丰田U341E型自动变速器齿轮变速机构传动原理分析
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丰田Ｕ３４ １ Ｅ型自动变速器
齿轮变速机构传动原理分析
丰田卡罗拉轿车配备的Ｕ３４１Ｅ 型自动变速器，其齿轮变速机构采用 了ＣＲ—ＣＲ式行星齿轮机构，即将两 组单行星排的行星架Ｃ
（ｐｌａｎｅｔｃａｒｒｉｅｒ）和齿圈Ｒ（ｇｅａｒｒｉｎｇ）分 别组配。该行星齿轮机构仅有４个独 立元件（前太阳轮、后太阳轮、前行星 架和后齿圈组件、前齿圈和后行星架 组件），其特点是变速比大、效率高、 元件轴转速低。Ｕ３４１Ｅ型自动变速器 的规格如表ｌ所示。
１．Ｕ３４１Ｅ型自动变速器的结构 Ｕ３４１Ｅ型自动变速器行星齿轮 变速机构的结构如图ｌ所示，主要部 件的功能和规格如表２所示，各换档 执行元件的工作情况如表３所示。 ２．Ｕ３４１Ｅ型自动变速器的传动 原理
１）１档 这里以换档手柄处于“Ｄ”、“３”
和“２”位置变速器工作在ｌ档时来分 析，此时参与工作的换档执行元件有
星架的旋转方向转动，整个行星排不 能反向传递动力，所以无发动机制动
太阳轮逆输入轴的旋转方向转动，动
力由输入轴川ｌ一前太阳轮一前行
星轮，然后分为两路，一路由前行星
效果。 为了提供有发动机制动的２档，
在２位２档时，除了使上述的２档换
架一中间轴主、从动齿轮一输出轴： 另一路由前齿圈一后行星架一后行 星轮一后齿圈一中间轴主、从动齿 轮一输出轴。
ｉ＿旦Ｌ：１
ｎｌＨ
③传动特点 由于行星齿轮机构 的３个元件（太阳轮、行
２档 ｏ
Ｄ ３档 ｏ ｏ
４档
ｏ
１档 ｏ
３
２档 ｏ
３档 ｏ ｏ
ｌ档 ｏ ２
２档 ｏ
Ｌ百度文库
ｌ档 ｏ
注：“Ｏ”表示元件工作
ｏ
ｏ
ｏ
ｏｏ
ｏ
ｏ
ｏ
ｏＯ
ｏ
ｏ
星架、齿圈）中有２个转 速相等（前太阳轮、前行 星架都与输入轴相连）， ｏ 因此在放松加速踏板
式中：ｎｌｌ、ａｌ、ｎ１３和ｎｌＨ的含义如 前所述；ｎ２。为后太阳轮转速，ａ．ｚ为后 齿圈与后太阳轮齿数比，ｎ∞为后齿 圈转速，ｎ２Ｈ为后行星架转速。前架／
Ｃ２、Ｂ２。
①动力传递路线
．
３档时动力传递发生在前行星 排，动力由输入轴输入后分为两路，
后圈组件、前圈／后架组件中的子件
转速相等，即ｎＩ｝Ｆ衄，ｎ１３＿ｎ２Ｈｏ
Ｆ２ ２号单向离合器 阻止前圈，后架组件逆时针转动
滚柱数为１５
前行星齿轮组 后行星齿轮组 中问轴齿轮副
太阳轮齿数为４６
行星轮齿数为２ｌ
根据各换档执行元件的工作情况。改 齿圈齿数为８５
套齿羚动力传递路线，以升高或降低 输出转速
太阳轮齿数为３２
行星轮齿数为２ｌ
齿圈齿数为７５
将动力传递给差速器。并改变传动方 主动齿轮齿数为５２
ｎ２ｌ－Ｉ－ａ２ｎ∞＝【ｌ＋ａ２）ｎｍ
由于ｎ２。＝０，则传动比为：
ｉ：兰生：？Ｌ＝ｏ．７
ｒ１２， Ｉ＋ｆ１２
