CN102297255A - 自动变速器总成及自动变速型汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动变速器总成及自动变速型汽车，自动变速器总成包括输入轴(1)、一级减/增速机构(2)、无级变速机构(3)、二级减/增速机构(7)、行星机构(8)和输出轴(14)，该自动变速器总成呈直列式分布，输入轴(1)和输出轴(14)设置在同一轴线上，轴线构成自动变速器总成的输入-输出主轴线整个变速器的重心落在或者近似落在输入-输出轴线上，大大增强了变速器以及汽车的平衡性能。

Description

自动变速器总成及自动变速型汽车

技术领域

本发明涉及汽车变速器领域，特别地，涉及一种汽车的自动变速器总成及具有该自动变速器总成的汽车。

背景技术

在汽车动力总成零部件制造技术领域，变速器占据着非常重要的位置，变速器通常与汽车发动机连接，传递来自发动机的动力。目前，自动变速器已应用到越来越多的汽车上，其中无级变速器(CVT)因其优良性能而在市场上占有一定的份额，CVT主要用于装备发动机前置前轮驱动型轿车。但由于前底板下面的高度空间有限，以及最小离地间隙的要求，限定了CVT变速机构的中心距，从而无法改变CVT变速机构的中心距。因此，CVT的速比范围和扭矩容量均较小，不适合SUV、MPV等发动机前置后轮驱动车型，尤其是大扭矩的车型。

发明内容

本发明目的在于提供一种自动变速器总成，以解决现有变速器速比范围较小、扭矩容量较小等方面的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种自动变速器总成，包括输入轴、与输入轴连接的一级减/增速机构、与一级减/增速机构连接的无级变速机构、与无级变速机构连接的二级减/增速机构、与二级减/增速机构连接的行星机构和与行星机构连接的输出轴，该自动变速器总成呈直列式分布，输入轴和输出轴设置在同一轴线上，轴线构成自动变速器总成的输入-输出主轴线；无级变速机构包括主动带轮轴总成、金属带和被动带轮轴总成，主动带轮轴总成和被动带轮轴总成对称或者近似对称地布置于输入-输出主轴线的两边；一级减/增速机构和二级减/增速机构分别布置在无级变速机构的两侧。

进一步地，行星机构8包括与二级减/增速机构的输出端连接的前太阳轮和后太阳轮、行星架及固定于行星架上的第一行星轮和第二行星轮；前太阳轮和后太阳轮前后平行设置在输入-输出主轴线上；第二行星轮的相对输入-输出主轴线的内侧与后太阳轮啮合，第二行星轮的相对输入-输出主轴线的外侧与第一行星轮的相对输入-输出主轴线的内侧啮合；第一行星轮的相对输入-输出主轴线的内侧同时与前太阳轮啮合。

进一步地，行星机构还包括与第一行星轮连接的齿圈；前太阳轮、第一行星轮和齿圈依次啮合连接构成第一行星排；后太阳轮、第二行星轮、第一行星轮和齿圈依次啮合连接构成第二行星排。

进一步地，第一行星轮的轮轴与行星架连接；第二行星轮的轮轴与行星架连接。

进一步地，行星机构还包括倒档制动器、低速档制动器和高速档离合器；倒档制动器包括两组摩擦片，两组摩擦片分别固定于自动变速器总成的壳体和齿圈；后太阳轮与二级减/增速机构的输出端连接，且高速档离合器连接前太阳轮和后太阳轮；低速档制动器包括两组摩擦片，两组摩擦片分别固定于自动变速器总成的壳体和前太阳轮。

进一步地，一级减/增速机构包括第一主动齿轮和与第一主动齿轮啮合的第一被动齿轮；第一主动齿轮与输入轴为一整体；第一被动齿轮通过花键与主动带轮轴总成上的轮轴连接。

进一步地，二级减/增速机构包括第二主动齿轮和与第二主动齿轮啮合的第二被动齿轮；第二主动齿轮通过花键与被动带轮轴总成上的轮轴连接，第二被动齿轮通过花键与后太阳轮的轮轴连接。

