自动变速器档位中发动机制动作用的判断技巧——以丰田A340E自动变速器为例

屈亚锋

(武汉交通职业学院 汽车工程学院，湖北 武汉 430065)

·应用技术研究·

自动变速器档位中发动机制动作用的判断技巧
——以丰田A340E自动变速器为例

屈亚锋

(武汉交通职业学院 汽车工程学院，湖北 武汉 430065)

目前，汽车专业教材广泛采用丰田A340E自动变速器作为经典案例介绍自动变速器，由于该变速器结构复杂，学生理解自动变速器制动作用难度大，因此，通过自动变速器发动机制动作用的判断技巧图，研究出判断自动变速器中某档位能否逆向传递动力的判断方法，例证了丰田A340E自动变速器各档位是否有发动机制动作用。

丰田A340E自动变速器；发动机制动作用；判断技巧图

丰田A340E是早期研发的、电控液压控制的、采用3排单行星齿轮机构的自动变速器，是目前大多教材介绍自动变速器的经典案例之一。该自动变速器结构复杂、换挡执行元件多、换挡复杂。本文以丰田A340E自动变速器为例介绍发动机制动作用的判断技巧，有助于帮助学生更容易理解目前研发的其它类型的电控自动变速器各档位是否有发动机制动作用。

一、丰田A340E自动变速器齿轮机构的结构

如图1所示，丰田A340E是典型的组合式行星齿轮机构自动变速器，行星齿轮机构由3排单行星齿轮齿轮机构组成，从动力输入端来看，分别假定为第1、2、3排。

第1排为独立的单排单行星齿轮齿轮机构，动力首先由输入轴传至第1排行星架3，从齿圈5输出后传至中间轴6；第2、3排为双排组合行星齿轮机构，其特点是：共用太阳轮10、第2排行星架7与第3排齿圈12连接为组件。[1]中间轴6的动力通过离合器C1传至第2排齿圈9或离合器C2传至第2、3排共用太阳轮10，最后经第2排行星架与第3排齿圈组件经输出轴14输出。

二、丰田A340E自动变速器各档位与执行元件的关系

丰田A340E自动变速器各档位与执行元件的关系通过表1可以体现出来。

图1 丰田A340E自动变速箱齿轮机构的结构1——输入轴；2——第1排行星齿轮；3——第1排行星架；4——第1排太阳轮；5——第1排齿圈；6——中间轴；7——第2排齿圈；8——第2排行星齿轮；9——第2排齿圈；10——第2、3排共用太阳轮；11——第3排行星架；12——第3排齿圈；13——第3排行星齿轮；14——输出轴

档位执行元件C0C1C2B0B1B2B3F0F1F2是否有发动机制动作用D位D1○○○○无D2○○○○○无D3○○○●○●有D4○○○●●有2位22○○●○●有21○○○○无1位11○○○○有R○○○○有N○无P○无

注：○表示档位起作用的换挡执行元件；●表示档位不起作用但用来提高换挡质量的执行元件

三、自动变速器发动机制动作用的判断技巧

(一)自动变速器发动机制动作用的概念

一般情况下，利用自动变速器前进低档(也称为发动机制动档位)行驶时，突然减小油门开度，此时动力输出端的速度由于汽车的惯性比动力输入端的速度还要大，这时由于发动机转速迅速降低，利用发动机压缩行程产生的压缩阻力、内摩擦力和进排气阻力等对驱动轮形成制动作用，使汽车的速度迅速下降，这就是所谓的自动变速器的发动机制动作用。[3]

(二) 自动变速器发动机制动作用的判断技巧

如图2所示，当自动变速器选择某一档位行驶时，动力经输入端1进入自动变速汽车齿轮机构，经输出端2将动力输出。当动力输出端转速高于动力输入端转速时，判断动力是否从输出端2经自动变速箱齿轮机构传至输入端1，如果能传递，则该档位有发动机的制动作用，如果不能传递，则该档位无发动机的制动作用。

图2 发动机制动作用的判断技巧图

四、分析丰田A340E自动变速器各档位是否有发动机制动作用

(一)分析D1档有无发动机制动作用

通过表1可以看出，D1档的换挡执行元件是：C0、F0、C1、F2。由图1可知，由于C0F0起作用，中间轴6与输入轴1同速同向旋转。C1将中间轴6动力传递给第2排齿圈9，经第2排行星架7和第3排齿圈12组件将动力输出。在判定第3排行星架11旋转趋势时，可视动力输出端第2排行星架7和第3排齿圈12组件固定。因第2排齿圈9顺时针旋转，太阳轮10则逆时针旋转，第3排行星架11有逆时针旋转趋势，F2约束第3排行星架11，允许其顺时针旋转，不允许逆时针旋转。

由图1可知对于D1档位，当动力由输出轴14逆向传递给第2排行星架7和第3排齿圈12组件，这时可视第2、3排共用太阳轮10固定，则第3排行星架11有顺时针旋转的趋势，由于此时单向离合器F2失去其约束作用，第2、3排不能传递动力，即动力不能逆向传递至输入轴，故D1档位无发动机的制动作用。

(二)分析D2档有无发动机制动作用

通过表1可以看出，D2档的换挡执行元件是：C0、F0、C1、B2、F1。由图1可知，由于C0F0起作用，中间轴6与输入轴1同速同向旋转。C1将中间轴动力传递给第2排齿圈9，经第2排行星架7将动力输出。在判定太阳轮10旋转趋势时，可视动力输出端行星架7固定。因第2排齿圈9顺时针旋转，太阳轮10则有逆时针旋转的趋势，B2F1约束太阳轮10，允许其顺时针旋转，不允许逆时针旋转。

