汽车自动变速器结构与维修丰田部分

模块二电控液力自动变速器齿轮

变速机构

课题三丰田系列轿车自动变速器

知识点

1、掌握辛普森行星齿轮机构的特点

2、掌握辛普森行星齿轮机构（A341E）动力传动路线的分析方法（高级工）。

3、了解辛普森行星齿轮机构（A341E）动力传动路线的分析方法（中级工）。

4、理解A341E自动变速器执行元件工作表

5、熟记A341E自动变速器各零件名称。

技能点

掌握丰田A341E自动变速器执行元件的拆装、调整方法与步骤，高级工要求掌握检修方法与技术标准。

任务引入

随着汽车技术的不断发展，现在许多豪华轿车都是采用“前置发动机后轮驱动”的布置形式。所以，本任务主要介绍适合于后驱形式汽车使用的变速器——丰田皇冠3.0轿车的A340和凌志LS400轿车的A341系列变速器，其外形如图2-3-1所示。

图2-3-1丰田A341自动变速器外形图

本任务要求对丰田A341E变速器机械传动部分进行拆卸与检修。

任务分析

在检修任何一款变速器之前，首先要对该变速器的传动路线进行分析，在此基础上，再进行针对性的解体检查。

相关知识

一、丰田A341E自动变速器行星齿轮变速机构

丰田A341E自动变速器是丰田公司为凌志LS400型豪华轿车研发的一款四速后驱变速器。该变速器的行星齿轮变速器采用辛普森式行星齿轮机构，共有3个行星排。其中最前面的超速行星排只在超速挡时起作用，称为超速排；后面两排行星齿轮在1～3挡时起作用。其如图2-3-2所示。

1、换档执行元件

丰田A341E自动变速器的执行元件包括4个制动器，3个离合器

和3个单向离合器，共10个执行元件。该机构的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。如表2-3-1

表2-3-1 丰田A341E自动变速器的执行元件关系表

2、丰田A341E自动变速器行星齿轮变速机构的结构

丰田A341E自动变速器行星齿轮变速机构部件分解图如图2-3-3所示。

1）、超速档行星排组件

图2-3-4 为丰田A341E自动变速器超速档制动器组件，A341直接档离合器鼓的外花键表面也是超速档制动器的制动毂，同时也与太阳轮一体。超速档行星架、直接档离合器毂和输入轴为一体。

图2-3-3 丰田A341E自动变速器行星齿轮变速机构部件分解图

图2-3-4 丰田A341E自动变速器超速档制动器组件

2）、超速档制动器组件

丰田A341E自动变速器超速档制动器组件如图2-3-5 所示。

图2-3-5 丰田A341E自动变速器超速档制动器组件

超速档制动器支架通过螺栓固连于自动变速器壳体上，超速档制动器活塞安装于超速档制动器支架，支架上有油道，分别通向超速档制动器、直接档离合器、前进档离合器以及高档与倒档离合器等液压缸。

3）、高档与倒档离合器

丰田A341E自动变速器高档与倒档离合器组件如图2-3-6所示。在高档与倒档离合器主要安装了活塞、钢片和摩擦片，但高档与倒档离合器毂却与前进档离合器鼓做成一体，做为动力的输入元件，这与其它离合器是不一样的。

图2-3-6 丰田A341E自动变速器高档与倒档离合器组件

4）、前进档离合器

图2-3-7 为丰田A341E自动变速器前进档离合器组件。前进档离合器将通过超速行星排和中间轴传递过来的动力传递给前齿圈，前

进档离合器毂与前齿圈制成一体。

图2-3-7 丰田A341E自动变速器前进档离合器组件

5）、前行星架

图2-3-8为丰田A341E自动变速器前行星架组件，主要包括前齿圈、前行星架和一组（4个行星齿轮），前行星架通过花键与输出轴和后轮圈连为一体，该组件成为整个自动变速器中的输出组件。

图2-3-8 丰田A341E自动变速器前行星架组件

6）、前后太阳轮组件

图2-3-9为丰田A341E自动变速器前后太阳轮组件。双排行星轮系有两个动力输入。一个经过前进档离合器将超速档行星排输出的动力传递给前齿圈；别一个经过高档倒档离合器把动力传递给前后太阳轮组件。所以，在前后太阳轮组件上有输入鼓，它和高档倒档离合器鼓轴向啮合。

