CN107461463A - 商用车纵置五速自动变速箱 - Google Patents

商用车纵置五速自动变速箱 Download PDF

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胡纪滨
韩全福
马文杰
孙钦鹏
李学良
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Abstract

本发明属于动力传动技术领域,特别涉及一种商用车自动变速箱。商用车纵置五速自动变速箱,其传动方案由液压力变矩器和定轴齿轮传动机构组成:液力变矩器为带闭锁离合器的三元件液力变矩器,用于起步和换挡,并吸收来至发动机的振动。定轴齿轮传动机构采用平行轴结构,采用五个换挡用湿式离合器和一个同步器,实现五个前进挡位和一个倒挡。本发明方案工艺简单,齿轮、轴承、离合器、制动器都是常规设计,降低了模具成本,简化了工艺,有利于成本控制。各挡传动比的设置灵活,可灵活分配各挡的阶比,兼顾高速或者中低速工况的油耗以及换挡舒适性,适合于复杂工况的轻型车辆。

Description

商用车纵置五速自动变速箱
技术领域
本发明属于动力传动技术领域,特别涉及一种商用车自动变速箱。
背景技术
采用液力变矩器的自动变速箱具有起步平稳、舒适,驾驶员操纵简单等特点,更适合于城市工况或非道路工况。带液力变矩器的自动变速箱通常采用多挡行星变速机构,例如6挡行星变速机构采用3个行星排、5个离合器/制动器操纵元件实现,7挡、8挡机构行星变速机构则需要更多的行星排和操纵元件。该类自动变速箱的行星机构、离合器/制动器、推力轴承等都需要复杂的工艺或者模具,成本较高。
发明内容
本发明的目的是:提供一种工艺简单的8速自动变速箱,该变速箱适合于工况复杂的重型车辆,特别是非道路重型车辆。
本发明的技术方案一:
商用车纵置五速自动变速箱,包括:五个换挡用湿式离合器和一个同步器;
该变速箱采用平行轴结构:即位于两侧的轴A、轴B以及位于中间的轴C相互平行设置;
五个换挡用湿式离合器分别为:第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器和第五离合器;
来自于发动机的动力通过输入轴输入,经过带有闭锁离合器的液力变矩器传递到所述轴C;
所述轴C上同轴固接有第一齿轮、第三齿轮、第四齿轮和第九齿轮;所述第四离合器的主动端与所述轴C固接,被动端与输出轴以及所述第七齿轮固接;
所述轴A上同轴固接第六齿轮;所述第三离合器的被动端与所述轴A固接,主动端与第二齿轮固接;所述第一离合器的被动端与所述轴A固接,主动端与第五齿轮固接;
所述轴B上同轴固接第八齿轮;所述第二离合器的被动端、所述第五离合器的被动端均与所述轴B固接,第十一齿轮与所述第五离合器的主动端固定连接,所述同步器的主动端与所述第二离合器的主动端固定连接,所述同步器的左被动端与第十齿轮固接,右被动端与第十二齿轮固接;
所述第一齿轮与所述第十一齿轮啮合,所述第三齿轮与所述第二齿轮啮合,所述第四齿轮与所述第十齿轮啮合,所述五齿轮分别与所述第九齿轮、所述第十二齿轮啮合,所述第七齿轮分别与所述第六齿轮、所述第八齿轮啮合。
本发明的另一个技术方案是:
商用车纵置五速自动变速箱,包括:五个换挡用湿式离合器和一个同步器;
该变速箱采用平行轴结构:即位于两侧的轴A、轴B以及位于中间的轴C相互平行设置
五个换挡用湿式离合器分别为:第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器、第五离合器;
来自于发动机的动力通过输入轴输入,经过带有闭锁离合器的液力变矩器传递到所述轴C;
所述轴A上固定连接有第一齿轮、所述第一离合器的被动端、所述第三离合器的被动端;所述第一离合器的主动端与第四齿轮固定连接,所述第三离合器的主动端与第七齿轮固定连接;
所述轴C上固定连接有第二齿轮以及所述第四离合器的主动端;所述第四离合器的被动端分别与第五齿轮、第十一齿轮、第九齿轮、第八齿轮、输出轴固定连接;
所述轴B上固定连接有第三齿轮、所述第二离合器的被动端、所述第五离合器的被动端;所述第五离合器的主动端与第十齿轮固定连接,所述第二离合器的主动端与所述同步器的主动端连接,所述同步器的右被动端与第十二齿轮固定连接,所述同步器的左被动端与第六齿轮固定连接;
