CN103807386B - 多挡位自动变速器 - Google Patents

多挡位自动变速器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多挡位自动变速器，在该多挡位自动变速器中组合了行星齿轮机构、外齿轮和摩擦元件，以便实现具有用于摩擦元件的优秀的操作条件和出众的挡位比的九个前进挡位和一个倒挡挡位，从而实现优秀的动力性能和燃油效率。

Description

多挡位自动变速器
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10-2012-0124150号的优先权，该申请的全部内容经由引用而合并于此用于所有目的。
技术领域
本发明通常涉及一种自动变速器，更具体而言，涉及设置在车辆内并能够提供多个变速器齿轮比的多挡位自动变速器的结构。
背景技术
通常，自动变速器的多挡位变速器机构通过组合多个行星齿轮和摩擦元件而实现。因为能够在实现更多挡位时而实现具有更优越的动力性能和燃油效率的车辆，所以对能实现更多挡位的自动变速器的研究在持续地进行中。
此外，即使处于相同的挡位，齿轮系的耐久性、动力传输性能和尺寸等也会根据多个行星齿轮和摩擦元件的组合方式而发生变化。因此，已尝试进行设计更坚固的，消耗更少动力并且更紧凑的齿轮系结构，而且还在持续地进行中。
此外，当提供了多个挡位时，从换挡控制的观点出发，在顺序换挡至相邻挡位期间用于使一个摩擦元件失效并使另一个摩擦元件生效的换挡操作条件是否被满足，并且在相邻挡位之间的换挡比和范围比是否为合适的水平，这两个条件作为在齿轮系的领域内的独特功能是令人感兴趣的。此外，对设计满足这样的功能的齿轮系结构进行了尝试。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明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
因此，本发明已牢记发生在相关技术中的上述问题，并且本发明旨在提出一种多挡位自动变速器，其中组合了行星齿轮机构、外齿轮和摩擦元件，以便实现具有用于摩擦元件的优秀的操作条件和出众的挡位比的九个前进挡位和一个倒挡挡位，从而实现优秀的动力性能和燃油效率。
本发明的各个方面提供了一种多挡位自动变速器，其包括：输入轴；输出轴，所述输出轴设置成平行于所述输入轴；第一行星齿轮机构，所述第一行星齿轮机构同轴地设置在所述输入轴上，所述第一行星齿轮机构具有连接到所述输入轴的两个旋转元件，以便与所述输入轴接合和从所述输入轴分离；第二行星齿轮机构，所述第二行星齿轮机构经由多个外齿轮对连接到所述第一行星齿轮机构，所述第二行星齿轮机构连接至所述输出轴；多个外齿轮对，所述多个外齿轮对用于在所述第二行星齿轮机构的旋转元件中的一个旋转元件与所述输入轴之间传递动力，该第二行星齿轮机构的旋转元件中的一个旋转元件既不连接至所述第一行星齿轮机构也不连接至所述输出轴；多个动力接合/分离构件，所述多个动力接合/分离构件用于经由在所述第二行星齿轮机构的旋转元件与所述输入轴之间的所述多个外齿轮对切换动力传输；以及限制构件，所述限制构件能够停止所述第二行星齿轮机构的旋转元件中的一个旋转元件的移动，该第二行星齿轮机构的旋转元件中的一个旋转元件既不连接至所述第一行星齿轮机构也不连接至所述输出轴。
在根据本发明的各个方面的多挡位自动变速器中，组合了行星齿轮机构、外齿轮和摩擦元件，以便实现具有用于摩擦元件的优秀的操作条件和出众的挡位比的九个前进挡位和一个倒挡挡位，从而实现优秀的动力性能和燃油效率。
经由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他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为显示根据本发明的示例性的多挡位自动变速器的结构视图。
图2为显示根据本发明的示例性的操作模式的表。
图3为显示图1的变速器结构的操作挡位图。
图4为显示根据本发明的示例性的多挡位自动变速器的结构视图。
图5为显示根据本发明的示例性的多挡位自动变速器的结构视图。
