CN108547920A - 一种8速自动变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种8速自动变速器，包括单排行星机构、双排行星机构、档离合器K1、档离合器K2、档离合器K3、档离合器K4、档离合器K5、档制动器B1、档制动器B2、输入轴A1和输出轴A2；其在6速自动变速器的基础上，仅增加2个档离合器K4、K5就在同一结构的基础上增加了2个减速挡，大大简化了制造工艺。另外，该设计确保了在相邻换挡之间仅改变一个作用元件，就能保证换挡控制精度的实现；仅增加一个直接挡，就能增大和改善传动效率，使得8速自动变速器的换挡平顺性和发动机的使用功率优于6速自动变速器，减少了车辆的燃油消耗量和环境污染。

Description

一种8速自动变速器
技术领域
本发明属于自动变速器技术领域，具体涉及一种8速自动变速器。
背景技术
目前的车辆自动变速器，主要有液力机械式自动变速器(AT)、机械式无级变速器(CVT)、以及电控机械式自动变速器(AMT)等几种形式，然而不可否认的是传统AT 结构上可靠性、耐用性、舒适性的综合优势依旧是其他技术短时间无法追赶的。8AT就在这样的背景下被催生，即便其体积较4AT、5AT庞大了许多，但是多出近一倍的挡位所带来的极致平顺以及出色的动力性能、经济性能的双丰收，使古老的AT变速箱依然备受青睐。
4AT自动变速器挡位较少，不能充分发挥发动机的动力性能，且燃油消耗较高。如GWM 4AT拉维娜行星系结构，可以根据驾驶条件及驾驶员的驾驶习惯，依据节气门的开启速度在经济型和动力型换挡特性曲线之间来合理选择换挡点，以充分满足驾驶员的个性要求，具有结构简单紧凑，节省空间的特点。但GWM 4AT只有4个前进挡，其相邻档位速比相差较大，换挡过程有轻微冲击。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种8速自动变速器。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种8速自动变速器，包括单排行星机构、双排行星机构、档离合器K1、档离合器K2、档离合器K3、档离合器K4、档离合器K5、档制动器B1、档制动器B2、输入轴 A1和输出轴A2；
所述单排行星机构包括内齿圈H1、太阳轮S1、行星架PT1、和行星齿轮P1，行星齿轮P1安装在行星架PT1上，且行星齿轮P1与太阳轮S1和内齿圈H1相啮合，太阳轮 S1固定在轴心位置，太阳轮S1与变速箱体固定，位置不动；
所述双排行星机构包括内齿圈H1、大太阳轮S2、小太阳轮S3、长行星齿轮P2、短行星齿轮P3、共用行星架PT2、共用内齿圈H2和辅助转轴A3，所述长行星齿轮P2和短行星齿轮P3均设置在共用行星架PT2上，共用行星架PT2刚性固装在辅助转轴A3上，共用行星架PT2通过档制动器B2与变速箱壳体连接，大太阳轮S2和小太阳轮S3转动安装在中心位置，大太阳轮S2与长行星齿轮P2啮合，小太阳轮S3与短行星齿轮P3啮合，且长行星齿轮P2和短行星齿轮P3相啮合，所述共用内齿圈H2刚性固装在输出轴 A2上；
所述输入轴A1的外端与所述单排行星机构的内齿圈H1刚性连接，单排行星机构的行星架PT1通过档离合器K1以及第一互连件C1连接所述双排行星机构的小太阳轮S3，单排行星机构的行星架PT1通过档离合器K3以及第三互连件C3连接所述双排行星机构的大太阳轮S2，单排行星机构的行星架PT1通过档离合器K5以及第五互连件C5连接所述双排行星机构的短行星齿轮P3的转轴，单排行星机构的内齿圈H1通过档离合器K2 以及第二互连件C2连接所述双排行星机构的辅助转轴A3，单排行星机构的内齿圈H1 通过档离合器K4以及第四互连件C4连接所述第一互连件C1，所述双排行星机构的大太阳轮S2通过第六互连件C6以及档制动器B1与变速箱壳体连接。
