CN110345210B - 一种基于单行星轮式模块化设计的16速自动变速器 - Google Patents

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CN110345210B CN201910702322.3A CN201910702322A CN110345210B CN 110345210 B CN110345210 B CN 110345210B CN 201910702322 A CN201910702322 A CN 201910702322A CN 110345210 B CN110345210 B CN 110345210B
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Abstract

本发明公开了一种基于单行星轮式模块化设计的16速自动变速器，其特征主要由电动机、行星轮系、定轴轮系、离合器、制动器，双联齿轮、壳体组成；第一制动器、第二制动器、第三制动器、第四制动器和第五制动器呈并联式结构，通过各自接合实现各自轮系的转换。本发明具有16前速，16倒档，传动比设计灵活，不仅可用于提高轿车的燃油经济性，也可以适用于货车、重型卡车的变速箱，对现有大型车动力传动系统结构提供了一种新的方案参考，具有较好的使用价值和应用前景。

Description

一种基于单行星轮式模块化设计的16速自动变速器
技术领域
本发明属于电动汽车驱动领域，具体涉及一种基于单行星轮式模块化设计的16速自动变速器。
背景技术
由于行星齿轮结构灵活多变，传动比易于调节，换档方式较为简单，广泛用于变速器的设计当中，因此，利用行星齿轮实现档位调节多档变速器设计的首选方案。
专利CN201821755484.0公开了一种16速等速比阶全动力换挡变速箱，本发明 中定轴式动力换挡区段内装有一轴、二轴、三轴、四轴、五轴，行星式动力换挡区段内装有六轴，上述布置能将发动机动力通过定轴式动力换挡区段和行星式动力换挡区段传递给动力输出轴；本发明 可实现16个前进挡、16个倒挡和等速比阶，其特点是传动效率高、制造成本低、结构紧凑，由于采用全动力换挡技术，可在不切断动力的情况下换挡，能提高换挡平顺性、降低油耗和驾驶强。与本发明相比，本发明采用四个传动级，一个换向级的模块化设计，使得换挡操作控制简单，可靠性好；并且本发明的传动比的变化范围小，使得传动比更加准确。
专利CN201710437082.X公开了一种十六速不切断动力换档自动变速器，属于汽车自动变速器，具备混合动力驱动和缓速器功能，容易与发动机匹配。变速器在车辆起步和换档的过程中，使用混连驱动，通过分流部分动力实现变速，当达到要求档位的速比时，相应档位结合套结合，混合动力由混连驱动转变为并联驱动，换档时不切断发动机扭矩输出，动力传递平顺，使用寿命长。与本发明相比，本发明采用单行星轮式行星排结构，使得减速器的结构紧凑，减少体积。
发明内容
针对现有电动汽车单一变速器的能耗高、自动变速器中的档位较少，档位差较大等等问题，本发明基于行星轮系传动特点，从实际工况考虑，设计出高低档搭配合理的一种16档传动比的电动汽车电力驱动系统，为现有电动汽车变速器的有益补充。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
一种基于单行星轮式模块化设计的16速自动变速器，其特征在于有四个传动级，所述传动级的传动系统均为单行星排结构；所述传动级包括第一传动级、第二传动级、第三传动级和第四传动级；所述第一传动级包括电机、第一中心轮、第一行星轮、第二行星轮、第一太阳轮、第一制动器、第一离合器、第一传动轴，所述第二传动级包括第二中心轮、第三行星轮、第四行星轮、第二太阳轮、第二制动器、第二离合器、第二传动轴，所述第三传动级包括第三中心轮、第一双联左齿轮、第一双联右齿轮、第二双联左齿轮、第二双联右齿轮、第三太阳轮、第三制动器、第三离合器、第三传动轴，所述第四传动级包括第四太阳轮、第三双联左齿轮、第三双联右齿轮、第四双联左齿轮、第