CN100396959C - 自动变速器的六档传动系 - Google Patents

Abstract

自动变速器六档传动系，可提高耐用性和传输效率包括：具第一太阳轮、齿圈和齿轮架的第一行星齿轮组；具第二太阳轮、齿圈和齿轮架的第二行星齿轮组；具第三太阳轮、齿圈和齿轮架的第三行星齿轮组；具第四太阳轮、齿圈和齿轮架的第四行星齿轮组；输入轴；输出齿轮；变速器壳体。第一齿圈固连第三齿轮架和第四齿圈。第一齿轮架固连第四齿轮架。第一第二太阳轮固连。第二齿圈固连壳体。第三太阳轮固连输入轴；第三齿轮架固连到输出齿轮。第四太阳轮由第一离合器接到输入轴；第一或第四齿轮架由第二离合器接到输入轴。第二齿轮架由第三离合器接到第三齿圈。第一或第四齿轮架由第一制动器连到壳体；第二太阳轮由第二制动器连到壳体。

Description

自动变速器的六档传动系

相互参照的相关申请

本申请要求于2004年9月7日在韩国知识产权局申请的第10-2004-0071079号韩国专利申请的优选权及利益，该申请的全部内容在这里参照引入。

技术领域

本发明总体上涉及一种自动变速器。更具体地说，本发明涉及一种自动变速器的传动系，其可利用多个行星齿轮组的组合实现多个换档速度。

背景技术

自动变速器的典型换档机构利用多个行星齿轮组的组合。这种包括多个行星齿轮组的自动变速器传动系改变从该自动变速器扭矩变换器接收的转速和扭矩，并因此改变该扭矩并将该改变的扭矩传递到输出轴。

已经公知的是，当变速器实现更多数目换档速度时，该变速器的速度比可更加优选设计，因此车辆可具有较好的燃油里程以及较好的性能。为此，能够实现更多换档速度的自动变速器处于不断地研究中。

此外，对于相同数目的档速，例如耐用性、在动力传输上的效率以及尺寸等传动系特征主要取决于组合的行星齿轮组的布置。因此，传动系组合结构的设计也在不断地研究中。

具有太多速度的手控变速器为驾驶员带来过于频繁换档操作的麻烦。因此，由于自动变速器主要是自动地控制换档操作，而不需要人工操作，因此更多档速的积极特征对于自动传输更加重要。

除针对四档以及五档速度传动系的各种开发之外，实现六个前进速度和一个倒档速度的自动变速器传动系近来已经提出，在2000年6月6日公开的第6,071,208号美国专利中已经发现了其中的一个实例。

图15示出了第6,071,208号美国专利的传动系，而图16示出了用于该传动系的工作图表。

参见图15，第6,071,208号美国专利的传动系包括双级小齿轮行星齿轮组PG1和一对单级小齿轮行星齿轮组PG2和PG3。第一齿轮架4固定连接到输入轴2，而第二齿轮架22始终作为输出部件。

对于在操作部件之间的连接，第一齿圈6和第三齿圈8、第二太阳轮12和第三太阳轮10、以及第二齿圈16和第三齿轮架14分别互相固定连接。同时，该第一齿轮架4分别通过第一离合器C1和第二离合器C2可变地连接到第一太阳轮18和该第三齿轮架14。

此外，该传动系还包括可使固定连接的第二、第三太阳轮12、10的转动停止的第一制动器B1、可使该第三齿轮架14转动停止的第二制动器B2、可使该第一和第三齿圈6和8的转动停止的第三制动器B3以及可使该第一太阳轮18停止的第四制动器B4。

如上所述，US6,071,208中的该六档传动系包括两个离合器和四个制动器的六个摩擦部件。然而，优选的是，使用较少的摩擦部件，以实现六个前进速度和一个倒档速度，从而使自动变速器可更轻和紧凑。

图16为用于US6,071,208传动系的工作图表，而图17A-17F为示出了当根据图16工作图表操作传动系时获得工作状态的图表。

特别是，图17A示出了US6,071,208传动系详细的说明，即每个行星齿轮组的齿轮比。图17B示出了在通过图17A详细说明中获得传动系的每个换档速度中的速度比。此外，图17C示出了对于每个换档速度的每个操作部件相对于输入部件的转速。图17D示出了以每个换档速度摩擦部件的滑动速度。图17E示出了每个操作部件或者每个摩擦部件承受的扭矩负荷。图17F示出了在每个换档速度参与动力传输的行星齿轮组。

如图16所示，US6,071,208的传动系分别在一档速度操作该第一和第四制动器B1和B4、在二档速度操作该第一离合器C1和该第一制动器B1、在第三速度操作第二离合器C2和第一制动器B1、在四档速度操作第一和第二离合器C1和C2、在五档速度操作第二离合器C2和该第四制动器B4以及在第六档速度操作第二离合器C2和第三制动器B3。在倒档速度操作第二和第四制动器B2、B4。

