资源描述
新 款 佳 美 自 动 变 速 箱,结 构 与 工 作 原 理,新 款 佳 美 自 动 变 速 箱,变速箱特点,:,此变速箱结构采用了超速档机构与前进档平行、非同轴的设计方法,中间使用一组传动比为,1.020,的外啮合反向驱动齿轮连接,起到增加变速箱载荷容量及使其更加紧凑的作用。前进档行星齿轮机构采用了双行星排辛普森式行星齿轮传动机构:前排齿圈与后排行星架连接,后排齿圈与前排行星架及反向驱动齿轮连接。超速档行星齿轮机构改变以往变速箱超速档传动比小于,1,的设计方法。为增加传动效率,在前进档及倒档时,此组行星齿轮机构起到的增加传动比的作用。而超速档时,此行星排起一个直接传动的作用,不改变传动比。故此变速箱的超速档传动比为外啮合反向驱动齿轮的传动比,1.020,。,概述,:,丰田新款,CAMRY,及,PREVIA,采用新型,U241E,自动变速箱,此变速箱对原,A541E,型自动变速箱进行了改进,具有结构紧凑、载荷容量大、传动效率高、齿间负荷小等优点。,变速箱特点:此变速箱结构采用了超速档机构与前进档平行、非,变速箱结构图,:,变速箱结构图:,变速箱组件功能,:此变速箱档位控制器分别采用了,3,组液压多片盘式离合器,C1,、,C2,、,C3,、制动器,B1,、,B2,、,B3,,及,2,组单向离合器,F1,、,F2,。,各组件功能介绍如下:,F2,:超速档单向离合器,阻止超速档行星排太阳轮顺时针转动。,F1,:,1,号单向离合器,阻止后排行星架逆时针转动。,B2,:,1,档和倒档制动器,锁止后行星排行星架和前行星排齿圈。,B1,:,2,档制动器,锁止后行星排太阳轮。,C3,:超速档离合器,连接超速档行星排太阳轮和行星架。,C2,:直接档离合器,连接输入轴和后行星排太阳轮。在,3,档和超速档及倒档时工作。,C1,:前进档离合器,连接输入轴和前行星排太阳轮,除倒档以外均始终工作。,变速箱组件功能:此变速箱档位控制器分别采用了3组液压多片,变速箱各档位控制组件工作情况如下:,换档杆位置,档位,C1,C2,C3,B1,B2,B3,F1,F2,P,停车档,R,倒档,N,空档,D,1,档,2,档,3,档,4,档,2,1,档,2,档,1,1,档,变速箱各档位控制组件工作情况如下:换档杆位置档位C1C2C3,变速器行星齿轮齿数及档位传动比,:,前行星排太阳轮、行星轮、齿圈齿数分别为:,43,、,17,、,77,;后行星排太阳轮、行星轮、齿圈齿数分别为:,31,、,19,、,69,;超速档行星排太阳轮、行星轮、齿圈的齿数分别为,32,、,26,、,83,;外啮合反向驱动、从动轮齿齿数分别为,50,,,51,。故根据单排行星齿轮运动特性方程:,n1,(太阳轮转速),n2,(齿圈转速),(行星排结构参数齿圈齿数,/,太阳轮齿数)(,1,),n3,(行星架转速),以及各档位齿轮传动构成情况可分别计算出各档位传动比:,1,档:,3.941,;,2,档:,2.197,;,3,档:,1.413,;,4,档:,1.020,;倒档:,3.141,变速器行星齿轮齿数及档位传动比:前行星排太阳轮、行星轮、,U241E,变速箱各档位齿轮传动路线分析及传动比计算,:,1,档(当换档杆位于,D,或,2,档位置),动力传递路线图:,U241E变速箱各档位齿轮传动路线分析及传动比计算:1档,前进档离合器,C1,在,1,档时工作,连接输入轴与前行星排(以下简称前)太阳轮,使前太阳轮顺时针转动。因前行星架与反向驱动齿轮连接,位于,1,档时,车辆起步时车速较低、阻力较大,故前行星架转速较低,迫使前太阳轮驱动前行星小齿轮轮逆时针运转。并同时驱动前齿圈具有逆时针运转趋势。但由于单向离合器,F1,的作用,阻止前齿圈及后行星排(以下简称后)行星架逆时针转动。结果前行星小齿轮带动前行星架及后齿圈顺时针转动,使反向驱动齿轮顺时针转动。又因后太阳轮处于自由状态,故后行星排不起改变扭矩和传动比的作用。,因超速档齿圈与反向从动齿轮(逆时针转动)连接,且超速档制动器,B3,及超速档单向离合器,F2,同时起作用,锁止超速档行星排太阳轮。