四双联右齿轮、第四中心轮、第四制动器、第四离合器、第四传动轴、第五传动轴；在所述第一传动级中，所述第一传动轴分别与所述电机与所述第一中心轮和所述第一离合器内圈固联，所述第一中心轮与所述第一行星轮外啮合，所述第一行星轮与所述第二行星轮外啮合，所述第二行星轮与所述第一太阳轮内啮合，所述第一制动器外圈与壳体固联，所述第一行星轮和所述第二行星轮分别与所述第一制动器内圈形成转动副，所述第一离合器外圈与所述第一太阳轮固联，所述第一太阳轮分别与所述第一离合器外圈和所述第二传动轴固联；在所述第二传动级中，所述第二传动轴分别与所述第二中心轮和所述第二离合器内圈固联，所述第二中心轮与所述第三行星轮外啮合，所述第三行星轮与所述第四行星轮外啮合，所述第四行星轮与所述第二太阳轮内啮合，所述第二制动器外圈与壳体固联，所述第三行星轮和所述第四行星轮分别与所述第二制动器内圈形成转动副，所述第二离合器外圈与所述第二太阳轮固联，所述第二太阳轮分别与所述第二离合器外圈和所述第三传动轴固联；在所述第三传动级中，所述第三传动轴分别与所述第三中心轮和所述第三离合器内圈固联，所述第三中心轮与所述第一双联左齿轮外啮合，所述第一双联右齿轮与所述第二双联左齿轮外啮合，所述第三制动器外圈与壳体固联，所述第一双联左齿轮与所述第一双联右齿轮固联并与所述第三制动器内圈形成转动副，所述第二双联右齿轮与所述第三太阳轮内啮合，所述第二双联左齿轮与所述第二双联右齿轮固联并与所述第三制动器内圈形成转动副，所述第三离合器外圈与所述第三太阳轮固联，所述第三太阳轮分别与所述第三离合器外圈和所述第四传动轴固联；在所述第四传动级中，所述第四太阳轮分别与所述第四传动轴与所述第四离合器外圈固联，所述第四太阳轮与所述第三双联左齿轮内啮合，所述第三双联左齿轮与所述第三双联右齿轮固联并与所述第四制动器内圈形成转动副，所述第三双联右齿轮与所述第四双联左齿轮外啮合，所述第四双联左齿轮与所述第四双联右齿轮固联并与所述第四制动器内圈形成转动副，所述第四双联右齿轮与所述第四中心轮外啮合，所述第四离合器外圈与所述第四太阳轮固联，所述第五传动轴分别与所述第四离合器内圈和所述第四中心轮固联，所述第三太阳轮分别与所述第三离合器外圈和所述第四传动轴固联。换向级的传动系统为单行星排结构；所述换向级包括第五中心轮、第五行星轮、第五太阳轮、第五制动器、第五离合器、第六传动轴；在所述换向级中，所述第五传动轴分别与所述第五中心轮与所述第五离合器内圈固联，所述第五中心轮与所述第五行星轮外啮合，所述第五行星轮与所述第五太阳轮内啮合，所述第五行星轮与所述第五制动器内圈形成转动副，所述第五制动器外圈与壳体相连，所述第五太阳轮分别与所述第五离合器外圈与所述第六传动轴固联。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1.本发明采用单行星轮式行星排结构，使得减速器的结构紧凑，体积小，结构紧凑；齿数比设计方便、传动比范围大、体积小。
2.本发明采用四个传动级和一个换向级的模块化设计，对于换挡的过程能够简单控制，档位的传动比精确，可靠性好。
3.本发明一共拥有16前速档，16倒档，档位传动比变化小，传动比设计灵活，换挡过程平稳，不仅可用于提高轿车的燃油经济性，也可以适用于货车、重型卡车的变速箱。
附图说明
图1为齿轮传动结构示意图；
其中：1第一中心轮、2第一行星轮、3第二行星轮、4第一太阳轮、5第二中心轮、6 第三行星轮、7第四行星轮、8第二太阳轮、9第三中心轮、10第一双联左齿轮、11第一双联右齿轮、12第二双联左齿轮、13第二双联右齿轮、14第三太阳轮、15第四太阳轮、16第三双联左齿轮、17第三双联右齿轮、18第四双联左齿轮、19第四双联右齿轮、20第四中心轮、21第五中心轮、22第五行星轮、23第五太阳轮、B1第一制动器、B2第二制动器、B3 第三制动器、B4第四制动器、B5第五制动器、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、Ⅰ第一传动轴、Ⅱ第二传动轴、Ⅲ第三传动轴、Ⅳ第四传动轴、Ⅴ第五传动轴、Ⅵ第六传动轴、M电动机。