图2-3-9 丰田A341E自动变速器前后太阳轮组件

7）、二档强制制动器

图2-3-10为丰田A341E自动变速器二档强制制动器组件，如图所示。

二档强制制动器为带式制动器，其制动鼓也是高档与倒档离合器鼓，二档强制制动器的液压缸位于变速器壳体上，通过活塞推动活塞杆使制动带鼓紧在制动鼓上来固定前后太阳轮组件。

图2-3-10 丰田A341E自动变速器二档强制制动器组件

8）、二档制动器

图2-3-11为丰田A341E自动变速器二档制动器组件，如图所示。

图2-3-11 丰田A341E自动变速器二档制动器组件

二档制动器鼓是变速器壳体的一部分，其活塞、钢片都装在变速器壳体里的花键中，摩擦片与二档单向离合器的外环的花键配合，固定二档单向离合器的外环，共同阻止前后太阳轮组件逆时针旋转，二

档制动器活塞液压缸的油道与变速器壳体的油道连接。

9）、后行星排组件

图2-3-12为丰田A341E自动变速器后行星排组件，如图所示。在后行星排中主要有1档单向离合器、后行星架、后齿圈和输出轴等。1档单向离合器和低档与倒档制动器并联，用来防止后行星架逆时针方向旋转。前行星架与后齿圈都通过花键与输出轴连接，共同输出动力。后齿圈外圈与驻车棘轮共为一体，当操纵手柄位于P档时，用来固定输出轴，起到驻车作用。

图2-3-12 丰田A341E自动变速器后行星排组件

10）、低档与倒档制动器

图2-3-13为丰田A341E自动变速器低档倒档制动器组件，如图所示。低档与倒档制动器鼓是变速器壳体的一部分，制动毂与后行星齿轮架连为一体，当制动器工作时就能固定后后行星齿轮架。该制动器液压缸有两个活塞，即前活塞和后活塞，在倒档时两个活塞一起动作，产生最大的压紧力压紧钢片和摩擦片。

图2-3-13 丰田A341E自动变速器低档倒档制动器组件

二、A341自动变速器挡位

丰A341E自动变速器的换挡杆有P、R、N、D、2、L共6个挡位，各个挡位的使用说明如下。

1、P位（停车挡）

只有在车辆完全停稳时才可挂入该挡位，在该档位时自动变速器行星齿轮机构的输出轴处于自锁状态。

2、R位（倒车挡）

只有在车辆静止且发动机怠速运转时才可挂人该挡位，使汽车倒向行驶。

3、N位（空挡）

长时间停车时使用，它和P位两个挡位为安全位置（只有在这两个位置上，发动机才可以启动，其他位置起动机被锁止）。

4、D位

一般情况下选用该挡位，变速器控制单元根据车速及发动机负荷等参数，控制变速器在1～4挡中自动切换。

5、2位（长坡挡）

遇到较长距离的坡路时选用此挡位，变速器控制单元根据车速及节气门的开度变化，只在1、2、3挡之间自动换挡，这样一方面避免变速器频繁换挡，另一方面在下坡时可更好地利用发动机的制动作用。

6、L位（陡坡挡）

在非常陡峭的坡路行驶时选用此挡位，车辆在1、2挡之间自动换档，这样一方面可以保证在爬坡时有足够的动力，另一方面在下坡

时可最大限度地利用发动机的制动作用，以减轻制动器的负荷，提高行车安全性。

三、丰田A341E自动变速器行星齿轮变速机构换档执行元件

表2-3-2 丰田A341E自动变速器的执行元件工作表

●表示接合但不传递动力

四、各挡位的动力传动路线分析

变速器在各个挡位上执行元件的动作情况及动力传递的路线如下：

1、D位1挡

当操纵手柄置于D位时，整个自动变速器处于前进档状态，执行元件C0、C1、F2工作，如表2-3-2中圆圈所示。

其动力传递的路线如图2-3-14所示：动力经液力变矩器（顺时针转动）→超速行星排输入轴（顺转）→超速行星架（顺转）→（此时由于C0接合、F0锁定，使得超速太阳轮和行星架成为一体，转速相同，因此超速齿圈也以相同转速转动）超速齿圈（顺转）→中间轴（顺转）→前进挡离合器C1接合→前齿圈（顺转）。此时动力分两种情况传递：

