CN101149092A - 自动变速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动变速器。设置有具有第一恒星齿轮(S1)、第一传动部件(CA1)及第一环形齿轮(R1)的第一行星齿轮组(7)；具有第二恒星齿轮(S2)、第二传动部件(CA2)及第二环形齿轮(R2)的第二行星齿轮组(8)以及具有第三恒星齿轮(S3)、第三传动部件(CA3)以及第三环形齿轮(R3)的第三行星齿轮组(9)。联接第一离合器(CL1)与第三制动器(B3)、第一离合器(CL1)与第一制动器(B1)、第一离合器(CL1)与第二制动器(B2)、第一离合器(CL1)与第二离合器(CL2)、第二离合器(CL2)与第二制动器(B2)以及第二离合器(CL2)与第一制动器(B1)以分别实现第一、第二、第三、第四、第五以及第六档。

Description

自动变速器

技术领域

本发明涉及一种自动变速器，特别涉及用五个摩擦要素实现六个前进档的自动变速器。

背景技术

到目前为止，已知有一种利用五个摩擦要素实现六个前进档的自动变速器。这样的六个前进档自动变速器中各要素的齿轮的设计参数有几兆种情况，如何选择这些设计参数就成为很重要的事情。

在进行该选择之际，需要满足以下条件：(1)为防止由于润滑不充分而导致的烧伤，要没有高旋转部件、(2)使变速时的齿轮阶跃平滑、(3)使齿轮的传动效率提高。

例如在特开2000-199549号公报中所记载的汽车用自动变速器是这样的，该自动变速器包括：以减速旋转和非减速旋转为输入，输出多个变速旋转的行星齿轮组；在轴向上与该行星齿轮组并列设置的减速行星齿轮；通过行星齿轮组内周一侧的输入轴；经由减速行星齿轮将该输入轴分别连接在行星齿轮的两个不同变速要素上，且能够自由地接合、脱离的第一及第三离合器。该自动变速器具有所谓的Ravigneaux行星齿轮组，在该行星齿轮组的一侧布置有减速行星齿轮和第三离合器，在该行星齿轮组的另一侧布置有第一离合器。

然而，在所述专利文献1的自动变速器中，因为一开始首先用减速行星齿轮使来自输入轴的旋转减速，所以扭矩增大，在接收该已减速了的旋转的部分，需要能够承受已增大的扭矩的刚度。而且，因为是Ravigneaux式且是很长的小齿轮，所以需要确保支承刚度。若不能充分地确保这些刚度，就很容易发生齿轮噪音。而若要保持刚度，则各个部件的尺寸会增大，从而导致成本上升。这是一个问题。再就是，因为在高速段也一定需要经由双小齿轮，传动效率恶化。这也是一个问题。

发明内容

本发明正是为解决上述问题而研究开发出来的，其目的在于：使自动变速器成为传动效率高、小型且能够设定出适当的齿轮设计参数的六个前进档的自动变速器。

为实现所述目的，在本发明中，将两个离合器直接连接在输入轴上，令使用频率很高的第六档不经由双小齿轮。

具体而言，在第一方面的发明中，以输出部设置在壳体内与输入轴是同一个轴的轴上，实现六个前进档的自动变速器为前提。

所述自动变速器，该自动变速器包括：第一行星齿轮组，具有第一恒星齿轮、第一传动部件、第一环形齿轮以及单小齿轮，第二行星齿轮组，具有第二恒星齿轮、第二传动部件、第二环形齿轮以及单小齿轮，以及第三行星齿轮组，具有第三恒星齿轮、第三传动部件、第三环形齿轮以及单小齿轮，第一离合器，使所述输入轴与第三恒星齿轮接合、脱离，第二离合器，使所述输入轴与第二传动部件接合、脱离，第一制动器，使所述第一传动部件与壳体接合、脱离，第二制动器，使所述第一环形齿轮与壳体接合、脱离，以及第三制动器，使所述第二传动部件与壳体接合、脱离。所述输入轴与所述第一恒星齿轮、第一传动部件与第二恒星齿轮、第二传动部件与第三环形齿轮、第二环形齿轮与第三传动部件以及输出部分别常时连接；联接所述第一离合器与第三制动器以实现第一档，联接所述第一离合器与第一制动器以实现第二档，联接所述第一离合器与第二制动器以实现第三档，联接所述第一离合器与第二离合器以实现第四档，联接所述第二离合器与第二制动器以实现第五档，联接所述第二离合器与第一制动器以实现第六档。

