CN100368703C - 车辆的7档自动变速器的动力传动系 - Google Patents

Abstract

车辆的7档变速器的动力传动系，可提高耐久性、获得生产率和设计自由并且改善自动变速器的性能。包括：输入轴；变速器壳体；第一单齿轮行星齿轮组布置在输入轴且包括第一齿圈，第一齿圈固连到第二行星齿轮架；第二单齿轮行星齿轮组布置在输入轴且包括第二齿圈，第二齿圈固连到第三行星齿轮架；第三单齿轮行星齿轮组布置在输入轴上且包括第三齿圈，第三齿圈固连到第一行星齿轮架且第三齿圈连到输出轴；第一太阳轮通过第一制动器连到变速器壳体；第二太阳轮固连到输入轴以当输入部件；第三太阳轮通过第三制动器连到变速器壳体；第一离合器可将第二行星齿轮架连到输入轴，第二离合器可将第一太阳轮连接到输入轴，第三离合器可将第三太阳轮连接到输入轴，第二制动器和一单向离合器可将第三行星齿轮架连到变速器壳体。

Description

车辆的7档自动变速器的动力传动系

交叉参照的相关申请

本申请要求2004年3月9日提交的申请号为10-2004-0015707的韩国申请的优先权，在这里引用其公开的内容。

技术领域

本发明涉及车辆的7档自动变速器的动力传动系。

背景技术

通常，汽车公司设计车辆自动变速器的不同形式的动力传动系。4档或5档自动变速器已普遍使用，现在已经设计出6档自动变速器且已应用在车辆上。最近，正努力开发7档自动变速器。

例如，通过组装一单齿轮行星齿轮组和一Ravineaux型组合式行星齿轮组以及三个离合器和三个制动器，可以实现7档。更具体地，一单齿轮行星齿轮组布置在一组合式行星齿轮组的后部。该单齿轮行星齿轮组的一第一行星齿轮架直接连接到一输入轴，这样该第一行星齿轮架总是充当一输入部件。一第一离合器连接一第一齿圈和组合式行星齿轮组的一第三太阳轮，一第二离合器连接该第一齿圈和组合式行星齿轮组的一第二太阳轮。

一第三离合器，充当一可变输入部件，将组合式行星齿轮组的第二和第三行星齿轮架连接到该输入轴。同时，组合式行星齿轮组的第二和第三行星齿轮架通过一第一制动器可变地连接到一变速器壳体上，以可选择地充当一导轮。组合式行星齿轮组的一第三齿圈连接到一输出齿轮以充当一输出部件。

另外，组合式行星齿轮组的第二和第三行星齿轮架通过一单向离合器OWC连接到变速器壳体上，这样可以阻止第二和第三行星齿轮架的转动，一第二制动器布置在变速器壳体和组合式行星齿轮组的第二太阳轮之间，这样组合式行星齿轮组的第二太阳轮可以充当一可选择的导轮。单齿轮行星齿轮组的一第一太阳轮通过一第三制动器连接到变速器壳体上，这样单齿轮行星齿轮组的第一太阳轮可以充当一可选择的导轮。

在如上所述的动力传动系中，通过操作第一离合器以及第一和第三制动器实现第一档。通过取消第一制动器在第一档中的动作，使第二制动器动作而实现第二档。通过取消第二制动器在第二档中的动作，使第二离合器动作而实现第三档。通过取消第二离合器在第三档中的动作，使第三离合器动作而实现第四档。通过取消第三制动器在第四档中的动作，使第二离合器动作而实现第五档。通过取消第一离合器的动作，使第三制动器动作而实现第六档。通过取消第二离合器在第六档中的动作，使第二制动器动作而实现第七档。最后，通过操作第二离合器、第一和第三制动器而实现倒档。

虽然这个动力传动系可以实现七个前进档和一个倒档，其使用的Ravineaux型组合式行星齿轮组在径向方向上非常大，导致出现阻力矩，且在换档中包括许多操作部件。另外，损坏了行星齿轮组的耐久性，且不能有效地获得生产率和设计自由。