具体实施方式
如图1所示，本发明涉及一种基于单行星轮式模块化设计的16速自动变速器，其特征主要由电动机M、第一传动级、第二传动级、第三传动级、第四传动级、换向级和壳体组成。
在第一传动级中，第一传动轴Ⅰ分别与电动机M与第一中心轮1和第一离合器C1内圈固联，第一中心轮1与第一行星轮2外啮合，第一行星轮2与第二行星轮3外啮合，第二行星轮3与第一太阳轮4内啮合，第一制动器B1外圈与壳体固联，第一行星轮2和第二行星轮 3分别与第一制动器B1内圈形成转动副，第一离合器C1外圈与第一太阳轮4固联，第一太阳轮4分别与第一离合器C1外圈和第二传动轴Ⅱ固联；在第二传动级中，第二传动轴Ⅱ分别与第二中心轮5和第二离合器C2内圈固联，第二中心轮5与第三行星轮6外啮合，第三行星轮6与第四行星轮7外啮合，第四行星轮7与第二太阳轮8内啮合，第二制动器B2外圈与壳体固联，第三行星轮6和第四行星轮7分别与第二制动器B2内圈形成转动副，第二离合器 C2外圈与第二太阳轮8固联，第二太阳轮8分别与第二离合器C2外圈和第三传动轴Ⅲ固联；在第三传动级中，第三传动轴Ⅲ分别与第三中心轮9和第三离合器C3内圈固联，第三中心轮9与第一双联左齿轮10外啮合，第一双联右齿轮11与第二双联左齿轮12外啮合，第三制动器B3外圈与壳体固联，第一双联左齿轮10与第一双联右齿轮11固联并与第三制动器B3内圈形成转动副，第二双联右齿轮13与第三太阳轮14内啮合，第二双联左齿轮12与第二双联右齿轮13固联并与第三制动器B3内圈形成转动副，第三离合器C3外圈与第三太阳轮14固联，第三太阳轮14分别与第三离合器C3外圈和第四传动轴Ⅳ固联；在第四传动级中，第四太阳轮15分别与第四传动轴Ⅳ与第四离合器C4外圈固联，第四太阳轮15与第三双联左齿轮 16内啮合，第三双联左齿轮16与第三双联右齿轮17固联并与第四制动器B4内圈形成转动副，第三双联右齿轮17与第四双联左齿轮18外啮合，第四双联左齿轮18与第四双联右齿轮 19固联并与第四制动器B4内圈形成转动副，第四双联右齿轮19与第四中心轮20外啮合，第四离合器C4外圈与第四太阳轮15固联，第五传动轴Ⅴ分别与第四离合器C4内圈和第四中心轮20固联，第三太阳轮14分别与第三离合器C3外圈和第四传动轴Ⅳ固联；在换向级中，第五传动轴Ⅴ分别与第五中心轮21与第五离合器C5内圈固联，第五中心轮21与第五行星轮 22外啮合，第五行星轮22与第五太阳轮23内啮合，第五行星轮22与第五制动器B5内圈形成转动副，第五制动器B5外圈与壳体相连，第五太阳轮23分别与第五离合器C5外圈与第六传动轴Ⅵ固联。
本发明的工作原理说明如下：
根据现有电动车型的时速要求，并且结合特殊路况对车辆实现16速变速器的要求，设计齿轮齿数如表1所示。
表1齿轮齿数表
Figure GDA0003113470280000041
Figure GDA0003113470280000051
各个档位的执行元件如表2所示。
表2换档执行元件工作表
Figure GDA0003113470280000052
Figure GDA0003113470280000061
注：表中“●”表示结合，“○”表示分离；结合图1及表2，各档传递路线说明如下：
1.前进档(D位)
(1)前进一档(D1档)
如图1所示，电机正转，制动器B1分离，制动器B2分离，制动器B3分离，制动器B4接合，制动器B5接合；电机带动第一传动轴Ⅰ旋转，将动力输入第一传动级，第一传动级为行星轮系，第一传动级通过第二传动轴Ⅱ将动力输入第二传动级，第二传动级为行星轮系，第二传动级通过第三传动轴Ⅲ将动力输入第三传动级，第三传动级为行星轮系，第三传动级通过第四传动轴Ⅳ将动力输入第四传动级，第四传动级为定轴轮系，第四传动级通过第五传动轴Ⅴ将动力输入换向级，换向级为定轴轮系，换向级通过第六传动轴Ⅵ将动力输出。
(2)前进二档(D2档)
