丰田卡罗拉轿车配备的U341E 型自动变速器的规格如表 1 所示。
1.U341E 型自动变速器的结构
U341E 型自动变速器行星齿轮变速机构的结构如图1 所示,主要部件的功能和规格如表 2 所示,各换档执行元件的工作情况如表 3 所示。
2.U341E 型自动变速器的传动原理
1)1 档这里以换档手柄处于“D”、“3”和“2”位置变速器工作在 1 档时来分析,此时参与工作的换档执行元件有C1、F2。
①动力传递路线
1 档时动力传递发生在前行星排,F2 阻止前齿圈逆输入轴的旋转方向转动,动力由输入轴→C1→前太阳轮→前行星轮→前行星架→中间轴主、从动齿轮→输出轴,此时后排行星齿轮组处于空转状态。
②传动比计算
前行星排的运动特性方程为:
n11+a1n13=(1+a1)n1H
式中:n11为前太阳轮转速,a1为前齿圈与前太阳轮齿数比,n13为前齿圈转速,n1H为前行星架转速。
现前齿圈被单向固定,即n13=0,则传动比为:
i=n11n1H=(1+a1)=2.847
③传动特点
放松加速踏板时,前行星架转速高(接驱动轮),前太阳轮转速低(接发动机),使前齿圈试图被带动加速顺着前行星架(前太阳轮)的旋转方向转动。由于 1 档单向离合器不阻止前齿圈顺着行星架的旋转方向转动,整个行星排不能反向传递动力,所以无发动机制动效果。
为了提供有发动机制动的1 档,在L 位 1 档时,除了使上述的 1 档换档执行元件工作外,还使 B3 也工作,使得车辆行驶时,不论是踩下还是放松加速踏板,行星排都有动力传递能力,从而获得发动机制动效果。
2)2 档这里以换档手柄处于“D”和“3”位置变速器工作在2档时来分析,此时参与工作的换档执行元件有 C1、B2、F1。
1动力传递路线
2档时动力传递发生在前、后2个行星排,B2、F1联合作用,阻止后太阳轮逆输入轴的旋转方向转动,动力由输入轴→C1→前太阳轮→前行星轮,然后分为两路,一路由前行星架→中间轴主、从动齿轮→输出轴;另一路由前齿圈→后行星架→后行星轮→后齿圈→中间轴主、从动齿轮→输出轴。
②传动比计算
前、后行星排的运动特性方程为:
n11+a1n13=(1+a1)
n1Hn21+a2n23=(1+a2)n2H
式中:n11、a1、n13和 n1H的含义如前所述;n21为后太阳轮转速,a2为后齿圈与后太阳轮齿数比,n23为后齿圈转速,n2H为后行星架转速。前架/后圈组件、前圈/后架组件中的子件转速相等,即 n1H=n23,n13=n2H。
现后太阳轮被单向固定,即 n21=0,联立上述方程组求解,则传动比为:
i=n11n1H=1+a1-a1a21+a2=1.552
③传动特点
放松加速踏板时,前行星架和后齿圈组件转速高(接驱动轮),前太阳轮转速低(接发动机),使前齿圈和后行星架组件加速转动,进而使后太阳轮试图被带动加速顺着前行星架(前太阳轮)的旋转方向转动。由于1档单向离合器不阻止后太阳轮顺着行星架的旋转方向转动,整个行星排不能反向传递动力,所以无发动机制动效果。
为了提供有发动机制动的2 档,在 2 位 2 档时,除了使上述的 2 档换档执行元件工作外,还使B1 也工作,使得车辆行驶时,不论是踩下还是放松加速踏板,行星排都有动力传递能力,从而获得发动机制动效果。
3)3 档
这里以换档手柄处于“D”和“3”位置变速器工作在3 档时来分析,此时参与工作的换档执行元件有C1、C2、B2。