美国专利US 6572507B1涉及一种动力系，其可通过使用三个行星齿轮组、两个离合器和三个制动器实现六个前进速度和一个后退速度。

发明内容

本发明提供一种通过组装单齿轮行星齿轮组形成的7档自动变速器的动力传动系，这样可以提高耐久性、获得生产率和设计自由，还可以改善自动变速器的性能。

本发明提供了一种车辆的7档变速器的动力传动系，包括：输入轴；变速器壳体；第一单齿轮行星齿轮组，其布置在输入轴上且包括第一齿圈，该第一齿圈固定连接到第二行星齿轮架上；第二单齿轮行星齿轮组，其布置在输入轴上且包括第二齿圈，该第二齿圈固定连接到第三行星齿轮架上；第三单齿轮行星齿轮组，其布置在输入轴上且包括第三齿圈，该第三齿圈固定连接到第一行星齿轮架上，并且第三齿圈连接到一输出轴上；第一太阳轮，其通过第一制动器可选择地连接到变速器壳体上；第二太阳轮，其固定连接到输入轴上以总是充当输入部件；以及第三太阳轮，其通过第三制动器可选择地连接到变速器壳体上；第一离合器可选择地将第二行星齿轮架连接到输入轴上，第二离合器可选择地将第一太阳轮连接到输入轴上，第三离合器可选择地将第三太阳轮连接到输入轴上，第二制动器和一单向离合器可选择地将第三行星齿轮架连接到变速器壳体上。

在另一个实施例中，一第二行星齿轮架通过一第一离合器可选择地连接到输入轴上，一第三行星齿轮架穿过一第二制动器和一单向离合器可选择地连接到变速器壳体上，一第三齿圈连接到一输出轴上。在又一个实施例中，该第三离合器以及第二和第三制动器布置在变速器壳体的内侧前部，第一和第二离合器以及第一制动器布置在变速器壳体的内侧后部。在另一个实施例中，该单向离合器和第二制动器还可以平行布置在变速器壳体内部。

最后，可以操作第一制动器和单向离合器以实现第一档，操作第一制动器和第三制动器以实现第二档，操作第二离合器和单向离合器以实现第三档，操作第三离合器和第一制动器以实现第四档，操作第一离合器和第一制动器以实现第五档，操作第一离合器和第三离合器以实现第六档，操作第一离合器和第三制动器以实现第七档，操作第三离合器和第二制动器以实现倒档。

附图说明

构成说明书一部分的附图示出了本发明的一个实施例，且与说明书一起解释说明本发明，其中：

图1是根据本发明一实施例的动力传动系的结构图；

图2是在根据本发明一实施例的动力传动系换档时，摩擦部件动作的表格；

图3是档位图表，是根据杆分析法显示的在根据本发明一实施例的动力传动系中从第一档到第四档的换档过程；以及

图4是档位图表，是根据杆分析法显示的在根据本发明一实施例的动力传动系中从第五档到第七档以及倒档的换档过程。

具体实施方式

图1是根据本发明一实施例的动力传动系的结构图。第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3分别依次地布置在一输入轴2上的从后到前侧，该输入轴通过一液力变矩器(未示出)与发动机(未示出)的一输出轴(未示出)相连。第一行星齿轮组PG1是一单齿轮行星齿轮组，其包括一第一太阳轮S1、一第一齿圈R1和一第一行星齿轮架PC1，该第一行星齿轮架可转动地支撑一第一行星齿轮P1，该第一行星齿轮啮合在第一太阳轮S1和第一齿圈R1之间。第二行星齿轮组PG2是一单齿轮行星齿轮组，其包括一第二太阳轮S2、一第二齿圈R2和一第二行星齿轮架PC2，该第二行星齿轮架可转动地支撑一第二行星齿轮P2，该第二行星齿轮啮合在第二太阳轮S2和第二齿圈R2之间。第三行星齿轮组PG3是一单齿轮行星齿轮组，其包括一第三太阳轮S3、一第三齿圈R3和一第三行星齿轮架PC3，该第三行星齿轮架可转动地支撑一第三行星齿轮P3，该第三行星齿轮啮合在第三太阳轮S3和第三齿圈R3之间。

如图1所示，第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3依次地布置在变速器的从后到前侧。在这些部件中，第一齿圈R1和第二行星齿轮架PC2、第二齿圈R2和第三行星齿轮架PC3、以及第一行星齿轮架PC1和第三齿圈R3分别彼此固定连接。

第二太阳轮S2固定连接到输入轴2上，从而第二太阳轮S2总是充当一输入部件。由于第一太阳轮S1、第三太阳轮S3和第一齿圈R1分别通过一第二离合器C2、一第三离合器C3和一第一离合器C1连接到输入轴2上，所以第一太阳轮S1、第三太阳轮S3和第一齿圈R1也可选择地充当输入部件。

