自動變速器檔位中發動機制動作用的判斷技巧
——以豐田A340E自動變速器為例

屈亞鋒

(武漢交通職業學院 汽車工程學院，湖北 武漢 430065)

·應用技術研究·

自動變速器檔位中發動機制動作用的判斷技巧
——以豐田A340E自動變速器為例

屈亞鋒

(武漢交通職業學院 汽車工程學院，湖北 武漢 430065)

目前，汽車專業教材廣泛采用豐田A340E自動變速器作為經典案例介紹自動變速器，由于該變速器結構復雜，學生理解自動變速器制動作用難度大，因此，通過自動變速器發動機制動作用的判斷技巧圖，研究出判斷自動變速器中某檔位能否逆向傳遞動力的判斷方法，例證了豐田A340E自動變速器各檔位是否有發動機制動作用。

豐田A340E自動變速器；發動機制動作用；判斷技巧圖

豐田A340E是早期研發的、電控液壓控制的、采用3排單行星齒輪機構的自動變速器，是目前大多教材介紹自動變速器的經典案例之一。該自動變速器結構復雜、換擋執行元件多、換擋復雜。本文以豐田A340E自動變速器為例介紹發動機制動作用的判斷技巧，有助于幫助學生更容易理解目前研發的其它類型的電控自動變速器各檔位是否有發動機制動作用。

一、豐田A340E自動變速器齒輪機構的結構

如圖1所示，豐田A340E是典型的組合式行星齒輪機構自動變速器，行星齒輪機構由3排單行星齒輪齒輪機構組成，從動力輸入端來看，分別假定為第1、2、3排。

第1排為獨立的單排單行星齒輪齒輪機構，動力首先由輸入軸傳至第1排行星架3，從齒圈5輸出后傳至中間軸6；第2、3排為雙排組合行星齒輪機構，其特點是：共用太陽輪10、第2排行星架7與第3排齒圈12連接為組件。[1]中間軸6的動力通過離合器C1傳至第2排齒圈9或離合器C2傳至第2、3排共用太陽輪10，最后經第2排行星架與第3排齒圈組件經輸出軸14輸出。

二、豐田A340E自動變速器各檔位與執行元件的關系

豐田A340E自動變速器各檔位與執行元件的關系通過表1可以體現出來。

圖1 豐田A340E自動變速箱齒輪機構的結構1——輸入軸；2——第1排行星齒輪；3——第1排行星架；4——第1排太陽輪；5——第1排齒圈；6——中間軸；7——第2排齒圈；8——第2排行星齒輪；9——第2排齒圈；10——第2、3排共用太陽輪；11——第3排行星架；12——第3排齒圈；13——第3排行星齒輪；14——輸出軸

檔位執行元件C0C1C2B0B1B2B3F0F1F2是否有發動機制動作用D位D1○○○○無D2○○○○○無D3○○○●○●有D4○○○●●有2位22○○●○●有21○○○○無1位11○○○○有R○○○○有N○無P○無

注：○表示檔位起作用的換擋執行元件；●表示檔位不起作用但用來提高換擋質量的執行元件

三、自動變速器發動機制動作用的判斷技巧

(一)自動變速器發動機制動作用的概念

一般情況下，利用自動變速器前進低檔(也稱為發動機制動檔位)行駛時，突然減小油門開度，此時動力輸出端的速度由于汽車的慣性比動力輸入端的速度還要大，這時由于發動機轉速迅速降低，利用發動機壓縮行程產生的壓縮阻力、內摩擦力和進排氣阻力等對驅動輪形成制動作用，使汽車的速度迅速下降，這就是所謂的自動變速器的發動機制動作用。[3]

(二) 自動變速器發動機制動作用的判斷技巧

如圖2所示，當自動變速器選擇某一檔位行駛時，動力經輸入端1進入自動變速汽車齒輪機構，經輸出端2將動力輸出。當動力輸出端轉速高于動力輸入端轉速時，判斷動力是否從輸出端2經自動變速箱齒輪機構傳至輸入端1，如果能傳遞，則該檔位有發動機的制動作用，如果不能傳遞，則該檔位無發動機的制動作用。

