CN102628495A - 一种六档行星自动变速器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种六档行星自动变速器，包括四个行星排PGS1-PGS4，安装在两端分别与输入轴、输出轴连接的输入构件①和输出构件②，五个传动构件③-⑦，三个制动器B1-B3和两个离合器C1-C2，实现六个前进挡并且一档传动比大于10，四个行星排的齿圈的齿数与所述太阳轮的齿数之比在1.5～3.5范围内，并将四个行星排的径向尺寸缩小，同时获得整体性能较优的传动比特性；四个行星排均为单星简单行星排，并且有二个行星排的齿圈的齿数与所述太阳轮的齿数之比相同，可使用相同的行星排齿轮参数，进一步减少齿轮的种类。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械领域的传动装置，具体涉及一种汽车上驱动系统的六档行星自动变速器。
背景技术
作为车辆用自动变速器，内燃机等动力经液力变矩器传至变速器的输入轴，按当前档位变速后，将动力从输出轴输出，并经差速器传至左、右驱动轮，而变速器大多数是由多个行星排、制动器和离合器组成的变速器方案。目前较为流行的六档行星自动变速器，一档传动比相对较大，仍无法满足更大传动比的需求，为此，需寻找一档传动比更大的六档行星自动变速器。
发明内容
本发明的自动变速器采用四个行星排、三个制动器和二个离合器的方案实现六个前进档，与现有技术相比，一档传动比大于10.0，四个行星排均为单星简单行星排，并且有二个行星排的k值相同，可使用相同的行星排齿轮参数，进一步减少齿轮的种类，另外，四个行星排的k值在1.5～3.5范围内，并将四个行星排的径向尺寸缩小，同时获得整体性能较优的传动比特性。本发明提供的一种六档行星自动变速器，包括行星排，安装在两端分别与输入轴、输出轴连接的输入构件①和输出构件②，传动构件、制动器和离合器，其特征在于，所述行星排包括行星排PGS1、行星排PGS2、行星排PGS3和行星排PGS4；所述传动构件包括传动构件③、传动构件④、传动构件⑤、传动构件⑥和传动构件⑦；所述制动器包括制动器B1、制动器B2和制动器B3；所述离合器包括离合器C1和离合器C2；
所述行星排PGS1分别与输入构件①、传动构件④和传动构件③连接；
所述行星排PGS2分别与传动构件③、传动构件④和传动构件⑥连接；
所述行星排PGS3分别与传动构件⑦、传动构件③和输出构件②连接；
所述行星排PGS4分别与传动构件⑤、输出构件②和传动构件⑥连接；
所述制动器B1制动传动构件③；
所述制动器B2制动传动构件④；
所述制动器B3制动传动构件⑤；
所述离合器C1连接输入构件①和传动构件⑦；
所述离合器C2连接输入构件①和传动构件③。
本发明提供的第一优选实施例中：所述六档行星自动变速器用于前置后驱动车辆；所述行星排为单星简单行星排；
所述输入轴为液力变矩器的涡轮轴，将发动机的动力经液力变矩器传至变速器；
所述制动器和离合器为多片式摩擦操纵件，利用液压油驱动活塞进行加压。
本发明提供的第二优选实施例中：
所述制动器B2和所述制动器B3结合，传动构件④和传动构件⑤制动，所述六档行星自动变速器运行在一档；
所述离合器C1和所述制动器B1结合，传动构件⑦与输入构件①整体旋转，传动构件③制动，所述六档行星自动变速器运行在二档；
所述离合器C1和所述制动器B2结合，传动构件⑦与输入构件①整体旋转，传动构件④制动，所述六档行星自动变速器运行在三档；
所述离合器C1和所述制动器B3结合，传动构件⑦与输入构件①整体旋转，传动构件⑤制动，所述六档行星自动变速器运行在四档；
所述离合器C1和所述离合器C2结合时，传动构件③和传动构件⑦同时与输入构件①整体旋转，所述六档行星自动变速器运行在五档；
所述离合器C2和所述制动器B3结合时，传动构件③与输入构件①整体旋转，传动构件⑤制动，所述六档行星自动变速器运行在六档；
所述制动器B1和所述制动器B3结合时，传动构件③和传动构件⑤制动，所述六档行星自动变速器运行在倒档。
本发明提供的第三优选实施例中：所述行星排包括太阳轮S、齿圈R和行星架CA；
所述行星排PGS1的太阳轮S1与所述输入构件①连接；
所述行星排PGS1的行星架CA1与所述传动构件③连接；