图6为显示根据本发明的示例性的多挡位自动变速器的结构视图。
图7为显示根据本发明的示例性的多挡位自动变速器的结构视图。
图8为显示根据本发明的示例性的多挡位自动变速器的结构视图。
图9为显示根据本发明的示例性的多挡位自动变速器的结构视图。
具体实施方式
现在将具体参考本发明的各个实施例，这些实施例的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明与示例性实施例相组合进行描述，但是应当理解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施例。而是相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施例，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等同形式及其它实施方案中。
参照图1至图9，根据本发明的各个实施方案的多挡位自动变速器包括输入轴10、输出轴20、第一行星齿轮机构PG1、第二行星齿轮机构PG2、多个外齿轮对、多个动力接合/分离构件，以及限制构件。这里，输出轴20设置成平行于输入轴10。第一行星齿轮机构PG1同轴地设置在输入轴10上，并且具有连接至输入轴10的两个旋转元件，以便与输入轴10接合和从输入轴10分离。第二行星齿轮机构PG2经由外齿轮对连接至第一行星齿轮机构PG1，并且第二行星齿轮机构PG2连接至输出轴20。多个外齿轮对能够在第二行星齿轮机构PG2的旋转元件中的一个旋转元件与输入轴10之间传递动力，该第二行星齿轮机构PG2的旋转元件中的一个旋转元件既不连接至第一行星齿轮机构PG1也不连接至输出轴20。多个动力接合/分离构件能够经由在第二行星齿轮机构PG2的旋转元件与输入轴10之间的外齿轮对切换动力传输。限制构件能够停止第二行星齿轮机构PG2的旋转元件中的一个旋转元件的移动，该第二行星齿轮机构PG2的旋转元件中的一个旋转元件既不连接至第一行星齿轮机构PG1也不连接至输出轴20。
实现了九个前进挡位和一个倒挡挡位的多挡位自动变速器由两个行星齿轮机构、五个外齿轮对和设置在平行的输入轴10和输出轴20之间的六个摩擦元件组合构成。
这里，摩擦元件术语为全面地包括动力接合/分离构件和限制构件。
根据各个实施方案，第一行星齿轮机构PG1的一个旋转元件连接至输入轴10从而使得旋转元件能够与输入轴10接合和从输入轴10分离，该第一行星齿轮机构PG1的一个旋转元件经由外齿轮对51和52连接至第二行星齿轮机构PG2的旋转元件。还提供了第一制动器C5，所述第一制动器C5能够使连接至第一外齿轮对51和52的所述旋转元件的旋转停止。
第一行星齿轮机构PG1构造为双小齿轮行星齿轮机构，其中将第一线性齿轮41和第一行星架43连接至输入轴10，使得它们能够与输入轴10接合和从输入轴10分离。第一行星架43经由第一离合器C1连接至输入轴10，使得其能够与输入轴10接合和从输入轴10分离。第一线性齿轮41经由第二离合器C2连接至输入轴10，使得其能够与输入轴10接合和从输入轴10分离。
此外，第二行星齿轮机构PG2构造为单小齿轮行星齿轮机构。第二行星齿轮机构PG2的第二行星架102经由第一外齿轮对51和52连接至第一行星齿轮机构PG1的第一行星架43。将第二行星齿轮机构PG2的第二齿圈103连接至输出轴20，并经由第二外齿轮对61和62连接至第一行星齿轮机构PG1的第一齿圈42。
第二行星齿轮机构PG2的旋转元件中的一个旋转元件为第二线性齿轮101，该第二行星齿轮机构PG2的旋转元件中的一个旋转元件既不连接至第一行星齿轮机构PG1也不连接至输出轴20。在第二线性齿轮101和输入轴10之间的外齿轮对包括第三外齿轮对71和72、第四外齿轮对81和82和第五外齿轮对91和92，所述第三外齿轮对71和72直线设置在输入轴10和第二线性齿轮101之间，所述第五外齿轮对91和92设置成与第三外齿轮对71和72和第四外齿轮对81和82平行。
以上描述的配置对于本发明的各个实施方案来说是共同的。