圖2 發動機制動作用的判斷技巧圖

四、分析豐田A340E自動變速器各檔位是否有發動機制動作用

(一)分析D1檔有無發動機制動作用

通過表1可以看出，D1檔的換擋執行元件是：C0、F0、C1、F2。由圖1可知，由于C0F0起作用，中間軸6與輸入軸1同速同向旋轉。C1將中間軸6動力傳遞給第2排齒圈9，經第2排行星架7和第3排齒圈12組件將動力輸出。在判定第3排行星架11旋轉趨勢時，可視動力輸出端第2排行星架7和第3排齒圈12組件固定。因第2排齒圈9順時針旋轉，太陽輪10則逆時針旋轉，第3排行星架11有逆時針旋轉趨勢，F2約束第3排行星架11，允許其順時針旋轉，不允許逆時針旋轉。

由圖1可知對于D1檔位，當動力由輸出軸14逆向傳遞給第2排行星架7和第3排齒圈12組件，這時可視第2、3排共用太陽輪10固定，則第3排行星架11有順時針旋轉的趨勢，由于此時單向離合器F2失去其約束作用，第2、3排不能傳遞動力，即動力不能逆向傳遞至輸入軸，故D1檔位無發動機的制動作用。

(二)分析D2檔有無發動機制動作用

通過表1可以看出，D2檔的換擋執行元件是：C0、F0、C1、B2、F1。由圖1可知，由于C0F0起作用，中間軸6與輸入軸1同速同向旋轉。C1將中間軸動力傳遞給第2排齒圈9，經第2排行星架7將動力輸出。在判定太陽輪10旋轉趨勢時，可視動力輸出端行星架7固定。因第2排齒圈9順時針旋轉，太陽輪10則有逆時針旋轉的趨勢，B2F1約束太陽輪10，允許其順時針旋轉，不允許逆時針旋轉。

由圖1可知對于D2檔位，當動力由輸出軸14逆向傳遞給第2排行星架7，這時可視第2排齒圈9固定，則太陽輪10有順時針旋轉的趨勢，由于此時單向離合器F1失去其約束作用，第2排不能傳遞動力，即動力不能逆向傳遞至輸入軸，故D2檔位無發動機的制動作用。

(三)分析D3檔有無發動機制動作用

表1中D3檔的換擋執行元件是：C0、F0、C1、C2、B2、F1。由圖1可知，由于C0F0起作用，中間軸6與輸入軸1同速同向旋轉。C1、C2將中間軸動力同時傳遞給第二排齒圈9和太陽輪10，則輸出軸14與中間軸6同速同向旋轉。

由圖2可知，對于D3檔位，當動力由輸出軸14逆向傳遞給第2排行星架7，經行星齒輪8同時將動力傳遞給太陽輪10和齒圈9，由于10和9齒數不等，因此只能與行星架7相同的轉速旋轉將動力傳遞給中間軸6；同理，中間軸6的動力經第一排逆向傳遞給輸入軸1。即動力能逆向傳遞至輸入軸，故D3檔位有發動機的制動作用。

(四)分析D4檔有無發動機制動作用

表1中D4檔的換擋執行元件是：B0、C1、C2、B2、F1。由圖1可知，由于B0起作用，輸入軸1增速后傳至中間軸6。由于C1、C2同時起作用，則輸出軸14與中間軸6同速同向旋轉。

通過圖1可以看出，對于D4檔位，當動力由輸出軸14逆向傳遞給第2排行星架7，經行星齒輪8同時將動力傳遞給太陽輪10和齒圈9，由于10和9齒數不等，因此只能與行星架7相同的轉速旋轉將動力傳遞給中間軸6；由于第1排B0起作用制動太陽輪4，中間軸6的動力可逆向傳遞給輸入軸1。即動力能逆向傳遞至輸入軸，故D4檔位有發動機的制動作用。

(五)分析22檔位有無發動機制動作用

表1中，22檔的換擋執行元件是：C0、F0、C1、B1、B2、F1，通過和D2檔位換擋執行元件比較發現，22檔通過B1對太陽輪10進行制動，使之既不能順轉，也不能逆轉。

