CN114001133B - 一种九前进挡自动变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种九前进挡自动变速器，包括变速器外壳、以及安装于变速器外壳内部的输入轴、输出轴、行星齿轮排组和扭矩传递装置，所述行星齿轮排组包括沿着所述输入轴至所述输出轴方向依次布置的四行星齿轮排；所述扭矩传递装置连接输入轴及个所述行星齿轮排，所述扭矩传递装置的各所述离合器和各所述制动器中的三个组合有选择地接合，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立九个前进挡速比和一个倒挡速比。本发明的有益效果：本发明提供的九前进挡变速器采用行星轮系传动，其有四列行星排，因为其结构设计较为紧凑所以体积较小，设计出变速器可以使用更多场景。

Description

一种九前进挡自动变速器
技术领域
本发明涉及车辆传动技术领域，尤其涉及一种九前进挡自动变速器。
背景技术
现在自动挡的汽车已经逐渐取代手动档汽车占据了主要汽车市场，在现代汽车的汽车市场中得到了广泛应用，而变速器作为汽车上最为复杂的总成之一，自动变速器变速结构的设计一直是国际科技界追逐的热点。目前市面上自动变速器的挡位数大多在四档到八档之间，只有个别高级车辆使用九挡的自动变速器，然而一般来说，自动变速器的挡位数越多，其换挡会更加平滑，换挡冲击也会随之减少，油耗也会相对减少。所以多挡位的自动变速器将会是自动变速器的未来的发展趋势。
目前市场上能大量接触到的挡位数最多的自动变速器就是九挡自动变速箱。如申请人为中国北方车辆研究所的中国专利CN 205383227 U，公开的九挡自动变速器传动机构，主要由两个复合行星排组成，具有六个操纵件和七个基本构件。存在着控制元件个数相对较多，变速箱换挡控制方面稍为复杂的问题
随着汽车在社会的普及程度越来越高，汽车设计制造的优化需求程度逐渐升高，对高挡位数的自动变速器的性能要求更高，人们对高挡位数的自动变速器的需求也越来越大，研究开发新型更加稳定的高挡位数的自动变速器传动结构是十分必要的。
发明内容
有鉴于此，为了适应汽车设计制造的优化需求程度逐渐升高的要求，本发明的实施例提供了一种九前进挡自动变速器。
本发明的实施例提供一种九前进挡自动变速器，包括：
变速器外壳；
以及安装于变速器外壳内部的输入轴、输出轴、行星齿轮排组和扭矩传递装置，
所述行星齿轮排组包括沿着所述输入轴至所述输出轴方向依次布置的四行星齿轮排，四所述行星齿轮排分别为第一行星齿轮排、第二行星齿轮排、第三行星齿轮排和第四行星齿轮排，每一所述行星齿轮排包括太阳轮、行星架、行星轮和齿圈，其中所述第一行星齿轮排的齿圈连接所述第二行星齿轮排的齿圈，所述第一行星齿轮排的太阳轮连接所述第二行星齿轮排的行星架，所述第二行星齿轮排的行星架连接所述第三行星齿轮排的齿圈，所述第三行星齿轮排的行星架连接所述第四行星齿轮排的行星架，所述第三行星齿轮排的太阳轮连接所述第四行星齿轮排的太阳轮，所述第四行星齿轮排的行星架连接所述输出轴；
所述扭矩传递装置包括：
第一离合器，其连接所述输入轴和所述第二行星齿轮排的太阳轮；
第二离合器，其将所述输入轴分别连接所述第一行星齿轮排的齿圈和所述第二行星齿轮排的齿圈；
第三离合器，其连接所述输入轴和所述第四行星齿轮排的齿圈；
第一制动器，其连接所述第一行星齿轮排的行星架；
第二制动器，其连接所述第一行星齿轮排的齿圈；
以及第三制动器，其连接第三行星齿轮排的太阳轮和所述第四行星齿轮排的太阳轮；
其中各所述离合器和各所述制动器中的三个组合有选择地接合，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立九个前进挡速比和一个倒挡速比。
进一步地，所述的九个前进挡速比分别为四个减速挡、一个直接挡和四个超速挡。
如进一步地，通过接合所述第一离合器、所述第一制动器和所述第三制动器，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立一挡传动比；
通过接合所述第一离合器、所述第二制动器和所述第三制动器，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立二挡传动比；
