CN205383227U

CN205383227U - 九档自动变速器传动机构

Info

Publication number: CN205383227U
Application number: CN201620219415.2U
Authority: CN
Inventors: 李明圣
Original assignee: Lingnan Normal University
Current assignee: Lingnan Normal University
Priority date: 2016-03-21
Filing date: 2016-03-21
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2026-03-21

Abstract

本实用新型公开了一种九档自动变速器传动机构，包括传动系统和决定传动系统的动力传递路线与速比的执行系统；所述传动系统包括四个行星排；其中，第一行星排和第二行星排组成拉维娜机构；第三行星排和第四行星排组成辛普森机构；本实用新型通过连接一个拉维娜机构和一个辛普森机构，并结合执行系统的七个执行元件，实现了九个前进挡和三个倒档，保证发动机最高输出性能，优化发动机的排放，提高发动机的燃油经济性，增加乘坐舒适性，结构紧凑，传动效率高；且相对于其他类型的传动机构，拉维娜机构和辛普森机构是电液控制自动变速器（AT）常用机构类型，加工工艺和设备具有连续性，可减少设备投资和加工工艺的完善过程。

Description

九档自动变速器传动机构

技术领域

本实用新型涉及一种车辆变速换挡的齿轮变速器传动机构，尤其涉及一种九档自动变速器传动机构，属于汽车技术领域。

背景技术

电液控制自动变速器（AT）是通过行星齿轮机构来传递扭矩和转速，行星齿轮传动是一种常啮合传动，通常具有两个自由度，可进行运动的合成与分解，容易实现自动换档。整体结构小，传动效率高，技术成熟等优点。

由于这种结构属于有级传动，换档过程有顿挫感，舒适性与燃油经济性不及CVT（无级变速器），结构复杂，成本高，加工工艺要求高。

为了提高汽车的动力性、降低油耗和改变排放，同时随着汽车高速化，要使换挡平顺、行驶平稳，都要求增加汽车传动比的范围，减少传动比间隙，电液控制自动变速器（AT）增加档位数是技术上的发展趋势。

目前市面上电液控制自动变速器（AT）装车情况：微型、经济型车辆多用3-4个前进档变速器；中高级型车辆多用4-6个前进档变速器；个别高级车辆多用7-8个前进档变速器。

最近德国采埃孚公司新开发出的9速自动变速器，其核心传动结构是4组行星齿轮混联（前两行星排并联、后两行星排并联，中间二、三排串联）和6个换挡元件组成，实现了9个前进挡（包括4个超速挡）和1个倒挡。

在汽车自动变速器行星齿轮传动机构方面：

目前多档位行星齿轮自动变速器传动机构专利申请中，主要有以下几种形式的行星齿轮传动机构。

（1）由潍坊新海铝业科技有限公司申请专利：五档自动变速器传动机构（CN103410933A），该发明提出了一种五档自动变速器传动机构，用以解决现有技术中自动变速器轴向占用空间大、摩擦片带排损失大的问题。该传动机构包括平行设置的第一轴系、第二轴系，第一轴系连接动力输入端，第二轴系连接动力输出端。该五档自动变速器传动机构采用双轴系结构，将传统一根轴上的机构分配在两根轴上，缩短了轴的长度，使壳体与车身纵梁间隙增大，可以适应各种车辆动力舱的布置；其次，该机构仅需要四个换档元件（包括第一制动器、第二离合器、第三离合器、第四离合器）即可实现5前1倒的自动变速器机构，大大减少了换档元件的数量；第三，该机构在工作时，仅有两个换档元件打开，摩擦片之间的带排损失很小，机构效率很高。

（2）由燕山大学申请专利：一种优化传动比的6速自动变速器传动机构（CN104633024A），结构特点：一种优化传动比的6速自动变速器传动机构，它包括输入装置和输出装置、三个行星齿轮组件、三个连接构件、三个制动器和三个摩擦离合器，这些构件全部设在变速器壳体内，本发明能够实现6个前进速比或传动比和倒车挡，且结构紧凑，体积小，节省了安装空间，传动比驱动功率达到0.8632，变速器的效率优良，最低效率值达到0.955。

