KR200149948Y1

KR200149948Y1 - Power train for a vehicle

Info

Publication number: KR200149948Y1
Application number: KR2019940038766U
Authority: KR
Inventors: 성덕환
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1994-12-30
Filing date: 1994-12-30
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR960021250U

Abstract

자동 변속차량의 파워 트레인에서 작동하지 않는 변속단에서 클러치의 점성저항을 제거하여 동력 전달효율을 높이며, 변속기 케이스의 전장을 짧게하기 위하여, 엔진으로 부터 전달되는 동력을 토오크 변환하는 토오크 컨버터와, 이 토오크 컨버터의 터어빈으로 부터 동력을 전달받는 입력축과, 이 입력축의 외주에 배치되는 유성기어장치와, 이 유성기어장치의 제1, 2선기어와, 유성 캐리어를 입력 및 반력요소로 선택하는 제1, 2, 3 마찰요소와, 상기한 입력축으로 부터 동력을 전달받아 상기한 유성 캐리어로 동력을 전달하는 싱크로나이저를 포함하는 자동 변속차량용 파워 트레인.Torque converter that torque converts the power transmitted from the engine in order to increase the power transmission efficiency by removing the viscous resistance of the clutch at the shift stage which does not operate in the power train of the automatic transmission vehicle, and to shorten the overall length of the transmission case. An input shaft that receives power from the turbine of the torque converter, a planetary gear device disposed on the outer periphery of the input shaft, first and second sun gears of the planetary gear device, and a first carrier for selecting the planetary carriers as input and reaction elements. 2. A power train for an automatic transmission vehicle, comprising: a friction element for the second and third friction elements, and a power transmission from the input shaft to the planet carrier.

Description

Automatic Transmission Power Train

제1도는 본 고안에 의한 파워 트레인의 개략도.1 is a schematic view of a power train according to the present invention.

제2도는 본 고안에 의한 파워 트레인의 주요부 측단면도이다.2 is a cross-sectional side view of the main portion of a power train according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

4 : 토오크 컨버터 6 : 입력축4: torque converter 6: input shaft

8 : 유성기어장치 12 : 제1선기어8: Planetary gear device 12: First sun gear

16 : 제2선기어 22 : 링기어16: second sun gear 22: ring gear

24 : 제1마찰요소 26 : 제2마찰요소24: first friction element 26: second friction element

28 : 제3마찰요소 30 : 유성 캐리어28: third friction element 30: planetary carrier

36 : 유성 캐리어 40 : 허브36: planetary carrier 40: hub

42 : 링기어 부재 44 : 클러치 기어부재42: ring gear member 44: clutch gear member

46 : 슬리브 48 : 탄성부재46: sleeve 48: elastic member

본 고안은 자동 변속 차량용 파워 트레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파워 트레인의 전장을 짧게 하며 1-2단에서 동력 전달 효율을 높일 수 있는 파워 트레인에 관한 것이다.The present invention relates to a power train for an automatic transmission vehicle, and more particularly to a power train that can shorten the overall length of the power train and increase the power transmission efficiency in the 1-2 stage.

일반적으로 자동 변속 차량의 파워 트레인(power train)은 엔진으로 부터 동력을 전달받아 토오크 변환을 행하는 토오크 컨버터와, 이 토오크 컨버터로 부터 동력을 전달받는 입력축의 외주에 설치되어 입력회전 속도를 감속 또는 증속시키는 유성기어 장치를 포함한다.In general, the power train of an automatic transmission vehicle is a torque converter that receives torque from an engine and performs torque conversion, and is installed on the outer periphery of an input shaft that receives power from the torque converter to reduce or increase the speed of input rotation. And planetary gear devices.

이 유성기어장치는 3개의 요소 즉, 선기어, 유성 캐리어, 링기어를 포함하여 이루어지는데, 이중 하나는 입력요소로 사용되며, 다른 하나는 출력요소로 사용되고, 또다른 하나는 반력요소로 작용한다.The planetary gear device comprises three elements, a sun gear, a planet carrier and a ring gear, one of which is used as an input element, the other as an output element, and the other as a reaction force element.

이들 요소가 어떠한 성질의 요소로 선택되는 가에 따라 입력에 대한 출력회전 속도가 바뀌게 되는데, 이들 요소를 선택하기 위하여 복수개의 클러치 및 브레이크들로 이루어지는 마찰요소를 상기한 3개의 요소와 부재로 연결하고 있다.Depending on the nature of these elements, the rotational speed of the output changes with respect to the input. In order to select these elements, the friction elements, which consist of a plurality of clutches and brakes, are connected to the above three elements and members. have.