③传动特点． 由于行星齿轮机构的３个元件 （太阳轮、行星架、齿圈）中有１个固 定（后太阳轮被固定），因此在放松加 速踏板时，驱动轮的动力可以经后齿 圈传给后行星架，所以有发动机制动 效果。 ５）Ｒ档 这里以换档手柄处于“Ｒ”位置 变速器工作时来分析，此时参与工作 的换档执行元件有Ｃ３、Ｂ３。 ①动力传递路线 Ｒ档时动力传递发生在后行星 排，动力由输入轴一Ｃ３一后太阳轮一 后行星轮一后齿圈一中间轴主、从动 齿轮一输出轴，此时前排行星齿轮组 处于空转状态。 ②传动比计算 后行星排的运动特性方程为：
功能
规格
Ｃ１ 前进档离合器
连接输入轴和前太阳轮
盘数为４
Ｃ２ 直接离合器
连接中间轴和后行星架
盘数为３
Ｃ３ 倒档离合器
连接中间轴和后太阳轮
盘数为２
Ｂｌ ＯＤ和２档制动器 固定后太阳轮
盘数为２
Ｂ２ ２档制动器
固定Ｆｌ的外圈
盘数为３
Ｂ３ １档和倒档制动器 固定前圈，后架组件
盘数为４
Ｆｌ ｌ号单向离合器 与Ｂ２配合．阻止后太阳轮逆时针转动 斜撑数为１６
现前齿圈被单向固定，即ｎ。，－－Ｏ， 则传动比为：
在Ｌ位１档时，除了使上述的１档换 档执行元件工作外，还使Ｂ３也工作， 使得车辆行驶时，不论是踩下还是放 松加速踏板，行星排都有动力传递能 力，从而获得发动机制动效果。
ｉ＿旦Ｉ上＝（１＋ａ１）＝２．８４７ ‘ ｎｌＨ
③传动特点
２）２档 这里以换档手柄处于“ＤＩ，和“３。
现后太阳轮被单向固定，即ｎ：Ｉ－
Ｏ，联立上述方程组求解，则传动比为：
ｉ－且：１＋ａ．一粤生：１．５５２
’
ｎｌＨ
ｌ＋ａ２
③传动特点
放松加速踏板时，前行星架和后
齿圈组件转速高（接驱动轮），前太阳
轮转速低（接发动机），使前齿圈和后
一路由Ｃｌ一前太阳轮一前行星架一 中间轴主、从动齿轮一输出轴：另一 路由Ｃ２一后行星架一前齿圈一前行 星架一中间轴主、从动齿轮一输出 轴，此时后排行星齿轮组处于空转状
时，驱动轮的动力可以 经前行星架传给前太阳
ｏ
轮，所以有发动机制动 ｏ 效果。
４）４档
这里以换档手柄处于…Ｄ位置
变速器工作在４档时来分析，此时参 与工作的换档执行元件有Ｃ２、ＢＩ、
Ｂ２０
①动力传递路线 ４档时动力传递发生在后行星 排，动力由输入轴—Ｃ２一后行星架一 后行星轮一后齿圈一中间轴主、从动 齿轮一输出轴，此时前排行星齿轮组 处于空转状态。 ②传动比计算 后行星排的运动特性方程为：
Ｕ３４ＩＥ ２．８４７ １．５５２ １．Ｏｏｏ Ｏ．７００ ２．３４３ ４．２３７
６．８ ’ｒ—ＩＶ
口江苏／郭兆松
②传动比计算
行星排不能反向传递动力，所以无发
前行星排的运动特性方程为：
动机制动效果。
ｎｌｌ＋ａｌｎｌ３＝（１＋ａ１）ｎｌＨ
为了提供有发动机制动的１档，
式中：ｎ。。为前太阳轮转速，ａ。为 前齿圈与前太阳轮齿数比，ｎ。，为前 齿圈转速，ｎ。Ｈ为前行星架转速。
放松加速踏
板时，前行星架转
速高（接驱动轮）， 前太阳轮转速低
（接发动机），使前
齿圈试图被带动 加速顺着前行星
架（前太阳轮）的
旋转方向转动。由
于１档单向离合
器不阻止前齿圈
顺着行星架的旋
转方向转动，整个
图ｌ Ｕ３４１Ｅ型自动变速器行星齿轮变速机构结构简图
表２ Ｕ３４１Ｅ型自动变速器主要部件的功能和规格
部件
Ｃ１、Ｆ２。