根据上述结构，因为两个离合器直接连接在输入轴上，所以防止了扭矩增大，而能够使离合器容量减小，从而整体实现小型化。再就是，因为没有使用Ravigneaux那样的很长的小齿轮，所以容易确保刚度。于是，成本变低，且能够防止齿轮发出噪声。特别是，在高速段，因为利用两个行星齿轮实现了变速，所以防止了齿轮传动效率下降。因为未使用双小齿轮，所以部件个数减少，同时不管在哪个变速段，都不经由双小齿轮，结果就是齿轮的传动效率提高。

在第二方面的发明中，所述输入轴的一端联接在发动机上，从另一端开始在轴上依次并排设置有第一行星齿轮组、第二行星齿轮组以及第三行星齿轮组；在所述第三行星齿轮组的一端设置有第一离合器和第二离合器；所述输出部设置在第三行星齿轮组和第一离合器以及第二离合器之间。

根据上述结构，因为能够将输出部设置在靠近发动机一侧，所以能够将反转驱动齿轮布置在靠近左右中心的位置上。因而能够使反转轴缩短，能够将差速器布置在靠近左右中心的位置上。结果是，实现了卧式变速器的小型化布置，同时行驶性提高。

在第三方面的发明中，所述输入轴的一端连接在发动机上，从该一端开始在轴上依次并排设置有第一行星齿轮组、第二行星齿轮组以及第三行星齿轮组；所述输出部，作为输出轴设置在另一端与输入轴是同一个轴的轴上。

根据上述结构，能够进行作为立式变速器的布置，本发明适用FR车。

-发明的效果-

如上所述，根据本发明，将两个离合器直接连接在输入轴上，防止了扭矩增大，同时不使用ravigneaux那样的很长的小齿轮、双小齿轮。结果是，得到了传动效率高、小型且能够设定出适当的齿轮设计参数的六个前进档的自动变速器。

附图的简单说明

图1是显示本发明实施例所涉及的自动变速器的剖视图。

图2是自动变速器的构架图。

图3是显示自动变速器的工作情况、传动比以及传动比阶跃的图表。

图4是自动变速器的速度线图。

图5是其它实施例所涉及的自动变速器的剖视图。

符号说明

P1、P2、P3       单小齿轮

CA1、CA2、CA3    第一到第三传动部件

CL1、CL2          第一、第二离合器

S1、S2、S3        第一到第三恒星齿轮

B1、B2、B3        第一到第三制动器

R1、R2、R3        第一到第三环形齿轮

1                 自动变速器

2                 输入轴

2a                一端

2b                另一端

3                 变速器壳体

5                 发动机

7                 第一行星齿轮组

8                 第二行星齿轮组

9                 第三行星齿轮组

11                反转驱动齿轮(输出部)

102               输入轴

102a              一端

102b              另一端

111               输出轴(输出部)

具体实施方式

下面，参考附图详细说明本发明的实施例。

图1示出了本发明实施例的自动变速器的剖视图，图2是自动变速器的构架图。该自动变速器1是这样的，输出部布置在与输入轴2是同一个轴的轴上，六个前进档一个倒挡。该实施例的自动变速器1具有输入轴2插入的变速器壳体3，输入轴2的一端2a经由带锁定式离合器的变矩器4连接在发动机5上，从另一端2b依次并排设置有第一行星齿轮组7、第二行星齿轮组8、第三行星齿轮组9，是FF车所用的自动变速器。补充说明一下，也可以是不经由变矩器4的结构。

所述第一行星齿轮组7，在与输入轴2是同一个轴的轴上具有第一恒星齿轮S1、第一传动部件CA1以及第一环形齿轮R1。在第一传动部件CA1上设置有单小齿轮P1。输入轴2和第一恒星齿轮S1常时连接。由第一制动器B1使第一传动部件CA1和变速器壳体3接合、脱离。由第二制动器B2使第一环形齿轮R1和变速器壳体3接合、脱离。

