CN103807375A - 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系 - Google Patents
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Abstract
一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,包括:第一转矩接收轴、平行于第一轴的第二轴、第一行星齿轮组、复合行星齿轮组、三个传动齿轮以及摩擦元件,在第一轴上的第一行星齿轮组具有第一、第二以及第三旋转元件,其分别操作为固定元件或输出元件,直接连接到第一轴并操作为输入元件以及操作为选择性的输出元件;复合行星齿轮组包括第二行星齿轮组和第三行星齿轮组,并且具有第四、第五、第六及第七旋转元件,其分别选择性地连接到第二和第三旋转元件,连接到输出齿轮,选择性地连接到第一旋转元件,以及选择性地连接到第三旋转元件;三个传动齿轮形成外部啮合齿轮;摩擦元件将旋转元件选择性地互相连接或将旋转元件选择性地连接到变速器壳体。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年11月5日提交的韩国专利申请第10-2012-0124118号的优先权,该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的自动变速器。更具体而言,本发明涉及一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,其能够通过减小行星齿轮系的长度而改进安装性并且通过提高动力传输性能而降低燃料消耗。
背景技术
近来,由于全球高油价和废气排放规定的加强,因此车辆制造商集中致力于提高燃料经济性。
可以在自动变速器中通过实现更多数量的换档速度的多重换档机构来实现燃料经济性的提高。通常,通过组合多个行星齿轮组和摩擦元件来实现行星齿轮系。
众所周知,当行星齿轮系实现更大数量的换档速度时,能够对该行星齿轮系的速度比进行更为优化的设计,从而车辆能够具有经济的燃料里程以及更好的性能。出于这一原因,能够实现更多换档速度的行星齿轮系处于不断的研究中。
虽然实现相同数量的速度,但是行星齿轮系根据旋转元件(即,太阳齿轮、行星架和环形齿轮)之间的连接而具有不同的操作机构。此外,行星齿轮系根据其布局而具有不同的特征,例如耐久性、动力传输效率和尺寸。因此,对于齿轮系的组合结构的设计同样处于不断的研究中。
然而,如果增加换档速度的数量,则也增加了在自动变速器中的零件的数量。因此,安装性、成本、重量和动力传输效率可能会变差。
特别地,由于具有很多零件的行星齿轮系难以安装在前轮驱动车辆中,因此已经开发了使零件的数量最少的研究。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面提供了一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,由于其通过结合分别设置在第一轴和第二轴上的三个行星齿轮组、三个外部啮合齿轮以及五个摩擦元件而实现了具有极好的摩擦元件操作状态和级比(step ratios)的八个前进速度和一个倒退速度,因此所述行星齿轮系具有通过缩短行星齿轮系的长度而改进安装性,并且通过提高动力传输性能而降低燃料消耗的优点。
本发明的各个方面提供了一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,其包括:第一轴、第二轴、第一行星齿轮组、复合行星齿轮组、三个传动齿轮以及摩擦元件,其中所述第一轴接收发动机的转矩;所述第二轴设置为平行于所述第一轴;所述第一行星齿轮组设置在所述第一轴上,并且具有第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件,所述第一旋转元件作为固定元件或输出元件选择性地进行操作,所述第二旋转元件直接连接到所述第一轴并且作为输入元件进行操作,所述第三旋转元件作为选择性的输出元件进行操作;所述复合行星齿轮组通过结合第二行星齿轮组和第三行星齿轮组而形成,并且具有第四旋转元件、第五旋转元件、第六旋转元件以及第七旋转元件,所述第四旋转元件经由外部啮合齿轮选择性地连接到所述第二旋转元件和所述第三旋转元件,所述第五旋转元件连接到输出齿轮并且总是作为输出元件进行操作,所述第六旋转元件经由外部啮合齿轮选择性地连接到所述第一旋转元件,所述第七旋转元件经由外部啮合齿轮选择性地连接到所述第三旋转元件;所述三个传动齿轮形成所述外部啮合齿轮;所述摩擦元件将旋转元件选择性地互相连接或将所述旋转元件选择性地连接到变速器壳体。
