CN102954156A - 自动变速器及应用其的汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动变速器及应用其的汽车，涉及汽车传动技术领域，解决了使用现有的四挡位自动变速器时，无法实现更宽的传动比范围和达到更加流畅的换挡变速性能要求的问题。该自动变速器，包括输入轴、N档位变速机构及倍速机构，其中N为大于1的正整数；N档位变速机构用于将输入轴的动力以N种不同的传动比传递至N档位变速机构中的动力输出单元；倍速机构包括与输入轴平行的输出轴、第四离合器、第五离合器及套设在输出轴上的第一齿轮和第二齿轮；第四离合器连接在输出轴与第一齿轮之间；第五离合器连接在输出轴与第二齿轮之间，输出轴与动力输出单元连接。

Description

自动变速器及应用其的汽车

技术领域

本发明涉及汽车传动技术领域，尤其涉及一种自动变速器及应用其的汽车。

背景技术

目前，变速器主要有自动变速器、机械式自动变速器、无级变速器等几大类。由于，自动变速器具有可靠性高、耐久性能好、操作便捷、燃油经济性好等优点。因此在汽车中四挡位自动变速器的应用越来越多。

四挡位自动变速器一般采用结构紧凑的拉维纳行星齿轮机构，该机构能够减小自动变速器的体积。图1示出了该拉维纳行星齿轮机构的组成。

如图1所示，拉维纳行星齿轮机构包括：前太阳轮11和后太阳轮12，前太阳轮11与短行星轮13啮合，后太阳轮12和短行星轮13共同啮合长行星轮14，长行星轮14和短行星轮13共同连接行星架15。

拉维纳行星齿轮机构还包括：第一至第三离合器(16-18)，第一、第二制动器(19、101)以及单向离合器102；第一离合器16连接在行星架15与输入轴103之间；第二离合器17连接在前太阳轮11与输入轴103之间；第三离合器18连接在后太阳轮12与输入轴103之间；第一制动器19连接在行星架15与变速箱104之间；第二制动器101连接在后太阳轮12与变速箱104之间；单向离合器102连接在行星架15与变速箱104之间。通过控制第一至第三离合器(16-18)，第一、第二制动器(19、101)以及单向离合器102的分离与结合，可以实现将输入轴103的动力以四种不同的传动比从长行星轮14输出。

由于由拉维纳行星齿轮机构组成的自动变速器只能实现输出四种传动比，无法实现更宽的传动比范围和达到更加流畅的换挡变速性能要求，因此，在与发动机整车匹配后，不能充分发挥发动机的经济性能和动力性能，导致发动机的油耗比较高。

发明内容

本发明的实施例提供一种自动变速器及应用其的汽车，解决了使用现有的四挡位自动变速器时，无法实现更宽的传动比范围和达到更加流畅的换挡变速性能要求的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种自动变速器，包括输入轴、N档位变速机构及倍速机构，其中N为大于1的正整数；所述N档位变速机构用于将输入轴的动力以N种不同的传动比传递至所述N档位变速机构中的动力输出单元；所述倍速机构包括与所述输入轴平行的输出轴、第四离合器、第五离合器及套设在所述输出轴上的第一齿轮和第二齿轮；所述第四离合器连接在所述输出轴与所述第一齿轮之间；所述第五离合器连接在所述输出轴与所述第二齿轮之间，所述输出轴与所述动力输出单元连接。

优选地，所述的自动变速器中，所述N档位变速机构为拉维纳行星齿轮机构，所述拉维纳行星齿轮机构中的第一至第三离合器与所述输入轴连接；所述N档位变速机构中的动力输出单元为所述拉维纳行星齿轮机构中的齿圈。

优选地，所述的自动变速器，还包括第三齿轮，所述第三齿轮固设在所述输出轴上与所述齿圈啮合。

其中，所述输入轴连接液力变矩器的动力输出轴。

优选地，所述的自动变速器，还包括输出机构，所述输出机构为差速器，所述第一齿轮和所述第二齿轮分别与所述差速器上的齿轮啮合。

优选地，所述的自动变速器，还包括输出机构，所述输出机构包括：第四至第六齿轮及差速器；所述第四齿轮与第一齿轮啮合，第五齿轮与第二齿轮啮合；所述第六齿轮与所述差速器上的齿轮啮合。

