オートマチックトランスミッション(4速AT)

icon 項目のみ表示/展開表示の切り替え

概要

本ページはHTML5でSVGを使用しています。閲覧には、対応したブラウザを使用してください。
JavaScriptで各図を動かしていますので、JavaScriptが動作するようにしてください。

4AT

4速ATでも遊星歯車の個数や組み合わせの方法がいろいろあります。ここではHR34で使われている2個の遊星歯車のそれぞれのキャリアとリングギアをたすき掛けに接続したCR型について解説します。
他に同じ4速でも2個の遊星歯車のサンギアを接続しOD用の遊星歯車を追加した方式もあります。
HR34 4ATの減速比を元にギアの歯数比を求めそれより速度比・減速比を求めてみます。
湿式多板クラッチやワンウェイクラッチ・ブレーキにより構成され遊星歯車の組み合わせを変化させ必要な減速比を得ます。
4ATの仕様は以下の通りです。
RB20DE RE4R01B(Jatco製)
ギア 減速比
1 2.785
2 1.545
3 1.000
4 0.694
R 2.272
フォワード ワンウェイクラッチ × ○ SVGの代替画像 ロー ワンウェイクラッチ × ○ SVGの代替画像
RE4R01B N リアサンギア インプットシャフト アウトプットシャフト リアプラネタリーピニオン リアリングギア フォワード ワンウェイクラッチ フロントサンギア フロントリングギア ロー ワンウェイクラッチ フロントプラネタリーピニオン フロントブレーキバンド リバースクラッチ ハイクラッチ フォワードクラッチ オーバーランクラッチ ローリバースブレーキ ハイクラッチ SVGの代替画像

Dレンジ

マニュアルセレクト

リバースクラッチ R/C
ハイクラッチ H/C
フォワードクラッチ F/C
オーバーランクラッチ O/C
フォワードワンウェイクラッチ F/O・C 外側に対して内側が右方向の場合フリー、逆方向は固定
ローワンウェイクラッチ L/O・C フロントキャリアーが右回転の場合フリー、逆転は固定
ロー&リバースブレーキ L&P/B
フロントブレーキバンド B/B
R/C H/C F/C O/C F/O・C L/O・C L&&P/B B/B
P
R ○ ○
N
D 1 ○ ● ●
2 ○ ● ○
3 ○ ○ ●
4 ○ ○ ○
2 1 ○ ● ●
2 ○ ● ○
1 1 ○ ○ ● ○
2 ○ ○ ● ○

○ 締結
● 加速状態のみ締結

1速

リアサンギアが入力、リアキャリアが出力の状態です。

加速状態

A B D C(固定) SVGの代替画像
インプットシャフトが加速状態の場合、アウトプットシャフトはタイヤにつながっているので負荷となり、リアキャリアが固定状態または固定に近い状態となります。
この場合、リアサンギアが右回転するとリアキャリアが固定されている場合、リアリングギアは左回転しようとします。
このときローワンウェイクラッチ及びフォワードワンウェイクラッチはリアリングギアを止めようと作用しますので、結果的にリアサンギアは固定されるとみなされます。
したがって、リアプラネタリによるプラネタリ型となります。
回転数比(出力回転数/入力回転数)は、以下のように求めることができます。
後方サンギア入力　後方キャリア出力　後方リングギア固定 プラネタリ型
リアサンギア歯数:Za2
リアリングギア歯数:Zc2
\displaystyle \frac{Za2}{Za2+Zc2}
HR34の1速の減速比は2.785なので、
Zc2:Za2=1.785:1
減速比は以下のように表せる
\displaystyle 1+\frac{Zc2}{Za2}

減速状態

A B D C SVGの代替画像
減速状態の場合、加速状態とは逆でリアリングギアが右回転しようとします。このときワンウェイクラッチはフリー状態なので、リアリングギアはフリー状態となります。
Dレンジで1速の場合、上記の状態なのでエンジンブレーキが利きません。
1レンジを選択している場合は、ローリバースブレーキ及びオーバーランクラッチを締結してリアリングギアを固定しエンジンブレーキが利くようにしています。

