CN110107661A - 一种新8速汽车自动变速器及其动力传递方案 - Google Patents

一种新8速汽车自动变速器及其动力传递方案 Download PDF

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杨帆
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Abstract

本发明公开了一种新8速自动变速器及其动力传递方案，所述新8速自动变速器包括三组行星排，从左往右依次为第一排单行星轮行星排、第二排单行星轮行星排、第三排双行星轮行星排，每组行星排由太阳轮、齿圈、行星架组成。

Description

一种新8速汽车自动变速器及其动力传递方案
技术领域
本发明属于汽车变速器技术领域，具体涉及一种新8速汽车自动变速器及其动力传递方案。
背景技术
由于自动变速器具有一系列的突出优点，装备在车辆上的自动变速器数量远远超过手动变速器。法国及德国等欧洲国家生产的车辆上，自动变速器的装备率已经超过了75％；在美国，自动变速器的装备率甚至已超过80％。在我国，由于自动变速器起步阶段晚，车辆装备自动变速器率大约为60％；而且，我国使用的自动变速器大部分都是依赖进口。这现象严重制约我国汽车的发展。
我国某些省份从2019年7月开始陆续实行汽车尾气国六a排放标准。汽车尾气排放已经成为我国污染大气源之一。自动变速器的突出优点之一：可以改善车辆尾气的排放。在装备自动变速器的车辆中，档位数量的增加可以提高车辆的动力性和改善燃油经济性，还可以提高车辆的换档平顺性以及改善车辆的尾气排放性。
目前，我国具有国产知识产权的8速自动变速器只有山东盛瑞传动股份有限公司能生产，这款8速自动变速器已经研发出第二代，且装备在某国产车型上。本发明设计一款新8速自动变速器及其动力传递方案，该方案可以为研究出新8速自动变速器提供一种途径，我国的车辆若装备新8速自动变速器，可以提高车辆的竞争力；同时，也可以提高厂家的品牌竞争力。
发明内容
针对上述，本发明的目的是提供一种新8速汽车自动变速器及其动力传递方案，所述新8速自动变速器可以提高车辆的动力性、改善车辆的换档平顺性、减少换档冲击、改善车辆的燃油经济性，改善车辆的尾气排放。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新8速汽车自动变速器，包括三组行星排，从左往右依次为第一排单行星轮行星排、第二排单行星轮行星排、第三排双行星轮行星排，每组行星排由太阳轮、齿圈、行星架组成；其中，第一排单行星轮行星排中，齿圈为常输入，即齿圈直接和输入轴连接，太阳轮为常固定，即太阳轮直接和变速器壳体连接；三组行星排之间采用混联的连接方式，第二排行星排和第三排行星排采用并联连接方式，第一排行星排和后两排行星排采用串联连接方式，其中，第二排行星排和第三排行星排共用一个齿圈即共用齿圈，所述共用齿圈与输出轴刚性连接，第二排行星排和第三排行星排共用一个行星架，即共用行星架。
具体地，所述新8速自动变速器使用7个执行元件，7个执行元件包括5个多片湿式离合器C1、C2、C3、C4、C5，2个多片湿式制动器B1、B2；C1接合时(即C1工作)，第一排行星架和第三排太阳轮连接；C2接合时(即C2工作)，第一排行星架与第二、第三排行星排共用的行星架连接；C3接合时(即C3工作)，第一排行星架和第二排太阳轮连接；C4接合时(即C4工作)，输入轴和第三排太阳轮连接；C5接合时(即C5工作)，输入轴和第二、第三排行星排共用的行星架连接；B1接合时(即B1工作),固定第二排太阳轮；B2接合时(即B2工作)，固定第二排行星排和第三排行星排共用的行星架。
相应地，本发明还提供了上述新8速汽车自动变速器的动力传递方案，各挡位下的执行元件的工作情况如下表所示：