所以超速档齿圈带动超速档行星小齿轮逆时针转动,并驱动动超速档行星排行星架逆时针转动,增加传动比。因超速档行星架与差速器驱动齿轮连接。故差速器驱动齿轮逆时针转动。,1,档齿轮机构传动比计算:,由单行星排运动特性方程可知:,前行星排:,S1,R1a1,C1,(,1,a1,),其中:,S1,:前太阳轮转速;,R1,:前齿圈的转速,0,;,C1,:前行星架转速;,a1,:前行星排结构参数,超速档行星排:,S3,R3a3,C3,(,1,a3,),其中:,S3,:超速档太阳轮转速,0,;,R3,:超速档齿圈的转速;,C3,:超速档行星架转速;,a3,:超速档行星排结构参数,1,档传动比输入轴转速,/,输出轴转速,=S1/C1,反向驱动齿轮转速,/,反向从动齿轮转速,R3/C3,(,1,a1,),反向从动轮齿数,/,反向驱动轮齿数,(,1,a3,),/a3,(,1,77/43,),51/50,(,1,83/32,),/,(,83/32,),3.943,前进档离合器C1在1档时工作,连接输入轴与前行星排(以下简称,2,档(当换档杆位于,D,或,2,档位置),动力传递路线图:,2档(当换档杆位于D或2档位置)动力传递路线图:,如同变速箱在,1,档时一样,前进档离合器,C1,在,2,档时也运作。所以输入轴的运转直接传输至前太阳轮使其顺时针运转。前行星排齿轮运转基本与,1,档相同,但由于制动器,B1,运作锁止后太阳轮,所以前行星架、后齿圈将带动后行星架、前齿圈顺时针运转,单向离合器,F1,不起作用。因前齿圈转动方向与前行星小齿轮的运转方向相反,故前齿圈带动前行星小齿轮绕前太阳轮顺时针公转,进一步加速前行星架,减小齿轮传动比。超速档行星齿轮机构运作与,1,档相同。,如同变速箱在1档时一样,前进档离合器C1在2档时也运作。所以,2,档齿轮机构传动比计算:,由单行星排运动特性方程可知:,前行星排:,S1,R11,C1,(,1,1,),后行星排:,S2,R22,C2,(,1,2,),其中:,S2,:后太阳轮转速,0,;,R2,:后齿圈的转速,C1,;,C2,:后行星架转速,R1,;,2,:后行星排结构参数,超速档行星排:,S3,R33,C3,(,1,3,),S3,0,2,档传动比输入轴转速,/,输出轴转速,S1/C1,反向驱动齿轮转速,/,反向从动齿轮转速,R3/C3,S1/C1,反向从动齿轮齿数,/,反向驱动齿轮齿数,(,1,a3,),/a3,C1*,(,1,a1,),R1*a1/C1,反向从动齿轮齿数,/,反向驱动齿轮齿数,(,1,a3,),/a3,(,1,a1,),R1*a1/C1,反向从动齿轮齿数,/,反向驱动齿轮齿数,(,1,a3,),/a3,(,1,a1,),C2*a1/R2,反向从动齿轮齿数,/,反向驱动齿轮齿数,(,1,a3,),/a3,(,1,a1,),a1*a2/,(,1,a2,),*,反向从动齿轮齿数,/,反向驱动齿轮齿数*(,1,a3,),/a3,(,1,a1,a2,),/,(,1,a2,)*,51/50*,(,1+83/32,),/,(,83/32,),(,1,77/43,69/31,),/,(,1,69/31,)*,51/50*,(,1+83/32,),/,(,83/32,),2.197,2档齿轮机构传动比计算:其中:S2:后太阳轮转速0;R2:,3,档(当换档杆位于,D,位置),动力传递路线图,:,3档(当换档杆位于D位置)动力传递路线图:,前进档离合器,C1,和直接档离合器,C2,同时运作,将变速箱输入轴与前、后太阳轮连接在一起,使其与输入轴同速顺时针旋转。在直接档离合器,C2,接合后,后太阳轮带动后行星小齿轮加速逆时针旋转。因前行星架和后齿圈与外啮合反向驱动齿轮啮合,转速较低(相对输入轴)。故后行星小齿轮加速后行星架、前齿圈顺时针旋转。如同,2,档一样,在前齿圈加速顺时针旋转,通过前行星小齿轮进一步加速前行星架顺时针旋转。