（3）由德国腓特烈斯港齿轮工厂股份公司申请专利:9挡行星齿轮变速器(CN104813070A、CN104813071A)结构特点：驱动轴(1)、从动轴(2)、壳体(G)、第一行星齿轮组(PR1)、第二行星齿轮组(PR2)和第三行星齿轮组(PR3)、六个切换元件，所述切换元件包括第一制动器(B1)、第二制动器(B2)以及第一离合器(K1)、第二离合器(K2、K2')、第三离合器(K3、K3'、K3”)和第四离合器(K4、K4')，所述切换元件能被选择性地操作，由此能通过驱动轴(1)和从动轴(2)之间不同的传动比实现九个前进挡和一个倒挡。

实用新型内容

本实用新型针对传统齿轮机构舒适性与燃油经济性不高，结构复杂，成本高，加工工艺要求高的弊端，通过连接一个拉维娜机构和一个辛普森机构，并结合执行系统的七个执行元件，实现了九个前进挡和三个倒档，使车辆能够在更宽广的车速区以更经济的转速行驶，保证发动机最高输出性能。

为达成上述目的，本实用新型的技术方案是：

提供一种九档自动变速器传动机构，包括传动系统和决定传动系统的动力传递路线与速比的执行系统；所述传动系统包括四个行星排；其中，第一行星排和第二行星排组成拉维娜机构；第三行星排和第四行星排组成辛普森机构；通过连接所述拉维娜机构和辛普森机构形成变速器传动机构。所述传动机构的输入轴、行星齿轮机构和输出轴在结构装配上属于同轴，径向尺寸小，整个机构具有三个自由度。

所述第一行星排和第二行星排组成的拉维娜机构共用一个齿圈和行星架，包括：第一太阳轮、第二太阳轮、第一行星轮、第二行星轮、共用齿圈和共用行星架；所述第一太阳轮与第二太阳轮分别属于第一行星排与第二行星排；所述第一太阳轮与第一行星轮外啮合，所述第二行星轮为长行星轮，与第一行星轮、第二太阳轮外啮合、与共用齿圈内啮合；所述第一行星轮与第二行星轮共用行星架。

所述第三行星排和第四行星排组成的辛普森机构包括：第三太阳轮、第四太阳轮、第三行星轮及其行星架、第四行星轮及其行星架、第三齿圈和第四齿圈；所述第三太阳轮与第四太阳轮分别属于第三行星排与第四行星排；所述第三太阳轮与第四太阳轮相连，形成共用太阳轮；第三行星轮与第三太阳轮外啮合，与第三齿圈内啮合；第四行星轮与第四太阳轮外啮合，与第四齿圈内啮合；所述第四齿圈与第三行星轮的行星架相连。其中，第四行星轮的行星架为整个传动机构的输出件。

所述辛普森机构中的第三齿圈与所述拉维娜机构中的共用行星架连接，构成串联关系。

所述第一行星排为双级行星机构，所述第二行星排、第三行星排和第四行星排为单级行星机构。

所述决定传动系统的动力传递路线与速比的执行系统包括七个执行元件，分别为第一制动器、第二制动器、第三制动器、第四制动器、第一离合器、第二离合器和第三离合器；所述第一离合器连接第一太阳轮与输入轴；所述第二离合器连接第二太阳轮与输入轴；所述第三离合器连接第三行星轮的行星架与输入轴；所述第一制动器连接第一太阳轮与箱体；所述第二制动器连接拉维娜机构的共用齿圈与箱体；所述第三制动器连接第三行星轮的行星架与箱体；所述第四制动器连接共用太阳轮与箱体。通过执行系统中的各执行元件与传动系统中各传动部件的接合，最后将动力传递至输出件，而实现九个前进档和三个倒档的变换。

本实用新型的有益效果为：通过连接一个拉维娜机构和一个辛普森机构，并结合执行系统的七个执行元件，实现了九个前进挡和三个倒档，保证发动机最高输出性能，优化发动机的排放，提高发动机的燃油经济性，增加乘坐舒适性，结构紧凑，传动效率高；且相对于其他类型的传动机构，拉维娜机构和辛普森机构是电液控制自动变速器（AT）常用机构类型，加工工艺和设备具有连续性，可减少设备投资和加工工艺的完善过程。

附图说明

图1为本专利九档自动变速器传动机构示意图。

图2为本专利九档自动变速器传动机构执行元件状态表。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

如图1所示，本专利提供一种九档自动变速器传动机构，包括传动系统和决定传动系统的动力传递路线与速比的执行系统；所述传动系统包括四个行星排；其中，第一行星排X1和第二行星排X2组成拉维娜机构；第三行星排X3和第四行星排X4组成辛普森机构；通过连接所述拉维娜机构和辛普森机构形成变速器传动机构。所述传动机构的输入轴、行星齿轮机构和输出轴在结构装配上属于同轴，径向尺寸小，整个机构具有三个自由度。图中1为输入轴，2为输出轴。