所述第二齿轮分别与所述第一齿轮、所述第三齿轮啮合,所述第四齿轮分别与所述第五齿轮和第六齿轮啮合;所述第八齿轮与所述第七齿轮啮合,所述第九齿轮与所述第十齿轮啮合,所述第十一齿轮与所述第十二齿轮啮合。
有益效果:本发明提供一种工艺简单、低成本的五速自动变速箱齿轮轴系结构,采用三轴式定轴齿轮传动,具有五个挡位:用同步器切换倒挡和前进挡,可减少一个湿式离合器,提高传动效率;倒挡和2挡共用一个湿式换挡离合器,提高了机构复用率;具备一个增速挡,有利于减小变速箱的最大转矩,提高变速箱的转矩密度;倒挡齿轮与1挡齿轮复用,减少了一根倒挡轴。
(2)本发明采用定轴齿轮结构,齿轮、轴承、离合器、制动器都是常规设计,降低了模具成本,简化了工艺,有利于成本控制;主箱采用平行轴,离合器成对布置,有利于提高变速箱的功率密度。
(3)各挡阶比灵活可调,可兼顾各个车速段的燃油经济性和换挡舒适性,适用于商用车,传动比范围可通过齿轮对进行灵活调整,适配性好。
附图说明
图1为本发明技术方案一的传动方案简图;
图2为本发明方案一1挡功率传动路线图;
图3为本发明方案一2挡功率传动路线图;
图4为本发明方案一3挡功率传动路线图;
图5为本发明方案一4挡功率传动路线图;
图6为本发明方案一5挡功率传动路线图;
图7为本发明方案一倒挡功率传动路线图;
图8为本发明技术方案二的传动方案简图。
其中:C1-第一离合器、C2-第二离合器、C3-第三离合器、C4-第四离合器、C5-第五离合器、S2-R-同步器。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例,对本发明进行详细描述。
实施例1:参见附图1,商用车纵置五速自动变速箱,它包括:5个换挡用湿式离合器、1个同步器17,它采用平行轴结构;
平行轴结构包括:位于两侧的轴A11、轴B15,以及位于中间的轴C25;
5个换挡用湿式离合器分别为:第一离合器8、第二离合器19、第三离合器7、第四离合器22、第五离合器20;
来自于发动机的动力通过输入轴1输入,经过带有闭锁离合器2的液力变矩器3传递到轴C25;当闭锁离合器2闭合时,发动机的动力不经液力变矩器3直接传递到轴C25;当闭锁离合器2分离时,发动机的动力经过液力变矩器3后传递到轴C25;
轴C25上固定连接有第一齿轮4、第三齿轮6、第四齿轮9、第九齿轮16以及第四离合器22的主动端;第四离合器22的被动端固定连接第七齿轮13以及输出轴24;
轴A11上固定连接有第一离合器8的被动端、第三离合器7的被动端以及第六齿轮12;第二齿轮5与第三离合器7的主动端固定连接,第五齿轮10与第一离合器8的主动端固定连接;
轴B15上固定连接有第二离合器19的被动端、第五离合器20的被动端以及第八齿轮14;第十一齿轮21与第五离合器20的主动端固定连接,同步器17的主动端与第二离合器19的主动端固定连接,同步器17的S2端与第十齿轮18固定连接,同步器17的SR端与第十二齿轮23固定连接;
第一齿轮4与第十一齿轮21啮合,第三齿轮6与第二齿轮5啮合,第四齿轮9与第十齿轮18啮合,第五齿轮10分别与第九齿轮16、第十二齿轮23啮合,第六齿轮12、第八齿轮14均与第七齿轮13啮合。
参见附图2,1挡时:第一离合器8、同步器17的S2端接合,发动机的动力经过输入轴1、液力变矩器3、轴C25传递到第九齿轮16、五齿轮10、第一离合器8、轴A11、第六齿轮12、第七齿轮13后通过输出轴24输出。
参见附图3,2挡时:第二离合器19、同步器17的S2端接合,发动机的动力经过输入轴1、液力变矩器3、轴C25传递到第四齿轮9、第十齿轮18、同步器17、第二离合器19、轴B15、第八齿轮14、第七齿轮13后通过输出轴24输出。
参见附图4,3挡时:第三离合器7、同步器17的S2端接合,发动机的动力经过输入轴1、液力变矩器3、轴C25传递到第三齿轮6、第二齿轮5、第三离合器7、轴A11、第六齿轮12、第七齿轮13后通过输出轴24输出。
参见附图5,4挡时:第四离合器22、同步器17的S2端接合,发动机的动力经过输入轴1、液力变矩器3、轴C25、第四离合器22后通过输出轴24输出。
参见附图6,5挡时:第五离合器20、同步器17的S2端接合,发动机的动力经过输入轴1、液力变矩器3、轴C25、第一齿轮4、第十一齿轮21、第五离合器20、轴B15、第八齿轮14、第七齿轮13后通过输出轴24输出。