所述第二行星齿轮组8，在与输入轴2是同一个轴的轴上具有第二恒星齿轮S2、第二传动部件CA2以及第二环形齿轮R2。在第二传动部件CA2上设置有单小齿轮P2。第一传动部件CA1和第二恒星齿轮S2常时连接。

所述第三行星齿轮组9，在与输入轴2是同一个轴的轴上具有第三恒星齿轮S3、第三传动部件CA3以及第三环形齿轮R3。在第三传动部件CA3上设置有单小齿轮P3。第二传动部件CA2和第三环形齿轮R3常时连接，第二环形齿轮R2和第三传动部件CA3常时连接。由第三制动器B3使第二传动部件CA2和变速器壳体3接合、脱离。在第三制动器B3旁边设置有单向离合器10。

在所述第三行星齿轮组9的一端2a设置有第一离合器CL1、第二离合器CL2。第一离合器CL1使输入轴2与第三恒星齿轮S3接合、脱离。第二离合器CL2使输入轴2与第二传动部件CA2接合、脱离。第一及第二离合器Cl1、CL2由多片式离合器构成。

第一到第三制动器B1～B3，由多片式离合器构成，不仅如此，也可以是带式离合器。

在第三行星齿轮组9和第一离合器CL1及第二离合器CL2之间设置有作为所述输出部的反转驱动齿轮11。第三传动部件CA3常时连接在反转驱动齿轮11上。与输入轴2平行着设置有反转轴20。在该反转轴20上设置有反转齿轮21。该反转齿轮21具有大直径的反转从动齿轮22和小直径的差速驱动小齿轮24。反转驱动齿轮11与反转从动齿轮22相啮合，差速环形齿轮23与差速驱动小齿轮24相啮合。借助它们使来自输入轴2一侧的输出减速，并同时使其反转传达给差速器25。差速轴26上布置有差速器25。在差速器25上设置有固定在差速环形齿轮23上的差速变速器壳体27。布置在其中的差动齿轮的差动旋转输出给左右轴28，是最终的汽车的驱动力。

补充说明一下，上述结构由以下5个要素决定。

(1)无高速旋转部件。换句话说，因为若某一部件的转速是20000～30000rpm，润滑便会不充分而出现烧伤。

(2)传动比阶跃平滑。

(3)齿轮的传动效率高。

(4)尽量不使用高速旋转的双小齿轮。

(5)加上离合器与制动器在内共使用5个要素。

如图1所示，由上述五个要素决定的第一恒星齿轮S1，比其它的恒星齿轮S2，S3要大，此时，只要通过适当设定通孔(未示)等来谋求轻量化即可。

-变速方法-

接着，对该实施例所涉及的自动变速器1的变速方法进行说明。

图4是用速度线图表示的由离合器CL1，CL2的接合(用○表示)及制动器B1到B3的接合(用●表示)所实现的变速段与此时的各个变速要素的速度比之间的关系。■表示常时固定，图中，纵轴表示第一到第三行星齿轮组7到9的各个要素，各个轴间的横向宽度表示传动比的关系，纵向位置表示速度比。在纵向位置上，假定输入轴的速度为1，不旋转状态用0表示，负号表示反转。白色箭头(OUT)表示输出。补充说明一下，为简单起见，横向宽度不是对应于传动比的正确宽度，但是能够根据表示与输出部相连的第三传动部件CA3(第二环形齿轮R2)的速度比的上下方向的间隔大得知各个变速段的大体速度阶跃。

第一档，通过将所述第一离合器CL1和第三制动器B3连接起来而实现。换句话说，从输入轴2输入的旋转经由第一离合器CL1输入到第三恒星齿轮S3，第三传动部件CA3在得到由于单向离合器10的联接而被联接的第三环形齿轮R3的阻力的状态下旋转，最大减速比的减速旋转被输出给反转驱动齿轮11。此时，如图2所示，代替第三制动器B3的联接进行单向离合器10的自动联接。让单向离合器10发挥出实质上与第三制动器B3的联接同样的作用，代替第一档时第三制动器B3的接合，进行第二传动部件CA2(第三环形齿轮R3)的联接。但是，在象下坡那样需要发动机制动效果的时候，如图3中的带括号的○所示，需要第三制动器B3的联接。从实现变速段来看，也可以不设置单向离合器10，用第三制动器B3的联接来实现第一档。