①动力传递路线 １档时动力传递发生在前行星 排，Ｆ２阻止前齿圈逆输入轴的旋转 方向转动，动力由输入轴一Ｃ１一前太 阳轮一前行星轮一前行星架一中间 轴主、从动齿轮一输出轴，此时后排 行星齿轮组处于空转状态。
表１ Ｕ３４１Ｅ型自动变速器的规格
变速器型式
ｌ
变
速
２
器
３
档
位
４
Ｒ
主减速比
ＡＴＦ容量（Ｌ） ＡＴＦ牌号
；答。
②传动比计算 前行星排的运动特性方程为：
ｎｌｌ＋ａＩｎｌ３－－－－＂（１＋ａＩ）ｎＩＨ 式中ｎｌＩ、ａｌ、ｎ１３和ｎｔＨ的含义如
表３各换档执行元件工作情况表
换档杆 位置
档位
离合器
ＣＩ Ｃ２ Ｃ３
Ｐ 驻车档
Ｒ
倒档
ｏ
Ｎ
空档
ｌ档 ｏ
制动器 单向离合器
Ｂ１ Ｂ２ Ｂ３
Ｆ１
Ｆ２
ｏ
ｏ
前所述。由于ｎ。。＝ｎ。，，则 传动比为：
向．降低输出转速
从动齿轮齿数为５３
万方数据
位置变速器工作在２档时来分析，此 时参与工作的换档执行元件有Ｃ１、
行星架组件加速转动，进而使后太阳 轮试图被带动加速顺着前行星架（前
Ｂ２、ＦＩ。
①动力传递路线
太阳轮）的旋转方向转动。由于ｌ档 单向离合器不阻止后太阳轮顺着行
２档时动力传递发生在前、后２ 个行星排，Ｂ２、Ｆ１联合作用，阻止后
ｎ２ｌ＋ａ２ｎ∞＝（１＋ａ２）ｎ２Ｈ
由于ｎ２Ｈ－＝０，则传动比为：
ｉ－二三址＝一ａ＾＝－２．３４３ ‘ ｒ１２３
③传动特点 由于行星齿轮机构的３个元件 （太阳轮、行星架、齿圈）中有１个固 定（后行星架被固定），因此在放松加 速踏板时，驱动轮的动力可以经后太 阳轮传给后齿圈，所以有发动机制动 效果。 （作者单位：南京交通职业技术学院）
引用本文格式：郭兆松 丰田U341E型自动变速器齿轮变速机构传动原理分析[期刊论文]-汽车维修 2010(5)
万方数据
汽车维修２０１０．５ １９
丰田U341E型自动变速器齿轮变速机构传动原理分析
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)：
郭兆松 南京交通职业技术学院
汽车维修 AUTOMOBILE MAINTENANCE 2010(5)
本文读者也读过(10条) 1. 陈建国.赵雪永 奥迪A6轿车01V自动变速器传动分析[期刊论文]-汽车维修2007(4) 2. 邓正思 自动变速器行星齿轮机构的速比计算[期刊论文]-汽车维修2007(11) 3. 赵雨旸.李涵武 拉维娜式自动变速器行星齿轮机构运动特性方程式的推导[期刊论文]-机械工程师2004(3) 4. 刘后毅.张全良.LIU Hou-yi.ZHANG Quan-liang 自动变速器齿轮系统传动比计算与分析[期刊论文]-交通科技与 经济2007,9(4) 5. 李兴华.孙蛟.黄宗益.Li Xinghua.SUN Jiao.Huang Zongyi 三自由度三排并联行星变速器传动方案[期刊论文]机械传动2005,29(4) 6. 邓正思 自动变速器行星齿轮机构的速比计算[期刊论文]-汽车维修2008(5) 7. 罗玉涛.谭迪.张桂连 基于定轴齿轮的分汇流式自动变速器[期刊论文]-机械传动2009,33(2) 8. 焦安源.鲍力.JIAO An-yuan.BAO Li 拉维娜行星齿轮机构精确建模及运动分析[期刊论文]-机械工程师2009(2) 9. 邓正思 自动变速器行星齿轮机构的速比计算[期刊论文]-汽车维修2007(10) 10. 陈强明 红旗CA7560型轿车自动变速器中行星齿轮机构受力分析及各档传动比的计算方法[期刊论文]-甘肃科技 2004,20(11)
