CN104565240A - 一种变速范围更广的变速器 - Google Patents

Abstract

一种变速范围更广的变速器，它主要包括输入轴、输出轴、行星齿轮排、连接构件和扭矩传递装置，这些构件均设在变速器壳体内，每一个行星排均包括太阳轮、行星架和其支撑的行星轮、齿圈。所述的扭矩传递装置包括离合器和制动器，二个离合器和四个制动器选择性地接合旋转或是固定太阳轮、行星架、齿圈和四个连接构件中的某一个，并且其中扭矩传递装置能够以至少两个的组合形式选择性的接合以便能在所述的输入轴和输出轴之间建立起八个前进挡速比和一个倒挡速比，前进挡为五个减速挡、一个直接挡和两个超速挡。本发明结构紧凑、重量较轻、体积小，在汽车上易布置，变速器的各挡位的传动比之间的速比阶跃更加符合变速器的要求。

Description

一种变速范围更广的变速器

技术领域

本发明属于车辆传动技术领域，特别涉及一种变速器。

背景技术

典型的多速变速器使用摩擦离合器、行星齿轮装置和固定互连件的组合来实现多个传动比。行星齿轮组的数量和物理设置通常由包装、成本和期望速度比规定。虽然当前的变速器实现了其预期目的，但是对新式和改进变速器配置的需要实质上是持续不断的，所述变速器配置的改进主要是性能(尤其是从传动比的范围、响应性和平滑性的角度看)和包装(主要是减少的尺寸和重量)的改进。因此，需要改进成本有效的、紧凑的多速变速器。本发明的主要目的是减小减速器的体积，减低控制的难度和扩大变速器的速比范围。

发明内容

本发明的目的在于提供能够减小减速器的体积，减低控制的难度和扩大变速器的速比范围的变速范围更广的变速器。

本发明主要包括输入轴、输出轴、行星齿轮排、连接构件和扭矩传递装置，这些构件均设在变速器壳体内。所述行星齿轮排包括第一行星齿轮排、第二行星齿轮排、第三行星齿轮排和第四行星齿轮排，每个行星齿轮排包括太阳轮、行星架、行星轮和齿圈；所述连接构件包括第一连接构件、第二连接构件、第三连接构件和第四连接构件；所述扭矩传递装置包括第一离合器、第二离合器、第一制动器、第二制动器、第三制动器和第四制动器。

所述第一连接构件将所述第一行星排的行星架、第二行星排的齿圈和第三行星排的太阳轮互连；所述第二连接构件将所述第一行星排的齿圈和第二行星排的行星架互连；所述第三连接构件将所述第三行星排的齿圈和第四行星排的行星架互连；所述第四连接构件将所述第三行星排的行星架与第四行星排的齿圈互连。

二个离合器和四个制动器选择性地接合旋转或是固定太阳轮、行星架、齿圈和四个连接构件中的某一个，并且其中扭矩传递装置能够以至少两个的组合形式选择性的接合以便能在所述的输入轴和输出轴之间建立起八个前进挡速比和一个倒挡速比。

所述第一离合器将所述输入轴和第四行星排的太阳轮互连；所述第二离合器将所述输入轴和第四连接构件互连。

所述第一制动器将所述第二连接构件和变速器壳体互连；所述第二制动器将所述第一行星排中的太阳轮与变速器壳体互连；所述第三制动器将所述第一连接构件和变速器壳体互连；所述第四制动器将所述第四连接构件和变速器壳体互连。

所述第二行星排的太阳轮始终与输入轴相连，所述第四行星排的行星架与输出轴相连。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、采用行星传动，齿轮集中在中间，而且其动力可以通过几个行星轮来传动，齿轮的模数小，结构紧凑，重量较轻，在汽车上易布置。

2、减少了扭矩传递构件的个数，八挡变速器仅仅采用了六个扭矩传递构件，和常用的克莱斯勒六挡变速器所用的扭矩传递构件个数相同，这样便可以在很大程度上减小变速器的体积；

3、各个挡位的控制也只需要两个结合构件，而经典的ZF8速变速器每一个挡位的控制需要三个结合构件，这样控制也相对简单；

4、变速器的各挡位的传动比之间的速比阶跃更加符合变速器的要求，总的变速范围9要比经典的ZF8速变速器的变速范围7.37和雷克萨斯LS460变速器的变速范围6.71更广。

