CN101469763A - 一种变速器 - Google Patents

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安德鲁·诺瓦斯基
莎拉·怀克恩
克里斯·瑞斯
约翰·斯多克斯
弗兰克·鲍尔
林健
杨加丰
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Abstract

本发明公开了一种用在汽车上的可自动改变变速比传送旋转运动的变速器,包括一个动力输入轴、一个动力输出轴、一个单排行星齿轮组、一个复合行星齿轮组和六个换档部件,单排行星齿轮组排列在复合行星齿轮组的前面,六个换档部件全部位于单排行星齿轮组和复合行星齿轮组之间,六个换档部件包括一作用于单排行星齿轮组的第一离合器和一个作用于复合行星齿轮组的单向离合器,当变速器换入一档时,换档部件中的第一离合器和单向离合器工作,将动力从动力输入轴经单排行星齿轮组输入到复合行星齿轮组。结构紧凑,该变速器动力传递路线短,控制简单,减少了低档时换档部件的使用频次,同时减少了换档响应时间。

Description

一种变速器
技术领域:
本发明涉及一种传动装置,尤其是指一种用在汽车上的可自动改变变速比传送旋转运动的变速器。
背景技术:
在汽车自动变速器领域,要求汽车变速器的档位数多、传动效率高、结构紧凑,从而使汽车具有低燃油消耗量、良好驾驶性能等优点。因此,目前汽车自动变速器都含有行星齿轮组和多片的摩擦式换挡部件,如离合器和制动器,以增加档位数,提高传动效率。
目前,市场上各种具有六个前进档和一个倒档的汽车自动变速器都具有一个简单的行星齿轮组、一个复合行星齿轮组、三个离合器和两个制动器,简单的行星齿轮组排列在复合行星齿轮组的前面,在两个行星齿轮组之间会布置两个离合器和两个制动器,另外一个离合器会布置在单排行星齿轮组的前面,或者将这个离合器的摩擦部件布置在单排行星齿轮的外围,执行部件排列在单排行星齿轮组的前面。这种布置型式在US7125360、US6120410、EP0434525A1等专利中都有介绍,其主要缺点是由于单排行星齿轮是前面或者外围带有换档部件,使位于复合行星齿轮组之前的结构复杂,不够紧凑,同时加长动力传递路线,影响变速器的传动效率,从而影响汽车的燃油消耗量。另外,在US7125360、EP0434525A1专利所介绍的汽车自动变速器中,都没有用到单向离合器,增加了低档换挡部件的使用频次,并使低档的换挡响应时间变得相对较长,从而影响了汽车的驾驶性能。
发明内容:
本发明所要解决的技术问题就是针对上述缺陷提供一种结构紧凑,动力传递路线缩短的变速器。
本发明进一步的目的是提供一种减少低档换挡部件的使用频次并使一档的自动换挡响应时间更短的变速器。
本发明所采用的技术方案是:一种变速器,包括一个动力输入轴、一个动力输出轴、一个单排行星齿轮组、一个复合行星齿轮组、六个换档部件、中间支撑体和壳体,单排行星齿轮组排列在复合行星齿轮组的前面,其特征在于所述的换档部件全部位于单排行星齿轮组和复合行星齿轮组之间。
所述的换档部件至少包括从单排行星齿轮组连接到复合行星齿轮组的两个离合器,还至少包括一个被输入轴直接驱动的离合器。
所述的离合器的布置形式为:第三离合器紧挨在单排行星减速齿轮组之后;第一离合器布置在第三离合器外围;第二离合器布置在第一离合器后面。
所述的换档部件还包括:第一制动器布置在第二离合器后面,并且在中间支撑体内;第二制动器布置在第一制动器的后面,并且在中间支撑体内;第二离合器定位于第一离合器和第一制动器之间。
