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汽车电控自动变速器(丰田A340E)理论和维修实训
发布于2019-10-16 02:19:31 文章来源：本站
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丰田A340E型自动变速器
从90年代起，丰田公司推出了A340系列，这是一个电控、四速带锁止离合器的系列。多用于高级轿车。其中A341E和A342E的电液控制系统为智能型控制系统；但它的行星齿轮机构却基本没有改变。
1． A340E系列的基本结构形式
⑴ 行星齿轮机构简图（图3-5-1）
⑵ 另部件简图（图3-5-2）
1-超速离合器（C0），2-超速制动器（B0），3-二檔滑行制动器（B1），4，直接离合器（C2），
5-前进离合器（C1），6-二檔制动器（B2），7-倒檔制动器（B3），8-后行星架，9-后环齿圈，
10-输出轴，11-太阳轮，12-第二单向离合器，13-第一单向离合器，14-前环齿圈，15-前行星架，
16-超速环齿圈，17-超速行星架，18-超速太阳轮，19-输入轴，20-超速单向离合器，21-超速输入轴
图3-5-1 A340E行星齿轮结构简图
图3-5-2 A340E另部件简图
2、主要另部件简介
（1）超速行星排组件
图3-5-3为超速行星排组件的另部件分解图。它和A43D既相似又有不同之处。
相似之处是：超速行星架（轮）、超速离合器毂、超速输入轴为一体，超速单向离合器仍安装于超速离合器毂内，超速离合器鼓和超速太阳轮也为一体。
不同之处是：A340E超速离合器鼓的外花键表面就是超速制动器的制动毂，所以，A340E的离合器鼓是三件（离合器鼓、制动毂、太阳轮）一体。
1 座圈，2 止推轴承，3 离合器鼓，4 活塞，5 O型圈，6 回位弹簧，7 卡簧，8 钢片，
9 摩察片，10 法兰，11、12卡环，13 挡板，14单向离合器，15 外环，16 止推垫圈，
17 超速行星架，18、20 座圈，19 止推轴承，21唤齿圈，22 齿圈法兰，23 卡环
图3-5-3 超速行星排组件
（2）超速制动器组件
如图3-5-4所示为超速制动器的分解图。超速支架固连于自动变速器壳体上；超速制动器活塞安装于超速支架内；卡环依次把活塞回位弹簧（座）、活塞限制于超速支架内。要注意的是，在超速制动器组件内并没有超速制动器鼓和超速制动毂。超速制动器鼓是自动变速器壳体而超速制动毂是超速离合器鼓的外表面。
图3-5-4 超速制动器组件
（5）直接离合器和前进离合器组件
前进离合器C1和直接离合器C2分别作为超速行星排和辛普森双排行星齿轮机构之间的连接机构，把超速行星排输出的动力传递至双排行星齿轮机构4个基本组件中的前环齿圈或前行星架后环齿圈组件。
① 直接离合器分解图
图3-5-5为直接离合器的分解图。在直接离合器内主要安装了直接离合器活塞、摩擦片等。直接离合器毂不在该组件中，却在前进离合器组件中，它和前进离合器鼓为一体，在前进离合器鼓的左侧。
1 离合器鼓，2 活塞，3 O型圈，4 回位弹簧，5 卡环，6 推力垫，7 钢片，8 摩察片，9 法兰，10 卡环。 图1-45 直接离合器分解图
② 前进离合器分解图
图3-5-6为前进离合器的分解图。前进离合器是超速行星排和双排行星齿轮机构的前环齿圈之间的动力传递纽带。由于前进离合器要把动力传递至双排行星齿轮机构的前环齿圈，所以，前进离合器的离合器毂和双排行星齿轮机构的前环齿圈为一体（见后述）。
1 封油环，2止推轴承，3 离合器鼓，4、6 O型圈，5 活塞，7 回位弹簧，8 卡环，9 座圈，10 止推轴承，11 缓冲板，12 钢片，13 法兰，14 卡环，15 摩察片。
图3-5-6 前进离合器分解图
（4）前行星排组件
A340E双排行星齿轮机构的4个基本组件是前环齿圈、前行星架后环齿圈组件、共享太阳轮和后行星架。在前行星排组件中，它被分为两个部分。一个是前行星架部分（含前环齿圈），另一个是太阳轮部分（含第一单向离合器）。
① 前行星架
它主要包含前环齿圈和前行星架。前环齿圈的左端为前进离合器毂，动力经由前进离合器传递至前环齿圈。作为辛普森双排行星齿轮机构的一个组件，前行星架通过内花键孔与输出轴和后环齿圈固连为一体，该组件即成为整个自动变速器中的输出组件。