所述第一行星排X1和第二行星排X2组成的拉维娜机构共用一个齿圈和行星架，包括：第一太阳轮S1、第二太阳轮S2、第一行星轮P1、第二行星轮P2、共用齿圈R1-R2和共用行星架H1-H2；所述第一太阳轮S1与第二太阳轮S2分别属于第一行星排X1与第二行星排X2；所述第一太阳轮S1与第一行星轮P1外啮合，所述第二行星轮P2为长行星轮，与第一行星轮P1、第二太阳轮S2外啮合、与共用齿圈R1-R2内啮合；所述第一行星轮P1与第二行星轮P2共用行星架H1-H2。

所述第三行星排X3和第四行星排X4组成的辛普森机构包括：第三太阳轮S3、第四太阳轮S4、第三行星轮P3及其行星架H3、第四行星轮P4及其行星架H4、第三齿圈R3和第四齿圈R4；所述第三太阳轮S3与第四太阳轮S4分别属于第三行星排X3与第四行星排X4；所述第三太阳轮S3与第四太阳轮S4相连，形成共用太阳轮；第三行星轮P3与第三太阳轮S3外啮合，与第三齿圈R3内啮合；第四行星轮P4与第四太阳轮S4外啮合，与第四齿圈R4内啮合；所述第四齿圈R4与第三行星轮P3的行星架H3相连。其中，第四行星轮P4的行星架H4为整个传动机构的输出件。

所述辛普森机构中的第三齿圈R3与所述拉维娜机构中的共用行星架H1-H2连接，构成串联关系。

所述第一行星排X1为双级行星机构，所述第二行星排X2、第三行星排X3和第四行星排X4为单级行星机构。

所述决定传动系统的动力传递路线与速比的执行系统包括七个执行元件，分别为第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3、第四制动器B4、第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3；所述第一离合器C1连接第一太阳轮S1与输入轴；所述第二离合器C2连接第二太阳轮S2与输入轴；所述第三离合器C3连接第三行星轮P3的行星架H3与输入轴；所述第一制动器B1连接第一太阳轮S1与箱体；所述第二制动器B2连接拉维娜机构的共用齿圈R1-R2与箱体；所述第三制动器B3连接第三行星轮P3的行星架H3与箱体；所述第四制动器B4连接共用太阳轮与箱体。通过执行系统中的各执行元件与传动系统中各传动部件的接合，最后将动力传递至输出件，而实现八个前进档和一个倒档的变换。

图1中1轴为输入轴，2轴为输出轴，打斜线处表示变速器壳体。

如图2所示的执行元件状态表所示，其中，D表示前进档位，R表示倒档，打“○”表示执行元件处于接合状态。本实用新型各档位变换时的执行元件接合情况如下：

D1档：当第二离合器C2接合，即第二太阳轮S2作为输入，此时，第二制动器B2、第四制动器B4接合，制动共用齿圈R1-R2和共用太阳轮，实现第一前进档位D1。

D2档：当第二离合器C2接合，即第二太阳轮S2作为输入，此时，第一制动器B1、第四制动器B4接合，制动第一太阳轮S1和共用太阳轮，实现第二前进档位D2。

D3档：当第一离合器C1、第二离合器C2接合，即第一太阳轮S1和第二太阳轮S2作为输入，此时，第四制动器B4接合，制动共用太阳轮，实现第三前进档位D3。

D4档：当第二离合器C2、第三离合器C3接合，即第二太阳轮S2和第三行星轮P3的行星架H3作为输入，此时，第四制动器B4接合，制动共用太阳轮，实现第四前进档位D4。

D5档：当第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3接合，即第一太阳轮S1、第二太阳轮S2和第三行星轮P3的行星架H3同时作为输入，实现第五前进档位D5。

D6档：当第二离合器C2、第三离合器C3接合，即第二太阳轮S2和第三行星轮P3的行星架H3作为输入，此时，第一制动器B1接合，制动第一太阳轮S1，实现第六前进档位D6。

D7档：当第二离合器C2、第三离合器C3接合，即第二太阳轮S2和第三行星轮P3的行星架H3作为输入，此时，第一制动器B2接合，制动共用齿圈R1-R2，实现第七前进档位D7。

D8档：当第三离合器C3接合，即第三行星轮P3的行星架H3作为输入，此时，第一制动器B1、第二制动器B2接合，制动第一太阳轮S1和共用齿圈R1-R2，实现第八前进档位D8。

