CN105485289B - 一种商用车辆自动变速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种商用车辆自动变速器，包括：前部支撑壳体，其内设液力扭矩传递装置；变速器壳体，连接于所述前部支撑壳体，其内设速度调节组件；所述前部支撑壳体的内部在所述液力扭矩传递装置的后侧预设有动力输出装置布置空间；所述变速器壳体的内部在所述速度调节组件的前侧预设有初级液力缓速器布置空间；所述变速器壳体的内部在所述速度调节组件的后侧预设有次级液力缓速器布置空间。该变速器在充分考虑用户实际使用需求的基础上，预留有模块化的接口与设计。这样，用户在加装附属设备实现性能多样化时，无需对变速器进行大范围的更新与设计，使用户可以对变速器进行持续的改进，且效率更高、成本更低。

Description

一种商用车辆自动变速器

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是适用于商用车辆的自动变速器。本发明还涉及设有所述自动变速器的商用车辆。

背景技术

现代商用车辆对变速器的附属需求较多，因此其自动变速器除了能保证车辆正常行驶的需求外，还要满足多样化的实际使用要求。

例如，在下长坡或者存在多种附属部件的动力需求时，需要在自动变速器上加装缓速器或者动力输出装置。

而现有的商用车自动变速器中四速和六速自动变速器在市场上最为常见，其自动变速器壳体多为铸造形式，开模及机加工成本均较高。由于初始设计的时候没有充分考虑模块化多功能需求，在设计之初没有预留相应的接口与设计考虑，在功能拓展与变速器自身条件上有冲突，无法满足用户的多样化需求。

如果通过改装的方式加装上述装置，则对原有自动变速器的结构改变过大，不仅成本较高，容易影响其各项工作性能。

另外，如果设计的专用需求的变速器需求量不大的话，则单独设计变速器将造成成本的无法控制，也不利于维修保养。

因此，如何设计一种可根据实际需要以模块化的方式加装附属设备的自动变速器，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种商用车辆自动变速器。该变速器在充分考虑用户实际使用需求的基础上，预留有模块化的接口与设计。这样，用户在加装附属设备实现性能多样化时，无需对变速器进行大范围的更新与设计，可满足用户对变速器的多功能化需求，且效率更高、成本更低。

