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    [AT的进化]凯美瑞亚洲龙ES用横置8AT变速箱开发解密—上

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    动力总成黑科技2021-03-16


    在之前的文章中,我曾经介绍了丰田TNGA 2.5L发动机和2.0L用WCVT变速箱的开发解密。本文将对丰田TNGA 2.5L 配套8AT的技术进行解密,该变速箱搭载在凯美瑞、亚洲龙(图片|配置|询价)、雷克萨斯ES等车型上。此8AT变速箱保持了以前6AT同等的搭载性,通过对传动比的调整以及先进技术的导入,提高了运动性和燃油经济性。搭载改进的多片式锁止离合器,接近实现全域动力锁止,搭载更低损耗的齿轮机构,实现更直接的换挡感受。

    丰田全球首创齿轮直驱式CVT深度开发解密(C-HR/凯美瑞/亚洲龙)

    [聚沙成塔]丰田凯美瑞/亚洲龙2.5L发动机超深度开发解密上

    [聚沙成塔]丰田凯美瑞/亚洲龙2.5L发动机超深度开发解密中

    [聚沙成塔]丰田凯美瑞/亚洲龙2.5L发动机超深度开发解密下

    丰田全球首创齿轮直驱式CVT介绍(C-HR/RAV4/凯美瑞/亚洲龙)

    本文技术难度较高,普通车友只要知道结论就好:这是一款和爱信协同开发的变速箱,通过子零件的共通化设计,提高了开发效率,并促进了生产性的提高,在TNGA平台得到广泛的应用。与爱信6AT相比,传动效率提高了8%,加上扩大化的锁止范围,提高了整车燃油经济性,锁止范围扩大了10%,换挡有了直接感,提高了运动型。该8AT变速箱通过多种手段,在6AT基础上,降低了6kg质量,还缩短了5mm,保证和和传统6AT相同的搭载性。

    1 前言

    最近,随着环境问题的意识提高以及对油耗要求的提高,对乘用车的燃油经济性要求不断提高。以欧洲、美国、日本为代表的发达国家不断推广混动车以及纯电动车。另外,从全球视角出差,未来内燃机并不会很快的退出市场,传统的动力总成依旧承担着节能减排的艰巨任务。这次,为了覆盖更大的扭矩范围开发了全新8AT,3.5L匹配的内部代号UA80,2.5L匹配的内部代号为UB80,大幅度提高了燃油经济性。

    2 开发方针

    为了提高丰田车型竞争力,实现产品力飞跃和成本降低,并且对通用化以及生产性进行统一。TNGA平台下采用了全新动力总成,旨在低重心低布局的设计和运动性提高。从生产领域,通过对模具共通化将各个工厂的设备和加工工艺进行统一,能够迅速对市场进行反馈。

    3 开发目标

    通过增加档位来提高燃油经济性,控制性,搭载性,单元的效率。如图1所示,采用了8档架构,主要考虑以下3点。

    1扩大齿轮传动比,变速箱机械损失降低,lock-up范围扩大,从而实现高效率,低油耗设计

    2新控制方式和lock-up领域的扩大化,直接高响应的驱动力设计

    3轻量化,小型化。通过对零件数量降低,材料切换等手段,降低变速箱重量,并通过小型化使其能够搭载在不同车型。

    图1 新8AT截面图

    4 主要单元和基本构造

    新8AT,轴1是液力变矩器(トルクコンバーター)和齿轮传动结构,轴2是中间齿轮(カウンタギヤ),轴3是差速器(ディファレンシャル ギヤ)。详细参数如图所示。机油泵通过链条传动在其他轴上,从而缩短整体长度。阀体由6AT的底部变为前部,从而降低车辆重心。通过扩大齿轮传递,提高了起步加速性能和燃油经济性能。特别是从4挡到8挡采用了等传递比间隔设计,实现有规律的换挡。

    表1 新8AT变速箱主要参数

    齿轮传递过程通过四个离合器(C1、C2、C3、C4)和两个制动器(B1、B2)构成,如图2所示。

    图2 齿轮传递缩略图

    通过对新技术运用,取消了传统的单向离合器,因此新型8AT的接合结构和传统6AT一样,比原来的6AT长度还短,重量还轻。

    这个齿轮传递设计的核心思想是相邻档位的切换只改变一个执行机构,从而降低了变速器控制逻辑,如表2所示。比如说第一档换至第二档,只将执行机构B2换至B1。

    表2 新8AT换挡传递

    如图3所示,丰田设计属于物尽其用的典型,不会给你过多的余量。在不同的扭矩带适用不同的变速箱,传统在200Nm到370Nm的范围内有三款6AT变速箱,现在进行精简化,变为两款8AT,分别是UB80和UA80,扭矩范围从220Nm到380Nm,覆盖丰田主流产品群。

    图3 目前丰田前驱AT产品群

    5 TNGA策略对应的开发

    为了对应广域的扭矩范围,3.5L的UA80和2.5L的UB80都采用了共通化,对不同扭矩也进行了略微调整。

    图4 最匹配和共通化案例

    5.1 和其他变速箱的共通化

    如图5所示,为TNGA 2.5L发动机用的UB80和HV用变速装置的发动机结合面。沿用TNGA理念,对螺栓位置和安装用孔的位置进行共通化,与发动机结合面统一起来,并且生产过程的投资也能够最小化。

    图5 UB80和HV变速箱发动机结合面对比

    5.2 UA80/UB80系列内的共通化

    对扭矩不相关的零件,比如油压相关零件阀门体,油泵进行共通化。

    5.3 YA80/UB80之间的系列化

    对液力变矩器,齿轮传动,变速箱体的各项基准位置进行共通化,由于受到扭矩变化影响,对局部零件进行最优化,如图6所示。通过对各项基准位置进行共通化,量产过程可以采用柔性生产。

    图6 UB80/UA80 外壳对比

    接下文:

    [AT的进化]凯美瑞亚洲龙ES用横置8AT变速箱开发解密—下

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