CN108223718A - 四行星排自动变速器及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车领域，公开了一种四行星排自动变速器及车辆，包括输入构件和输出构件，沿同一回转轴依次排列设置的第一、第二、第三及第四行星排，第一、第二、第三、第四及第五离合器以及制动器，输入构件同时与第二行星架及第四行星架固定连接，输出构件与第三行星架固定连接；第一太阳轮固定不动，第二太阳轮通过第一离合器与第四太阳轮连接，第二齿圈通过第二离合器与第三齿圈连接，第二齿圈通过第五离合器与第四太阳轮连接；第三离合器设置在第三行星排及第四行星排之间，第四离合器设置在第一行星排及第二行星排之间，第四离合器选择性地闭合，将从输入构件输入的动力传递至第一、第二行星排；制动器选择性地闭合，以将所述第三齿圈制动。

Description

四行星排自动变速器及车辆

技术领域

本发明涉及汽车变速器领域，特别是涉及一种四行星排自动变速器及车辆。

背景技术

电控液力变速器传动系实现变速的机构一般包括多个行星排，发动机动力经液力变矩器后传入行星排变速机构进行变速后输出。自动变速器的体积、重量、效率以及承载能力直接与行星排结构布局有关。自动变速器传动系的挡位数越多，汽车的燃油消耗越低，经济性越好。但是随着挡位数的增加，行星排的数量以及操纵离合器、制动器的数量也在增加，满足理论级比的设计更是难以实现。

目前，乘用车市场上使用的十速变速器主要为：(1)通用和福特合作开发的10R80自动变速器方案；(2)丰田的direct shift-10AT方案；其中，10R80和direct shift-10AT方案均具有四个离合器和两个制动器；10R80方案为5自由度系统，每一档位需同时结合四个个换挡元件；direct shift-10AT方案为4自由度系统，每一档位需同时结合三个换挡元件。

但是，无论是10R80方案，还是用direct shift-10AT方案，均是采用四个离合器和两个制动器组合来实现变速，因此，都会存在两个制动器。而在变速器的生产过程中，制动器的摩擦钢片齿最终是连接到变速器的箱体上，制动器的存在无疑增加了箱体的加工制造难度；并且由于箱体材料一般是铝合金，制动器的存在无疑会对在能够保证强度的同时，使箱体的轻量化设计造成困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种在采用六个操作元件的前提下，只采用一个制动器和五个制动器的组合，即可实现十个速比输出的四行星排自动变速器，以降低变速器的箱体的制造难度，并使箱体在能够保证强度的同时，提高箱体的轻量化设计的可行性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种四行星排自动变速器，包括输入构件和输出构件，沿同一回转轴依次排列设置的第一、第二、第三及第四行星排，第一、第二、第三、第四及第五离合器以及制动器，其中，所述第一行星排包括第一齿圈、第一行星轮、第一太阳轮及第一行星架；所述第二行星排包括第二齿圈、相互啮合的第二内行星轮和第二外行星轮、第二太阳轮及第二行星架；所述第三行星排包括第三齿圈、第三行星轮、第三太阳轮及第三行星架；所述第四行星排包括第四齿圈、第四行星轮、第四太阳轮及第四行星架；所述输入构件同时与所述第二行星架及第四行星架固定连接，所述输出构件与所述第三行星架固定连接；所述第一太阳轮固定不动，所述第二太阳轮通过所述第一离合器与所述第四太阳轮连接，所述第二齿圈通过所述第二离合器与所述第三齿圈连接，所述第二齿圈通过所述第五离合器与所述第四太阳轮连接；所述第三离合器设置在所述第三行星排及第四行星排之间，所述第四离合器设置在所述第一行星排及第二行星排之间，所述第四离合器选择性地闭合，以将从所述输入构件输入的动力传递至所述第一行星排及第二行星排；所述制动器选择性地闭合，以将所述第三齿圈制动。