所述的换档部件还包括一个作用于复合行星齿轮组的单向离合器,其布置在复合行星齿轮组的前面,所述的第二制动器布置在单向离合器的外围。
所述的各部件之间还存在如下的连接关系:动力输入轴与第三离合器的外毂和单排行星齿轮组的齿圈固结,第三离合器的内毂通过轴和复合行星齿轮组的行星齿轮架连接,复合行星齿轮组的行星齿轮架和轴之间通过花键连接;第一离合器的外毂和第二离合器的内毂是固结的,并且和单排行星齿轮组的行星齿轮架连接,第一离合器的内毂和复合行星齿轮组的后太阳轮的轴固结,后太阳轮与轴之间通过花键连接;第二离合器的外毂和第一制动器的内毂固结在复合行星齿轮组的前太阳轮的轴上,前太阳轮和轴之间通过花键连接;第一制动器的外毂和第二制动器的外毂和中间支撑体是一体的,中间支撑体固定在变速器壳体上,第二制动器的内毂是和复合行星齿轮组的行星齿轮架固结的;动力输出轴和复合行星齿轮组的齿圈连接在一起。单向离合器的外圈与复合行星齿轮组的行星齿轮架相连接,内圈通过中间支撑体与第一制动器的外毂以及第二制动器的外毂相连接。
采用上述结构,在单排行星齿轮组的前面和外围没有离合器,所有的换档部件都位于单排行星齿轮组和复合行星齿轮组之间,这样的布置型式使变速器结构紧凑,动力传递路线缩短。同时,由于增加了一个单向离合器,在换入一档时或者在一档换为二档时第二制动器不用工作,使变速器的控制变得简单,减少了低档换挡部件的使用频次,同时减少了换挡响应时间。
附图说明:
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明一较佳实施例的结构示意图;
图2为本发明较佳实施例的结构剖视图。
IP:动力输入轴
OP:动力输出轴
H:变速器的壳体
CS:中间支撑体
SP:单排行星齿轮组
S1:单排行星齿轮组的太阳轮
P1:单排行星齿轮组的行星齿轮
PC1:单排行星齿轮组的行星齿轮架
R1:单排行星齿轮组的齿圈
C1:第一离合器
C2:第二离合器
C3:第三离合器
B1:第一制动器
B2:第二制动器
OWC:单向离合器
CP:复合行星齿轮组
S2:复合行星齿轮组太阳轮
S3:复合行星齿轮组太阳轮
P2:复合行星齿轮组的长行星齿轮
P3:复合行星齿轮组的短行星齿轮
PC2:复合行星齿轮组的行星齿轮架
R2:复合行星齿轮组的齿圈
具体实施方式:
如图1所示,在本发明所介绍的汽车自动变速器中,共包括一个动力输入轴(IP)、一个动力输出轴(OP)、一个单排行星齿轮组(SP)、一个复合行星齿轮组(CP)、五个多片的摩擦式换挡部件(三个离合器和两个制动器)、一个单向离合器(OWC)、一个中间支撑体(CS)和变速器的壳体(H)。动力输入轴(IP)穿过单排行星齿轮组(SP)并与之同轴。动力输出轴(OP)布置在复合行星齿轮组(CP)的后面并与之同轴。
由图1可以看出,在该变速器中,单排行星齿轮组(SP)布置在复合行星齿轮组(CP)的前面。在单排行星齿轮组的前面和外围没有离合器,而且所有的换档部件都位于单排行星齿轮组和复合行星齿轮组之间,这样的布置形式和现有技术当中的布置形式(也就是在两个行星齿轮组之间会布置两个离合器和两个制动器,另外一个离合器会布置在单排行星齿轮组的前面,或者将这个离合器的摩擦部件布置在单排行星齿轮的外围,执行部件排列在单排行星齿轮组的前面)相比,使得变速器结构更加紧凑,动力传递路线缩短。
