CN1280078A - 自动传动装置的齿轮传动系 - Google Patents

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Abstract

用于一自动传动装置的一齿轮传动系,包括一第一行星齿轮组,该第一行星齿轮组包括可变化地连接到一输入轴的一第一元件,可变化地连接到该第一元件、输入轴和一传动装置壳体上的一第二元件,和连接到一传动轴上以将动力传输到其上的一第三元件;一第二行星齿轮组,其包括可变化地连接到输入轴和传动装置壳体上的一第四元件,固定地连接到第一行星齿轮组的第一元件上的一第五元件,和连接到传动轴上以向前传递动力的一第六元件,和多个摩擦元件,用于可变化地将第一、第二、和第四元件连接到输入轴或传动装置壳体上。

Description

自动传动装置的齿轮传动系
本发明涉及车辆中所用的一自动传动装置的齿轮传动系。尤其是，本发明涉及用于一6个前进速度和1个倒车速度的自动传动装置的一齿轮传动系。
通常，车辆的自动传动系统设有根据车辆的运行条件的变化自动地控制换档传动比的一传动控制装置(TCU)。
典型的TCU控制设置在一齿轮传动系中的多个摩擦元件，使之成为起作用或不起作用的状态，以选择一行星齿轮组(即一太阳轮、一齿圈，或一行星架)的三个基本元件之一作为一输入元件、一反作用元件或者一输出元件，从而控制输出的转数。
特别是，可实现6个前进速度和1个倒车速度的一齿轮传动系包括多个重型和大尺寸的离合器和制动器以及多个不起作用的摩擦元件，导致动力和空间效率的降低。
因此，本发明意在设法解决上述问题。
本发明的一目的是提供一种用于自动传动装置的一齿轮传动系，其重量轻且尺寸小巧，同时提供改进的动力效率。
为达到上述目的，本发明提供用于一自动传动装置的一齿轮传动系，该齿轮传动系包括一第一行星齿轮组，其具有可变化地连接到一输入轴和一传动装置壳体上的一第一元件，可变化地连接到该第一元件、输入轴和一传动装置壳体上的一第二元件，和连接到一传动轴上以将动力传输到其上的一第三元件；一第二行星齿轮组，其具有可变化地连接到输入轴和传动装置壳体上的一第四元件，连接到第一行星齿轮组的第一元件上的一第五元件，和连接到传动轴上以将动力传输到其上的一第六元件，；和摩擦装置，用于可变化地将第一、第二、和第四元件连接到输入轴或传动装置壳体上。
最好是，第一行星齿轮组是一单齿轮行星齿轮组。第一元件是一太阳轮，第二元件是一齿圈，和第三元件是一行星架。
最好是，第二行星齿轮组是一单齿轮行星齿轮组。第四元件是一太阳轮，第五元件是一齿，和第六元件是一行星架。
作为摩擦装置，一第一离合器设置在输入轴与第一太阳轮和第二齿圈的组合之间；一第二离合器设置在第二太阳轮与输入轴之间；一第三离合器设置在第一齿圈与输入轴之间。另外，一第一制动器设置在第一齿圈与传动装置壳体之间的；和一第二制动器设置在传动装置壳体与第二太阳轮之间。
通过操作第一离合器和第一制动器而实现一第一速度；通过操作第一离合器和第二制动器而实现一第二速度；通过操作第一和第二离合器而实现一第三速度；通过操作第一和第三离合器而实现一第四速度；通过操作第二和第三离合器而实现一第五速度；通过操作第三离合器和第二制动器而实现一倒车速度；和通过操作第二离合器和第一制动器而实现一倒车速度。
结合于说明书内并且构成说明书一部分的附图描述了本发明的一实施例，该附图与所作的描述一起用于解释本发明的原理，图中：
图1是根据本发明一优选实施例的用于一自动传动装置的一齿轮传动系的一示意图；
图2是根据本发明一优选实施例的在每一换档范围内摩擦元件的一操作图表；
图3是通过一杠杆类比(lever analogy)方法用于表示根据本发明一优选实施例的一第一速度的换档传动比的一图；
图4是通过一杠杆类比方法用于表示根据本发明一优选实施例的一第二速度的一换档传动比的一图；