作为优选方案，所述第四离合器设置在所述第一行星架和第二行星架之间，所述第一行星架通过所述第四离合器与所述第二行星架连接。

作为优选方案，所述第四离合器设置在所述第一齿圈和第二齿圈之间，所述第一齿圈通过所述第四离合器与所述第二齿圈连接。

作为优选方案，所述第三离合器设置在所述第三太阳轮及第四太阳轮之间，所述第三太阳轮通过所述第三离合器与所述第四太阳轮连接。

作为优选方案，所述第三离合器设置所述第三行星架和第四齿圈之间，所述第三行星架通过所述第三离合器与所述第四齿圈连接。

为了解决相同的问题本发明还提供了一种四行星排自动变速器，包括输入构件和输出构件，沿同一回转轴依次排列设置的第一、第二、第三及第四行星排，第一、第二、第三、第四及第五离合器以及制动器，其中，所述第一行星排包括第一齿圈、第一行星轮、第一太阳轮及第一行星架；所述第二行星排包括第二齿圈、相互啮合的第二内行星轮和第二外行星轮、第二太阳轮及第二行星架；所述第三行星排包括第三齿圈、第三行星轮、第三太阳轮及第三行星架；所述第四行星排包括第四齿圈、第四行星轮、第四太阳轮及第四行星架；所述输入构件与所述第二行星架固定连接，所述输入构件通过所述第三离合器与所述第四行星架连接，所述输出构件与所述第三行星架固定连接；所述第一太阳轮固定不动，所述第二太阳轮通过所述第一离合器同时与所述第三太阳轮及第四太阳轮连接，所述第二齿圈通过所述第二离合器与所述第三齿圈连接，所述第二齿圈通过所述第五离合器同时与所述第三太阳轮及第四太阳轮连接；所述第四离合器设置在所述第一行星排及第二行星排之间，所述第四离合器选择性地闭合，以将从所述输入构件输入的动力传递至所述第一行星排及第二行星排；所述制动器选择性地闭合，以将所述第三齿圈制动。

作为优选方案，所述第四离合器设置在所述第一行星架和第二行星架之间，所述第一行星架通过所述第四离合器与所述第二行星架连接。

作为优选方案，所述第四离合器设置在所述第一齿圈和第二齿圈之间，所述第一齿圈通过所述第四离合器与所述第二齿圈连接。

作为优选方案，所述第一太阳轮与变速器的箱体固定连接。

作为优选方案，在所述第二行星排中，所述第二太阳轮与所述第二内行星轮外啮合，所述第二内行星轮与所述第二外行星轮外啮合，所述第二外行星轮与所述第二齿圈内啮合，第二内行星轮及第二外行星轮均通过轴承安装在第二行星架对应位置的销轴上。

作为优选方案，在第一行星排中，第一太阳轮和第一行星轮外啮合，第一行星轮与第一齿圈内啮合，第一行星轮通过轴承安装在第一行星架的销轴上；在第三行星排中，第三太阳轮和第三行星轮外啮合，第三行星轮与第三齿圈内啮合，第三行星轮通过轴承安装在第三行星架的销轴上；在第四行星排中，第四太阳轮和第四行星轮外啮合，第四行星轮与第四齿圈内啮合，第四行星轮通过轴承安装在第四行星架的销轴上。

为了解决相同的问题，本发明还提供了一种车辆，包括上述任一方案的四行星排自动变速器。

本发明的四行星排自动变速器，采用了六个离合器作为操作元件与四个行星排组合的的连接方案，可实现只采用其中的三个操作元件的选择性地闭合的多种组合方式，即可产生多个(十个前进速比及一个后退速比)速比变换；而六个操作元件中只有一个制动器的设计，可以大幅减少箱体的加工制造难度，在保证箱体的强度的情况下有利于箱体的轻量化设计制造；此外，采用较多的离合器可以有利于离合器的嵌套设计，使得变速器的结构更加紧凑，并可有利于在特定的挡位下切断行星排间的连接关系，使得冗余的行星排只空转而不承载扭矩或者不参与转动，以减少行星排的拖拽扭矩，提高变速器的传动效率。