所述第一行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组,其包括作为所述第一行星齿轮组的旋转元件的第一太阳齿轮、第一行星架以及第一环形齿轮;所述第二行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组,其包括作为所述第二行星齿轮组的旋转元件的第二太阳齿轮、第二行星架以及第二环形齿轮;并且所述第三行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组,其包括作为所述第三行星齿轮组的旋转元件的第三太阳齿轮、第三行星架以及第三环形齿轮。
所述第一旋转元件可以包括所述第一太阳齿轮,所述第二旋转元件可以包括所述第一行星架,所述第三旋转元件可以包括所述第一环形齿轮,所述第四旋转元件可以包括所述第二太阳齿轮,所述第五旋转元件可以包括所述第三环形齿轮,所述第六旋转元件可以包括所述第二行星架和所述第三行星架,以及所述第七旋转元件可以包括所述第二环形齿轮和所述第三太阳齿轮。
所述三个传动齿轮可以包括:第一传动齿轮、第二传动齿轮以及第三传动齿轮,所述第一传动齿轮将所述第二旋转元件以及所述第一轴连接到所述第四旋转元件;所述第二传动齿轮将所述第三旋转元件连接到所述第四旋转元件和所述第七旋转元件;所述第三传动齿轮将所述第一旋转元件连接到所述第五旋转元件。
所述摩擦元件可以包括:第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器以及第一制动器,所述第一离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第四旋转元件之间;所述第二离合器设置在所述第二传动齿轮和所述第四旋转元件之间;所述第三离合器设置在所述第二传动齿轮和所述第七旋转元件之间;所述第四离合器设置在所述第一旋转元件和所述第三传动齿轮之间;所述第一制动器设置在所述第一旋转元件和所述变速器壳体之间。
可以在第一前进速度处操作所述第一制动器和所述第一离合器以及所述第四离合器;可以在第二前进速度处操作所述第一制动器和所述第二离合器以及所述第四离合器;可以在第三前进速度处操作所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第四离合器;可以在第四前进速度处操作所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第四离合器;可以在第五前进速度处操作所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第四离合器;可以在第六前进速度处操作所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第三离合器;可以在第七前进速度处操作所述第一制动器和所述第一离合器以及所述第三离合器;可以在第八前进速度处操作所述第一制动器和所述第二离合器以及所述第三离合器;以及可以在倒退速度处操作所述第一制动器和所述第三离合器以及第四离合器。
本发明的各个方面提供了一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,其包括:第一轴、第二轴、第一行星齿轮组、复合行星齿轮组、第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮、第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器以及第一制动器,其中所述第一轴接收发动机的转矩;所述第二轴设置为平行于所述第一轴;所述第一行星齿轮组设置在所述第一轴上,并且具有第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件,所述第一旋转元件作为固定元件或输出元件选择性地进行操作,所述第二旋转元件直接连接到所述第一轴并且作为输入元件进行操作,所述第三旋转元件作为选择性的输出元件进行操作;所述复合行星齿轮组通过结合第二行星齿轮组和第三行星齿轮组而形成,并且具有第四旋转元件、第五旋转元件、第六旋转元件以及第七旋转元件,所述第四旋转元件选择性地连接到所述第二旋转元件和所述第三旋转元件,所述第五旋转元件连接到输出齿轮并且总是作为输出元件进行操作,所述第六旋转元件选择性地连接到所述第一旋转元件,所述第七旋转元件选择性地连接到所述第三旋转元件;所述第一传动齿轮将所述第二旋转元件以及所述第一轴连接到所述第四旋转元件;所述第二传动齿轮将所述第三旋转元件连接到所述第四旋转元件和所述第七旋转元件;所述第三传动齿轮将所述第一旋转元件连接到所述第五旋转元件;所述第一离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第四旋转元件之间;所述第二离合器设置在所述第二传动齿轮和所述第四旋转元件之间;所述第三离合器设置在所述第二传动齿轮和所述第七旋转元件之间;所述第四离合器设置在所述第一旋转元件和所述第三传动齿轮之间;所述第一制动器设置在所述第一旋转元件和所述变速器壳体之间。