图5是通过一杠杆类比方法用于表示根据本发明一优选实施例的一第三速度的一换档传动比的一图；
图6是通过一杠杆类比方法用于表示根据本发明一优选实施例的一第四速度的一换档传动比的一图；
图7是通过一杠杆类比方法用于表示根据本发明一优选实施例的一第五速度的一换档传动比的一图；
图8是通过一杠杆类比方法用于表示根据本发明一优选实施例的一第六速度的一换档传动比的一图；
图9是通过一杠杆类比方法用于表示根据本发明一优选实施例的一倒车速度的一换档传动比的一图；
现参照附图详细地描述本发明的一优选实施例。
图1表示根据本发明一优选实施例的一齿轮传动系的一示意图。
本发明的齿轮传动系包括绕一输入轴1设置的第一和第二行星齿轮组PG1、PG2。第一行星齿轮组PG1是一双齿轮型的，其包括可变化地连接到输入轴1上的一太阳轮S1；可变化地连接到太阳轮S1、输入轴1和一传动装置壳体3上的一齿圈R1；和连接到传动轴5上以向其传输动力的一行星架Ca1。
第二行星齿轮组PG2是一单齿轮型的，其包括可变化地连接到输入轴1和传动装置壳体3上的一太阳轮S2；固定地连接到第一行星齿轮组PG1的太阳轮S1上的一齿圈R2；和连接到传动轴5上以向其传递动力的一行星架Ca2。
对于上述可变化的连接，一第一离合器C1设置于输入轴1与第一行星齿轮组PG2的太阳轮S1和第二行星齿轮组PG2的齿圈R2的组合之间，一第二离合器C2设置于第二行星齿轮组PG2的太阳轮S2与输入轴1之间，并且一第三离合器C3设置在第一行星齿轮组PG1的齿圈R1与输入轴1之间。
另外，一第一制动器B1设置在第一行星齿轮组PG1的太阳轮齿圈R1与传动装置壳体3之间，和一第二制动器B2设置在传动装置壳体3与第二行星齿轮组PG2的太阳轮S2之间。
作为上述的结果，通过选择地操作第一、第二和第三离合器C1、C2、C3和第一和第二制动器B1、B2，实现了5个前进速度和1个倒车速度并且通过各个第一和第二行星齿轮组PG1、PG2的行星架Ca1、Ca2被传输给传动轴5。摩擦元件的选择操作是通过TCU控制。分别固定于第一和第二行星齿轮组PG1、PG2上的第一和第二传输驱动齿轮7、9分别与传动轴5上的第一和第二传输驱动齿轮11、13以预定的齿轮传动比啮合。
即，摩擦元件在每一速度下如图2的摩擦元件操作图表所示地操作。下面将采用图2的操作图表和图3～9的杠杆类比图来论述换档过程，其中第一和第二行星齿轮组PG1、PG2由第一～第六杠杆L1～L6来表示。
位于每一杠杆上的第一～第五节点N1-N5表示第一和第二行星齿轮组PG1、PG2的每一元件。即，第一节点N1表示第一行星齿轮组PG1上的太阳轮S1与第二行星齿轮组PG2的齿圈R2之组合的太阳轮S2，第二节点N2表示第二行星齿轮组PG2的行星架Ca2，第三节点N3表示第一行星齿轮组PG1的行星架Ca1，第四节点N4表示第一行星齿轮组PG1的齿圈R1，和第五节点N5表示第二行星齿轮组PG2的太阳轮S2。
第一前进速度
下面结合图3描述第一前进速度的一速度传动比。
当第一离合器C1和第一制动器B1如图2所示由TCU操作时，第三和第四节点N3、N4变为输出元件，第五节点N5变为反作用元件，而第一节点N1作为输入元件操作。
假定第三节点N3的一输出速度被表示为固定在“1”，并且第四节点N4的一输出速度以一预定传动比低于第三节点N3的输出速度“1”。
因此，从输出节点N2出发连接输出速度“1”到反作用节点N4的一延长线成为图3上的一第一前进速度线l1。
因此，垂直地连接输入节点N1到第一速度线L1的一线成为一第一输入速度线D1。第一输入速度线D1高于输出速度“1”。
因此，可注意到一输出转数远小于一输入转数，并且经一第一速度换档传动比实现了一速度的降低。另外，还进一步注意到第五节点N5的太阳轮S2与与其它元件相反的方向转动。
第二前进速度