使所有的换档部件位于单排行星齿轮组和复合行星齿轮组之间的布置形式有多种,图1整体上表示出了根据本发明的一个最优选实施例的变速器换档部件的布置形式。如图1和图2所示,所述的换档部件包括两个离合器:第一离合器(C1)和第二离合器(C2),从单排行星齿轮组(SP)连接到复合行星齿轮组(CP)。还包括一个被输入轴(IP)直接驱动的第三离合器(C3),其紧挨在单排行星齿轮组(SP)之后。第一离合器(C1)直接布置在第三离合器(C3)外围,第二离合器(C2)位于第一离合器(C1)的后面。这种布置方式将所有的离合器都布置在了单排行星减速齿轮组(SP)之后,从而使得变速器结构更加紧凑,动力传递路线缩短。
所述的换档部件还包括两个制动器,第一制动器(B1)布置在第二离合器(C2)后面,第二离合器(C2)定位于第一离合器(C1)和第一制动器(B1)之间。第二制动器(B2)布置在第一制动器(B1)的后面。
如图1所示,所述的换档部件还包括一个单向离合器(OWC),其作用于复合行星齿轮组(CP)并布置在复合行星齿轮组齿轮组(CP)的前面,所述的第二制动器(B2)布置在单向离合器(OWC)的外围。在变速器换入一档时,换挡部件第一离合器(C1)和单向离合器(OWC)工作,动力从动力输入轴(IP)输入到单排行星齿轮组(SP)中,经由单排行星齿轮组(SP)的行星齿轮架(PC1)输入到第一离合器(C1),第一离合器(C1)将动力输入到复合行星齿轮组(CP),由于单向离合器(OWC)的快速响应,复合行星齿轮组(CP)的行星齿轮架(PC2)被固定,动力由复合行星齿轮组(CP)的齿圈(R2)输出到动力输出轴(OP),因此在1档时第二制动器(B2)不用工作,使变速器的控制变得简单,同时缩短了换挡响应时间。在变速器由一档变换为二档时,单向离合器(OWC)直接释放,不需要进行控制,第一制动器(B1)结合,减少了换档元件,使换档更容易控制,缩短了换档响应时间。因此,在秉承原有汽车自动变速器优点的基础上,增加一个单向离合器减少低档换挡部件的使用频次并使一档的换挡响应时间更短,从而达到提高变速器传动效率和汽车驾驶性能的目的,并使降低汽车燃油消耗量变为可能。
图2表示出了根据本发明的一个优选实施的变速器具体结构,结合图1和图2可以看出:单排行星齿轮组的太阳轮(S1)和液力变矩器的导轮轴通过花键连接,同时该轴被用螺栓固定在变速器油泵的壳体上。动力输入轴(IP)与第三离合器(C3)的外毂和单排行星齿轮组的齿圈(R1)固结。第三离合器(C3)的内毂通过轴和复合行星齿轮组(CP)的行星齿轮架(PC2)连接。第一离合器(C1)的外毂和第二离合器(C2)的内毂是固结的,并且和单排行星齿轮组(SP)的行星齿轮架(PC1)连接。第一离合器(C1)的内毂和复合行星齿轮组后太阳轮(S3)的轴固结,后太阳轮S3与轴之间通过花键连接。第二离合器(C2)的外毂和第一制动器(B1)的内毂固结在复合行星齿轮组前太阳轮(S2)的轴上,前太阳轮(S2)和轴之间通过花键连接。第一制动器(B1)的外毂和第二制动器(B2)的外毂和中间支撑体(CS)是一体的,中间支撑体固定在变速器的壳体上,第二制动器(B2)的内毂是和复合行星齿轮组(CP)的行星齿轮架(P2)固结的。单向离合器的外圈与复合行星齿轮组(CP)的行星齿轮架(P2)相连接,单向离合器的内圈和中间支撑体相连接,通过中间支撑体和第一制动器的外鼓以及第二制动器的外鼓连接在一起并固定在变速器的壳体上。动力输出轴(OP)和复合行星齿轮组(CP)的齿圈(R2)相连接。

Claims (9)

1、一种变速器,包括一个动力输入轴(IP)、一个动力输出轴(OP)、一个单排行星齿轮组(SP)、一个复合行星齿轮组(CP)、换档部件、中间支撑体(CS)和壳体(H),单排行星齿轮组(SP)排列在复合行星齿轮组(CP)的前面,其特征在于所述的换档部件全部位于单排行星齿轮组(SP)和复合行星齿轮组(CP)之间。
