丰田新一代 Direct Shift-CVT 技术解析

丰田新一代 Direct Shift-CVT在卡罗拉 210 和 RAV4 50 系列车型上首次亮相。主要创新是启动齿轮：除了传统的变速器（狭义的 - 实际上之间有金属带的移动滑轮），出现了齿轮机构，用于在静止启动、低速行驶或倒车时代替变速器。

因此，启动齿轮对 V 型皮带变速器采取了最不利的模式 - 极限位置，此时皮带沿最小半径运行，弯曲最大，与驱动皮带轮的接触面积最小，滑动和拉出运动。

形式上，新变速器的传动比范围增加到 7.5，而不是前几代 CVT 中的 6-6.5，尽管变速器本身的范围反而下降到 5.0 - 这显然有利于皮带。

皮带轮的直径明显变小，外倾角从 11° 减少到 9°，旨在加快传动比的变化速度。

皮带模式/齿轮模式

 

CVT K120F。1 - 输入轴, 2 - 行星齿轮, 3 - 制动器 B1, 4 - 离合器 C1, 5 - 初级皮带轮, 6 - 次级皮带轮, 7 - 离合器 C2, 8 - 驱动齿轮 # 1, 9 - 从动齿轮 # 1, 10 - 同步器，11 - 2 号主动齿轮，12 - 2 号从动齿轮，13 - 减速器主动齿轮，14 - 减速器从动齿轮，15 - 主齿轮主动齿轮，16 - 主传动从动齿轮

变速器通过关闭和打开离合器 C1 和 C2 在 V 型皮带变速器和齿轮模式之间切换。

 

CVT K120F。1 - 输入轴，2 - 驱动齿轮 #1，3 - 同步器，4 - 驱动齿轮 #2，5 - C1 离合器，6 - B1 制动器，7 - 从动齿轮 #2，8 - 减速齿轮驱动齿轮，9 - 从动齿轮减速机，10-主齿轮主动齿轮，11-主主动从动齿轮，12-初级皮带轮，13-次级皮带轮，14-钢带，15-C2离合器。a - 齿轮模式，b - 变速器模式

同步器用于连接从动齿轮 #1 和驱动器 #2。该系统控制换档拨叉轴和同步器的位置，改变回路中工作流体的压力。状态由位移传感器（拨叉轴的位置）监控。

 

1 - 换档拨叉轴，2 - 2 号驱动齿轮，3 - 同步器环，4 - 轮毂衬套，5 - 1 号从动齿轮，6 - 换档拨叉，7 - 位移传感器。a - 伺服，b - 关闭，c - 打开

起步档位方式：离合器C2打开，离合器C1或制动器B1闭合（静止起步、低速行驶或倒车时）。动力从太阳齿轮通过 1 号驱动齿轮传递到齿轮系，然后通过从动齿轮 2 号传递到齿轮箱。

 

CVT 模式：离合器 C2 闭合，离合器 C1 打开或制动 B1。当 C1 或 B1 打开时，行星齿轮被释放，来自发动机的扭矩被传递到变速器。动力通过钢带从初级皮带轮传输到次级皮带轮，然后通过 C2 离合器传输到变速箱。

 

前进/后退

 

行驶方向通过行星齿轮、离合器 C1 和制动器 B1 改变。

 

1 - 制动器 B1，2 - 离合器 C1，3 - 本轮，4 - 卫星 # 1，5 - 太阳轮，6 - 卫星 # 2，7 - 托架

向前行驶：离合器 C1 将输入轴连接到行星架，从而将扭矩传递到太阳轮。

1 - 制动器 B1（关闭），2 - 本轮，3 - 离合器 C1（打开），4 - 托架，5 - 卫星 # 2，6 - 卫星 # 1，7 - 太阳轮。a - 输入，b - 输出。

向后行驶：制动器 B1 保持本轮，来自发动机的扭矩施加到行星架上，并通过太阳轮以相反的旋转方向排出。

1 - 制动器 B1（开），2 - 本轮，3 - 离合器 C1（关），4 - 托架，5 - 2 号卫星，6 - 1 号卫星，7 - 太阳轮。a - 输入，b - 输出。

运动模式

 

范围 D（启动和低速）：制动器 B1 - 关闭，离合器 C1 - 打开，离合器 C2 - 关闭，同步器 - 关闭

范围 D（皮带轮低速比）：制动器 B1 - 关闭，离合器 C1 - 关闭，离合器 C2 - 打开，同步器 - 打开

范围 D（皮带轮高传动比）：制动器 B1 - 关闭，离合器 C1 - 关闭，离合器 C2 - 打开，同步器 - 打开

范围 N：制动器 B1 - 关闭，离合器 C1 - 关闭，离合器 C2 - 关闭，同步器 - 打开

范围 R：制动器 B1 - 打开，离合器 C1 - 关闭，离合器 C2 - 关闭，同步器 - 关闭

组件

一个集成的 CVT 变速箱位于次级皮带轮和主减速器之间。在新一代中，驱动齿轮由滚珠轴承而不是滚柱轴承支撑。

CVT K120F。1 - 驱动齿轮，2 - 轴承，3 - 从动齿轮，4 - 差速驱动齿轮

新的 CVT 从输入轴接收了一个由链条驱动的叶片油泵。泵链传动用于大多数现代爱信变速箱，与经典变速箱相比，它被认为更先进（它不会增加变速箱长度，不会通过输入轴的尺寸限制最小转子直径，并给出在布局和设计上有相当大的机动自由）。

