Toyota Direct Shift-CVT

EN | RU | JP

Eugenio,77
mail@toyota-club.net
© Toyota-Club.Net
Feb 2021


K120F · K320

Вариаторные трансмиссии нового поколения были впервые представлены в 2018, и дебютировали на моделях семейств Corolla 210 и RAV4 50.

Главная инновация - стартовая передача (launch gear): в дополнение к традиционному вариатору (в узком значении слова - собственно подвижные шкивы с металлическим ремнем между ними), появился шестеренный механизм, который используется вместо вариатора при старте с места, движении на низкой скорости или задним ходом.



Таким образом, стартовая передача приняла на себя наиболее неблагоприятные для клиноременного вариатора режимы - крайнее положение, когда работающий по минимальному радиусу ремень имел максимальный перегиб и минимальную площадь соприкосновения с ведущим шкивом, буксование и движение внатяг.



Формально, диапазон передаточных отношений новой трансмиссии увеличился до 7.5 вместо 6-6.5 в CVT прошлых поколений, хотя диапазон собственно вариатора, наоборот, уменьшился до 5.0 - что явно пошло на пользу ремню.



Заметно меньше стал диаметр шкивов, а угол их развала уменьшился с 11 до 9°, что было призвано увеличить скорость изменения передаточного отношения.



Характеристики

K120F
Заправочная емкость (полная): 8.3-8.6 л
Тип жидкости: Toyota genuine CVT Fluid FE
Передаточное отношение стартовой передачи: 3.377 (вперед) / 3.136 (назад)
Передаточное отношение вариатора: 2.236~0.447
Главная передача и промежуточный редуктор: 4.262
Вес (с жидкостью): 90-91 кг

K320
Заправочная емкость (полная): 8.4 liters
Тип жидкости: Toyota genuine CVT Fluid FE
Передаточное отношение стартовой передачи: 3.362 (вперед) / 3.120 (назад)
Передаточное отношение вариатора: 2.236~0.447
Главная передача и промежуточный редуктор: 4.007
Вес (с жидкостью): 90 кг


Aisin vs. Jatco

Порой можно слышать, что в новых вариаторах повторяется давно известная концепция Jatco CVT7. На самом деле, принципиальное отличие решения Jatco - дополнительныый планетарный редуктор установлен последовательно с постоянно работающим клиноременным вариатором, тогда как У Aisin зубчатая передача установлена параллельно вариатору, и одновременно работает только одна из ветвей передачи мощности.

Заслугой Jatco можно признать самый большой непрерывный диапазон изменения передаточных отношений вариатора (7.3 или 8.7), но ареал распространения CVT7 ограничен малыми моделями с крутящим моментом двигателя в пределах 150 нм.



Режимы вариатора / стартовой передачи (belt-mode/gear-mode)


CVT K120F. 1 - входной вал, 2 - планетарный механизм, 3 - тормоз B1, 4 - муфта C1, 5 - первичный шкив, 6 - вторичный шкив, 7 - муфта C2, 8 - ведущая шестерня #1, 9 - ведомая шестерня #1, 10 - синхронизатор, 11 - ведущая шестерня #2, 12 - ведомая шестерня #2, 13 - ведущая шестерня редуктора, 14 - ведомая шестерня редуктора, 15 - ведущая шестерня главной передачи, 16 - ведомая шестерня главной передачи

Трансмиссия переключается между режимами клиноременного вариатора и шестеренной передачи замыканием и размыканием муфт C1 и C2.


CVT K120F. 1 - входной вал, 2 - ведущая шестерня #1, 3 - синхронизатор, 4 - ведущая шестерня #2, 5 - муфта C1, 6 - тормоз B1, 7 - ведомая шестерня #2, 8 - ведущая шестерня редуктора, 9 - ведомая шестерня редуктора, 10 - ведущая шестерня главной передачи, 11 - ведомая шестерня главной передачи, 12 - первичный шкив, 13 - вторичный шкив, 14 - стальной ремень, 15 - муфта C2. a - режим шестеренной передачи, b - режим вариатора

Синхронизатор служит для соединения ведомой шестерни #1 и ведущей #2. Система управляет положением вала вилки переключения и синхронизатором, изменяя давление рабочей жидкости в контуре. Состояние контролируется датчиком перемещения (положения вала вилки переключения).


