CN101101046B - 自动传动装置的传动系 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自动传动装置的传动系，该传动系的优点是通过使用三个行星齿轮组，三个离合器和四个制动器实现七种前进速度和二种反向速度。其具体地包括：具有第一中心齿轮的工作件，第一圆环齿轮和第一行星齿轮架的第一行星齿轮组；具有第二中心齿轮的工作件，第二圆环齿轮和第二行星齿轮架的第二行星齿轮组；具有第三中心齿轮的工作件，短小齿轮侧圆环齿轮，长小齿轮侧圆环齿轮和第三行星齿轮架的第三行星齿轮组；一个输入轴；一个输出齿轮；和一个减速箱。

Description

自动传动装置的传动系
技术领域
本发明涉及自动传动装置的传动系。更具体地说，本发明涉及可以实现七种前进速度和二种反向速度的自动传动装置的传动系。
背景技术
自动传动装置的一个典型的变速机构使用多个行星齿轮齿轮组的综合。包括多个行星齿轮组的这种自动传动装置的传动系改变回转速度和从该自动传动装置的扭矩转换器接收的扭矩，因而可改变扭矩和将改变的扭矩传递至输出轴。
众所周知，当传动装置可以实现更多的变速时，可以更优地设计传动装置的速比，因此汽车可以有更好的燃料里程和更好的性能。由于这个原因，经常研究可以更多地变速的自动传动装置。
另外，在相同数目的速度条件下，传动系的特点(例如耐久性，动力传动装置的效率和尺寸)很大程度上取决于综合的行星齿轮组的布局。因此，也经常研究传动系的综合结构的设计。
具有太多速度的手动传动装置给司机造成要过分频繁地换挡操作的不方便。因此，可以更多地变速的肯定的特点对于自动传动装置更重要，因为自动传动装置不需要任何手动操作可自动地控制变速操作。
近来，开展了可实现七种前进速度和2种反向速度的自动传动装置的传动系的许多研究。例如，美国公开专利US2005/0113205A号公布了通过使用四个行星齿轮组五个制动器和三个离合器实现七种前进速度和一种反向速度的自动传动装置的传动系。
然而，由于US2005/0113205A1的传动系包括4个行星齿轮组，5个制动器和三个离合器，传动系沉重。另外，根据US2005/0113205A1的传动系，难以将摩擦元件(例如制动器和离合器)放置在传动装置中。
在背景部分中所述的上述信息只是为了增加对本发明的背景的了解，因此它可能包含不形成在这个国家为具有普通技术熟练程度的人已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的目的是要提供自动传动装置的传动系，该传动系的优点是通过使用三个行星齿轮组，三个离合器和四个制动器实现七种前进速度和二种反向速度。
根据本发明的一个实施例的自动传动装置的示例性传动系可以包括：具有第一中心齿轮、第一圆环齿轮和第一行星齿轮架的工作件的第一行星齿轮组；具有第二中心齿轮、第二圆环齿轮和第二行星齿轮架的工作件的第二行星齿轮组；具有第三中心齿轮、短小齿轮侧圆环齿轮、长小齿轮侧圆环齿轮和第三行星齿轮架的工作件的第三行星齿轮组；一个输入轴；一个输出齿轮；和一个减速箱。该第三行星齿轮架与第一圆环齿轮固定连接；第二圆环齿轮与第一行星齿轮架固定连接，该长小齿轮侧圆环齿轮通过与输入轴固定连接，起输入元件作用，第二行星齿轮架通过与输出齿轮固定连接，起输出元件作。再者，第二圆环齿轮通过第一离合器可变化地与输入轴连接，第一中心齿轮通过第二离合器可变化地与第一行星齿轮架连接，第二中心齿轮通过第三离合器，与第一中心齿轮可变化地连接；短小齿侧圆环齿轮通过第一制动器可变化地与减速箱连接，对第一制动器进行停止操作。另外，至少一个可变化连接的第一中心齿轮和第二中心齿轮通过第二制动器，可变化地与减速箱连接，并且对第二制动器进行停止操作，第三中心齿轮通过第三制动器，可变化地与减速箱连接，并对第三制动器进行停止操作，和第一行星齿轮架通过第四制动器，可变化地与减速箱连接，并对第四制动器进行停止操作。
第一、第二和第三行星齿轮组按照第三行星齿轮组，第二行星齿轮组和第一行星齿轮组的顺序放置。
输入轴和输出齿轮放置在同一侧。
第一和第三制动器放置在同一侧，而第二和第四制动器放在同一侧。
相对于行星齿轮组，第一和第三制动器放置在第二和第四制动器的相反一侧。
