CN205401620U - 一种新型高效八档自动变速器传动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型高效八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；所述传动系统包括由第一太阳轮、第二太阳轮、第三太阳轮、双联齿轮、短行星轮、第一齿圈、第二齿圈和行星架组成的三个并联行星排；所述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。本实用新型实现了八个前进档和一个倒档的变换。结构紧凑，节省空间；本专利传动机构只有两个自由度，变速器传动档位时，只需两个执行元件，能量消耗少，效率高；采用三个并联行星排，元件数量少，结构简单，制造、装配成本低。

Description

一种新型高效八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，尤其涉及一种新型高效八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，舒适性不及CVT（无级变速器）。

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。

当前车用8档变速器，其传动机构有采用4行星排循环联接式，具有4个自由度，如ZF8。或2行星排并联再串联1个行星排的方式，具有3个自由度，如雷克萨斯LS460，它采用AA80E8速自动变速器。根据机械原理，变速器要实现明确的传动比，就要求执行元件的工作数等于自由度数，自由度多的机构，传动效率低。

在汽车八档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）由现代自动车株式会社;起亚自动车株式会社德徐罡寿申请专利：用于车辆的八速自动变速器（CN101303066），该机构特点：一种八速自动变速器,包括单小齿轮行星齿轮组、双小齿轮行星齿轮组、复合行星齿轮组、第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器、第一制动器、第二制动器和单向离合器。单小齿轮行星齿轮组包括第一内齿圈、第一太阳轮和第一行星齿轮架,双小齿轮行星齿轮组包括第二内齿圈、第二太阳轮和第二行星齿轮架。复合行星齿轮组包括通过第一离合器可变连接至第二太阳轮的短齿太阳轮、与短齿太阳轮啮合的短齿小齿轮、固定连接至第二行星齿轮架的长齿太阳轮、与短齿小齿轮和长齿太阳轮啮合并通过第三离合器可变连接至输入轴的长齿小齿轮、以及与长齿小齿轮啮合并通过第四离合器可变连接至第二行星齿轮架和长齿太阳轮并且连接至输出轴的第三内齿圈。

（2）由燕山大学的丁华锋;孙玉峰;刘帅;韩文剑;黄鹏;朱金孟等人申请专利：一种优化传动比的8速自动变速器（CN104565237A），其结构特点：一种优化传动比的8速自动变速器,它包括输入轴、输出轴、四个行星齿轮组件、用于将行星齿轮组件联结到其它元件的五个连接构件、用于将行星齿轮组件的某些元件选择性地连接到地的四个制动器、和用于将行星齿轮组件的某些元件选择性连接到其它元件的四个摩擦离合器,制动器和离合器的顺序啮合提供了8个前进速比和倒车挡。本发明结构更加简单、齿圈特性参数匹配设计合理,降低制造难度和成本；结构紧凑,体积较小,经过优化后的变速器传动比的分配使得驱动功率发挥率达到0.79。

（3）由通用汽车环球科技运作公司的A·W·菲利普斯申请专利：八速和九速自动变速器（CN101408241）。其结构特点：本发明涉及八速和九速自动变速器。一种自动变速器包括四个行星齿轮组、多个摩擦离合器和同步离合器以及两个链传动组件。输入扭矩提供到四个离合器,这些离合器将扭矩选择性地提供到包括第一和第二行星组件的复合组件的一个部件上。第二行星组件仅包括太阳齿轮和行星托架,该行星托架包括延伸到相邻的第一行星组件的行星托架中的伸长塔式小齿轮。第一行星组件的太阳齿轮和环形齿轮驱动相应的主动链轮。一对链将扭矩传递到相应的从动链轮。由第一行星组件太阳齿轮驱动的链驱动第三行星组件太阳齿轮。由第一行星组件环形齿轮驱动的链驱动第四行星组件太阳齿轮。变速器输出连接到第三和第四行星组件的行星托架上。

实用新型内容

本实用新型针对传统齿轮机构为增加档位数而产生自由度多，传动效率低的弊端，通过对拉维娜行星齿轮机构进行改进，将拉维娜行星齿轮机构的长行星轮改成齿数不同的双联齿轮，增加一个齿圈和一个太阳轮，并结合执行系统中的七个执行元件，实现了八个前进档和一个倒档，使该传动机构既具有并联二自由度行星机构的高效性，又具有三自由度行星机构宽泛的变速范围。

为达成上述目的，本实用新型的技术方案是：

提供一种新型高效八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；所述传动系统包括由第一太阳轮、第二太阳轮、第三太阳轮、双联齿轮、短行星轮第一齿圈、第二齿圈和行星架组成的三个并联行星排；所述第一太阳轮、第二太阳轮和第三太阳轮位于回转中心轴线上，分别属于三个行星排；所述双联齿轮和短行星轮共用行星架；所述第一齿圈和第二齿圈的中心轴线与系统的回转中心轴线重合；所述双联齿轮的第一齿轮与第一行星排的第一太阳轮外啮合、与第一齿圈内啮合，双联齿轮的第二齿轮与第二行星排的太阳轮外啮合、与短行星轮外啮合；所述短行星轮还与第三行星排的太阳轮外啮合、与第二齿圈内啮合。

所述三个并联行星排，其中，第一行星排和第三行星排为单级行星机构，第二行星排为双级行星机构。

所述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行星架与输入轴；所述第二离合器连接第三太阳轮与输入轴；所述第三离合器连接第二太阳轮与输入轴；所述第一制动器连接行星架与箱体；所述第二制动器连接第二齿圈与箱体；第三制动器连接第二太阳轮与箱体；第四制动器连接第一太阳轮与箱体。所述第一齿圈为输出件。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。