1 - вал вилки переключения, 2 - ведущая шестерня #2, 3 - кольцо синхронизатора, 4 - втулка ступицы, 5 - ведомая шестерня #1, 6 - вилка переключения, 7 - датчик перемещения. a - сервопривод, b - замкнут, c - разомкнут

Режим стартовой передачи: муфта C2 размыкается, замыкается муфта C1 или тормоз B1 (при старте с места, движении на малой скорости или задним ходом). Мощность передается от солнечной шестерни через ведущую шестерню #1 к механизму шестеренной передачи, и затем через ведомую шестерню #2 к редуктору.

Режим вариатора: муфта C2 замыкается, размыкается муфта C1 или тормоз B1. При размыкании C1 или B1 планетарная передача освобождается и крутящий момент от двигателя передается к вариатору. Мощность передается стальным наборным ремнем от первичного шкива ко вторичному, и далее через муфту C2 к редуктору.



Движение вперед/назад

Переключение направления движения выполняется с помощью планетарного механизма, муфты C1 и тормоза B1.


1 - тормоз B1, 2 - муфта C1, 3 - эпицикл, 4 - сателлит #1, 5 - солнечная шестерня, 6 - сателлит #2, 7 - водило

Движение вперед: муфта C1 соединяет входной вал с водилом планетарного механизма, после чего момент передается к солнечной шестерне.


1 - тормоз B1 (выкл), 2 - эпицикл, 3 - муфта C1 (вкл), 4 - водило, 5 - сателлит #2, 6 - сателлит #1, 7 - солнечная шестерня. a - вход, b - выход.

Движение назад: тормоз B1 удерживает эпицикл, крутящий момент от двигателя подводится к водилу планетарного механизма и отводится через солнечную шестерню с противоположным направлением вращения.


1 - тормоз B1 (вкл), 2 - эпицикл, 3 - муфта C1 (выкл), 4 - водило, 5 - сателлит #2, 6 - сателлит #1, 7 - солнечная шестерня. a - вход, b - выход.

Режимы движения

Диапазон D (старт с места и движение на малой скорости): тормоз B1 - выкл, муфта C1 - вкл, муфта C2 - выкл, синхронизатор - замкнут


Диапазон D (низкое передаточное отношение шкивов): тормоз B1 - выкл, муфта C1 - выкл, муфта C2 - вкл, синхронизатор - разомкнут


Диапазон D (высокое передаточное отношение шкивов): тормоз B1 - выкл, муфта C1 - выкл, муфта C2 - вкл, синхронизатор - разомкнут


Диапазон N: тормоз B1 - выкл, муфта C1 - выкл, муфта C2 - выкл, синхронизатор - разомкнут


Диапазон R: тормоз B1 - вкл, муфта C1 - выкл, муфта C2 - выкл, синхронизатор - замкнут


Компоненты

Встроенный редуктор CVT расположен между вторичным шкивом и главной передачей. В новом поколении ведущая шестерня опирается на шариковые подшипники вместо роликовых.


CVT K120F. 1 - ведущая шестерня, 2 - подшипник, 3 - ведомая шестерня, 4 - ведущая шестерня дифференциала

Новые вариаторы получили лопастной масляный насос, приводимый в действие цепью от входного вала. Цепной привод насоса используется в большинстве современных трансмиссий Aisin, что считается более прогрессивным в сравнении с классическим (он не увеличивает длину трансмиссии, не лимитирует минимальный диаметр ротора размерами входного вала, дает значительную свободу маневра в компоновке и конструкции).


1 - передняя опора, 2 - ведущая звездочка, 3 - ведомая звездочка, 4 - корпус масляного насоса, 5 - кулачок, 6 - ротор, 7 - корпус насоса, 8 - лопасть. a - впускной порт, b - выпускной порт низкого давления, c - выпускной порт высокого давления



Трансмиссия оснащена традиционным гидротрансформатором с flex-режимом муфты блокировки.


1 - насосное колесо, 2 - реактор, 3 - турбинное колесо, 4 - демпфер, 5 - муфта блокировки

Пластиковая боковая крышка расположена со стороны передней части автомобиля.



Модели с системой стоп-старт получили электрический маслонасос.

Нагреватель/охладитель рабочей жидкости CVT использует охлаждающую жидкость двигателя для быстрого прогрева трансмиссии после запуска, и последующего поддержания ее температуры в установленных пределах. Маслоохладитель установлен непосредственно на корпусе трансмиссии.