为了实现上述目的，本发明提供一种商用车辆自动变速器，包括：

前部支撑壳体，其内设液力扭矩传递装置；

变速器壳体，连接于所述前部支撑壳体，其内设速度调节组件；

所述前部支撑壳体的内部在所述液力扭矩传递装置的后侧预设有动力输出装置布置空间；

所述变速器壳体的内部在所述速度调节组件的前侧预设有初级液力缓速器布置空间；

所述变速器壳体的内部在所述速度调节组件的后侧预设有次级液力缓速器布置空间。

优选地，进一步包括初级液力缓速器，设于所述初级液力缓速器布置空间，其转子连接于所述速度调节组件的动力输入端，其定子连接于所述变速器壳体。

优选地，进一步包括次级液力缓速器，设于所述次级液力缓速器布置空间，其转子连接于所述速度调节组件的动力输出端，其定子连接于所述变速器壳体。

优选地，进一步包括动力输出装置，设于所述动力输出装置布置空间，其部分组件位于所述前部支撑壳体内部，部分组件位于所述前部支撑壳体外部；

所述前部支撑壳体设有供所述动力输出装置的组件从内部引至外部的可封闭式动力输出端口。

优选地，所述动力输出装置的组件包括：

动力输出齿轮，其套装于所述速度调节组件的动力输入端，并与所述液力扭矩传递装置的动力输出末端传动连接；

动力输出中间齿轮，其通过心轴安装于所述前部支撑壳体上，并与所述动力输出齿轮相啮合；

动力输出从动齿轮，与所述动力输出中间齿轮相啮合；

动力输出部件，与所述动力输出从动齿轮传动连接。

优选地，所述速度调节组件为行星齿轮系，其可获得多个挡位，包括：

第一行星排，具有第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈；

第二行星排，具有第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈；

第三行星排，具有第三太阳轮、第三行星架和第三齿圈；

第四行星排，具有第四太阳轮、第四行星架和第四齿圈；

第一旋转体，包括输入轴和所述第一行星架；

第二旋转体，包括所述第一太阳轮，并能够选择性的连接至固定件；

第三旋转体，包括所述第一齿圈和第二行星架，并能够选择性的连接至固定件；

第四旋转体，包括所述第二太阳轮，其能够选择性的连接至所述第一旋转体；

第五旋转体，包括所述第二齿圈和第三太阳轮；

第六旋转体，包括所述第三行星架和第四齿圈，并能够选择性的连接至固定件或选择性的连接至所述第四旋转体；

第七旋转体，包括所述第四太阳轮，并能够选择性的连接至所述第四旋转体；

第八旋转体，包括所述第三齿圈、第四行星架及输出轴；

六个换挡组件，包括离合器和制动器，所述离合器设于所述旋转体中的选定旋转体之间，所述制动器设于所述旋转体中的选定旋转体与固定件之间。

优选地，所述输入轴为第一旋转轴；

所述第一旋转体的第一行星架与所述第一旋转轴连接；

所述第二旋转体的第一太阳轮与第二旋转轴连接；

所述第三旋转体的第一齿圈和第二行星架通过第三旋转轴连接；

所述第四旋转体的第二太阳轮与第四旋转轴连接；

所述第五旋转体的第二齿圈和第三太阳轮通过第五旋转轴连接；

所述第六旋转体的第三行星架和第四齿圈通过第六旋转轴连接；

所述第七旋转体的第四太阳轮连接第七旋转轴；

所述第八旋转体的第三齿圈和第四行星架连接输出轴；

所述输出轴为第八旋转轴。

优选地，所述六个换挡组件包括：

第一离合器，插置于所述第一旋转体与第四旋转体之间；

第二离合器，插置于所述第四旋转体与第六旋转体之间；

第三离合器，插置于所述第四旋转体与第七旋转体之间；

第一制动器，插置于所述第二旋转体与固定件之间；

第二制动器，插置于所述第三旋转体与固定件之间；

第三制动器，插置于所述第六旋转体与固定件之间。

优选地，所述多个挡位包括至少八个前进挡和至少两个倒挡：

前进一挡，所述第二制动器、第三制动器和第一离合器结合；

前进二挡，所述第三制动器、第一离合器和第三离合器结合；

前进三挡，所述第二制动器、第一离合器和第三离合器结合；

前进四挡，所述第一制动器、第二离合器和第三离合器结合；

前进五挡，所述第一制动器、第一离合器和第三离合器结合；

前进六挡，所述第一离合器、第二离合器和第三离合器结合；

前进七挡，所述第一制动器、第一离合器和第二离合器结合；

前进八挡，所述第二制动器、第一离合器和第二离合器结合；

第一倒挡，所述第一制动器、第三制动器和第一离合器结合；

第二倒挡，所述第一制动器、第三制动器和第二离合器结合。

优选地，所述离合器为摩擦离合器，所述制动器为摩擦制动器。

优选地，所述第二旋转轴为空心轴，通过该空心轴，所述第一太阳轮与第一制动器的运动侧连接，所述第一旋转轴位于所述第二旋转轴内部。

优选地，所述第四旋转轴包括前转轴和后转轴，通过所述前转轴，所述第二太阳轮与第一离合器的从动侧连接，通过所述后转轴，所述第二太阳轮同时与所述第二离合器的从动侧和所述第三离合器的主动侧连接。

优选地，所述第一行星排为单排双级行星排，所述第二行星排为单排单级行星排，所述第三行星排为单排单级行星排，所述第四行星排为单排单级行星排。

优选地，所述输入轴构造为接收扭矩和转速输入的构件；所述输出轴构造为输出已转换扭矩和转速的构件。

优选地，所述固定件为变速器壳体。

本发明在液力扭矩传递装置的后侧、速度调节组件的前侧、速度调节组件的后侧分别预设有动力输出装置布置空间、初级液力缓速器布置空间以及次级液力缓速器布置空间。这些布置空间可通过更改变速器前支撑壳体和变速器壳体的结构形式来实现，如此，通过局部的铸造改动及机加工的进行步骤就可实现多种附加装置的布置和安装空间的预留，由于这些功能在设计之初就已经作为重点考虑进行了预先设计，且可以任意组合，因此在不重新设计变速器、保证变速器主体不变的前提下，即可进行功能的拓展和延伸，满足不同商用车辆的特殊功能需求与实际的使用需求，十分有利于工厂进行标准化、模块化的生产。

在一种优选方案中，作为速度调节组件的行星齿轮系具有接收动力的输入轴，向外输出动力的输出轴，四个布置在同一个轴系上的行星排，以及六个换挡组件，其中，各行星排均设有太阳轮、齿圈和带有若干个行星齿轮的行星架，行星排的组件之间通过旋转轴或其他连接构件相连接，可形成八个旋转体，以实现动力的传递，换挡组件可采用离合器和制动器等扭矩传递装置，通过操作换挡组件可改变行星齿轮系的自由度，不同的换挡组件的结合与分离使得输入轴与输出轴之间可实现不同的速比传递，最终可获得至少八个可用前进挡位和至少两个可用倒挡位的换挡速度，与四速和六速行星齿轮系相比，其具有更多的挡位和更优化的速比，可使发动机在高效区工作的情况下满足不同车速的需求，进而显著提高车辆的动力传递性能和燃油经济性。

此外，该行星齿轮系零部件较少，换挡组件充分利用行星排之间的空间，不仅可以获得更短的变速器长度，而且整体设计更加紧凑，可以很好的满足车辆对变速器耐久性、动力传递效率、尺寸、成本等方面的要求。

附图说明

图1为本发明所提供自动变速器的基本主体简图；

图2为本发明所提供自动变速器加装动力输出装置的简图；

图3为本发明所提供自动变速器配装次级液力缓速器模块的简图；

图4为本发明所提供自动变速器配装初级液力缓速器模块的简图；

图5为本发明所提供自动变速器配装次级液力缓速器及动力输出装置模块的简图；

图6为本发明所提供自动变速器配装初级液力缓速器及动力输出装置模块的简图；

图7为本发明所提供行星轮系的传动路线简图；

图8为本发明所提供行星轮系的一种特定应用示例简图；

图9为本发明示例性行星轮系的各构件的连接原理图；

图10为本发明示例性行星轮系的各挡位与扭矩传递装置的操作表，用以说明在各确定的挡位中哪些换挡组件闭合；

图11为本发明的示例性行星轮系的杠杆原理图。

图1至图6中：

10.速度调节组件 11.液力扭矩传递装置 15.动力输出装置布置空间 16.初级液力缓速器布置空间 17.次级液力缓速器布置空间 20.旋转减震组件 21.输入轴23.输出部件 24.输入部件 25.扭转减震器弹簧 27.扭转减震盘 28.变速器壳体前盖32.变速器壳体 33.前部支撑壳体 35.变速器壳体后盖 43.闭锁离合器 51.次级液力缓速器定子 52.次级液力缓速器转子 54.初级液力缓速器定子 55.初级液力缓速器转子 61.动力输出齿轮 62.动力输出中间齿轮 64.心轴 65.动力输出从动齿轮 71.动力输出部件

