CN106523628A - 一种八挡行星自动变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种八挡行星自动变速器，包括输入构件、输出构件、传动构件、制动器、离合器和行星排，行星排有四个，制动器四个，离合器两个，传动构件五个。本发明的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，实现八个前进挡，两个倒退挡。结构较简单紧凑，减小了变速箱占用的空间；传动比范围宽，间比小，便于在不同工况下充分利用发动机的功率。

Description

一种八挡行星自动变速器
技术领域
本发明涉及机械变速传动技术领域，具体涉及一种八挡行星自动变速器。
背景技术
传动系统是车辆的基本组成部分之一，用来传递发动机功率，且在直线行驶时能按要求改变车辆的速度和牵引力，传动系统还要实现车辆的倒车和停车等。变速器是传动系统中很重要的一部分。目前，主流的公路车辆用七档行星自动变速器一挡、二挡的速比间比较大，反映在输出转速上就是输出转速波动比较大，不能对低转速工况作更精细的调节，工作机在运行过程中容易产生换档冲击、工作不平稳等现象，即导致从一档升到二档或从二档降至一档时会存在极大的换挡顿挫，严重影响舒适性和燃油经济性。如美国ALLISON公司生产的HT750DRD液力变速器的行星齿轮传动机构的五个档位的速比为i1＝7.97、i2＝3.19、i3＝2.07、i4＝1.4、i5＝1，其中一档速比与二档速比相差较大，不利于一些需要经常在高转速和低转速之间切换的工作机的作业。
发明内容
本发明旨在提供一种传动比均匀，性能优异，可满足重型轮式车辆的使用要求的八档行星自动变速器，以解决现有技术中所存在的技术问题。
本发明是通过如下技术方案予以实现的：
一种八挡行星自动变速器，包括第一行星排、第二行星排、第三行星排和第四行星排四个行星排，所述第一行星排包括第一太阳轮、第一齿圈、第一行星架，所述第二行星排包括第二太阳轮、第二齿圈、第二行星架，所述第三行星排包括第三太阳轮、第三齿圈、第三行星架，所述第四行星排包括第四太阳轮、第四齿圈、第四行星架；
第一传动构件、第二传动构件、第三传动构件、第四传动构件和第五传动构件五个传动构件；
第一制动器、第二制动器、第三制动器和第四制动器四个制动器；
第一离合器和第二离合器两个离合器；
输入构件和输出构件；
所述输入构件连接第一行星架、第一离合器的外毂和第二离合器的外毂；所述输出构件连接第四行星架、第三行星排的第三行星架；所述第一传动构件连接第一太阳轮和第一制动器的内毂；所述第二传动构件连接第一齿圈、第二齿圈和第二制动器的内毂；所述第三传动构件连接第二行星架、第三齿圈、第四太阳轮、第二离合器的内毂和第三制动器的内毂；所述第四传动构件连接第四齿圈和第四制动器的内毂；所述第五传动构件连接第二太阳轮、第三太阳轮和第一离合器的内毂。
所述第一行星排、第二行星排、第三行星排和第四行星排内的行星齿轮个数均为单星行星排。
所述第一行星排、第二行星排、第三行星排和第四行星排的k值均为1.5～3.6。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明提供的八挡行星自动变速器，采用四个行星排、四个制动器和二个离合器的方案实现八个前进档和两个倒退挡；八个前进挡和两个倒退挡的速比间比较小，使传动比较均匀，使车辆在工作时便于充分利用发动机做输出的功率，使车辆性能更优；四个行星排均为单星简单行星排，四个行星排的k值在1.5～3.6范围内，便于实现变速箱整体结构的紧凑性，减少了变速箱的体积和重量，进而实现轻量化；且具有传动比均匀、性能优异等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图中：1-输入构件，2-输出构件，3-第一传动构件，4-第二传动构件，5-第三传动构件，6-第四传动构件，7-第五传动构件，P1-第一行星排，P2-第二行星排，P3-第三行星排，P4-第四行星排，T1-第一太阳轮，T2-第二太阳轮，T3-第三太阳轮，T4-第四太阳轮，Q1-第一齿圈，Q2-第二齿圈，Q3-第三齿圈，Q4-第四齿圈，J1-第一行星架，J2-第二行星架，J3-第三行星架，J4-第四行星架，M1-第一制动器，M2-第二制动器，M3-第三制动器，M4-第四制动器，C1-第一离合器，C2-第二离合器。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述；