相对于第一行星齿轮组，第一离合器放置第二行星齿轮组和第三行星齿轮组之间，第二和第三离合器放置在第一离合器的相反一侧。在第一前进速度时，第三离合器和第一与第二制动器工作；在第二前进速度时，第三离合器和第二与第三制动器工作；在第三前进速度时，第二离合器和第二与第三制动器工作；在第四前进速度时，第二和第三离合器与第三制动器工作；在第五前进速度时，第一，第二和第三离合器工作；在第六前进速度时，第一和第三离合器与第三制动器工作；在第七前进速度时，第一和第三离合器与第一制动器工作；在第一反向速度时，第三离合器和第一与第四制动器工作；和在第二反向速度时，第三离合器和第三与第四制动器工作。
附图说明
图1为根据本发明的示例性实施例的自动传动装置的传动系的示意图；
图2为根据本发明的示例性实施例的自动传动装置的传动系的工作图表；
图3为表示根据本发明的实施例的自动传动装置的传动系中，从第一前进速度至第七前进速度和从第一反向速度至第二反向速度的变速过程的杠杆图。
具体实施方式
下面，参照附图，详细说明发本明的一个示例性实施例。
图1为根据本发明的一个示例性实施例的自动传动装置的传动系的示意图；
如图1所示，根据本发明的一个实施例的自动传动装置的示例性传动系包括由第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3构成的三个行星齿轮组。
第一行星齿轮组PG1为一个单一小齿轮行星齿轮组，并包括第一中心齿轮S1，第一行星齿轮架PC1和作为工作件的第一圆环齿轮R1。与第一圆环齿轮R1和第一中心齿轮S1啮合的第一小齿轮P1与第一行星齿轮架PC1连接并安装在第一行星齿轮架PC1上。
第二行星齿轮组PG2为一个单一小齿轮行星齿轮组，并包括第二中心齿轮S2，第二行星齿轮架PC2和作为工作件的第二圆环齿轮R2。与第二圆环齿轮R2和第二心齿轮S2啮合的第二小齿轮P2与第二行星齿轮架PC2连接，并安装在第二行星齿轮架PC2上。
第三行星齿轮组PC3为一个复合的行星齿轮组，并包括一个双小齿轮行星齿轮组和一个单一小齿轮行星齿轮组；该双小齿轮行星齿轮组包括第三心齿轮S3，一个短的小齿轮SP，一个长的小齿轮LP和一个短小齿轮侧的圆环齿轮SR。该单一小齿轮行星齿轮组包括第三中心齿轮S3，长小齿轮LP和一个长小齿轮侧的圆环齿轮LR。该第三行星齿轮组PG3还包括转动地支承该短小齿轮SP和该长小齿轮LP的第三行星齿轮架PC3。
另外，该第三中心齿轮S3，第三行星齿轮架PC3，该短小齿轮侧圆环齿轮SR和该长小齿轮侧圆环齿轮LR用作该第三行星齿轮组PG3的工作件。
另外，根据本发明的实施例的自动传动装置的示例性传动系包括从发动机(没有示出)接收扭矩的输入轴100和从该传动系输出扭矩的输出齿轮200和一个减速传动箱300。
如图1所示，该第三行星齿轮架PC3与第一圆环齿轮R1固定连接。
第二圆环齿轮R2与第一行星齿轮架PC1固定连接。
该长小齿轮侧的圆环齿轮LR通过与输入轴100固定连接，起输入元件作用。
第二行星齿轮架PC2通过与输出齿轮200固定连接起输出元件作用。
第二圆环齿轮R2通过第一离合器C1与输入轴100可变化地连接。
第一中心齿轮S1通过第二离合器C2与第一行星齿轮架PC1可变化地连接。
第二中心齿轮S2通过第二离合器C3可变化地与第一中心齿轮S1连接。
该短小齿轮侧的圆环齿轮SR通过第一制动器B1与减速箱300可变化地连接，并对第一制动器B1进行停止操作。
可变化地连接的第一中心齿轮S1和第二中心齿轮S2中的至少一个，通过第二制动器B2可变化地与减速箱300连接，并对第二制动器B2进行停止操作。
第三中心齿轮S3通过第三制动器B3可变化与减速箱300连接，并对第三制动器B3进行停止操作。
第一行星齿轮架PC1通过第四制动器B4可变化地与减速箱300连接，并对第四制动器B4进行停止操作。
根据本发明的示例性实施例，第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3按照第三行星齿轮组PG3-第二行星齿轮组PG2和第一行星齿轮组PG1的顺序放置。
输入轴100和输出齿轮200配置在同一侧。
第一制动器B1和第三制动器B3放置在同一侧。
