一动作,太阳轮就会同变速器输入轴一起旋转。
F1单向离合器:
其内缘与前后太阳轮相连,外缘与B2制动器摩擦片相连,当B2制动器工作时,F1单向离合器与B2制动器联合控制太阳轮反转。
2档滑行带式制动器B1:
为带式制动器,围绕在制动鼓周围,因为制动带鼓通过凸齿与太阳轮驱动鼓相连,所以B1制动器一动作,使太阳轮顺逆都不能旋转。
2档制动器B2:
其钢片通过外花键与变速器壳体上的花键相连,摩擦片通过内花键与F1单向离合器外缘上的花键槽相连,当B2投入工作,便将F1单向离合器外缘与变速器壳体连为一体。
低速档/倒档制动器B3:
其钢片外花键与变速器外壳相连,摩擦片通过内花键与后排行星架的花键相连,当B2制动器工作后,将使后排行星架顺逆都不能旋转。
F2单向离合器:
其内缘与后排行星架相连,外缘与变速器外壳相连,其作用是制止后排行星架逆时针转动,但允许其顺时针转动。
超速档离合器C0:
其钢片通过外花键与离合器鼓上的花键槽相连,摩擦片通过内花键与超速行星架的滑槽相连,离合器鼓又通过内键齿与太阳轮相连,所以当C0离合器工作后,会使超速行星排太阳轮与行星架连为一体。
超速档制动器B0:
其钢片通过外花键与变速器外壳相连,摩擦片通过内花键与C0离合器鼓外缘相连,又因太阳轮通过键齿与C0离合器鼓相连,所以当B0工作后,便会将C0及太阳轮制动,使太阳轮顺逆都不能旋转。
F0单向离合器:
外座圈通过花键与变速器外壳连接,内座圈通过C0离合器鼓与太阳轮连接,F0单向离合器辅助B0制动器工作,制止太阳轮顺时针运转。
三、各档工作原理
1.前进(D)位
(1)1档
丰田A240E“D”位1档图4-3-3
前进离合器C1、非超速档制动器B0、低档单向离合器F2和非超速档单向离合器F0工作。
动力由输入轴经过C1传给前排齿圈,使齿圈作顺时针旋转,传至行星轮的部分动力通过前排行星架带动第一中间轴也作顺时针旋转;另一部分动力则听国公共的太阳轮带动后排行星轮,因后排行星架被单向离合器F2固定住,不能作逆时针旋转,因而太阳轮通过行星轮驱动后排齿圈顺时针转动,与前排行星架来的动力汇合,共同驱动第一中间轴。
而后经过第一中间轴和第二中间轴的常啮合齿轮,将动力传至超速档行星排的齿圈,由于太阳轮被制动器B0制动,行星排按死比小于1工作,动力经由行星架传至主减速器齿轮。
(2)2档
丰田A240E“D”位2档图4-3-4
前进离合器C1、2档制动器B2、非超速档制动器B0、2档单向离合器F1和非超速档单向离合器F0工作。
发动机动力由输入轴经离合器C1传给前排齿圈,齿圈作顺指针旋转,因太阳轮被制动器B2和单向离合器F1固定,前排行星轮带动行星架作顺时针旋转,驱动第一中间轴也做顺时针旋转,金国第一中间轴和第二中间轴的常啮合齿轮,将动力传至超速档行星排的齿圈,同样因太阳轮被制动器B0制动,动力可经行星架传至主减速器齿轮。
(3)3档
前进离合器C1、倒档及高档离合器C2、2档制动器B2、非超速档制动器B0和非超速档单向离合器F0工作。
发动机动力由输入轴经过离合器C1、C2分别传至前排齿圈和太阳轮,带动第一中间轴作顺时针旋转,因齿圈与太阳轮同速,故为直接档。
动力最终经超速档行星排的行星架输出。
丰田A240E“D”位3档图4-3-5
(4)4档(超速档)
丰田A240E“D”位4档图4-3-6
离合器C1、C2、C0及2档制动器B2工作。
发动机动力由输入轴经离合器C1、C2分别传至前排齿圈和太阳轮,带动第一中间轴作顺时针旋转,通过常啮合齿轮,带动第二中间轴及超速档行星排齿圈逆时针旋转。
因超速档离合器C0的作用,将超速档行星排的行星架和太阳轮联成一体。
该行星排按直接档工作,从行星架输出动力。
2、前进
(2)位2档
丰田A240E“2”位2档图4-3-7
前进离合器C1、2档强制制动器B1、2档制动器B2、非超速档制动器B0、2档单向离合器F1和非超速档单向离合器F0工作。
发动机动力由输入轴经离合器C1传给前排齿圈,因太阳轮被制动器B2固定,动力经前排行星轮、行星架、第一中间轴、常啮合齿轮传至超速档行星排和输出轴。
因强制制动器B1进入工作,该档可利用发动机的制动作用。