所述第一行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组,其包括作为所述第一行星齿轮组的旋转元件的第一太阳齿轮、第一行星架以及第一环形齿轮;所述第二行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组,其包括作为所述第二行星齿轮组的旋转元件的第二太阳齿轮、第二行星架以及第二环形齿轮;并且所述第三行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组,其包括作为所述第三行星齿轮组的旋转元件的第三太阳齿轮、第三行星架以及第三环形齿轮。
所述第一旋转元件可以包括所述第一太阳齿轮,所述第二旋转元件可以包括所述第一行星架,所述第三旋转元件可以包括所述第一环形齿轮,所述第四旋转元件可以包括所述第二太阳齿轮,所述第五旋转元件可以包括所述第三环形齿轮,所述第六旋转元件可以包括所述第二行星架和所述第三行星架,以及所述第七旋转元件可以包括所述第二环形齿轮和所述第三太阳齿轮。
可以在第一前进速度处操作所述第一制动器和所述第一离合器以及所述第四离合器;可以在第二前进速度处操作所述第一制动器和所述第二离合器以及所述第四离合器;可以在第三前进速度处操作所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第四离合器;可以在第四前进速度处操作所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第四离合器;可以在第五前进速度处操作所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第四离合器;可以在第六前进速度处操作所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第三离合器;可以在第七前进速度处操作所述第一制动器和所述第一离合器以及所述第三离合器;可以在第八前进速度处操作所述第一制动器和所述第二离合器以及所述第三离合器;以及可以在倒退速度处操作所述第一制动器和所述第三离合器以及第四离合器。
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式,本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
附图说明
图1为根据本发明的示例性行星齿轮系的示意图。
图2为应用于根据本发明的示例性行星齿轮系的每一个换档速度处的摩擦构件的操作图表。
图3A为根据本发明的在第一前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。
图3B为根据本发明的在第二前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。
图3C为根据本发明的在第三前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。
图3D为根据本发明的在第四前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。
图3E为根据本发明的在第五前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。
图3F为根据本发明的在第六前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。
图3G为根据本发明的在第七前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。
图3H为根据本发明的在第八前进速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。
图3I为根据本发明的在倒退速度处的示例性行星齿轮系的杠杆图。
具体实施方式
下面将详细说明本发明的不同实施方案,在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的实例。虽然本发明将与示例性实施方案相组合进行描述,但是应当了解,本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反,本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案,而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施方案。
对于解释不同实施方案并不必要的部件的描述将被略去,并且在本说明书中同样的组成元件由同样的附图标记表示。