如图1所示，电机正转，制动器B1分离，制动器B2分离，制动器B3接合，制动器B4接合，制动器B5接合；电机带动第一传动轴Ⅰ旋转，将动力输入第一传动级，第一传动级为行星轮系，第一传动级通过第二传动轴Ⅱ将动力输入第二传动级，第二传动级为行星轮系，第三传动级为定轴轮系，第三传动级通过第四传动轴Ⅳ将动力输入第四传动级，第四传动级为定轴轮系，第四传动级通过第五传动轴Ⅴ将动力输入换向级，换向级为定轴轮系，换向级通过第六传动轴Ⅵ将动力输出。
(3)前进三档(D3档)
如图1所示，电机正转，制动器B1分离，制动器B2分离，制动器B3分离，制动器B4分离，制动器B5接合；电机带动第一传动轴Ⅰ旋转，将动力输入第一传动级，第一传动级为行星轮系，第一传动级通过第二传动轴Ⅱ将动力输入第二传动级，第二传动级为行星轮系，第二传动级通过第三传动轴Ⅲ将动力输入第三传动级，第三传动级为行星轮系，第三传动级通过第四传动轴Ⅳ将动力输入第四传动级，第四传动级为行星轮系，第四传动级通过第五传动轴Ⅴ将动力输入换向级，换向级为定轴轮系，换向级通过第六传动轴Ⅵ将动力输出。
(4)前进四档(D4档)
如图1所示，电机正转，制动器B1分离，制动器B2接合，制动器B3分离，制动器B4接合，制动器B5接合；电机带动第一传动轴Ⅰ旋转，将动力输入第一传动级，第一传动级为行星轮系，第一传动级通过第二传动轴Ⅱ将动力输入第二传动级，第二传动级为定轴轮系，第二传动级通过第三传动轴Ⅲ将动力输入第三传动级，第三传动级为行星轮系，第三传动级通过第四传动轴Ⅳ将动力输入第四传动级，第四传动级为定轴轮系，第四传动级通过第五传动轴Ⅴ将动力输入换向级，换向级为定轴轮系，换向级通过第六传动轴Ⅵ将动力输出。
(5)前进五档(D5档)
如图1所示，电机正转，制动器B1分离，制动器B2分离，制动器B3接合，制动器B4分离，制动器B5接合；电机带动第一传动轴Ⅰ旋转，将动力输入第一传动级，第一传动级为行星轮系，第一传动级通过第二传动轴Ⅱ将动力输入第二传动级，第二传动级为行星轮系，第二传动级通过第三传动轴Ⅲ将动力输入第三传动级，第三传动级为定轴轮系，第三传动级通过第四传动轴Ⅳ将动力输入第四传动级，第四传动级为行星轮系，第四传动级通过第五传动轴Ⅴ将动力输入换向级，换向级为定轴轮系，换向级通过第六传动轴Ⅵ将动力输出。
(6)前进六档(D6档)
如图1所示，电机正转，制动器B1接合，制动器B2分离，制动器B3分离，制动器B4接合，制动器B5接合；电机带动第一传动轴Ⅰ旋转，将动力输入第一传动级，第一传动级为定轴轮系，第一传动级通过第二传动轴Ⅱ将动力输入第二传动级，第二传动级为行星轮系，第二传动级通过第三传动轴Ⅲ将动力输入第三传动级，第三传动级为行星轮系，第三传动级通过第四传动轴Ⅳ将动力输入第四传动级，第四传动级为定轴轮系，第四传动级通过第五传动轴Ⅴ将动力输入换向级，换向级为定轴轮系，换向级通过第六传动轴Ⅵ将动力输出。
(7)前进七档(D7档)
如图1所示，电机正转，制动器B1分离，制动器B2接合，制动器B3接合，制动器B4接合，制动器B5接合；电机带动第一传动轴Ⅰ旋转，将动力输入第一传动级，第一传动级为行星轮系，第一传动级通过第二传动轴Ⅱ将动力输入第二传动级，第二传动级为定轴轮系，第二传动级通过第三传动轴Ⅲ将动力输入第三传动级，第三传动级为定轴轮系，第三传动级通过第四传动轴Ⅳ将动力输入第四传动级，第四传动级为定轴轮系，第四传动级通过第五传动轴Ⅴ将动力输入换向级，换向级为定轴轮系，换向级通过第六传动轴Ⅵ将动力输出。
(8)前进八档(D8档)
如图1所示，电机正转，制动器B1接合，制动器B2分离，制动器B3接合，制动器B4接合，制动器B5接合；电机带动第一传动轴Ⅰ旋转，将动力输入第一传动级，第一传动级为定轴轮系，第一传动级通过第二传动轴Ⅱ将动力输入第二传动级，第二传动级为行星轮系，第二传动级通过第三传动轴Ⅲ将动力输入第三传动级，第三传动级为定轴轮系，第三传动级通过第四传动轴Ⅳ将动力输入第四传动级，第四传动级为定轴轮系，第四传动级通过第五传动轴Ⅴ将动力输入换向级，换向级为定轴轮系，换向级通过第六传动轴Ⅵ将动力输出。
(9)前进九档(D9档)