进一步地，自动变速器总成还包括液力变矩器和油泵，液力变矩器的涡轮通过花键与输入轴连接；油泵与输入轴不同轴，油泵通过链轮链条与液力变矩器的泵轮驱动连接。

进一步地，油泵通过链轮链条与液力变矩器的泵轮连接。

本发明还提供一种自动变速型汽车，该自动变速型汽车上装配有上述的自动变速器总成。

本发明具有以下有益效果：本发明自动变速器总成的各组成部分呈直列式布置，其中输入轴和输出轴设置在同一直线上，主动带轮轴总成和被动带轮轴总成对称或者近似对称地布置于输入-输出轴线的两边。这样，有效缩短了变速器的布置宽度，延长了变速器的布置长度，大大增加了变速器的扭矩容量，使得变速器总成的重心更容易集中到位于同一直线的输入-输出轴线上，整个变速器的重心落在或者近似落在输入-输出轴线上，大大增强了变速器以及汽车的平衡性能。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的自动变速器总成的结构示意图；

图2是本发明优选实施例的自动变速器总成中一级减速机构示意图；

图3是本发明优选实施例的自动变速器总成中无级变速机构示意图；

图4是本发明优选实施例的自动变速器总成中二级减速机构示意图；以及

图5是本发明优选实施例的自动变速器总成中行星机构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1，一种自动变速器总成，包括输入轴1、与输入轴1连接的一级减/增速机构2、与一级减/增速机构2连接的无级变速机构3、与无级变速机构3连接的二级减/增速机构7、与二级减/增速机构7连接的行星机构8和与行星机构8连接的输出轴14。该输入轴1、一级减/增速机构2、无级变速机构3、二级减/增速机构7、行星机构8和输出轴14依次连接，呈直列式分布。呈直列式分布的变速器总成，有效缩短了变速器的布置宽度，延长了变速器的布置长度，大大增加了变速器的扭矩容量，适用于前置后驱型车辆。

其中，输入轴1和输出轴14设置在同一轴线上，该轴线构成自动变速器总成的“输入-输出主轴线”。这样，使得变速器总成的重心更容易集中到位于同一直线的输入-输出主轴线上，整个变速器的重心落在或者近似落在输入-输出主轴线上，增大了变速器的扭矩容量，提高了车辆运行过程中的平衡性能。输入轴1通过一级减/增速机构2、无级变速机构3、二级减/增速机构7、行星机构8向输出轴14传递动力，重心落在输入-输出主轴线上使得动力利用效率更高。

结合参见图2，一级减/增速机构2包括第一主动齿轮21和与第一主动齿轮21啮合的第一被动齿轮22。第一主动齿轮21与输入轴1为一整体结构，即两者一体成型。第一被动齿轮22与主动带轮轴总成4上的轮轴41通过花键相连接，并使一级减/增速机构2位于主动带轮轴总成4的第一侧。这时，第一主动齿轮21和第一动齿轮22组成一级减/增速齿轮副。第一主动齿轮21与输入轴1一体成型，大大提高了两者连接的整体性能，增强了它们的机械强度；无需另外设置连接装置，减少了零件数量，也不增加一级减/增速机构2的占用空间。第一被动齿轮22与轮轴41通过花键相连接，使得两者连接受力均匀，花键齿根处应力集中较小，轴与毂的强度削弱较少。

结合参见图3，无级变速机构3包括主动带轮轴总成4、金属带5和被动带轮轴总成6。主动带轮轴总成4通过金属带5与被动带轮轴总成6连接，且主动带轮轴总成4和被动带轮轴总成6对称或者近似对称地布置于输入-输出轴线的两边，有利于整个变速器的重心集中于输入-输出轴上，大大提高了变速器的平衡性能。主动带轮轴总成4的轮轴41与一级减/增速机构2的第一被动齿轮22通过花键连接，作为无级变速机构3的动力输入端。被动带轮轴总成6上的轮轴61与二级减/增速机构7的第二主动齿轮71通过花键连接，作为无级变速机构3的动力输出端。

结合参见图4，二级减/增速机构7包括第二主动齿轮71和与第二主动齿轮71啮合的第二被动齿轮72。其中，第二主动齿轮71与被动带轮轴总成6上的轮轴61通过花键连接，且使二级减/增速机构7位于主动带轮轴总成4的相对第二侧。第二被动齿轮72与行星结构8上的轮轴121通过花键连接。这时，第二主动齿轮71和第二被动齿轮72组成二级减/增速齿轮副。第二主动齿轮71与轮轴61、第二被动齿轮72与轮轴121通过花键连接，使得它们之间的连接受力均匀，花键齿根处应力集中较小，轴与毂的强度削弱较少。该第二被动齿轮72和轮轴121一起作为行星结构8的动力输入端。