附图说明

图1是本发明一优选实施例的四行星排自动变速器各构件的连接结构示意图；

图2是本发明另一优选实施例的四行星排自动变速器各构件的连接结构示意图；

图3是本发明另一优选实施例的四行星排自动变速器各构件的连接结构示意图；

图4是本发明另一优选实施例的四行星排自动变速器各构件的连接结构示意图；

图5是本发明另一优选实施例的四行星排自动变速器各构件的连接结构示意图；

图6是本发明另一优选实施例的四行星排自动变速器各构件的连接结构示意图；

图7是图1所示四行星排自动变速器实现第一前进速比时的动力传递路线示意图；

图8是图1所示四行星排自动变速器实现第二前进速比时的动力传递路线示意图；

图9是图1所示四行星排自动变速器实现第三前进速比时的动力传递路线示意图；

图10是图1所示四行星排自动变速器实现第四前进速比时的动力传递路线示意图；

图11是图1所示四行星排自动变速器实现第五前进速比时的动力传递路线示意图；

图12是图1所示四行星排自动变速器实现第六前进速比时的动力传递路线示意图；

图13是图1所示四行星排自动变速器实现第七前进速比时的动力传递路线示意图；

图14是图1所示四行星排自动变速器实现第八前进速比时的动力传递路线示意图；

图15是图1所示四行星排自动变速器实现第九前进速比时的动力传递路线示意图；

图16是图1所示四行星排自动变速器实现第十前进速比时的动力传递路线示意图；

图17是图1所示四行星排自动变速器实现后退速比时的动力传递路线示意图。

其中，1、第一行星排；11、第一太阳轮；12、第一齿圈；13、第一行星架；14、第一行星轮；2、第二行星排；21、第二太阳轮； 22、第二齿圈；23、第二行星架；24、第二内行星轮；25、第二外行星轮；3、第三行星排；31、第三太阳轮；32、第三齿圈；33、第三行星架；34、第三行星轮；4、第四行星排；41、第四太阳轮；42、第四齿圈；43、第四行星架；44、第四行星轮；5、箱体；6、输入构件；7、输出构件；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；B、制动器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

如图1所示，示意性地显示本发明实施例的一种四行星排自动变速器，其包括输入构件6和输出构件7，沿同一回转轴依次排列设置的第一行星排1、第二行星排2、第三行星排3及第四行星排4，第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3、第四离合器C4及第五离合器C5以及制动器B；

其中，第一行星排1、第三行星排3及第四行星排4均为单行星轮行星排，而第二行星排2为双行星轮行星排；

第一行星排1包括第一太阳轮11、第一齿圈12、第一行星架13 及第一行星轮14，其中，第一太阳轮11和第一行星轮14外啮合，第一行星轮14与第一齿圈12内啮合，第一行星轮14通过轴承安装在第一行星架13的销轴上；

第二行星排2包括第二太阳轮21、第二齿圈22、第二行星架23 以及相互啮合的第二内行星轮24和第二外行星轮25，其中，第二太阳轮21与第二内行星轮24外啮合，第二内行星轮24与第二外行星轮25外啮合，第二外行星轮25与第二齿圈22内啮合，第二内行星轮24及第二外行星轮25均通过轴承安装在第二行星架23对应位置的销轴上；

第三行星排3包括第三太阳轮31、第三齿圈32、第三行星架33 及第三行星轮34，其中，第三太阳轮31和第三行星轮34外啮合，第三行星轮34与第三齿圈32内啮合，第三行星轮34通过轴承安装在第三行星架33的销轴上；

第四行星排4包括第四太阳轮41、第四齿圈42、第四行星架43 及第四行星轮44，其中，第四太阳轮41和第四行星轮44外啮合，第四行星轮44与第四齿圈42内啮合，第四行星轮44通过轴承安装在第四行星架43的销轴上；

请继续参照图1所示，输入构件6(输入轴)设置在靠近第二行星排2的一侧，输出构件7(输出轴)设置在靠近第四行星排4的一侧，具体为，输入构件6(输入轴)同时与第二行星架23及第四行星架43固定连接，输出构件7(输出轴)与第三行星架33固定连接，输入构件6(输入轴)与输出构件7(输出轴)同轴设置；

第一太阳轮11固定不动，也就是说第一太阳轮11处于常制动的状态，因此，可以将第一太阳轮11与箱体5固定连接，第二太阳轮 21通过第一离合器C1与第四太阳轮41连接，第二齿圈22通过第二离合器C2与第三齿圈32连接，第三行星架33通过第三离合器C3 与第四齿圈42连接，第四离合器C4设置在第一行星架13和第二行星架23之间，第一行星架13通过第四离合器C4与第二行星架23 连接，此时，第一齿圈12与第二齿圈22采用焊接、一体制造或者通过花键连接等方式固定连接，以使得当第四离合器C4选择性地闭合时，将从输入构件6输入的动力经第一行星架13、第四离合器C4及第一齿圈12传递至第二齿圈22；第二齿圈22通过第五离合器C5同时与第三太阳轮31及第四太阳轮41连接；制动器B的一端与箱体5固定连接，另一端与第三齿圈32连接，其作用是，当制动器B选择性地闭合时，以将第三齿圈32制动。

下面将具体列举本发明实施例的四行星排自动变速器是如何实现采用三个操作元件选择性地闭合即可在输入构件6和输出构件7之间产生多个速比变换的：

本发明实施例的四行星排自动变速器可在输入构件6和输出构件7之间产生十个前进速比和一个后退速比，为了便于表述，将这十个前进速比顺序命名为第一前进速比至第十前进速比，并在表一中将这十个前进速比依次标记为1挡-10挡，将后退速比标记为R挡；将 K1、K2、K3、K4分别表示为四个行星排的特征参数，其具体数值为各自的齿圈的齿数与太阳轮齿数的比值。