2速

1速の動作にフロントブレーキバンドによりフロントサンギアを固定した状態を追加しています。
1速状態に出力をフロントプラネタリのソーラー型の動作により減速された同回転がリアサンギアを同方向に回転させます。
ローワンウェイクラッチは右方向に回転する力が作用しているのでフリー状態となります。
フォワードワンウェイクラッチは外側を右方向に駆動されているので回転を内側に伝えます。
これにより1速より増速されます。
１速と異なり減速時にエンジンブレーキが利きます
リア フロント A B D C A(固定) B C SVGの代替画像
フロントサンギア歯数:Za1
フロントリングギア歯数:Zc1
リアサンギア歯数:Za2
リアリングギア歯数:Zc2
リアプラネタリの歯数比は1速から算出できます。
フロントプラネタリの歯数比はリバースから算出できます。
Za1:Zc1=1:2.272
Za2:Zc2=1:1.785
ソーラー型　リングギア入力　キャリア出力
\displaystyle \frac{Zc1}{Za1+Zc1}=\frac{2.272}{1+2.272}=\frac{1}{1.44014084507042}
Za_1 : Zc_1=1:1.785
Za_2 : Zc_2=1:2.272
\displaystyle \frac{Za_1 Za_2 + Za_1 Zc_2}{Za_1 Za_2 + Za_1 Zc_2 +Za_2 Zc_1}=\frac{1 \times 1 + 1 \times 2.272}{1 \times 1 + 1 \times 2.272 + 1\times 1.785}
\displaystyle =\frac{3.272}{5.057}=0.647
\displaystyle \frac{1}{0.647}=1.546

3rd

ハイクラッチとフォワードクラッチが締結されています。
1速にハイクラッチの動作を追加しております
後方サンギア入力 後方キャリア出力　後方リングギアと前方キャリア接続 前方キャリアとインプット・後方リングギア接続となります。
リアサンギアは入力に接続されたフロントキャリアと同様に回転します。
リアのサンギアとリングギアが同一方向同一回転数で駆動されます。
したがってリアキャリアも入力と同一方向同一回転数で回転します。
速度比、減速比とも1となります。
リア フロント A B D C A B C SVGの代替画像

4th

フロントブレーキバンドを固定、ハイクラッチを締結した状態です。
前方キャリアと後方サンギアに入力されています。後方キャリアが出力で前方のキャリアとつながっています。
フロントプラネタリは、キャリア入力、リングギア出力、サンギア固定となり、ソーラー型となります。
フォワードクラッチが接続されていますが、フォワードワンウェイクラッチは、外側は入力と同じ回転数、内側はフロントで増速された回転が作用していますので、フォワードワンウェイクラッチはフリー状態となり、リアプラネタリは出力に寄与しません。
減速時はエンジンブレーキが作用します。 Za1:Zc1=1:2.272
速度比
\displaystyle \frac{Za1+Zc1}{Zc1}=\frac{1+2.272}{2.272}=1.440
減速比
\displaystyle \frac{1}{1.440}=0.694
フロント A(固定) B D C SVGの代替画像

Rev

リバースクラッチ締結、ローリバースブレーキ固定します。
前方サンギア入力、前方キャリア固定、前方リングギア出力となります。
後方リングギアはフリー状態ですので、キャリが逆回転しているのでリングギアも逆回転します。
キャリアが固定されているので、単に回転は逆方向となり、回転数はサンギアとリングギアの比になります。
2.272 \displaystyle Za1:Zc1=1:2.272
回転比
\displaystyle -\frac{Za1}{Zc1}=-\frac{1}{2.272}=0.440
減速比
\displaystyle \frac{1}{-0.440}=-2.272