图7至图11中：

1.第一旋转轴 2.第二旋转轴 3.第三旋转轴 4.第四旋转轴 5.第五旋转轴6.第六旋转轴 7.第七旋转轴 8.第八旋转轴

C1.第一摩擦离合器 C2.第二摩擦离合器 C3.第三摩擦离合器

B1.第一摩擦制动器 B2.第二摩擦制动器 B3.第三摩擦制动器

PG1.第一行星排 PG2.第二行星排 PG3.第三行星排 PG4.第四行星排

S1.第一太阳轮 PC1.第一行星架 P1.第一行星轮 A1.第一齿圈

S2.第二太阳轮 PC2.第二行星架 P2.第二行星轮 A2.第二齿圈

S3.第三太阳轮 PC3.第三行星架 P3.第三行星轮 A3.第三齿圈

S4.第四太阳轮 PC4.第四行星架 P4.第四行星轮 A4.第四齿圈

具体实施方式

本发明的核心是提供一种自动变速器，其具有模块化设计的考虑，具有初级、次级液力缓速器的配置，具有动力输出装置的配置，并且可实现相互之间选配的设置，以实现商用车辆的多项性能需求及动力传递及燃油经济性的提高。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

对于本发明说明书中的解释仅限于实施示例性方案，并省略不必要的部件描述，在本发明说明书中同样的构件在不同附图上以相同的标记表示。在具体的实施描述中，数字及字母是用来区别具有相同术语的构件元件，这些数字及字母不具有特定的含义，也不代表任何次序。

请参考图1，图1为本发明所提供自动变速器的基本主体简图。

在一种具体实施方式中，本发明提供的商用车辆自动变速器，主要有以下部件组成：

前部支撑壳体33，其内部设置有液力扭矩传递装置11。

变速器壳体32，连接于前部支撑壳体33后端，其内部设置有速度调节组件10，即行星齿轮系。

前部支撑壳体33的内部在液力扭矩传递装置11的后侧预设有动力输出装置布置空间15。具体地，该布置空间位于液力扭矩传递装置11与变速器壳体的前盖28之间。当然，此前盖28也可以视为是前部支撑壳体33的后盖，仅是划分和命名不同。

变速器壳体32的内部在速度调节组件10的前侧预设有初级液力缓速器布置空间16。具体地，该布置空间位于变速器壳体的前盖28与速度调节组件10之间。

变速器壳体32的内部在速度调节组件10的后侧预设有次级液力缓速器布置空间17。具体地，该布置空间位于变速器壳体的速度调节组件10与后盖35之间。

也就是说，本发明在变速器前支撑壳体33、变速器壳体32、变速器后盖35相互连接的空间出分别设计了动力输出装置布置空间15、初级液力缓速器布置空间16、以及次级液力缓速器布置空间17。

上述液力变矩装置11采用液力变矩器，能对内燃机传输过来的带有不均匀相位变化的扭矩进行减震，其带有旋转减震组件20(又称扭转减振器)和可减少液力循环损失的闭锁离合器43(多片式)，在闭锁离合器43结合后，旋转减震器组件20可降低内燃机的不均匀相位变化，经过液力扭矩传递装置11及其内部旋转减震组件20的减震后将动力传递到该自动变速器的动力输入轴21，可减少来自动力源(一般为活塞往复式发动机)的不均匀的相位角引起的旋转震动。

旋转减震组件20包括扭矩减震盘27，及至少两组减震弹簧25。这样在液力变矩器工作的时候以及闭锁离合器43结合后都能将来自发动机的带有相位偏差的(类似于正弦波)的扭矩进行两级的减震，通过这种设计可以保证传递到自动变速器主体的输入轴21的扭矩具有较少的扭矩相位误差，使得扭矩传递平稳，减少对齿轮、轴及扭矩传递元件的强度及耐久性需求。使得设计尺寸、体积变小，有利于商用车应用。

请参考图2，图2为本发明所提供自动变速器加装动力输出装置的简图。

现代商用车辆使用的特殊需求有时需要其有充足的动力输出部件71，这就需要从自动变速器输出动力。

对此，可以在动力输出装置布置空间设置动力输出装置，其部分组件位于前部支撑壳体33内部，部分组件位于前部支撑壳体33外部，前部支撑壳体33设有供动力输出装置的组件从内部引至外部的动力输出端口，此端口为可封闭式结构，在不加装动力输出装置时，可采用端盖进行封闭。

具体地，动力输出装置的组件包括：

动力输出齿轮61，其套装于速度调节组件10的动力输入端，并与液力扭矩传递装置11的动力输出末端传动连接。

动力输出中间齿轮62，其通过心轴64安装于变速器壳体32的前部(例如变速器壳体的前盖28)，并与动力输出齿轮61相啮合。

动力输出从动齿轮65，与动力输出中间齿轮62相啮合。

动力输出部件71，与动力输出从动齿轮65传动连接。

这样，当动力输出齿轮61在液力扭矩传递装置11的驱动下旋转时，便可以通过动力输出中间齿轮62和动力输出从动齿轮65将动力传输至动力输出部件71，可以满足不同的使用需求，例如洒水车、水泥搅拌车、吊车以及其他特种车辆的需求。