在具体描述中,使用序数区别具有相同术语而不具有特定含义的构成元件。
图1为根据本发明的不同实施方案的行星齿轮系的示意图。
参考图1,根据本发明的不同实施方案的行星齿轮系包括第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3,五个摩擦元件B1、C1、C2、C3和C4,以及三个传动齿轮TF1、TF2和TF3。
第一行星齿轮组PG1设置在第一轴IS1上,而第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3设置在设置为远离并且平行于第一轴IS1的第二轴IS2上。
第一轴IS1为支撑第一行星齿轮组PG1的输入构件,并且将来自发动机的转矩传输到第一行星齿轮组PG1。
第二轴IS2支撑第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3。
因此,通过第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的操作将从第一轴IS1输入的转矩转换为八个前进速度和一个倒退速度,然后经由输出齿轮OG输出。
第一行星齿轮组PG1为单小齿轮行星齿轮组,并具有作为第一行星齿轮组PG1的旋转元件的第一太阳齿轮S1、第一环形齿轮R1以及第一行星架PC1,第一行星架PC1可旋转地支撑与第一太阳齿轮S1和第一环形齿轮R1接合的第一小齿轮P1。
第二行星齿轮组PG2为单小齿轮行星齿轮组,并具有作为第二行星齿轮组PG2的旋转元件的第二太阳齿轮S2、第二环形齿轮R2以及第二行星架PC2,第二行星架PC2可旋转地支撑与第二太阳齿轮S2和第二环形齿轮R2接合的第二小齿轮P2。
第三行星齿轮组PG3为单小齿轮行星齿轮组,并具有作为第三行星齿轮组PG3的旋转元件的第三太阳齿轮S3、第三环形齿轮R3以及第三行星架PC3,第三行星架PC3可旋转地支撑与第三太阳齿轮S3和第三环形齿轮R3接合的第三小齿轮P3。
第一行星齿轮组PG1作为一个行星齿轮组进行操作,而第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3作为一个复合行星齿轮组CPG进行操作。
因此,第一行星齿轮组PG1包括三个旋转元件N1、N2以及N3。
第一旋转元件N1包括第一太阳齿轮S1。第一旋转元件N1选择性地连接到变速器壳体H以便作为选择性的固定元件进行操作并且作为选择性的输出元件进行操作。
第二旋转元件N2包括第一行星架PC1,并且直接连接到第一轴IS1以便总是作为输入元件进行操作。
第三旋转元件N3包括第一环形齿轮R1,并且作为选择性的输出元件进行操作。
另外,通过将第二环形齿轮R2直接连接到第三太阳齿轮S3并且将第二行星架PC2直接连接到第三行星架PC3,第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3形成一个复合行星齿轮组CPG,并且包括四个旋转元件N4、N5、N6及N7。
第四旋转元件N4包括第二太阳齿轮S2,并且选择性地接收第一轴IS1以及第二旋转元件N2的转矩和作为反向旋转速度的第三旋转元件N3的转矩。
第五旋转元件N5包括第三环形齿轮R3,并且连接到输出齿轮OG以便总是作为最终输出元件进行操作。
第六旋转元件N6包括第二行星架PC2和第三行星架PC3,并且选择性地接收作为反向旋转速度的第一旋转元件N1的转矩。
第七旋转元件N7包括第二环形齿轮R2和第三太阳齿轮S3,并且选择性地接收作为反向旋转速度的第三旋转元件N3的转矩。
示出了(但并不限于)组成第六旋转元件N6的第二行星架PC2和第三行星架PC3经由第二轴IS2彼此连接。也即,第二行星架PC2和第三行星架PC3可以经由设置在第二轴IS2的外圆周部分上的旋转构件彼此连接,而不在该旋转构件和第二轴IS2之间产生旋转干扰。
此外,旋转元件N1-N7经由第一传动齿轮TF1、第二传动齿轮TF2及第三传动齿轮TF3和包括第一制动器B1与第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3及第四离合器C4的摩擦元件互相连接。
第一传动齿轮TF1、第二传动齿轮TF2和第三传动齿轮TF3分别具有彼此外部啮合的第一传动驱动齿轮TF1a、第二传动驱动齿轮TF2a及第三传动驱动齿轮TF3a和第一传动从动齿轮TF1b、第二传动从动齿轮TF2b及第三传动从动齿轮TF3b。
第一传动齿轮TF1将第二旋转元件N2以及第一轴IS1连接到第四旋转元件N4。
第二传动齿轮TF2将第三旋转元件N3连接到第四旋转元件N4和第七旋转元件N7。
第三传动齿轮TF3将第一旋转元件N1连接到第六旋转元件N6。
通过第一传动齿轮TF1、第二传动齿轮TF2以及第三传动齿轮TF3彼此连接的旋转元件在与彼此相反的方向上旋转。根据换档速度所需求的速度比来设定第一传动齿轮TF1、第二传动齿轮TF2以及第三传动齿轮TF3的齿轮比。