②传动比计算
档执行元件工作外，还使Ｂ１也工作， 使得车辆行驶时，不论是踩下还是放 松加速踏板，行星排都有动力传递能 力，从而获得发动机制动效果。
３）３档
前、后行星排的运动特性方程为： ｎ“＋ａｌｎｌ３＝（１＋ａ１）ｎＩＨ ｎ２ｌ＋ａ２ｎ∞－－（１＋ａ２）ｎｍ
这里以换档手柄处于“Ｄ”和“３” 位置变速器工作在３档时来分析，此 时参与工作的换档执行元件有Ｃ１、
齿轮变速机构传动原理分析
丰田卡罗拉轿车配备的Ｕ３４１Ｅ 型自动变速器，其齿轮变速机构采用 了ＣＲ—ＣＲ式行星齿轮机构，即将两 组单行星排的行星架Ｃ
（ｐｌａｎｅｔｃａｒｒｉｅｒ）和齿圈Ｒ（ｇｅａｒｒｉｎｇ）分 别组配。该行星齿轮机构仅有４个独 立元件（前太阳轮、后太阳轮、前行星 架和后齿圈组件、前齿圈和后行星架 组件），其特点是变速比大、效率高、 元件轴转速低。Ｕ３４１Ｅ型自动变速器 的规格如表ｌ所示。
１．Ｕ３４１Ｅ型自动变速器的结构 Ｕ３４１Ｅ型自动变速器行星齿轮 变速机构的结构如图ｌ所示，主要部 件的功能和规格如表２所示，各换档 执行元件的工作情况如表３所示。 ２．Ｕ３４１Ｅ型自动变速器的传动 原理
１）１档 这里以换档手柄处于“Ｄ”、“３”
和“２”位置变速器工作在ｌ档时来分 析，此时参与工作的换档执行元件有
星架的旋转方向转动，整个行星排不 能反向传递动力，所以无发动机制动
太阳轮逆输入轴的旋转方向转动，动
力由输入轴川ｌ一前太阳轮一前行
星轮，然后分为两路，一路由前行星
效果。 为了提供有发动机制动的２档，
在２位２档时，除了使上述的２档换
架一中间轴主、从动齿轮一输出轴： 另一路由前齿圈一后行星架一后行 星轮一后齿圈一中间轴主、从动齿 轮一输出轴。
ｉ＿旦Ｌ：１
ｎｌＨ
③传动特点 由于行星齿轮机构 的３个元件（太阳轮、行
２档 ｏ
Ｄ ３档 ｏ ｏ
４档
ｏ
１档 ｏ
３
２档 ｏ
３档 ｏ ｏ
ｌ档 ｏ ２
２档 ｏ
Ｌ百度文库
ｌ档 ｏ
注：“Ｏ”表示元件工作
ｏ
ｏ
ｏ
ｏｏ
ｏ
ｏ
ｏ
ｏＯ
ｏ
ｏ
星架、齿圈）中有２个转 速相等（前太阳轮、前行 星架都与输入轴相连）， ｏ 因此在放松加速踏板
式中：ｎｌｌ、ａｌ、ｎ１３和ｎｌＨ的含义如 前所述；ｎ２。为后太阳轮转速，ａ．ｚ为后 齿圈与后太阳轮齿数比，ｎ∞为后齿 圈转速，ｎ２Ｈ为后行星架转速。前架／
Ｃ２、Ｂ２。
①动力传递路线
．
３档时动力传递发生在前行星 排，动力由输入轴输入后分为两路，
后圈组件、前圈／后架组件中的子件
转速相等，即ｎＩ｝Ｆ衄，ｎ１３＿ｎ２Ｈｏ
Ｆ２ ２号单向离合器 阻止前圈，后架组件逆时针转动
滚柱数为１５
前行星齿轮组 后行星齿轮组 中问轴齿轮副
太阳轮齿数为４６
行星轮齿数为２ｌ
根据各换档执行元件的工作情况。改 齿圈齿数为８５
套齿羚动力传递路线，以升高或降低 输出转速