参见附图7,倒挡时:第二离合器19、同步器17的SR端接合,发动机的动力经过输入轴1、液力变矩器3、轴C25传递到第九齿轮16、第五齿轮10、第十二齿轮23、同步器17、第二离合器19、轴B15、第八齿轮14、第七齿轮13后通过输出轴24输出。倒挡与1挡时,第九齿轮16、第五齿轮10复用,减少了倒挡中间轴。
上述的传动方案采用1个同步器17实现前进挡和倒挡的切换,倒挡与2挡共用换挡离合器,即第二离合器19,减少了一个倒挡用换挡离合器。
如表1所示,各挡阶比设置变化范围为1.333置1.641之间,很好的兼顾了各个车速工况,适合于轻型商用车或者轻型卡车。最大传动为3.61,最小传动比为0.75,机械传动比范围为4.813,结合液力变矩器的变矩能力,可满足轻型商用车或轻型卡车的使用需求。
实施例2,参见附图8,商用车纵置五速自动变速箱,它包括:5个换挡用湿式离合器、1个同步器48,它采用平行轴结构;
平行轴结构包括:位于两侧的轴A34、轴B49,以及位于中间的轴C30;
5个换挡用湿式离合器分别为:第一离合器38、第二离合器46、第三离合器39、第四离合器50、第五离合器47;
来自于发动机的动力通过输入轴1输入,经过带有闭锁离合器2的液力变矩器3传递到轴C30;当闭锁离合器2闭合时,发动机的动力不经液力变矩器3直接传递到轴C30;当闭锁离合器2分离时,发动机的动力经过液力变矩器3后传递到轴C30;
轴C30上固定连接有第二齿轮32以及第四离合器50的主动端;第四离合器50的被动端与第五齿轮36、第十一齿轮44、第九齿轮42、第八齿轮41、输出轴51固定连接;
轴A34上固定连接有第一齿轮31、第一离合器38的被动端、第三离合器39的被动端;第一离合器38的主动端与第四齿轮35固定连接,第三离合器39的主动端与第七齿轮40固定连接;
轴B49上固定连接有第三齿轮33、第二离合器46的被动端、第五离合器47的被动端;第五离合器47的主动端与第十齿轮43固定连接,第二离合器46的主动端与同步器48的主动端连接,同步器48的S2端与第十二齿轮45固定连接,同步器48的SR端与第六齿轮37固定连接;
第二齿轮32分别与第一齿轮31、第三齿轮33啮合,第四齿轮35分别与第五齿轮36、第六齿轮37啮合;第八齿轮41与第七齿轮40啮合,第九齿轮42与第十齿轮43啮合,第十一齿轮44与第十二齿轮45啮合。
综上,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.商用车纵置五速自动变速箱,其特征在于:包括:五个换挡用湿式离合器和一个同步器(17);
该变速箱采用平行轴结构:即位于两侧的轴A(11)、轴B(15)以及位于中间的轴C(25)相互平行设置;
五个换挡用湿式离合器分别为:第一离合器(8)、第二离合器(19)、第三离合器(7)、第四离合器(22)和第五离合器(20);
来自于发动机的动力通过输入轴(1)输入,经过带有闭锁离合器(2)的液力变矩器(3)传递到所述轴C(25);
所述轴C(25)上同轴固接有第一齿轮(4)、第三齿轮(6)、第四齿轮(9)和第九齿轮(16);所述第四离合器(22)的主动端与所述轴C(25)固接,被动端与输出轴(24)以及所述第七齿轮(13)固接;
所述轴A(11)上同轴固接第六齿轮(12);所述第三离合器(7)的被动端与所述轴A(11)固接,主动端与第二齿轮(5)固接;所述第一离合器(8)的被动端与所述轴A(11)固接,主动端与第五齿轮(10)固接;
所述轴B(15)上同轴固接第八齿轮(14);所述第二离合器(19)的被动端、所述第五离合器(20)的被动端均与所述轴B(15)固接,第十一齿轮(21)与所述第五离合器(20)的主动端固定连接,所述同步器(17)的主动端与所述第二离合器(19)的主动端固定连接,所述同步器(17)的左被动端与第十齿轮(18)固接,右被动端与第十二齿轮(23)固接;
所述第一齿轮(4)与所述第十一齿轮(21)啮合,所述第三齿轮(6)与所述第二齿轮(5)啮合,所述第四齿轮(9)与所述第十齿轮(18)啮合,所述五齿轮(10)分别与所述第九齿轮(16)、所述第十二齿轮(23)啮合,所述第七齿轮(13)分别与所述第六齿轮(12)、所述第八齿轮(14)啮合。