第一太阳轮S1和第三太阳轮S3分别通过一第一制动器B1和一第三制动器B3连接到变速器壳体上。因此，第一太阳轮S1和第三太阳轮S3可选择地充当固定部件。另外，第三行星齿轮架PC3通过一第二制动器B2和一与第二制动器平行的单向离合器OWC连接到变速器壳体4上，这样第三行星齿轮架PC3充当一可变地固定部件。第三齿圈R3连接到一输出齿轮6上，这样第三齿圈R3总是充当一输出部件。

在上述布置中，第一和第二离合器C1和C2以及第一制动器B1位于变速器壳体4的内侧后部，第三离合器C3以及第二和第三制动器B2和B3位于变速器壳体4的内侧前部。

现在参考附图2，通过操作第一制动器B1和单向离合器OWC实现第一前进档。通过操作第一和第三制动器B1和B3实现第二前进档。通过操作第二离合器C2和单向离合器OWC实现第三前进档。通过操作第三离合器C3和第一制动器B1实现第四前进档。通过操作第一离合器C1和第一制动器B1实现第五前进档。通过操作第一和第三离合器C1和C3实现第六前进档。通过操作第一离合器C1和第三制动器B3实现第七前进档。通过操作第三离合器C3和第二制动器B2实现倒档。因此，通过上述动力传动系实现七个前进档和一个倒档。

在根据本发明的动力传动系中，组装三个单齿轮行星齿轮组、第一齿圈R1和第二行星齿轮架PC2、第二齿圈R2和第三行星齿轮架PC3、以及第三齿圈R3和第一行星齿轮架PC1分别彼此固定在一起。然后如图3所示，在根据杆分析法显示的档位图表中，具有六个节点。第一节点N1相应于第二太阳轮S2。第二节点N2相应于第三太阳轮S3。第三节点N3相应于第一齿圈R1和第二行星齿轮架PC2。第四节点N4相应于第二齿圈R2和第三行星齿轮架PC3。第五节点N5相应于第一行星齿轮架PC1和第三齿圈R3。第六节点N6相应于第一太阳轮S1。

图3和图4表示根据本发明一实施例的动力传动系的换档过程。在第一前进档中，第一制动器B1和单向离合器OWC动作。然后通过第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3的共同动作，形成了如图3第一档位图所示的档位线，第四节点N4和第六节点N6充当固定部件，通过相应于第二太阳轮S2的第一节点N1执行输入。从而，通过第五节点N5输出档位“D1”，从而输出部件实现第一前进档。

在第二前进档中，第一制动器B1和第三制动器B3动作。当动力传动系从第一前进档转换到第二前进档时，取消单向离合器OWC的动作，第三制动器B3开始动作。然后通过第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3的共同动作，形成了如图3的第二档位图的档位线，第二节点N2和第六节点N6充当固定部件，通过相应于第二太阳轮S2的第一节点N1执行输入，从而，通过第五节点N5输出档位“D2”，从而输出部件实现第二前进档。

在第三前进档中，第二离合器C2和单向离合器OWC动作。当动力传动系从第二前进档转换到第三前进档时，取消第一和第三制动器B1和B3的动作，第二离合器C2和单向离合器OWC开始动作。然后通过第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3的共同动作，形成了如图3第三档位图的档位线，第四节点N4充当固定部件，同时通过相应于第二太阳轮S2的第一节点N1和相应于第一太阳轮S1的第六节点N6执行输入，从而，通过第五节点N5输出档位“D3”，从而输出部件实现第三前进档。

在第四前进档中，第三离合器C3和第一制动器B1动作。当动力传动系从第三前进档转换到第四前进档时，取消第二离合器C2和单向离合器OWC的动作，第三离合器C3和第一制动器B1开始动作。然后通过第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3的共同动作，形成了如图3第四档位图的档位线，第六节点N6充当固定部件，通过相应于第二太阳轮S2的第一节点N1和相应于第三太阳轮S3的第二节点N2执行输入。从而，通过第五节点N5输出档位“D4”，从而输出部件实现第四前进档。

在第五前进档中，第一离合器C1和第一制动器B1动作。当动力传动系从第四前进档转换到第五前进档时，取消第三离合器C3的动作，第一离合器C1被控以进行动作。然后通过相应于第二太阳轮S2的第一节点N1和相应于第二行星齿轮架PC2的第三节点N3执行输入。因此，第二行星齿轮组PC2整体转动，第六节点N6充当一固定部件。通过第五节点N5执行输出档位“D5”，如图4中第五档位图所示，通过第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3的共同动作，从而输出部件实现第五前进档。