Система управления


CVT K120F. 1 - датчик частоты вращения (NC1), 2 - датчик хода муфты, 3 - выключатель запрещения запуска, 4 - датчик частоты вращения (NOUT), 5 - датчик частоты вращения (NSS), 6 - датчик давления масла, 7 - датчик частоты вращения (NT), 8 - маслоохладитель CVT, 9 - датчик температуры рабочей жидкости CVT, 10 - SLU, 11 - SL2, 12 - SL1, 13 - SLG, 14 - SLP, 15 - SLS


CVT K120F. 1 - подрулевые лепестки, 2 - переключатели на рулевом колесе, 3 - комбинация приборов, 4 - выключатель стоп-сигналов, 5 - DLC3, 6 - датчик положения педали акселератора, 7 - многокоординатный датчик ускорения, 8 - селектор на консоли, 9 - переключатель режимов трансмиссии, 10 - главный маршрутизатор, 11 - интегральная панель, 12 - усилитель кондиционера. a - выключатель режима ECO, b - выключатель режима Normal, c - выключатель режима Sport, d - выключатель режима Snow


CVT K320. 1 - муфта блокировки, 2 - тормоз B1, 3 - муфта C1, 4 - сервопривод, 5 - первичный шкив, 6 - вторичный шкив, 7 - муфта C2, 8 - блок клапанов, 9 - SLP, 10 - SLS, 11 - SLU, 12 - SLG, 13 - SL2, 14 - SL1, 15 - клапан ручного режима, 16 - TCM. a - NC1, b - NT, c - NSS, d - NOUT, e - управление скоростью автомобиля, f - управление давлением шкива, g - управление блокировкой, h - управление давлением сервопривода/тормоза, i - управление муфтой


CVT K320. 1 - SLG, 2 - SL1, 3 - SL2, 4 - SLU, 5 - датчик температуры рабочей жидкости CVT, 6 - SLP, 7 - SLS, 8 - маслоохладитель CVT, 9 - NC1, 10 - NT, 11 - датчик давления масла, 12 - NSS, 13 - NOUT, 14 - выключатель запрещения запуска, 15 - датчик хода муфты

В системе используются 6 линейных соленоидов (э/м клапанов):
SLS: давление вторичного шкива (регулировка силы прижима ремня в соответствии с величиной входного крутящего момента)
SLP: давление первичного шкива (управление передаточным отношением)
SLU: давление муфты блокировки гидротрансформатора
SL1: муфта C1 режима стартовой передачи
SL2: муфта C2 для режима вариатора
SLG: синхронзатор и тормоз B1


Соленоид SLP (K320). 1 - масляный насос, 2 - клапан первичного шкива, 3 - соленоид SLS, 4 - соленоид SLP, 5 - клапан управления (вторичный шкив), 6 - клапан управления (первичный шкив), 7 - первичный шкив, 8 - вторичный шкив


Соленоид SLS (K320). 1 - масляный насос, 2 - клапан первичного шкива, 3 - соленоид SLS, 4 - соленоид SLP, 5 - клапан управления (вторичный шкив), 6 - клапан управления (первичный шкив), 7 - первичный шкив, 8 - вторичный шкив


Соленоид SLU (K320). 1 - соленоид SLU, 2 - клапан муфты блокировки, 3 - гидротрансформатор. a - выкл, b - вкл

В системе используются 4 датчика частоты вращения (типа датчик Холла):
NC1: частота вращения ведущей шестерни #1
NT: частота вращения первичного шкива
NSS: частота вращения вторичного шкива
NOUT: частота вращения выходного вала

А также:
- датчик температуры рабочей жидкости CVT
- датчик давления масла
- датчик перемещения (положения вилки переключения)

• "Sport Sequential Shiftmatic" - функция имитации секвентальной КПП с фиксированными передаточными отношениями теперь насчитывает 10 виртуальных ступеней вместо 8 у прошлого поколения.

• В традиционном вариаторе колеса жестко соединены во вторичным шкивом, поэтому ударные нагрузки (при резком торможении, при движении с пробуксовками по неоднородной поверхности и резком появлении "зацепа") передаются на ремень и рабочие поверхности шкивов. В новом вариаторе муфта C2 выполняет роль демпфера между вариатором и колесами, плюс к тому предсумотрена функция быстрого уменьшения силы прижима ремня на вторичном шкиве.

• Больше не используется механизм преднатяжения в переднем дифференциале (коническая пружина между полуосевой шестерней и корпусом).

