CN110486426B - 一种九挡行星自动变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车辆驱动系统的九挡行星自动变速器。该变速器包括行星排，安装在两端分别与输入轴、输出轴连接的输入构件和输出构件，连接构件、制动器和离合器，所述行星排有四个、连接构件有五个、制动器有四个、离合器有二个。与现有技术相比，本发明的自动变速器采用四个行星排、四个制动器和二个离合器的方案，实现九个前进挡，传动比单比均匀，可显著提高车辆的燃油经济性；便于实现紧凑结构，减少了自动变速器的体积和重量。

Description

一种九挡行星自动变速器
技术领域
本发明属于车辆传动技术领域，具体涉及公路车辆用一种九挡行星自动变速器。
背景技术
作为公路车辆用行星自动变速器，内燃机等动力经液力变矩器传至行星自动变速器的输入轴，按当前挡位变速后，将动力从输出轴输出，并经差速器传至左、右驱动轮，而变速器大部分由多个行星排、制动器和离合器组成。目前，主流的公路车辆用七挡行星自动变速器的传动比间比不均匀，车辆燃油经济性差，为此，需寻找一种比当前的行星自动变速器性能更优的九挡行星自动变速器。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种公路车辆用九挡行星自动变速器，该自动变速器利用四个行星排、两个离合器和四个制动器实现九个前进挡和一个倒挡，传动比范围大，传动比间比均匀，可满足车辆的车辆燃油经济性要求。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供的一种九挡行星自动变速器，包括行星排，安装在两端分别与输入轴、输出轴连接的输入构件1和输出构件2，连接构件、制动器和离合器；其特征在于，所述行星排有四个，分别为行星排PGS1、行星排PGS2、行星排PGS3和行星排PGS4；连接构件有五个，分别为连接构件3、连接构件4、连接构件5、连接构件6和连接构件7；制动器有四个，分别为制动器B1、制动器B2、制动器B3和制动器B4；离合器有二个，分别为离合器C1和离合器C2。
所述行星排PGS1的太阳轮S1、行星架CA1和齿圈R1分别与输入构件1、连接构件4和连接构件3连接；
所述行星排PGS2的太阳轮S2、行星架CA2和齿圈R2分别与连接构件3、连接构件4和连接构件5连接；
所述行星排PGS3的太阳轮S3、行星架CA3和齿圈R3分别与连接构件4、连接构件6和出构件2连接；
所述行星排PGS4的太阳轮S4、行星架CA4和齿圈R4分别与连接构件7、输出构件2和连接构件6连接；
所述输入构件1连接行星排PGS1的太阳轮S1、离合器C1的内毂和离合器C2的外毂；
所述输出构件2连接行星排PGS3的齿圈R3和行星排PGS4的行星架CA4；
所述连接构件3连接行星排PGS1的齿圈R1、行星排PGS2的太阳轮S2和制动器B1的内毂；
所述连接构件4连接行星排PGS1的行星架CA1、行星排PGS2的行星架CA2、行星排PGS3的太阳轮S3和制动器B2的内毂；
所述连接构件5连接行星排PGS2的齿圈R2和制动器B3的内毂；
所述连接构件6连接行星排PGS3的行星架CA3、行星排PGS4的齿圈R4、制动器B4的内毂和离合器C2的内毂；
所述连接构件7连接行星排PGS4的太阳轮S4和离合器C1的外毂；
所述制动器B1用于制动连接构件3；
所述制动器B2用于制动连接构件4；
所述制动器B3用于制动连接构件5；
所述制动器B4用于制动连接构件6；
所述离合器C1连接连接构件7和输入构件1；
所述离合器C2连接输入构件1和连接构件6。
(三)有益效果
与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：
本发明提供的一种九挡行星自动变速器，采用四个行星排、四个制动器和二个离合器的方案实现九个前进挡，传动比单比均匀，可显著提高车辆的燃油经济性。四个行星排的k值在1.64～2.51范围内，便于实现紧凑结构，减少了自动变速器的体积和重量。
附图说明