由单行星排齿轮运动特性方程可知,当太阳轮为主动件时,行星架最高转速,Cmax,(,S,R*,),/,(,1,),S,(即当齿圈的转速太阳轮的转速时)。故当前行星架加速至前太阳轮的转速时,前行星小齿轮相对于前行星小齿轮轴静止不动,使前行星排成为一个整体同速旋转。同时后齿圈的转速与后太阳轮的转速也相同,结果后行星小齿轮相对后行星齿轮轴静止不动,使后行星架与后齿圈、后太阳轮成为一整体同速旋转。最终使前、后行星排成为一个整体,其传动比为,1,。超速档行星齿轮机构运作与,1,档相同。,3,档齿轮机构传动比计算:,由单行星排运动特性方程可知:,前行星排:,S1,R11,C1,(,1,1,),S1,R1,C1,超速档行星排:,S3,R33,C3,(,1,3,),S3,0,3,档传动比输入轴转速,/,输出轴转速,S1/C1,反向驱动齿轮转速,/,反向从动齿轮转速,R3/C3,S1/C1,反向从动齿轮齿数,/,反向驱动齿轮齿数,(,1,3,),/3,151/50*,(,1+83/32,),/,(,83/32,),1.413,前进档离合器C1和直接档离合器C2同时运作,将变速箱输入轴与,4,档(当换档杆位于,D,位置),动力传递路线图:,4档(当换档杆位于D位置)动力传递路线图:,当变速箱位于,4,档(超速档)时,前、后行星排的动力传递路线与,3,档完全相同。超速档行星排由于超速档离合器,C3,运作,将超速档行星排太阳轮同齿圈连接在一起,使其行星小齿轮相对于行星齿轮轴静止不动。结果使超速档行星排成为一个整体旋转,传动比为,1,。,4,档齿轮机构传动比计算:,由单行星排运动特性方程可知:,前行星排:,S1,R11,C1,(,1,1,),S1,R1,C1,超速档行星排:,S3,R33,C3,(,1,3,),S3,R3,C3,4,档传动比输入轴转速,/,输出轴转速,S1/C1,反向驱动齿轮转速,/,反向从动齿轮转速,R3/C3,1,反向从动齿轮齿数,/,反向驱动齿轮齿数,1,51/50,1.020,当变速箱位于4档(超速档)时,前、后行星排的动力传递路线与3,倒档(当换档杆位于,D,位置),动力传递路线图:,倒档(当换档杆位于D位置)动力传递路线图:,当位于倒档时,,1&,倒档制动器,B2,、超速档制动器,B3,及直接档离合器,C2,同时运作。前行星排齿圈及后行星排行星架被,1&,倒档制动器,B2,制动,而前太阳轮处于自由状态,故前行星排不改变齿轮传动比。又因直接档离合器,C3,将输入轴与后太阳轮连接,并使其与输入轴同方向顺时针旋转,带动后行星小齿轮逆时针旋转并驱动后齿圈使其逆时针旋转。故前行星架、反向啮合驱动齿轮逆时针旋转。超速档行星齿轮机构运作与,1,档相似,只改变了旋转方向。,倒档齿轮机构传动比计算:,由单行星排运动特性方程可知:,后行星排:,S2,R2a2,C2,(,1,a2,);,C2,0,;,超速档行星排:,S3,R3a3,C3,(,1,a3,),S3,0,;,S2/R2,反向从动齿轮齿数,/,反向驱动齿轮齿数,(,1,a3,),/a3,2,反向从动齿轮齿数,/,反向驱动齿轮齿数,(,1,a3,),/a3,69/31*51/50*,(,1+83/32,),/,(,83/32,),3.145,倒档传动比输入轴转速,/,输出轴转速,S2/R2,反向驱动齿轮转速,/,反向从动齿轮转速,R3/C3,当位于倒档时,1&倒档制动器B2、超速档制动器B3及直接档离,1,档(当换档杆位于,L,位置,具有发动机制动),动力传递路线图:,1档(当换档杆位于L位置,具有发动机制动)动力传递路线图:,在换档杆在,D,位置时的,1,档,因,1&,倒档制动器,B2,不运作,在车辆下坡或减速时,由车轮通过差速器及超速档行星排,反向驱动外啮合反向驱动齿轮顺时针高速运转,因前太阳轮与输入轴及发动机相连,并因发动机怠速运转,使输入轴转速较低,故外啮合反向驱动齿轮带动前行星架绕太阳轮顺
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