• Список заводских кодов неисправностей, так или иначе связанных с системой CVT, увеличился вдвое:

Toyota DTCCause
P033531Crankshaft position sensor A no signal
P050031Vehicle speed sensor A no signal
P060747Control module performance bank 1 watchdog/safety MCU Failure
P061347TCM processor watchdog/safety MCU failure
P061512Starter relay circuit short to battery
P070312Brake switch B circuit short to battery
P070513Transmission range sensor A circuit open
P070562Transmission range sensor A signal compare failure
P071000Transmission fluid temperature sensor A circuit range/performance
P071011Transmission fluid temperature sensor A circuit short to ground
P071015Transmission fluid temperature sensor A circuit short to battery or open
P071512Input/turbine speed sensor A circuit short to battery
P071514Input/turbine speed sensor a circuit short to ground or open
P071531Input/turbine speed sensor a no signal
P072012Output speed sensor circuit short to battery
P072014Output speed sensor circuit short to ground or open
P072031Output speed sensor no signal
P074512Pressure control solenoid a circuit short to battery
P074514Pressure control solenoid a circuit short to ground or open
P07457FPressure control solenoid a actuator stuck off
P077512Pressure control solenoid b circuit short to battery
P077514Pressure control solenoid b circuit short to ground or open
P07757FPressure control solenoid b actuator stuck off
P084000Transmission fluid pressure sensor/switch a circuitrange/performance
P084011Transmission fluid pressure sensor/switch a circuit short to ground
P084015Transmission fluid pressure sensor/switch a circuit short to battery or open
P08C312Pressure control solenoid m circuit short to battery
P08C314Pressure control solenoid m circuit short to ground or open
P08C37FPressure control solenoid m actuator stuck off
P091400Gear shift position circuit range/performance
P091412Gear shift position circuit short to battery
P091414Gear shift position circuit short to ground or open
P158504Acceleration sensor circuit system internal failure
P158549Acceleration sensor circuit internal electronic failure
P158649Acceleration sensor circuit range / performance internal electronic failure
P158900Acceleration sensor learning value
P17029FAT solenoids operation shutdown circuit stuck off
P170300AT solenoid output malfunction
P175009Brake ECU malfunction
P274512Intermediate shaft speed sensor b circuit short to battery
P274514Intermediate shaft speed sensor b circuit short to ground or open
P274531Intermediate shaft speed sensor b no signal
P274912Intermediate shaft speed sensor c circuit short to battery
P274914Intermediate shaft speed sensor c circuit short to ground or open
P274931Intermediate shaft speed sensor c no signal
P275600Torque converter clutch pressure control solenoid control circuit performance/stuck off
P275612Torque converter clutch pressure control solenoid control circuit short to battery
P275614Torque converter clutch pressure control solenoid control circuit short to ground or open
P27567ETorque converter clutch pressure control solenoid control actuator stuck on
P281F00Pressure control solenoid j performance/stuck off (2 trip detected)
P281F12Pressure control solenoid j circuit short to battery
P281F14Pressure control solenoid j circuit short to ground or open
P281F71Pressure control solenoid j performance/stuck off actuator stuck
P282812Pressure control solenoid k circuit short to battery
P282814Pressure control solenoid k circuit short to ground or open
P28287FPressure control solenoid k actuator stuck off
U010087Lost communication with ECM/PCM A missing message
U012587Lost communication with multi-axis acceleration sensor module missing message
U012987Lost communication with brake system control module missing message
U110387Lost communication with stop and start control module missing message



K114F (старый тип)

Лучше оценить степень сложности новых вариаторов позволяет сравнение с самым свежим CVT традиционной конструкции, который устанавливался на RAV4 прошлого поколения.

K114F
Заправочная емкость (полная): 7.1 л
Тип жидкости: Toyota genuine CVT Fluid FE
Передаточное отношение вариатора: 2.517~0.397
Главная передача и промежуточный редуктор: 5.791
Вес (с жидкостью): 94-95 кг


1 - первичный шкив, 2 - вторичный шкив, 3 - стальная лента, 4 - ведущая шестерня дифференциала, 5 - коронная шестерня дифференциала, 6 - дифференциал, 7 - ведомая шестерня редуктора, 8 - ведущая шестерня редуктора, 9 - первичный вал, 10 - муфта переднего хода, 11 - тормоз заднего хода, 12 - планетарная передача

Движение вперед/назад


1 - тормоз заднего хода, 2 - сателлит, 3 - солнечная шестерня, 4 - водило, 5 - эпицикл, 6 - муфта переднего хода

Движение вперед: муфта переднего хода - замкнута, момент входит через солнечную шестерню и выходит к первичному шкиву.