3、前进(L)位1档
丰田A240E“L”位1档图4-3-8
前进离合器C1、低档及倒档制动器B3、非超速档制动器B0、低档单向离合器F2和非超速档单向离合器F0工作。
动力传递路线与前进D位1档时相同,只是因制动器B3的工作,该档可利用发动机进行制动。
4、倒档
丰田A240E“R”位1档图4-3-9
倒档及高档离合器C2、低档及倒档制动器B3、非超速档制动器B0工作。
发动机动力经离合器C2至太阳轮,前行星排不工作,后行星排的行星架被制动器B3固定,顺时针转动的太阳轮通过行星齿轮驱动齿圈做逆时针旋转,从而带动第一中间轴同向旋转,最终由常啮合齿轮带动超速档行星排齿圈、行星架,使输出轴作反向转动,得到倒档。
第四节丰田A340型自动变速器
从90年代起,丰田公司推出了A340系统,这是一个电控、四控带锁止离合器的系列。
多用于高级轿车。
其中A341E和A342E的电液控制系统为智能型控制系统;且采用前行星架连后环齿圈的结构,但它的行星齿轮机构却基本没有改变。
丰田A341E、A342E自动变速器施力装置位置图4-4-1
1-超速档制动器B0,2-超速档离合器C0,3-超速档单向离合器F0,4-2档滑行带式制动器B1,
5-高速档/倒档离合器C2,6-前进档离合器C1,7-2档制动器B2,8-1号单向离合器F1,
9-2号单向离合器F2,10-低速档/倒档制动器B3
变速杆位置
档位
超速档制动器B0
超速档离合器CO
超速档单向离合器FO
2档滑行带式制动器B1
高速档/倒档离合器C2
前进档离合器C1
2档制动器B2
1号单向离合器F1
低速档/倒档制动器B3
2号单向离合器F2
D
1档
接合
锁止
接合
锁止
2档
接合
锁止
接合
制动
锁止
3档
接合
锁止
接合
接合
制动
4档
制动
接合
接合
制动
2
1档
接合
锁止
接合
锁止
2档
接合
锁止
制动
接合
制动
锁止
3档
接合
锁止
接合
接合
制动
L
1档
接合
锁止
接合
制动
锁止
2档
接合
锁止
制动
接合
制动
锁止
R
倒档
接合
锁止
接合
制动
P/N
驻车档/空档
接合
A341E型各元件连接位置:
超速档行星排中行星架作为动力输入,齿圈作为输出
单向离合器F0:
内缘与超速行星排中太阳轮相连,外缘与超速档行星架相连,F0单向离合器的内缘不允许太阳轮顺转,其作用是连接超速行星排的太阳轮和行星架,辅助C0离合器动作,如果F0单向离合器打滑,将使C0离合器很快烧坏。
B0制动器:
钢片通过外花键与变速器壳体相连,摩擦片通过内花键与C0离合器鼓外缘的花键相连,而太阳轮和C0离合器鼓为一体,所以当B0制动器工作的时候,便会将超速行星排的太阳轮固定,使太阳轮顺逆都不能转。
C0离合器:
钢片通过外花键与离合器鼓相连,离合器鼓又和太阳轮为一体,摩擦片通过内花键与行星架外缘上的花键相连,当C0动作,便将超速排的太阳轮和行星架连为一体。
C1离合器:
离合器鼓与超速行星排齿圈输出的小轴为一体(一般称为辛普森小轴),钢片与离合器鼓相连,摩擦片内花键与前齿圈相连,当C1离合器动作,前齿圈和输入轴连为一体,同步旋转。
C2离合器:
离合器鼓通过凸齿与太阳轮驱动鼓相连,钢片与离合器鼓相连,摩擦片与C1离合器鼓的外缘滑槽相连,当C2工作前后太阳轮与输入轴相连。
B1带式制动器:
制动器带围绕在C2离合器鼓外围,B1工作时,将太阳轮固定,顺逆都不能旋转。
B2带式制动器:
钢片通过外花键与变速器壳上的滑槽相连,摩擦片通过内花键与与F1单向离合器外缘上的滑槽相连,B2制动器工作便将F1单向离合器的外缘与变速器壳连为一体。
B3制动器:
钢片通过外花键与变速器壳体上滑槽相连,摩擦片通过内花键与后排行星架外缘上的滑槽相连,当B3制动器工作时,将后排行星架固定顺逆都不能转,B3制动器为倒档。
F1单向离合器:
内缘与前后太阳轮相连,外缘与B2制动器摩擦片相连,F1单向离合器与B2制动器联合控制,制止太阳轮逆转,但不允许其顺转。
F2单向离合器:
外缘与后排行星架相连,内缘通
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