일반적으로 래비뉴식 유성기어장치를 사용하는 전자제어식 4속 자동 변속차량의 파워 트레인은, 1속에서 제1선기어를 입력요소로, 링기어를 출력요소로, 유성 캐리어를 반력 요소로 선택하여 입력 회전수보다 작은 회전수가 링기어로 출력될 수 있도록 하고 있다.In general, the power train of an electronically controlled four-speed automatic transmission vehicle using a planetary planetary gear device selects a first sun gear as an input element, a ring gear as an output element, and a planetary carrier as a reaction force element at one speed. The number of revolutions less than the number allows the gear to be output.

그리고 2속에서는 제1선기어를 입력요소로, 링기어를 출력요소로, 그리고 제2선기어를 반력요소로 선택하여 1속보다 회전수가 크지만 입력보다 작은 회전수가 링기어를 통하여 출력될 수 있도록 하고 있다.In the second speed, the first sun gear as the input element, the ring gear as the output element, and the second sun gear as the reaction element are selected so that the rotation speed larger than the first speed but smaller than the input speed can be output through the ring gear. .

그리고 3속에서는 제1선기어와 제2선기어를 동시에 입력요소로 하여 입력 회전수와 출력 회전수가 동일하게 될 수 있도록 하고 있는데, 이때 유성 캐리어로 입력이 되도록 하고 있다.In the third speed, the first rotation gear and the second transmission gear are simultaneously input elements so that the input rotation speed and the output rotation speed can be the same.

이것은 엔드 클러치를 통하여 이루어지고 있는데, 변속에 직접 관여하지 않는 엔드 클러치를 작동시키는 이유는, 4속에서 유성 캐리어가 입력으로 작용될 수 있도록 미리 작동시키는 것이다.This is done via the end clutch, which is why the end clutch, which is not directly involved in the shift, is operated in advance so that the planetary carrier can act as an input at four speeds.

따라서 이러한 엔드 클러치는 실질적으로 미끄럼이 없는 작동을 하게 되므로 다른 클러치의 작용과 그 기능면에서 약간의 차이가 있다.Therefore, this end clutch is a substantially non-slip operation, there is a slight difference in the operation and function of the other clutch.

그런데 이러한 엔드 클러치는 1속과 2속에서 아무런 작동을 하지 않는 풀림 상태로 존재하게 되는데, 클러치는 다수개의 마찰판이 점성유체내에 존재하는 구조로 되어 있기 때문에 실질적으로 작동을 하지 않는 상태에서 점성저항을 일으키게 된다.By the way, the end clutch is present in the unlocked state without any operation at the 1st speed and the 2nd speed. Since the clutch has a structure in which a plurality of friction plates exist in the viscous fluid, the end clutch has a viscous resistance in a substantially inoperative state. Will be raised.

이러한 점성저항은 동력 손실을 초래하는 결과가 되므로 1, 2속에서 동력 전달효율이 저하되는 문제점이 있다.Since the viscous resistance results in power loss, there is a problem in that power transmission efficiency is lowered at 1 and 2 speeds.

게다가 이러한 엔드 클러치는 유성 캐리어의 반대측에 설치되어야 하므로 변속기의 전장을 길게 하는 요인이 되고 있다.In addition, this end clutch has to be installed on the opposite side of the planetary carrier, which contributes to the length of the transmission.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 1, 2속에서 동력손실을 줄이며, 변속기의 전장을 줄일 수 있는 자동 변속 차량용 파워 트레인을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide a power train for an automatic transmission vehicle that can reduce the power loss at 1, 2 speed, reduce the overall length of the transmission. .