如图1所示，本发明提供的八挡行星自动变速器，包括第一行星排P1、第二行星排P2、第三行星排P3和第四行星排P4四个行星排，所述第一行星排P1包括第一太阳轮T1、第一齿圈Q1、第一行星架J1，所述第二行星排P2包括第二太阳轮T2、第二齿圈Q2、第二行星架J2，所述第三行星排P3包括第三太阳轮T3、第三齿圈Q3、第三行星架J3，所述第四行星排P4包括第四太阳轮T4、第四齿圈Q4、第四行星架J4；
第一传动构件3、第二传动构件4、第三传动构件5、第四传动构件6和第五传动构件7五个传动构件；
第一制动器Z1、第二制动器Z2、第三制动器Z3和第四制动器Z4四个制动器；
第一离合器C1和第二离合器C2两个离合器；
输入构件1和输出构件2；
所述输入构件1连接第一行星架J1、第一离合器C1的外毂和第二离合器C2的外毂；所述输出构件2连接第四行星架J4、第三行星排P3的第三行星架J3；所述第一传动构件3连接第一太阳轮T1和第一制动器M1的内毂；所述第二传动构件4连接第一齿圈Q1、第二齿圈Q2和第二制动器M2的内毂；所述第三传动构件5连接第二行星架J2、第三齿圈Q3、第四太阳轮T4、第二离合器C2的内毂和第三制动器M3的内毂；所述第四传动构件6连接第四齿圈Q4和第四制动器M4的内毂；所述第五传动构件7连接第二太阳轮T2、第三太阳轮T3和第一离合器C1的内毂。
所述第一行星排P1、第二行星排P2、第三行星排P3和第四行星排P4内的行星齿轮个数均为单星行星排，能简化变速箱结构，减轻重量，实现轻量化要求。
所述第一行星排P1、第二行星排P2、第三行星排P3和第四行星排P4的k值均为1.5～3.6，便于实现变速箱整体结构的紧凑性，减少了变速箱的体积和重量，进而实现轻量化。
实施例：本方案的行星自动变速器适用于公路车辆。其中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，通过分动器或差速器将动力传至前、后桥或左、右驱动轮。该变速器相对于旋转中心是完全对称的，图1中省略了旋转中心的下半部分，以下描述时不再作说明。
第一行星排P1包括第一太阳轮T1、第一齿圈Q1和第一行星架J1三个旋转件，第一行星架J1与输入构件1连接以输入动力，可通过第一制动器M1制动第一太阳轮T1以使第一齿圈Q1作为中间输出件将输入构件1的转速进行减速输出。
第二行星排P2包括第二太阳轮T2、第二齿圈Q2和第二行星架J2三个旋转件，可在减速档通过第二制动器M2制动第二齿圈Q2以使第二行星架J2作为中间输出件将第二太阳轮T2的转速进行减速输出。或在增速档通过第二制动器M2制动第二齿圈Q2以使第二太阳轮T2作为中间输出件将第二行星架J2的转速进行增速输出。
第三行星排P3包括第三太阳轮T3、第三齿圈Q3和第三行星架J3三个旋转件，可通过第三制动器M3制动第三齿圈Q3以使第三行星架J3作为输出件将第三太阳轮T3的转速进行减速输出，或将第三齿圈Q3和第三太阳轮T3的转速通过第四行星架J4作为中间输出件进行减速输出。
第四行星排P4包括第四太阳轮T4、第四齿圈Q4和第四行星架J4三个旋转件，可通过第四制动器M4制动第四齿圈Q4以使第四行星架J4作为输出件将第四太阳轮T4的转速进行减速输出。
第一制动器M1用于制动第一传动构件3，第二制动器M2用于制动第二传动构件4，第三制动器M3用于制动第三传动构件5，第四制动器M4用于制动第四传动构件6。
第一离合器C1用于连接输入构件1和第五传动构件7，第二离合器C2用于连接输入构件1和第三传动构件5。制动器和离合器均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“о”表示操纵件结合。
下面参照图1和表1对本发明的实例进行详细说明，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。
当第一制动器M1和第四制动器M4结合时，输入构件1整体旋转，第一传动构件3和第四传动构件6制动，实现一档“1st”。
当第一离合器C1和第三制动器M3结合时，第五传动构件7与作为输入轴的输入构件1整体旋转，第三传动构件5制动，实现比一档“1st”传动比小的二档“2nd”。