在上述技术方案中，所述输入轴A1与液力变矩器M的涡轮通过花键连接。
在上述技术方案中，小太阳轮S3和大太阳轮S2转动安装在辅助转轴A3上，第五互连件C5转动安装在小太阳轮S3和大太阳轮S2之间。
本发明的优点和有益效果为：
本发明设计的8速自动变速器在6速自动变速器的前提下，仅增加2个档离合器K4、K5就在同一结构的基础上增加了2个减速挡，大大简化了制造工艺。另外，该设计确保了在相邻换挡之间仅改变一个作用元件，就能保证换挡控制精度的实现；仅增加一个直接挡，就能增大和改善传动效率，使得8速自动变速器的换挡平顺性和发动机的使用功率优于6速自动变速器，减少了车辆的燃油消耗量和环境污染。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
参见附图，一种8速自动变速器，包括单排行星机构、双排行星机构、档离合器K1、档离合器K2、档离合器K3、档离合器K4、档离合器K5、档制动器B1、档制动器B2、液力变矩器M、输入轴A1和输出轴A2。
所述单排行星机构包括内齿圈H1、太阳轮S1、行星架PT1、和行星齿轮P1，内齿圈H1刚性固定安装在输入轴A1上，行星齿轮P1安装在行星架PT1上，且行星齿轮P1 与太阳轮S1和内齿圈H1相啮合，太阳轮S1固定在轴心位置，太阳轮S1与变速箱体固定，位置不动。
所述双排行星机构包括内齿圈H1、大太阳轮S2、小太阳轮S3、长行星齿轮P2、短行星齿轮P3、共用行星架PT2、共用内齿圈H2和辅助转轴A3，所述长行星齿轮P2和短行星齿轮P3均设置在共用行星架PT2上，共用行星架PT2刚性固装在辅助转轴A3上，共用行星架PT2通过档制动器B2与变速箱壳体连接，大太阳轮S2和小太阳轮S3转动安装在中心位置，大太阳轮S2与长行星齿轮P2啮合，小太阳轮S3与短行星齿轮P3啮合，且长行星齿轮P2和短行星齿轮P3相啮合(外齿啮合)，所述共用内齿圈H2刚性固装在输出轴A2上。
所述液力变矩器M的涡轮通过花键与输入轴A1相连，输入轴的外端与所述单排行星机构的内齿圈H1刚性连接(内齿圈H1刚性固定安装在输入轴上)，单排行星机构的行星架PT1通过档离合器K1以及第一互连件C1连接所述双排行星机构的小太阳轮S3，单排行星机构的行星架PT1通过档离合器K3以及第三互连件C3连接所述双排行星机构的大太阳轮S2，单排行星机构的行星架PT1通过档离合器K5以及第五互连件C5连接所述双排行星机构的短行星齿轮P3的转轴，单排行星机构的内齿圈H1通过档离合器K2 以及第二互连件C2连接所述双排行星机构的辅助转轴A3(由于辅助转轴A3和共用行星架PT2为刚性连接，即单排行星机构的内齿圈H1通过档离合器K2刚性连接所述双排行星机构的共用行星架PT2)，单排行星机构的内齿圈H1通过档离合器K4以及第四互连件C4连接所述第一互连件C1(由于第一互连件C1与小太阳轮S3为固定连接，所以即单排行星机构的内齿圈H1通过档离合器K4与双排行星机构的小太阳轮S3连接)，所述双排行星机构的大太阳轮S2通过第六互连件C6以及档制动器B1与变速箱壳体连接。
由图1可知，发动机动力经液力变矩器M到达输入轴A1，输入轴与单排行星机构中内齿圈H1刚性连接，动力由内齿圈H1传入变速器，经过单排与双排行星机构中相关元件的作用后，变速、变扭的转速与动力最终由双排行星机构的共用内齿圈H2传给变速器输出轴A2，以下分析各个档位的动力传递过程：
(1)1挡的动力传递
