丰田A340自动变速器

1、自动变速器概述 1.1.3自动变速器的优点和缺点自动变速器的优点和缺点 1.自动变速器的优点自动变速器的优点 1）操纵简单省力。 2）提高行车安全性。 3）行驶平稳、舒适性好。 4）防止传动系过载。 5）有效地衰减传动系扭转振动。 6）延长发动机及传动部件寿命。 7）提高汽车的动力性。 8）改善和提高汽车的动力性。 9）减少燃油消耗。 10）降低排放污染。 2.自动变速器缺点自动变速器缺点 1）结构较为复杂。 2）制造难度大。 3）生产成本高。 4）维修困难。 5）传动效率低。 1.液力变矩器 一、液力变矩器的结构一、液力变矩器的结构 液力变矩器的结构如图所示，由泵轮、涡轮、 导轮、锁止离合器

2、组成。 二、二、 液力变矩器的作用液力变矩器的作用 : 1）成倍增长发动机产生的转矩。 2）起到自动离合器的作用，传送或断开发动机 至变速器的转矩。 3）缓冲发动机及传动系的扭转振动。 4）起到飞轮的作用，使发动机转动平稳。 5）驱动液压控制系统的液压泵。 三、液力变矩器工作原理三、液力变矩器工作原理 转矩传递转矩传递 1.转矩传递原理转矩传递原理 转矩成倍放大的原理与结构转矩成倍放大的原理与结构 转矩放大原理转矩放大原理 液力变矩器的运作液力变矩器的运作 1）车辆停住，发动）车辆停住，发动 机怠速运转时，液力变矩机怠速运转时，液力变矩 器在失速点工作。器在失速点工作。 2）车辆起步时，液力变

3、矩器在变矩区工作。）车辆起步时，液力变矩器在变矩区工作。 当解除制动时，涡轮与 变速器输入轴一起转动。所 以，在踩下加速踏板时，涡 轮就与泵轮转速及转矩成正 比的输出，以大于发动机所 产生的转矩转动，传动效率 也随之激增，并在转速比达 到耦合点前一点达到最大值， 使得车辆前进。 3）车辆低速行驶时，液力变矩器在耦合点工作。）车辆低速行驶时，液力变矩器在耦合点工作。 4）车辆以中、高速行驶时，液力变矩器在耦合区工作。）车辆以中、高速行驶时，液力变矩器在耦合区工作。 这时，液力变矩 器仅仅起到液力耦合 器的作用，涡轮以与 泵轮几乎一样的转速 转动。转矩比几乎为 1:1传送 。 四、锁止离合器机构四

4、、锁止离合器机构 作用作用 为防止液力变矩器在耦合区出现能量损失现象、 降低油耗，当车速在大约60km/h或以上时，锁止 离合器通过机械机构将发动机与变速器输入轴直 接联结。这样，发动机产生的动力几乎100%地传 送至变速器。 锁止离合器锁止离合器 DCC 锁止离合器锁止离合器 减震弹簧减震弹簧 摩擦片摩擦片 锁止离合器运作锁止离合器运作 锁止离合器起动后随同泵轮及涡轮一起转动，锁止锁止离合器起动后随同泵轮及涡轮一起转动，锁止 离合器的接合及分离由液力变矩器的液压油流向决定。离合器的接合及分离由液力变矩器的液压油流向决定。 （1）离合器分离）离合器分离 当车辆低速行驶时，液力变矩器液 体流至锁

5、止离合器的前端。此时锁止离合器前端及后端的 压力相等，使锁止离合器脱开。 （2）离合器接合）离合器接合 当车辆以中速至高速（通常50km/h 以上）行驶时，加压液体流至锁止离合器的后端。此时锁止 活塞挤压液力变矩器壳体，从而使锁止离合器与前盖接合并 一起转动。 2.行星齿轮变速机构 一、行星齿轮变速机构的结构与工 作原理 1、单排行星齿轮机构的结构组成 行星齿轮及行星齿轮架 太阳齿轮 齿圈 太阳齿轮 一、行星齿轮变速机构的结构与工 作原理 2、行星齿轮工作原理 一、行星齿轮变速机构的结构与工 作原理 固定件 主动件 从动件 转速 旋转方向 齿圈 太阳轮 行星架减速 与主动件 同向 行星架太阳轮

6、加速 太阳轮 齿圈 行星架减速 与主动件 同向 行星架 齿圈加速 行星架 太阳轮 齿圈减速 与主动件 反向 齿圈 太阳轮加速 一、行星齿轮变速机构的结构与工 作原理 在 n3= n1 或n2= n3 时，同时可得 n1= n2= n3。故，若使三元件中的任何两个元 件连成一体旋转，则第三元件转速必与二 者转速相等，即行星排按直接挡传动，传 动比i=1 即所有元件都不受约束，可以自由转动， 则行星齿轮机构失去传动作用，此种状态 相当于空挡 二.常见行星齿轮变速机构型式 行星齿轮机构在自动变速器上的应用 在现代汽车行星齿轮变速器中，广泛 地采用了辛普森式（Simpson）双排行星齿 轮机构和拉维奈

