1.结构特点
丰田车系通常采用液力式行星齿轮自动变速器。早期车型的自动变速器结构特点是采用一个辛普森行星齿轮组件实现3个前进档和1个倒档。如果需要增加一个超速档(4档),那么在此基础上串联一个单排行星轮。对于电控液力自动变速器,通常设有3或4个电磁阀。3个电磁阀包括2个换档电磁阀和1个离合器锁止电磁阀。如果是4个电磁阀,那么还有1个用于主油压调节的电磁阀。
新款自动变速器有了较大改进,由于采用拉威挪式(Ravingneaux)行星齿轮组件、ATF压力开关以及多个电磁阀等部件,使得自动变速器结构更紧凑、控制精度更高。下面以U660E型自动变速器为例,介绍新款丰田自动变速器的结构特点。
(1)机械结构
U660E型自动变速器是六速电子控制自动变速器(传动桥),其具有结构紧凑、轻量且容量大的特点,用于与2 GR-FE型发动机相匹配。U660E型自动变速器技术参数见表1。
U660E型自动变速器剖视图见图1。
1)行星齿轮传动机构及执行元件。U660E型自动变速器换档执行机构见图2。
U660E型自动变速器使用两个行星齿轮组件,构成6速传动装置。拉威挪式(Ravingneaux)行星齿轮组件用作后齿轮组件,齿轮组件包括一对太阳轮(前和后)和行星轮(长和短),单个行星轮具有不同的直径。该变速器使用离心式油压抵消机构。离合器和制动器衬片内槽的形状进行最优化,以便降低在运行过程中产生的拖滞。U660E型自动变速器动力传递路径见图3。
U660E型自动变速器的离合器和制动器功用见表2。
U660E型自动变速器执行元件工作表见表3。
该变速器使用两种活塞:用于1号离合器的作用于推动方向的非分离式活塞、用于2号离合器的使用于拉动方向的分离式活塞。这两种类型的活塞使整个离合器结构紧凑。当分离式活塞运行时,活塞分离部分会产生离合器拖滞,为此通过将弹簧安装到活塞周围来抵制这种情况,使拖滞现象的发生率降到最低。U660E型自动变速器的活塞结构见图4。
径向滚珠轴承用于支撑中间轴主动齿轮和拉威挪式行星齿轮组件,从而降低滚动阻力和噪声。中间轴主动齿轮内有3个细长的开口,可使齿轮的振动传导性最优化,降低齿轮噪声及减轻重量。U660E型自动变速器中间轴驱动齿轮结构见图5。
2)液力变矩器。为了使液力变矩器更加紧凑并缩短其总长度,采用泵轮和涡轮压平技术,并且简化了单向离合器的结构。该变矩器具有最优化的管道和叶轮结构,使传动效
率充分提高,确保良好的起动、加速和燃油经济性。此外,该变速器具有在低车速至高车速下激活锁止(挠性锁止)操作的液压锁止机构,该机构用于降低变矩器的转差损耗。
U660E型自动变速器液力变矩器结构见图6。
3)油泵。油泵由液力变矩器驱动,它用于润滑行星齿轮组件并为液压控制系统提供工作液压油。油泵罩由铝制成,以减轻重量。U660E型自动变速器油泵结构见图7。
4)机油滤网。该变速器使用毛毡式机油滤网,这使得滤网更为轻巧,能够提供良好的过滤效果,具有较高的可靠性,并且无需维护。U660E型自动变速器机油滤网见图8。
5)重新加注塞和过溢塞。为了在维修或更换传动桥时提高ATF液位的精确度,改变了ATF加注步骤。不再使用自动变速器的注油管和油尺,取消了常规维修中检查油液液位的步骤。加注过程需要使用重新加注塞、过溢塞、ATF温度传感器和换档指示灯D,重新加满ATF后,拆除过溢塞并在适当的ATF温度下排放多余的ATF。这样,就可以达到适当的ATF液位。U660E型自动变速器的重新加注塞和过溢塞见图9。
(2)液压阀体
液压阀体包括1号上阀体、2号上阀体和下阀体以及7个电磁阀(SL1、SL2、SL3、SL4、SLU、SLT、SL),见图10。
1) 1号上阀体。U660E型自动变速器1号上阀体结构见图11。
2) 2号上阀体。U660E型自动变速器2号上阀体结构见图12。
3)下阀体。U660E型自动变速器下阀体结构见图13。
4)电磁阀。为了获得与电磁线圈的电流呈比例的液压,电磁阀(SL1~SL4、SLU、SLT)根据自动变速器控制单元(ECT ECU)的信号线性地控制管路压力、离合器及制动器的接合压力。装在每个电磁阀顶端的滤清器可以实现优异的操作稳定性。U660E型自动变速器电磁阀功用见表4。
①电磁阀SL1~SL4是大流量电磁阀,与传统电磁阀相比,能够提供更大的压力。这些电磁阀通过调节管路压力来控制元件的接合过程,而不再使用调压阀或减压阀。这样,就可以降低阀的数量和阀体油道的长度,增强换档响应并使换档冲击最小化。大流量电磁阀与传统电磁阀性能的对比见图14。
②大流量电磁阀的工作特性见图15。
③SLU电磁阀的工作特性见图16。
④SLT电磁阀的工作特性见图17。
⑤SL电磁阀。该电磁阀是三向电磁阀,工作原理见图18。