太阳轮齿数为３２
行星轮齿数为２ｌ
齿圈齿数为７５
将动力传递给差速器。并改变传动方 主动齿轮齿数为５２
ｎ２ｌ－Ｉ－ａ２ｎ∞＝【ｌ＋ａ２）ｎｍ
由于ｎ２。＝０，则传动比为：
ｉ：兰生：？Ｌ＝ｏ．７
ｒ１２， Ｉ＋ｆ１２
③传动特点． 由于行星齿轮机构的３个元件 （太阳轮、行星架、齿圈）中有１个固 定（后太阳轮被固定），因此在放松加 速踏板时，驱动轮的动力可以经后齿 圈传给后行星架，所以有发动机制动 效果。 ５）Ｒ档 这里以换档手柄处于“Ｒ”位置 变速器工作时来分析，此时参与工作 的换档执行元件有Ｃ３、Ｂ３。 ①动力传递路线 Ｒ档时动力传递发生在后行星 排，动力由输入轴一Ｃ３一后太阳轮一 后行星轮一后齿圈一中间轴主、从动 齿轮一输出轴，此时前排行星齿轮组 处于空转状态。 ②传动比计算 后行星排的运动特性方程为：
功能
规格
Ｃ１ 前进档离合器
连接输入轴和前太阳轮
盘数为４
Ｃ２ 直接离合器
连接中间轴和后行星架
盘数为３
Ｃ３ 倒档离合器
连接中间轴和后太阳轮
盘数为２
Ｂｌ ＯＤ和２档制动器 固定后太阳轮
盘数为２
Ｂ２ ２档制动器
固定Ｆｌ的外圈
盘数为３
Ｂ３ １档和倒档制动器 固定前圈，后架组件
盘数为４
Ｆｌ ｌ号单向离合器 与Ｂ２配合．阻止后太阳轮逆时针转动 斜撑数为１６
现前齿圈被单向固定，即ｎ。，－－Ｏ， 则传动比为：
在Ｌ位１档时，除了使上述的１档换 档执行元件工作外，还使Ｂ３也工作， 使得车辆行驶时，不论是踩下还是放 松加速踏板，行星排都有动力传递能 力，从而获得发动机制动效果。
ｉ＿旦Ｉ上＝（１＋ａ１）＝２．８４７ ‘ ｎｌＨ
③传动特点
２）２档 这里以换档手柄处于“ＤＩ，和“３。
现后太阳轮被单向固定，即ｎ：Ｉ－
Ｏ，联立上述方程组求解，则传动比为：
ｉ－且：１＋ａ．一粤生：１．５５２
’
ｎｌＨ
ｌ＋ａ２
③传动特点
放松加速踏板时，前行星架和后
齿圈组件转速高（接驱动轮），前太阳
轮转速低（接发动机），使前齿圈和后
一路由Ｃｌ一前太阳轮一前行星架一 中间轴主、从动齿轮一输出轴：另一 路由Ｃ２一后行星架一前齿圈一前行 星架一中间轴主、从动齿轮一输出 轴，此时后排行星齿轮组处于空转状
时，驱动轮的动力可以 经前行星架传给前太阳
ｏ
轮，所以有发动机制动 ｏ 效果。
４）４档
这里以换档手柄处于…Ｄ位置
变速器工作在４档时来分析，此时参 与工作的换档执行元件有Ｃ２、ＢＩ、
Ｂ２０
①动力传递路线 ４档时动力传递发生在后行星 排，动力由输入轴—Ｃ２一后行星架一 后行星轮一后齿圈一中间轴主、从动 齿轮一输出轴，此时前排行星齿轮组 处于空转状态。 ②传动比计算 后行星排的运动特性方程为：
Ｕ３４ＩＥ ２．８４７ １．５５２ １．Ｏｏｏ Ｏ．７００ ２．３４３ ４．２３７
６．８ ’ｒ—ＩＶ
口江苏／郭兆松
②传动比计算
行星排不能反向传递动力，所以无发
前行星排的运动特性方程为：
动机制动效果。
ｎｌｌ＋ａｌｎｌ３＝（１＋ａ１）ｎｌＨ
为了提供有发动机制动的１档，
式中：ｎ。。为前太阳轮转速，ａ。为 前齿圈与前太阳轮齿数比，ｎ。，为前 齿圈转速，ｎ。Ｈ为前行星架转速。