1-前支架，2-主动链轮，3-从动链轮，4-油泵壳，5-凸轮，6-转子，7-泵壳，8-叶片。a - 入口，b - 低压出口，c - 高压出口

1 - 泵轮，2 - 反应堆，3 - 涡轮叶轮，4 - 阻尼器，5 - 闭锁离合器

塑料侧盖位于车辆前部。

带有启停系统的车型配备了电动油泵。

CVT 流体加热器/冷却器在启动后使用发动机冷却液快速预热变速箱，然后将其保持在指定的温度范围内。油冷却器直接安装在变速箱壳体上。

控制系统

CVT K120F。1 - 速度传感器 (NC1), 2 - 离合器行程传感器, 3 - 启动禁止开关, 4 - 速度传感器 (NOUT), 5 - 速度传感器 (NSS), 6 - 油压传感器, 7 - 速度传感器 (NT), 8 - CVT 油冷却器, 9 - CVT 工作液温度传感器, 10 - SLU, 11 - SL2, 12 - SL1, 13 - SLG, 14 - SLP, 15 - SLS

CVT K120F。1 - 换挡拨片，2 - 方向盘上的开关，3 - 仪表盘，4 - 刹车灯开关，5 - DLC3，6 - 油门踏板位置传感器，7 - 多轴加速度传感器，8 - 控制台上的选择器， 9-切换传输模式，10-主路由器，11-集成面板，12-空调功放。a - ECO 模式开关，b - 正常模式开关，c - 运动模式开关，d - 雪地模式开关

无级变速器 K320。1-闭锁离合器，2-B1制动器，3-C1离合器，4-伺服驱动，5-初级皮带轮，6-次级皮带轮，7-C2离合器，8-阀块，9-SLP，10-SLS，11- SLU，12 - SLG，13 - SL2，14 - SL1，15 - 手动阀，16 - TCM。a - NC1, b - NT, c - NSS, d - NOUT, e - 车速控制, f - 皮带轮压力控制, g - 锁控制, h - 伺服/刹车压力控制, i - 离合器控制

无级变速器 K320。1 - SLG, 2 - SL1, 3 - SL2, 4 - SLU, 5 - CVT工作液温度传感器, 6 - SLP, 7 - SLS, 8 - CVT油冷却器, 9 - NC1, 10 - NT, 11 - 油压传感器，12 - NSS，13 - NOUT，14 - 启动禁止开关，15 - 离合器行程传感器

1-初级皮带轮，2-次级皮带轮，3-钢带，4-差速传动齿轮，5-差速齿圈，6-差速器，7-减速从动齿轮，8-减速传动齿轮，9-主轴，10-前进离合器，11 - 倒车制动器，12 - 行星齿轮

向前/向后移动

1 - 倒车制动器，2 - 卫星，3 - 太阳轮，4 - 托架，5 - 本轮，6 - 前进离合器

前进驱动：前进离合器 - 关闭，扭矩通过太阳齿轮进入并输出到主皮带轮。

1 - 倒车制动器，2 - 本轮，3 - 托架，4 - 太阳轮，5 - 卫星轮，6 - 前进离合器。a - 出口，b - 入口

反向运动：扭矩通过本轮进入，通过卫星（由反向制动器保持）传递到太阳轮，因此齿轮和初级皮带轮反向旋转。

1 - 倒车制动器，2 - 本轮，3 - 托架，4 - 太阳轮，5 - 卫星轮，6 - 前进离合器。a - 出口，b - 入口

运动方式

范围 D（低滑轮比），前进离合器打开，后退制动关闭。1-初级皮带轮 2-钢带 3-次级皮带轮 4-主传动从动齿轮 5-减速机从动齿轮 6-减速机主动齿轮 7-主传动主动齿轮 8 - 前进离合器，9 - 输入轴，10 - 倒车制动器

范围 D（高滑轮比），前进离合器打开，后退制动关闭。1-初级皮带轮 2-钢带 3-次级皮带轮 4-主传动从动齿轮 5-减速机从动齿轮 6-减速机主动齿轮 7-主传动主动齿轮 8 - 前进离合器，9 - 输入轴，10 - 倒车制动器

范围 N，前进离合器关闭，倒车制动关闭。1-初级皮带轮 2-钢带 3-次级皮带轮 4-主传动从动齿轮 5-减速机从动齿轮 6-减速机主动齿轮 7-主传动主动齿轮 8 - 前进离合器，9 - 输入轴，10 - 倒车制动器

R 档，前进离合器关闭，倒车制动开启。1-初级皮带轮 2-钢带 3-次级皮带轮 4-主传动从动齿轮 5-减速机从动齿轮 6-减速机主动齿轮 7-主传动主动齿轮 8 - 前进离合器，9 - 输入轴，10 - 倒车制动器

组成部分

减速机的主动小齿轮由滚柱轴承支撑。

1 - 主动齿轮，2 - 轴承，3 - 从动齿轮

油泵——传统的摆线型，直接安装在输入轴上。

1 - 油泵，2 - 泵壳，3 - 主动齿轮，4 - 从动齿轮，5 - 定子轴，6 - 泵盖（定子）。a - 入口，b - 低压出口，c - 高压出口

 

注：文章中引用数据和图片来源Toyota-Club.Net