在第六前进档中，第一离合器C1和第三离合器C3动作。当动力传动系从第五前进档转换到第六前进档时，取消第一制动器B1的动作，第三离合器C3开始动作。然后通过相应于第二太阳轮S2的第一节点N1、相应于第二行星齿轮架PC2的第三节点N3和相应于第三太阳轮S3的第二节点N2执行输入。在该档中没有固定部件。因此第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3处于直接连接状态，从而通过第五节点N5执行输出档位“D6”，如图4中第六档位图所示，输出部件实现第六前进档。

在第七前进档中，第一离合器C1和第三制动器B3动作。当动力传动系从第六前进档转换到第七前进档时，取消第三离合器C3的动作，第三制动器B3开始动作。然后同时通过相应于第二太阳轮S2的第一节点N1和相应于第二行星齿轮架PC2的第三节点N3执行输入，这样第二行星齿轮组PG2整体转动，相应于第三太阳轮S3的第二节点N2充当固定部件。因此，通过第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3的共同动作，形成了如图4第七档位图的档位线。通过第五节点N5输出档位“D7”从而输出部件实现第七前进档。

在倒档中，第三离合器C3和第二制动器B2动作。然后通过第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3的共同动作，形成了如图4的倒档档位图的档位线，第四节点N4充当固定部件，通过相应于第二太阳轮S2的第一节点N1和相应于第三太阳轮S3的第二节点N2执行输入。通过第五节点N5输出档位“R”从而输出部件实现倒档。

由于本领域普通技术人员很容易获得每个行星齿轮组的档位线，因此省略了其详细说明。

在根据本发明的动力传动系中，第一前进档的变速比被确定为4.829，第二前进档的变速比被确定为2.900，第三前进档的变速比被确定为2.139，第四前进档的变速比被确定为1.765，第五前进档的变速比被确定为1.352，第六前进档的变速比被确定为1.000，第七前进档的变速比被确定为0.750。因此可以实现变速比的优化。在本发明中，可以减少换档操作部件的数量，很容易实现第七前进档。另外，通过只组装单齿轮行星齿轮组来形成动力传动系，可以提高耐久性、获得生产率以及设计自由，改善自动变速器的性能。

虽然已经详细地说明了本发明的实施例，本领域技术人员可以清楚地理解，许多变形和/或改进仍在如所附权利要求中限定的本发明范围内。

Claims (4)

1.一种车辆的7档变速器的动力传动系，包括：

输入轴；

变速器壳体；

第一单齿轮行星齿轮组，其布置在输入轴上且包括第一齿圈，该第一齿圈固定连接到第二行星齿轮架上；

第二单齿轮行星齿轮组，其布置在输入轴上且包括第二齿圈，该第二齿圈固定连接到第三行星齿轮架上；

第三单齿轮行星齿轮组，其布置在输入轴上且包括第三齿圈，该第三齿圈固定连接到第一行星齿轮架上，并且第三齿圈连接到一输出轴上；

第一太阳轮，其通过第一制动器可选择地连接到变速器壳体上；

第二太阳轮，其固定连接到输入轴上以总是充当输入部件；以及

第三太阳轮，其通过第三制动器可选择地连接到变速器壳体上；

其特征在于：

第一离合器可选择地将第二行星齿轮架连接到输入轴上，第二离合器可选择地将第一太阳轮连接到输入轴上，第三离合器可选择地将第三太阳轮连接到输入轴上，第二制动器和一单向离合器可选择地将第三行星齿轮架连接到变速器壳体上。

2.根据权利要求1的动力传动系，其特征在于：第三离合器以及该第二和第三制动器布置在变速器壳体的内侧前部，该第一离合器、第二离合器和第一制动器布置在变速器壳体的内侧后部。

3.根据权利要求1的动力传动系，其特征在于：该单向离合器和第二制动器平行地布置在变速器壳体内。

4.根据权利要求1的动力传动系，其特征在于：在第一档中操作第一制动器和单向离合器，在第二档中操作第一制动器和第三制动器，在第三档中操作第二离合器和单向离合器，在第四档中操作第三离合器和第一制动器，在第五档中操作第一离合器和第一制动器，在第六档中操作第一离合器和第三离合器，在第七档中操作第一离合器和第三制动器，在倒档中操作第三离合器和第二制动器。

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