如图1所示，电机正转，制动器B1分离，制动器B2接合，制动器B3分离，制动器B4分离，制动器B5接合；电机带动第一传动轴Ⅰ旋转，将动力输入第一传动级，第一传动级为行星轮系，第一传动级通过第二传动轴Ⅱ将动力输入第二传动级，第二传动级为定轴轮系，第二传动级通过第三传动轴Ⅲ将动力输入第三传动级，第三传动级为行星轮系，第三传动级通过第四传动轴Ⅳ将动力输入第四传动级，第四传动级为行星轮系，第四传动级通过第五传动轴Ⅴ将动力输入换向级，换向级为定轴轮系，换向级通过第六传动轴Ⅵ将动力输出。
(10)前进十档(D10档)
如图1所示，电机正转，制动器B1接合，制动器B2分离，制动器B3分离，制动器B4分离，制动器B5接合；电机带动第一传动轴Ⅰ旋转，将动力输入第一传动级，第一传动级为定轴轮系，第一传动级通过第二传动轴Ⅱ将动力输入第二传动级，第二传动级为行星轮系，第二传动级通过第三传动轴Ⅲ将动力输入第三传动级，第三传动级为行星轮系，第三传动级通过第四传动轴Ⅳ将动力输入第四传动级，第四传动级为行星轮系，第四传动级通过第五传动轴Ⅴ将动力输入换向级，换向级为定轴轮系，换向级通过第六传动轴Ⅵ将动力输出。
(11)前进十一档(D11档)
如图1所示，电机正转，制动器B1分离，制动器B2接合，制动器B3接合，制动器B4分离，制动器B5接合；电机带动第一传动轴Ⅰ旋转，将动力输入第一传动级，第一传动级为行星轮系，第一传动级通过第二传动轴Ⅱ将动力输入第二传动级，第二传动级为定轴轮系，第二传动级通过第三传动轴Ⅲ将动力输入第三传动级，第三传动级为定轴轮系，第三传动级通过第四传动轴Ⅳ将动力输入第四传动级，第四传动级为行星轮系，第四传动级通过第五传动轴Ⅴ将动力输入换向级，换向级为定轴轮系，换向级通过第六传动轴Ⅵ将动力输出。
(12)前进十二档(D12档)
如图1所示，电机正转，制动器B1接合，制动器B2接合，制动器B3分离，制动器B4接合，制动器B5接合；电机带动第一传动轴Ⅰ旋转，将动力输入第一传动级，第一传动级为定轴轮系，第一传动级通过第二传动轴Ⅱ将动力输入第二传动级，第二传动级为定轴轮系，第二传动级通过第三传动轴Ⅲ将动力输入第三传动级，第三传动级为行星轮系，第三传动级通过第四传动轴Ⅳ将动力输入第四传动级，第四传动级为定轴轮系，第四传动级通过第五传动轴Ⅴ将动力输入换向级，换向级为定轴轮系，换向级通过第六传动轴Ⅵ将动力输出。
(13)前进十三档(D13档)
如图1所示，电机正转，制动器B1接合，制动器B2分离，制动器B3接合，制动器B4分离，制动器B5接合；电机带动第一传动轴Ⅰ旋转，将动力输入第一传动级，第一传动级为定轴轮系，第一传动级通过第二传动轴Ⅱ将动力输入第二传动级，第二传动级为行星轮系，第二传动级通过第三传动轴Ⅲ将动力输入第三传动级，第三传动级为定轴轮系，第三传动级通过第四传动轴Ⅳ将动力输入第四传动级，第四传动级为行星轮系，第四传动级通过第五传动轴Ⅴ将动力输入换向级，换向级为定轴轮系，换向级通过第六传动轴Ⅵ将动力输出。
(14)前进十四档(D14档)
如图1所示，电机正转，制动器B1接合，制动器B2接合，制动器B3接合，制动器B4接合，制动器B5接合；电机带动第一传动轴Ⅰ旋转，将动力输入第一传动级，第一传动级为定轴轮系，第一传动级通过第二传动轴Ⅱ将动力输入第二传动级，第二传动级为定轴轮系，第二传动级通过第三传动轴Ⅲ将动力输入第三传动级，第三传动级为定轴轮系，第三传动级通过第四传动轴Ⅳ将动力输入第四传动级，第四传动级为定轴轮系，第四传动级通过第五传动轴Ⅴ将动力输入换向级，换向级为定轴轮系，换向级通过第六传动轴Ⅵ将动力输出。
(15)前进十五档(D15档)
如图1所示，电机正转，制动器B1接合，制动器B2接合，制动器B3分离，制动器B4分离，制动器B5接合；电机带动第一传动轴Ⅰ旋转，将动力输入第一传动级，第一传动级为定轴轮系，第一传动级通过第二传动轴Ⅱ将动力输入第二传动级，第二传动级为定轴轮系，第二传动级通过第三传动轴Ⅲ将动力输入第三传动级，第三传动级为行星轮系，第三传动级通过第四传动轴Ⅳ将动力输入第四传动级，第四传动级为行星轮系，第四传动级通过第五传动轴Ⅴ将动力输入换向级，换向级为定轴轮系，换向级通过第六传动轴Ⅵ将动力输出。
(16)前进十六档(D16档)
