CN104389960A - 一种用于履带车辆的七档行星自动变速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于履带车辆的七档行星自动变速器，包括行星排、输入构件、输出构件、传动构件、制动器和离合器，行星排PGS1分别与输入构件、传动构件3和传动构件4连接；行星排PGS2分别与输入构件1、传动构件5和传动构件3连接；行星排PGS3分别与传动构件7、输出构件2和传动构件6连接；行星排PGS4分别与传动构件7、传动构件6和传动构件5连接；制动器Z1、Z2、Z3、ZR分别用于制动传动构件3、传动构件4传动构件7、传动构件6；离合器L1连接输入构件1和传动构件3；离合器L2连接输入构件1和传动构件6。和现有技术比，本发明提供的变速器，实现七个前进档、三个倒档，传动比范围宽，带排扭矩小，空损低，输出效率高，操纵顺序优化。

Description

一种用于履带车辆的七档行星自动变速器

技术领域

本发明涉及一种变速器，具体讲涉及一种用于履带车辆的七档行星自动变速器。

背景技术

做为重型履带车辆用行星自动变速器，发动机动力经过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，并经两侧汇流机构和侧减速器传至左、右两侧主动轮。

虽然现有的行星自动变速器由多个行星排、制动器和离合器组成，但是还不能满足车辆爬坡和最大车速等性能提升的需求。需要一档传动比大且整个传动范围要求宽的行星自动变速器。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于履带车辆的七档行星自动变速器，本发明提供的变速器，实现七个前进档、三个倒档，传动比范围宽，带排扭矩小，空损低，输出效率高，操纵顺序优化。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供的一种用于履带车辆的七档行星自动变速器，所述变速器包括行星排、传动构件、制动器、离合器，以及设置在所述变速器两端分别与输入轴和输出轴连接的输入构件和输出构件；

其改进之处在于：间隔平行设置的所述行星排的数量为4，包括行星排一、行星排二、行星排三、行星排四；所述传动构件的数量为5，包括传动构件一、传动构件二、传动构件三、传动构件四、传动构件五；所述制动器的数量为4，包括制动器一、制动器二、制动器三、制动器四；所述离合器的数量为2，包括离合器一、离合器二；

所述行星排一分别与输入构件、传动构件一和传动构件二连接，所述行星排二分别与输入构件、传动构件三和传动构件一连接，所述行星排三分别与传动构件五、输出构件和传动构件四连接，所述行星排四分别与传动构件五、传动构件四和传动构件三连接；

所述制动器一、制动器二、制动器三、制动器四分别制动所述传动构件一、传动构件二传动构件五、传动构件四；

所述离合器一分别与输入构件和传动构件一连接，所述离合器二分别与输入构件和传动构件四连接。

其中，所述行星排为由同轴设置可旋转的太阳轮、行星架和齿圈构成的单星简单行星排；所述行星排的k值为1.7～2.8。

其中，所述行星排一包括太阳轮一、行星架一和齿圈一，通过所述制动器二制动齿圈一，通过所述行星架一将输入构件的转速输出。

其中，所述行星排二包括太阳轮二、行星架二和齿圈二，在所述离合器一结合时，所述齿圈二与输入构件连接以输入动力，通过行星架二将输入构件的转速进行输出。

其中，所述行星排三包括太阳轮三、行星架三和齿圈三，通过所述制动器四制动齿圈三。

其中，所述行星排四包括太阳轮四、行星架四和齿圈四，在所述离合器二结合时，所述行星架四与输入构件连接以输入动力。

其中，所述输出构件与所述行星排三的行星架三连接。

其中，所述传动构件一分别与所述行星排一的行星架一和行星排二的齿圈二连接；所述传动构件二与行星排一的齿圈一连接；所述传动构件三分别与行星排二的行星架二和行星排四的齿圈四连接；所述传动构件四分别与行星排三的齿圈三和行星排四的行星架四连接；所述传动构件五分别与行星排三的太阳轮三和行星排四的太阳轮四连接。

其中，所述制动器一、制动器二、制动器三、制动器四、离合器一和离合器二为多片式摩擦操纵件，通过液压油驱动活塞进行加压。

其中，所述输入轴为液力变矩器的涡轮轴；所述输出轴通过汇流排和侧传动，将动力传至主动轮。

与现有技术比，本发明达到的有益效果是：

1、本发明提供的用于履带车辆的七档行星自动变速器，采用四个行星排、四个制动器和两个离合器的方案，实现七个前进档，三个倒档。

2、本发明提供的用于履带车辆的七档行星自动变速器，传动比范围宽，一档传动比大，便于重型车量的爬坡与困难路面的启动，并且1档和倒一档操纵件中均有两个制动器实现结合，可以实现两个制动器共同负担操纵力矩，从而可以明显提高制动器稳定性和可靠性。