请参考图3，图3为本发明所提供自动变速器配装次级液力缓速器模块的简图。

在上述实施例的基础上，可进一步在次级液力缓速器布置空间17安装次级液力缓速器(输出式)，其转子52连接于速度调节组件10的动力输出部件23，定子51连接于变速器壳体32，例如变速器壳体的后盖35。

具体地，次级液力缓速器可以通过在变速器后盖35上铸造叶片，并且在加长的输出部件23上套装次级液力缓速器转子的方式安装。由于次级液力缓速器布置在自动变速器后部，空间预留较大，周围复杂部件较少，因此本发明将这款次级液力缓速器设计成双循环圆结构形式，这样可以成倍的增加制动扭矩，并且可通过两侧的循环圆的液压力使得转子与定子压力平衡，减少震动。这种液力缓速器的设计由于转子的转速直接与车辆的车速相关，这样的话有利于在车速较高的情况下使用，车速较低时使用的性能较小，非常适合与高速运行的车辆。由于次级液力缓速器为大直径、双循环圆设计，这样可以提供非常高的制动扭矩，对自动变速器的主体变化比较少，可以满足大吨位、大扭矩的需求，非常适合于高速，重载荷的商用车辆使用。

请参考图4，图4为本发明所提供自动变速器配装初级液力缓速器模块的简图。

在上述实施例的基础上，可进一步在初级液力缓速器布置空间16安装初级液力缓速器(输入式)，其转子55连接于速度调节组件10的动力输入端，其定子54连接于变速器壳体32，例如变速器壳体的前盖28。

具体地，初级液力缓速器的设计可以通过自动变速器的不同速比的变换在车辆同一车速下引起发动机及初级液力缓速的转子的转速的变化，再加上初级液力缓速器的自身调节可以满足不同车辆载荷，不同坡度下的车辆以稳定车速制动需求，并且可以实现速度的调节。通过自动变速器的速比变化，可以保证初级液力缓速器的转子的转速不会与车辆的车速成固定比例关系，这样可以在低车速的情况下通过自动变速器的低挡将初级液力缓速器的转子速度提升，这样可以将初级液力缓速器做的比较小，就可以满足性能实用需求，所以特别适用于对速度调节要求比较高，对重量要求比较高，载荷变化比较大的应用车辆。

以上动力输出模块和液力缓速器模块可以自由组合，进行不同形式的合并，以满足不同客户的多项选择。例如在自动变速器上同时配装次级液力缓速器及动力输出装置模块(参见图5)，或者同时配装初级液力缓速器及动力输出装置模块(参见图6)，其余结构与上述实施例基本相同，就不再重复。

该自动变速器具有适用于商用车的优点，其适合前置后驱，后置后驱车辆的纵向布局，动力输入与输出为同一轴线(不像乘用车的动力输入、输出为并列轴线的形式，不适合与横置动力传递)。

下面对上述各实施例中的行星齿轮系作进一步说明。

请参考图7、图8，图7为本发明所提供行星轮系的传动路线简图；图8为本发明所提供行星轮系的一种特定应用示例简图。

本发明提供的行星齿轮系具有设置在同一轴线上的第一行星排PG1、第二行星排PG2、第三行星排PG3及第四行星排PG4，设置在同一轴线上的第一离合器C1、第二离合器C2及第三离合器C3，以及设置在同一轴线上的第一制动器B1、第二制动器B2及第三制动器B3。

第一行星排PG1为单排双级行星排，其包括作为该排输入的第一行星架PC1，第一太阳轮S1及第一齿圈A1至少三个构件，第一行星架PC1上的第一行星轮P1为三组，每组两个，共计六个行星轮。

第二行星排PG2为单排单级行星排，其包括作为该排输入的第二太阳轮S2和第二行星架PC2，以及第二齿圈A2至少三个构件，第二行星架PC2上的第二行星轮P2的数量为四个。

第三行星排PG3为单排单级行星轮，其包括作为该排输入的第三太阳轮S3和第三行星架PC3，以及第三齿圈A3至少三个构件，第三行星架PC3上的第三行星轮P3的数量为五个。