1 座圈，2 前环齿圈，3 座圈，4 止推轴承，5 座圈，6 前行星架（轮），7 座圈，8 止推轴承。
图3-5-7 前行星架分解图
② 共享太阳轮
图3-5-8所示为共享太阳轮和第一单向离合器的分解图。双排行星轮系有两个动力输入埠。一个经由前进离合器把超速行星排输出的动力传递至前环齿圈；另一个经由直接离合器把动力传递至共享太阳轮。所以，在共享太阳轮上有一个输入鼓，它和直接离合器鼓轴向啮合。
1 卡环，2 共享太阳轮，3 密封圈，4 输入鼓，5 卡环，6 推力垫，7 第一单向离合器和二檔制动毂总成。
图3-5-8 共享太阳轮分解图
（5）第二制动器（二档制动器）
图3-5-9为第二制动器另部件分解图。第二制动器又称二檔制动器。它是用来制动太阳轮。需要指出的是，第二制动器和第一单向离合器是一个联动组件；第二制动器只能锁止太阳轮连同单向离合器F1外环的逆时针转动，而不能锁止太阳轮的顺时针方向转动。
1 卡环，2 法兰，3 摩察片，4、6 钢片，5 活塞套筒，7 推力垫，8卡环，9 弹簧座，10 回位弹簧，11 制动活塞，12 O型圈，13 二档制动毂。
图3-5-9 二档制动器分解图
（6）第一制动器
图3-5-10为第一制动器的分解图。第一制动器又称二档滑行制动器；它是一个带式制动器，用来连接自动变速器壳体和太阳轮。当汽车以二档下坡时，由于第二制动器不能完成对太阳轮顺时针方向的锁止，所以，需要第一制动器B1对太阳轮顺时针方向的旋转进行制动。使动力能顺利进行反向传递，则发动机制动减速，的功能得以实现。
1 E型环，2 锁杆，3 制动带，4 弹簧，5 活塞杆，6 挡圈，7 弹簧，8 密封油环，9 活塞，10 E型环，11 活塞，12 卡环，13 O型圈
图3-5-10 第一制动器
（7）后行星排组件
图3-5-11为后行星排组件的分解图。再后行星排组件中主要有第二单向离合器、后行星架、后环齿圈和输出轴。后行星架（轮）的左端为一档与倒档制动器B3的制动毂，在该制动毂内，装有第二单向离合器F2。F2的外环即为该制动毂的内表面；F2的内环是一个独立组件。
图3-5-11 后行星排组件分解图
（8）一文件及倒档制动器组件
图3-5-12为一档及倒档制动器的分解图。在该组件中，制动鼓是自动变速器壳体，而制动毂不在该组件中。由于一档及倒档制动器是用来制动后行星架的，所以一档及倒档制动器的制动毂和和后行星架为一体。这样，当该制动器结合时，后行星架即被制动。
图3-5-12 一档及倒档制动器分解图
3． A340E传动原理
A340E的双排行星齿轮机构和A43D略有不同。A340E是前行星架和后环齿圈组成一个组件成为双排行星齿轮机构4个基本组件中一个；前进离合器C1是把输入轴19和前环齿圈14连在一起，而直接离合器C2和A43D的形式一样，它把超速行星排的输出和太阳轮连接在一起。(见图3-5-13及传动路线图和表3-5-1）
（注：该图的零件号和图3-5-1的一样，不在重标）3-5-13 A340E传动原理图
A340E传动路线图:
表3-5-1 换文件执行组件动作表:
| 手柄位置 | 传动档位 | 工 作 元 件 | |||||||||
| C0 | C1 | C2 | B0 | B1 | B2 | B3 | F0 | F1 | F2 | ||
| P | 停车档 | ● | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| R | 倒档 | ● | ○ | ● | ○ | ○ | ○ | ● | ● | ○ | ○ |
| N | 空档 | ● | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
| D | 一档 | ● | ● | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ● | ○ | ● |
| 二档 | ● | ● | ○ | ○ | ○ | ● | ○ | ● | ● | ○ | |
| 三档 | ● | ● | ● | ○ | ○ | ● | ○ | ● | ○ | ○ | |