3、本发明提供的用于履带车辆的七档行星自动变速器，共有6个操纵件，实现的每一个档位均是操纵两个，分离四个，是3自由度行星变速箱方案，这样带来的突出好处是带排扭矩小，空损低，输出效率高。

4、本发明提供的用于履带车辆的七档行星自动变速器，操纵顺序优化，相邻档位的切换变换一个操纵件即可实现，可以明显优化变速机构换挡控制系统的设计。

5、本发明提供的用于履带车辆的七档行星自动变速器，传动比范围可达到7.66，四个行星排均为单星简单行星排，四个行星排的k值在1.7～2.8范围内，结构简单紧凑，减少了变速箱的结构尺寸和重量。

附图说明

图1是：本发明提供的用于履带车辆的七档行星自动变速器的结构示意图；

其中：1、输入构件；2、输出构件；3、传动构件一；4、传动构件二；5、传动构件三；6、传动构件四；7、传动构件五；PSG1、行星排一；PSG2、行星排二；PSG3、行星排三；PSG4、行星排四；S1、太阳轮一；S2、太阳轮二；S3、太阳轮三；S4、太阳轮四；R1、齿圈一；R2、齿圈二；R3、齿圈三；R4、齿圈四；C1、行星架一；C2、行星架二；C3、行星架三；C4、行星架四；Z1、制动器一；Z2、制动器二；Z3、制动器三；ZR、制动器四；L1、离合器一；L2、离合器二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

本实施例以用于履带车辆的七档行星自动变速器为例，如图1所示，本发明实施例提供的用于履带车辆的七档行星自动变速器包括：输入构件1、输出构件2、传动构件一3、传动构件二4、传动构件三5、传动构件四6、传动构件五7、行星排一PSG1、行星排二PSG2、行星排三PSG3、行星排四PSG4、太阳轮一S1、太阳轮二S2、太阳轮三S3、太阳轮四S4、齿圈一R1、齿圈二R2、齿圈三R3、齿圈四R4、行星架一C1、行星架二C2、行星架三C3、行星架四C4、制动器一Z1、制动器二Z2、制动器三Z3、制动器四ZR、离合器一L1、离合器二L2。输入轴与输入构件1相连，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，通过汇流排和侧传动，将动力传至主动轮。该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，以下描述时不再做说明。

行星排一PGS1包括太阳轮一S1、齿圈一R1和行星架一C1三个旋转件，可通过制动器二Z2制动齿圈一R1，通过行星架一C1做为中间输出件将输入构件1的转速进行输出。

行星排二PGS2包括太阳轮二S2、齿圈二R2和行星架二C2三个旋转件，在离合器一L1结合时，齿圈二R2与输入构件1连接以输入动力，通过行星架二C2为中间输出件将输入构件1的转速进行输出。

行星排三PGS3包括太阳轮三S3、齿圈三R3和行星架三C3三个旋转件，可通过制动器四ZR制动齿圈三R3。

行星排四PGS4包括太阳轮四S4、齿圈四R4和行星架四C4三个旋转件，在离合器二L2结合时，行星架四C4与输入构件1连接以输入动力。

各行星排按顺序排列，各个行星排之间利用传动构件连接，输出构件2与行星排三PSG3的行星架三C3连接；

传动构件一3连接行星排一PGS1的行星架一C1、行星排二PGS2的齿圈二R2；

传动构件二4连接行星排一PGS1的齿圈一R1；

传动构件三5连接行星排二PGS2的行星架二C2和行星排四PGS4的齿圈四R4；

传动构件四6连接行星排三PGS3的齿圈三R3和行星排四PGS4的行星架四C4；

传动构件五7连接行星排三PGS3的太阳轮三S3和行星排四PGS4的太阳轮四S4。

制动器一Z1用于制动传动构件一3，制动器二Z2用于制动传动构件二4，制动器三Z3用于制动传动构件五7，制动器四ZR用于止动传动构件四6。

离合器一L1用于连接输入构件1和传动构件一3，离合器二L2用于连接输入构件1和传动构件四6。

制动器一Z1、制动器二Z2、制动器三Z3、制动器四ZR、离合器一L1、离合器二L2一般为多片式摩擦操纵件，利用液压油驱动活塞进行加压。

各档的操纵方案的实现如表1所示：

表1：七档自动变速器实现方式及相应传动比、间比示意表

                                    表中“O”表示操纵件结合

需说明的是，本文所述之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。

当制动器一Z1和制动器三Z3结合时，传动构件一3、传动构件五7制动，实现一档“1st”。

当制动器二Z2和制动器三Z3结合时，传动构件二4、传动机构五7制动，实现比一档“1st”传动比小的二档“2nd”。

当离合器一L1和制动器三Z3结合时，传动构件一3与做为输入轴的输入构件1整体旋转，传动构件五7制动，此时行星排PGS1和行星排PGS2整体回转，实现比二档“2nd”传动比小的三档“3rd”。