注：⊙--表示执行元件工作。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
1、改善车辆换档平顺性、减少换挡冲击。档位数的增加，可以增大自动变速器的传动比范围，且减小相连档位之间传动比的比值。合理地布置相连档位之间传动比的比值，可以改善车辆的换档平顺性、减少换档冲击。
2、改善车辆的燃油经济性、减少有害的尾气排放。档位数的增加，增加发动机在低燃油消耗区域内工作的机率，达到降低油耗的目的，改善车辆的燃油经济性；同时，还可以改善车辆的有害尾气排放，减少大气污染。
3、提高车辆的动力性。档位数多，可以增加发动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高车辆的加速能力和爬坡能力，提高车辆的动力性。
4、新8速自动变速器的结构只采用三个行星排结构，该结构可以设计成前置前驱的自动变速器。尺寸小、重量轻、占用空间小等是前置前驱布置方案的突出优点，这些突出的优点可以减轻车辆的总体质量、增加乘客空间、便于车辆整体布置，从而减小车辆行驶阻力、降低车辆行驶的油耗及提高乘员舒适性。
5、装备本发明所述的档位数量多、且重量轻的新8速自动变速器，可以提高车辆的品牌竞争力。
附图说明
图1为本发明新8速汽车自动变速器的结构简图；
图2为本发明新8速汽车自动变速器的等效杠杆图；
图3、图4为本发明杠杆拓展的等效杠杆输出点分析图；
图5为本发明新8速汽车自动变速器各档位动力传递路线示意图；
图中：S为太阳轮、R为齿圈、PC为行星架、C为多片湿式离合器、B为多片湿式制动器、K为第一行星排中的太阳轮齿数与齿圈齿数的比值。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例提供了一种新8速汽车自动变速器，如图1-4所示，包括三组行星排，从左往右依次为第一排单行星轮行星排、第二排单行星轮行星排、第三排双行星轮行星排，每组行星排由太阳轮(S)、齿圈(R)、行星架(PC)组成；其中，第一排单行星轮行星排中，齿圈为常输入，即齿圈直接和输入轴连接，太阳轮为常固定，即太阳轮直接和变速器壳体连接；三组行星排之间采用混联的连接方式，第二排行星排和第三排行星排采用并联连接方式，第一排行星排和后两排行星排采用串联连接方式，其中，第二排行星排和第三排行星排共用一个齿圈即共用齿圈，所述共用齿圈与输出轴刚性连接，第二排行星排和第三排行星排共用一个行星架，即共用行星架。
具体地，所述新8速自动变速器使用7个执行元件，7个执行元件包括5个多片湿式离合器C1、C2、C3、C4、C5，2个多片湿式制动器B1、B2；C1接合时(即C1工作)，第一排行星架和第三排太阳轮连接；C2接合时(即C2工作)，第一排行星架与第二、第三排行星排共用的行星架连接；C3接合时(即C3工作)，第一排行星架和第二排太阳轮连接；C4接合时(即C4工作)，输入轴和第三排太阳轮连接；C5接合时(即C5工作)，输入轴和第二、第三排行星排共用的行星架连接；B1接合时(即B1工作),固定第二排太阳轮；B2接合时(即B2工作)，固定第二排行星排和第三排行星排共用的行星架。
下表为新8速自动变速器的动力传递方案，该表中清楚地表明各挡位下的执行元件的工作情况。
挡位 C1 C2 C3 C4 C5 B1 B2
D1 ⊙ ⊙
D2 ⊙ ⊙
D3 ⊙ ⊙
D4 ⊙ ⊙
D5 ⊙ ⊙
D6 ⊙ ⊙
D7 ⊙ ⊙
D8 ⊙ ⊙
R ⊙ ⊙
注：⊙--表示执行元件工作(即执行元件接合)。
各档位动力传递路线为：
(1)D1档动力传递路线：执行元件C1、B2工作；动力从输入轴输入，输入轴→第一排齿圈→第一排太阳轮→第一排行星架→第三排太阳轮→第三排行星架→第三排齿圈→输出轴；其中，动力从第一排行星架传递到第三排太阳轮时，C1工作；动力从第三排太阳轮传递到第三排行星架时，B2工作；