| 超速档 | ● | ● | ● | ○ | ● | ○ | ○ | ○ | ○ | ||
| 2 | 一档 | ● | ● | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ● | ○ | ● |
| 二档 | ● | ● | ○ | ○ | ● | ● | ○ | ● | ● | ○ | |
| 三档 | ● | ● | ● | ○ | ○ | ● | ○ | ● | ○ | ○ | |
| L | 一档 | ● | ● | ○ | ○ | ○ | ○ | ● | ● | ○ | ● |
| 二档 | ● | ● | ○ | ○ | ● | ● | ○ | ○ | ● | ○ | |
当操纵手柄置于P位或N位时，电液控制系统使换文件执行机构中的超速离合器C0处于工作状态。由于前进离合器C1和直接离合器C2均不在啮合位置，超速行星排的动力无法传递至后续的双排行星齿轮机构，所以。超速行星排处于空转状态，而整个自动变速器处于空档。
在P位时有停车闭锁装置（见图3-5-14）
图3-5-14 停车闭锁凸轮
（2）R位倒档
在该档位动作的换檔执行机构是C0、C2、B3和F0。超速离合器C0的啮合把超速太阳轮和超速行星架连为一体而处于直接档状态。C2的动作使超速行星排的输出通过输入轴19经该离合器传递至共享太阳轮11。在后行星排中，后行星架被倒档制动器B3制动。当太阳轮顺时针旋转时，后行星架上的行星轮只能逆时针自转带动后环齿圈逆时针转动，所以输出轴也随之做逆时针方向旋转，形成倒档传动状态，
图3-5-15 倒档传动原理图该档位动作的换档执行机构是C0、C2、B3和F0。
（3）D位一档
当操纵手柄置于D档位时，整个自动变速器处于前进状态。当发动机负荷很小或行驶阻力很大时，电液控制装置自动接通一文件油路，换档执行机构中的C0、C1、F2工作。
换档执行机构中的C0、C1、F2工作。图3-5-16 D位一档传动原理图
（4）D位二档
汽车起步后，如果发动机的负荷增大（油门加大）或行驶阻力减小（这两种情况都会在电液控制系统中产生不同的响应，详见后述），电液控制装置将自动接通二档控制油路。换档执行机构的动作组件在D位一文件的基础上增加了二档制动器B2；二档制动器B2的啮合，使第一单向离合器F1的外环被固定。
图3-5-17 D位二档传动原理图该档位动作的换档执行机构是C0、C1、B2。
（5）D位三档
在行驶过程中，如果发动机负荷更大，或行驶阻力更小时，电液控制系统自动接通三档油路。换文件执行机构的动作组件较之D位二档又增加了直接离合器C2的动作。整个换档执行机构的动作组件是：C0、C1、C2、B2、F0。
图3-5-18 D位三文件传动原理图（6）D位超速档
从D位三档转换到D位超速档时，作用于双排行星齿轮机构的换文件执行机构组件并没有增加，仍是C1、C2、B2三个换文件执行组件，而作用于超速行星排的换文件执行组件却有变化。电液控制系统使在前三个档位一直啮合的超速离合器脱开啮合，而使超速制动器进入啮合。
超速制动器B0的啮合使超速行星排中超速太阳轮被制动而成为超速行星排中的固定件。
图3-5-19 超速档传动原理图整个换档执行机构的动作组件是： B0 、C1、C2、B2、F0。
（7）2位（或S位）一档
2位或S位是一种低速前进档。主要应用有坡道行驶和利用发动机制动减速的行驶状态。如果用D档位上坡，在三档和超速档之间或二档与三档之间可能出现“循环跳档”的情况。当手柄置于2位（S位）时，自动变速器的电液控制系统保证了在该文件位变速机构只能在一档和二档之间变速而不能升至三档或超速档，但二位一档没有发动机制动功能。
换档执行机构中的C0、C1、F2工作。图3-5-20 2位（S位）一档传动原理图
（8）2位二档
2位二档和D位二档在形式上的区别主要在2位二档时，除了D位二档时动作的换文件执行机构组件外，还多加了二档滑行制动器的动作B1动作。在下坡时利用2位二档的发动机制动减速功能，由于整个传动方向发生变化，二档滑行制动器B1就起到关键作用。使共享太阳轮在顺时针方向的旋转被制动。
该档位动作的换档执行机构是：C0、C1、 B1 、B2。图3-5-21 2位二档传动原理图
（9）L位一档