另外，第二制动器B2和第四制动器B4放置在同一侧。
另外，相对于行星齿轮组PG1、PG2和PG3，第一制动器B1和第三制动器B3放置在第二制动器B2和第四制动器B4相反的一侧。
第一离合器C1放置在第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3之间。第二离合器C2和第三离合器C3相对于第一行星齿轮组PG1放置在第一离合器C1的相反一侧。
下面，说明根据本发明的示例性实施例的自动传动装置的传动系的工作。
图2为根据本发明的示例性实施例的自动传动装置的传动系的工作图表。
如图2所示，根据本发明的示例性实施例，第三离合器C3、第一和第二制动器B1和B2在第一前进速度D1时工作；第三离合器C3、第二和第三制动器B2和B3在第二前进速度D2时工作；第二离合器C2、第二和第三制动器B2和B3在第三前进速度D3时工作；第二和第三离合器C2和C3与第三制动器B3在第四前进速度D4时工作；第一、第二和第三离合器C1、C2和C3在第五前进速度D5时工作；第一和第三离合器C1和C3在第三制动器B3在第六前进速度时工作；和第一与第三离合器C1和C3与第一制动器B1在第七前进速度D7时工作。
另外，第三离合器C3和第一与第四制动器B1和B4在第一反向速度REV1时工作；第三离合器C3、第三和第四制动器B3和B4在第二反向速度REV2时工作。
以下，详细说明根据本发明的实施例的自动传动装置的示例性的传动系的向上变速过程。
在从第一前进速度D1至第二前进速度D2的变速过程中，第一制动器B1松开，第三制动器B3工作。
在从第二前进速度D2至第三前进速度D3的变速过程中，第三离合器C3松开，第二离合器C2工作。
在从第三前进速度D3至第四前进速度D4的变速过程中，第二制动器B2松开，第三离合器C3工作。
从第四前进速度D4至第五前进速度D5的变速过程中，第三制动器B3松开，第一离合器C1工作。
在从第五前进速度D5至第六前进速度D6的变速过程中，第二离合器C2松开，第三制动器B3工作。
在从第六前进速度D6至第七前进速度D7的变速过程中，第三制动器B3松开，第一制动器B1工作。
在从第一反向速度REV1至第二反向速度REV2的变速过程中，第一制动器B1松开，第三制动器B3工作。
根据本发明的示例性实施例，向下变速过程为向上变速过程的相反的过程。
下面说明根据本发明的示例性实施例的跳跃式向上变速过程。
在从第一前进速度D1至第三前进速度D3的跳跃式向上变速过程中，第三离合器C3和第一制动器B1松开，第二离合器C2和第三制动器B3工作。
在从第二前进速度D2至第四前进速度D4的跳跃式向上变速过程中，第二制动器B2松开，第二离合器C2工作。
在从第三前进速度D3至第五前进速度D5的跳跃式向上变速过程中，第二和第三制动器B2和B3松开，第一和第三离合器C1和C3工作。
在从第四前进速度D4至第六前进速度D6的跳跃式向上变速过程中，第二离合器C2松开、第一离合器C1工作。
在从第五前进速度D5至第七前进速度D7的跳跃式向上变速过程中，第二离合器C2松开，第一制动器B1工作。
在从第一前进速度D1至第四前进速度D4的跳跃式向上变速过程中，第一和第二制动器B1和B2松开，第二离合器C2和第三制动器B3工作。
在从第二前进速度D2至第五前进速度D5的跳跃式向上变速过程中，第二和第三制动器B2和B3松开，第一和第二离合器C1和C2工作。
在从第三前进速度D3至第六前进速度D6的跳跃式向上变速过程中，第二离合器C2和第二制动器B2松开，第一和第三离合器C1和C3工作。
在从第四前进速度D4至第七前进速度D7的跳跃式向上变速过程中，第二离合器C2和第三制动器B3松开，第一离合器C1和第一制动器B1工作。
根据本发明示例性实施例跳跃式向下变速过程为跳跃式向上变速过程的相反过程。
图3为表示根据本发明的实施例的自动传动装置的传动系中，从第一前进速度至第七前进速度和从第一反向速度至第二反向速度的变速过程的杠杆图。
如图3所示，根据本发明的自动传动装置的示例性传动系包括一个复合的行星齿轮组和二个单一小齿轮的行星齿轮组。另外，第二圆环齿轮R2与第一行星齿轮架PC1固定连接，第一中心齿轮S1通过第三离合器C3可变化与第二中心齿轮S2连接。因此，在杠杆图中根据本明的实施例的自动传动装置的示例性传动系的工作元件表示为八个节点。