如附图7所示，当第一离合器C1、第五离合器C5及制动器B 同时闭合时，可以在输入构件6和输出构件7之间产生第一前进速比 (1挡)，在1挡中，第一离合器C1和第五离合器C5同时闭合，使得第二行星排2整体回转将从输入构件6输入的动力传递至第三行星排3，制动器B闭合，将第三齿圈32制动，使得第三行星排3实现单自由度减速输出，第三行星排3实现的减速比为1+k3；因此，如附图7实线所示，1挡的动力传递路线为：动力由输入构件6输入，经第二行星架23输入至第二行星排2，再经第二行星排2整体回转将动力传递至第三太阳31，再由第三行星轮34将动力传递至第三行星架33，最终由输出构件7将动力输出；因此，1挡的传动速比 i1＝1+K3。

如附图8所示，当第四离合器C4、第五离合器C5及制动器B 同时闭合时，可以在输入构件6和输出构件7之间产生第二前进速比(2挡)，在2挡中，第四离合器C4闭合以及第一太阳轮11常制动，使得第一行星排1实现动力的单自由度减速输出，其输出的减速比为 k1/(1+k2)；第五离合器C5闭合，将从第一行星排1输入的动力传递至第三行星排3，由于制动器B闭合，将第三齿圈32制动，从而使第三行星排3实现动力的单自由度减速输出，其输出减速比为1+K3；因此，如附图8实线所示，2挡的动力传递路线为：动力从输入构件 6经第四离合器C4传递至第一行星架13，再经第一行星轮14传递至第一齿圈12，再经第五离合器C5传递至第三太阳轮31，再经第三行星轮34传递至第三行星架33，并最终由第三行星架33传递至输出构件7将动力输出；因此，2挡的传动速比i2＝K1*(1+K3)/(1+K1)。

如附图9所示，当第一离合器C1、第四离合器C4及制动器B 同时闭合时，可以在输入构件6及输出构件7之间产生第三前进速比 (3挡)，在3挡中，第四离合器C4闭合以及第一太阳轮11常制动，使得第一行星排1及第二行星排2实现动力的单自由度输出，第一离合器C1闭合，使得第一行星排1及第二行星排2实现单自由度增速输出，其增速比为K1/(K1+K2)，同时，第一离合器C1闭合，将从第一行星排1及第二行星排2输入的动力传递至第三行星排3，由于制动器B闭合，将第三齿圈32制动，从而使第三行星排3实现动力的单自由度减速输出，其输出减速比为1+K3；因此，如附图9实线所示，3挡的动力传递路线为：动力由输入构件6输入至第二行星架23，经第四离合器C4传递至第一行星排1及第二行星排2，经过第一行星排1及第二行星排2进行增速，接着由第一离合器C1将动力传递至第三太阳轮31，并由第三行星轮34将动力传递至第三行星架33，最终由第三行星架33传递至输出构件7将动力输出，因此，3挡的传动速比i3＝K1*(1+K3)/(K1+K2)。

如附图10所示，当第三离合器C3、第四离合器C4及制动器B 闭合时，可以在输入构件6和输出构件7之间产生第四传动速比(4 挡)，在4挡中，第三离合器C3闭合及制动器B闭合将第三齿圈32 制动，从而使第三行星排3及第四行星排4实现动力的单自由度输出，第四离合器C4闭合不会改变该挡位的动力传递，第四离合器C4的闭合仅是为了满足换挡逻辑表中相邻的两个挡位间只切换一个换挡元件的目的；因此，如附图10实线所示，4挡的动力传递路线有两条：第一条为：动力从输入构件6输入至第四行星架43，经第四行星轮44传递至第四齿圈42，经第三离合器C3传递至输出够构件7 将动力输出；第二条为：动力从输入构件6输入至第四行星架43，经第四行星轮44传递至第四太阳轮41，再经第四太阳轮41传递至第三太阳轮31，再经第三行星轮34传递至第三行星架33，再经第三行星架33传递至输出够构件7将动力输出；因此，4挡的传动速比 i4＝(1+K3+K4)/(K4+1)。

