一汽丰田新卡罗拉轿车K111型无级变速器.doc

一汽丰田新卡罗拉轿车K111型无级变速器 文：王艳 一汽丰田新卡罗拉2.0轿车，搭载3ZR-FE型发动机，匹配K111型无级变速器。该款变速器为带液力变矩器总成的钢带型无级变速器，通过采用电子控制系统和带轮装置，实现了良好的燃油经济性、驾驶的顺畅感和卓越的行驶性能。 一、机械系统 在K111型无级变速器中，输入轴上安装着液力变矩器总成、机油泵总成及行星齿轮机构。行星齿轮机构由一个带轮装置、减速齿轮级及最终齿轮组组成，通过液压控制，持续改变带轮传动比，从而实现变速器的变速功能。变速器内部结构如图1所示。 2．传动系统原理图 该款变速器传动系统原理图如图2所示。 3．前进挡、倒挡开关装置（图3） 单个小行星齿轮任凭开关控制机构，以允许车辆前进或倒退。此机构由锁止行星架的倒挡制动器和将发动机驱动力传递至太阳轮的前进挡离合器组成。离心机油压力取消室位于前进挡离合器上，以取消离合器放置产生的离心液压并提高液压响应时间。 （1）前进挡 当车辆前进时，前进挡离合器接合，发动机输出的驱动力通过输入轴和太阳轮传送至带轮装置中。 （2）倒挡 当车辆倒退时，前进挡离合器分离，倒挡制动器接合，这样就阻止了行星架的转动，从而阻止了小齿轮的公转。输入的驱动力传递至齿圈，然后通过小齿轮再传递到太阳轮。来自发动机的驱动力旋转方向相反，然后该驱动力输出至带轮装置上。 4．带轮装置 带轮装置由钢带和带活塞的一对带轮组成，其结构如图4、图5所示。为改变带轮传动比，可通过控制液压改变带轮槽宽，这样便可实现带轮传动比无级切换。此外，提供了较宽的传动比范围，以保证良好的燃油经济性。 5．减速器和差速器（图6） 减速器降低带轮装置输出的速度，并将其传递到最终主动齿轮。2个独立的轴承支撑减速主动齿轮以使其与从动齿轮实现最佳接合，从而降低噪声。2个小齿轮型前差速器采用斜齿轮作为减速机构，将直齿锥齿轮作为差速器齿轮机构。 6．阀体 变速器液压控制阀体由上阀体、下阀体组成（图7），上阀体内部结构如图8所示，下阀内部结构如图9所示。 二、控制系统 1．主要元件 变速器控制系统主要元件位置如图10所示。 2．系统控制原理图 变速器控制系统控制原理图11所示。 3．主要元件的功能 控制系统主要元件的功能如表1所示。 （1）油温传感器 油温传感器检测油温，据此执行带轮控制。油温也影响液力变矩器锁止离合 器压力控制、前进挡离合器压力控制及钢带夹压控制。 （2）驻车/空挡位置开关和变速器控制开关 驻车/空挡位置开关将挡位信号发送至电子控制单元；变速器控制开关安装 在换挡杆总成内，此开关将S位置信号发送至电子控制单元。它们的电路原理图如图12所示。 　　（3）电磁阀 ①换挡电磁代SLS 换挡电磁阀SLS为线性电磁阀，用于控制钢带夹压。通过采用线性电磁阀来控制液压，次级带轮和初级带轮的槽宽关系可始终得到保持。前进挡离合器或倒挡制动器接合或操作空挡控制时，换挡电磁阀SLS控制施加到前进挡离合器或倒挡制动器上的油压。 换挡电磁阀SLS阀部分结构如图13所示。 ②换挡电磁阀DS1、DS2、SL及DSU 换挡电磁阀DS1、DS2用于初级带轮的控制，换挡电磁代SL用于选择换挡电磁阀SLS的使用，换挡电磁阀DSU用于精密调节接合锁止离合器的液压。它们的阀部分的内部结构图如图14所示。 4．多种控制功能 （1）发动机变速器的综合控制 为根据行驶状况执行微调控制，发动机控制单元和变速器控制单元之间交换信号，实现了卓越的传动比变化和燃油经济性下的顺畅和有力行驶。 该功能的控制原理图如图15所示。 （2）传动比控制 根据加速踏板位置、车速、制动灯开关等信号计算初级带轮速度目标，以警告最佳带轮传动比改变速度，从而实现适合“驾驶员意图”、“路面状况”的舒适驾驶。为匹配目标初级带轮速度和变速器转速传感所计算的实际初级带轮速度，电子質蚖激活换挡电磁代阀DS1、DS2，以控制管路压力流至初级带轮的流入量和来自初级带轮的流出量。 该功能控制原理图如图16示。 ①换挡杆位于D位 当换挡杆位于D位时，通过发动机、变速器的综合控制，提高了燃油经济性和驾驶性能。 ②换挡杆位于S位 当换挡杆位于S挡时，通过将所选传动限制为更大传动比，可获得适当的发动机制动力，从而实现良好的响应，这可以实现顺畅敏捷的驾驶。 ③换挡杆位于B位 当换挡杆位于B位时，通过将所选传动比限制为更大带轮传动比的较小范围，可获得比S挡更强的发动机制动力。 （3）锁止正时控制 液力变矩器锁止操作范围比先前自动变速器有所增大，能够控制低速起动。在减速期间、锁止操作范围已扩大到低速范围。 （4）失效保护 变速器控制系统失效保护说明如表2所示。