换挡元件：档离合器K1，档制动器B2
工作过程：输入轴A1驱动单排行星机构中的内齿圈H1，内齿圈H1驱动行星齿轮P1，P1在固定不动的太阳轮S1上滚动，行星架PT1被驱动，档离合器K1将行星架PT1 与双排行星机构中的小太阳轮S3联在一起，于是将扭矩传到双排行星齿轮组，档制动器 B2将共用行星架PT2制动，扭矩从小太阳轮S3传到短行星齿轮P3，进而传到长行星齿轮P2，在共用行星架PT2的作用下，扭矩被传到共用内齿圈H2上，而共用内齿圈H2 是与输出轴A2刚性相连，故实现扭矩从输出轴A2输出。
(2)2挡的动力传递
换挡元件：档离合器K1，档制动器B1
工作过程：输入轴A1驱动单排行星机构中的内齿圈H1，内齿圈H1驱动行星齿轮P1，P1在固定不动的太阳轮S1上滚动，行星架PT1被驱动，档离合器K1将行星架PT1 与双排行星机构中的小太阳轮S3联在一起，于是将扭矩传到双排行星齿轮组，档制动器 B1将大太阳轮S2制动住不动，扭矩从小太阳轮S3传到短行星齿轮P3，从这再传到长行星齿轮P2，长行星齿轮P2在固定不动的大太阳轮S2上滚动并驱动共用内齿圈H2，进而实现扭矩从输出轴A2输出。
(3)3挡的动力传递
换挡元件：档离合器K4，档制动器B1
工作过程：输入轴A1驱动单排行星机构中的内齿圈H1，档离合器K4将内齿圈H1 与双排行星机构中的小太阳轮S3联在一起，于是就将扭矩传到双排行星齿轮组，档制动器B1将大太阳轮S2固定，动力由小太阳轮S3经短行星轮P3、长行星轮P2传至共用内齿圈H2，进而实现扭矩从输出轴A2输出。
(4)4挡的动力传递
换挡原件：档离合器K4，档离合器K5
工作过程：输入轴A1驱动单排行星机构中的内齿圈H1，内齿圈H1驱动行星齿轮P1，P1在固定不动的太阳轮S1上滚动，行星架PT1被驱动。档离合器K5将单排行星机构中的行星架PT1与双排行星机构中的共用行星架PT2联在一起，于是就将扭矩传到双排行星机构；档离合器K4将单排行星机构中内齿圈H1与双排行星机构中的小太阳轮 S3联在一起，这样也将扭矩传到双排行星机构。长行星齿轮P2与短行星齿轮P3啮合在一起，与共用行星架PT2一起驱动共用内齿圈H2，进而实现扭矩从输出轴A2输出。
(5)5挡的动力传递
换挡元件：档离合器K3，档离合器K4
工作过程：输入轴A1驱动单排行星机构中的内齿圈H1，内齿圈H1驱动行星齿轮P1，P1在固定不动的太阳轮S1上滚动，行星架PT1被驱动。档离合器K3将行星架PT1 与双排行星机构中的大太阳轮S2联在一起，于是就将扭矩传到双排行星机构中的；档离合器K4将单排行星机构中内齿圈H1与双排行星机构中的小太阳轮S3联在一起，这样也将扭矩传到双排行星机构，这样大太阳轮S2和小太阳轮S3一起来驱动共用内齿圈H2。
变速器在前5个档位均为减速档。
(6)6挡的动力传递
换挡元件：档离合器K2，档离合器K4
工作过程：档离合器K2将内齿圈H1与双排行星机构中的共用行星架PT2联在一起，档离合器K4将单排行星机构中内齿圈H1与双排行星机构中的小太阳轮S3联在一起，这样就将扭矩传到双排行星齿轮组，使动力经短行星齿轮P3、长行星齿轮P2传到共用内齿圈H2，同时共用行星架PT2也将动力经长行星齿轮P2传至共用内齿圈H2，两者共同作用输出，此时单排行星机构不参与力的传递，变速器为直接档。
(7)7档的动力传递
换挡元件：档离合器K2，档离合器K3
工作过程：档离合器K2将内齿圈H1与双排行星机构中的共用行星架PT2联在一起，档离合器K3将行星架PT1与双排行星机构中的大太阳轮S2联在一起，这样就将扭矩传到双排行星齿轮组。共用行星架PT2将动力经长行星齿轮P2传至共用内齿圈H2，同时大太阳轮S2也将动力经长行星轮P2传至共用内齿圈H2，两者共同作用输出，此时单排行星齿轮组不参与力的传递，变速器为超速档。