如图11所示，当第一离合器C1、第三离合器C3及第四离合器 C4同时闭合时，可以在输入构件6和输出构件7之间产生第五前进速比(5挡)，在5挡中，第四离合器C4闭合以及第一太阳轮11常制动，使得第一行星排1实现动力的单自由度输出，第一离合器C1 闭合，使得第一行星排1及第二行星排2实现单自由度增速输出，其增速比为K1/(K1+K2)，第三离合器C3闭合实现动力输出；因此，如附图11实线所示，在5挡中有三条动力传递路线，第一条为：动力由输入构件6经第四离合器C4传递至第一行星架13，经第一行星轮 14传递至第一齿圈12，再传递至第二齿圈22，再经第二外行星轮25、第二内行星轮24传递至第二太阳轮21，并由第一离合器C1传递至第四太阳轮41，再经第四行星轮44传递至第四齿圈42，最终由第三离合器C3传递至输出构件7将动力输出；第二条为：动力从输入构件6输入至第二行星架23，经第二内行星轮24传递至第二太阳轮21，经第一离合器C1传递至第四太阳轮41，再经第四行星轮44传递至第四齿圈42，最终由第三离合器C3传递至输出构件7将动力输出；第三条为：动力从输入构件6输入至第四行星架43，经第四行星轮 44传递至第四齿圈42，再经第三离合器C3传递至输出构件7将动力输出；因此，5挡的传动速比i5＝K1*K4/(K1*K4-K2)。

如附图12所示，当第三离合器C3、第四离合器C4及第五离合器C5同时闭合时，可以在输入构件6及输出构件7之间产生第六前进速比(6挡)，在6挡中，第四离合器C4闭合以及第一太阳轮11 常制动，使得第一行星排1实现动力的单自由度增速输出，其增速速比为K1/(K1+1)，第五离合器C5闭合实现将来自第一行星排1的动力传递至第四行星排4，第三离合器C3闭合实现动力输出，因此，如附图12实线所示，在6挡中有两条动力传递路线，其中一条为：动力从输入构件6输入，经第四离合器C4传递至第一行星架13，再经第一行星轮14传递至第一齿圈12，再经第五离合器C5传递至第四太阳轮41，再由第四行星轮44传递至第四齿圈42，最终由第三离合器C3传递至输出构件7将动力输出；另一条动力传递路线为：动力从输入构件6输入至第四行星架43，经第四行星轮44传递至第四齿圈42，最终由第三离合器C3传递至输出构件7将动力输出；因此， 6挡的传动速比为i6＝K1*K4/(K1*K4-1)。

如图13所示，当第二离合器C2、第三离合器C3及第五离合器 C5同时闭合时，可以在输入构件6及输出构件7之间产生第七前进速比(7挡)，在7挡中，第二离合器C2、第三离合器C3及第五离合器C5同时闭合，使得第三行星排3及第四行星排4作为一个回转整体参与传动，以实现直接挡，因此，如附图13实线所示，7挡的动力专递路线为，动力从输入构件6输入，经第三行星排3及第四行星排4整体回转将动力传递至输出构件7将动力输出，因此，7挡的传动速比i7＝1。

如附图14所示，当第二离合器C2、第三离合器C3及第四离合器C4同时闭合时，可以在输入构件6及输出构件7之间产生第八前进速比(8挡)，在8挡中，第四离合器C4闭合以及第一太阳轮11 常制动，使得第一行星排1实现动力的单自由度增速输出，其增速速比为K1/(K1+1)，第二离合器C2闭合使得从第一行星排1输入的动力传递至第三行星排3，第三离合器C3闭合实现动力输出，因此，如附图14实线所示，8挡的动力传递有三条，第一条为:动力从输入构件6输入，经第四离合器C4传递至第一行星架13，再经第一行星轮14传递至第一齿圈12，再经第二离合器C2传递至第三齿圈32，经第三行星轮34传递至第三行星架33，最终由第三行星架33传递至输出构件7将动力输出；第二条为：动力从输入构件6输入至第四行星架43，经第四行星轮44传递至第四齿圈42，最终由第三离合器 C3传递至输出构件7将动力输出；第三条为：动力从输入构件6输入至第四太阳轮41，经第四太阳轮41传递至第三天阳轮31，经第三行星轮34传递至第三行星架33，最终由第三行星架33传递至输出构件7将动力输出；因此，8挡的传动速比为 i8＝(K1*K3+K1+K1*K4)/(K1*K3+K1+K1*K4+K3)。