2、如权利要求1所述的变速器,其特征在于所述的换档部件至少包括从单排行星齿轮组(SP)连接到复合行星齿轮组(CP)的两个离合器,还至少包括一个被输入轴(IP)直接驱动的离合器。
3、如权利要求1或2所述的变速器,其特征在于所述的换档部件包括:
——第三离合器(C3)紧挨在单排行星减速齿轮组(SP)之后;
——第一离合器(C1)布置在第三离合器(C3)外围;
——第二离合器(C2)布置在第一离合器(C1)后面。
4、如权利要求3所述的变速器,其特征在于所述的换档部件还包括:
——第一制动器(B1)布置在第二离合器(C2)后面,并且在中间支撑体(CS)内;
——第二制动器(B2)布置在第一制动器(B1)的后面,并且在中间支撑体(CS)内;第二离合器(C2)定位于第一离合器(C1)和第一制动器(B1)之间。
5、如权利要求1所述的变速器,其特征在于所述的换档部件还包括一个作用于复合行星齿轮组(CP)的单向离合器(OWC),其布置在复合行星齿轮组(CP)的前面,所述的第二制动器(B2)布置在单向离合器(OWC)的外围。
6、如权利要求4所述的变速器,其特征在于所述的换档部件还包括一个作用于复合行星齿轮组(CP)的单向离合器(OWC),其布置在复合行星齿轮组(CP)的前面,所述的第二制动器(B2)布置在单向离合器(OWC)的外围。
7、如权利要求4所述的变速器,其特征在于所述的各部件之间还存在如下的连接关系:
——动力输入轴(IP)与第三离合器(C3)的外毂和单排行星齿轮组(SP)的齿圈(R1)固结,第三离合器(C3)的内毂通过轴和复合行星齿轮组(CP)的行星齿轮架(PC2)连接,复合行星齿轮组(CP)的行星齿轮架(PC2)和轴之间通过花键连接;
——第一离合器(C1)的外毂和第二离合器(C2)的内毂是固结的,并且和单排行星齿轮组(SP)的行星齿轮架(PC1)连接,第一离合器(C1)的内毂和复合行星齿轮组(CP)的后太阳轮(S3)的轴固结,后太阳轮(S3)与轴之间通过花键连接;
—一第二离合器(C2)的外毂和第一制动器(B1)的内毂固结在复合行星齿轮组(CP)的前太阳轮(S2)的轴上,前太阳轮(S2)和轴之间通过花键连接;
——第二离合器(C2)的外毂和第一制动器(B1)的内毂固结在复合行星齿轮组(CP)的前太阳轮(S2)的轴上,前太阳轮(S2)和轴之间通过花键连接;
一—第一制动器(B1)的外毂和第二制动器(B2)的外毂和中间支撑体(CS)是一体的,中间支撑体固定在变速器壳体(H)上,第二制动器(B2)的内毂是和复合行星齿轮组(CP)的行星齿轮架(PC2)固结的;
——动力输出轴(OP)和复合行星齿轮组(CP)的齿圈(R2)连接在一起。
8、如权利要求5所述的变速器,其特征在于所述换档部件还包括:
——第一离合器(C1)的外毂和单排行星齿轮组(SP)的行星齿轮架(PC1)连接,第一离合器(C1)的内毂和复合行星齿轮组(CP)的后太阳轮(S3)的轴固结,后太阳轮(S3)与轴之间通过花键连接;
——单向离合器(OWC)的外圈与复合行星齿轮组(CP)的行星齿轮架(PC2)相连接,内圈和中间支撑体(CS)相连接,并通过中间支撑体(CS)固定在变速器的壳体(H)上。
9、如权利要求6或7所述的变速器,其特征在于所述的换档部件还包括一个作用于复合行星齿轮组(CP)的单向离合器(OWC),单向离合器(OWC)的外圈与复合行星齿轮组(CP)的行星齿轮架(PC2)相连接,内圈通过中间支撑体(CS)与第一制动器(B1)的外毂以及第二制动器(B2)的外毂相连接。
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