第二档，通过将所述第一离合器CL1和第一制动器B1连接起来而实现。换句话说，从输入轴2输入的旋转经由第一离合器CL1输入到第三恒星齿轮S3，同时，借助第一制动器B1的联接第一传动部件CA1和常时连接在该第一传动部件CA1上的第二恒星齿轮S2不旋转。在第三恒星齿轮S3的输入取得了第二恒星齿轮S2的阻力的状态下，该第三恒星齿轮S3的输入被传递给第三传动部件CA3，该减速旋转输出给反转主动齿轮11。此时，如图4所示，减速比小于第一档。

第三档，通过将所述第一离合器CL1和第二制动器B2连接起来而实现。换句话说，从输入轴2输入的旋转经由第一离合器CL1输入给第三恒星齿轮S3，另一方面，从输入轴2输入的旋转从第一恒星齿轮S1输入，在取得由于第二制动器B2的联接而联接的第一环形齿轮R1的阻力的状态下旋转的第一传动部件CA1的旋转被输入给第二恒星齿轮S2。第三恒星齿轮S3及第二恒星齿轮S2的输入旋转中间的第三传动部件CA3的减速旋转，被输出给反转主动齿轮11。此时，如图4所示，减速比小于第二档。

第四档，通过将所述第一离合器CL1和第二离合器CL2连接起来而实现。换句话说，从输入轴2输入的旋转经由第一离合器CL1输入到第三恒星齿轮S3，同时从输入轴2输入的旋转经由第二离合器CL2输入第二传动部件CA2。第二行星齿轮组8和第三行星齿轮组9成为直接连接状态，与第三环形齿轮R3和第三恒星齿轮S3的输入旋转相同的旋转，换句话说，与输入轴2相同的旋转输出到反转主动齿轮11。此时减速比是1.0。

第五档，是通过将所述第二离合器CL2和第二制动器B2连接起来而实现。换句话说，从输入轴2输入的旋转经由第二离合器CL2输入到第二传动部件CA2，另一方面，从输入轴2输入的旋转从第一恒星齿轮S1输入，在取得由于第二制动器B2的联接而联接的第一环形齿轮R1的阻力的状态下旋转的第一传动部件CA1的旋转被输入第二恒星齿轮S2。由第二传动部件CA2和第二恒星齿轮S2的输入旋转所决定的第三传动部件CA3的增速旋转输出给反转主动齿轮11。此时，如图4所示，减速比小于第四档。

第六档，通过将所述第二离合器CL2和第一制动器B1连接起来而实现。换句话说，从输入轴2输入的旋转经由第二离合器CL2输入到第二传动部件CA2。另一方面，第三传动部件CA3，在取得由于第一制动器B1的联接而联接的第一传动部件CA1及第二恒星齿轮S2的阻力的状态下旋转，增速旋转输出给反转主动齿轮11。此时，如图4所示，减速比小于第五档。

就这样，因为在任一个变速段都不经由双小齿轮，所以传动效率极高。而且，因为部件个数减少了，所以也能够使成本下降。

虽然不做详细的说明，但提一下，倒挡(REV)通过接合所述第二制动器B2和第三制动器B3即可实现。

在以上所述的变速中，例如，若象表1那样设定齿轮的齿数，则各个变速段的传动比、传动比的间隔如图3所示。

表1

齿轮的齿数

	S	R	P1	P2
					第一行星齿轮组	53	95	21	0
第二行星齿轮组	63	101	19	0
					第三行星齿轮组	39	101	31	0

-实施例的效果-

因此，根据该实施例所涉及的自动变速器1，因为两个离合器直接连接在输入轴2上，所以防止了扭矩增大，同时不使用Ravigneaux那样的很长的小齿轮、两个齿轮。因此，所得到的是传动效率高、小型且能够设计出适当的齿轮参数的六个前进档的自动变速器1。而且，因为未使用双小齿轮，所以部件个数减少，结果是能够使成本下降。