当离合器二L2和制动器三Z3结合时，传动构件四6与做为输入轴的输入构件1整体旋转，传动构件五7制动，只有行星排PGS3参加工作，实现比三档“3rd”传动比小的四档“4th”。

当离合器一L1和离合器二L2结合时，传动构件一3和传动构件四6同时与做为输入轴的输入构件1整体旋转，此时行星排PGS1、行星排PGS2、行星排PGS3、行星排PGS4均整体回转，实现比四档“4th”传动比小的五档“5th”。

当离合器二L2和制动器二Z2结合时，传动构件四6做为输入轴的输入构件1整体旋转，传动构件二4制动，实现比五档“5th”传动比小的六档“6th”。

当离合器二L2和制动器一Z1结合时，传动构件四6做为输入轴的输入构件1整体旋转，传动构件一3制动，实现比六档“6th”传动比小的七档“7th”。

当制动器一Z1和制动器四ZR结合时，传动构件一3和传动构件四6制动，实现倒档Rev1。

当制动器二Z2和制动器四ZR结合时，传动构件二4和传动机构四6制动，实现倒档Rev2。

当离合器一L1和制动器四ZR结合时，传动构件一3做为输入轴的输入构件1整体旋转，传动构件四6制动，实现倒档Rev3。

各档传动比由四个行星排的k值决定。例如，k1＝1.791、k2＝1.791、k3＝2.793、k4＝1.85时，即可得到表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达到7.66，这样就获得了整体性能较优的传动比特性。

本方案中的四个行星排PGS1～PGS4均为单星简单行星排，且k值在1.7～2.8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。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于履带车辆的七档行星自动变速器，所述变速器包括行星排、传动构件、制动器、离合器，以及设置在所述变速器两端分别与输入轴和输出轴连接的输入构件和输出构件；

其特征在于：间隔平行设置的所述行星排的数量为4，包括行星排一、行星排二、行星排三、行星排四；所述传动构件的数量为5，包括传动构件一、传动构件二、传动构件三、传动构件四、传动构件五；所述制动器的数量为4，包括制动器一、制动器二、制动器三、制动器四；所述离合器的数量为2，包括离合器一、离合器二；

所述行星排一分别与输入构件、传动构件一和传动构件二连接，所述行星排二分别与输入构件、传动构件三和传动构件一连接，所述行星排三分别与传动构件五、输出构件和传动构件四连接，所述行星排四分别与传动构件五、传动构件四和传动构件三连接；

所述制动器一、制动器二、制动器三、制动器四分别制动所述传动构件一、传动构件二传动构件五、传动构件四；

所述离合器一分别与输入构件和传动构件一连接，所述离合器二分别与输入构件和传动构件四连接。

2.如权利要求1所述的用于履带车辆的七档行星自动变速器，其特征在于，所述行星排为由同轴设置可旋转的太阳轮、行星架和齿圈构成的单星简单行星排；所述行星排的k值为1.7～2.8。

3.如权利要求2所述的用于履带车辆的七档行星自动变速器，其特征在于，所述行星排一包括太阳轮一、行星架一和齿圈一，通过所述制动器二制动齿圈一，通过所述行星架一将输入构件的转速输出。

4.如权利要求3所述的用于履带车辆的七档行星自动变速器，其特征在于，所述行星排二包括太阳轮二、行星架二和齿圈二，在所述离合器一结合时，所述齿圈二与输入构件连接以输入动力，通过行星架二将输入构件的转速进行输出。

5.如权利要求4所述的用于履带车辆的七档行星自动变速器，其特征在于，所述行星排三包括太阳轮三、行星架三和齿圈三，通过所述制动器四制动齿圈三。

6.如权利要求5所述的用于履带车辆的七档行星自动变速器，其特征在于，所述行星排四包括太阳轮四、行星架四和齿圈四，在所述离合器二结合时，所述行星架四与输入构件连接以输入动力。

7.如权利要求6所述的用于履带车辆的七档行星自动变速器，其特征在于，所述输出构件与所述行星排三的行星架三连接。

8.如权利要求6所述的用于履带车辆的七档行星自动变速器，其特征在于，所述传动构件一分别与所述行星排一的行星架一和行星排二的齿圈二连接；所述传动构件二与行星排一的齿圈一连接；所述传动构件三分别与行星排二的行星架二和行星排四的齿圈四连接；所述传动构件四分别与行星排三的齿圈三和行星排四的行星架四连接；所述传动构件五分别与行星排三的太阳轮三和行星排四的太阳轮四连接。

9.如权利要求2所述的用于履带车辆的七档行星自动变速器，其特征在于，所述制动器一、制动器二、制动器三、制动器四、离合器一和离合器二为多片式摩擦操纵件，通过液压油驱动活塞进行加压。

10.如权利要求1～9中任一权利要求所述的用于履带车辆的七档行星自动变速器，其特征在于，所述输入轴为液力变矩器的涡轮轴；所述输出轴通过汇流排和侧传动，将动力传至主动轮。