本实用新型的有益效果为：通过对拉维娜行星齿轮机构进行改进，将拉维娜行星齿轮机构的长行星轮改成齿数不同的双联齿轮，增加一个齿圈和一个太阳轮，并结合执行系统中的七个执行元件，实现了八个前进档和一个倒档的变换。结构紧凑，节省空间，与现有八档变速器相比，现有八档变速器采用四个行星排循环连接，或三个行星排混联，而本专利只用三排行星排并联机构；本专利传动机构只有两个自由度，变速器传动档位时，只需两个执行元件，能量消耗少，效率高；采用并联三个行星排，元件数量少，结构简单，制造、装配成本低。

附图说明

图1为本专利新型高效八档自动变速器传动机构示意图。

图2为本专利新型高效八档自动变速器传动机构执行元件平面图。

图3为本专利新型高效八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，本专利提供一种新型高效八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；所述传动系统包括由第一太阳轮S1、第二太阳轮S2、第三太阳轮S3、双联齿轮、短行星轮P2、第一齿圈R1、第二齿圈R2和行星架H组成的三个并联行星排，第一行星排和第三行星排为单级行星机构，第二行星排为双级行星机构；所述第一太阳轮S1、第二太阳轮S2和第三太阳轮S3位于系统回转中心轴线F上，分别属于三个行星排；所述双联齿轮和短行星轮P2共用行星架H；所述第一齿圈R1和第二齿圈R2的中心轴线与系统的回转中心轴线F重合；所述双联齿轮的第一齿轮P1A与第一行星排的第一太阳轮S1外啮合、与第一齿圈R1内啮合，双联齿轮的第二齿轮P1B与第二行星排的太阳轮S2外啮合、与短行星轮P2外啮合；所述短行星轮P2还与第三行星排的太阳轮S3外啮合、与第二齿圈R2内啮合。

如图2所示，本专利所述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连接行星架H与输入轴；所述第二离合器C2连接第三太阳轮S3与输入轴；所述第三离合器C3连接第二太阳轮S2与输入轴；所述第一制动器B1连接行星架H与箱体；所述第二制动器B2连接第二齿圈R2与箱体；第三制动器B3连接第二太阳轮S2与箱体；第四制动器B4连接第一太阳轮S1与箱体。所述第一齿圈为输出件。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。

如图3所示的执行元件状态表所示，其中，D表示前进档位，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，即第三太阳轮S3作为输入，此时第一制动器B1接合，制动行星架H，实现第一前进档位D1。

D2档：当第二离合器C2接合，即第三太阳轮S3作为输入，此时第二制动器B2接合，制动第二齿圈R2，实现第二前进档位D2。

D3档：当第二离合器C2接合，即第三太阳轮S3作为输入，此时第三制动器B3接合，制动第二太阳轮S2，实现第三前进档位D3。

D4档：当第二离合器C2接合，即第三太阳轮S3作为输入，此时第四制动器B4接合，制动第一太阳轮S1，实现第四前进档位D4。

D5档：当第一离合器C1和第二离合器C2都接合，即行星架H和第三太阳轮S3同时作为输入，此时实现第五前进档D5。

D6档：当第一离合器C1接合，即行星架H作为输入，此时第四制动器B4接合，制动第一太阳轮S1，实现第六前进档位D6。

D7档：当第一离合器C1接合，即行星架H作为输入，此时第三制动器B3接合，制动第二太阳轮S2，实现第七前进档位D7。

D8档：当第一离合器C1接合，即行星架H作为输入，此时第二制动器B2接合，制动第二齿圈R2，实现第八前进档位D8。

R档：当第三离合器C3接合，即第二太阳轮S2作为输入，此时第一制动器B1接合，制动行星架H，实现倒车档位R。

Claims (4)

1.一种新型高效八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；所述传动系统包括由第一太阳轮（S1）、第二太阳轮（S2）、第三太阳轮（S3）、双联齿轮、短行星轮（P2）、第一齿圈（R1）、第二齿圈（R2）和行星架（H）组成的三个并联行星排；所述第一太阳轮（S1）、第二太阳轮（S2）和第三太阳轮（S3）位于回转中心轴线（F）上，分别属于三个行星排；所述双联齿轮和短行星轮（P2）共用行星架（H）；所述第一齿圈（R1）和第二齿圈（R2）的中心轴线与系统的回转中心轴线（F）重合；所述双联齿轮的第一齿轮（P1A）与第一行星排的第一太阳轮（S1）外啮合、与第一齿圈（R1）内啮合，双联齿轮的第二齿轮（P1B）与第二行星排的太阳轮（S2）外啮合、与短行星轮（P2）外啮合；所述短行星轮（P2）还与第三行星排的太阳轮（S3）外啮合、与第二齿圈（R2）内啮合。

2.根据权利要求1所述的新型高效八档自动变速器传动机构，其特征在于，所述三个并联行星排，其中，第一行星排和第三行星排为单级行星机构，第二行星排为双级行星机构。

3.根据权利要求1所述的新型高效八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。

4.根据权利要求3所述的新型高效八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）连接行星架（H）与输入轴；所述第二离合器（C2）连接第三太阳轮（S3）与输入轴；所述第三离合器（C3）连接第二太阳轮（S2）与输入轴；所述第一制动器（B1）连接行星架（H）与箱体；所述第二制动器（B2）连接第二齿圈（R2）与箱体；第三制动器（B3）连接第二太阳轮（S2）与箱体；第四制动器（B4）连接第一太阳轮（S1）与箱体。