参见该工作图表，详细描述US6,071,208传动系每个操作部件的工作状态。该传动系的行星齿轮组应当具有图17A所示的齿轮比，从而实现图17B所示的速度比。

(1)在该第三档前进速度，该第一太阳轮18以超过两倍于输入轴转速的速度旋转(参见图17C)。此外，没有在该三档速率操作的第四制动器B4的滑动速度变得与该第一太阳轮18的同样高(参见图17D)。

在需要加速情况中，由于在该四档前进速度，六档自动变速器通常实现1∶1速度比，因此该第三档前进速度频繁地啮合。因此，如果部件始终在这种换档速度中以高速旋转，自动变速器的耐用性降低。

(2)参见图17D，摩擦部件的滑动速度对于整个速度范围是过大的，这样降低了自动变速器的耐用性，同时产生过多的能量损耗。因此，该传动系应该改进，以对于速度D2-D6具有较小的摩擦部件的滑动速度。

特别是，摩擦部件滑动速度和在六档前进速度D6变得太大，因此该耐用性问题在该六档前进速度最严重。

(3)参见图17F、当考虑参与动力传输的行星齿轮组数目时，对于该第五和六档速度至少两个行星齿轮组参与该动力传输，这样降低了动力效率。优选的是，提高动力传输效率。

在发明背景部分公开的信息仅仅用于增加对发明背景的理解，而不应该作为确认或者任何形式建议，即确认或者建议该信息构成已经在该国为本领域普通技术人员所熟知的现有技术。

日本专利申请JP2004-176764A，公开日期为2004年6月24日，其公开了一种自动变速器用齿轮变速装置。

发明内容

如上所述，现有技术的六档传动系具有许多有待提高的因素。本发明致力于提供一种自动变速器的六档传动系，其中该传动系通过具有少量摩擦部件而具有稳定性和耐用性。

根据本发明实施例的典型自动变速器的六档传动系包括：具有第一太阳轮、第一齿圈和第一齿轮架的操作部件的第一行星齿轮组；具有第二太阳轮、第二齿圈和第二齿轮架的操作部件的第二行星齿轮组；具有第三太阳轮、第三齿圈和第三齿轮架的操作部件的第三行星齿轮组；具有第四太阳轮、第四齿圈和第四齿轮架的操作部件的第四行星齿轮组；输入轴；输出齿轮；以及变速器壳体。

该第一齿圈固定连接到该第三齿轮架和该第四齿圈。该第一齿轮架固定连接到该第四齿轮架。该第一太阳轮固定连接到第二太阳轮。该第二齿圈通过固定连接到该变速器壳体上而始终静止。该第三太阳轮通过固定连接到该输入轴而始终作为输入部件；该第三齿轮架通过固定连接到该输出齿轮而始终作为输出部件。该第四太阳轮经由第一离合器可变地连接到该输入轴；该固定连接的第一和第四齿轮架中至少一个经由第二离合器可变地连接到该输入轴。该第二齿轮架经由第三离合器可变地连接到该第三齿圈。该固定连接的第一和第四齿轮架中至少一个经由第一制动器可变地连接到该变速器壳体，并受该第一制动器的停止操作支配；该第二太阳轮经由第二制动器可变地连接到该变速器壳体，并受第二制动器的停止操作支配。

在另外的实施例中，该第一、第二、第三和第四行星齿轮组以第二行星齿轮组、第一行星齿轮组、第四行星齿轮组和第三行星齿轮组的顺序布置。

在又一个实施例中，该第一行星齿轮组的第一操作部件与该第四行星齿轮组的第十操作部件整体地形成，以及该第一行星齿轮组的第二操作部件与该第四行星齿轮组的第十一操作部件整体地形成，从而该第一和第四行星齿轮组形成双排行星齿轮组。

对于这种典型的自动变速器六档传动系，输入轴、输出齿轮和第一到第三离合器的布置可不同地变化。

作为第一实例，该输入轴布置在相对于该第三行星齿轮组与该输出齿轮同一方向，该第一和第二离合器中一个相对于该第三行星齿轮组朝该输入轴布置，而该第一和第二离合器的另一个相对于第二行星齿轮组与该输入轴相对布置。

