CN107606080B

CN107606080B - 一种用于自动变速箱的七档电控机械式行星自动变速器

Info

Publication number: CN107606080B
Application number: CN201710951383.4A
Authority: CN
Inventors: 李翔晟; 单外平; 叶文
Original assignee: Central South University of Forestry and Technology
Current assignee: Central South University of Forestry and Technology
Priority date: 2017-10-13
Filing date: 2017-10-13
Publication date: 2023-11-14
Anticipated expiration: 2037-10-13
Also published as: CN107606080A

Abstract

本发明公布了一种用于自动变速箱的七档电控机械式行星自动变速器，它是由三个行星排、四个传动构件、三个制动器、三个离合器，以及设置在变速器两端的输入轴和输出轴组成；三个行星排分别为单排双级行星齿轮、第一单排单级行星轮和第二单排单级行星轮；四个传动构件分别为第一传动构件、第二传动构件、第三传动构件和第四传动构件；三个制动器分别为第一制动器、第二制动器和第三制动器；三个离合器分别为第一离合器、第二离合器和第三离合器。本发明的目的是提供一种用于自动变速箱的七档电控机械式行星自动变速器，只需改变操纵件即可实现档位间的切换，使换档操纵系统简单可靠，并且减少了变速箱的尺寸及重量，降低了制造费用。

Description

一种用于自动变速箱的七档电控机械式行星自动变速器

技术领域

本发明涉及一种变速器，具体为一种用于自动变速箱的七档电控机械式行星自动变速器。

背景技术

自动变速器是一套用于来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置，使发动机发挥最佳性能。在汽车行驶过程中，变速器在发动机和车轮之间可以产生不同的变速比，通过换档使发动机在其最佳的动力性能状态下工作。变速器发展趋势越来越复杂，自动化程度也越来越高，自动变速器将是未来的主流。

行星齿轮传动具有体积小、质量轻、结构紧凑、承载能力强、传动效率高、传动比大运动平稳等特点。通过电控自动化后不需要驾驶员频繁换档，且档位多传动比范围大，传动效果更好，其动力性能和燃油经济性越好。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种用于自动变速箱的七档电控机械式行星自动变速器，只需改变操纵件即可实现档位间的切换，使换档操纵系统简单可靠，并且减少了变速箱的尺寸及重量，降低了制造费用。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：它是由三个行星排、四个传动构件、三个制动器、三个离合器，以及设置在变速器两端的输入轴和输出轴组成；所述三个行星排分别为单排双级行星齿轮、第一单排单级行星轮和第二单排单级行星轮；所述四个传动构件分别为第一传动构件、第二传动构件、第三传动构件和第四传动构件；所述三个制动器分别为第一制动器、第二制动器和第三制动器；所述三个离合器分别为第一离合器、第二离合器和第三离合器；

所述输入轴依次穿过第一离合器、第二离合器和第三离合器且分别与第一传动构件、第二传动构件、第三传动构件连接，所述输出轴与第二单排单级行星轮上的第三行星架连接；

所述第一传动构件分别与第一太阳轮、第二太阳轮、第一离合器的外毂以及第一制动器的内毂连接；所述第二传动构件分别与第一行星架、第二行星架、第三齿圈、第二离合器的外毂以及第三制动器的内毂连接；所述第三传动构件分别与第一行星架、第三离合器的外毂连接；所述第四传动构件分别与第三太阳轮、第二齿圈以及第二制动器的内毂连接。

进一步的，所述行星排的k值为2.8～3.5。

进一步的，所述制动器和离合器为多片式摩擦操纵件，通过电动执行机构进行加压，所述电动执行机构是执行电机经过一个减速机构，将运动和动力通过一定的机械装置传递到离合器的分离杠杆上，从而实现离合器的分离与结合。