(2)D2档动力传递路线：执行元件C4、B2工作；动力从输入轴输入，输入轴→第三排太阳轮→第三排行星架→第三排齿圈→输出轴；其中，动力从输入轴传递到第三排太阳轮时，C4工作；动力从第三排太阳轮传递到第三排行星架时，B2工作；
(3)3档动力传递路线：执行元件C4、B1工作；动力从输入轴输入，输入轴→第三排太阳轮→共用行星架，然后，第二排行星架→第二排太阳轮→第二排齿圈→输出轴，同时，第三排行星架→第三排齿圈→输出轴；动力从输入轴传递到第三排太阳轮，C4工作；动力从第二排行星架传递到第二排太阳轮，B1工作；
(4)4档动力传递路线：执行元件C2、C4工作；动力从输入轴输入，输入轴→第一排齿圈和第三排太阳轮，然后，第一排齿圈→第一排太阳轮→第一排行星架→第三排行星架→第三排齿圈→输出轴，同时，第三排太阳轮→第三排行星架→第三排齿圈→输出轴；其中，动力从第一排行星架传递到第三排行星架时，C2工作；动力从输入轴传递到第三排太阳轮，C4工作；
(5)5档动力传递路线：执行元件C3、C4工作；动力从输入轴输入，输入轴→第一排齿圈和第三排太阳轮，然后，第一排齿圈→第一排太阳轮→第一排行星架→第二排太阳轮→第二排行星架→共用齿圈→输出轴，同时，第三排太阳轮→第三排行星架→共用齿圈→输出轴；其中，动力从第一排行星架传递到第二排太阳轮时，C3工作；动力从输入轴传递到第三排太阳轮，C4工作；
(6)6档动力传递路线：执行元件C4、C5工作；动力从输入轴输入，输入轴→第三排行星架和第三排太阳轮→第三排齿圈→输出轴；其中，动力从输入轴传递到第三排太阳轮，C4工作；动力从输入轴传递到第三排行星架，C5工作；
(7)7档动力传递路线：执行元件C3、C5工作；动力从输入轴输入，输入轴→第一排齿圈和第二排行星架，然后，第一排齿圈→第一排太阳轮→第一排行星架→第二排太阳轮→第二排行星架→第二排齿圈→输出轴；同时，第二排行星架→第二排齿圈→输出轴；其中，动力从第一排行星架传递到第二排太阳轮时，C3工作；动力从输入轴传递到第二排行星架，C5工作；
(8)8档动力传递路线：执行元件C5、B1工作；动力从输入轴输入，输入轴→第二排行星架→第二排太阳轮→第二排齿圈→输出轴；动力从输入轴传递到第二排行星架，C5工作；动力从第二排行星架传递到第二排太阳轮时，B1工作；
(9)R档动力传递路线：执行元件C3、B2工作；动力从输入轴输入，输入轴→第一排齿圈→第一排太阳轮→第一排行星架→第二排太阳轮→第二排行星架→第二排齿圈→输出轴；其中，动力从第一排行星架传递到第二排太阳轮时，C3工作；动力从第二排太阳轮传递到第二排行星架时，B2工作。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (4)

1.一种新8速汽车自动变速器，其特征在于包括三组行星排，从左往右依次为第一排单行星轮行星排、第二排单行星轮行星排、第三排双行星轮行星排，每组行星排由太阳轮(S)、齿圈(R)、行星架(PC)组成；其中，第一排单行星轮行星排中，齿圈为常输入，即齿圈直接和输入轴连接，太阳轮为常固定，即太阳轮直接和变速器壳体连接；三组行星排之间采用混联的连接方式，第二排行星排和第三排行星排采用并联连接方式，第一排行星排和后两排行星排采用串联连接方式，其中，第二排行星排和第三排行星排共用一个齿圈即共用齿圈，所述共用齿圈与输出轴刚性连接，第二排行星排和第三排行星排共用一个行星架，即共用行星架。
2.根据权利要求1所述的新8速汽车自动变速器，其特征在于所述新8速自动变速器使用7个执行元件，7个执行元件包括5个多片湿式离合器C1、C2、C3、C4、C5，2个多片湿式制动器B1、B2；C1接合,即C1工作时，第一排行星架和第三排太阳轮连接；C2接合,即C2工作时，第一排行星架与第二、第三排行星排共用的行星架连接；C3接合,即C3工作时，第一排行星架和第二排太阳轮连接；C4接合,即C4工作时，输入轴和第三排太阳轮连接；C5接合,即C5工作时，输入轴和第二、第三排行星排共用的行星架连接；B1接合,即B1工作时,固定第二排太阳轮；B2接合,即B2工作时，固定第二排行星排和第三排行星排共用的行星架。