在这种情况下，该第一离合器可相对于该第三行星齿轮组朝该输入轴布置，而第二离合器可相对于第二行星齿轮组与该输入轴相对布置。

作为第二实例，该输入轴布置在相对于该第三行星齿轮组与该输出齿轮同一方向，该第一和第二离合器两者相对于该第三行星齿轮组朝该输入轴布置。

在这种情况下，在从第三行星齿轮组到该输入轴的方向，该第一和第二离合器可以以第一离合器和第二离合器的顺序布置。

可选择的是，在这种情况下，在从该第三行星齿轮组到该输入轴的方向，该第一和第二离合器可以该第二离合器和第一离合器的顺序布置。

作为第三实例，该输入轴布置在相对于第二行星齿轮组与输出齿轮相对布置，而该第一和第二离合器两者相对于第二行星齿轮组朝第二输入轴布置。

在这种情况下，在从第二行星齿轮组到该输入轴的方向，该第一和第二离合器可以以第一离合器和第二离合器的顺序布置。

与该第一制动器并联布置的单向离合器还包括在这种典型的自动变速器六档传动系内。

该第一和第二制动器可以湿型多片盘式制动器或者带式制动器实现。

在较宽范围内，根据本发明实施例的另一个典型自动变速器的六档传动系包括：具有在操纵杆示意图中占有序列位置(sequentialposition)的第一、第二和第三操作部件的第一行星齿轮组；具有在操纵杆示意图中占有序列位置的第四、第五和第六操作部件的第二行星齿轮组；具有在操纵杆示意图中占有序列位置的第七、第八和第九操作部件的第三行星齿轮组；具有在操纵杆示意图中占有序列位置的第十、第十一和第十二操作部件的第四行星齿轮组；输入轴；输出轴；以及变速器壳体。

该第一操作部件固定连接到该第八操作部件和该第十操作部件。该第二操作部件固定连接到该第十一操作部件。该第三操作部件固定连接到该第六操作部件。该第四操作部件通过固定连接到该变速器壳体上而始终静止。该第七操作部件通过固定连接到该输入轴而始终作为输入部件。该第八操作部件通过固定连接到该输出齿轮而始终作为输出部件。该第十二操作部件经由第一离合器可变地连接到该输入轴。该固定连接的第二和第十一操作部件中至少一个经由第二离合器可变地连接到该输入轴。该第五操作部件经由第三离合器可变地连接到第九操作部件。该固定连接的第二和第十一操作部件中至少一个经由第一制动器可变地连接到该变速器壳体，并受该第一制动器的停止操作支配。该第六操作部件经由第二制动器可变地连接到该变速器壳体，并受第二制动器的停止操作支配。

在另外的实施例中，该第一、第二、第三和第四行星齿轮组以第二行星齿轮组、第一行星齿轮组、第四行星齿轮组和第三行星齿轮组的顺序布置。

在又一个实施例中，该第一行星齿轮组的第一操作部件与该第四行星齿轮组的第十操作部件整体地形成，以及该第一行星齿轮组的第二操作部件与该第四行星齿轮组的第十一操作部件整体地形成，从而该第一和第四行星齿轮组形成双排行星齿轮组(compound planetarygearset)。

对于这种典型的自动变速器六档传动系，输入轴、输出齿轮和第一到第三离合器的布置可不同地变化。

作为第一实例，该输入轴布置在相对于该第三行星齿轮组与该输出齿轮同一方向，该第一和第二离合器中一个相对于该第三行星齿轮组朝该输入轴布置，而该第一和第二离合器的另一个相对于第二行星齿轮组与该输入轴相对布置。

在这种情况下，该第一离合器可相对于该第三行星齿轮组朝该输入轴布置，而第二离合器可相对于第二行星齿轮组与该输入轴相对布置。

作为第二实例，该输入轴布置在相对于该第三行星齿轮组与该输出齿轮同一方向，该第一和第二离合器两者相对于该第三行星齿轮组朝该输入轴布置。

在这种情况下，在从第三行星齿轮组到该输入轴的方向，该第一和第二离合器可以以第一离合器和第二离合器的顺序布置。

可选择的是，在这种情况下，在从该第三行星齿轮组到该输入轴的方向，该第一和第二离合器可以该第二离合器和第一离合器的顺序布置。

作为第三实例，该输入轴布置在相对于第二行星齿轮组与输出齿轮相对布置，而该第一和第二离合器两者相对于第二行星齿轮组朝第二输入轴布置。

在这种情况下，在从第二行星齿轮组到该输入轴的方向，该第一和第二离合器可以以第一离合器和第二离合器的顺序布置。

与该第一制动器并联布置的单向离合器还包括在这种典型的自动变速器六档传动系内。

该第一和第二制动器可以湿型多片盘式制动器或者带式制动器实现。

附图说明

附图示出了本发明的示范性的实施例，并与该描述一起，用来说明本发明的原理，其中：

图1示出了根据本发明第一实施例的自动变速器六档传动系；

图2示出了根据本发明第二实施例的自动变速器六档传动系；

图3示出了根据本发明第三实施例的自动变速器六档传动系；

图4示出了根据本发明第四实施例的自动变速器六档传动系；

图5为根据本发明实施例的自动变速器六档传动系工作图表；

图6为示出了根据本发明实施例的自动变速器六档传动系操作节点(N1到N6)的操纵杆示意图，其中在该第一行星齿轮组PG1和该第四行星齿轮组PG4具有相同的齿圈/太阳轮齿数比；