5、超速挡的速比阶跃较小，能够平稳的传动，提高汽车的动力性能。

附图说明

图1是本发明八挡变速器各构件的布置及连接示意图。

图中：1—第一行星排齿圈、2—第一行星排行星轮、3—第一行星排行星架、4—第一行星排太阳轮、5—第二行星排齿圈、6—第二行星排行星轮、7—第二行星排行星架、8—第二行星排太阳轮、9—第三行星排齿圈、10—第三行星排行星轮、11—第三行星排行星架、12—第三行星排太阳轮、13—第四行星排齿圈、14—第四行星排行星轮、15—第四行星排行星架、16—第四行星排太阳轮、17—第一连接构件、18—第二连接构件、19—第三连接构件、20—第四连接构件、21—变速器壳体、22—输入轴、23—输出轴、C1—第一离合器、C2—第二离合器、B1—第一制动器、B2—第二制动器、B3—第三制动器、B4—第四制动器。

具体实施方式

在图1所示的变速范围更广的变速器示意图中，所有构件均设在变速器壳体内，每一排行星排行星齿轮2、6、10、14分别与每一排行星排太阳轮和齿圈通过齿轮副互相啮合。第一连接构件17将第一行星排行星架3、第二行星排齿圈5和第三行星排太阳轮12互连；第二连接构件18将第一行星排齿圈1和第二行星排行星架7互连；第三连接构件19将第三行星排齿圈9和第四行星排行星架15互连；第四连接构件20将第三行星排行星架11与第四行星排齿圈13互连；

第一离合器C1将输入轴22和第四行星排的太阳轮16互连；第二离合器C2将输入轴22和第四连接构件20互连。

第一制动器B1将第二连接构件18和变速器壳体21互连；第二制动器B2将第一行星排太阳轮4与变速器壳体21互连；第三制动器B3将第一连接构件17和变速器壳体21互连；第四制动器将第四连接构件20和变速器壳体21互连。

第二行星排太阳轮始8始终与输入轴22相连，第四行星排行星架与输出轴23相连。

输入轴始终被连接至发动机或者变矩器的涡轮。输出轴被连接至下一级减速器。

离合器与制动器的应用：

第一离合器C1可选择性地接合以连接输入轴22与太阳轮16一起旋转。

第二离合器C2可选择性地接合以连接输入轴22与第四连接构件20一起旋转。

第一制动器B1可选择性地接合以连接第二连接构件18与变速器壳体21，目的是为了阻止第二连接构件18相对于变速器壳体21的旋转。

第二制动器B2可选择性地接合以连接第一行星排太阳轮4与变速器壳体21，目的是为了阻止第一行星排太阳轮4相对于变速器壳体21的旋转。

第三制动器B3可选择性地接合以连接第一连接构件17与变速器壳体21，目的是为了阻止第一连接构件17相对于变速器壳体21的旋转。

第四制动器B4可选择性地接合以连接第四连接构件20与变速器壳体21，目的是为了阻止第四连接构件20相对于变速器壳体21的旋转。

现在参照图1和表详细介绍八挡变速器实施例的原理，变速器能实现八个前进挡速比和一个倒挡速比。每一个挡位的速比的形成通过接合两个扭矩传递装置而获得。表2表示的是被接合以实现各挡位状态的扭矩传递构件的不同组合。表中还给出了各挡位的传动比的数值和相邻两个挡位之间的速比阶跃的数值。下面详细介绍各个挡位的工作过程：

为了建立倒挡，第二制动器B2和第四动器B4接合。具体来说，第二制动器B2被接合以使得太阳轮4与变速器壳体21相连，阻止了太阳轮4相对于变速器壳体21的旋转。第四制动器B4被接合以使得第四连接构件20与变速器壳体21相连，阻止了第四连接构件20相对于变速器壳体21的旋转。由此，在输入轴22和输出轴23之间建立起倒挡的传动比。

一挡的建立，第一制动器B1和第四制动器B4被接合。具体来说，第一制动器B1被接合以连接第二连接构件18与变速器壳体21，阻止了第二连接构件18相对于变速器壳体21的旋转。第四制动器B4被接合以使得第四连接构件20与变速器壳体21相连，阻止了第四连接构件20相对于变速器壳体21的旋转。由此，在输入轴22和输出轴23之间建立起了一挡的传动比。