由图1可知对于D2档位，当动力由输出轴14逆向传递给第2排行星架7，这时可视第2排齿圈9固定，则太阳轮10有顺时针旋转的趋势，由于此时单向离合器F1失去其约束作用，第2排不能传递动力，即动力不能逆向传递至输入轴，故D2档位无发动机的制动作用。

(三)分析D3档有无发动机制动作用

表1中D3档的换挡执行元件是：C0、F0、C1、C2、B2、F1。由图1可知，由于C0F0起作用，中间轴6与输入轴1同速同向旋转。C1、C2将中间轴动力同时传递给第二排齿圈9和太阳轮10，则输出轴14与中间轴6同速同向旋转。

由图2可知，对于D3档位，当动力由输出轴14逆向传递给第2排行星架7，经行星齿轮8同时将动力传递给太阳轮10和齿圈9，由于10和9齿数不等，因此只能与行星架7相同的转速旋转将动力传递给中间轴6；同理，中间轴6的动力经第一排逆向传递给输入轴1。即动力能逆向传递至输入轴，故D3档位有发动机的制动作用。

(四)分析D4档有无发动机制动作用

表1中D4档的换挡执行元件是：B0、C1、C2、B2、F1。由图1可知，由于B0起作用，输入轴1增速后传至中间轴6。由于C1、C2同时起作用，则输出轴14与中间轴6同速同向旋转。

通过图1可以看出，对于D4档位，当动力由输出轴14逆向传递给第2排行星架7，经行星齿轮8同时将动力传递给太阳轮10和齿圈9，由于10和9齿数不等，因此只能与行星架7相同的转速旋转将动力传递给中间轴6；由于第1排B0起作用制动太阳轮4，中间轴6的动力可逆向传递给输入轴1。即动力能逆向传递至输入轴，故D4档位有发动机的制动作用。

(五)分析22档位有无发动机制动作用

表1中，22档的换挡执行元件是：C0、F0、C1、B1、B2、F1，通过和D2档位换挡执行元件比较发现，22档通过B1对太阳轮10进行制动，使之既不能顺转，也不能逆转。

通过图1可以看出，对于22档位，由于B1起作用，输出轴14动力可逆向传递至中间轴6；由于C0F0起作用，中间轴6动力能逆向传递至输入轴1。即动力能逆向传递至输入轴，故22档位有发动机的制动作用。

(六)分析11档位有无发动机制动作用

表1中11档的换挡执行元件是：C0、F0、C1、B3。通过和D1档位换挡执行元件比较发现，11档通过B3对第3排行星架11进行制动，使之既不能顺转，也不能逆转。

通过图1可以看出，对于11档位，由于B3起作用，输出轴14动力可逆向通过第2、3排传递至中间轴6；由于C0F0起作用，中间轴6动力能通过第1排逆向传递至输入轴1。即动力能逆向传递至输入轴，故11档位有发动机的制动作用。

(七)分析R档有无发动机制动作用

表1中R档的换挡执行元件是：C0、F0、C2、B3。由于C0F0起作用，中间轴6与输入轴1同速同向旋转。C2将中间轴动力传递给第3排太阳轮10，经第3排齿圈12将动力输出。

通过图1可以看出，对于R档位，当动力由输出轴14逆向传递给第3排齿圈12，由于行星架11被B3制动，动力经行星齿轮13传递给太阳轮10，经中间轴6传递给第1排齿圈5，由于C0F0起作用，动力由行星架3逆向传至输入轴1。即动力能逆向传递至输入轴，故R档位有发动机的制动作用。

五、结论

本文虽然以丰田A340E自动变速器为例对各档位是否有发动机制动作用进行详细的分析，但发动机制动作用的判断技巧图和各档位分析过程适用于目前研发生产的各类型自动变速器。根据文中实例，有关自动变速器中发动机制动作用可得出以下几点结论：

1.自动变速器中某档位是否有发动机制动作用，关键在于该档位能否由输出轴将动力逆向传递至输入轴，如果能逆向传递，则该档位必然有发动机制动作用。

2.判断自动变速器中某档位能否逆向传递动力，关键在于该档位换挡执行元件中是否有单向离合器的制动方式。一般可归纳为以下几种类型：

(1)某行星齿轮排只有单向离合器的一种制动方式，如D1档中第3排用F2来制动行星架。根据单向离合器只能单向制动的原理，再利用行星齿轮排输入输出方向的判断方法，即可快速判断出无发动机制动作用。

(2)某行星齿轮排采用制动器和单向离合器两种制动方式，如22档位同时用B1和B2F1对太阳轮进行制动。根据制动器的制动原理，此时单向离合器制动失效，即可快速判断出有发动机制动作用。

(3)某行星齿轮排采用离合器和单向离合器并联的制动方式，如第1排太阳轮采用C0F0并联的制动方式。根据离合器的连接作用，此时单向离合器主要是保护离合器不要发生打滑现象，失去其制动效果，即可快速判断出有发动机制动作用。

(4)某行星齿轮排采用离合器和单向离合器串联的制动方式，本文中无实例。此时单向离合器的主要作用是能否使与之串联的离合器传递动力，可根据单向离合器内外座圈旋转速度的快慢和安装方式来进行判断。

[1] 李培军.汽车底盘电控技术[M].北京:人民邮电出版社,2013:19-23.

[2] 郑劲,张子成.汽车底盘电控系统与检修[M].北京:化学工业出版社,2012:120-126.

[3] 李文辉,高全均,魏宏,等.发动机辅助制动作用及其对汽车制动性能的影响[J].内燃机工程,2002(4):25-29.

2017-08-29

屈亚锋(1983—)，男，陕西商洛人，讲师，硕士，研究方向:汽车运用技术。

TH111

A

1671-8275(2017)06-0137-03

力 草