图7示出了用于根据本发明实施例的自动变速器六档传动系一档前进速度的速度图；

图8示出了用于根据本发明实施例的自动变速器六档传动系二档前进速度的速度图；

图9示出了用于根据本发明实施例的自动变速器六档传动系三档前进速度的速度图；

图10示出了用于根据本发明实施例的自动变速器六档传动系四档前进速度的速度图；

图11示出了用于根据本发明实施例的自动变速器六档传动系五档前进速度的速度图；

图12示出了用于根据本发明实施例的自动变速器六档传动系六档前进速度的速度图；

图13示出了用于根据本发明实施例的自动变速器六档传动系倒档速度的速度图；

图14A-14F为示出这样的操作状态的图表，该操作状态为当操作具有具体齿数比根据本发明实施例的自动变速器六档传动系时获得；

图15示出了根据现有技术典型的六档传动系；

图16为用于图15所示传动系的工作图表；以及

图17A-17F为示出了这样状态的图表，当根据图16中工作图表操作图15所示传动系时获得该工作状态。

具体实施方式

下面将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。

如图1到图4所示，根据本发明实施例的自动变速器六档传动系包括第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG3的四个行星齿轮组。

该第一行星齿轮组PG1为单个小齿轮行星齿轮组，并包括第一太阳轮S1、第一齿轮架PC1和第一齿圈R1作为其操作部件。与该第一齿圈R1和该第一太阳轮S1两者啮合的第一小齿轮P1连接到该第一齿轮架PC1并通过该第一齿轮架PC1承载。

第二行星齿轮组PG2为单个小齿轮行星齿轮组，并包括第二太阳轮S2、第二齿轮架PC2和第二齿圈R2作为其操作部件。与第二齿圈R2和第二太阳轮S2两者啮合的第二小齿轮P2连接到第二齿轮架PC2并通过该第二齿轮架PC2承载。

第三行星齿轮组PG3为单个小齿轮行星齿轮组，并包括第三太阳轮S3、第三齿轮架PC3和第三齿圈R3，作为其操作部件。与第三齿圈R3和第三太阳轮S3两者啮合的第三小齿轮P3连接到第三齿轮架PC3并通过该第三齿轮架PC3承载。

该第四行星齿轮组PG4为单个小齿轮行星齿轮组，并包括第四太阳轮S4、第四齿轮架PC4和第四齿圈R4，作为其操作部件。与第四齿圈R4和第四太阳轮S4两者啮合的第四小齿轮P4连接到第四齿轮架PC4并通过该第四齿轮架PC4承载。

此外，如图1到图4所示，根据本发明实施例的自动变速器六档传动系还包括对于接收来自发动机(未示出)扭矩的输入轴100、用于输出来自该传动系扭矩的输出齿轮200和变速器壳体300。

该第一齿圈R1固定连接到该第三齿轮架PC3，并还固定连接到该第四齿圈R4。

该第一齿轮架PC1固定连接到该第四齿轮架PC4。

该第一太阳轮S1固定连接到第二太阳轮S2。

该第二齿圈R2通过固定连接到该变速器壳体300而始终静止。

该第三太阳轮S3通过固定连接到该输入轴100而始终作为输入部件。

该第三齿轮架PC3通过固定连接到该输出齿轮200而始终作为输出部件。

该第四太阳轮S4经由第一离合器C1可变地连接到该输入轴100。

该固定连接的第一和第四齿轮架PC1、PC4中至少一个经由第二离合器C2可变地连接到该输入轴100。

该第二齿轮架PC2经由第三离合器C3可变地连接到该第三齿圈R3。

该固定连接的第一和第四齿轮架PC1、PC4中至少一个经由第一制动器B1可变地连接到该变速器壳体300，并受该第一制动器B1的停止操作支配。

该第二太阳轮S2经由第二制动器B2可变地连接到该变速器壳体300，并受第二制动器B2的停止操作支配。

如图1到图4所示，该第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4以这样顺序布置，即第二行星齿轮组PG2、第一行星齿轮组PG1、第四行星齿轮组PG4和第三行星齿轮组PG3。如图1到图4所示，对于在第二和第三行星齿轮组PG2、PG3之间彼此靠近的第一和第四行星齿轮组PG1、PG4，该第一行星齿轮组PG1的第一齿圈R1与该第四行星齿轮组PG4的第四齿圈R4整体地形成。也就是说，一个共用的齿圈CR通常作为用于该第一和第四行星齿轮组PG1、PG4的齿圈。

