,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：,变速箱各档位控制组件工作情况如下：,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：,