豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析

豐田新一代 Direct Shift-CVT在卡羅拉 210 和 RAV4 50 系列車型上首次亮相。主要創新是啟動齒輪:除了傳統的變速器(狹義的 - 實際上之間有金屬帶的移動滑輪),出現了齒輪機構,用于在靜止啟動、低速行駛或倒車時代替變速器。

豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖1


因此,啟動齒輪對 V 型皮帶變速器采取了最不利的模式 - 極限位置,此時皮帶沿最小半徑運行,彎曲最大,與驅動皮帶輪的接觸面積最小,滑動和拉出運動。

豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖2


形式上,新變速器的傳動比范圍增加到 7.5,而不是前幾代 CVT 中的 6-6.5,盡管變速器本身的范圍反而下降到 5.0 - 這顯然有利于皮帶。

豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖3

皮帶輪的直徑明顯變小,外傾角從 11° 減少到 9°,旨在加快傳動比的變化速度。


豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖4


皮帶模式/齒輪模式

豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖5

 

CVT K120F。1 - 輸入軸, 2 - 行星齒輪, 3 - 制動器 B1, 4 - 離合器 C1, 5 - 初級皮帶輪, 6 - 次級皮帶輪, 7 - 離合器 C2, 8 - 驅動齒輪 # 1, 9 - 從動齒輪 # 1, 10 - 同步器,11 - 2 號主動齒輪,12 - 2 號從動齒輪,13 - 減速器主動齒輪,14 - 減速器從動齒輪,15 - 主齒輪主動齒輪,16 - 主傳動從動齒輪


變速器通過關閉和打開離合器 C1 和 C2 在 V 型皮帶變速器和齒輪模式之間切換。


豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖6

 

CVT K120F。1 - 輸入軸,2 - 驅動齒輪 #1,3 - 同步器,4 - 驅動齒輪 #2,5 - C1 離合器,6 - B1 制動器,7 - 從動齒輪 #2,8 - 減速齒輪驅動齒輪,9 - 從動齒輪減速機,10-主齒輪主動齒輪,11-主主動從動齒輪,12-初級皮帶輪,13-次級皮帶輪,14-鋼帶,15-C2離合器。a - 齒輪模式,b - 變速器模式

同步器用于連接從動齒輪 #1 和驅動器 #2。該系統控制換檔撥叉軸和同步器的位置,改變回路中工作流體的壓力。狀態由位移傳感器(撥叉軸的位置)監控。


豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖7

 

1 - 換檔撥叉軸,2 - 2 號驅動齒輪,3 - 同步器環,4 - 輪轂襯套,5 - 1 號從動齒輪,6 - 換檔撥叉,7 - 位移傳感器。a - 伺服,b - 關閉,c - 打開


起步檔位方式:離合器C2打開,離合器C1或制動器B1閉合(靜止起步、低速行駛或倒車時)。動力從太陽齒輪通過 1 號驅動齒輪傳遞到齒輪系,然后通過從動齒輪 2 號傳遞到齒輪箱。
 
CVT 模式:離合器 C2 閉合,離合器 C1 打開或制動 B1。當 C1 或 B1 打開時,行星齒輪被釋放,來自發動機的扭矩被傳遞到變速器。動力通過鋼帶從初級皮帶輪傳輸到次級皮帶輪,然后通過 C2 離合器傳輸到變速箱。

 

前進/后退

 

行駛方向通過行星齒輪、離合器 C1 和制動器 B1 改變。


豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖8

 

1 - 制動器 B1,2 - 離合器 C1,3 - 本輪,4 - 衛星 # 1,5 - 太陽輪,6 - 衛星 # 2,7 - 托架

向前行駛:離合器 C1 將輸入軸連接到行星架,從而將扭矩傳遞到太陽輪。


豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖9

1 - 制動器 B1(關閉),2 - 本輪,3 - 離合器 C1(打開),4 - 托架,5 - 衛星 # 2,6 - 衛星 # 1,7 - 太陽輪。a - 輸入,b - 輸出。