此外，该第一行星齿轮组PG1的第一齿轮架PC1与该第四行星齿轮组PG4的齿轮架PC4整体地形成。也就是说，一个共用的小齿轮的齿轮架通常作为用于该第一和第四行星齿轮组PG1、PG4的齿轮架。也就是说，该第一行星齿轮组PG1的第一行星小齿轮P1和该第四行星齿轮组PG4的第四行星小齿轮P4通过一个共用的小齿轮的齿轮架CPC互相连接，同时它们具有相同的操作。

因此，该第一行星齿轮组PG1和该第四行星齿轮组PG4形成双排行星齿轮组CPG。

在下文的描述中，对于这种双排行星齿轮组CPG，该第一行星齿轮组PG1和该第四行星齿轮组PG4应当假定具有相同齿圈/太阳轮齿数比。

然而这种假定用于对本发明精神较好地描述和理解，不应该理解成把本发明范围限制到其中。该第一行星齿轮组PG1可具有与该第四行星齿轮组PG4不同的齿圈/太阳轮齿数比，从以下描述中，这种区别的结果对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。

如图1所示，根据本发明第一实施例的六档传动系，相对于该第三行星齿轮组PG3，该输入轴100布置在该输出齿轮200的同一方向。

此外，该第一和第二离合器C1和C2其中的一个相对于该第三行星齿轮组PG3朝该输入轴100布置。此外，该第一和第二离合器C1和C2其中的另一个相对于第二行星齿轮组PG3与该输入轴100相对布置。

更详细地说，该第一离合器C1相对于该第三行星齿轮组PG3朝该输入轴100布置，而第二离合器C2相对于第二行星齿轮组PG2与该输入轴100相对布置。

如图2和图3所示，根据本发明第二或者第三实施例的六档传动系，该输入轴100相对于该第三行星齿轮组PG3布置在该输出齿轮200的同一方向，而该第一和第二离合器C1和C2两者均相对于该第三行星齿轮组PG3朝该输入轴100布置。

如图2所示，根据本发明第二实施例的六档传动系，在从该第三行星齿轮组PG3到该输入轴100的方向，该第一和第二离合器C1和C2以第一离合器C1和第二离合器C2这样顺序布置。

如图3所示，根据本发明第三实施例的六档传动系，在从该第三行星齿轮组PG3到该输入轴100的方向，该第一和第一离合器C1和C2以该第二离合器C2和第一离合器C1这样顺序布置。

如图4所示，根据本发明第四实施例的六档传动系，该输入轴100相对于第二行星齿轮组PG2与该输出齿轮200相对布置，而第一和第二离合器C1和C2两者均相对于第二行星齿轮组PG2朝输入轴100布置。

更详细地说，根据本发明第四实施例的六档传动系，在从第二行星齿轮组PG2到该输入轴100的方向，该第一和第二离合器C1和C2以第一离合器C1和第二离合器C2这样顺序布置。

如图1到图4所示，本发明的第一到第四实施例中任意的六档传动系还包括与该第一制动器B1并联布置的单向离合器OWC。

由于具有这种单向离合器OWC，一档前进速度可通过该第三离合器C3的操作实现，而没有操作该第一制动器B1。

根据本发明第一到第四实施例的六档传动系，第一和第二制动器B1和B2中每个均可通过湿型多片盘式制动器或者带式制动器实现。

在下文中，详细描述根据本发明实施例自动变速器的六档传动系的操作。以下描述可同样地应用于本发明的第一到第四实施例中。

如图5所示，根据本发明实施例自动变速器的六档传动系：在一档前进速度D1操作第三离合器C3和该第一制动器B1；在二档前进速度D2操作第三离合器C3和第二制动器B2；在三档前进速度操作该第三离合器C3和该第一离合器C1；在四档前进速度D4操作该第三离合器C3和第二离合器C2；在五档前进速度操作该第一离合器C1与第二离合器C2；以及在六档前进速度D6操作第二离合器C2和第二制动器B2。

在倒档速度R操作该第一离合器C1和该第一制动器B1。

在第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4具有如图14A所示齿圈/太阳轮齿数比的情况下，获得图5所示换档比率的具体值。当该第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3、和PG4的齿圈/太阳轮齿数比不同于图14A中的，则用于该不同齿圈/太阳轮齿数比的换档比率值可通过本领域普通技术人员根据本发明的详细描述显而易见地计算。

图6为示出了根据本发明实施例的自动变速器六档传动系操作节点(N1到N6)的操纵杆示意图，其中在该第一行星齿轮组PG1和该第四行星齿轮组PG4具有相同的齿圈/太阳轮齿数比。

因此，该第四行星齿轮组PG4的操作部件显示出与该第一行星齿轮组PG1操作部件相同的旋转特征。因此，他们可通过该第一行星齿轮组PG 1的操作部件来代表并在下文中不考虑。