2.如权利要求1所述的商用车纵置五速自动变速箱,其特征在于:1挡时:所述第一离合器(8)接合、所述同步器(17)向左接合,发动机的动力依次经过所述输入轴(1)、所述液力变矩器(3)、所述轴C(25)传递到所述第九齿轮(16);然后依次经过所述五齿轮(10)、所述第一离合器(8)、所述轴A(11)、所述第六齿轮(12)、所述第七齿轮(13)后通过所述输出轴(24)输出。
3.如权利要求1所述的商用车纵置五速自动变速箱,其特征在于:2挡时:所述第二离合器(19)接合、所述同步器(17)向左接合,发动机的动力依次经过所述输入轴(1)、所述液力变矩器(3)、所述轴C(25)传递到所述第四齿轮(9);然后依次经过所述第十齿轮(18)、所述同步器(17)、所述第二离合器(19)、所述轴B(15)、所述第八齿轮(14)、所述第七齿轮(13)后通过所述输出轴(24)输出。
4.如权利要求1所述的商用车纵置五速自动变速箱,其特征在于:3挡时:所述第三离合器(7)接合、所述同步器(17)向左接合,发动机的动力依次经过所述输入轴(1)、所述液力变矩器(3)、所述轴C(25)传递到所述第三齿轮(6);然后依次经过所述第二齿轮(5)、所述第三离合器(7)、所述轴A(11)、所述第六齿轮(12)、所述第七齿轮(13)后通过所述输出轴(24)输出。
5.如权利要求1所述的商用车纵置五速自动变速箱,其特征在于:4挡时:所述第四离合器(22)接合、所述同步器(17)向左接合,发动机的动力依次经过所述输入轴(1)、所述液力变矩器(3)、所述轴C(25)、所述第四离合器(22)后通过所述输出轴(24)输出。
6.如权利要求1所述的商用车纵置五速自动变速箱,其特征在于:5挡时:所述第五离合器(20)接合、所述同步器(17)向左接合,发动机的动力依次经过所述输入轴(1)、所述液力变矩器(3)、所述轴C(25)、所述第一齿轮(4)、所述第十一齿轮(21)、所述第五离合器(20)、所述轴B(15)、所述第八齿轮(14)、所述第七齿轮(13)后通过所述输出轴(24)输出。
7.如权利要求1所述的商用车纵置五速自动变速箱,其特征在于:倒挡时:所述第二离合器(19)接合、所述同步器(17)向右接合,发动机的动力依次经过所述输入轴(1)、所述液力变矩器(3)、所述轴C(25)传递到所述第九齿轮(16);然后依次经过所述第五齿轮(10)、所述第十二齿轮(23)、所述同步器(17)、所述第二离合器(19)、所述轴B(15)、所述第八齿轮(14)、所述第七齿轮(13)后通过所述输出轴(24)输出。
8.商用车纵置五速自动变速箱,其特征在于:它包括:五个换挡用湿式离合器和一个同步器(48);
该变速箱采用平行轴结构:即位于两侧的轴A(34)、轴B(49)以及位于中间的轴C(30)相互平行设置
五个换挡用湿式离合器分别为:第一离合器(38)、第二离合器(46)、第三离合器(39)、第四离合器(50)、第五离合器(47);
来自于发动机的动力通过输入轴(1)输入,经过带有闭锁离合器(2)的液力变矩器(3)传递到所述轴C(30);
所述轴A(34)上固定连接有第一齿轮(31)、所述第一离合器(38)的被动端、所述第三离合器(39)的被动端;所述第一离合器(38)的主动端与第四齿轮(35)固定连接,所述第三离合器(39)的主动端与第七齿轮(40)固定连接;
所述轴C(30)上固定连接有第二齿轮(32)以及所述第四离合器(50)的主动端;所述第四离合器(50)的被动端分别与第五齿轮(36)、第十一齿轮(44)、第九齿轮(42)、第八齿轮(41)、输出轴(51)固定连接;
所述轴B(49)上固定连接有第三齿轮(33)、所述第二离合器(46)的被动端、所述第五离合器(47)的被动端;所述第五离合器(47)的主动端与第十齿轮(43)固定连接,所述第二离合器(46)的主动端与所述同步器(48)的主动端连接,所述同步器(48)的右被动端与第十二齿轮(45)固定连接,所述同步器(48)的左被动端与第六齿轮(37)固定连接;
所述第二齿轮(32)分别与所述第一齿轮(31)、所述第三齿轮(33)啮合,所述第四齿轮(35)分别与所述第五齿轮(36)和第六齿轮(37)啮合;所述第八齿轮(41)与所述第七齿轮(40)啮合,所述第九齿轮(42)与所述第十齿轮(43)啮合,所述第十一齿轮(44)与所述第十二齿轮(45)啮合。
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