将详细说明摩擦元件B1、C1、C2、C3及C4的布置。
第一制动器B1选择性地将第一旋转元件N1连接到变速器壳体H。
第一离合器C1选择性地将第四旋转元件N4连接到第一传动齿轮TF1。
第二离合器C2选择性地将第四旋转元件N4连接到第二传动齿轮TF2。
第三离合器C3选择性地将第七旋转元件N7连接到第二传动齿轮TF2。
第四离合器C4选择性地将第一旋转元件N1连接到第三传动齿轮TF3。
包括第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3和第四离合器C4以及第一制动器B1的摩擦元件为通过液压操作的湿式常规多片摩擦元件。
图2为应用于根据本发明的不同实施方案的行星齿轮系的每一个换档速度处的摩擦构件的操作图表。
如图2所示,在根据本发明的不同实施方案的行星齿轮系中,在每一个换档速度处操作三个摩擦元件。
在第一前进速度1ST下操作第一制动器B1和第一离合器C1及第四离合器C4。
在第二前进速度2ND下操作第一制动器B1和第二离合器C2及第四离合器C4。
在第三前进速度3RD下操作第一离合器C1、第二离合器C2及第四离合器C4。
在第四前进速度4TH下操作第二离合器C2、第三离合器C3及第四离合器C4。
在第五前进速度5TH下操作第一离合器C1、第三离合器C3及第四离合器C4。
在第六前进速度6TH下操作第一离合器C1、第二离合器C2及第三离合器C3。
在第七前进速度7TH下操作第一制动器B1和第一离合器C1及第三离合器C3。
在第八前进速度8TH下操作第一制动器B1和第二离合器C2及第三离合器C3。
在倒退速度REV下操作第一制动器B1和第三离合器C3及第四离合器C4。
图3A到图3I为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系在每个换档速度处的杠杆图,并且通过杠杆分析方法示出了根据本发明的不同实施方案的行星齿轮系的换档过程。
参考图3A到图3I,第一行星齿轮组PG1的三个竖直线设定为第一旋转元件N1、第二旋转元件N2以及第三旋转元件N3,并且复合行星齿轮组CPG的四个竖直线设定为第四旋转元件N4、第五旋转元件N5、第六旋转元件N6以及第七旋转元件N7。
另外,中间的水平线表示旋转速度为“0”,较高的水平线表示旋转速度为“1.0”,并且较低的水平线表示旋转速度为“-1.0”。
“-”是指旋转元件在与发动机的旋转方向相反的方向上旋转。这是由于旋转元件通过第一传动齿轮TF1、第二传动齿轮TF2和第三传动齿轮TF3而不是通过空转齿轮彼此外部啮合。
另外,旋转速度“1.0”表示与作为输入轴的第一轴IS1相同的旋转速度。第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的竖直线之间的距离根据各个齿轮比(太阳齿轮的齿数/环形齿轮的齿数)进行设定。
下面,将参考图2和图3A至图3I对根据本发明的不同实施方案的行星齿轮系的换档过程进行详细描述。
第一前进速度
参考图2,在第一前进速度1ST处操作第一制动器B1和第一离合器C1及第四离合器C4。
如图3A所示,第一轴IS1的旋转速度输入到第二旋转元件N2,并且根据第一传动齿轮TF1的齿轮比通过第一离合器C1的操作进行改变,然后输入到第四旋转元件N4作为反向旋转速度。
在该状态下,通过第一制动器B1和第四离合器C4的操作,将第一旋转元件N1和第六旋转元件N6作为固定元件进行操作。因此,复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第一换档线SP1,并且通过作为输出元件的第五旋转元件N5输出D1。
第二前进速度
释放在第一前进速度1ST处操作的第一离合器C1,并且在第二前进速度2ND处操作第二离合器C2。
如图3B所示,第一轴IS1的旋转速度输入到第二旋转元件N2,并且通过第一制动器B1和第四离合器C4的操作使第一旋转元件N1和第六旋转元件N6作为固定元件进行操作。
另外,第三旋转元件N3通过第二离合器C2的操作经由第二传动齿轮TF2连接到第四旋转元件N4。因此,复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第二换档线SP2,并且通过作为输出元件的第五旋转元件N5输出D2。
第三前进速度
释放在第二前进速度2ND处操作的第一制动器B1,并且在第三前进速度3RD处操作第一离合器C1。
如图3C所示,第一轴IS1的旋转速度输入到第二旋转元件N2,并且根据第一传动齿轮TF1的齿轮比通过第一离合器C1的操作进行改变,然后输入到第四旋转元件N4作为反向旋转速度。
另外,第一旋转元件N1通过第四离合器C4的操作经由第三传动齿轮TF3连接到第六旋转元件N6,并且第三旋转元件N3通过第二离合器C2的操作经由第二传动齿轮TF2连接到第四旋转元件N4。