第四行星排PG4为单排单级行星轮，其包括第四太阳轮S4，第四行星架PC4，以及第四齿圈A4至少三个构件，第四行星架PC4上的第四行星轮P4的数量为三个。

第三行星排PG3与第四行星排PG4之间存在由四个构件形成的两组固连形式，因此在特定阶段可视为一组复合行星齿轮组，作为一体形式进行输出。

还包括八根作为连接构件的旋转轴，上述行星排的组件与旋转轴相连接，并通过旋转轴相互连接，一共可形成八个旋转体：

第一旋转体，由第一旋转轴1(即输入轴)刚性连接第一行星架PC1构成，两者始终以相同的转速旋转，第一旋转轴1被构造为接收液力变矩器扭矩和转速的构件。

第二旋转体，由第二旋转轴2和第一太阳轮S1连接构成，能够选择性的连接到固定件(例如壳体)上。

第三旋转体，由第一齿圈A1、第三旋转轴3及第二行星架PC2连接构成，能够选择性连接到固定件上。

第四旋转体，由第四旋转轴4和第二太阳轮S2连接构成，能够选择性的连接至第一旋转体。

第五旋转体，由第二齿圈A2、第五旋转轴5及第三太阳轮S3连接构成。

第六旋转体，由第三行星架PC3、第六旋转轴6及第四齿圈A4连接构成，能够选择性的连接到固定件上，或者选择性的连接到第四旋转体上。

第七旋转体，由第七旋转轴7和第四太阳轮S4连接构成，能够选择性的连接到第四旋转体上。

第八旋转体，由第三齿圈A3、第四行星架PC4及第八旋转轴8(即输出轴)连接构成，第八旋转轴8被构造为向外输出已转换扭矩和转速的构件。

根据上述连接方式和实际组装的需要，各旋转轴的尺寸和形态将不尽相同，其中第一旋转轴1和第八旋转轴8可以为实心轴；第二旋转体的第二旋转轴2则为空心轴，第一太阳轮S1通过该空心轴与第一制动器B1的运动侧连接，第一旋转轴1位于第二旋转轴2内部；第三旋转轴3、第五旋转轴5和第六旋转轴6为直径较大的空心轴，内部容纳所连接的行星排及相应的摩擦离合器，同时，其也为台阶轴，以适应不同的径向尺寸变化；第四旋转轴4和第七旋转轴7既可以是实心轴，也可以是空心轴，其中，第四旋转轴4又可分为前转轴和后转轴，第二太阳轮S2通过前转轴与第一离合器C1的从动侧连接，同时通过后转轴与第二离合器C2的从动侧和第三离合器C3的主动侧连接。

摩擦离合器置于从上述旋转体中选定的旋转体之间，以便进行扭矩与转速的传递。

第一摩擦离合器C1设置在第一旋转体与第四旋转体之间。具体地，第四旋转轴4包括位于第二太阳轮S2前、后两侧的前转轴和后转轴，第一摩擦离合器C1插置在第一旋转轴1与第四旋转轴4的前转轴之间，作为选择性的输入元件进行操作。

由于第一旋转轴1与第一行星架PC1一起构成第一旋转体，因此，也可以视为将第一摩擦离合器C1插置在第一行星架PC1与第四旋转轴4的前转轴之间，下同。

第二摩擦离合器C2设置在第四旋转体与第六旋转体之间。具体地，插置在第四旋转轴4的后转轴与第六旋转轴6之间，作为选择性的输入元件进行操作。

第三摩擦离合器C3设置在第四旋转体与第七旋转体之间。具体地，插置在第四旋转轴4的后转轴与第七旋转轴7之间，作为选择性的输入元件进行操作。

摩擦制动器置于从上述旋转体中选定的旋转体与固定件之间，用来限制其所在行星排的自由度，以便扭矩沿设定路径传递。

第一摩擦制动器B1插置在第二旋转轴2与固定件之间，作为选择性的固定元件进行操作。

第二摩擦制动器B2插置在第三旋转轴3与固定件之间，作为选择性的固定元件进行操作。

第三摩擦制动器B3插置在第六旋转轴6与固定件之间，作为选择性的固定元件进行操作。

在第一旋转轴1至第八旋转轴8之中，可作为选择性的输入构件有第四旋转轴4、第六旋转轴6、第七旋转轴7，分别通过第一摩擦离合器C1、第二摩擦离合器C2及第三摩擦离合器C3，选择性的连接到输入端的第一旋转轴1。

在第一旋转轴1至第八旋转轴8之中，可作为选择性的固定构件有第二旋转轴2、第三旋转轴3、第六旋转轴6，分别通过第一摩擦制动器B1、第二摩擦制动器B2及第三摩擦制动器B3，选择性的将相应的旋转体固连到固定件上。

请参考图9，图9为本发明示例性行星轮系的各构件的连接原理图。

如上所述，第一行星排PG1连接八根旋转轴中的三根，并连接第一摩擦制动器B1、第二摩擦制动器B2及第一摩擦离合器C1，其第一行星架PC1与输入轴相连，并选择性的与第一摩擦离合器C1相连，用以接收输入轴的扭矩，第一太阳轮S1通过第一摩擦制动器B1可选择性的连接到固定件，第一齿圈A1与第二行星排PG2的第二行星架PC2固连，并通过第二摩擦制动器B2可选择性的连接到固定件。这样，第一行星排PG1便可输出两个速比，一个是通过第一摩擦离合器C1直接输出的速比，另一个是通过第一摩擦制动器B1作用后输出的减小的速比。

第二行星排PG2连接八根旋转轴中的三根，其作为动力的输入行星排，接收从第一行星排PG1传递来的扭矩；第二太阳轮S2与第四旋转轴4通过第一摩擦离合器C1选择性的与第一旋转轴1相连，并通过第二摩擦离合器C2、第三摩擦离合器C3分别选择性的与第三行星架PC3、第四太阳轮S4相连，以便将来自输入轴的扭矩输出到第三、第四行星排；第二太阳轮S2通过第一摩擦离合器C1与第一旋转轴1相连，接收输入扭矩；第二行星架PC2与第一齿圈A1固连，接收第一行星排PG1传递的扭矩，第二齿圈A2与第三太阳轮S3固连；这样第二行星排PG2就有两个动力输入构件，并具有三个动力输出构件。可以在接收不同速度输入、不同选择性的输出的情况下向第三、第四行星排输出六个不同的速比，这样使得第三、第四行星排具有更多的速度输入，以便获得更多的挡位。