通過圖1可以看出，對于22檔位，由于B1起作用，輸出軸14動力可逆向傳遞至中間軸6；由于C0F0起作用，中間軸6動力能逆向傳遞至輸入軸1。即動力能逆向傳遞至輸入軸，故22檔位有發動機的制動作用。

(六)分析11檔位有無發動機制動作用

表1中11檔的換擋執行元件是：C0、F0、C1、B3。通過和D1檔位換擋執行元件比較發現，11檔通過B3對第3排行星架11進行制動，使之既不能順轉，也不能逆轉。

通過圖1可以看出，對于11檔位，由于B3起作用，輸出軸14動力可逆向通過第2、3排傳遞至中間軸6；由于C0F0起作用，中間軸6動力能通過第1排逆向傳遞至輸入軸1。即動力能逆向傳遞至輸入軸，故11檔位有發動機的制動作用。

(七)分析R檔有無發動機制動作用

表1中R檔的換擋執行元件是：C0、F0、C2、B3。由于C0F0起作用，中間軸6與輸入軸1同速同向旋轉。C2將中間軸動力傳遞給第3排太陽輪10，經第3排齒圈12將動力輸出。

通過圖1可以看出，對于R檔位，當動力由輸出軸14逆向傳遞給第3排齒圈12，由于行星架11被B3制動，動力經行星齒輪13傳遞給太陽輪10，經中間軸6傳遞給第1排齒圈5，由于C0F0起作用，動力由行星架3逆向傳至輸入軸1。即動力能逆向傳遞至輸入軸，故R檔位有發動機的制動作用。

五、結論

本文雖然以豐田A340E自動變速器為例對各檔位是否有發動機制動作用進行詳細的分析，但發動機制動作用的判斷技巧圖和各檔位分析過程適用于目前研發生產的各類型自動變速器。根據文中實例，有關自動變速器中發動機制動作用可得出以下幾點結論：

1.自動變速器中某檔位是否有發動機制動作用，關鍵在于該檔位能否由輸出軸將動力逆向傳遞至輸入軸，如果能逆向傳遞，則該檔位必然有發動機制動作用。

2.判斷自動變速器中某檔位能否逆向傳遞動力，關鍵在于該檔位換擋執行元件中是否有單向離合器的制動方式。一般可歸納為以下幾種類型：

(1)某行星齒輪排只有單向離合器的一種制動方式，如D1檔中第3排用F2來制動行星架。根據單向離合器只能單向制動的原理，再利用行星齒輪排輸入輸出方向的判斷方法，即可快速判斷出無發動機制動作用。

(2)某行星齒輪排采用制動器和單向離合器兩種制動方式，如22檔位同時用B1和B2F1對太陽輪進行制動。根據制動器的制動原理，此時單向離合器制動失效，即可快速判斷出有發動機制動作用。

(3)某行星齒輪排采用離合器和單向離合器并聯的制動方式，如第1排太陽輪采用C0F0并聯的制動方式。根據離合器的連接作用，此時單向離合器主要是保護離合器不要發生打滑現象，失去其制動效果，即可快速判斷出有發動機制動作用。

(4)某行星齒輪排采用離合器和單向離合器串聯的制動方式，本文中無實例。此時單向離合器的主要作用是能否使與之串聯的離合器傳遞動力，可根據單向離合器內外座圈旋轉速度的快慢和安裝方式來進行判斷。

[1] 李培軍.汽車底盤電控技術[M].北京:人民郵電出版社,2013:19-23.

[2] 鄭勁,張子成.汽車底盤電控系統與檢修[M].北京:化學工業出版社,2012:120-126.

[3] 李文輝,高全均,魏宏,等.發動機輔助制動作用及其對汽車制動性能的影響[J].內燃機工程,2002(4):25-29.

2017-08-29

屈亞鋒(1983—)，男，陜西商洛人，講師，碩士，研究方向:汽車運用技術。

TH111

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1671-8275(2017)06-0137-03

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