所述行星排PGS1的齿圈R1与所述传动构件④连接；
所述行星排PGS2的太阳轮S2与所述传动构件③连接；
所述行星排PGS2的行星架CA2与传动构件⑥连接；
所述行星排PGS2的齿圈R2与所述传动构件④连接；
所述行星排PGS3的太阳轮S3与所述传动构件⑦连接；
所述行星排PGS3的行星架CA3与所述输出构件②连接；
所述行星排PGS3的齿圈R3与所述传动构件③连接；
所述行星排PGS4的太阳轮S4与所述传动构件⑤连接；
所述行星排PGS4的行星架CA4与传动构件⑥连接；
所述行星排PGS4的齿圈R4与所述输出构件②连接。
本发明提供的第四优选实施例中：所述制动器B1通过传动构件③制动行星架CA1以使齿圈R1作为中间输出件将输入构件①的转速进行减速输出；
所述制动器B1通过传动构件③制动太阳轮S2以使行星架CA2作为中间输出件将齿圈R2的转速进行增速输出；
所述制动器B1通过传动构件③制动齿圈R3以使行星架CA3作为输出件将太阳轮S3的转速进行减速输出；
所述制动器B2通过传动构件④制动齿圈R2以使行星架CA2作为中间输出件将太阳轮S2的转速进行减速输出；
所述制动器B3通过传动构件⑤制动太阳轮S4以使齿圈R4作为输出件将行星架CA4的转速进行减速输出。
本发明提供的第五优选实施例中：所述行星排的k值范围是2.0～3.5，其中，k值为所述行星排的所述齿圈的齿数与所述太阳轮的齿数之比。
本发明提供的第六优选实施例中：所述行星排PGS1和PGS2的k值为2.906；所述行星排PGS3的k值为3.231；所述行星排PGS4的k值为2.333；其中，k值为所述行星排的所述齿圈的齿数与所述太阳轮的齿数之比。
本发明提供的一种六档行星自动变速器的有益效果包括：
1、本发明的六档行星自动变速器采用四个行星排、三个制动器和二个离合器的方案实现六个前进档，一档传动比大于10.0；
2、四个行星排的齿圈的齿数与所述太阳轮的齿数之比在1.5～3.5范围内，并将四个行星排的径向尺寸缩小，同时获得整体性能较优的传动比特性；
3、四个行星排均为单星简单行星排，并且有二个行星排的齿圈的齿数与所述太阳轮的齿数之比相同，可使用相同的行星排齿轮参数，进一步减少齿轮的种类。
附图说明
图1本发明的自动变速器各部件连接关系示意图
图中PGS1～PGS4为四个行星排，S1～S4为四个太阳轮，R1～R4为四个齿圈，CA1～CA4为四个行星架，B1～B3为三个制动器，C1～C2为二个离合器，①为输入构件、②为输出构件、③～⑦为传动构件。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供的一种六档行星自动变速器适用于FR(前置后驱动)车辆的变速器纵置方案，该六档行星自动变速器的具体结构如图1所示，由图1可知，本发明提供的一种六档行星自动变速器包括四个行星排：行星排PGS1、行星排PGS2、行星排PGS3和行星排PGS4，三个制动器：制动器B1、制动器B2和制动器B3，两个离合器：离合器C1和离合器C2，五个传动构件：传动构件③、传动构件④、传动构件⑤、传动构件⑥和传动构件⑦，输入构件①和输出构件②，其中各行星排按顺序排列，各个行星排之间利用传动构件连接，输入轴与输入构件①相连，输入轴一般为液力变矩器的涡轮轴，用于将发动机的动力经液力变矩器传至变速器，输出轴与输出构件②连接，通过差速器将动力传至左、右驱动轮。该六档行星自动变速器相对于旋转中心是基本对称的，图1中省略了旋转中心的下半部分，以下描述时不再作说明。
其中，行星排PGS1分别与输入构件①、传动构件④和传动构件③连接；行星排PGS2分别与传动构件③、传动构件④和传动构件⑥连接；行星排PGS3分别与传动构件⑦、传动构件③和输出构件②连接；行星排PGS4分别与传动构件⑤、输出构件②和传动构件⑥连接；制动器B1用于制动传动构件③；制动器B2用于制动传动构件④；制动器B3用于制动传动构件⑤；离合器C1用于连接输入构件①和传动构件⑦，离合器C2用于连接输入构件①和传动构件③。制动器B1～B3、离合器C1和C2一般为多片式摩擦操纵件，利用液压油驱动活塞进行加压。