图1为本发明的九挡行星自动变速器各构件连接关系示意图，图中PGS1～PGS4为四个行星排，S1～S4为四个太阳轮，CA1～CA4为四个行星架，R1～R4为四个齿圈，B1～B4为四个制动器，C1～C2为二个离合器，1为输入构件、2为输出构件、3～7为连接构件。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行详细描述。
本发明提供的九挡行星自动变速器适用于车辆传动系统。其中，各个行星排按顺序排列，各个行星排之间利用连接构件连接，输入轴与输入构件1相连，一般为液力变矩器的涡轮轴，用于将发动机的动力经液力变矩器传至行星自动变速器。输出轴与输出构件2连接，通过分动器或差速器将动力传至前、后桥或左、右驱动轮。该行星自动变速器相对于旋转中心是完全对称的，图1中省略了旋转中心的下半部分，以下描述时不再作出说明。
如图1所示的九挡行星自动变速器，包括行星排，安装在两端分别与输入轴、输出轴连接的输入构件1、输出构件2，连接构件、制动器和离合器。所述行星排有四个，分别为行星排PGS1、行星排PGS2、行星排PGS3和行星排PGS4；连接构件有五个，分别为连接构件3、连接构件4、连接构件5、连接构件6和连接构件7；制动器有四个，分别为制动器B1、制动器B2、制动器B3和制动器B4；离合器有二个，分别为离合器C1和离合器C2。
所述的每个行星排包括太阳轮、行星架和齿圈。
所述行星排PGS1的太阳轮S1、行星架CA1和齿圈R1分别与输入构件1、连接构件4和连接构件3连接；
所述行星排PGS2的太阳轮S2、行星架CA2和齿圈R2分别与连接构件3、连接构件4和连接构件5连接；
所述行星排PGS3的太阳轮S3、行星架CA3和齿圈R3分别与连接构件4、连接构件6和出构件2连接；
所述行星排PGS4的太阳轮S4、行星架CA4和齿圈R4分别与连接构件7、输出构件2和连接构件6连接；
所述输入构件1连接行星排PGS1的太阳轮S1、离合器C1的内毂和离合器C2的外毂；
所述输出构件2连接行星排PGS3的齿圈R3和行星排PGS4的行星架CA4；
所述连接构件3连接行星排PGS1的齿圈R1、行星排PGS2的太阳轮S2和制动器B1的内毂；
所述连接构件4连接行星排PGS1的行星架CA1、行星排PGS2的行星架CA2、行星排PGS3的太阳轮S3和制动器B2的内毂；
所述连接构件5连接行星排PGS2的齿圈R2和制动器B3的内毂；
所述连接构件6连接行星排PGS3的行星架CA3、行星排PGS4的齿圈R4、制动器B4的内毂和离合器C2的内毂；
所述连接构件7连接行星排PGS4的太阳轮S4和离合器C1的外毂；
所述制动器B1用于制动连接构件3；
所述制动器B2用于制动连接构件4；
所述制动器B3用于制动连接构件5；
所述制动器B4用于制动连接构件6；
所述离合器C1连接连接构件7和输入构件1；
所述离合器C2连接输入构件1和连接构件6。
所述行星排PGS1、行星排PGS2、行星排PGS3和行星排PGS4均为单星行星排。
制动器B1～B4、离合器C1和C2为多片式摩擦操纵件，利用液压油驱动活塞进行加压。各挡的操纵方案如表1所示。
表1九挡行星自动变速器各挡实现方式及相应传动比、间比示意表
Figure BDA0002129432080000051
表中“○”表示操纵件结合
下面结合图1和表1对本发明的实例进行详细说明，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。
当制动器B3和制动器B4结合时，连接构件5和连接构件6同时制动，实现一挡“1st”。
当离合器C1和制动器B4结合时，连接构件7和输入构件1整体旋转，连接构件6制动，实现二挡“2nd”。
当离合器C1和制动器B3结合时，连接构件7和输入构件1整体旋转，连接构件5制动，实现三挡“3rd”。
当离合器C1和制动器B2结合时，连接构件7和输入构件1整体旋转，连接构件4制动，实现四挡“4th”。
当离合器C1和制动器B1结合时，连接构件7和输入构件1整体旋转，连接构件3制动，实现五挡“5th”。
当离合器C1和离合器C2结合时，连接构件7和输入构件1整体旋转，输入构件1和连接构件6整体旋转，实现六挡“6th”。