상기한 바와 같은 본 고안의 목적을 실현하기 위하여, 엔진으로 부터 전달되는 동력을 토오크 변환하는 토오크 컨버터와, 이 토오크 컨버터의 터어빈으로 부터 동력을 전달받는 입력축과, 이 입력축의 외주에 배치되는 유성기어장치와, 이 유성기어장치의 제1, 2선기어와, 유성 캐리어를 입력 및 반력요소로 선택하는 제1, 2, 3 마찰요소와, 상기한 입력축으로 부터 동력을 전달받아 상기한 유성 캐리어로 동력을 전달하는 싱크로나이저를 포함하는 자동 변속차량용 파워 트레인을 제공한다.In order to realize the object of the present invention as described above, a torque converter for torque converting the power transmitted from the engine, an input shaft receiving power from the turbine of the torque converter, and a planetary gear disposed on the outer periphery of the input shaft Device, first and second wire gears of the planetary gear device, first, second and third friction elements for selecting planetary carriers as input and reaction force elements, and receiving power from the input shaft to power the planetary carriers. It provides a power train for an automatic transmission vehicle including a synchronizer for transmitting a.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 고안에 의한 파워 트레인의 개략도로서, 엔진(2)으로 부터 전달되는 동력을 토오크 변환하는 토오크 컨버터(4)와, 이 토오크 컨버터의 터어빈과 직결되어 동력을 전달받는 입력축(6)과, 이 입력축의 주위에 배치되는 유성기어장치(8)를 포함한다.1 is a schematic diagram of a power train according to the present invention, which includes a torque converter 4 for torque converting power transmitted from an engine 2, an input shaft 6 directly connected to a turbine of the torque converter, and receiving power; And a planetary gear device 8 arranged around the input shaft.

상기한 유성기어장치(8)는 제1축(10)과 연결된 제1선기어(12)와, 제2축(14)과 연결된 제2선기어(16)와, 상기한 제1선기어와 치차물림되는 제1피니온 기어(18)와, 이 제1피니온 기어와 치차물림되며 또한 제2선기어(16)와 치차물림되는 제2피니온 기어(20)를 갖고 있으며, 이 제2피니온 기어는 링기어(22)의 내주에 치차물림되는 구조로 이루어지고 있다.The planetary gear device 8 includes a first sun gear 12 connected to the first shaft 10, a second sun gear 16 connected to the second shaft 14, and a tooth mesh with the first sun gear. It has a first pinion gear 18 and a second pinion gear 20 which is toothed with the first pinion gear and is also toothed with the second sun gear 16. The second pinion gear It is made of the structure geared to the inner circumference of the ring gear 22.

상기한 제1선기어(12)는 입력축(6)과 제1축(10) 사이에 제공되는 제1마찰요소(24)에 의해 동력 전달이 선택적으로 이루어질 수 있도록 되어 있으며, 제2선기어(16)는 입력축(6)과 제2축(14) 사이에 제공된 제2마찰요소(26)에 의해 동력 전달이 선택적으로 이루어질 수 있도록 되어 있다.The first sun gear 12 is configured to selectively transmit power by the first friction element 24 provided between the input shaft 6 and the first shaft 10, and the second sun gear 16. The power transmission can be selectively carried out by a second friction element 26 provided between the input shaft 6 and the second shaft 14.

그리고 상기한 제2선기어(16)는 선택적으로 반력요소로 될 수 있도록 되어 있는데, 그것은 밴드 브레이크로 이루어지는 제3마찰요소(28)에 의해 제2축(14)이 구속됨으로서 가능하게 된다.In addition, the second sun gear 16 may be selectively formed as a reaction force element, which is made possible by the second shaft 14 being restrained by the third friction element 28 formed of a band brake.

또한 유성기어장치(8)의 제1, 2피니온 기어(18,20)들은 유성 캐리어(30)에 의해 등분배치되어 치차물림되는 구조로 되어 있는데, 이 유성 캐리어(30)의 일측단은 변속기 케이스(32)에 설치된 일방향 클러치(34)와 연결되고 있으며, 타측은 본 고안에 제공하는 싱크로나이저(36)와 연결되고 있다.In addition, the first and second pinion gears 18 and 20 of the planetary gear device 8 are divided by the planetary carrier 30 so as to be toothed, and one side end of the planetary carrier 30 is a transmission. It is connected to the one-way clutch 34 installed in the case 32, the other side is connected to the synchronizer 36 provided in the present invention.

그리고 또한 이 유성 캐리어(30)는 제4마찰요소(38)에 의해 어느 방향으로도 회전이 제한될 수 있도록 되어 있다.In addition, the planet carrier 30 is configured to be limited in rotation in any direction by the fourth friction element 38.

이 싱크로나이저(36)는 입력축(6)으로 동력을 전달받을 수 있도록 되어 있는데, 제2도는 그 구조를 명확하게 도시하고 있다.This synchronizer 36 is adapted to receive power from the input shaft 6, the second figure clearly showing its structure.

즉 입력측(6)의 종단부에 허브(40)가 일체로 형성되어 있으며, 이 허브의 내측으로는 링기어 부재(42)가 위치하여 있고, 이 링기어 부재(42)와 대향하는 자세로 클러치 기어부재(44)가 유성 캐리어(30)에 고정된 구조로 이루어지고 있다.That is, the hub 40 is integrally formed at the end of the input side 6, and the ring gear member 42 is located inside the hub, and the clutch is in a posture opposite to the ring gear member 42. The gear member 44 has a structure fixed to the planet carrier 30.