一种汽车，其特征在于，包括上述的自动变速器。

本发明实施例提供的自动变速器及应用其的汽车中，由于N档位变速机构可以将输入轴的动力以N种不同的传动比传递至N档位变速机构中的动力输出单元，使得输出单元可以输出N不同的动力，该动力可以经由输出单元传递到与其连接的输出轴，再经过选择性的使第四离合器C4接合使动力传递到第一齿轮27上，或者使第五离合器C5接合使动力传递到第二齿轮28上，这样可以使从该变速器中输出的动力实现2N种传动比，增大了传动比的可选择范围。从而该自动变速器可以使现有技术中的四挡位自动变速器变成八种不同的挡位，进而减小了挡位之间的传动比差距，提高了换挡平顺性，提高了汽车的动力性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的拉维纳行星齿轮机构的结构简图；

图2a为本发明实施例提供的一种自动变速器的结构示意简图；

图2b为本发明实施例提供的另一种自动变速器的结构示意简图；

图3为图2a和图2b中实施例提供的挡位逻辑表示意图；

图4为本发明实施例提供的又一种自动变速器的结构示意简图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种自动变速器，如图4所示，包括输入轴21、N档位变速机构41及倍速机构42，其中N为大于1的正整数；N档位变速机构41用于将输入轴21的动力以N种不同的传动比传递至N档位变速机构41中的动力输出单元411；倍速机构42包括与输入轴21平行的输出轴24、第四离合器C4、第五离合器C5及套设在输出轴24上的第一齿轮27和第二齿轮28；第四离合器C4连接在输出轴24与第一齿轮27之间；第五离合器C5连接在输出轴24与第二齿轮28之间，输出轴24与动力输出单元411连接。

由于N档位变速机构41可以将输入轴21的动力以N种不同的传动比传递至N档位变速机构41中的动力输出单元411，使得输出单元411可以输出N不同的动力，该动力可以经由输出单元411传递到与其连接的输出轴24，再经过选择性的使第四离合器C4接合使动力传递到第一齿轮27上，或者使第五离合器C5接合使动力传递到第二齿轮28上，这样可以使从该变速器重输出的动力实现2N种传动比，增大了传动比的可选择范围。从而该自动变速器可以使现有技术中的四挡位自动变速器变成八种不同的挡位，从而减小了挡位之间的传动比差距，提高了换挡平顺性，提高了汽车的动力性能。

上述实施例提供的自动变速器中，如图2所示，N档位变速机构41可以为拉维纳行星齿轮机构22，拉维纳行星齿轮机构22中的第一至第三离合器C1-C3与输入轴21连接；N档位变速机构41中的动力输出单元411为拉维纳行星齿轮机构中22的齿圈226。

当然，N挡位变速机构41可以为辛普森行星齿轮机构，或是其它行星齿轮机构。

为了描述清楚，先将图2a和图2b中拉维纳行星齿轮机构22中的组件及连接关系进行说明。

拉维纳行星齿轮机构22包括：前太阳轮223和后太阳轮222，前太阳轮223与短行星轮224啮合，后太阳轮222和短行星轮224共同啮合长行星轮221，长行星轮221和短行星轮224共同连接行星架225。

拉维纳行星齿轮机构22还包括：第一至第三离合器(C1-C3)，第一、第二制动器(B1、B2)以及单向离合器F1；第一离合器C1连接在行星架225与输入轴21之间；第二离合器C2连接在前太阳轮223与输入轴21之间；第三离合器C3连接在后太阳轮222与输入轴21之间；第一制动器B1连接在行星架225与变速箱之间；第二制动器B2连接在后太阳轮222与变速箱之间；单向离合器F1连接在行星架225与变速箱之间。由拉维纳行星齿轮机构22组成的自动变速器只能实现输出四种传动比。

上述实施例提供的自动变速器中，由于在拉维纳行星齿轮机构22的基础上增设了齿圈226、与输入轴21平行的输出轴24、第四离合器C4、第五离合器C5、第一齿轮27及第二齿轮28，通过控制第四离合器C4和第五离合器C5分离或接合，可以使输入轴21与第一齿轮27或第二齿轮28接合，从而使拉维纳行星齿轮机构22与齿圈226、第四离合器C4、第五离合器C5、第一齿轮27及第二齿轮28配合共同形成八种不同的挡位，相对于现有技术增加了汽车的挡位，减小了挡位之间的传动比差距，提高了换挡平顺性，提高了汽车的动力性能。