当离合器C2和制动器B1结合时，连接构件1和连接构件6整体旋转，连接构件3制动，实现七挡“7th”。
当离合器C2和制动器B2结合时，输入构件1和连接构件6整体旋转，连接构件4制动，实现八挡“8th”。
当离合器C2和制动器B3结合时，输入构件1和连接构件6整体旋转，连接构件5制动，实现九挡“9th”。
当制动器B2和制动器B4结合时，连接构件4和连接构件6同时制动，实现倒挡“Rev”。
各挡传动比由四个行星排的k值决定。例如，k1≈1.712、k2≈1.640、k3＝k4≈2.510时，即可得到表1所示的各挡传动比，除3挡间比较大外，其它挡间比均小于1.36，获得了比较均匀的传动比间比。四个行星排的k值在1.64～2.51范围内，可使行星排的径向尺寸较小，便于实现紧凑结构，减少了自动变速器的体积和重量。
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，还可以进行若干改进和变形，如：调整行星排的布置顺序、更改制动器的位置、改变离合器连接件、行星排改变为双星简单行星排或将简单行星排变为复合行星排等，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种九挡行星自动变速器，包括行星排，安装在两端分别与输入轴、输出轴连接的输入构件（1）、输出构件（2），连接构件、制动器和离合器，其特征在于：所述行星排有四个，分别为行星排PGS1、行星排PGS2、行星排PGS3和行星排PGS4；所述连接构件有五个，分别为第一连接构件（3）、第二连接构件（4）、第三连接构件（5）、第四连接构件（6）和第五连接构件（7）；所述制动器有四个，分别为制动器B1、制动器B2、制动器B3和制动器B4；所述离合器有二个，分别为离合器C1和离合器C2；
将所述行星排PGS1的太阳轮S1与输入构件（1）连接，行星架CA1与第二连接构件（4）连接，齿圈R1与第一连接构件（3）连接；
所述行星排PGS2的太阳轮S2与第一连接构件（3）连接、行星架CA2与第二连接构件（4）连接，齿圈R2与第三连接构件（5）连接；
所述行星排PGS3的太阳轮S3与第二连接构件（4）连接，行星架CA3与第四连接构件（6）连接，齿圈R3与输出构件（2）连接；
所述行星排PGS4的太阳轮S4与第五连接构件（7）连接，行星架CA4与输出构件（2）连接，齿圈R4与第四连接构件（6）连接；
所述输入构件（1）连接行星排PGS1的太阳轮S1、离合器C1的内毂和离合器C2的外毂；
所述输出构件（2）连接行星排PGS3的齿圈R3和行星排PGS4的行星架CA4；
所述第一连接构件（3）连接行星排PGS1的齿圈R1、行星排PGS2的太阳轮S2和制动器B1的内毂；
所述第二连接构件（4）连接行星排PGS1的行星架CA1、行星排PGS2的行星架CA2、行星排PGS3的太阳轮S3和制动器B2的内毂；
所述第三连接构件（5）连接行星排PGS2的齿圈R2和制动器B3的内毂；
所述第四连接构件（6）连接行星排PGS3的行星架CA3、行星排PGS4的齿圈R4、制动器B4的内毂和离合器C2的内毂；
所述第五连接构件（7）连接行星排PGS4的太阳轮S4和离合器C1的外毂；
所述制动器B1用于制动第一连接构件（3）；
所述制动器B2用于制动第二连接构件（4）；
所述制动器B3用于制动第三连接构件（5）；
所述制动器B4用于制动第四连接构件（6）；
所述离合器C1连接第五连接构件（7）和输入构件（1）；
所述离合器C2连接输入构件（1）和第四连接构件（6）。
2.如权利要求1所述的九挡行星自动变速器，其特征在于：所述行星排PGS1、行星排PGS2、行星排PGS3和行星排PGS4为单星行星排。
3.如权利要求1所述的九挡行星自动变速器，其特征在于：
所述行星排包括太阳轮、行星架和齿圈；
所述输入轴为液力变矩器的涡轮轴，将发动机的动力经液力变矩器传至行星自动变速器；
所述制动器和离合器为多片式摩擦操纵件，利用液压油驱动活塞进行加压而结合。
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