如附图15所示，当第二离合器C2、第四离合器C4及第五离合器C5同时闭合时，可以在输入构件6及输出构件7之间产生第九前进速比(9挡)，在9挡中，第四离合器C4闭合以及第一太阳轮11 常制动，使得第一行星排1实现动力的单自由度增速输出，其增速速比为K1/(K1+1)，第二离合器C2及第五离合器C5闭合第三行星排3 作为一个回转整体参与转动，因此，如附图15实线所示，9挡动力传递路线为：动力从输入构件6输入，经第四离合器C4传递至第一行星架13，再经第一行星轮14传递至第一齿圈12，再经第一齿圈 12传递至第三行星排3，最终经第三行星排3整体回转，由第三行星架33传递至输出构件7将动力输出；因此，9挡的传动速比为：i9＝ K1/(K1+1)。

如附图16所示，当第一离合器C1、第二离合器C2及第四离合器C4同时闭合时，可以在输入构件6及输出构件7之间产生第十前进速比(10挡)，在10挡中，第四离合器C4闭合以及第一太阳轮11 常制动，使得第一行星排1实现动力的单自由度增速输出，其增速速比为K1/(K1+1)，第一离合器C1闭合使得从第一行星排1及第二行星排2输入的动力传递至第三太阳轮31，第二离合器C2闭合使得从第一行星排1及第二行星排2输入的动力传递至第三齿圈32，因此，如附图16实线所示，10挡的动力传递路线共有四条，第一条为：动力从输入构件6输入，经第四离合器C4传递至第一行星架13，再经第一行星轮14传递至第一齿圈12，再经第二离合器C2传递至第三齿圈32，经第三行星轮34传递至第三行星架33，最终由第三行星架 33传递至输出构件7将动力输出；第二条为：动力从输入构件6输入至第二行星架23经第二内行星轮24传递至第二太阳轮21，再由第一离合器C1传递至第三太阳轮31，经第三行星轮34传递至第三行星架33，最终由第三行星架33传递至输出构件7将动力输出；第三条为：动力从输入构件6输入，经第四离合器C4传递至第一行星架13，经第一行星轮1传递至第一齿圈12，再经第二齿圈22传递至第二外行星轮25，再由第二内行星轮24传递至第二太阳轮21，再由第一离合器C1传递至第三太阳轮31，经第三行星轮34传递至第三行星架33，最终由第三行星架33传递至输出构件7将动力输出；第四条为：动力从输入构件6输入至第二行星架23，经第二外行星轮 25传递至第二齿圈22，经第二离合器C2传递至第三齿圈32，经第三行星轮34传递至第三行星架33，最终由第三行星架33传递至输出构件7将动力输出；因此，10挡的传动速比为：i10＝ (K1*K3+K1)/(K1*K3+K1+K2+K3。

如附图17所示，当第一离合器C1、第二离合器C2及制动器B 同时闭合时，可以在输入构件6及输出构件7之间产生一个后退速比 (R挡)，在R挡中，制动器B和第二离合器C2闭合，使得第二行星排2及第三行星排3实现单自由度输出，第一离合器C1闭合将第二行星排2与第三行星排3串联在一起，并且第二行星排2输出负的增速比-1/(K2-1)，第三行星排3输出正的减速比1+K3；因此，如附图17实线所示，R挡的动力传递路线为：动力从输入构件6输入至第二行星架23，经第二行星排2进行负增速，并由第一离合器C1 传入到第三行星排3进行正减速，最终由第三行星架33传递至输出构件7将动力输出；因此，R挡传动速比为：iR＝-(K3+1)/K2。

实施例2

如图2所示，本实施例中的四行星排自动变速器的结构布局与实施例1的大体相同，区别在于，第三离合器C3设置的位置不同，本实施例中的第三离合器C3衔接在第三太阳轮31和第四太阳轮41之间，即第三太阳轮31通过第三离合器C3与第四太阳轮41连接，而第四齿圈42则与第三行星架33固定连接；虽然在本实施例中，第三离合器C3的设置位置与实施例1中的第三离合器设置的位置不同，但是，在这两个实施例中，第三离合器C3均是设置在第三行星排3 和第四行星排4之间，并且，本实施例的四行星排自动变速器与实施例1共用一个速比变换逻辑表，两者的每个挡位下的动力传递路线图也基本相同，即本实施例的四行星排自动变速器所实现的功能与实施例1所实现的功能一致。

实施例3

如图3所示，本实施例中四行星排自动变速器的结构布局与实施例1的大体相同，区别在于，第四离合器C4设置的位置不同，本实施例中的第四离合器C4衔接在第一齿圈12和第二齿圈22之间，即第一齿圈12通过第四离合器C4与第二齿圈22连接，而第一行星架 13则与第二行星架23固定连接；虽然在本实施例中，第四离合器 C4设置的位置与实施例1中的第四离合器C4设置的位置不同，但是，在这两个实施例中，第四离合器C4均是设置在第一行星排1和第二行星排2之间，并且，本实施例的四行星排自动变速器与实施例1共用一个速比变换逻辑表，两者的每个挡位下的动力传递路线图也基本相同，即本实施例的四行星排自动变速器所实现的功能与实施例1所实现的功能一致。