第三、第四行星排组合成一个复合的行星齿轮组，第三行星架PC3与第四齿圈A4固连，第三齿圈A3与第四行星架PC4固连，并连接第八旋转轴8输出扭矩和转速。这组复合行星齿轮组与八根旋转轴中的四根相连；第三太阳轮S3通过第五旋转轴5与第二齿圈A2固连，接收第二行星排PG2输出的扭矩，第三行星架PC3通过第二摩擦离合器C2选择性的与第四旋转轴4的后转轴、第二太阳轮S2相连，并通过第四旋转轴4的前转轴、第一摩擦离合器C1选择性的与第一旋转轴1相连；第四太阳轮S4通过第三摩擦离合器C3选择性的与第四旋转轴4的后转轴相连；这样的构造结构使得这组复合行星齿轮组具有输出十个速比的能力。

请参考图10、图11，图10为本发明示例性行星轮系的各挡位与扭矩传递装置的操作表；图11为本发明的示例性行星轮系的杠杆原理图。

图10所示的表格中给出了按照图8所示齿数给出的各挡位的速比及挡位间的级差数值，黑点的表格区代表闭合的换挡组件，空白的表格区代表断开的换挡组件。该表格仅体现示例行星轮系情况下的数值，并且每组数值可以进行改变。

图11中的两条水平线分别表示为：“0”水平线代表速度为零，“1”代表速度为输入转速及其转速与第一旋转轴1相同。水平线上的字符参照图7所示的各构件连接原理图中的名称，其间距为各构件间的齿数及相互间的配比关系来确定，各构件间的直线表示固定连接其的相应旋转轴，这种方式为本领域的技术人员常用的速度比较方式。

上述摩擦离合器处于输入为“1”的水平线的相应插置位置上，上述摩擦制动器处于固定的水平线“0”的相应插置位置上；速度传递线将通过起作用的摩擦制动器或离合器，速度传递线最终在输出轴即第八旋转轴8上的数值即为该组扭矩传递装置操作情况下输出的速度相对于输入速度的比值。

本发明在各个挡位下有三个扭矩传递装置同时进行操作，下面将详细描述各个实施方案情况下的本发明的行星轮系的每一个换挡速度及各构件的转速情况。

(1)前进一挡

在前进一挡时，操作第二摩擦制动器B2、第三摩擦制动器B3及第一摩擦离合器C1。

第一旋转轴1通过第一摩擦离合器C1的操作输入第四旋转轴4，第四旋转轴带动第二太阳轮S2作为速度“1”输入；第三旋转轴3通过第二制动器B2的操作作为固定元件，通过第二行星排PG2的作用形成一个减小速度传递到第五旋转轴5；第六旋转轴6通过第三摩擦制动器B3的操作将第三行星架PC3作为固定元件，经由第五旋转轴5传递到第三太阳轮上S3上的速度通过第三行星排PG3的作用形成前进一挡速度线，其与第八旋转轴8的交点D1即为前进一挡速比。

(2)前进二挡

在前进二挡时，松开前进一挡时操作的第二摩擦制动器B2，并操作第三摩擦离合器C3。

第一旋转轴1的转速通过操作第一摩擦离合器C1将速度通过第四旋转轴4传递到第二太阳轮S2上，使其作为速度“1”输入；第一旋转轴1的转速同时通过操作第三摩擦离合器C3将速度通过第四旋转轴4传递到第七旋转轴7并传递到第四太阳轮S4，作为速度“1”输入；通过操作第三摩擦制动器B3将第六旋转轴6作为固定元件，从而形成前进二挡速度线，其与第八旋转轴8的交点D2即为前进二挡速比。

(3)前进三挡

在前进三挡时，松开前进二挡时操作的第三摩擦制动器B3，并操作第二摩擦制动B2。

第一旋转轴1的转速通过操作第一摩擦离合器C1将速度通过第四旋转轴4传递到第二太阳轮S2上，作为速度“1”输入；第一旋转轴1的转速同时通过操作第三摩擦离合器C3将速度通过第四旋转轴4传递到第七旋转轴7并传递到第四太阳轮S4，作为速度“1”输入；通过操作第二摩擦制动器B2将第三旋转轴3作为固定元件，从而形成前进三挡速度线，其与第八旋转轴8的交点D3即为前进三挡速比。

(4)前进四挡

在前进四挡时，松开前进三挡时操作的第二摩擦制动器B2及第一摩擦离合器C1，并操作第一摩擦制动B1及第二摩擦离合器C2。

第一旋转轴1的转速传递到第一行星架PC1，作为速度“1”输入；操作第一摩擦制动器B1通过第一旋转轴1将第一太阳轮S1作为固定元件，这样使得第一齿圈A1以一减少的速度输出；操作第二、第三摩擦离合器C2、C3，通过第五旋转轴5、第六旋转轴6及第七旋转轴7的固连作用将第二行星排PG2、第三行星排PG3、第四行星排PG4的各个构件连成一体，作为直接传递状态；因此第一齿圈A1的速度将直接输出，从而形成前进四挡速度线，其与第八旋转轴8的交点D4即为前进四挡速比。

(5)前进五挡

在前进五挡时，松开前进四挡时操作的第二摩擦离合器C2，并操作第一摩擦离合器C1。

第一旋转轴1的转速通过操作第一摩擦离合器C1将速度通过第四旋转轴4传递到第二太阳轮S2上，作为速度“1”输入；通过操作第三摩擦离合器C3将第四旋转轴4与第七旋转轴7连接，并传递到第四太阳轮S4上，作为速度“1”输入；第一旋转轴1的转速传递到第一行星架PC1，作为速度“1”输入，通过操作第一摩擦制动器B1将第二旋转轴2及第一太阳轮S1上作为固定元件，这样使得第一齿圈A1以一减少的速度通过第三旋转轴3传递到第二行星架PC2上；这样在三个输入构件的速度作用下形成前进五挡速度线，其与第八旋转轴8的交点D5即为前进五挡速比。