如图1所示，电机正转，制动器B1接合，制动器B2接合，制动器B3接合，制动器B4分离，制动器B5接合；电机带动第一传动轴Ⅰ旋转，将动力输入第一传动级，第一传动级为定轴轮系，第一传动级通过第二传动轴Ⅱ将动力输入第二传动级，第二传动级为定轴轮系，第二传动级通过第三传动轴Ⅲ将动力输入第三传动级，第三传动级为定轴轮系，第三传动级通过第四传动轴Ⅳ将动力输入第四传动级，第四传动级为行星轮系，第四传动级通过第五传动轴Ⅴ将动力输入换向级，换向级为定轴轮系，换向级通过第六传动轴Ⅵ将动力输出。
2.倒一档(R1档)
如图1所示，电机正转，制动器B1分离，制动器B2分离，制动器B3分离，制动器B4接合，制动器B5分离；电机带动第一传动轴Ⅰ旋转，将动力输入第一传动级，第一传动级为行星轮系，第一传动级通过第二传动轴Ⅱ将动力输入第二传动级，第二传动级为行星轮系，第二传动级通过第三传动轴Ⅲ将动力输入第三传动级，第三传动级为行星轮系，第三传动级通过第四传动轴Ⅳ将动力输入第四传动级，第四传动级为定轴轮系，第四传动级通过第五传动轴Ⅴ将动力输入换向级，换向级为行星轮系，换向级通过第六传动轴Ⅵ将动力输出。
3.换档过程
一档换二档，通过换档控制单元将第三制动器B3接合，第三传动级从行星轮系变为定轴轮系，实现档位的转换。
二档换三档，通过换档控制单元将第三制动器B3分离，第四制动器B4分离，第三传动级从定轴轮系变为行星轮系，第四传动级从定轴轮系变为行星轮系，实现档位的转换。
三档换四档，通过换档控制单元将第二制动器B2接合，第四制动器B4接合，第二传动级从行星轮系变为定轴轮系，第四传动级从行星轮系变为定轴轮系，实现档位的转换。
四档换五档，通过换档控制单元将第二制动器B2分离，第三制动器B3接合，第四制动器B4分离，第二传动级从定轴轮系变为行星轮系，第三传动级从行星轮系变为定轴轮系，第四传动级从定轴轮系变为行星轮系，实现档位的转换。
五档换六档，通过换档控制单元将第一制动器B1接合，第三制动器B3分离，第四制动器B4接合，第一传动级从行星轮系变为定轴轮系，第三传动级从定轴轮系变为行星轮系，第四传动级从行星轮系变为定轴轮系，实现档位的转换。
六档换七档，通过换档控制单元将第一制动器B1分离，第二制动器B2接合，第三制动器B3接合，第一传动级从定轴轮系变为行星轮系，第三传动级从行星轮系变为定轴轮系，第三传动级从行星轮系变为定轴轮系，实现档位的转换。
七档换八档，通过换档控制单元将第一制动器B1接合，第二制动器B2分离，第一传动级从行星轮系变为定轴轮系，第二传动级从定轴轮系变为行星轮系，实现档位的转换。
八档换九档，通过换档控制单元将第一制动器B1分离，第二制动器B2接合，第三制动器B3分离，第四制动器B4分离，第一传动级从定轴轮系变为行星轮系，第二传动级从行星轮系变为定轴轮系，第三传动级从定轴轮系变为行星轮系，第四传动级从定轴轮系变为行星轮系，实现档位的转换。
九档换十档，通过换档控制单元将第一制动器B1接合，第二制动器B2分离，第一传动级从行星轮系变为定轴轮系，第二传动级从定轴轮系变为行星轮系，实现档位的转换。
十档换十一档，通过换档控制单元将第一制动器B1分离，第二制动器B2接合，第三制动器B3接合，第一传动级从定轴轮系变为行星轮系，第二传动级从行星轮系变为定轴轮系，第三传动级从行星轮系变为定轴轮系，实现档位的转换。
十一档换十二档，通过换档控制单元将第一制动器B1接合，第三制动器B3分离，第四制动器B4接合，第一传动级从行星轮系变为定轴轮系，第三传动级从定轴轮系变为行星轮系，第四传动级从行星轮系变为定轴轮系，实现档位的转换。
十二档换十三档，通过换档控制单元将第二制动器B2分离，第三制动器B3接合，第四制动器B4分离，第二传动级从定轴轮系变为行星轮系，第三传动级从行星轮系变为定轴轮系，第四传动级从定轴轮系变为行星轮系，实现档位的转换。
十三档换十四档，通过换档控制单元将第二制动器B2接合，第四制动器B4接合，第二传动级从行星轮系变为定轴轮系，第四传动级从行星轮系变为定轴轮系，实现档位的转换。