D9档：当第一离合器C1、第三离合器C3接合，即第一太阳轮S1和第三行星轮P3的行星架H3作为输入，此时，第二制动器B2接合，制动共用齿圈R1-R2，实现第九前进档位D9。

R1档：当第二离合器C2接合，即第二太阳轮S2作为输入，此时，第二制动器B2、第三制动器B3接合，制动共用齿圈R1-R2和第三行星排P3的行星架H3，实现第一倒档R1。

R2档：当第二离合器C2接合，即第二太阳轮S2作为输入，此时，第一制动器B1、第三制动器B3接合，制动第一太阳轮S1和第三行星排P3的行星架H3，实现第二倒档R2。

R3档：当第一离合器C1、第二离合器C2接合，即第一太阳轮S1和第二太阳轮S2作为输入，此时，第三制动器B3接合，制动第三行星排P3的行星架H3，实现第三倒档R3。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种九档自动变速器传动机构，其特征在于，包括传动系统和决定传动系统的动力传递路线与速比的执行系统；所述传动系统包括四个行星排；其中，第一行星排（X1）和第二行星排（X2）组成拉维娜机构；第三行星排（X3）和第四行星排（X4）组成辛普森机构；通过连接所述拉维娜机构和辛普森机构形成变速器传动机构。

2.根据权利要求1所述的九档自动变速器传动机构，其特征在于，所述第一行星排（X1）和第二行星排（X2）组成的拉维娜机构共用一个齿圈和行星架，包括：第一太阳轮（S1）、第二太阳轮（S2）、第一行星轮（P1）、第二行星轮（P2）、共用齿圈（R1-R2）和共用行星架（H1-H2）；所述第一太阳轮（S1）与第二太阳轮（S2）分别属于第一行星排（X1）与第二行星排（X2）；所述第一太阳轮（S1）与第一行星轮（P1）外啮合，所述第二行星轮（P2）为长行星轮，与第一行星轮（P1）、第二太阳轮（S2）外啮合、与共用齿圈（R1-R2）内啮合；所述第一行星轮（P1）与第二行星轮（P2）共用行星架（H1-H2）。

3.根据权利要求2所述的九档自动变速器传动机构，其特征在于，所述第三行星排（X3）和第四行星排（X4）组成的辛普森机构包括：第三太阳轮（S3）、第四太阳轮（S4）、第三行星轮（P3）及其行星架（H3）、第四行星轮（P4）及其行星架（H4）、第三齿圈（R3）和第四齿圈（R4）；所述第三太阳轮（S3）与第四太阳轮（S4）分别属于第三行星排（X3）与第四行星排（X4）；所述第三太阳轮（S3）与第四太阳轮（S4）相连，形成共用太阳轮；第三行星轮（P3）与第三太阳轮（S3）外啮合，与第三齿圈（R3）内啮合；第四行星轮（P4）与第四太阳轮（S4）外啮合，与第四齿圈（R4）内啮合；所述第四齿圈（R4）与第三行星轮（P3）的行星架（H3）相连。

4.根据权利要求3所述的九档自动变速器传动机构，其特征在于，所述辛普森机构中的第三齿圈（R3）与所述拉维娜机构中的共用行星架（H1-H2）连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的九档自动变速器传动机构，其特征在于，所述第一行星排（X1）为双级行星机构，所述第二行星排（X2）、第三行星排（X3）和第四行星排（X4）为单级行星机构。

6.根据权利要求4所述的九档自动变速器传动机构，其特征在于，所述执行系统包括七个执行元件。

7.根据权利要求6所述的九档自动变速器传动机构，其特征在于，所述七个执行元件分别为第一制动器（B1）、第二制动器（B2）、第三制动器（B3）、第四制动器（B4）、第一离合器（C1）、第二离合器（C2）和第三离合器（C3）；所述第一离合器（C1）连接第一太阳轮（S1）与输入轴；所述第二离合器（C2）连接第二太阳轮（S2）与输入轴；所述第三离合器（C3）连接第三行星轮（P3）的行星架（H3）与输入轴；所述第一制动器（B1）连接第一太阳轮（S1）与箱体；所述第二制动器（B2）连接拉维娜机构的共用齿圈（R1-R2）与箱体；所述第三制动器（B3）连接第三行星轮（P3）的行星架（H3）与箱体；所述第四制动器（B4）连接共用太阳轮与箱体。