因此,复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第三换档线SP3,并且通过作为输出元件的第五旋转元件N5输出D3。
第四前进速度
释放在第三前进速度3RD处操作的第一离合器C1,并且在第四前进速度4TH处操作第三离合器C3。
如图3D所示,第一轴IS1的旋转速度输入到第二旋转元件N2;第一旋转元件N1通过第四离合器C4的操作经由第三传动齿轮TF3连接到第六旋转元件N6;并且第三旋转元件N3通过第二离合器C2的操作经由第二传动齿轮TF2连接到第四旋转元件N4,并且通过第三离合器C3的操作经由第二传动齿轮TF2连接到第七旋转元件N7。
因此,复合行星齿轮组CPG变为直接联接状态,复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第四换档线SP4,并且通过作为输出元件的第五旋转元件N5输出D4。
第五前进速度
释放在第四前进速度4TH处操作的第二离合器C2,并且在第五前进速度5TH处操作第一离合器C1。
如图3E所示,第一轴IS1的旋转速度输入到第二旋转元件N2,并且根据第一传动齿轮TF1的齿轮比通过第一离合器C1的操作进行改变,然后输入到第四旋转元件N4作为反向旋转速度。
另外,第一旋转元件N1通过第四离合器C4的操作经由第三传动齿轮TF3连接到第六旋转元件N6,并且第三旋转元件N3通过第三离合器C3的操作经由第二传动齿轮TF2连接到第七旋转元件N7。
因此,复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第五换档线SP5,并且通过作为输出元件的第五旋转元件N5输出D5。
第六前进速度
释放在第五前进速度5TH处操作的第四离合器C4,并且在第六前进速度6TH处操作第二离合器C2。
如图3F所示,第一轴IS1的旋转速度输入到第二旋转元件N2,并且根据第一传动齿轮TF1的齿轮比通过第一离合器C1的操作进行改变,然后输入到第四旋转元件N4作为反向旋转速度。
另外,第三旋转元件N3通过第二离合器C2的操作经由第二传动齿轮TF2连接到第四旋转元件N4,并且通过第三离合器C3的操作经由第二传动齿轮TF2连接到第七旋转元件N7。
因此,复合行星齿轮组CPG变为直接联接状态,复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第六换档线SP6,并且通过作为输出元件的第五旋转元件N5输出D6。
第七前进速度
释放在第六前进速度6TH处操作的第二离合器C2,并且在第七前进速度7TH处操作第一制动器B1。
如图3G所示,第一轴IS1的旋转速度输入到第二旋转元件N2,并且根据第一传动齿轮TF1的齿轮比通过第一离合器C1的操作进行改变,然后输入到第四旋转元件N4作为反向旋转速度。
在该状态下,第一旋转元件N1通过第一制动器B1的操作而作为固定元件进行操作,并且第三旋转元件N3通过第三离合器C3的操作经由第二传动齿轮TF2连接到第七旋转元件N7。
因此,复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第七换档线SP7,并且通过作为输出元件的第五旋转元件N5输出D7。
第八前进速度
释放在第七前进速度7TH处操作的第一离合器C1,并且在第八前进速度8TH处操作第二离合器C2。
如图3H所示,第一轴IS1的旋转速度输入到第二旋转元件N2,并且第一旋转元件N1通过第一制动器B1的操作而作为固定元件进行操作。
另外,第三旋转元件N3通过第二离合器C2的操作经由第二传动齿轮TF2连接到第四旋转元件N4,并且通过第三离合器C3的操作经由第二传动齿轮TF2连接到第七旋转元件N7。
因此,复合行星齿轮组CPG变为直接联接状态,复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成第八换档线SP8,并且通过作为输出元件的第五旋转元件N5输出D8。
倒退速度
如图2所示,在倒退速度REV处操作第一制动器B1和第三离合器C3及第四离合器C4。
如图3I所示,第一轴IS1的旋转速度输入到第二旋转元件N2,并且通过第一制动器B1和第四离合器C4的操作使第一旋转元件N1和第六旋转元件N6作为固定元件进行操作。
另外,第三旋转元件N3通过第三离合器C3的操作经由第二传动齿轮TF2连接到第七旋转元件N7。
因此,复合行星齿轮组CPG的旋转元件形成倒退换档线RS,并且通过作为输出元件的第五旋转元件N5输出REV。
由于在根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系中的三个行星齿轮组分别设置在设置为远离且彼此平行的第一轴和第二轴上,因此能够减少行星齿轮系的长度并且能够改进安装性。