如图6所示，该第一行星齿轮组PG1的第一齿圈R1、第一齿轮架PC1和第一太阳轮S1依次位于该操纵杆示意图中的操作节点N2、N4和N6。

第二行星齿轮组PG2的第二齿圈R2、第二齿轮架PC2和第二太阳轮S2依次地位于操纵杆示意图中的操作节点N3、N5和N6。

第三行星齿轮组PG3的第三太阳轮S3、第三齿轮架PC3和第三齿圈R3依次地位于操纵杆示意图中的操作节点N1、N2和N5。

第四行星齿轮组PG4的第四齿圈R4、第四齿轮架PC4和第四太阳轮S4依次地位于操纵杆示意图中的操作节点N2、N4和N6。

如上所述，该输入轴100经由该第一和第二离合器C1和C2分别可变地连接到该第四太阳轮S4和该第一齿轮架PC1(或者相等地该第四齿轮架PC4)。因此，分别根据该第一和第二离合器C1和C2的操作，经由该输入轴100输入的发动机转动被输送到该第六节点N6或者该第四节点N4。

经由并联布置的该第一制动器B1和该单向离合器OWC，该第一齿轮架PC1(或者相等地该第四齿轮架PC4)可变地连接到该变速器壳体300。因此，该第一齿轮架PC1和该第四齿轮架PC4的第四节点N4可通过该第一制动器B1和/或该单向离合器OWC的操作而停止。

此外，第二太阳轮S2经由第二制动器B2可变地连接到该变速器壳体300。因此，该第六节点N6可通过该第二制动器B2的操作停止。

在下文中，参照图7-13，详细描述通过根据本发明实施例的自动变速器六档传动系每个速度的形成。

在图7到图13中，L1表示用于该第一行星齿轮组PG1的速度线，L2表示用于第二行星齿轮组PG2的速度线，以及L3表示用于该第三行星齿轮组PG3的速度线。

由于该第一太阳轮S1和第二太阳轮S2互相固定连接，因此该第一行星齿轮组PG1的速度线和第二行星齿轮组PG2的速度线L2在第六节点N6相遇。

由于该第一齿圈R1和该第三齿轮架PC3互相固定连接，因此该第一行星齿轮组PG1的速度线L1和该第三行星齿轮组PG3的速度线L3在第二节点N2相遇。

由于该第二齿圈R2固定连接到变速器壳体300，因此该第三节点N3始终静止。

由于该第三太阳轮S3固定连接到输入轴，因此该第三太阳轮S3始终以输入速度旋转。

通过在这种状态下对该第一、第二和第三离合器C1、C2和C3以及该第一和第二制动器B1和B2选择性的操作，确定该第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3的该速度线L1、L2和L3的配置。

如图7所示，在一档前进速度D1，由于该第三离合器C3操作，因此在该第五节点N5的该第三齿圈R3和第二齿轮架PC2以同步速度旋转。此外，由于该第一制动器B1操作，因此该第四节点N4静止。

因此，在这种情况下，该速度线L1、L2和L3如图7所示形成。

也就是说，对于该第二行星齿轮组PG2的第三、第五和第六节点N3、N5和N6，该第三节点N3是静止的，并且该第五和第六节点N5和N6以负的速度也就是相反速度旋转。

对于该第一行星齿轮组PG1的该第二、第四和第六节点N2、N4和N6，速度线L1为连接反向旋转的该第六节点N6和静止的第四节点N4的直线。

因此，如图7所示，该第三行星齿轮组PG3的速度线L3形成为向右倾斜。在这种情况下，该第三齿轮架PC3的输出部件以相对于输入轴100旋转非常低的速度旋转。

在该一档前进速度，该第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3全部参与动力传输。

如图8所示，在二档前进速度D2，由于该第三离合器C3也在二档前进速度操作，因此在该第五节点N5的该第三齿圈R3和第二齿轮架PC2保持以同步速度旋转。此外，由于第二制动器B2操作，因此第六节点N6是静止的。

因此在这种情况下，由于该第三和第六节点N3、N6两者是静止的，第二行星齿轮组PG2的第二齿轮架PC2，也就是该第五节点N5变得静止。

因此，该第三行星齿轮组PG3的速度线L3通过静止的第五节点N5和以输入速度旋转的第一节点N1形成。与该一档前进速度相比，该第三行星齿轮组PG3的该速度线L3变得略微地在逆时针方向旋转。因此，与该一档前进速度相比，作为输出部件的第三齿轮架PC3以增加的速度旋转。

在这样的二档前进速度，由于第二行星齿轮组PG2是静止的，而只有该第三行星齿轮组PG3参与动力传输。

如图9所示，在三档前进速度D3，由于该第三离合器C3也在三档前进速度操作，因此在该第五节点N5的该第三齿圈R3和第二齿轮架PC2保持以同步速度旋转。此外，由于该第一离合器C1操作，因此该第六节点N6还以与该输入轴100相同速度旋转。