向后行駛:制動器 B1 保持本輪,來自發動機的扭矩施加到行星架上,并通過太陽輪以相反的旋轉方向排出。


豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖10

1 - 制動器 B1(開),2 - 本輪,3 - 離合器 C1(關),4 - 托架,5 - 2 號衛星,6 - 1 號衛星,7 - 太陽輪。a - 輸入,b - 輸出。


運動模式

 

范圍 D(啟動和低速):制動器 B1 - 關閉,離合器 C1 - 打開,離合器 C2 - 關閉,同步器 - 關閉

豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖11

范圍 D(皮帶輪低速比):制動器 B1 - 關閉,離合器 C1 - 關閉,離合器 C2 - 打開,同步器 - 打開

豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖12


范圍 D(皮帶輪高傳動比):制動器 B1 - 關閉,離合器 C1 - 關閉,離合器 C2 - 打開,同步器 - 打開

豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖13


范圍 N:制動器 B1 - 關閉,離合器 C1 - 關閉,離合器 C2 - 關閉,同步器 - 打開

豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖14


范圍 R:制動器 B1 - 打開,離合器 C1 - 關閉,離合器 C2 - 關閉,同步器 - 關閉

豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖15


組件


一個集成的 CVT 變速箱位于次級皮帶輪和主減速器之間。在新一代中,驅動齒輪由滾珠軸承而不是滾柱軸承支撐。

豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖16

CVT K120F。1 - 驅動齒輪,2 - 軸承,3 - 從動齒輪,4 - 差速驅動齒輪


新的 CVT 從輸入軸接收了一個由鏈條驅動的葉片油泵。泵鏈傳動用于大多數現代愛信變速箱,與經典變速箱相比,它被認為更先進(它不會增加變速箱長度,不會通過輸入軸的尺寸限制最小轉子直徑,并給出在布局和設計上有相當大的機動自由)。

豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖17

1-前支架,2-主動鏈輪,3-從動鏈輪,4-油泵殼,5-凸輪,6-轉子,7-泵殼,8-葉片。a - 入口,b - 低壓出口,c - 高壓出口


豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖18

1 - 泵輪,2 - 反應堆,3 - 渦輪葉輪,4 - 阻尼器,5 - 閉鎖離合器


塑料側蓋位于車輛前部。

豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖19

帶有啟停系統的車型配備了電動油泵。


CVT 流體加熱器/冷卻器在啟動后使用發動機冷卻液快速預熱變速箱,然后將其保持在指定的溫度范圍內。油冷卻器直接安裝在變速箱殼體上。


豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖20

控制系統


豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖21

CVT K120F。1 - 速度傳感器 (NC1), 2 - 離合器行程傳感器, 3 - 啟動禁止開關, 4 - 速度傳感器 (NOUT), 5 - 速度傳感器 (NSS), 6 - 油壓傳感器, 7 - 速度傳感器 (NT), 8 - CVT 油冷卻器, 9 - CVT 工作液溫度傳感器, 10 - SLU, 11 - SL2, 12 - SL1, 13 - SLG, 14 - SLP, 15 - SLS


豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖22

CVT K120F。1 - 換擋撥片,2 - 方向盤上的開關,3 - 儀表盤,4 - 剎車燈開關,5 - DLC3,6 - 油門踏板位置傳感器,7 - 多軸加速度傳感器,8 - 控制臺上的選擇器, 9-切換傳輸模式,10-主路由器,11-集成面板,12-空調功放。a - ECO 模式開關,b - 正常模式開關,c - 運動模式開關,d - 雪地模式開關


豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖23

無級變速器 K320。1-閉鎖離合器,2-B1制動器,3-C1離合器,4-伺服驅動,5-初級皮帶輪,6-次級皮帶輪,7-C2離合器,8-閥塊,9-SLP,10-SLS,11- SLU,12 - SLG,13 - SL2,14 - SL1,15 - 手動閥,16 - TCM。a - NC1, b - NT, c - NSS, d - NOUT, e - 車速控制, f - 皮帶輪壓力控制, g - 鎖控制, h - 伺服/剎車壓力控制, i - 離合器控制


豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖24

無級變速器 K320。1 - SLG, 2 - SL1, 3 - SL2, 4 - SLU, 5 - CVT工作液溫度傳感器, 6 - SLP, 7 - SLS, 8 - CVT油冷卻器, 9 - NC1, 10 - NT, 11 - 油壓傳感器,12 - NSS,13 - NOUT,14 - 啟動禁止開關,15 - 離合器行程傳感器


豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖25

1-初級皮帶輪,2-次級皮帶輪,3-鋼帶,4-差速傳動齒輪,5-差速齒圈,6-差速器,7-減速從動齒輪,8-減速傳動齒輪,9-主軸,10-前進離合器,11 - 倒車制動器,12 - 行星齒輪


向前/向后移動


豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖26

1 - 倒車制動器,2 - 衛星,3 - 太陽輪,4 - 托架,5 - 本輪,6 - 前進離合器


前進驅動:前進離合器 - 關閉,扭矩通過太陽齒輪進入并輸出到主皮帶輪。


豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖27

1 - 倒車制動器,2 - 本輪,3 - 托架,4 - 太陽輪,5 - 衛星輪,6 - 前進離合器。a - 出口,b - 入口


反向運動:扭矩通過本輪進入,通過衛星(由反向制動器保持)傳遞到太陽輪,因此齒輪和初級皮帶輪反向旋轉。


豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖28

1 - 倒車制動器,2 - 本輪,3 - 托架,4 - 太陽輪,5 - 衛星輪,6 - 前進離合器。a - 出口,b - 入口


運動方式

豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖29

范圍 D(低滑輪比),前進離合器打開,后退制動關閉。1-初級皮帶輪 2-鋼帶 3-次級皮帶輪 4-主傳動從動齒輪 5-減速機從動齒輪 6-減速機主動齒輪 7-主傳動主動齒輪 8 - 前進離合器,9 - 輸入軸,10 - 倒車制動器


豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖30

范圍 D(高滑輪比),前進離合器打開,后退制動關閉。1-初級皮帶輪 2-鋼帶 3-次級皮帶輪 4-主傳動從動齒輪 5-減速機從動齒輪 6-減速機主動齒輪 7-主傳動主動齒輪 8 - 前進離合器,9 - 輸入軸,10 - 倒車制動器


豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖31

范圍 N,前進離合器關閉,倒車制動關閉。1-初級皮帶輪 2-鋼帶 3-次級皮帶輪 4-主傳動從動齒輪 5-減速機從動齒輪 6-減速機主動齒輪 7-主傳動主動齒輪 8 - 前進離合器,9 - 輸入軸,10 - 倒車制動器


豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖32

R 檔,前進離合器關閉,倒車制動開啟。1-初級皮帶輪 2-鋼帶 3-次級皮帶輪 4-主傳動從動齒輪 5-減速機從動齒輪 6-減速機主動齒輪 7-主傳動主動齒輪 8 - 前進離合器,9 - 輸入軸,10 - 倒車制動器


組成部分


減速機的主動小齒輪由滾柱軸承支撐。

豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖33

1 - 主動齒輪,2 - 軸承,3 - 從動齒輪


油泵——傳統的擺線型,直接安裝在輸入軸上。

豐田新一代 Direct Shift-CVT 技術解析的圖34

1 - 油泵,2 - 泵殼,3 - 主動齒輪,4 - 從動齒輪,5 - 定子軸,6 - 泵蓋(定子)。a - 入口,b - 低壓出口,c - 高壓出口

 

注:文章中引用數據和圖片來源Toyota-Club.Net

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