(6)前进六挡

在前进六挡时，松开前进五挡时操作的第一摩擦制动器B1，操作第二摩擦离合器C2。

第一旋转轴1通过操作第一摩擦离合器C1将转速通过第四旋转轴传递到第二太阳轮S2；并且操作第二摩擦离合器C2、第三摩擦离合器C3将第四旋转轴4与第六旋转轴6、第七旋转轴7直接连接，使得第二行星排PG2、第三行星排PG3、第四行星排PG4变为直接连接状态，第一旋转轴1的速度将直接输出，从而形成前进六挡速度线，其与第八旋转轴8的交点D6即为前进六挡速比。

(7)前进七挡

在前进七挡时，松开前进六挡时操作的第三摩擦离合器C3，操作第一摩擦制动器B1。

第一旋转轴1的转速传递到第一行星架PC1，作为速度“1”输入；操作第一摩擦制动器B1通过第一旋转轴1将第一太阳轮S1作为固定元件，这样使得第一齿圈A1以一减少的速度传递到第二行星架PC2；第一旋转轴1通过操作第一摩擦离合器C1将转速通过第四旋转轴传递到第二太阳轮S2；并且操作第二摩擦离合器C2将第一旋转轴1与第四旋转轴4直接连接，将转速直接传递到第三行星架PC3；这样在三个输入构件的速度作用下形成前进七挡速度线，其与第八旋转轴8的交点D7即为前进七挡速比。

(8)前进八挡

在前进八挡时，松开前进七挡时操作的第一摩擦制动器B1，操作第二摩擦制动器B2。

第一旋转轴1的转速通过操作第一摩擦离合器C1，通过第四旋转轴4将第二太阳轮S2直接相连；并且操作第二摩擦离合器C2将第一旋转轴1与第四旋转轴4直接连接，将转速直接传递到第三行星架PC3；第二摩擦制动器B2将第三旋转轴3作为固定元件，这样在两个输入构件的速度作用下形成前进八挡速度线，其与第八旋转轴8的交点D8即为前进八挡速比。

(9)第一倒挡

在第一倒挡时，操作第一摩擦制动器B1、第三摩擦制动器B3及第一摩擦离合器C1。

通过操作第一摩擦离合器C1，第一旋转轴1通过第一摩擦离合器C1和第四旋转轴4与第二太阳轮S2直接连接；通过操作第一摩擦制动器B1将第二旋转轴2及第一太阳轮S1作为固定元件，由于通过第一行星排PG1的作用，第一齿圈A1将以一减少的转速通过第三旋转轴3传递到第二行星架PC2；第二行星排PG2在两个转速的输入作用下向第二齿圈A2输出一个减少的转速，并通过第五旋转轴5传递到第三太阳轮S3上；通过操作第三摩擦制动器B3将第六旋转轴6作为固定元件，并使得第三行星架PC3固定，通过第三行星排PG3的作用由第三齿圈A3输出一反向的转速，形成第一倒挡速度线，其与第八旋转轴8的交点R1即为第一倒挡速比。

(10)第二倒挡

在第二倒挡时，松开第一倒挡时操作的第一摩擦离合器C1，操作第二摩擦离合器C2。

通过操作第一摩擦制动器B1将第二旋转轴2及第一太阳轮S1作为固定元件，由于通过第一行星排PG1的作用，第一齿圈A1将以一减少的转速通过第三旋转轴3传递到第二行星架PC2；通过操作第二摩擦离合器C2使得第四旋转轴4与第六旋转轴6直接连接；通过操作第三制动器B3将第六旋转轴6、第四旋转轴4及与其相连的第二太阳轮S2、第三行星架PC3、第四齿圈A4作为固定元件；第二行星架PC2传递一个减少的速度到第二行星排PG2，并经过增速后通过第五旋转轴5传递到第三太阳轮S3；经过第三行星排PG3的作用在第三齿圈A3输出一个反向的转速，形成第二倒挡速度线，其与第八旋转轴8的交点R2即为第2倒挡速比。

上文所列举的各挡速度线显示在图11中，各挡速度线与过各构件名称的竖直线的交点即为该构件在该挡位情况下的转速情况。

这里需要说明的是，图8仅示例性的给出了一种特定的构造，各构件下面的数字代表该构件在该特定条件下的齿数。由于行星排可以变换次序，扭矩传递装置可以放在在不同的构造位置之间，因此特定齿数不作为本专利的限定条件。

同理，本文的行星齿轮组、前进挡、倒挡、旋转轴、速比、摩擦离合器、摩擦制动器的数目都是示例性的。本领域的技术人员将意识到，本发明不限制于这些示例数值，并且每一组具体的数值可以进行改动。

上述行星齿轮系非常适合于现代商用车辆的多挡化应用需求，可使得来自动力源的动力更完全的传递到车辆，保证动力源(发动机)在车速不同的情况下通过该自动变速器的挡位变换(及传动速比的变化)保持在低油耗的转速区间/高效区间/高扭矩区间。这样保证了动力性与经济性，还可以通过电控系统的相互通讯来实现实时控制与达到预期的设计的动力、经济、模式等的转换工作。

而且，由于可提供两个倒挡速比，因此可明显提高倒挡性能。

以上对本发明所提供的自动变速器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种商用车辆自动变速器，包括：