因为能够将反转主动齿轮11布置在靠近左右中心的位置上，所以能够将反转轴20缩短，也就能够将差速器25布置在靠近左右中心的位置上。结果是，实现了作为卧式变速器的小型化布置，同时能够使行驶性提高。

(其它实施例)

本发明的所述实施例中可以采用以下结构。

换句话说，在所述实施例中以FF车为对象。发动机5布置在输入轴2的一端2a，不仅如此，也可以将发动机5布置在另一端2b。但是，布置在一端2a的话，反转主动齿轮11会被布置在左右靠近中央的位置上，能够将反转轴20缩短，这样的话，也就能够将差速器布置在靠近左右中心的位置上，从汽车的行驶性来看是理想的。

例如，如图5所示，在将本发明应用到FR车的情况下，只要将输入轴102一端102a(车辆前方)连接在发动机5上，从另一端2b开始依次并排设置有第一行星齿轮组7、第二行星齿轮组8、第三行星齿轮组9即可。在该情况下，在与输入轴102是同一个轴的轴上且另一端102b设置输出部来作为输出轴。该输出轴111连接在未示的驱动轴上。借助这样的布置，能够作为最适合FR车的纵式变速器来进行布置。

补充说明一下，上述实施例是本质上理想的示例，本发明并不意味要限制其应用物以及用途的范围等。

Claims (3)

1.一种自动变速器，输出部(11，111)设置在壳体(3)内与输入轴(2，102)是同一个轴的轴上，实现六个前进档，其特征在于：

该自动变速器包括：

第一行星齿轮组(7)，具有第一恒星齿轮(S1)、第一传动部件(CA1)、第一环形齿轮(R1)以及单小齿轮(P1)，

第二行星齿轮组(8)，具有第二恒星齿轮(S2)、第二传动部件(CA2)、第二环形齿轮(R2)以及单小齿轮(P2)，

第三行星齿轮组(9)，具有第三恒星齿轮(S3)、第三传动部件(CA3)、第三环形齿轮(R3)以及单小齿轮(P3)，

第一离合器(CL1)，使所述输入轴(2，102)与第三恒星齿轮(S3)接合、脱离，

第二离合器(CL2)，使所述输入轴(2，102)与第二传动部件(CA2)接合、脱离，

第一制动器(B1)，使所述第一传动部件(CA1)与壳体(3)接合、脱离，

第二制动器(B2)，使所述第一环形齿轮(R1)与壳体(3)接合、脱离，以及

第三制动器(B3)，使所述第二传动部件(CA2)与壳体(3)接合、脱离；

所述输入轴(2、102)与所述第一恒星齿轮(S1)、第一传动部件(CA1)与第二恒星齿轮(S2)、第二传动部件(CA2)与第三环形齿轮(R3)、第二环形齿轮(R2)与第三传动部件(CA3)以及输出部(11，111)分别常时连接；

接合所述第一离合器(CL1)与第三制动器(B3)以实现第一档，

接合所述第一离合器(CL1)与第一制动器(B1)以实现第二档，

接合所述第一离合器(CL1)与第二制动器(B2)以实现第三档，

接合所述第一离合器(CL1)与第二离合器(CL2)以实现第四档，

接合所述第二离合器(CL2)与第二制动器(B2)以实现第五档，

接合所述第二离合器(CL2)与第一制动器(B1)以实现第六档。

2.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于：

所述输入轴(2)的一端(2a)联接在发动机(5)上，从另一端(2b)开始在轴上依次并排设置有第一行星齿轮组(7)、第二行星齿轮组(8)以及第三行星齿轮组(9)；

在所述第三行星齿轮组(9)的一端设置有第一离合器(CL1)和第二离合器(CL2)；

所述输出部(11)设置在第三行星齿轮组(9)和第一离合器(CL1)以及第二离合器(CL2)之间。

3.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于：

所述输入轴(102)的一端(102a)连接在发动机(5)上，从该一端(102a)开始在轴上依次并排设置有第一行星齿轮组(7)、第二行星齿轮组(8)以及第三行星齿轮组(9)；

在与输入轴(102)是同一个轴的轴上且在另一端(102b)，设置有所述输出部来作为输出轴(111)。

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