行星排包括太阳轮S、齿圈R和行星架CA，输入构件①与行星排PGS1的太阳轮S1连接；输出构件②与行星排PGS3的行星架CA3和行星排PGS4的齿圈R4连接；传动构件③与行星排PGS1的行星架CA1、行星排PGS2的太阳轮S2和行星排PGS3的齿圈R3连接；传动构件④与行星排PGS1的齿圈R1和行星排PGS2的齿圈R2连接；传动构件⑤与行星排PGS4的太阳轮S4连接；传动构件⑥与行星排PGS2的行星架CA2和行星排PGS4的行星架CA4连接；传动构件⑦与行星排PGS3的太阳轮S3连接。
行星排PGS1包括太阳轮S1、齿圈R1和行星架CA1三个旋转件，太阳轮S1与输入构件①连接以输入动力，制动器B1制动传动构件③，传动构件③与行星架CA1连接，可通过制动器B1制动行星架CA1以使齿圈R1作为中间输出件将输入构件①的转速进行减速输出。
行星排PGS2包括太阳轮S2、齿圈R2和行星架CA2三个旋转件，制动器B2制动传动构件④，传动构件④与齿圈R2连接，可在减速档通过制动器B2制动齿圈R2以使行星架CA2作为中间输出件将太阳轮S2的转速进行减速输出；制动器B1制动传动构件③，传动构件③与太阳轮S2连接，在增速档通过制动器B1制动太阳轮S2以使行星架CA2作为中间输出件将齿圈R2的转速进行增速输出。
行星排PGS3包括太阳轮S3、齿圈R3和行星架CA3三个旋转件，制动器B1制动传动构件③，传动构件③与齿圈R3连接，可通过制动器B1制动齿圈R3以使行星架CA3作为输出件将太阳轮S3的转速进行减速输出，或将齿圈R3和太阳轮S3的转速通过行星架CA4作为中间输出件进行减速输出。
行星排PGS4包括太阳轮S4、齿圈R4和行星架CA4三个旋转件，制动器B3制动传动构件⑤，传动构件⑤与太阳轮S4连接，可通过制动器B3制动太阳轮S4以使齿圈R4作为输出件将行星架CA4的转速进行减速输出。
下面参照图1对本发明的实例进行详细说明，其中，传动比是指输入轴转速与输出轴转速之比，行星排k值是指行星排的齿圈齿数与太阳轮齿数之比。
当制动器B2和制动器B3结合时，传动构件④和传动构件⑤制动，实现最大传动比的一档“1st”。
当离合器C1和制动器B1结合时，传动构件⑦与作为输入轴的输入构件①整体旋转，传动构件③制动，实现比一档“1st”传动比小的二档“2nd”。
当离合器C1和制动器B2结合时，传动构件⑦与作为输入轴的输入构件①整体旋转，传动构件④制动，实现比二档“2nd”传动比小的三档“3rd”。
当离合器C1和制动器B3结合时，传动构件⑦与作为输入轴的输入构件①整体旋转，传动构件⑤制动，实现比三档“3rd”传动比小的四档“4th”。
当离合器C1和离合器C2结合时，传动构件③和传动构件⑦同时与作为输入轴的输入构件①整体旋转，实现比四档“4th”传动比小的五档“5th”。
当离合器C2和制动器B3结合时，传动构件③与作为输入轴的输入构件①整体旋转，传动构件⑤制动，实现比五档“5th”传动比小的六档“6th”。
当制动器B1和制动器B3结合时，传动构件③和传动构件⑤制动，实现倒档“Rev”。
各档传动比由四个行星排的k值决定，四个行星排PGS1～PGS4的k值在2.0～3.5范围内，可使四个行星排PGS1～PGS4的径向尺寸较小，同时，获得了整体性能较优的传动比特性。
优选的，k1＝k2≈2.906、k3≈3.231、k4≈2.333时，即可得到如表1所示的各档传动比，相邻档位传动比的间比基本合适，同时前进档的总的传动比范围(10.681/0.700)达到15.26，这样就获得了整体性能较优的传动比特性，并且本实施例中的四个行星排均为单星简单行星排，并且有两个行星排的k值相同，可选用相同的行星排齿轮参数，进一步减少齿轮的种类。
表1六档自动变速器实现方式及相应传动比、间比示意表
“○”表示操纵件结合
以上虽然根据附图对本发明的实例进行了详细说明，但不仅限于此具体实施方式，本领域的技术人员根据此具体技术方案进行的各种等同、变形处理，也在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种六档行星自动变速器，包括行星排，安装在两端分别与输入轴、输出轴连接的输入构件①和输出构件②，传动构件、制动器和离合器，其特征在于，所述行星排包括行星排PGS1、行星排PGS2、行星排PGS3和行星排PGS4；所述传动构件包括传动构件③、传动构件④、传动构件⑤、传动构件⑥和传动构件⑦；所述制动器包括制动器B1、制动器B2和制动器B3；所述离合器包括离合器C1和离合器C2；