二挡的建立，第一离合器C1和第四制动器B4被接合。具体来说，第一离合器C1被接合以连接太阳轮8和太阳轮16一起旋转。第四制动器B4被接合以使得第四连接构件20和变速器壳体21相连，阻止了第四连接构件20相对于变速器壳体21的旋转。这样形成了单行星排的传动，由此在输入轴22和输出轴23之间建立起了二挡的传动比。

三挡的建立，第一离合器C1和第一制动器B1被接合。具体来说，第一离合器C1被接合以连接太阳轮8和太阳轮16一起旋转。第一制动器B1被接合以使得第二连接构件18和变速器壳体21相连，阻止了第二连接构件18相对于变速器壳体21的旋转。由此，在输入轴22和输出轴23之间建立起了三挡的传动比。

四挡的建立，第一离合器C1和第三制动器B3被接合。具体来说，第一离合器C1被接合以连接太阳轮8和太阳轮16一起旋转。第三制动器B3被接合以使得第一连接构件17和变速器壳体21相连，阻止了第一连接构件17相对于变速器壳体21的旋转。由此，在输入轴22和输出轴23之间建立起了四挡的传动比。

五挡的建立，第一离合器C1和第二制动器B2被接合。具体来说，第一离合器C1被接合以连接太阳轮8和太阳轮16一起旋转。第二制动器B2被接合以使得太阳轮4和变速器壳体21相连，阻止了太阳轮4相对于变速器壳体21的旋转。由此，在输入轴22和输出轴23之间建立起了五挡的传动比。

六挡的建立，第一离合器C1和第二离合器C2被接合。具体来说，第一离合器C1被接合以连接太阳轮8和太阳轮16一起旋转。第二离合器C2被接合以连接太阳轮8和第四连接构件20一起旋转。由此，在输入轴22和输出轴23之间建立起了六挡(即直接挡)的传动比。

七挡的建立，第二离合器C2和第二制动器B2被接合。具体来说，第二离合器C2被接合以连接太阳轮8和第四连接构件20一起旋转。第二制动器B2被接合以使得太阳轮4和变速器壳体21相连，阻止了太阳轮4相对于变速器壳体21的旋转。由此，在输入轴22和输出轴23之间建立起七挡的传动比。

八挡的建立，第二离合器C2和第三制动器B3被接合。具体来说，第二离合器C2被接合以连接太阳轮8和第四连接构件20一起旋转。第三制动器B3被接合以使得第一连接构件17和变速器壳体21相连，阻止了第一连接构件17相对于变速器壳体21的旋转。由此，在输入轴22和输出轴23之间建立起八挡的传动比。

表1：八挡变速器的各个挡位的传动比、速比阶跃和各个挡位扭矩传递装置接合状态的真值表。

表中：X表示接合并且传递扭矩，O表示接合但不传递扭矩。

Claims (1)

1.一种变速范围更广的变速器，它主要包括输入轴、输出轴、行星齿轮排、连接构件和扭矩传递装置，上述构件均设在变速器壳体内，其特征在于：所述行星齿轮排包括第一行星齿轮排、第二行星齿轮排、第三行星齿轮排和第四行星齿轮排，每个行星齿轮排包括太阳轮、行星架、行星轮和齿圈；所述连接构件包括第一连接构件、第二连接构件、第三连接构件和第四连接构件；所述扭矩传递装置包括第一离合器、第二离合器、第一制动器、第二制动器、第三制动器和第四制动器；

所述第一连接构件将所述第一行星排行星架、第二行星排齿圈和第三行星排太阳轮互连；所述第二连接构件将所述第一行星排齿圈和第二行星排行星架互连；所述第三连接构件将所述第三行星排齿圈和第四行星排行星架互连；所述第四连接构件将所述第三行星排行星架与第四行星排齿圈互连；

所述第一离合器将所述输入轴和第四行星排太阳轮互连；所述第二离合器将所述输入轴和第四连接构件互连；

所述第一制动器将所述第二连接构件和变速器壳体互连；所述第二制动器将所述第一行星排太阳轮与变速器壳体互连；所述第三制动器将所述第一连接构件和变速器壳体互连；所述第四制动器将所述第四连接构件和变速器壳体互连；

所述第二行星排太阳轮始终与输入轴相连，所述第四行星排行星架与输出轴相连。