因此，第三中心齿轮S3设定在第一节点N1，短小齿轮侧的圆环齿轮SR设定在第二节点N2，第三行星齿轮架PC3设定在第三节点N3，长小齿轮侧的圆环齿轮LR设定在第四节点N4，第一圆环齿轮R1设定在第五节点N5，第二圆环齿轮R2和第一行星齿轮架PC1设在第六节点N6第二行星齿轮架PC2设定在第七节点N7，和第一中心齿轮S1和第二中心齿轮S2设定在第八节点N8。
如上所述，长小齿轮侧的圆环齿轮LR的第四节点N4通过与输入轴100固定连接，起输入元件作用。
第三行星齿轮架PC3与第一圆环齿轮R1固定连接。因此，第五节点N5和第三节点N3以相同的转动速度转动。
第二圆环齿轮R2的第六节点N6通过第一离合器C1可变化地与输入轴100连接。因此，通过输入轴100输入的发动机的回转速度通过第一离合器C1的工作传递至第六节点N6。
第一行星齿轮架PC1通过第二离合器C2可变化地与第一中心齿轮S1连接。因此，通过第二离合器C2的工作，第六节点N6和第八节点N8以相同的转动速度转动。
另外，短小齿轮侧的圆环齿轮SR通过第一制动器B1可变化地与减速箱300连接，并且至少一个固定连接的第一中心齿轮S1和第二中心齿轮S2通过第二制动器B2可变化地与减速箱300连接。第三中心齿轮S3通过第三制动器B3可变化地减速箱300连接，并且第一行星量齿轮架PC1通过第四制动器B4可变化地与减速箱300连接。因此，分别通过第一、第二、第三和第四制动器B1、B2、B3和B4的工作，可以停止第二节点N2、第八节点N8、第一节点N1和第六节点N6。
下面，参照图3，详细说明利用根据本发明的示例性实施例的自动传动装置的传动系，每一个速度的形成。
在第一前进速度D1中，由于第一制动器B1工作，第二节点N2静止，第四节点N4以输入轴100的相同的转动速度转动。因此，第三节点N3以第一降低的转速转动，而与第三节点N3固定连接的第五节点N5以第一降低的转速转动。另外，由于第二制动器B2和第三离合器C3工作，第八节点N8静止，因此，在为输出元件的第七节点N7上得到第一前进速度D1。
在第二前进速度D2时，由于第三制动器B3工作，第一节点N1静止，并且第四节点N4以输入轴100的相同转速度转动。因此，第三节点N3以第二降低的转速转动。并且与第三节点N3固定连接的第五节点N5以第二降低的转速转动。另外，由于第二制动器B2和第三离合器C3工作，第八节点N8静止。因此，在为输出元件的第七节点N7得到第二前进速度D2。
在第三前进速度D3时，由于第三制动器B3工作，第一节点N1静止，并且第四节点N4以输入轴100的相同转速转动，因此，第三节点N3以第二降低的转速转动，与第三节点N3固定连接的第五节点N5以第二低频降低的转速转动。另外，由于第二离合器C2工作，第六节点N6以第五节点N5的相同转速转动。又由于第二制动器B2工作，第八节点静止。因此，在为输出元件的第七节点N7得到第三前进速度D3。
在第四前进速度D4时，由于第三制动器B3工作，第一节点N1静止，而第四节点N4以输入轴100相同的转速转动。因此，第三节点N3以第二降低的转速转动，并且与第三节点N3固定连接的第五节点N5以第二降低的转速转动。另外，由于第二离合器C2和第三离合器C3工作，第六节点N6和第八节点N8分别以第五节点N5相同的转速转动。因此，在为输出元件的第七节点N7上得到第四前进速度D4。
在第五前进速度D5时，由于第一离合器C1工作，第六节点N6以输出轴100的相同的转速转动。另外，由于第二离合器C2和第三离合器C3工作，第五节点N5和第八节点N8分别以第六节点N6相同的转速转动。因此，在为输出元件的第七节点N7上得到第五前进速度D5。
在第六前进速度D6时，由于第三制动器B3工作，第一节点N1静止，并且第四节点N4以输出轴100的相的转速转动。因此，第三节点N3以第二降低的转速转动，与第三节点N3固定连接的第五节点N5以第二降低的转速转动，另外，由于第一离合器C1工作，第六节点N6以输入轴100相同的转速转动。因此，在为输出元件的第七节上得至第六前进速度D6。