放松加速踏
板时，前行星架转
速高（接驱动轮）， 前太阳轮转速低
（接发动机），使前
齿圈试图被带动 加速顺着前行星
架（前太阳轮）的
旋转方向转动。由
于１档单向离合
器不阻止前齿圈
顺着行星架的旋
转方向转动，整个
图ｌ Ｕ３４１Ｅ型自动变速器行星齿轮变速机构结构简图
表２ Ｕ３４１Ｅ型自动变速器主要部件的功能和规格
部件
Ｃ１、Ｆ２。
①动力传递路线 １档时动力传递发生在前行星 排，Ｆ２阻止前齿圈逆输入轴的旋转 方向转动，动力由输入轴一Ｃ１一前太 阳轮一前行星轮一前行星架一中间 轴主、从动齿轮一输出轴，此时后排 行星齿轮组处于空转状态。
表１ Ｕ３４１Ｅ型自动变速器的规格
变速器型式
ｌ
变
速
２
器
３
档
位
４
Ｒ
主减速比
ＡＴＦ容量（Ｌ） ＡＴＦ牌号
；答。
②传动比计算 前行星排的运动特性方程为：
ｎｌｌ＋ａＩｎｌ３－－－－＂（１＋ａＩ）ｎＩＨ 式中ｎｌＩ、ａｌ、ｎ１３和ｎｔＨ的含义如
表３各换档执行元件工作情况表
换档杆 位置
档位
离合器
ＣＩ Ｃ２ Ｃ３
Ｐ 驻车档
Ｒ
倒档
ｏ
Ｎ
空档
ｌ档 ｏ
制动器 单向离合器
Ｂ１ Ｂ２ Ｂ３
Ｆ１
Ｆ２
ｏ
ｏ
前所述。由于ｎ。。＝ｎ。，，则 传动比为：
向．降低输出转速
从动齿轮齿数为５３
万方数据
位置变速器工作在２档时来分析，此 时参与工作的换档执行元件有Ｃ１、
行星架组件加速转动，进而使后太阳 轮试图被带动加速顺着前行星架（前
Ｂ２、ＦＩ。
①动力传递路线
太阳轮）的旋转方向转动。由于ｌ档 单向离合器不阻止后太阳轮顺着行
２档时动力传递发生在前、后２ 个行星排，Ｂ２、Ｆ１联合作用，阻止后
ｎ２ｌ＋ａ２ｎ∞＝（１＋ａ２）ｎ２Ｈ
由于ｎ２Ｈ－＝０，则传动比为：
ｉ－二三址＝一ａ＾＝－２．３４３ ‘ ｒ１２３
③传动特点 由于行星齿轮机构的３个元件 （太阳轮、行星架、齿圈）中有１个固 定（后行星架被固定），因此在放松加 速踏板时，驱动轮的动力可以经后太 阳轮传给后齿圈，所以有发动机制动 效果。 （作者单位：南京交通职业技术学院）
引用本文格式：郭兆松 丰田U341E型自动变速器齿轮变速机构传动原理分析[期刊论文]-汽车维修 2010(5)
万方数据
汽车维修２０１０．５ １９
丰田U341E型自动变速器齿轮变速机构传动原理分析
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)：
郭兆松 南京交通职业技术学院
汽车维修 AUTOMOBILE MAINTENANCE 2010(5)
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②传动比计算
档执行元件工作外，还使Ｂ１也工作， 使得车辆行驶时，不论是踩下还是放 松加速踏板，行星排都有动力传递能 力，从而获得发动机制动效果。
３）３档
前、后行星排的运动特性方程为： ｎ“＋ａｌｎｌ３＝（１＋ａ１）ｎＩＨ ｎ２ｌ＋ａ２ｎ∞－－（１＋ａ２）ｎｍ
这里以换档手柄处于“Ｄ”和“３” 位置变速器工作在３档时来分析，此 时参与工作的换档执行元件有Ｃ１、