상기한 링기어 부재(42)와 클러치 기어 부재(44)는 각각 오목부와 볼록부로 된 경사면이 서로 끼워질 수 있는 구조로 이루어져 이들 경사면이 접촉하는 상태에서 동기작용이 이루어질 수 있도록 되어 있다.The ring gear member 42 and the clutch gear member 44 each have a structure in which the inclined surfaces formed of the concave portions and the convex portions can be fitted to each other so that the synchronous action can be performed in the state in which these inclined surfaces are in contact with each other.

상기한 허브(40)의 외주에는 유압제어 장치로 부터 공급되는 유압에 의해 클러치 기어부재(44) 측으로 이동할 수 있도록 슬리브(46)가 끼워져 있다.The sleeve 46 is fitted on the outer circumference of the hub 40 to move toward the clutch gear member 44 by the hydraulic pressure supplied from the hydraulic control device.

이 슬리브(46)는 입력축(6)과 함께 회전할 수 있도록 스플라인으로 결합되고 있으며, 이 슬리브(46)는 그 반대측이 탄성부재(48)로 탄지되어 있다.The sleeve 46 is splined so that it can rotate with the input shaft 6, and the sleeve 46 is supported by the elastic member 48 on the opposite side thereof.

상기한 탄성부재(48)는 유성 캐리어(30)에 고정된 핀(50)의 외주에 위치되어 항시 슬리브(46)에 대하여 저항력을 전달할 수 있도록 되어 있다.The elastic member 48 is positioned on the outer circumference of the pin 50 fixed to the planet carrier 30 so as to transmit a resistance force to the sleeve 46 at all times.

이러한 탄성부재(48)의 탄성력에 의해 슬리브(46)가 허브(40)로 부터 이탈하는 것을 방지하기 위하여 허브의 외주에는 돌기(52)가 제공된다.A protrusion 52 is provided on the outer circumference of the hub to prevent the sleeve 46 from being separated from the hub 40 by the elastic force of the elastic member 48.

상기한 슬리브(46)가 클러치 기어부재(44) 측으로 이동시 핀(50)에 의해 이동이 제한되지 않도록 슬리브에는 홈(54)이 형성된다.A groove 54 is formed in the sleeve so that the movement of the sleeve 46 is not limited by the pin 50 when the sleeve 46 moves toward the clutch gear member 44.

도면중 미설명 부호 56은 유압제어 장치로 부터 유압을 공급받아 슬리브(46)의 측면에 이 유압을 가하기 위한 챔버를 지칭한다.Reference numeral 56 in the figure refers to a chamber for receiving the hydraulic pressure from the hydraulic control device for applying this hydraulic pressure to the side of the sleeve 46.

이와 같이 이루어지는 본 고안의 파워 트레인은, 1속과 2속의 변속작용은 종래와 동일하므로 그 작용을 생략하고 3속과 4속에 대해서만 설명한다.Since the powertrain of the present invention made in this way has the same speed shifting effect as the first speed and the second speed, the operation is omitted and only the third speed and the fourth speed will be described.

제1마찰요소(24)와 제3마찰요소(28)가 작동하는 2속 상태에서 차속이 증가하고 스로틀 개도율이 증가하게 되면 트랜스밋션 제어 유닛(미도시)은 제3마찰요소(28)의 작동을 해제하면서 제2마찰요소(26)를 작동시켜 유성기어장치(8)의 입력요소를 2개로 하여 입력과 출력의 회전수가 1 : 1이 되게한다.If the vehicle speed increases and the throttle opening rate increases in the second speed state in which the first friction element 24 and the third friction element 28 operate, the transmission control unit (not shown) may cause the third friction element 28 to operate. The second friction element 26 is operated while releasing the operation so that the input elements of the planetary gear device 8 are two, so that the rotation speed of the input and output is 1: 1.

그리고 싱크로나이저(36)의 챔버(56)내로 유체를 공급하여 슬리브(46)를 밀게 되는데, 이때 슬리브(46)는 입력축(6)의 회전에 의해 함께 회전하면서 도면에서 보아 우측으로 이동하게 된다.Then, the sleeve 46 is pushed by supplying fluid into the chamber 56 of the synchronizer 36, where the sleeve 46 is rotated together by the rotation of the input shaft 6 to move to the right as viewed in the drawing.