前部支撑壳体，其内设液力扭矩传递装置；

变速器壳体，连接于所述前部支撑壳体，其内设速度调节组件；

其特征在于，

所述前部支撑壳体的内部在所述液力扭矩传递装置的后侧预设有动力输出装置布置空间；

所述变速器壳体的内部在所述速度调节组件的前侧预设有初级液力缓速器布置空间；

所述变速器壳体的内部在所述速度调节组件的后侧预设有次级液力缓速器布置空间；

进一步包括动力输出装置，设于所述动力输出装置布置空间，其部分组件位于所述前部支撑壳体内部，部分组件位于所述前部支撑壳体外部；

所述前部支撑壳体设有供所述动力输出装置的组件从内部引至外部的可封闭式动力输出端口。

2.根据权利要求1所述的商用车辆自动变速器，其特征在于，进一步包括初级液力缓速器，设于所述初级液力缓速器布置空间，其转子连接于所述速度调节组件的动力输入端，其定子连接于所述变速器壳体。

3.根据权利要求1所述的商用车辆自动变速器，其特征在于，进一步包括次级液力缓速器，设于所述次级液力缓速器布置空间，其转子连接于所述速度调节组件的动力输出端，其定子连接于所述变速器壳体。

4.根据权利要求1所述的商用车辆自动变速器，其特征在于，所述动力输出装置的组件包括：

动力输出齿轮，其套装于所述速度调节组件的动力输入端，并与所述液力扭矩传递装置的动力输出末端传动连接；

动力输出中间齿轮，其通过心轴安装于所述前部支撑壳体上，并与所述动力输出齿轮相啮合；

动力输出从动齿轮，与所述动力输出中间齿轮相啮合；

动力输出部件，与所述动力输出从动齿轮传动连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的商用车辆自动变速器，其特征在于，所述速度调节组件为行星齿轮系，其可获得多个挡位，包括：

第一行星排，具有第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈；

第二行星排，具有第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈；

第三行星排，具有第三太阳轮、第三行星架和第三齿圈；

第四行星排，具有第四太阳轮、第四行星架和第四齿圈；

第一旋转体，包括输入轴和所述第一行星架；

第二旋转体，包括所述第一太阳轮，并能够选择性的连接至固定件；

第三旋转体，包括所述第一齿圈和第二行星架，并能够选择性的连接至固定件；

第四旋转体，包括所述第二太阳轮，其能够选择性的连接至所述第一旋转体；

第五旋转体，包括所述第二齿圈和第三太阳轮；

第六旋转体，包括所述第三行星架和第四齿圈，并能够选择性的连接至固定件或选择性的连接至所述第四旋转体；

第七旋转体，包括所述第四太阳轮，并能够选择性的连接至所述第四旋转体；

第八旋转体，包括所述第三齿圈、第四行星架及输出轴；

六个换挡组件，包括离合器和制动器，所述离合器设于所述旋转体中的选定旋转体之间，所述制动器设于所述旋转体中的选定旋转体与固定件之间。

6.根据权利要求5所述的商用车辆自动变速器，其特征在于，所述输入轴为第一旋转轴；

所述第一旋转体的第一行星架与所述第一旋转轴连接；

所述第二旋转体的第一太阳轮与第二旋转轴连接；

所述第三旋转体的第一齿圈和第二行星架通过第三旋转轴连接；

所述第四旋转体的第二太阳轮与第四旋转轴连接；

所述第五旋转体的第二齿圈和第三太阳轮通过第五旋转轴连接；

所述第六旋转体的第三行星架和第四齿圈通过第六旋转轴连接；

所述第七旋转体的第四太阳轮连接第七旋转轴；

所述第八旋转体的第三齿圈和第四行星架连接输出轴；

所述输出轴为第八旋转轴。

7.根据权利要求5所述的商用车辆自动变速器，其特征在于，所述六个换挡组件包括：

第一离合器，插置于所述第一旋转体与第四旋转体之间；

第二离合器，插置于所述第四旋转体与第六旋转体之间；

第三离合器，插置于所述第四旋转体与第七旋转体之间；

第一制动器，插置于所述第二旋转体与固定件之间；

第二制动器，插置于所述第三旋转体与固定件之间；

第三制动器，插置于所述第六旋转体与固定件之间。

8.根据权利要求6所述的商用车辆自动变速器，其特征在于，所述六个换挡组件包括：

第一离合器，插置于所述第一旋转轴与第四旋转轴之间；

第二离合器，插置于所述第四旋转轴与第六旋转轴之间；

第三离合器，插置于所述第四旋转轴与第七旋转轴之间；

第一制动器，插置于所述第二旋转轴与固定件之间；

第二制动器，插置于所述第三旋转轴与固定件之间；

第三制动器，插置于所述第六旋转轴与固定件之间。

9.根据权利要求7或8所述的商用车辆自动变速器，其特征在于，所述多个挡位包括至少八个前进挡和至少两个倒挡：

前进一挡，所述第二制动器、第三制动器和第一离合器结合；

前进二挡，所述第三制动器、第一离合器和第三离合器结合；

前进三挡，所述第二制动器、第一离合器和第三离合器结合；

前进四挡，所述第一制动器、第二离合器和第三离合器结合；

前进五挡，所述第一制动器、第一离合器和第三离合器结合；

前进六挡，所述第一离合器、第二离合器和第三离合器结合；

前进七挡，所述第一制动器、第一离合器和第二离合器结合；

前进八挡，所述第二制动器、第一离合器和第二离合器结合；

第一倒挡，所述第一制动器、第三制动器和第一离合器结合；

第二倒挡，所述第一制动器、第三制动器和第二离合器结合。