因此，在这种情况下，第二行星齿轮组PG2的速度线L2通过静止的第三节点N3和以输入速度旋转的第六节点N6形成。通过在第二行星齿轮组PG2的速度线L2上的第五节点N5，确定该第三行星齿轮组PG3的速度线L3。

这样，与二档前进速度相比，该第三行星齿轮组PG3的该速度线L3变得略微地在逆时针方向旋转。因此，与二档前进速度相比，作为输出部件的第三齿轮架PC3以增加的速度旋转。

在这样的三档前进速度，第二和第三行星齿轮组PG2、PG3参与该动力传输。

如图10所示，在四档前进速度D4，由于该第三离合器C3也在四档前进速度操作，因此在该第五节点N5的该第三齿圈R3和第二齿轮架PC2保持以同步速度旋转。此外，由于第二离合器C2操作，因此该第四节点N4也以与该输入轴100相同速度旋转。

因此，在这种情况下，该速度线L1、L2和L3如图10所示形成。

也就是说，与三档前进速度相比，该第二行星齿轮组PG2的该速度线L2变得略微地在逆时针方向旋转。

以同样的方法，与三档前进速度相比，该第三行星齿轮组PG3的该速度线L3变得略微地在逆时针方向旋转。因此，与三档前进速度相比，作为输出部件的第三齿轮架PC3以增加的速度旋转。

在该四档前进速度，该第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3全部参与动力传输。

在该五档前进速度D5，该第一和第二离合器C1和C2操作。因此，如图11所示，该第四和第六节点N4、N6以与该输入轴100相同速度旋转。

这样，该第一行星齿轮组PG1的速度线L1在该输入轴100的旋转速度高度上变得水平。这意味着该第一行星齿轮组作为整体旋转。

这样，第二节点N2还以输入速度旋转，并因此该输入速度在不改变情况下直接输出。

在该五档前进速度，该第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3中均不参与动力传输。

在该六档前进速度D6，如图12所示，由于第二离合器C2操作，因此该第四节点N4以与该输入轴100相同速度旋转。此外，由于第二制动器B2操作，因此该第六节点N6的第二太阳轮S2变得静止。

从而由于第二齿圈R2和第二太阳轮S2两者是静止的，第二行星齿轮组PG2总体上变得静止。因此，该第六节点N6的第一太阳轮S1变得静止。

第一行星齿轮组PG1的速度线L1通过静止的第六节点N6和以输入速度旋转的第四节点N4形成。

因此，在该第一行星齿轮组PG1速度线L1上的第二节点N2以比输入速度更高的速度旋转。这意味着来自该第三齿轮架PC3输出的旋转速度比输入速度更高。

在这样的六档前进速度，只有该第一行星齿轮组PG1参与动力传输。

在该倒档速度R，该第一离合器C1和该第一制动器B1操作。因此，如图13所示，该第一行星齿轮组PG1的速度线L1通过静止的第四节点N4和以输入速度旋转的第六节点N6形成。

因此，如图13所示，在该第一行星齿轮组PG1速度线L1上的第二节点N2以负的速度旋转，也就是反向地旋转。

在这样的六档前进速度，只有该第一行星齿轮组PG1参与动力传输。

图14A-14F为示出了根据本发明优选实施例的自动变速器传动系工作状态的图表。

特别是，图14A示出了根据一个实施例传动系的详细规范，即每个行星齿轮组的齿轮比。图14B示出了通过图14A详细规范获得的这样实施例传动系的每个换档速度中的速度比。图14C示出了对于每个换档速度的每个操作部件相对于输入部件的转速。图14D示出了在各换档速度摩擦部件的滑动速度。图14E示出了每个操作部件或者每个摩擦部件承受的扭矩负荷。图14F示出了在每个换档速度参与动力传输的行星齿轮组。

从本发明传动系换档操作的上面描述中可以发现图14F所示的细节是显而易见的，以及图14C-14E所示的数字可通过本领域普通技术人员根据本实施例传动系的结构特征和工作图表来进行计算。

在本领域中众所周知的是，在剧烈加速时，高负荷输入到自动变速器中。根据优选实施例的传动系，在第二和第三速度，没有操作部件比该输入速度更快地旋转，该第二和第三速度被频繁地啮合以加速(参看图14C)，因此，在该第三速度操作的摩擦部件滑动速度小于该输入轴的旋转速度(参看图14D)。

当图14D所示的性能与图17D所示现有技术传动系性能相比时，很明显，本实施例的传动系示出了在整个第二到第六档速度(特别是在六档前进速度)上与例如第US6,071,208号美国专利中传动系相比具有较小的摩擦部件滑动速度。