通过接合所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三制动器，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立三挡传动比；
通过接合所述第一离合器、所述第三离合器和所述第三制动器，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立四挡传动比；
通过接合所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立五挡传动比；
通过接合所述第一离合器、所述第二制动器和所述第三离合器，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立六挡传动比；
通过接合所述第一离合器、所述第一制动器和所述第三离合器，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立七挡传动比；
通过接合所述第二制动器、所述第一制动器和所述第三离合器，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立八挡传动比；
通过接合所述第二离合器、所述第一制动器和所述第三离合器，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立九挡传动比。
进一步地，通过接合所述第三制动器、所述第一制动器和所述第二离合器，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立倒挡传动比。
进一步地，所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器为多片式湿式离合器或牙嵌式离合器。
进一步地，所述第一制动器、所述第二制动器和所述第三制动器为鼓式制动器或多片式湿式制动器。
进一步地，所述第一制动器、所述第二制动器和所述第三制动器均固定于所述变速器外壳上。
本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
1、本发明提供的九挡变速器采用行星轮系传动，四个行星排结构简单紧凑，体积小，可以在更小的空间内实现更高的挡位变换，采用常用的拉维娜机构与其他行星排结合，制造工艺成熟；
2、扭矩传递构件的个数少，九挡变速器采用了六个扭矩传递构件，在一定程度上减小变速器控制难度与相应的体积；
3、各个挡位的控制只需要结合三个控制元件离合器或制动器，且相邻挡位之间变换时只需要更换一对扭矩传递构件的结合与断开，控制简单。
附图说明
图1是本发明一种九前进挡自动变速器的示意图；
图2是本发明一种九前进挡自动变速器的操作逻辑图。
图中：1-输入轴、2-输出轴、3-变速器外壳、11/21/31/41-齿圈、12/22/32/42-行星轮、13/23/33/43-行星架、14/24/34/44-太阳轮、B1-第一制动器、B2-第二制动器、B3-第三制动器、C1-第一离合器、C2-第二离合器、C3-第三离合器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的较优的一个，旨在提供对本发明的基本了解，但并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接；可以是机械连接,也可以是电连接；可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参考图1，本发明的实施例提供了一种九前进挡自动变速器，包括变速器外壳3、以及安装于变速器外壳3内部的输入轴1、输出轴2、行星齿轮排组和扭矩传递装置。
其中所述行星齿轮排组包括沿着所述输入轴1至所述输出轴2方向依次布置的四行星齿轮排，四所述行星齿轮排分别为第一行星齿轮排、第二行星齿轮排、第三行星齿轮排和第四行星齿轮排。
每一所述行星齿轮排包括太阳轮、行星架、行星轮和齿圈。具体的：
所述第一行星齿轮排的太阳轮14和所述第一行星齿轮排的行星轮12外啮合传动，所述第一行星齿轮排的行星轮12和所述第一行星齿轮排的齿圈11内啮合传动，所述第一行星齿轮排的行星轮12旋转支撑在所述第一行星齿轮排的行星架13上。