上述实施例提供的自动变速器中，还可以包括第三齿轮23，第三齿轮23固设在输出轴24上与齿圈226啮合，这样设置可以使上述变速器的结构更紧凑。

上述实施例中，输入轴21可连接液力变矩器25的动力输出轴，从而将液力变矩器25输出的动力传递至输入轴21。

上述实施例中，所述的自动变速器，还可以包括如图2a所示的输出机构29，该输出机构29为差速器，第一齿轮27和第二齿轮28分别与差速器上的齿轮(291，292)啮合，使得动力能够平稳地从差速器输出。

上述实施例中描述的自动变速器，还包括如图2b所示的输出机构29′，输出机构29′包括：第四至第六齿轮(292′-294′)及差速器291′；第四齿轮292′与第五齿轮293′分别于第一齿轮27、第二齿轮28啮合；第六齿轮294′与差速器291′上的齿轮2911′啮合，使得从上述自动变速器输出的动力可以通过第四至第六齿轮(292′-294′)传递至差速器291′，从而使差速器291′上的齿轮2911′再将动力输出。

下面以图2a和图2b所示的自动变速器为例，详细说明该变速器各挡位的动力传递情况。

P挡(空挡)：

整车控制***使第一至第五离合器C5均处于分离状态，发动机带动液力变矩器25旋转进而带动输入轴21空转，自动变速器不传输动力。

R挡：通过整车控制***使第三离合器C3、第四离合器C4和第一制动器B1接合来实现，将输入轴21的旋转直接输入至后太阳轮222，同时第一制动器B1将行星架225固定，因此动力依次经长行星轮221传递到齿圈226，由于齿圈226固设在输出轴24上，动力可以传递至输出轴24，而输出轴24通过第四离合器C4与第一齿轮27连接，动力经第四离合器C4传递至第一齿轮27，再经第一齿轮27传递到输出机构29/29′，最终传递至驱动轮。

D1挡：

通过整车控制***使第二离合器C2和第四离合器C4接合，并通过单向离合器F1的自动接合来实现。将输入轴21的转转直接输入至前太阳轮223，同时行星架225通过单向离合器F1阻止其反转并产生反作用力。因此动力一次经过短行星轮224、传递至传齿圈226，经传齿圈226传递至输出轴24，而输出轴24通过第四离合器C4与第一齿轮27连接，动力经第四离合器C4传递至第一齿轮27，再经第一齿轮27传递至输出机构29/29′，最终传递至驱动轮。

D2挡：

通过整车控制***使第二离合器C2和第四离合器C4接合，并通过单向离合器F1的自动接合来实现。将输入轴21的转转直接输入至前太阳轮223，同时行星架225通过单向离合器F1阻止其反转并产生反作用力。因此动力一次经过短行星轮224、传递至齿圈226，经齿圈226传递至输出轴24，而输出轴24通过第四离合器C4与第二齿轮28连接，动力经第四离合器C4传递至第二齿轮28，所以，动力以不同于第一前进挡的传动比经再经第二齿轮28传递至输出机构29/29′，最终传递至驱动轮。

D3挡：

通过整车控制***使第二离合器C2、第四离合器C4和第二制动器B2接合来实现，将输入轴21的旋转直接输入至前太阳轮223，同时制动第二制动器B2将后太阳轮222固定，因此动力依次经过短行星轮224、长行星轮221传递至传齿圈226，经齿圈226传递至输出轴24，由于输出轴24和第一齿轮27通过第四离合器C4接合在一起，因此动力经过第一齿轮27传递至输出机构29/29′，最终传递至驱动轮。

D4挡：

通过整车控制***使第二离合器C2、第五离合器C5和第二制动器B2接合来实现，将输入轴21的旋转直接输入至前太阳轮223，同时制动第二制动器B2将后太阳轮222固定，因此动力依次经过短行星轮224、长行星轮22124传递至齿圈226，经齿圈226传递至输出轴24，由于输出轴24和第二齿轮28通过第五离合器C5接合在一起，因此动力经过第二齿轮28传递至输出机构29/29′，最终传递至驱动轮。