3.根据权利要求2所述的新8速汽车自动变速器的动力传递方案，其特征在于各挡位下的执行元件的工作情况如下表所示：
挡位 C1 C2 C3 C4 C5 B1 B2 D1 ⊙ ⊙ D2 ⊙ ⊙ D3 ⊙ ⊙ D4 ⊙ ⊙ D5 ⊙ ⊙ D6 ⊙ ⊙ D7 ⊙ ⊙ D8 ⊙ ⊙ R ⊙ ⊙
其中，⊙--表示执行元件工作。
4.根据权利要求3所述的新8速汽车自动变速器的动力传递方案，其特征在于各档位动力传递路线为：
(1)D1档动力传递路线：执行元件C1、B2工作；动力从输入轴输入，输入轴→第一排齿圈→第一排太阳轮→第一排行星架→第三排太阳轮→第三排行星架→第三排齿圈→输出轴；其中，动力从第一排行星架传递到第三排太阳轮时，C1工作；动力从第三排太阳轮传递到第三排行星架时，B2工作；
(2)D2档动力传递路线：执行元件C4、B2工作；动力从输入轴输入，输入轴→第三排太阳轮→第三排行星架→第三排齿圈→输出轴；其中，动力从输入轴传递到第三排太阳轮时，C4工作；动力从第三排太阳轮传递到第三排行星架时，B2工作；
(3)3档动力传递路线：执行元件C4、B1工作；动力从输入轴输入，输入轴→第三排太阳轮→共用行星架，然后，第二排行星架→第二排太阳轮→第二排齿圈→输出轴，同时，第三排行星架→第三排齿圈→输出轴；动力从输入轴传递到第三排太阳轮，C4工作；动力从第二排行星架传递到第二排太阳轮，B1工作；
(4)4档动力传递路线：执行元件C2、C4工作；动力从输入轴输入，输入轴→第一排齿圈和第三排太阳轮，然后，第一排齿圈→第一排太阳轮→第一排行星架→第三排行星架→第三排齿圈→输出轴，同时，第三排太阳轮→第三排行星架→第三排齿圈→输出轴；其中，动力从第一排行星架传递到第三排行星架时，C2工作；动力从输入轴传递到第三排太阳轮，C4工作；
(5)5档动力传递路线：执行元件C3、C4工作；动力从输入轴输入，输入轴→第一排齿圈和第三排太阳轮，然后，第一排齿圈→第一排太阳轮→第一排行星架→第二排太阳轮→第二排行星架→共用齿圈→输出轴，同时，第三排太阳轮→第三排行星架→共用齿圈→输出轴；其中，动力从第一排行星架传递到第二排太阳轮时，C3工作；动力从输入轴传递到第三排太阳轮，C4工作；
(6)6档动力传递路线：执行元件C4、C5工作；动力从输入轴输入，输入轴→第三排行星架和第三排太阳轮→第三排齿圈→输出轴；其中，动力从输入轴传递到第三排太阳轮，C4工作；动力从输入轴传递到第三排行星架，C5工作；
(7)7档动力传递路线：执行元件C3、C5工作；动力从输入轴输入，输入轴→第一排齿圈和第二排行星架，然后，第一排齿圈→第一排太阳轮→第一排行星架→第二排太阳轮→第二排行星架→第二排齿圈→输出轴；同时，第二排行星架→第二排齿圈→输出轴；其中，动力从第一排行星架传递到第二排太阳轮时，C3工作；动力从输入轴传递到第二排行星架，C5工作；
(8)8档动力传递路线：执行元件C5、B1工作；动力从输入轴输入，输入轴→第二排行星架→第二排太阳轮→第二排齿圈→输出轴；动力从输入轴传递到第二排行星架，C5工作；动力从第二排行星架传递到第二排太阳轮时，B1工作；
(9)R档动力传递路线：执行元件C3、B2工作；动力从输入轴输入，输入轴→第一排齿圈→第一排太阳轮→第一排行星架→第二排太阳轮→第二排行星架→第二排齿圈→输出轴；其中，动力从第一排行星架传递到第二排太阳轮时，C3工作；动力从第二排太阳轮传递到第二排行星架时，B2工作。
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