所述第二行星齿轮排的太阳轮24和所述第二行星齿轮排的行星轮22外啮合传动，所述第二行星齿轮排的行星轮22和所述第二行星齿轮排的齿圈21内啮合传动，所述第二行星齿轮排的行星轮22旋转支撑在所述第二行星齿轮排的行星架23上。
所述第三行星齿轮排的太阳轮34和所述第三行星齿轮排的行星轮32外啮合传动，所述第三行星齿轮排的行星轮32和所述第三行星齿轮排的齿圈31内啮合传动，所述第三行星齿轮排的行星轮32旋转支撑在所述第三行星齿轮排的行星架33上。
所述第四行星齿轮排的太阳轮44和所述第四行星齿轮排的行星轮42外啮合传动，所述第四行星齿轮排的行星轮42和所述第四行星齿轮排的齿圈41内啮合传动，所述第四行星齿轮排的行星轮42旋转支撑在所述第四行星齿轮排的行星架43上。
其中所述第一行星齿轮排的行星架13连接所述第二行星齿轮排的齿圈21，所述第一行星齿轮排的太阳轮14连接所述第二行星齿轮排的行星架23，所述第二行星齿轮排的行星架23连接所述第三行星齿轮排的齿圈31，所述第三行星齿轮排的行星架33连接所述第四行星齿轮排的齿圈41，所述第三行星齿轮排的太阳轮34连接所述第四行星齿轮排的太阳轮44，所述第四行星齿轮排的行星架43连接所述输出轴2。
所述扭矩传递装置包括三离合器和三制动器，所述离合器为多片式湿式离合器或牙嵌式离合器，所述制动器为鼓式制动器或多片式湿式制动器。三所述离合器分别为第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3，三所述制动器为第一制动器B1、第二制动器B2和所述第三制动器B3。
其中第一离合器，其连接所述输入轴和所述第二行星齿轮排的太阳轮；
第二离合器，其将所述输入轴分别连接所述第一行星齿轮排的齿圈和所述第二行星齿轮排的齿圈；
第三离合器，其连接所述输入轴和所述第四行星齿轮排的齿圈。
所述第一制动器B1、所述第二制动器B2和所述第三制动器B3均固定于所述变速器外壳3上，并且：
第一制动器，其连接所述第一行星齿轮排的行星架；
第二制动器，其连接所述第一行星齿轮排的齿圈；
以及第三制动器，其连接第三行星齿轮排的太阳轮和所述第四行星齿轮排的太阳轮。
各所述离合器C1、C2、C3和各所述制动器B1、B2、B3中的三个组合有选择地接合，以在所述输入轴1和所述输出轴2之间建立九个前进挡速比和一个倒挡速比。所述的九个前进挡速比分别为四个减速挡、一个直接挡和四个超速挡。
参考图1及如图2所示的操作逻辑表，该变速器各挡速比的具体实施过程如下：
通过接合所述第三制动器B3、所述第一制动器B1和所述第一离合器C1，以在所述输入轴1和所述输出轴2之间建立一挡传动比。具体的，第一制动器B1和第三制动器B3被接合以使第一行星齿轮排的行星架13、第三行星齿轮排的太阳轮34和第四行星齿轮排的太阳轮44分别与变速器外壳3相连，阻止了第一行星齿轮排的行星架13、第三行星齿轮排的太阳轮34和第四行星齿轮排的太阳轮44相对于变速器外壳3的旋转。第一离合器C1被接合以使得输入轴1和第二行星齿轮排的太阳轮24连接在一起旋转。由此，在输入轴1和输出轴2之间建立起一挡的传动比。
通过接合所述第三制动器B3、所述第二制动器B2和第一离合器C1，以在所述输入轴1和所述输出轴2之间建立二挡传动比。具体的，第二制动器B2和第三制动器B3被接合以使第一行星齿轮排的齿圈11、第二行星齿轮排的齿圈21、第三行星齿轮排的太阳轮34和第四行星齿轮排的太阳轮44分别与变速器外壳3相连，阻止了第一行星齿轮排的齿圈11、第二行星齿轮排的齿圈21、第三行星齿轮排的太阳轮34和第四行星齿轮排的太阳轮44相对于变速器外壳3的旋转。第一离合器C1被接合以使得输入轴1和第二太阳轮24连接在一起旋转。由此，在输入轴1和输出轴2之间建立二挡的传动比。
通过接合所述第三制动器B3、所述第一离合器C1和所述第二离合器C2，以在所述输入轴1和所述输出轴2之间建立三挡传动比。具体的，第三制动器B3被接合以第三行星齿轮排的太阳轮34和第四行星齿轮排的太阳轮44与变速器外壳3相连，阻止了第三行星齿轮排的太阳轮34和第四行星齿轮排的太阳轮44相对于变速器外壳3的旋转。第一离合器C1和第二离合器C2被接合以使得输入轴1分别和第一行星齿轮排的齿圈11、第二行星齿轮排的齿圈21、第二行星齿轮排的太阳轮24连接在一起旋转。由此在输入轴1和输出轴2之间建立起了三挡的传动比。