이러한 슬리브(46)의 이동으로 링기어 부재(42)가 우측으로 함께 이동하게 되는데, 이때 링기어 부재(42)의 오목부 경사면이 클러치 기어부재(44)의 볼록부 경사면과 접촉하면서 동기작용이 시작된다.The movement of the sleeve 46 causes the ring gear member 42 to move together to the right side. At this time, the inclined surface of the concave portion of the ring gear member 42 is in contact with the inclined surface of the convex portion of the clutch gear member 44, thereby synchronizing with each other. Begins.

즉 슬리브(46)의 스플라인 부분이 링기어 부재(42)의 치(齒)와 물림되면서 더욱 이동하여 클러치 기어부재(44)의 치와 물림이 이루어진다.That is, the spline portion of the sleeve 46 is further moved while being bitten by the teeth of the ring gear member 42, thereby making teeth and bites of the clutch gear member 44.

따라서 입력축(6)의 회전동력은 슬리브(46)와, 링기어 부재(42)와 클러치 기어부재(44)를 통하여 유성 캐리어(30)로 전달되므로 종래의 엔드 클러치 작동과 동일한 효과를 얻을 수 있다.Therefore, since the rotational power of the input shaft 6 is transmitted to the planet carrier 30 through the sleeve 46, the ring gear member 42 and the clutch gear member 44, the same effect as the conventional end clutch operation can be obtained. .

그리고 이러한 3속 상태에서 차속이 더욱 빨라지고 스로틀 개도율이 더욱 증가하게 되면, 트랜스밋션 제어 유닛은 제1, 2마찰요소(24,26)의 작동을 해제시키고 제3마찰요소(28)를 작동시키게 된다.And when the vehicle speed is faster and the throttle opening rate is further increased in this three speed state, the transmission control unit deactivates the first and second friction elements 24 and 26 and operates the third friction element 28. do.

이러한 상태에서는 싱크로나이저(36)를 통하여 유성 캐리어(30)로 입력축(6)의 회전동력이 전달되고, 제3마찰요소(28)에 의해 제2선기어(16)가 반력요소로 작동하게 되므로 유성기어장치(8)는 입력보다 높은 회전수를 출력하게 된다.In this state, the rotational power of the input shaft 6 is transmitted to the planet carrier 30 through the synchronizer 36, and the second sun gear 16 operates as a reaction force element by the third friction element 28. The gear device 8 outputs a higher rotation speed than the input.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 의한 싱크로나이저는 3속에서 작동할때 아무런 미끄럼이 발생하지 않고, 또 4속으로 변속시에는 이미 작동하고 있는 상태이므로 미끄럼이 발생하지 않으므로 종래의 엔드 클러치 작용을 대신할 수 있다.As described above, the synchronizer according to the present invention does not generate any slip when operating at three speeds, and does not slip because it is already operating when shifting at four speeds. Can be.

따라서 본 고안의 파워 트레인은 종래의 변속작용을 그대로 행하면서 엔드 클러치를 삭제할 수 있어 변속기의 전장을 줄일 수 있으며, 또 싱크로나이저가 작동하지 않는 1속과 2속에서는 전혀 점성저항이 일어나지 않으므로 동력 전달효율을 높일 수 있다.Therefore, the power train of the present invention can eliminate the end clutch while performing the conventional shifting operation, thereby reducing the total length of the transmission. Also, since the viscous resistance does not occur at the first and second speeds at which the synchronizer does not operate, power transmission efficiency is increased. Can increase.

Claims

A torque converter for torque converting the power transmitted from the engine, an input shaft receiving power from the turbine of the torque converter, a planetary gear device disposed on the outer periphery of the input shaft, first and second sun gears of the planetary gear device, An automatic transmission vehicle power train comprising first, second and third friction elements for selecting a planetary carrier as an input and a reaction force element, the power train being integrally formed with the input shaft to receive power from the input shaft and transfer power to the planetary carrier. A hub, a sleeve that is splined to the outer periphery of the hub and moves, a ring gear member located inside the hub and moved together with the movement of the slave, and in contact with the ring gear member and fixed to the planet carrier A power train for an automatic transmission vehicle comprising a synchronizer including a clutch member.

The power train of an automatic transmission vehicle according to claim 1, wherein an elastic member is provided between the sleeve and the planet carrier.

3. The power train for an automatic transmission vehicle according to claim 2, wherein the ring gear member and the clutch gear member include an inclined surface of the concave portion and an inclined surface of the convex portion in contact with each other.

The power train of claim 2, wherein the hub is provided with a protrusion to prevent the sleeve from being detached.