结合参见图5，行星机构8为拉威挪型行星机构，该拉威挪型行星机构包括行星架13、齿圈15、第一行星轮9、第二行星轮11、前太阳轮10、后太阳轮12、倒档制动器16、低速档制动器17和高速档离合器18。前太阳轮10和后太阳轮12均设置在轮轴121上，且前后平行设置在输入-输出主轴线上，其中，前太阳轮10设置在靠近二级减/增速机构7处；后太阳轮12设置在远离二级减/增速机构7处，即后太阳轮12设置在靠近输出轴14的一侧。第一行星轮9和第二行星轮11均安装在行星架13上。第一行星轮9的轮轴固定在行星架13上。第二行星轮11的轮轴固定在行星架13上。第二行星轮11的相对输入-输出主轴线的内侧与后太阳轮12啮合，第二行星轮11的相对输入-输出主轴线的外侧与第一行星轮9的相对输入-输出主轴线的内侧啮合。第一行星轮9的相对输入-输出主轴线的内侧同时与前太阳轮10啮合。齿圈15与第一行星轮9的外端面相啮合。其中，前太阳轮10、第一行星轮9和齿圈15依次啮合连接构成第一行星排；后太阳轮12、短行星轮11、第一行星轮9和齿圈15依次啮合连接构成第二行星排。上述第一行星排和第二行星排共用行星架13、第一行星轮9和齿圈15。轮轴121与第二被动齿轮72通过花键连接，作为行星机构8的动力输入端。行星架13与输出轴14为一整体结构，即两者一体成型，作为行星机构8的动力输出端。

倒档制动器16包括两组摩擦片，两组摩擦片分别固定于自动变速器总成的壳体和齿圈15。后太阳轮12与二级减/增速机构7的输出端连接，高速档离合器18连接前太阳轮10和后太阳轮12。低速档制动器17包括两组摩擦片，两组摩擦片分别固定于自动变速器总成的壳体和前太阳轮10。其中，前太阳轮10的齿数为z₁，后太阳轮12的齿数为z₂，z₁＜z₂；齿圈15的齿数为z_r，z₁＜z_r。

当低速档制动器17接合时，行星机构的输入与输出转速之比为

因为z₁＜z₂，所以i_a1＞2，该行星机构可以得到大于2的低档速比。

当倒档制动器16接合时，行星机构的输入与输出转速之比为因为z₁＜z_r，所以i_aR＜0，该行星机构可以得到小于0速比，即倒档速比。

当高速档离合器18接合时，行星机构整体一起转动，行星机构的速比i_a2＝1，即直接档。因此，该行星机构8是一个两个前进档和一个倒档的变速机构。由于该行星机构设置有两个行星排和三个离合/制动器，实现了两级变速，即在减小了单级变速的速比范围的情况下，增大了整个变速器的速比范围。

参见图1，该自动变速器总成还包括液力变矩器19和油泵20。液力变矩器19的涡轮通过花键与输入轴2连接，油泵20与输入轴2不同轴，油泵20不是由液力变矩器19直接驱动，而是通过链轮链条与液力变矩器19的泵轮连接驱动。

传统CVT无级变速机构速比范围一般在5.0～5.5之间，如果减小速比范围，可以增大无级变速机构的输入扭矩容量，减小主动带轮轴与被动带轮轴的中心距。本发明自动变速器总成的无级变速机构单级变速的速比范围在3.0～3.5之间，该自动变速器总成总的速比范围在6～7之间，与现有的速比范围相比，本发明的自动变速器速比范围得到了很大提高，从而提高了整车的燃油经济性和操控性。而中心距的减小和输入扭矩容量的增加可使该自动变速器总成更适合装备在SUV等大扭矩前置后驱型车辆上。

本发明提供的自动变速器，该自动变速器是CVT无级变速器和AT自动变速器的组合体，具有传统CVT无级变速特征，比传统CVT具有更大的传动速比范围，更大的输入扭矩容量，更小的高度和宽度尺寸，适应装备在SUV等大扭矩前置后驱型车辆上。

本发明的自动变速器总成的一级减/增速机构2和二级减/增速机构7分别布置在无级变速机构3的两侧，使得一级减/增速机构2和二级减/增速机构7各自可以对称地布置在输入-输出轴线上，从而有利于该自动变速器的重心集中到输入-输出轴线上。一级减/增速机构2布置在输入轴1和无级变速机构3之间；二级减/增速机构7布置在无级变速机构3和行星机构8之间。避免了现有技术中将一级减/增速机构2和二级减/增速机构7同时布置在无级变速机构3和行星机构8之间，而导致的自动变速器总成径向尺寸过大的缺陷。

本发明还提供了一种自动变速型汽车，该自动变速汽车上装配有上述自动变速器。该变速器具有两级减/增速功能，因此，本发明的自动变速型汽车也具备两级减/增速功能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动变速器总成，包括