7、尔赫 （Ravigneaux）式 复合行星齿轮机构。 丰田A340E自动变速器的行星齿轮 机构（辛普森式） 前、后行星排 C1、C2离合器 后行星排齿圈 超速档行星排 丰田A340自动变速器结构简图 C0C0 B0B0 F0F0 C1C1C2C2 B1B1B2B2B3B3 F1F1 F2F2 三、丰田A340自动变速器各档动力 传递路线 辛普森行星齿轮传动分析执行元件工作如下辛普森行星齿轮传动分析执行元件工作如下 D1 C0、F0、C1、F2 D2 C0、F0、C1、B2、F1 D3 C0、F0、C1、C2、B2 D4 B0、C1、C2、B2 2位1C0、F0、C1、F2 2位2C0、F0、C

8、1、B1、B2、F1 L1 C0、F0、C1、F2、B3 R C0、F0、C2、B3 一汽大众自动变速器的行星 齿轮机构 “拉维奈尔赫” （Ravigneaux ）式复合行星齿轮机构 拉维娜齿轮变速器结构拉维娜齿轮变速器结构 C2C2 C1C1 C3C3 B1B1 B2B2 F F 丰田340E自动变速器的行星齿轮 机构 CRCR复合行星齿轮机构 二、自动变速器换档执行机构 自动变速器换档执行机构与普通手动变速 器换档执行机构不同，自动变速器的离合 器、制动器、单向锁止离合器代替了普通 手动变速器中的同步器，而且完全由电、 液系统实现自动控制。 行星齿轮变速器的换档执行元件包括换挡 离合器、换

9、挡制动器和单向离器。 离合器 摩擦片 钢片压板 二、自动变速器换档执行机构 1、离合器的结构原理 换挡离合器为湿式多片离合器，当液压使活塞把 主动片和从动片压紧时，离合器接合；当工作液 从活塞缸排出时，回位弹簧使活塞后退，使离合 器分离。 （1）离合器的作用 连接作用 将行星齿轮机构中某一元件与输入部分 相连，使该元件成为主动元件。 连锁作用 将行星齿轮机构中任意二元件连锁为一 体，使三个元件具有相同的转速。这时行星齿轮 机构作为一个刚性整体，实现直接传动。 二、自动变速器换档执行机构 3）离合器接合 当控制油液流至活塞缸时，推动单向阀钢球，使 其关闭单向阀。活塞克服回位弹簧力的作用将摩 擦片

10、与钢片压紧，产生摩擦力。动力输出。 （4）离合器分离 当控制油压减小时，使单向阀 在离心力的作用 下离开阀座，活塞缸缘的油液经单向阀流出。回 位弹簧的作用，活塞返回到原位，离合器分离。 没有动力输出 离合器总成 离合器 二、自动变速器换档执行机构 2、制动器结构原理 换挡制动器通常有两种形式：一种是湿式 多片制动器，其结构与湿式多片离合器基 本相同，不同之处是制动器用于连接转动 件和变速器壳体，使转动件不能转动。换 挡制动器的另一形式是外束式带式制动器。 二、自动变速器换档执行机构 1）制动器的作用 将行星齿轮机构中某一元件与变速器壳体 相连，使该元件受约束而固定，制动器有 盘式制动器和带式制

11、动器，盘式制动器结 构和工作原理与离合器完全相同，只不过 在作用上有所不同。盘式制动器连接运动 元件与变速器壳体，而离合器连接的是两 个运动元件。 盘式制动器 摩擦片 钢片压板 带式制动器 3.单向离合器的结构单向离合器的结构 单向离合器外圈转动单向离合器外圈转动 楔形块锁止楔形块锁止 2. 2.辛普森变速器辛普森变速器 三、丰田A340自动变速器各档动力 传递路线 丰田A340自动变速器结构简图 C0C0 B0B0 F0F0 C1C1C2C2 B1B1B2B2B3B3 F1F1 F2F2 三、丰田A340自动变速器各档动力 传递路线 辛普森行星齿轮传动分析执行元件工作如下辛普森行星齿轮传动分

12、析执行元件工作如下 D1 C0、F0、C1、F2 D2 C0、F0、C1、B2、F1 D3 C0、F0、C1、C2、B2 D4 B0、C1、C2、B2 2位1C0、F0、C1、F2 2位2C0、F0、C1、B1、B2、F1 L1 C0、F0、C1、F2、B3 R C0、F0、C2、B3 辛普森行星齿轮辛普森行星齿轮D1D1档传动分析档传动分析 C0、F0、C1、F2工作 辛普森行星齿轮辛普森行星齿轮D2D2档传动分档传动分 析析 C0、F0、C1、B2、F1工作 辛普森行星齿轮辛普森行星齿轮D3D3档传动分档传动分 析析 C0、F0、C1、C2、B2工作 辛普森行星齿轮辛普森行星齿轮D4D4档