此外,由于通过应用三个外部啮合齿轮和行星齿轮组易于改变齿轮比,因此能够设定最佳齿轮比。由于能够根据目标性能改变齿轮比,因此能够改进起动性能。因此,可以应用起动离合器代替转矩变换器。
由于在每个换档速度处操作三个摩擦元件,因此能够使不操作的摩擦元件最小,并且能够降低阻力转矩。此外,能够通过增加动力传输效率而降低燃料消耗。
此外,由于能够降低每个摩擦元件的转矩负载,因此可以紧凑地设计。
为了方便解释并且精确限定所附权利要求,术语上或下、前等被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的,也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式,显然,根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用,从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。
Claims (10)
1.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,包括:
第一轴,所述第一轴接收发动机的转矩;
第二轴,所述第二轴平行于所述第一轴;
第一行星齿轮组,所述第一行星齿轮组在所述第一轴上,并且具有第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件,所述第一旋转元件作为固定元件或输出元件选择性地进行操作,所述第二旋转元件直接连接到所述第一轴并且作为输入元件进行操作,所述第三旋转元件作为选择性的输出元件进行操作;
复合行星齿轮组,所述复合行星齿轮组通过结合第二行星齿轮组和第三行星齿轮组而形成,并且具有第四旋转元件、第五旋转元件、第六旋转元件以及第七旋转元件,所述第四旋转元件经由外部啮合齿轮选择性地连接到所述第二旋转元件和所述第三旋转元件,所述第五旋转元件连接到输出齿轮并且总是作为输出元件进行操作,所述第六旋转元件经由外部啮合齿轮选择性地连接到所述第一旋转元件,所述第七旋转元件经由外部啮合齿轮选择性地连接到所述第三旋转元件;
三个传动齿轮,所述三个传动齿轮形成所述外部啮合齿轮;以及
摩擦元件,所述摩擦元件将旋转元件选择性地互相连接或将所述旋转元件选择性地连接到变速器壳体。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,其中所述第一行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组,其包括作为所述第一行星齿轮组的旋转元件的第一太阳齿轮、第一行星架以及第一环形齿轮;所述第二行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组,其包括作为所述第二行星齿轮组的旋转元件的第二太阳齿轮、第二行星架以及第二环形齿轮;并且所述第三行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组,其包括作为所述第三行星齿轮组的旋转元件的第三太阳齿轮、第三行星架以及第三环形齿轮。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,其中所述第一旋转元件包括所述第一太阳齿轮,所述第二旋转元件包括所述第一行星架,所述第三旋转元件包括所述第一环形齿轮,所述第四旋转元件包括所述第二太阳齿轮,所述第五旋转元件包括所述第三环形齿轮,所述第六旋转元件包括所述第二行星架和所述第三行星架,以及所述第七旋转元件包括所述第二环形齿轮和所述第三太阳齿轮。
4.根据权利要求1所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,其中所述三个传动齿轮包括:
第一传动齿轮,所述第一传动齿轮将所述第二旋转元件以及所述第一轴连接到所述第四旋转元件;
第二传动齿轮,所述第二传动齿轮将所述第三旋转元件连接到所述第四旋转元件和所述第七旋转元件;以及
第三传动齿轮,所述第三传动齿轮将所述第一旋转元件连接到所述第五旋转元件。
5.根据权利要求4所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,其中所述摩擦元件包括:
第一离合器,所述第一离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第四旋转元件之间;
第二离合器,所述第二离合器设置在所述第二传动齿轮和所述第四旋转元件之间;
第三离合器,所述第三离合器设置在所述第二传动齿轮和所述第七旋转元件之间;
第四离合器,所述第四离合器设置在所述第一旋转元件和所述第三传动齿轮之间;以及
第一制动器,所述第一制动器设置在所述第一旋转元件和所述变速器壳体之间。