通过接合所述第三制动器B3、所述第一离合器C1和所述第三离合器C3，以在所述输入轴1和所述输出轴2之间建立四挡传动比。具体的，第三制动器B3被接合以第三行星齿轮排的太阳轮34和第四行星齿轮排的太阳轮44与变速器外壳3相连，阻止了第行星齿轮排的三太阳轮34和第四行星齿轮排的太阳轮44相对于变速器外壳3的旋转。第一离合器C1和第三离合器C3被接合以使得输入轴1分别和第一行星齿轮排的齿圈11、第二行星齿轮排的齿圈21、和第四行星齿轮排的齿圈41连接在一起旋转。由此在输入轴1和输出轴2之间建立起了四挡的传动比。
通过接合所述第一离合器C1、所述第二离合器C2和所述第三离合器C3，以在所述输入轴1和所述输出轴2之间建立五挡传动比。具体的，第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3被接合以使得输入轴1分别和第一行星齿轮排的齿圈11、第二行星齿轮排的齿圈21和第二行星齿轮排的太阳轮24还有第四行星齿轮排的齿圈41连接在一起旋转，由此在输入轴1和输出轴2之间建立起了五挡的传动比，也就是直接挡。
通过接合所述第一离合器C1、所述第二制动器B2和所述第三离合器C3，以在所述输入轴1和所述输出轴2之间建立六挡传动比。具体的，第二制动器B2被接合以使第一行星齿轮排的齿圈11、第二行星齿轮排的齿圈21与变速器外壳3相连，阻止了第一行星齿轮排的齿圈11、第二行星齿轮排的齿圈21相对于变速器外壳3的旋转。第一离合器C1和第三离合器C3被接合以使得输入轴1分别和第二行星齿轮排的太阳轮24和第四行星齿轮排的齿圈41连接在一起旋转。由此在输入轴1和输出轴2之间建立起了六挡的传动比。
通过接合所述第一离合器C1、所述第一制动器B1和所述第三离合器C3，以在所述输入轴1和所述输出轴2之间建立七挡传动比。具体的，第一制动器B1被接合以使第一行星齿轮排的行星架13和变速器外壳3相连，阻止了第一行星齿轮排的行星架13相对于变速器外壳3的旋转。第一离合器C1和第三离合器C3被接合以使得输入轴1分别和第一行星齿轮排的齿圈11、第二行星齿轮排的齿圈21、和第四行星齿轮排的齿圈41连接在一起旋转。由此在输入轴1和输出轴2之间建立起了七挡的传动比。
通过接合所述第一制动器B1、所述第二制动器B2和所述第三离合器C3，以在所述输入轴1和所述输出轴2之间建立八挡传动比。具体的，第一制动器B1和第二制动器B2被接合以使第一行星齿轮排的行星架13、第一行星齿轮排的齿圈11和第二行星齿轮排的齿圈12与变速器外壳3相连，阻止了第一行星齿轮排的行星架13、第一行星齿轮排的齿圈11和第二行星齿轮排的齿圈12相对于变速器外壳3的旋转。第三离合器C3被接合以使得输入轴1和第四行星齿轮排的齿圈41连接在一起旋转。由此在输入轴1和输出轴2之间建立起了八挡的传动比。
通过接合所述第一制动器B1、所述第二离合器C2和所述第三离合器C3，以在所述输入轴1和所述输出轴2之间建立九挡传动比。具体的，第一制动器B1被接合以使第一行星齿轮排的行星架13和变速器外壳3相连，阻止了第一行星齿轮排的行星架13相对于变速器外壳3的旋转。第二离合器C2和第三离合器C3被接合以使得输入轴1分别和第二行星齿轮排的太阳轮24和第四行星齿轮排的齿圈41连接在一起旋转。由此在输入轴1和输出轴2之间建立起了九挡的传动比。
此外，通过接合所述第一制动器B1、所述第三制动器B3和所述第二离合器C2，以在所述输入轴1和所述输出轴2之间建立倒挡传动比。具体的，第一制动器B1和第三制动器B3被接合以使第一行星齿轮排的行星架13、第三行星齿轮排的太阳轮34和第四行星齿轮排的太阳轮44分别与变速器外壳3相连，阻止了第一行星齿轮排的行星架13、第三行星齿轮排的太阳轮34和第四行星齿轮排的太阳轮44相对于变速器外壳3的旋转。第二离合器C2被接合以使得输入轴1和第一行星齿轮排的齿圈11、第二行星齿轮排的齿圈21连接在一起旋转。由此在输入轴1和输出轴2之间建立起了倒挡的传动比。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解的是，它们是相对的概念，可以根据使用、放置的不同方式而相应地变化，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (7)

1.一种九前进挡自动变速器，包括：
变速器外壳；
以及安装于变速器外壳内部的输入轴、输出轴、行星齿轮排组和扭矩传递装置，其特征在于：
