丰田A341E自动变速器的结构与工作原理x.docx
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丰田A341E自动变速器的结构与工作原理
自动变速器能够根据发动机负荷和车速等情况自动变换传动比，使汽车获得良好的动力性和燃料经济性，并减少发动机排放污染。
自动变速器操纵容易，在车辆拥挤时，可大大提高车辆行驶的安全性及可靠性。
丰田A341E自动变速器的结构剖面图如图3-1所示。
1-变矩器 2-锁止离合器 3-锁止电磁阀4-油压电磁阀 5-换挡电磁阀B6-换挡电磁阀AC0-直接离合器 C1-倒档及高档离合器 C2-前进挡离合器B0-超速制动器 B1-二档制动器
B2-抵挡及倒档制动器 B3-二档强制制动器F0-直接单向超越离合器F1-抵挡单向超越离合器 F2
–二档单向超越离合器
图3-1丰田A341E自动变速器结构剖面图
3.1液力变矩器的工作原理
目前，轿车上广泛采用由泵轮、涡轮和导轮组成的单级双相三元件闭锁式综合液力变矩器如图3-2所示。
泵轮和涡轮均为盆状的。
泵轮与变矩器外壳连为一体，是主动元件。
涡轮悬浮在变矩器内，通过花键与输出轴相连，是从动元件。
导轮悬浮在泵轮和涡轮之间，通过单向离合器及导轮轴套固定在变速器外壳上。
发动机启动后，曲轴带动泵轮旋转，因旋转产生的离心力使泵轮叶片间的工作液沿叶片从内缘向外缘甩出，这部分工作液既具有随泵轮一起转动的圆周
向的
分速度，又有冲向涡轮的轴向分速度。
这些工作液冲击涡轮叶片，推动涡轮与泵轮同方向转动。
图3-2液力变矩器的组成
液力变矩器靠工作液传递转矩，比机械变速器的传动效率低。
在液力变矩器中设置锁止离合器，可以在高速工况下将泵轮与涡轮锁在一起，实现动力直接传递，此时发动机的动力经液力变矩器壳体、锁止活塞、扭转减振器、涡轮轮毂传给后面的机械变速器，相当于将泵轮和涡轮刚性连在一起，传动效率为100％。
3.2行星齿轮变速器的组成
行星齿轮变速器是由行星齿轮机构及离合器、制动器和单向离合器等执行元件组成。
行星齿轮机构通常由多个行星排组成，行星排的多少与档数的多少有关。
丰田A341E自动变速器是由四档辛普森行星齿轮机构和换档执行元件两大部分组成如图3-3所示。
其中四档辛普森行星齿轮机构由三排行星齿轮机构组成，前面一排为超速行星排，中间一排为前行星排，后面一排为后行星排。
丰田A341E自动变速器的结构特点是前排行星架与后排齿圈都与输出轴相连（也称前架后圈结构）、前后太阳轮共用。
图3-3行星齿轮机构的元件组成
3.3控制机构的组成功用与工作原理
（1）自动变速器控制机构由：
传感器，开关，ECU（PCM），执行器组成如图3-4所示。
图3-4自动变速器的控制机构组成
（2）作用：
通过传感器检测车辆运行参数的信号，由电脑计算和断送后，向执行器发出控制指令，实现对自动变速器的各项控制。
（3）工作原理：
把车速信号和节气门开度信号转变成电信号送进电脑，作为换档控制的基本信号，经过电脑的分析、计算、判断，向电磁阀发出指令，驱动电磁阀工作，实现换档、油压、锁止、平顺、冷却强度等的控制。
3.4丰田A141E行星齿轮变速器档位传递路线
图3-5所示为丰田A341E自动变速器的行星齿轮变速机构机械传动的结构简图。
1－超速行星排行星架
2－超速行星排行星轮
3－超速行星排齿圈
4－前行星排行星架
5－前行星排行星轮
6－后行星排行星架
7－后行星排行星轮
8－输出轴
9－后行星排齿圈
10－前后行星排太阳轮
11－前行星排齿圈
12－中间轴
13－超速行星排太阳轮
14－输入轴
C0－超速档离合器