参照图1，动力接合/分离构件可以包括设置在输入轴10和第三外齿轮对71和72之间的第三离合器C3以及设置在输入轴10和第五外齿轮对91和92之间的第四离合器C4。限制构件构造为第二制动器C6，所述第二制动器C6直接联接至第二线性齿轮101。
参照图4，动力接合/分离构件可以包括设置在输入轴10与第三外齿轮对71和72之间的第三离合器C3以及设置在第五外齿轮对91和92和第二线性齿轮101之间的第四离合器C4。限制构件构造为第二制动器C6，所述第二制动器C6直接联接至第二线性齿轮101。
参照图5，动力接合/分离构件可以包括设置在第四外齿轮对81和82与第二线性齿轮101之间的第三离合器C3以及设置在输入轴10与第五外齿轮对91和92之间的第四离合器C4。限制构件构造为第二制动器C6，所述第二制动器C6直接联接至第二线性齿轮101。
参照图6，动力接合/分离构件可以包括设置在第四外齿轮对81和82与第二线性齿轮101之间的第三离合器C3以及设置在第五外齿轮对91和92与第二线性齿轮101之间的第四离合器C4。限制构件构造为第二制动器C6，所述第二制动器C6直接联接至第二线性齿轮101。
此外，第一制动器C5能够连接至第一行星齿轮机构PG1的第一行星架43，该第一行星齿轮机构PG1的第一行星架43连接至第一外齿轮对51和52。该构造相同设置在各个实施方案中，除了在图7中所示出的实施方案。
参照图7，第一制动器C5可以连接至第二行星齿轮机构PG2的第二行星架102，所述第二行星齿轮机构PG2的第二行星架102连接至第一外齿轮对51和52。也就是说，第一制动器C5能够构造成使得其可以连接至与第一外齿轮对51和52连接的任意元件，以便传递动力。
参照图8，动力接合/分离构件可以包括设置在输入轴10和第三外齿轮对71和72之间的第三离合器C3以及设置在输入轴10和第五外齿轮对91和92之间的第四离合器C4。限制构件构造为第二制动器C6，所述第二制动器C6直接连接到第四离合器C4与第五外齿轮对91和92之间。
参照图9，动力接合/分离构件可以包括设置在输入轴10和第三外齿轮对71和72之间的第三离合器C3以及设置在输入轴10和第五外齿轮对91和92之间的第四离合器C4。限制构件构造为第二制动器C6，所述第二制动器C6直接连接到第四离合器C3与第三外齿轮对71和72之间。
在本文讨论的如上述构造的各个实施方案可以基于在图2中所示的操作模式表实现第一至第九前进换挡齿轮和一个倒挡挡位。从操作模式表可以明显地看出，在顺序换挡至相邻的挡位期间用于满足使一个摩擦元件失效并使另一个摩擦元件生效的操作条件，并且在相邻挡位之间的挡位被适当地设定。
以供参考，每个如附图中所示的在其中写入数字4至10中的一个的方框都表示为与图3的挡位操作图中的一个挡位对应的部分。
为了解释的方便和所附权利要求书中的精确限定，术语向前、向后等等被用于组合示出在附图中的部件位置而描述具体实施例中的这些部件
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。前面的描述并非意欲穷尽，或者将本发明严格限制为所公开的具体形式，显然，根据上述教导可能进行很多改变和变化。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同形式所限定。

Claims (12)

1.一种多挡位自动变速器，包括：
输入轴；
输出轴，所述输出轴设置成平行于所述输入轴；
第一行星齿轮机构，所述第一行星齿轮机构同轴设置在所述输入轴上，所述第一行星齿轮机构具有连接到所述输入轴的两个旋转元件，以便与所述输入轴接合和从所述输入轴分离；
第二行星齿轮机构，所述第二行星齿轮机构连接至所述输出轴；
多个外齿轮对，所述第二行星齿轮机构经由多个外齿轮对中的一部分齿轮对连接到所述第一行星齿轮机构，所述多个外齿轮对中的另一部分齿轮对用于在所述第二行星齿轮机构的旋转元件中的一个旋转元件与所述输入轴之间传递动力，第二行星齿轮机构的旋转元件中的所述一个旋转元件既不连接至所述第一行星齿轮机构也不连接至所述输出轴；
多个动力接合/分离构件，所述多个动力接合/分离构件用于经由在所述第二行星齿轮机构的旋转元件与所述输入轴之间的多个外齿轮对切换动力传输；以及