十四档换十五档，通过换档控制单元将第三制动器B3接合，第四制动器B4接合，第三传动级从行星轮系变为定轴轮系，第四传动级从行星轮系变为定轴轮系，实现档位的转换。
十五档换十六档，通过换档控制单元将第三制动器B3接合，第三传动级从行星轮系变为定轴轮系，实现档位的转换。
十六档换十五档，通过换档控制单元将第三制动器B3分离，第三传动级从定轴轮系变为行星轮系，实现档位的转换。
十五档换十四档，通过换档控制单元将第三制动器B3接合，第四制动器B4接合，第三传动级从行星轮系变为定轴轮系，第四传动级从行星轮系变为定轴轮系，实现档位的转换。
十四档换十三档，通过换档控制单元将第二制动器B2分离，第四制动器B4分离，第二传动级从定轴轮系变为行星轮系，第四传动级从定轴轮系变为行星轮系，实现档位的转换。
十三档换十二档，过换档控制单元将第二制动器B2接合，第三制动器B3分离，第四制动器B4接合，第二传动级从行星轮系变为定轴轮系，第三传动级从定轴轮系变为行星轮系，第四传动级从行星轮系变为定轴轮系，实现档位的转换。
十二档换十一档，通过换档控制单元将第一制动器B1分离，第三制动器B3接合，第四制动器B4分离，第一传动级从定轴轮系变为行星轮系，第三传动级从行星轮系变为定轴轮系，第四传动级从定轴轮系变为行星轮系，实现档位的转换。
十一档换十档，通过换档控制单元将第一制动器B1接合，第二制动器B2分离，第三制动器B3分离，第一传动级从行星轮系变为定轴轮系，第二传动级从定轴轮系变为行星轮系，第三传动级从定轴轮系变为行星轮系，实现档位的转换。
十档换九档，通过换档控制单元将第一制动器B1分离，第二制动器B2接合，第一传动级从定轴轮系变为行星轮系，第二传动级从行星轮系变为定轴轮系，实现档位的转换。
九档换八档，通过换档控制单元将第一制动器B1接合，第二制动器B2分离，第三制动器B3接合，第四制动器B4接合，第一传动级从行星轮系变为定轴轮系，第二传动级从定轴轮系变为行星轮系，第三传动级从行星轮系变为定轴轮系，第四传动级从行星轮系变为定轴轮系，实现档位的转换。
八档换七档，通过换档控制单元将第一制动器B1分离，第二制动器B2接合，第一传动级从定轴轮系变为行星轮系，第二传动级从行星轮系变为定轴轮系，实现档位的转换。
七档换六档，通过换档控制单元将第一制动器B1接合，第二制动器B2分离，第三制动器B3分离，第一传动级从行星轮系变为定轴轮系，第三传动级从定轴轮系变为行星轮系，第三传动级从定轴轮系变为行星轮系，实现档位的转换。
六档换五档，通过换档控制单元将第一制动器B1分离，第三制动器B3接合，第四制动器B4分离，第一传动级从定轴轮系变为行星轮系，第三传动级从行星轮系变为定轴轮系，第四传动级从定轴轮系变为行星轮系，实现档位的转换。
五档换四档，通过换档控制单元将第二制动器B2接合，第三制动器B3分离，第四制动器B4接合，第二传动级从行星轮系变为定轴轮系，第三传动级从定轴轮系变为行星轮系，第四传动级从行星轮系变为定轴轮系，实现档位的转换。
四档换三档，通过换档控制单元将第二制动器B2分离，第四制动器B4分离，第二传动级从定轴轮系变为行星轮系，第四传动级从定轴轮系变为行星轮系，实现档位的转换。
三档换二档，通过换档控制单元将第三制动器B3接合，第四制动器B4接合，第三传动级从行星轮系变为定轴轮系，第四传动级从行星轮系变为定轴轮系，实现档位的转换。
二档换一档，通过换档控制单元将第三制动器B3分离，第三传动级从定轴轮系变为行星轮系，实现档位的转换。

Claims (1)