在第七前进速度D7时，由于第一制动器B1工作，第二节点N2静止，而第四节点N4以输入轴100相同的转速转动，因此第三节点N3以第一降低的转速转动，并且与第三节点N3固定连接的第五节点N5以第一降低的转速转动。另外，由于第一离合器C1工作，第六节点N6以输出轴100相同的转速转动。因此，在为输出元件的第七节点N7上得到第七前进速度D7。
在第一反向速度REV.1时，由于第一制动器B1工作，第二节点N2静止，并且第四节点N4以输出轴100相同的转速转动。因此，第三节点N3以第一降低的转速转动，并且与第三节点N3固定连接的第五节点N5以第一降低的转速转动。另外，由于第四制动器B4工作，第六节点N6静止。因此，在为输出元件的第七节点N7上得到第一反向速度REV.1。
在第二反向速度REV.2时，由于第三制动器B3工作，第一节点N1静止，并且第四节点N4以输出轴100的相同转速转动。因此，第三节点N3以第二降低的转速转动，并且与第三节点N3固定连接的第五节点以第二降低的转速转动。另外，由于第四制动器B4工作，第六节点N6静止。因此，在为输出元件的第七节点N7上得到第二反向速度REV.2。
如上所述，根据这里所述，普通技术熟练程度的又可以容易得到每一个行里齿轮组的速度线。
根据本发明的示例性实施例，通过使用二个行星齿轮组，三个离合器和四个制动器可以实现七种前进速度和二种反向速度。
另外，通过减少在变速过程中，接合或脱开的摩擦元件，可以改善变速的感觉。
虽然，结合先前认为实际的示例性实施例说明了本发明，但应了解，本发明不是仅限于所述的实施例，相反，它涵盖包括在所附权利要求书的精神和范围内的各种改进和等价的结构。

Claims (6)

1.一种自动传动装置的传动系，它包括：
具有第一中心齿轮、第一圆环齿轮和第一行星齿轮架的工作件的第一行星齿轮组；
具有第二中心齿轮、第二圆环齿轮和第二行星齿轮架的工作件的第二行星齿轮组；
具有第三中心齿轮、短小齿轮侧圆环齿轮、长小齿轮侧圆环齿轮和第三行星齿轮架的工作件的第三行星齿轮组；
一个输入轴；
一个输出齿轮；和
一个减速箱；
其中，该第三行星齿轮架与第一圆环齿轮固定连接；
第二圆环齿轮与第一行星齿轮架固定连接，
该长小齿轮侧圆环齿轮通过与输入轴固定连接，起输入元件作用，
第二行星齿轮架通过与输出齿轮固定连接，起输出元件作用，
第二圆环齿轮通过第一离合器可变化地与输入轴连接，
第一中心齿轮通过第二离合器可变化地与第一行星齿轮架连接，
第二中心齿轮通过第三离合器，与第一中心齿轮可变化地连接；
短小齿轮侧圆环齿轮通过第一制动器可变化地与减速箱连接，对第一制动器进行停止操作，
至少一个可变化连接的第一中心齿轮和第二中心齿轮通过第二制动器，可变化地与减速箱连接，并且对第二制动器进行停止操作，
第三中心齿轮通过第三制动器，可变化地与减速箱连接，并对第三制动器进行停止操作，和
第一行星齿轮架通过第四制动器，可变化地与减速箱连接，并对第四制动器进行停止操作，
其中，在第一前进速度时，第三离合器和第一与第二制动器工作；
在第二前进速度时，第三离合器、第二和第三制动器工作；
在第三前进速度时，第二离合器、第二和第三制动器工作； 
在第四前进速度时，第二、第三离合器和第三制动器工作；
在第五前进速度时，第一、第二和第三离合器工作；
在第六前进速度时，第一、第三离合器和第三制动器工作；
在第七前进速度时，第一、第三离合器和第一制动器工作；
在第一反向速度时，第三离合器、第一和第四制动器工作；和
在第二反向速度时，第三离合器、第三和第四制动器工作。
2.如权利要求1所述的传动系，其中，第一、第二和第三行星齿轮组按照第三行星齿轮组、第二行星齿轮组和第一行星齿轮组的顺序放置。
3.如权利要求1所述的传动系，其中，输入轴和输出齿轮放置在同一侧。
4.如权利要求1所述的传动系，其中，第一和第三制动器放置在同一侧，而第二和第四制动器放在同一侧。
5.如权利要求4所述的传动系，其中，相对于行星齿轮组，第一和第三制动器放置在第二和第四制动器的相反一侧。
6.如权利要求1所述的传动系，其中，相对于第一行星齿轮组，第一离合器放置第二行星齿轮组和第三行星齿轮组之间，第二和第三离合器放置第一离合器的相反一侧。 
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