C1－前进档离合器
C2－直接档、倒档离合器
B0－超速档制动器
B1－二档滑行制动器
B2－二档制动器
B3－低、倒档离合器
F0－超速档单向离合器
F1－二档单向离合器
F2－低档单向离合器
图3-5A341E自动变速器的结构简图
丰田A141E行星齿轮变速器的换档执行机构包括三个离合器、四个制动器和三个单向离合器共十个元件。
在变速器各档位时，换档执行元件的动作情况见表3-1所示。
档位
离合器
制动器
单向离合器
C0
C1
C2
B0
B1
B2
B3
F0
F1
F2
P
停车挡
R
倒档
○
○
○
○
N
空挡
D
1档
○
○
○
○
2档
○
○
○
○
○
3档
○
○
○
●
○
4档
○
○
○
●
S
1档
○
○
○
2档
○
○
○
●
○
○
3档
○
○
○
●
○
L
1档
●
○
●
○
○
表3-1丰田A341E自动变速器的执行元件动作表
2档
○
○
○
○
○
C1-为前进档离合器C2-为倒档及高档离合器C0-为超速排离合器B0-为超速排制动器B1-为2档强制制动器B2-为2档制动器B3-为低档及倒档制动器F1-为2档单向离合器F2-为低档单向离合器F0-为超速排单向离合器
注：
○表示接合且传递动力。
●表示接合但不传递动力。
如图3-5和表3-1所示A341E自动变速器的档位传递如下：
倒档R位：
C2、C0、B3、F0工作，从而使动力从输入轴进入，传给C2→后排太阳轮使后排太阳轮随输入轴一齐顺转，因B3工作行星架固定，行星轮被带动逆转并使齿圈逆转输出。
超速排的C0、F0工作，使得超速排行星架和太阳轮连成一体，输入等于输出，也就是说此超速排没有起作用。
D位1档：
C1、C0、F2、F0工作，动力从输入轴进入，传给C1→前齿圈
（顺转）→前行星轮（顺转）→前太阳轮（逆转）→后排太阳轮（逆转）→后行星轮（顺转同时具有逆向公转的趋势而又被F0限制）→后齿圈，动力由前行星架和后齿圈汇流后输出。
超速排状态如前。
当L位1档：
B3参与工作，使后行星架固定，后轮的动力可反向传回，也就是具有发动机制动作用。
D位2档：
C1、C0、B2、F1、F0工作，动力从输入轴进入，传给C1→前齿圈（顺转）→前行星轮（顺转）并具有使太阳轮逆转的趋势，B2、F1的作用使太阳轮固定，行星轮带动行星架绕太阳轮公转输出。
超速排状态如前。
当2位2档：
B1参与工作，使太阳轮固定，此时具有发动机制动作用。
D位3档：
C1、C2、C0、B2、F0工作，C1、C2的工作时前后排行星轮各元件无相互间的运动，使输入输出为1:
1，也是直接档。
超速排状态如前。
D位4档：
C1、C2、B2、B0工作，C1、C2的工作时前后排行星轮各元件无相互间的运动，使输入输出为1:
1。
B0工作，使超速排太阳轮固定，1:
1的动力由超速排行星架输入，齿圈输出，传动比小于1，此时为超速档。
选档杆置于P位时，一般自动变速器都是通过驻车锁止机构将变速器输出轴锁止实现驻车。
如图3-6所示，驻车锁止机构由输出轴外齿圈、锁止棘爪、锁止凸轮等组成。
锁止棘爪与固定在变速器壳体上的枢轴相连。
当选档杆处于
P位时，与选档杆相连的手动阀通过锁止凸轮将锁止棘爪推向输出轴外齿圈，并嵌入齿中，使变速器输出轴与壳体相连而无法转动，如图3-6（b）所示。
当选档杆处于其他位置时，锁止凸轮退回，锁止棘爪在回位弹簧的作用离开输出轴
外齿圈，锁止撤消如图3-6（a）所示。
1-输出轴外齿圈2-输出轴3-锁止棘爪4-锁止凸轮
图3-6 驻车锁止机构
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