输入轴(1)、与所述输入轴(1)连接的一级减/增速机构(2)、与所述一级减/增速机构(2)连接的无级变速机构(3)、与所述无级变速机构(3)连接的二级减/增速机构(7)、与所述二级减/增速机构(7)连接的行星机构(8)和与所述行星机构(8)连接的输出轴(14)，

该自动变速器总成呈直列式分布，

其特征在于：

所述输入轴(1)和所述输出轴(14)设置在同一轴线上，所述轴线构成所述自动变速器总成的输入-输出主轴线；

所述无级变速机构(3)包括主动带轮轴总成(4)、金属带(5)和被动带轮轴总成(6)，所述主动带轮轴总成(4)和被动带轮轴总成(6)对称地布置于所述输入-输出主轴线的两边；

所述一级减/增速机构(2)和所述二级减/增速机构(7)分别布置在所述无级变速机构(3)的两侧。

2.根据权利要求1所述的自动变速器总成，其特征在于，

所述行星机构(8)包括与所述二级减/增速机构(7)的输出端连接的前太阳轮(10)和后太阳轮(12)、行星架(13)及固定于所述行星架(13)上的第一行星轮(9)和第二行星轮(11)；

所述前太阳轮(10)和所述后太阳轮(12)前后平行设置在所述输入-输出主轴线上；

所述第二行星轮(11)的相对所述输入-输出主轴线的内侧与所述后太阳轮(12)啮合，所述第二行星轮(11)的相对所述输入-输出主轴线的外侧与所述第一行星轮(9)的相对所述输入-输出主轴线的内侧啮合；

所述第一行星轮(9)的相对所述输入-输出主轴线的内侧同时与所述前太阳轮(10)啮合。

3.根据权利要求2所述的自动变速器总成，其特征在于，

所述行星机构(8)还包括与所述第一行星轮(9)连接的齿圈(15)；

所述前太阳轮(10)、所述第一行星轮(9)和所述齿圈(15)依次啮合连接构成第一行星排；

所述后太阳轮(12)、所述第二行星轮(11)、所述第一行星轮(9)和所述齿圈(15)依次啮合连接构成第二行星排。

4.根据权利要求2所述的自动变速器总成，其特征在于，

所述第一行星轮(9)的轮轴与所述行星架(13)连接；

所述第二行星轮(11)的轮轴与所述行星架(13)连接。

5.根据权利要求4所述的自动变速器总成，其特征在于，

所述行星机构(8)还包括倒档制动器(16)、低速档制动器(17)和高速档离合器(18)；

所述倒档制动器(16)包括两组摩擦片，所述两组摩擦片分别固定于所述自动变速器总成的壳体和所述齿圈(15)；

所述后太阳轮(12)与所述二级减/增速机构(7)的输出端连接，所述高速档离合器(18)连接所述前太阳轮(10)和所述后太阳轮(12)；

所述低速档制动器(17)包括两组摩擦片，所述两组摩擦片分别固定于所述自动变速器总成的壳体和所述前太阳轮(10)。

6.根据权利要求1所述的自动变速器总成，其特征在于：

所述一级减/增速机构(2)包括第一主动齿轮(21)和与所述第一主动齿轮(21)啮合的第一被动齿轮(22)；

所述第一被动齿轮(22)通过花键与所述主动带轮轴总成(4)上的轮轴(41)连接。

7.根据权利要求6所述的自动变速器总成，其特征在于，

所述二级减/增速机构(7)包括第二主动齿轮(71)和与所述第二主动齿轮(71)啮合的第二被动齿轮(72)；

所述第二主动齿轮(71)通过花键与所述被动带轮轴总成(6)上的轮轴(61)连接，所述第二被动齿轮(72)通过花键与所述后太阳轮(12)的轮轴(121)连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的自动变速器总成，其特征在于，

所述自动变速器总成还包括液力变矩器(19)和油泵(20)，所述液力变矩器(19)的涡轮通过花键与所述输入轴(2)连接；

所述油泵(20)与所述输入轴(2)不同轴，所述油泵(20)与所述液力变矩器(19)的泵轮驱动连接。

9.根据权利要求8所述的自动变速器总成，其特征在于，

所述油泵(20)通过链轮链条与所述液力变矩器(19)的泵轮连接。

10.一种自动变速型汽车，在所述自动变速型汽车上装配有自动变速器总成，其特征在于，所述自动变速器总成为权利要求1至9中任一项所述的自动变速器总成。

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