限制构件，所述限制构件能够使所述第二行星齿轮机构的所述旋转元件中的一个旋转元件的移动停止，该所述第二行星齿轮机构的所述旋转元件中的一个旋转元件既不连接至所述第一行星齿轮机构也不连接至所述输出轴；
其中，所述第一行星齿轮机构的一个旋转元件连接至所述输入轴，以便与所述输入轴接合和从所述输入轴分离，该第一行星齿轮机构的一个旋转元件经由第一外齿轮对与所述第二行星齿轮机构的旋转元件连接，
所述多挡位自动变速器进一步包括能够使连接至所述第一外齿轮对的所述旋转元件的移动停止的第一制动器。
2.根据权利要求1所述的多挡位自动变速器，其中，所述第一行星齿轮机构为双小齿轮行星齿轮机构，包括连接至所述输入轴的第一线性齿轮和第一行星架，以便与所述输入轴接合和从所述输入轴分离，所述第一行星架经由第一离合器连接至所述输入轴，以便与所述输入轴接合和从所述输入轴分离，并且所述第一线性齿轮经由第二离合器连接至所述输入轴，以便与所述输入轴接合和从所述输入轴分离。
3.根据权利要求2所述的多挡位自动变速器，其中，所述第二行星齿轮机构为单小齿轮行星齿轮机构，其中
所述第二行星齿轮机构的第二行星架经由所述第一外齿轮对连接至所述第一行星齿轮机构的第一行星架，以及
所述第二行星齿轮机构的第二齿圈连接至所述输出轴，并经由第二外齿轮对连接至所述第一行星齿轮机构的第一齿圈。
4.根据权利要求3所述的多挡位自动变速器，其中，
既不连接至所述第一行星齿轮机构也不连接至所述输出轴的所述第二行星齿轮机构的一个旋转元件为第二线性齿轮，以及
在所述第二线性齿轮与所述输入轴之间的外齿轮对包括在所述输入轴与所述第二线性齿轮之间直线布置的第三外齿轮对和第四外齿轮对，以及布置成平行于所述第三外齿轮对和所述第四外齿轮对的第五外齿轮对。
5.根据权利要求4所述的多挡位自动变速器，其中，
所述动力接合/分离构件包括设置在所述输入轴与所述第三外齿轮对之间的第三离合器，以及设置在输入轴与所述第五外齿轮对之间的第四离合器，并且
所述限制构件包括直接联接至所述第二线性齿轮的第二制动器。
6.根据权利要求4所述的多挡位自动变速器，其中，
所述动力接合/分离构件包括设置在所述输入轴与所述第三外齿轮对之间的第三离合器，以及设置在所述第五外齿轮对与所述第二线性齿轮之间的第四离合器，并且
所述限制构件包括直接联接至所述第二线性齿轮的第二制动器。
7.根据权利要求4所述的多挡位自动变速器，其中，
所述动力接合/分离构件包括设置在所述第四外齿轮对与所述第二线性齿轮之间的第三离合器，以及设置在所述输入轴与所述第五外齿轮对之间的第四离合器，并且
所述限制构件包括直接联接至所述第二线性齿轮的第二制动器。
8.根据权利要求4所述的多挡位自动变速器，其中，
所述动力接合/分离构件包括设置在所述第四外齿轮对与所述第二线性齿轮之间的第三离合器，以及设置在所述第五外齿轮对与第二线性齿轮之间的第四离合器，并且
所述限制构件包括直接联接至所述第二线性齿轮的第二制动器。
9.根据权利要求4所述的多挡位自动变速器，其中，所述第一制动器连接至所述第一行星齿轮机构的所述第一行星架，该第一行星齿轮机构的第一行星架连接到所述第一外齿轮对。
10.根据权利要求4所述的多挡位自动变速器，其中，所述第一制动器连接至所述第二行星齿轮机构的所述第二行星架，该第二行星齿轮机构的第二行星架连接到所述第一外齿轮对。
11.根据权利要求4所述的多挡位自动变速器，其中，
所述动力接合/分离构件包括设置在所述输入轴与所述第三外齿轮对之间的第三离合器，以及设置在所述输入轴与所述第五外齿轮对之间的第四离合器，并且
所述限制构件包括直接联接到所述第四离合器与所述第五外齿轮对之间的第二制动器。
12.根据权利要求4所述的多挡位自动变速器，其中，
所述动力接合/分离构件包括设置在所述输入轴与所述第三外齿轮对之间的第三离合器，以及设置在所述输入轴与所述第五外齿轮对之间的第四离合器，并且
所述限制构件包括直接联接在所述第三离合器与所述第三外齿轮对之间的第二制动器。
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