在上述第一前进速度状态，如果车速和节气门的开度增大，则TCU如图2的操作图表所示断开第一离合器C1并操作第二制动器B2。因此，在图4所示的第二杠杆L2上，第二和第三节点N2、N3变为输出元件，第五节点N5变为反作用元件，而第一节点变为输入元件。
仍然假定第三节点N3的一输出速度被固定在“1”，并且第四节点N4的一输出速度以一预定的传动比低于第三节点N3的输出速度“1”。
因此，从第二节点N2出发连接输出速度“1”到反作用节点N5的一延长线变为一第一个第二前进速度线l2’。
因此，垂直地连接输入节点N1到该第二前进速度线l2’的一线变为第二输入速度线D2。
另外，连接第一节点N1的输入速度到第三节点N3的输出速度的一延长线变为一第二个第二前进速度线l2”。
因此，可注意到第二输入速度线D2高于输出速度“1”，但低于第一输入速度线D1。
还可注意到由第四节点N4表示的齿圈Rl的旋转速度低于由第三节点N3表示的行星架Ca1的输出速度。
第三前进速度
在上述第二前进速度状态，如果车速和节气门开度增大，则TCU断开第二制动器B2并操作第二离合器C2。因此，在图5所示的第三杠杆L3上，第二和第三节点N2、N3作为输出元件操作，而第一和第五节点N1、N5变为输入元件，第一节点N1也用作一半反作用元件。
仍然假定第二节点N2的一输出速度被固定在“1”，并且第三节点N3的一输出速度低于第二节点N2的输出速度“1”。
还进一步假定第一和第五节点N1、N5的输入速度与第二节点的输出速度“1”相同。
因此，连接第二N2的输出速度“1”到第一和第五节点N1、N5输入速度的一延长线变为一第一个第三前进速度线l3’。另外，连接第三节点N3的输出速度到第一节点N1的输入速度的一延长线变为第二个第三前进速度线l3”。
这里，垂直地连接第一和第五节点N1、N5到第一个第三前进速度线13’的一线代表第三前进输入速度线D3。
即，可注意到在第三速度下，第三前进速度的输入转数变为与输出转数相同。因此，速度没有降低。
第四前进速度
在上述第三速度状态，如果车速和节气门开度增大，则TCU断开第二离合器C2并操作第三离合器C3。因此，在图6所示的第四杠杆L4上，第二和第三节点N2、N3作为输出元件操作，而第一和第四节点N1、N4变为输入元件，该第1节点N1也用作一半反作用元件。
进一步假定第一和第四节点的输入速度与第三节点N3的输出速度相同。
因此，连接第一和第四节点N1、N4的输入速度到第三节点N3的输出速度的一延长线变为一第一个第四前进速度线14’。另外，而连接第一节点N1的输入速度到第二节点节点N2的输出速度的一延长线变为一第二个第四前进速度线l4”。
在此，垂直地连接第一和第四节点N1、N4到第一个第四前进速度线l4’的一线变为第四前进输入速度线D4。
在上面，可注意到获得了输出转数高于输入转数的一超速档。在此，由第五节点N5表示的太阳轮S2的转数高于其它元件的。
第五前进速度
在上述第四前进速度状态，如果车速和节气门开度增大，则TCU断开第一离合器C1并操作第二离合器C2。因此，在图7所示的第五杠杆L5上，第二和第三节点N2、N3作为输出元件操作，而第四和第五节点N4、N5变为输入元件。此时，第一节点N1用作一半反作用元件。
仍然假定第二节点N2的一输出速度被固定在“1”，并且第三节点N3的一输出速度以一预定的传动比低于第二节点N2的输出速度“1”。
还进一步假定第四和第五节点N4、N5的输入速度低于第三节点N3的输出速度。
因此，连接输出节点N2的输出速度“1”到第五节点N5的输入速度D5的一延长线变为一第一个第五前进速度线l5’，而连接输出节点N3的输出速度到第四节点的输入速度D5的一延长线变为一第二个第五前进速度线l5”。
在上述中，可注意到实现了高于第四前进速度的一超速档，并且太阳轮S1与第一节点N1的齿圈R2之组合的转数高于其它元件的。
第六前进速度