D5挡：

通过整车控制***使第一离合器C1、第二离合器C2、第四离合器C4接合来实现，前太阳轮223和行星架225第二离合器C2和第一离合器C1连接在一起，因此输入轴21的旋转动力经短行星轮224、长行星轮221、传递到齿圈226，经齿圈226传递到输出轴24，第一齿轮27通过第四离合器C4与输出轴24连接在一起，因此动力经第一齿轮27传递至输出机构29/29′，最终传递至驱动轮。

D6挡：

通过整车控制***使第一离合器C1、第二离合器C2、第五离合器C5接合来实现，前太阳轮223和行星架225第二离合器C2和第一离合器C1连接在一起，因此输入轴21的旋转动力经短行星轮224、长行星轮221、传递到齿圈226，经齿圈226传递到输出轴24，第二齿轮28通过第五离合器C5与输出轴24连接在一起，因此动力经第二齿轮28传递至输出机构29/29′，最终传递至驱动轮。

D7挡：

通过整车控制***使第一离合器C1、第四离合器C4和第二制动器B2接合来实现，将输入轴21的旋转直接输入至前行星架225，同时制动第二制动器B2将后太阳轮222固定，因此动力依次经过短行星轮224、长行星轮221传递至齿圈226，经齿圈226传递至输出轴24，由于输出轴24和第一齿轮27通过第四离合器C4接合在一起，因此动力经过第一齿轮27传递至输出机构29/29′，最终传递至驱动轮。

D8挡：

通过整车控制***使第一离合器C1、第五离合器C5和第二制动器B2接合来实现，将输入轴21的旋转直接输入至前行星架225，同时制动第二制动器B2将后太阳轮222固定，因此动力依次经过短行星轮224、长行星轮221传递至齿圈226，经齿圈226传递至输出轴24，由于输出轴24和第二齿轮28通过第五离合器C5接合在一起，因此动力经过第二齿轮28传递至输出机构29/29′，最终传递至驱动轮。

在图3所示的动作表中，各挡位对应的栏中标示有“ON”记号的情况下，若是离合器则表示通过接合而处于连接状态，若是制动器则表示通过接合而处于固定状态。

本发明实施例还提供了一种汽车，包括上述实施例描述的自动变速器。

本发明实施例提供的汽车中，由于使用了上述实施例描述的自动变速器，可增加汽车的挡位，并减小了挡位之间的传动比，提高了换挡平顺性，且提高了汽车的动力性能。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种自动变速器，其特征在于，包括输入轴、N档位变速机构及倍速机构，其中N为大于1的正整数；

所述N档位变速机构用于将输入轴的动力以N种不同的传动比传递至所述N档位变速机构中的动力输出单元；

所述倍速机构包括与所述输入轴平行的输出轴、第四离合器、第五离合器及套设在所述输出轴上的第一齿轮和第二齿轮；所述第四离合器连接在所述输出轴与所述第一齿轮之间；所述第五离合器连接在所述输出轴与所述第二齿轮之间，所述输出轴与所述动力输出单元连接。

2.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，所述N档位变速机构为拉维纳行星齿轮机构，所述拉维纳行星齿轮机构中的第一至第三离合器与所述输入轴连接；

所述N档位变速机构中的动力输出单元为所述拉维纳行星齿轮机构中的齿圈。

3.根据权利要求2所述的自动变速器，其特征在于，还包括第三齿轮，所述第三齿轮固设在所述输出轴上与所述齿圈啮合。

4.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，所述输入轴连接液力变矩器的动力输出轴。

5.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，还包括输出机构，所述输出机构为差速器，所述第一齿轮和所述第二齿轮分别与所述差速器上的齿轮啮合。

6.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，还包括输出机构，所述输出机构包括：第四至第六齿轮及差速器；所述第四齿轮与第一齿轮啮合，第五齿轮与第二齿轮啮合；所述第六齿轮与所述差速器上的齿轮啮合。

7.一种汽车，其特征在于，包括权利卜6任一项所述的自动变速器。

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