6.根据权利要求5所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,其中在第一前进速度处操作所述第一制动器和所述第一离合器以及所述第四离合器;
在第二前进速度处操作所述第一制动器和所述第二离合器以及所述第四离合器;
在第三前进速度处操作所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第四离合器;
在第四前进速度处操作所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第四离合器;
在第五前进速度处操作所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第四离合器;
在第六前进速度处操作所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第三离合器;
在第七前进速度处操作所述第一制动器和所述第一离合器以及所述第三离合器;
在第八前进速度处操作所述第一制动器和所述第二离合器以及所述第三离合器;以及
在倒退速度处操作所述第一制动器和所述第三离合器以及第四离合器。
7.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,包括:
第一轴,所述第一轴接收发动机的转矩;
第二轴,所述第二轴平行于所述第一轴;
第一行星齿轮组,所述第一行星齿轮组在所述第一轴上,并且具有第一旋转元件、第二旋转元件以及第三旋转元件,所述第一旋转元件作为固定元件或输出元件选择性地进行操作,所述第二旋转元件直接连接到所述第一轴并且作为输入元件进行操作,所述第三旋转元件作为选择性的输出元件进行操作;
复合行星齿轮组,所述复合行星齿轮组通过结合第二行星齿轮组和第三行星齿轮组而形成,并且具有第四旋转元件、第五旋转元件、第六旋转元件以及第七旋转元件,所述第四旋转元件选择性地连接到所述第二旋转元件和所述第三旋转元件,所述第五旋转元件连接到输出齿轮并且总是作为输出元件进行操作,所述第六旋转元件选择性地连接到所述第一旋转元件,所述第七旋转元件选择性地连接到所述第三旋转元件;
第一传动齿轮,所述第一传动齿轮将所述第二旋转元件以及所述第一轴连接到所述第四旋转元件;
第二传动齿轮,所述第二传动齿轮将所述第三旋转元件连接到所述第四旋转元件和所述第七旋转元件;
第三传动齿轮,所述第三传动齿轮将所述第一旋转元件连接到所述第五旋转元件;
第一离合器,所述第一离合器设置在所述第一传动齿轮和所述第四旋转元件之间;
第二离合器,所述第二离合器设置在所述第二传动齿轮和所述第四旋转元件之间;
第三离合器,所述第三离合器设置在所述第二传动齿轮和所述第七旋转元件之间;
第四离合器,所述第四离合器设置在所述第一旋转元件和所述第三传动齿轮之间;以及
第一制动器,所述第一制动器设置在所述第一旋转元件和所述变速器壳体之间。
8.根据权利要求7所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,其中所述第一行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组,其包括作为所述第一行星齿轮组的旋转元件的第一太阳齿轮、第一行星架以及第一环形齿轮;所述第二行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组,其包括作为所述第二行星齿轮组的旋转元件的第二太阳齿轮、第二行星架以及第二环形齿轮;并且所述第三行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组,其包括作为所述第三行星齿轮组的旋转元件的第三太阳齿轮、第三行星架以及第三环形齿轮。
9.根据权利要求8所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,其中所述第一旋转元件包括所述第一太阳齿轮,所述第二旋转元件包括所述第一行星架,所述第三旋转元件包括所述第一环形齿轮,所述第四旋转元件包括所述第二太阳齿轮,所述第五旋转元件包括所述第三环形齿轮,所述第六旋转元件包括所述第二行星架和所述第三行星架,以及所述第七旋转元件包括所述第二环形齿轮和所述第三太阳齿轮。
10.根据权利要求7所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系,其中在第一前进速度处操作所述第一制动器和所述第一离合器以及所述第四离合器;
在第二前进速度处操作所述第一制动器和所述第二离合器以及所述第四离合器;
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
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