在上述第四前进速度状态，如果车速和节气门开度增大，则TCU断开第二离合器C2并操作第二制动器B2。因此，在图8所示的第六杠杆L6上，第二和第三节点N2、N3作为输出元件操作，而第四节点N4变为输入元件。第五节点N5变为反作用元件，而第一节点N1用作一半反作用元件。
仍然假定第二节点N2的一输出速度被固定在“1”，并且第三节点N3的一输出速度以一预定的传动比低于第二节点N2的输出速度“1”。
还进一步假定第四节点N4的输入速度低于第五前进速度下的。
因此，连接输出节点N2的输出速度“1”到反作用节点N5的一延长线变为一第一个第六前进速度线l6’，而连接输出节点N3的输出速度到第四节点的输入速度D6的一延长线变为一第二个第六前进速度线16”。
在上述中，可注意到实现了高于第五前进速度的一超速档，并且太阳轮S1与第一节点N1的齿圈R2之组合的转数高于其它元件的。
倒车速度
如果驾驶员改变选择器操作杆到倒车R范围，则TCU控制第三离合器C3和第二制动器B2，以如图2所示地操作。因此，在图9所示的第七杠杆L7上，第而和第三节点N2、N3作为输出元件操作，而第四节点N4作为反作用元件操作。第五节点N5用作输入元件。
仍然假定第二节点N2的一输出速度被固定在“1”，并且第三节点N3的一输出速度以一预定的传动比低于第二节点N2的输出速度“1”。
因此，连接输出节点N2的输出速度“1”到反作用节点N4的一延长线变为一倒车速度线lR1。这里，连接输入节点N5到第一倒车速度线lR1的一垂直线变为一倒车输入速度线r1，实现倒车换档。即，可注意到倒车速度的输入相反于输出。
虽然上面详细描述了本发明的优选实施例，但应当清楚地懂得，对于本领域普通技术人员所显而易见的有关在此所教导的基本发明构思的许多变化和／或修改，仍然落在由权利要求书所限定的本发明的实质和保护范围之内。

Claims (8)

1．用于一自动传动装置的一齿轮传动系，包括：
一第一行星齿轮组，其包括可变化地连接到一输入轴的一第一元件，可变化地连接到该第一元件、输入轴和一传动装置壳体上的一第二元件，和连接到一传动轴上以将动力传输到其上的一第三元件；
一第二行星齿轮组，其包括可变化地连接到输入轴和传动装置壳体上的一第四元件，固定地连接到第一行星齿轮组的第一元件上的一第五元件，和连接到传动轴上以向其传递动力的一第六元件；和
摩擦装置，用于可变化地将第一、第二、和第四元件连接到输入轴或传动装置壳体上。
2．如权利要求1所述的齿轮传动系，其特征是：第一行星齿轮组是一单齿轮行星齿轮组。
3．如权利要求1所述的齿轮传动系，其特征是：第一元件是一第一太阳轮，第二元件是一第一齿圈，和第三元件是一第一行星架。
4．如权利要求1所述的齿轮传动系，其特征是：第二行星齿轮组是一单齿轮行星齿轮组。
5．如权利要求1所述的齿轮传动系，其特征是：第四元件是一太阳轮，第五元件是一齿圈，和第六元件是一行星架。
6．如权利要求3所述的齿轮传动系，其特征是：第四元件是一第二太阳轮，第五元件是一第二齿圈，和第六元件是一第二行星架。
7．如权利要求6所述的齿轮传动系，其特征是：摩擦装置包括设置在输入轴与第一太阳轮和第二齿圈的组合之间的一第一离合器；设置在第二太阳轮与输入轴之间的一第二离合器；设置在第一齿圈与输入轴之间的一第三离合器；设置在第一齿圈与传动装置壳体之间的一第一制动器；和设置在传动装置壳体与第二太阳轮之间的一第二制动器。
8．如权利要求7所述的齿轮传动系，其特征是：通过操作第一离合器和第一制动器而实现一第一速度；通过操作第一离合器和第二制动器而实现一第二速度；通过操作第一和第二离合器而实现一第三速度；通过操作第一和第三离合器而实现一第四速度；通过操作第二和第三离合器而实现一第五速度；通过操作第三离合器和第二制动器而实现一第六速度；和通过操作第二离合器和第一制动器而实现一倒车速度。
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