所述行星排PGS1分别与输入构件①、传动构件④和传动构件③连接；
所述行星排PGS2分别与传动构件③、传动构件④和传动构件⑥连接；
所述行星排PGS3分别与传动构件⑦、传动构件③和输出构件②连接；
所述行星排PGS4分别与传动构件⑤、输出构件②和传动构件⑥连接；
所述制动器B1制动传动构件③；
所述制动器B2制动传动构件④；
所述制动器B3制动传动构件⑤；
所述离合器C1连接输入构件①和传动构件⑦；
所述离合器C2连接输入构件①和传动构件③。
2.如权利要求1所述的一种六档行星自动变速器，其特征在于，所述六档行星自动变速器用于前置后驱动车辆；所述行星排为单星简单行星排；
所述输入轴为液力变矩器的涡轮轴，将发动机的动力经液力变矩器传至变速器；
所述制动器和离合器为多片式摩擦操纵件，利用液压油驱动活塞进行加压。
3.如权利要求1所述的一种六档行星自动变速器，其特征在于，
所述制动器B2和所述制动器B3结合，传动构件④和传动构件⑤制动，所述六档行星自动变速器运行在一档；
所述离合器C1和所述制动器B1结合，传动构件⑦与输入构件①整体旋转，传动构件③制动，所述六档行星自动变速器运行在二档；
所述离合器C1和所述制动器B2结合，传动构件⑦与输入构件①整体旋转，传动构件④制动，所述六档行星自动变速器运行在三档；
所述离合器C1和所述制动器B3结合，传动构件⑦与输入构件①整体旋转，传动构件⑤制动，所述六档行星自动变速器运行在四档；
所述离合器C1和所述离合器C2结合时，传动构件③和传动构件⑦同时与输入构件①整体旋转，所述六档行星自动变速器运行在五档；
所述离合器C2和所述制动器B3结合时，传动构件③与输入构件①整体旋转，传动构件⑤制动，所述六档行星自动变速器运行在六档；
所述制动器B1和所述制动器B3结合时，传动构件③和传动构件⑤制动，所述六档行星自动变速器运行在倒档。
4.如权利要求1所述的一种六档行星自动变速器，其特征在于，所述行星排包括太阳轮S、齿圈R和行星架CA；
所述行星排PGS1的太阳轮S1与所述输入构件①连接；
所述行星排PGS1的行星架CA1与所述传动构件③连接；
所述行星排PGS1的齿圈R1与所述传动构件④连接；
所述行星排PGS2的太阳轮S2与所述传动构件③连接；
所述行星排PGS2的行星架CA2与传动构件⑥连接；
所述行星排PGS2的齿圈R2与所述传动构件④连接；
所述行星排PGS3的太阳轮S3与所述传动构件⑦连接；
所述行星排PGS3的行星架CA3与输出构件②连接；
所述行星排PGS3的齿圈R3与所述传动构件③连接；
所述行星排PGS4的太阳轮S4与所述传动构件⑤连接；
所述行星排PGS4的行星架CA4与传动构件⑥连接；
所述行星排PGS4的齿圈R4与所述输出构件②连接。
5.如权利要求4所述的一种六档行星自动变速器，其特征在于，
所述制动器B1通过传动构件③制动行星架CA1以使齿圈R1作为中间输出件将输入构件①的转速进行减速输出；
所述制动器B1通过传动构件③制动太阳轮S2以使行星架CA2作为中间输出件将齿圈R2的转速进行增速输出；
所述制动器B1通过传动构件③制动齿圈R3以使行星架CA3作为输出件将太阳轮S3的转速进行减速输出；
所述制动器B2通过传动构件④制动齿圈R2以使行星架CA2作为中间输出件将太阳轮S2的转速进行减速输出；
所述制动器B3通过传动构件⑤制动太阳轮S4以使齿圈R4作为输出件将行星架CA4的转速进行减速输出。
6.如权利要求4所述的一种六档行星自动变速器，其特征在于，
所述行星排的k值范围是2.0～3.5，其中，k值为所述行星排的所述齿圈的齿数与所述太阳轮的齿数之比。
7.如权利要求4所述的一种六档行星自动变速器，其特征在于，
所述行星排PGS1和PGS2的k值为2.906；所述行星排PGS3的k值为3.231；所述行星排PGS4的k值为2.333；其中，k值为所述行星排的所述齿圈的齿数与所述太阳轮的齿数之比。
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