L位是一个只能降档不能升文件的位置。在上下坡时，手柄由D位或2位移至L位时，它可以由D位三档强制降档到L位二档。L位二文件和2位二文件的原理一样具有发动机制动减速功能。如果上下坡度较大，它自动降为L位一档。上坡时可以在一档稳定行驶；而在下坡时，L位一档能利用发动机制动减速功能。
换档执行机构中的C0、C1、B3、F2工作。
图3-5-22 L位档传动原理图
A340E“R”档：A340E“R”档油路：
执行机构：C0、C2、B3动作，一号电磁铁通。
各换档阀的状态：
1－2档换档阀上下两端均通压力油，但下腔还有弹簧，所以，阀芯在上位工作，使B3制动器的油路得以畅通；2－3档换档阀阀芯上下两腔均未有压力油，所以在下腔弹簧作用下，使阀芯处于上位工作；由于2号电磁阀关闭，所以，在3－4档换档阀上腔（及1－2档换档阀上腔均有压力油），但在3－4档换档阀下段也有压力油，在该阀下腔还有弹簧，且作用面积大于阀芯上端的作用面积。所以，该阀芯也在上位工作。
A340E“D”位一档：
A340E“D”位一档油路：执行机构：C0、C1动作，一号电磁铁通。
注：在该档油路中，由于手柄置于“D”位而不是“R”位，在倒档中通过手动阀“R”口流到1－2档换档阀下部的压力油在“D”位中没有，所以，在“D”位时，1－2档换档阀的阀芯处于下部，在倒档时，通过该阀使倒档制动器B3啮合的油路不存在，倒档制动器的油路没有开通。其余，由油泵直接连通的倒档时的油路依然存在。A340E“D”位二档：
“D”位二档油路：执行机构：C0、C1、B2动作，一号、二号电磁铁通。
注：由于二号电磁铁通电，所以连通1－2档换档阀阀芯上腔的压力油被卸荷，则1－2档换档阀在阀芯下部弹簧的作用下使阀芯上行，这样，开通了经由该阀至B2制动器的油路使自动变速器升至二档，与此同时，也开通了至减压阀的油路，调节了节气门阀的压力，最终调节了主调节阀的压力（增加）。A340E“D”位三档：
A340E“D”位三档油路：执行机构：C0、C1、C2、B2动作，一号电磁铁断、二号电磁铁通。
A340E“D”位四档：
A340E“D”位四档油路：执行机构：B0、C1、C2、B2动作，一号、二号电磁铁断。
A340E“S”或“2”位三档：
A340E“S”或“2”位三档油路：执行机构：C0、C1、C2、B2动作，一号断、二号电磁铁通。
当选当杆置于“S”位或“2”位时，执行机构的动作和D位三档没有什么区别，但手柄在这个位置时，从手动阀多开通了一条油路，这条油路经2－3档换档阀到达3－4档换档阀的底部，使3－4档换档阀不能升档。其油路如下：
A340E“S”或“2”位二档：
A340E“S”或“2”位二档油路：执行机构：C0、C1、B1、B2动作，一号、二电磁铁通。
A340E“L”位一档：
A340E“L”位一档：执行机构：C0、C1、B3动作，一号电磁铁通。
A340E自动变速箱的行星齿轮机构采用一个单排行星齿轮机构(即超速行星排)和一个辛普森行星排组成，在辛普森行星排中，有一个共用太阳轮，太阳轮和前排齿圈可分别或同时作为动力输入元件，前排行星架与后排齿圈连为一体作为输出元件，后排行星架可独立运动，并与2号单向离合器、低倒挡制动器连接，在低倒挡时制动形成低速挡和倒挡。其动力传递示意图如图三（元件说明：1-超速挡制动器 2-超速挡离合器 3-超速挡单向离合器 4-手动2挡带式制动器 5-高速挡/倒挡离合器 6-前进挡离合器 7-二挡制动器 8-1号单向离合器 9-低速挡/倒挡制动器 10-2号单向离合器）。 各挡施力装置作用表如下： 
图三 A340E动力传递路线示意图
A340E自动变速箱各挡施力装置作用表
元件说明：C0—超速挡离合器 C1—前进挡离合器 C2—直接挡离合器 B0—超速挡制动器 B1—手动2挡带式制动器 B2—2挡制动器 B3—低倒挡制动器 F0—超速挡单向离合器 F1—1号单向离合器 F2—2号单向离合器
从以上元件施力装置工作表可以看出，该款变速箱在结构上设计有发动机制动作用，当变速杆处于手动2挡时，手动2挡带式制动器参与工作，固定辛普森行星排的共用太阳轮，所以当车辆下长坡或陡坡时，将变速杆置于手动2挡滑行可产生发动机制动作用，从而增强车辆的制动效果。而当变速杆处于“D”位时，手动2挡带式制动器不参与工作，因车辆下坡时驱动轮的转速比输入转速快，1号单向离合器打滑，所以此时车辆无发动机制动作用。