此外，已经公知的是，更多行星齿轮组意味着在动力传输期间有更多的动力损失。当14F所示性能与图17F所示现有技术传动系性能相比时，很明显，该优选实施例的传动系在许多换档速度中在该动力传输中具有较少的行星齿轮组，从而它们表现出最佳动力效率。

根据本发明的优选实施例，六个前进速度和一个倒档速度以最少数量的摩擦部件实现，从而自动变速器变得更轻以及更紧凑。

由于在为加速而频繁啮合的换档速度，由于操作部件旋转速度减少，耐用性增加。通过减少摩擦部件的滑动速度也实现耐用性进一步增加和功率损失的减少。

动力传输的缩短路径也有助于耐用性增加和功率损失减少。

此外，转矩载荷分布到行星齿轮组的全部操作部件上，从而该传动系可承受更高的负载。

尽管结合目前认为是最实际的典型实施例来描述本发明，但应该理解的是，发明不限于公开的实施例，相反，意欲覆盖各种包含在附加权利要求书精神和范围内的各种改型和等同方案。

Claims (12)

1.一种自动变速器的六档传动系，包括：

第一行星齿轮组，具有第一太阳轮、第一齿圈和第一齿轮架的操作部件；

第二行星齿轮组，具有第二太阳轮、第二齿圈和第二齿轮架的操作部件；

第三行星齿轮组，具有第三太阳轮、第三齿圈和第三齿轮架的操作部件；

第四行星齿轮组，具有第四太阳轮、第四齿圈和第四齿轮架的操作部件；

输入轴；

输出齿轮；以及

变速器壳体，

其特征在于：

该第一齿圈固定连接到该第三齿轮架和该第四齿圈；

该第一齿轮架固定连接到该第四齿轮架；

该第一太阳轮固定连接到第二太阳轮；

该第二齿圈通过固定连接到该变速器壳体上而始终静止；

该第三太阳轮通过固定连接到该输入轴而始终作为输入部件；

该第三齿轮架通过固定连接到该输出齿轮而始终作为输出部件；

该第四太阳轮经由第一离合器可变地连接到该输入轴；

该固定连接的第一和第四齿轮架中至少一个经由第二离合器可变地连接到该输入轴；

该第二齿轮架经由第三离合器可变地连接到该第三齿圈；

该固定连接的第一和第四齿轮架中至少一个经由第一制动器可变地连接到该变速器壳体，并受该第一制动器的停止操作支配；以及

该第二太阳轮经由第二制动器可变地连接到该变速器壳体，并受第二制动器的停止操作支配。

2.如权利要求1所述的传动系，其中该第一、第二、第三和第四行星齿轮组以第二行星齿轮组、第一行星齿轮组、第四行星齿轮组和第三行星齿轮组的顺序布置。

3.如权利要求2所述的传动系，其中：

该第一行星齿轮组的第一齿圈与该第四行星齿轮组的第四齿圈整体地形成；以及

该第一行星齿轮组的第一齿轮架与该第四行星齿轮组的第四齿轮架整体地形成；

从而该第一和第四行星齿轮组形成双排行星齿轮组。

4.如权利要求3所述的传动系，其中：

相对于该第三行星齿轮组该输入轴布置在输出齿轮的同一方向；

该第一和第二离合器中的一个相对于该第三行星齿轮组朝向该输入轴布置；以及

该第一和第二离合器中的另一个相对于第二行星齿轮组与该输入轴相对布置。

5.如权利要求4所述的传动系，其中：

该第一离合器相对于该第三行星齿轮组朝向该输入轴布置；以及

该第二离合器相对于第二行星齿轮组与该输入轴相对布置。

6.如权利要求3所述的传动系，其中：

相对于该第三行星齿轮组该输入轴布置在输出齿轮的同一方向；以及

该第一和第二离合器两者相对于该第三行星齿轮组朝向该输入轴布置。

7.如权利要求6所述的传动系，其中在从该第三行星齿轮组到该输入轴的方向，该第一和第二离合器以第一离合器和第二离合器的顺序布置。

8.如权利要求6所述的传动系，其中在从该第三行星齿轮组到该输入轴的方向，该第一和第二离合器以该第二离合器和第一离合器的顺序布置。

9.如权利要求3所述的传动系，其中：

该输入轴相对于第二行星齿轮组与该输出齿轮相对布置；以及

该第一和第二离合器两者相对于第二行星齿轮组朝向该输入轴布置。

10.如权利要求9所述的传动系，其中在从第二行星齿轮组到该输入轴的方向，该第一和第二离合器以第一离合器和第二离合器的顺序布置。

11.如权利要求1所述的传动系，还包括与该第一制动器并联布置的单向离合器。

12.如权利要求1所述的传动系，其中该第一和第二制动器为湿型多片盘式制动器或者带式制动器。

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