当第二离合器C2和第四制动器M4结合时，第三传动构件5与作为输入轴的输入构件1整体旋转，第四传动构件6制动，实现比二档“2nd”传动比小的三档“3rd”。
当第一离合器C1和第二制动器M2结合时，第五传动构件7与作为输入轴的输入构件1整体旋转，第二传动构件4制动，实现比三档“3rd”传动比小的四档“4th”。
当第二离合器C2和第一制动器M1结合时，第三传动构件5与作为输入轴的输入构件1整体旋转，第一传动构件3制动，实现比四档“4th”传动比小的五档“5th”。
当第一离合器C1和第二离合器C2结合时，第三传动构件5和第五构件7同时与作为输入轴的输入构件1整体旋转，实现比五档“5th”传动比小的六档“6th”。
当第一离合器C1和第一制动器M1结合时，第五传动构件7与作为输入轴的输入构件1整体旋转，第一传动构件3制动，实现比六档“6th”传动比小的七档“7th”。
当第二离合器C2和第二制动器M2结合时，第三传动构件5与作为输入轴的输入构件1整体旋转，第二传动构件4制动，实现比七档“7th”传动比小的第八档“8th”。
当制动器M1和制动器M3结合时，第一传动构件3和第三传动构件5制动，实现倒档“R1”。
当第一离合器C1和第四制动器M4结合时，第五传动构件7与作为输入轴的输入构件1整体旋转，第四传动构件6制动，实现倒档“R2”。
各档传动比由四个行星排的k值决定。例如，k1≈1.712、k2≈1.857、k3≈3.514和k4≈2.321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在1.089～1.641之间，获得了整体性能较优的传动比特性。
本实施例中的四个行星排均为单星简单行星排，且k值在1.5～2.5范围内，可使四个行星排的径向尺寸较小，同时，获得了整体性能较优的传动比特性。
上述实施例仅为本发明的一个较佳实施例，并于用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案基础上所做出的变形、修饰或等同替换等，均应落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种八挡行星自动变速器，其特征在于：包括
第一行星排(P1)、第二行星排(P2)、第三行星排(P3)和第四行星排(P4)四个行星排，所述第一行星排(P1)包括第一太阳轮(T1)、第一齿圈(Q1)、第一行星架(J1)，所述第二行星排(P2)包括第二太阳轮(T2)、第二齿圈(Q2)、第二行星架(J2)，所述第三行星排(P3)包括第三太阳轮(T3)、第三齿圈(Q3)、第三行星架(J3)，所述第四行星排(P4)包括第四太阳轮(T4)、第四齿圈(Q4)、第四行星架(J4)；
第一传动构件(3)、第二传动构件(4)、第三传动构件(5)、第四传动构件(6)和第五传动构件(7)五个传动构件；
第一制动器(Z1)、第二制动器(Z2)、第三制动器(Z3)和第四制动器(Z4)四个制动器；
第一离合器(C1)和第二离合器(C2)两个离合器；
输入构件(1)和输出构件(2)；
所述输入构件(1)连接第一行星架(J1)、第一离合器(C1)的外毂和第二离合器(C2)的外毂；所述输出构件(2)连接第四行星架(J4)、第三行星排(P3)的第三行星架(J3)；所述第一传动构件(3)连接第一太阳轮(T1和第一制动器(M1)的内毂；所述第二传动构件(4)连接第一齿圈(Q1)、第二齿圈(Q2)和第二制动器(M2)的内毂；所述第三传动构件(5)连接第二行星架(J2)、第三齿圈(Q3)、第四太阳轮(T4)、第二离合器(C2)的内毂和第三制动器(M3)的内毂；所述第四传动构件(6)连接第四齿圈(Q4)和第四制动器(M4)的内毂；所述第五传动构件(7)连接第二太阳轮(T2)、第三太阳轮(T3)和第一离合器(C1)的内毂。
2.根据权利要求1所述的八挡行星自动变速器，其特征在于：所述第一行星排(P1)、第二行星排(P2)、第三行星排(P3)和第四行星排(P4)内的行星齿轮个数均为单星行星排。
3.根据权利要求1所述的八挡行星自动变速器，其特征在于：所述第一行星排(P1)、第二行星排(P2)、第三行星排(P3)和第四行星排(P4)的k值均为1.5～3.6。
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