实施例4

如图4所示，本实施例中的四行星排自动变速器的结构布局与实施1的大体相同，区别在于，第三离合器C3及第四离合器C4设置的位置不同；

本实施例中的第三离合器C3衔接在第三太阳轮31和第四太阳轮41之间，即第三太阳轮31通过第三离合器C3与第四太阳轮41 连接，而第四齿圈42则与第三行星架33固定连接；虽然在本实施例中，第三离合器C3的设置位置与实施例1中的第三离合器设置的位置不同，但是，在这两个实施例中，第三离合器C3均是设置在第三行星排3和第四行星排4之间；

本实施例中的第四离合器C4衔接在第一齿圈12和第二齿圈22 之间，第一齿圈12通过第四离合器C4与第二齿圈22连接，而第一行星架13则与第二行星架23固定连接；虽然在本实施例中，第四离合器C4设置的位置与实施例1中的第四离合器C4设置的位置不同，但是，在这两个实施例中，第四离合器C4均是设置在第一行星排1 和第二行星排2之间；

并且，本实施例的四行星排自动变速器与实施例1共用一个速比变换逻辑表，两者的每个挡位下的动力传递路线图也基本相同，即本实施例的四行星排自动变速器所实现的功能与实施例1所实现的功能一致。

实施例5

如图5所示，本实施例中的四行星排自动变速器的结构布局与实施例1的大体相同，区别在于，第三离合器C3设置的位置不同，本实施例中，第三离合器C3设置在输入构件6和第四行星架43之间，及输入构件5通过第三离合器C3与第四行星架43连接，而第四齿圈42则与第三行星架33固定连接；虽然在本实施例中，第三离合器 C3的设置位置与实施例1中的第三离合器设置的位置不同，但是，本实施例的四行星排自动变速器与实施例1共用一个速比变换逻辑表，两者的每个挡位下的动力传递路线图也基本相同，即本实施例的四行星排自动变速器所实现的功能与实施例1所实现的功能一致。

实施例6

如图6所示，本实施例的四行星排自动变速器与实施例5的结构布局大体一致，区别在于，第四离合器C4设置的位置不同，本实施例中的第四离合器C4衔接在第一齿圈12和第二齿圈22之间，第一齿圈12通过第四离合器C4与第二齿圈22连接，而第一行星架13 则与第二行星架23固定连接；虽然在本实施例中，第四离合器C4 设置的位置与实施例5中的第四离合器C4设置的位置不同，但是，在这两个实施例中，第四离合器C4均是设置在第一行星排1和第二行星排2之间；并且，本实施例的四行星排自动变速器与实施例5共用一个速比变换逻辑表，两者的每个挡位下的动力传递路线图也基本相同，即本实施例的四行星排自动变速器所实现的功能与实施例5所实现的功能一致。

为了解决相同的问题，本发明实施例还提供了一种车辆，包括上述任一实施例的四行星排自动变速器。

综上所述，本发明实施例的四行星排自动变速器，采用了六个离合器作为操作元件与四个行星排组合的的连接方案，可实现只采用其中的三个操作元件的选择性地闭合的多种组合方式，即可产生多个 (十个前进速比及一个后退速比)速比变换；而六个操作元件中只有一个制动器的设计，可以大幅减少箱体的加工制造难度，在保证箱体的强度的情况下有利于箱体的轻量化设计制造；此外，采用较多的离合器可以有利于离合器的嵌套设计，使得变速器的结构更加紧凑，并可有利于在特定的挡位下切断行星排间的连接关系，使得冗余的行星排只空转而不承载扭矩或者不参与转动，以减少行星排的拖拽扭矩，提高变速器的传动效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种四行星排自动变速器，其特征在于，包括输入构件和输出构件，沿同一回转轴依次排列设置的第一、第二、第三及第四行星排，第一、第二、第三、第四及第五离合器以及制动器，其中，所述第一行星排包括第一齿圈、第一行星轮、第一太阳轮及第一行星架；所述第二行星排包括第二齿圈、相互啮合的第二内行星轮和第二外行星轮、第二太阳轮及第二行星架；所述第三行星排包括第三齿圈、第三行星轮、第三太阳轮及第三行星架；所述第四行星排包括第四齿圈、第四行星轮、第四太阳轮及第四行星架；