1.一种基于单行星轮式模块化设计的16速自动变速器，其特征在于有四个传动级，所述传动级的传动系统均为单行星排结构；所述传动级包括第一传动级、第二传动级、第三传动级和第四传动级；所述第一传动级包括电动机(M)、第一中心轮(1)、第一行星轮(2)、第二行星轮(3)、第一太阳轮(4)、第一制动器(B1)、第一离合器(C1)、第一传动轴(Ⅰ)，所述第二传动级包括第二中心轮(5)、第三行星轮(6)、第四行星轮(7)、第二太阳轮(8)、第二制动器(B2)、第二离合器(C2)、第二传动轴(Ⅱ)，所述第三传动级包括第三中心轮(9)、第一双联左齿轮(10)、第一双联右齿轮(11)、第二双联左齿轮(12)、第二双联右齿轮(13)、第三太阳轮(14)、第三制动器(B3)、第三离合器(C3)、第三传动轴(Ⅲ)，所述第四传动级包括第四太阳轮(15)、第三双联左齿轮(16)、第三双联右齿轮(17)、第四双联左齿轮(18)、第四双联右齿轮(19)、第四中心轮(20)、第四制动器(B4)、第四离合器(C4)、第四传动轴(Ⅳ)、第五传动轴(Ⅴ)；在所述第一传动级中，所述第一传动轴(Ⅰ)分别与所述电动机(M)与所述第一中心轮(1)和所述第一离合器(C1)内圈固联，所述第一中心轮(1)与所述第一行星轮(2)外啮合，所述第一行星轮(2)与所述第二行星轮(3)外啮合，所述第二行星轮(3)与所述第一太阳轮(4)内啮合，所述第一制动器(B1)外圈与壳体固联，所述第一行星轮(2)和所述第二行星轮(3)分别与所述第一制动器(B1)内圈形成转动副，所述第一离合器(C1)外圈与所述第一太阳轮(4)固联，所述第一太阳轮(4)分别与所述第一离合器(C1)外圈和所述第二传动轴(Ⅱ)固联；在所述第二传动级中，所述第二传动轴(Ⅱ)分别与所述第二中心轮(5)和所述第二离合器(C2)内圈固联，所述第二中心轮(5)与所述第三行星轮(6)外啮合，所述第三行星轮(6)与所述第四行星轮(7)外啮合，所述第四行星轮(7)与所述第二太阳轮(8)内啮合，所述第二制动器(B2)外圈与壳体固联，所述第三行星轮(6)和所述第四行星轮(7)分别与所述第二制动器(B2)内圈形成转动副，所述第二离合器(C2)外圈与所述第二太阳轮(8)固联，所述第二太阳轮(8)分别与所述第二离合器(C2)外圈和所述第三传动轴(Ⅲ)固联；在所述第三传动级中，所述第三传动轴(Ⅲ)分别与所述第三中心轮(9)和所述第三离合器(C3)内圈固联，所述第三中心轮(9)与所述第一双联左齿轮(10)外啮合，所述第一双联右齿轮(11)与所述第二双联左齿轮(12)外啮合，所述第三制动器(B3)外圈与壳体固联，所述第一双联左齿轮(10)与所述第一双联右齿轮(11)固联并与所述第三制动器(B3)内圈形成转动副，所述第二双联右齿轮(13)与所述第三太阳轮(14)内啮合，所述第二双联左齿轮(12)与所述第二双联右齿轮(13)固联并与所述第三制动器(B3)内圈形成转动副，所述第三离合器(C3)外圈与所述第三太阳轮(14)固联，所述第三太阳轮(14)分别与所述第三离合器(C3)外圈和所述第四传动轴(Ⅳ)固联；在所述第四传动级中，所述第四太阳轮(15)分别与所述第四传动轴(Ⅳ)与所述第四离合器(C4)外圈固联，所述第四太阳轮(15)与所述第三双联左齿轮(16)内啮合，所述第三双联左齿轮(16)与所述第三双联右齿轮(17)固联并与所述第四制动器(B4)内圈形成转动副，所述第三双联右齿轮(17)与所述第四双联左齿轮(18)外啮合，所述第四双联左齿轮(18)与所述第四双联右齿轮(19)固联并与所述第四制动器(B4)内圈形成转动副，所述第四双联右齿轮(19)与所述第四中心轮(20)外啮合，所述第四离合器(C4)外圈与所述第四太阳轮(15)固联，所述第五传动轴(Ⅴ)分别与所述第四离合器(C4)内圈和所述第四中心轮(20)固联，所述第三太阳轮(14)分别与所述第三离合器(C3)外圈和所述第四传动轴(Ⅳ)固联，换向级的传动系统为单行星排结构；所述换向级包括第五中心轮(21)、第五行星轮(22)、第五太阳轮(23)、第五制动器(B5)、第五离合器(C5)、第六传动轴(Ⅵ)；在所述换向级中，所述第五传动轴(Ⅴ)分别与所述第五中心轮(21)与所述第五离合器(C5)内圈固联，所述第五中心轮(21)与所述第五行星轮(22)外啮合，所述第五行星轮(22)与所述第五太阳轮(23)内啮合，所述第五行星轮(22)与所述第五制动器(B5)内圈形成转动副，所述第五制动器(B5)外圈与壳体相连，所述第五太阳轮(23)分别与所述第五离合器(C5)外圈与所述第六传动轴(Ⅵ)固联。
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