进一步的，所述输入轴为发动机连接轴。

进一步的，所述输出轴通过分动器或差速器将动力传至前、后桥或左、右驱动轮。

本发明的有益效果：本发明提供了一种用于自动变速箱的七档电控机械式行星自动变速器，该自动变速器采用三个行星排、三个制动器和三个离合器的方案，实现七个前进档、一个倒档共计八个档位。传动比范围可达6.4255。三个行星排的k值为2.8～3.5范围内，便于实现结构紧凑，减少自动变速箱的尺寸和减轻变速箱的重量，降低了制造费用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中所述文字标注表示为：1、输入轴；2、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、输出轴；C1、第一离合器；C2、第二离合器；C3、第三离合器；B1、第一制动器；B2、第二制动器；B3、第三制动器；S1、第一太阳轮；S2、第二太阳轮；S3、第三太阳轮；CA1、第一行星架；CA2、第二行星架；CA3、第三行星架；R1、第一齿圈；R2、第二齿圈；R3、第三齿圈；PGS1、单排双级行星齿轮；PGS2、第一单排单级行星轮；PGS3、第二单排单级行星轮。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1所示，本发明的具体结构为：它是由三个行星排、四个传动构件、三个制动器、三个离合器，以及设置在变速器两端的输入轴1和输出轴6组成；所述三个行星排分别为单排双级行星齿轮PGS1、第一单排单级行星轮PGS2和第二单排单级行星轮PGS3；所述四个传动构件分别为第一传动构件2、第二传动构件3、第三传动构件4和第四传动构件5；所述三个制动器分别为第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3；所述三个离合器分别为第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3；

所述输入轴1依次穿过第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3且分别与第一传动构件2、第二传动构件3、第三传动构件4连接，所述输出轴6与第二单排单级行星轮PSG3上的第三行星架CA3连接；

所述第一传动构件2分别与第一太阳轮S1、第二太阳轮S2、第一离合器C1的外毂以及第一制动器B1的内毂连接；所述第二传动构件3分别与第一行星架CA1、第二行星架CA2、第三齿圈R3、第二离合器C2的外毂以及第三制动器B3的内毂连接；所述第三传动构件4分别与第一行星架R1、第三离合器C3的外毂连接；所述第四传动构件5分别与第三太阳轮S3、第二齿圈R2以及第二制动器B2的内毂连接。

优选的，所述行星排的k值为2.8～3.5。

优选的，所述制动器和离合器为多片式摩擦操纵件，通过电动执行机构进行加压，所述电动执行机构是执行电机经过一个减速机构，将运动和动力通过一定的机械装置传递到离合器的分离杠杆上，从而实现离合器的分离与结合。

优选的，所述输入轴1为发动机连接轴。

优选的，所述输出轴6通过分动器或差速器将动力传至前、后桥或左、右驱动轮。

具体的，如图1所示，它由一个正号行星排和两个负号行星排组成，通过不同的结合方式可实现七个前进档和一个倒退档。

单排双级行星齿轮PGS1为正号行星排，由第一太阳轮S1、第一行星架CA1、第一齿圈R1和两排行星轮组成，第一排行星轮和第一太阳轮S1啮合，第二排行星轮和第一齿圈R1啮合，同时第一行星架CA1支撑两排行星轮。

第一单排单级行星齿轮PGS2为负号行星排，由第二太阳轮S2、第二行星架CA2、第二齿圈R2和一排行星轮组成，行星轮与第二齿圈R2和第二太阳轮S2啮合，第二行星架CA2支撑一排行星轮。

第二单排单级行星齿轮PGS3为负号行星排，由第三太阳轮S3、第三行星架CA3、第三齿圈R3和一排行星轮组成，行星轮与第三齿圈R3和第三太阳轮S3啮合，第三行星架CA3支撑一排行星轮。

第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3分别制动第一传动构件2、第四传动构件5和第二传动构件3。第一离合器C1用于连接输入轴1和第一传动构件2，第二离合器2用于连接输入轴1和第二传动构件3，第三离合器3用于连接输入轴1和第三传动构件4。第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3、第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3为多片式摩擦操纵件，利用电机驱动进行加压。

表1：实现各档位的操纵键结合顺序及传动比：

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。

以下是各个档位实现的说明，此变速器实现的七个档位分别标记为：D1-D7，由于此变速器为三自由度变速器，实现某一个档位需要动作两个操纵件，消除两个自由度，方可实现固定输入与输出，各档位实现如下：

当第一离合器C1和第二制动器B2结合时，第一传动构件2与输入轴1整体旋转，第四传动构件5制动，第一单排单级行星齿轮PGS2参与工作，第二行星架CA2旋转，由于第一行星架CA1与第二行星架CA2相连，也共同旋转，此时第二单排单级行星齿轮PGS3参与工作，实现一档“D1”。

当第三离合器C3和第二制动器B2结合时，第三传动构件4与输入轴1整体旋转，第四传动构件5制动，单排双级行星齿轮PGS1和第一单排单级行星排PGS2同时参与工作，此时第三齿圈R3旋转输出，这时单机第三行星架PGS3参与工作，实现比一档“D1”传动比小的二档“D2”。