A、前行星架与驱动轮相连，起步前转速为零。前排行星轮自转（顺转）→前后太阳轮组件（逆转）→后行星轮（顺转）→（此时由

于F2接合）后排行星架被锁死→后齿圈（顺转）→输出轴。

B、起步后其转速也很低，但在前齿圈的驱动下，前排行星轮（顺转）公转→前排行星架（顺转）→输出轴。

此时，变速器的前排行星轮与后排行星轮同时起作用，所以该挡位的传动比约为2.531。

2、D位2挡

在此挡位，执行元件C0、F0、C1、B1、F1工作，如表2-3-2中黑圆点所示。

其动力传递的路线如图2-3-15所示：动力经液力变矩器（顺时针转动）→超速排输入轴（顺转）→超速行星架（顺转）→（此时由于C0接合、F0作用，使得超速太阳轮和行星架成为一体，因此超速齿圈也以相同转速转动）超速齿圈（顺转）→中间轴（顺转）→前进挡离合器C1接合→前齿圈（顺转）→前排行星轮（顺自转）→太阳轮（有逆转的趋势，由于B2、F1的共同作用，其被固定）→前排行星轮（其公转成为了输出的动力）→输出轴。此时，变速器只有前排行星轮在

起作用。

3、D位3挡

在此挡位，执行元件C0、F0、C1、C2工作，如表2-3-2所示（此时B1仍然接合，但由于单向离合器的作用，对顺时针旋转的太阳轮没有约束作用，因此对3挡传动比没有影响）。

其动力传递的路线如图2-3-16所示：动力经液力变矩器（顺时针转动）→超速排输入轴（顺转）→超速行星架（顺转）→（此时由于C0接合、F0作用，使得超速太阳轮和行星架成为一体，因此超速齿圈也以相同转速转动）超速齿圈（顺转）→中间轴（顺转）→前进挡离合器C1和高、倒挡离合器C2同时接合→前排齿圈和太阳轮的转速相同（顺转）→前排行星架以相同的转速旋转（顺转）→输出轴。

当汽车在D位3挡行驶时，由于此时的超速排和前行星排中各自都有两个基本零件相互连接，从而使之成为1个整体而旋转，故此时的传动比i3=1。

4、D位4挡

在此挡位，执行元件B0、C1、C2工作，如表2-3-2所示（此时B2仍然结合，但由于单向离合器的作用，对顺时针旋转的太阳轮没有约束作用，因此对4挡的传动比没有影响）。

其动力传递的路线如图2-3-17所示：动力经液力变矩器（顺时针转动）→超速排输入轴（顺转）→超速行星架（顺转）→（此时由于B0接合）使得超速太阳轮被固定→齿圈（增速顺转）→中间轴（顺转）→前进挡离合器C1和高、倒挡离合器C2同时接合→前排齿圈和太阳轮的转速相同（顺转）→前排行星架以相同的转速旋转（顺转）→输出轴。此时，只有变速器的超速排在起作用。

5、S位

当选挡杆置于S位时，执行元件工作情况，如表2-3-2所示。其S位的1挡与D1挡完全相同；S位的2挡与D2挡基本相同，其区别在于处于S位2挡时，制动器B2与制动器B1和单向离合器F1共同起作用，从而使前、后排太阳轮组件双向固定（既不能顺时针方向转动，

也不能逆时针方向转动）。这样既保证按2挡传动路线传动，又保证在下坡时发动机制动作用，其动力传递的路线如图2-3-18所示。S 位3挡的传动路线与D3挡完全相同，传动比也相同。

6、L位

当选挡杆置于L位时，执行元件工作情况，如表2-3-2所示。其L位的1挡与D1挡基本相同，其区别在于处于L位1挡时，制动器B3与单向离合器F2共同作用，从而使后排行星架双向固定。这样既保证按D1挡传动路线传动，又保证在下坡时发动机起制动作用，其动力传递的路线如图2-3-19所示。