所述输入构件同时与所述第二行星架及第四行星架固定连接，所述输出构件与所述第三行星架固定连接；

所述第一太阳轮固定不动，所述第二太阳轮通过所述第一离合器与所述第四太阳轮连接，所述第二齿圈通过所述第二离合器与所述第三齿圈连接，所述第二齿圈通过所述第五离合器与所述第四太阳轮连接；

所述第三离合器设置在所述第三行星排及第四行星排之间，所述第四离合器设置在所述第一行星排及第二行星排之间，所述第四离合器选择性地闭合，以将从所述输入构件输入的动力传递至所述第一行星排及第二行星排；

所述制动器选择性地闭合，以将所述第三齿圈制动。

2.一种四行星排自动变速器，其特征在于，包括输入构件和输出构件，沿同一回转轴依次排列设置的第一、第二、第三及第四行星排，第一、第二、第三、第四及第五离合器以及制动器，其中，所述第一行星排包括第一齿圈、第一行星轮、第一太阳轮及第一行星架；所述第二行星排包括第二齿圈、相互啮合的第二内行星轮和第二外行星轮、第二太阳轮及第二行星架；所述第三行星排包括第三齿圈、第三行星轮、第三太阳轮及第三行星架；所述第四行星排包括第四齿圈、第四行星轮、第四太阳轮及第四行星架；

所述输入构件与所述第二行星架固定连接，所述输入构件通过所述第三离合器与所述第四行星架连接，所述输出构件与所述第三行星架固定连接；

所述第一太阳轮固定不动，所述第二太阳轮通过所述第一离合器同时与所述第三太阳轮及第四太阳轮连接，所述第二齿圈通过所述第二离合器与所述第三齿圈连接，所述第二齿圈通过所述第五离合器同时与所述第三太阳轮及第四太阳轮连接；

所述第四离合器设置在所述第一行星排及第二行星排之间，所述第四离合器选择性地闭合，以将从所述输入构件输入的动力传递至所述第一行星排及第二行星排；

所述制动器选择性地闭合，以将所述第三齿圈制动。

3.根据权利要求1所述的四行星排自动变速器，其特征在于，所述第四离合器设置在所述第一行星架和第二行星架之间，所述第一行星架通过所述第四离合器与所述第二行星架连接。

4.根据权利要求1所述的四行星排自动变速器，其特征在于，所述第四离合器设置在所述第一齿圈和第二齿圈之间，所述第一齿圈通过所述第四离合器与所述第二齿圈连接。

5.根据权利要求1或3或4所述的四行星排自动变速器，其特征在于，所述第三离合器设置在所述第三太阳轮及第四太阳轮之间，所述第三太阳轮通过所述第三离合器与所述第四太阳轮连接。

6.根据权利要求1或3或4所述的四行星排自动变速器，其特征在于，所述第三离合器设置所述第三行星架和第四齿圈之间，所述第三行星架通过所述第三离合器与所述第四齿圈连接。

7.根据权利要求2所述的四行星排自动变速器，其特征在于，所述第四离合器设置在所述第一行星架和第二行星架之间，所述第一行星架通过所述第四离合器与所述第二行星架连接。

8.根据权利要求2所述的四行星排自动变速器，其特征在于，所述第四离合器设置在所述第一齿圈和第二齿圈之间，所述第一齿圈通过所述第四离合器与所述第二齿圈连接。

9.根据权利要求1或2所述的四行星排自动变速器，其特征在于，所述第一太阳轮与变速器的箱体固定连接。

10.根据权利要求1或2所述的四行星排自动变速器，其特征在于，在所述第二行星排中，所述第二太阳轮与所述第二内行星轮外啮合，所述第二内行星轮与所述第二外行星轮外啮合，所述第二外行星轮与所述第二齿圈内啮合，第二内行星轮及第二外行星轮均通过轴承安装在第二行星架对应位置的销轴上。

11.根据权利要求1或2所述的四行星排自动变速器，其特征在于，在第一行星排中，第一太阳轮和第一行星轮外啮合，第一行星轮与第一齿圈内啮合，第一行星轮通过轴承安装在第一行星架的销轴上；在第三行星排中，第三太阳轮和第三行星轮外啮合，第三行星轮与第三齿圈内啮合，第三行星轮通过轴承安装在第三行星架的销轴上；在第四行星排中，第四太阳轮和第四行星轮外啮合，第四行星轮与第四齿圈内啮合，第四行星轮通过轴承安装在第四行星架的销轴上。

12.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至11任一项所述的四行星排自动变速器。