当第二离合器C2和第二制动器B2结合时，第二传动构件3与输入轴1整体旋转，第四传动件5制动，此时第二单排单级行星齿轮PGS3整体回转，实现比二档“D2”传动比小的三档“D3”。

当第三离合器C3和第三制动器B3结合时，第三传动构件4与输入轴1整体旋转，单排双级行星齿轮PGS1参与工作，第二太阳轮S2输出转速，此时单排单级行星排PGS2参与工作，第二齿圈R2输出转速后，第二单排单级行星齿轮PGS3参与工作。实现比三档“D3”传动比小的四档“D4”。

当第二离合器C2和第三离合器C3结合时，第二传动构件3和第三传动构件4与输入轴1整体旋转，单排双级行星齿轮PGS1参与工作，第一太阳轮S1输出转速后，第一单排单级行星齿轮PGS2和第二单排单级行星齿轮PGS3同事参与工作，实现比四档“D4”传动比小的五档“D5”。

当第二离合器C2和第一制动器B1结合时，第二传动构件3与输入轴1整体旋转，第一单排单级行星架PGS2和第二单排单级行星齿轮PGS3同时参与工作，实现比五档“D5”传动比小的六档“D6”。

当第三离合器C3和第一制动器B1结合时，第三传动构件4与输入轴1整体旋转，单排双级行星齿轮PGS1、第一单排单级行星齿轮PGS2和第二单排单级行星齿轮PGS3同时参与工作，实现比六档“D6”传动比小的七档“D7”。

当第一离合器C1和第三制动器B3结合时，第一传动构件2与输入轴1整体旋转，第一单排单级行星齿轮PGS2和第二单排单级行星齿轮PGS3同时工作，实现倒档Rev。

各档传动比由单个行星排的k值决定。例如k₁＝3.1111；k₂＝2.8；k₃＝3.4771时，即可得到表1所示的各档传动比，相邻档位传动比基本适合，同时，前进档的总传动比范围(4.8924/0.7614)达到6.4255。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，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，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于自动变速箱的七档电控机械式行星自动变速器，其特征在于，它是由三个行星排、四个传动构件、三个制动器、三个离合器，以及设置在变速器两端的输入轴（1）和输出轴（6）组成；所述三个行星排分别为单排双级行星齿轮（PGS1）、第一单排单级行星轮（PGS2）和第二单排单级行星轮（PGS3）；所述四个传动构件分别为第一传动构件（2）、第二传动构件（3）、第三传动构件（4）和第四传动构件（5）；所述三个制动器分别为第一制动器（B1）、第二制动器（B2）和第三制动器（B3）；所述三个离合器分别为第一离合器（C1）、第二离合器（C2）和第三离合器（C3）；

所述输入轴（1）依次穿过第一离合器（C1）、第二离合器（C2）和第三离合器（C3）且分别与第一传动构件（2）、第二传动构件（3）、第三传动构件（4）连接，所述输出轴（6）与第二单排单级行星轮（PGS3）上的第三行星架（CA3）连接；

第一排行星轮和第一太阳轮（S1）啮合，第二排行星轮和第一齿圈（R1）啮合；同时第一行星架（CA1）支撑两排行星轮；

所述第一传动构件（2）分别与第一太阳轮（S1）、第二太阳轮（S2）、

第一离合器（C1）的外毂以及第一制动器（B1）的内毂连接；所述第二传动构件（3）分别与第一行星架（CA1）、第二行星架（CA2）、第三齿圈（R3）、第二离合器（C2）的外毂以及第三制动器（B3）的内毂连接；所述第三传动构件（4）分别与第一齿圈（R1）、第三离合器（C3）的外毂连接；所述第四传动构件（5）分别与第三太阳轮（S3）、第二齿圈（R2）以及第二制动器（B2）的内毂连接。

2. 根据权利要求 1 所述的一种用于自动变速箱的七档电控机械式行星自动变速器，其特征在于，所述行星排的 k 值为 2.8～3.5。

3. 根据权利要求 1 所述的一种用于自动变速箱的七档电控机械式行星自动变速器，其特征在于，所述制动器和离合器为多片式摩擦操纵件，通过电动执行机构进行加压。

4. 根据权利要求 1 所述的一种用于自动变速箱的七档电控机械式行星自动变速器，其特征在于，所述输入轴（1）为发动机连接轴。

5. 根据权利要求 1 所述的一种用于自动变速箱的七档电控机械式行星自动变速器，其特征在于，所述输出轴（6）通过分动器或差速器将动力传至前、后桥或左、右驱动轮。