13、传动分档传动分 析析 B0、C1、C2、B2、F1工作 辛普森行星齿轮辛普森行星齿轮2-12-1档传动分析档传动分析 C0、F0、C1、F2工作 辛普森行星齿轮辛普森行星齿轮2-22-2档传动分析档传动分析 C0、F0、C1、B1、B2、F1工作 辛普森行星齿轮辛普森行星齿轮L L档传动分析档传动分析 C0、F0、C1、F2、B3工作 辛普森行星齿轮辛普森行星齿轮R R档传动分析档传动分析 C0、F0、C2、B3工作 3.“拉维奈尔赫”变速器 一汽大众自动变速器的行星 齿轮机构 “拉维奈尔赫” （Ravigneaux ）式复合行星齿轮机构 B2-低低/倒制动器倒制动器 B1-2-4档档(跳合跳

14、合)制动带鼓制动带鼓 太阳轮 行星轮和行星架 C3-3-4档档(终端终端)离合器离合器 齿圈 C2-倒档倒档(前前)离合器离合器 输入轴 C1-1-3档档(后后)离合器离合器 4速拉维娜齿轮变速器结构实物速拉维娜齿轮变速器结构实物 4 4速拉维娜行星齿轮机构执行元件工作表速拉维娜行星齿轮机构执行元件工作表 离合器 档位 C1C2C3B1B2F D 1 O OO O 2 O OO O 3 O OO O 4 O OO O 11 O OO OO O RR O OO O C2-倒档倒档(前前)离合器；离合器；C1-1-3档档(后后)离合器；离合器；C3-3-4档档(终端终端)离合离合 器；器； B1-

15、2-4档档(跳合跳合)制动带；制动带；B2-低低/倒制动器；倒制动器；F-单向离合器；单向离合器； D1D1传动路线简图传动路线简图 D1档C1、F工作 C2C2 C1C1 C3C3 B1B1 B2B2 F F i1=Z5/Z1 Z1-小太阳轮齿数小太阳轮齿数 Z5齿圈齿数齿圈齿数 D2D2传动路线简图传动路线简图 D2档C1、B1工作 C2C2 C1C1 C3C3 B1B1 B2B2 F F i2=(Z1+Z2)*Z5)/Z1*(Z2+Z5) Z1-小太阳轮齿数小太阳轮齿数 Z2大太阳轮齿数大太阳轮齿数 Z5齿圈齿数齿圈齿数 D3D3传动路线简图传动路线简图 D3档C1、C3工作 C2C2

16、C1C1 C3C3 B1B1 B2B2 F F i3=1 D4D4传动路线简图传动路线简图 D4档C3、B1工作 C2C2 C1C1 C3C3 B1B1 B2B2 F F i4=Z5/(Z2+Z5) Z5齿圈齿数齿圈齿数 Z2+Z5行星架齿数行星架齿数 R R档传动路线简图档传动路线简图 R档C2、B2工作 C2C2 C1C1 C3C3 B1B1 B2B2 F F ir=-Z5/Z2 Z5齿圈齿数齿圈齿数 Z2大太阳轮齿数大太阳轮齿数 4 4速拉维娜行星齿轮机构速拉维娜行星齿轮机构总结总结 特点特点: 1、共用、共用一个一个齿圈齿圈和一个和一个行星架行星架； 2、行星架行星架上的两套行星齿轮相

17、互啮合；上的两套行星齿轮相互啮合； 1）、短行星齿轮）、短行星齿轮与与小太阳轮小太阳轮啮合；啮合； 2）、长行星齿轮）、长行星齿轮与与大太阳轮大太阳轮啮合的同时与啮合的同时与齿圈齿圈啮合。啮合。 C2C2 C1C1 C3C3 B1B1 B2B2 F F C1C1 C2C2 C3C3 B1B1 B2B2 F F 前进档：前进档： 从小太阳轮处输入；从小太阳轮处输入； 倒倒 档：档： 从大太阳轮处输入；从大太阳轮处输入； 超速档：超速档： 从行星架处输入；从行星架处输入； 直接档：直接档： 三元件中任意二元件连锁；三元件中任意二元件连锁； L/R档：档： 固定行星架；固定行星架； 2/4档：档： 固定大太阳轮。固定大太阳轮。 总结 “拉维奈尔赫”式复合行星齿轮系统的结构特点为： 两排行星齿轮机构共用一个齿圈和一个行星齿轮 架。行星齿轮架上