所述行星齿轮排组包括沿着所述输入轴至所述输出轴方向依次布置的四行星齿轮排，四所述行星齿轮排分别为第一行星齿轮排、第二行星齿轮排、第三行星齿轮排和第四行星齿轮排，每一所述行星齿轮排包括太阳轮、行星架、行星轮和齿圈，其中所述第一行星齿轮排的齿圈连接所述第二行星齿轮排的齿圈，所述第一行星齿轮排的太阳轮连接所述第二行星齿轮排的行星架，所述第二行星齿轮排的行星架连接所述第三行星齿轮排的齿圈，所述第三行星齿轮排的行星架连接所述第四行星齿轮排的行星架，所述第三行星齿轮排的太阳轮连接所述第四行星齿轮排的太阳轮，所述第四行星齿轮排的行星架连接所述输出轴；
所述扭矩传递装置包括：
第一离合器，其连接所述输入轴和所述第二行星齿轮排的太阳轮；
第二离合器，其将所述输入轴分别连接所述第一行星齿轮排的齿圈和所述第二行星齿轮排的齿圈；
第三离合器，其连接所述输入轴和所述第四行星齿轮排的齿圈；
第一制动器，其连接所述第一行星齿轮排的行星架；
第二制动器，其连接所述第一行星齿轮排的齿圈；
以及第三制动器，其连接第三行星齿轮排的太阳轮和所述第四行星齿轮排的太阳轮；
其中各所述离合器和各所述制动器中的三个组合有选择地接合，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立九个前进挡速比和一个倒挡速比。
2.如权利要求1所述的一种九前进挡自动变速器，其特征在于：所述的九个前进挡速比分别为四个减速挡、一个直接挡和四个超速挡。
3.如权利要求2所述的一种九前进挡自动变速器，其特征在于：
通过接合所述第一离合器、所述第一制动器和所述第三制动器，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立一挡传动比；
通过接合所述第一离合器、所述第二制动器和所述第三制动器，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立二挡传动比；
通过接合所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三制动器，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立三挡传动比；
通过接合所述第一离合器、所述第三离合器和所述第三制动器，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立四挡传动比；
通过接合所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立五挡传动比；
通过接合所述第一离合器、所述第二制动器和所述第三离合器，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立六挡传动比；
通过接合所述第一离合器、所述第一制动器和所述第三离合器，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立七挡传动比；
通过接合所述第二制动器、所述第一制动器和所述第三离合器，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立八挡传动比；
通过接合所述第二离合器、所述第一制动器和所述第三离合器，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立九挡传动比。
4.如权利要求1所述的一种九前进挡自动变速器，其特征在于：
通过接合所述第三制动器、所述第一制动器和所述第二离合器，以在所述输入轴和所述输出轴之间建立倒挡传动比。
5.如权利要求1所述的一种九前进挡自动变速器，其特征在于：所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器为多片式湿式离合器或牙嵌式离合器。
6.如权利要求1所述的一种九前进挡自动变速器，其特征在于：所述第一制动器、所述第二制动器和所述第三制动器为鼓式制动器或多片式湿式制动器。
7.如权利要求1所述的一种九前进挡自动变速器，其特征在于：所述第一制动器、所述第二制动器和所述第三制动器均固定于所述变速器外壳上。
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