(8)8档的动力传递
换挡元件：档离合器K2，档制动器B1
工作过程：档离合器K2将内齿圈H1与双排行星机构中的共用行星架PT2联在一起，档制动器B1将大太阳轮S2固定，这样就将扭矩传到双排行星机构，共用行星架PT2将动力经长行星齿轮P2传至共用内齿圈H2，同时大太阳轮S2固定，共用行星架PT2带动长行星齿轮P2将动力传至共用内齿圈H2，两者共同作用输出，此时单排行星齿轮组不参与力的传递，变速器为超速档。
(9)倒挡的动力传递
换挡原件：档离合器K3，档制动器B2
工作过程：档离合器K3将行星架PT1与双排行星机构中的大太阳轮S2联在一起，将扭矩传到双排行星齿轮组，档制动器B2将共用行星架PT2制动住不动，扭矩从大太阳轮S2传到长行星齿轮P2，在共用行星架PT2的作用下扭矩传到共用内齿圈H2，H2 与输出轴A2联在一起，共用内齿圈H2和输出轴A2就按与输入轴A1旋转方向相反的方向转动。
本发明所设计8速自动变速器传动方案，仅在6速自动变速器上增加2个档离合器和一个直接挡，就很好地实现了换挡操控的平顺性和提高了发动机的使用效率，在满足驾驶舒适性的同时达到了节油环保的目的。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种8速自动变速器，其特征在于：包括单排行星机构、双排行星机构、档离合器K1、档离合器K2、档离合器K3、档离合器K4、档离合器K5、档制动器B1、档制动器B2、输入轴A1和输出轴A2；
所述单排行星机构包括内齿圈H1、太阳轮S1、行星架PT1、和行星齿轮P1，行星齿轮P1安装在行星架PT1上，且行星齿轮P1与太阳轮S1和内齿圈H1相啮合，太阳轮S1固定在轴心位置，太阳轮S1与变速箱体固定，位置不动；
所述双排行星机构包括内齿圈H1、大太阳轮S2、小太阳轮S3、长行星齿轮P2、短行星齿轮P3、共用行星架PT2、共用内齿圈H2和辅助转轴A3，所述长行星齿轮P2和短行星齿轮P3均设置在共用行星架PT2上，共用行星架PT2刚性固装在辅助转轴A3上，共用行星架PT2通过档制动器B2与变速箱壳体连接，大太阳轮S2和小太阳轮S3转动安装在中心位置，大太阳轮S2与长行星齿轮P2啮合，小太阳轮S3与短行星齿轮P3啮合，且长行星齿轮P2和短行星齿轮P3相啮合，所述共用内齿圈H2刚性固装在输出轴A2上；
所述输入轴A1的外端与所述单排行星机构的内齿圈H1刚性连接，单排行星机构的行星架PT1通过档离合器K1以及第一互连件C1连接所述双排行星机构的小太阳轮S3，单排行星机构的行星架PT1通过档离合器K3以及第三互连件C3连接所述双排行星机构的大太阳轮S2，单排行星机构的行星架PT1通过档离合器K5以及第五互连件C5连接所述双排行星机构的短行星齿轮P3的转轴，单排行星机构的内齿圈H1通过档离合器K2以及第二互连件C2连接所述双排行星机构的辅助转轴A3，单排行星机构的内齿圈H1通过档离合器K4以及第四互连件C4连接所述第一互连件C1，所述双排行星机构的大太阳轮S2通过第六互连件C6以及档制动器B1与变速箱壳体连接。
2.根据权利要求1所述的一种8速自动变速器，其特征在于：所述输入轴A1与液力变矩器M的涡轮通过花键连接。
3.根据权利要求1所述的一种8速自动变速器，其特征在于：小太阳轮S3和大太阳轮S2转动安装在辅助转轴A3上，第五互连件C5转动安装在小太阳轮S3和大太阳轮S2之间。
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