1 - тормоз заднего хода, 2 - эпицикл, 3 - водило, 4 - солнечная шестерня, 5 - сателлит, 6 - муфта переднего хода. a - выход, b - вход

Движение назад: момент входит через эпицикл, передается на солнечную шестерню серез сателлиты (удерживаемые тормозом заднего хода), таким образом шестерня и первичный шкив вращаются в противоположном направлении.


1 - тормоз заднего хода, 2 - эпицикл, 3 - водило, 4 - солнечная шестерня, 5 - сателлит, 6 - муфта переднего хода. a - выход, b - вход

Режимы движения


Диапазон D (низкое передаточное отношение шкивов), муфта переднего хода - вкл, тормоз заднего хода - выкл. 1 - первичный шкив, 2 - стальной ремень, 3 - вторичный шкив, 4 - ведомая шестерня главной передачи, 5 - ведомая шестерня редуктора, 6 - ведущая шестерня редуктора, 7 - ведущая шестерня главной передачи, 8 - муфта переднего хода, 9 - входной вал, 10 - тормоз заднего хода


Диапазон D (высокое передаточное отношение шкивов), муфта переднего хода - вкл, тормоз заднего хода - выкл. 1 - первичный шкив, 2 - стальной ремень, 3 - вторичный шкив, 4 - ведомая шестерня главной передачи, 5 - ведомая шестерня редуктора, 6 - ведущая шестерня редуктора, 7 - ведущая шестерня главной передачи, 8 - муфта переднего хода, 9 - входной вал, 10 - тормоз заднего хода


Диапазон N, муфта переднего хода - выкл, тормоз заднего хода - выкл. 1 - первичный шкив, 2 - стальной ремень, 3 - вторичный шкив, 4 - ведомая шестерня главной передачи, 5 - ведомая шестерня редуктора, 6 - ведущая шестерня редуктора, 7 - ведущая шестерня главной передачи, 8 - муфта переднего хода, 9 - входной вал, 10 - тормоз заднего хода


Диапазон R, муфта переднего хода - выкл, тормоз заднего хода - вкл. 1 - первичный шкив, 2 - стальной ремень, 3 - вторичный шкив, 4 - ведомая шестерня главной передачи, 5 - ведомая шестерня редуктора, 6 - ведущая шестерня редуктора, 7 - ведущая шестерня главной передачи, 8 - муфта переднего хода, 9 - входной вал, 10 - тормоз заднего хода

Компоненты

· Ведущая шестерня редуктора опирается на роликовые подшипники.


1 - ведущая шестерня, 2 - подшипник, 3 - ведомая шестереня

· Масляный насос - традиционный, трохоидного типа, установлен непосредственно на входном валу.


1 - масляный насос, 2 - корпус насоса, 3 - ведущая шестерня, 4 - ведомая шестерня, 5 - вал статора, 6 - крышка насоса (статор). a - впускной порт, b - выпускной порт низкого давления, c - выпускной порт высокого давления

· Маслоохладитель - внешнего размещения, с дополнительными трубками.



Система управления

В CVT K114F используются 5 соленоидов и 3 датчика скорости:
SC: переключает соленоид SLU для управления муфтой переднего хода
SL: переключает соленоид SLU для управления муфтой блокировки гидротрансформатора
SLU: управление муфтой переднего хода или муфтой блокировки гидротрансформатора
SLP: управление давлением первичного шкива
SLS: управление давлением вторичного шкива

NIN: частота вращения первичного шкива (индуктивного типа)
NOUT: частота вращения вторичного шкива (датчик Холла)
NT: частота вращения барабана муфты переднего хода (датчик Холла)


1 - датчик расхода воздуха, 2 - датчик температуры охлаждающей жидкости, 3 - датчик положения дроссельной заслонки, 4 - датчик положения коленвала, 5 - CVT, 6 - ECM, 7 - маслоохладитель CVT, 8 - выключатель запрещения запуска, 9 - датчик давления масла, 10 - NOUT, 11 - NIN, 12 - NT, 13 - блок клапанов, 14 - SLU, 15 - SC, 16 - SLP, 17 - SLS, 18 - SL, 19 - датчик температуры рабочей жидкости CVT










Рейтинг@Mail.ru