CN103470704A - 一种八挡自动变速器 - Google Patents

Abstract

一种八挡自动变速器，两个轴系平行布置，三个行星排，第一行星排布置在第一轴系上，第二行星排和第三行星排布置在第二轴系上；三对圆柱齿轮布置在两个轴系上，主动圆柱齿轮布置在第一轴系，被动齿轮布置在第二轴系上；五个换挡元件，将传动机构部件之间接合或分离，第一换挡元件为制动器，布置在第一轴系上，可以将旋转件制动在壳体上，第二换挡元件、第三换挡元件和第五换挡元件为离合器，布置在第一轴系上，第四换挡元件为离合器，布置在第二轴系上；另外还有十一个互联部件，将传动机构部件之间刚性连接在一起，构成一个四自由度8前1倒动力换挡传动机构。

Description

一种八挡自动变速器

技术领域

本发明涉及一种汽车八挡自动变速器的传动机构布置方案。

背景技术

自动变速器按照齿轮传动机构分为圆柱齿轮传动和行星齿轮传动，大多数自动变速器机构采用的是行星齿轮传动***，也有一些机构采用多轴圆柱齿轮传动。行星齿轮传动机构适合于布置在纵置后驱的汽车动力舱内，行星传动结构紧凑，易于实现多档位，但是，轴向尺寸比较长，特别是多档位情况，几乎无法横置于动力舱中；而多轴圆柱齿轮机构轴向尺寸短，适合于布置在横置前驱的汽车动力舱内，但是结构尺寸占用空间大，不能实现多档位。为了解决这个问题，双轴圆柱齿轮和行星齿轮混合方案布置的变速器开始出现。

中国专利号为CN 101275630 B的专利，属于圆柱齿轮和行星齿轮混合传动***。在第一轴系上布置了第一行星排和三个离合器，在第二轴系上布置了第二和第三行星排，以及两个离合器。该布置方案中与第三行星排齿圈连接的一对圆柱齿轮，其被动大齿轮尺寸过大，位置正好处于输出轴传动轴头部位置，致使该大齿轮易于与外部传动轴头部干涉，限制了该对圆柱齿轮传动比变动和调整；再有，该方案中，往往有一对圆柱齿轮位于中间部位，壳体必须有一个中间支撑墙固定轴承支撑这对圆柱齿轮，致使壳体轴向长度增加，成本增大，重量增加；第二行星排框架与第三行星排框架连接，致使挡间传动比分配不合理；K4离合器布置在二轴上，传递扭矩非常大，几乎无法实施。

中国专利号CN101398062 B、CN101392815 B和CN101398061 B三个专利，

带有外驱动齿轮组的多级变速器，其中，第二对圆柱齿轮位于中间位置，很难获得支撑。

中国专利号CN101392815 B专利，带有外驱动齿轮组的多级变速器，与上述几种专利不同，将第一和第二行星排与两个离合器、一个制动器布置在第一轴系，第二轴系仅仅留有第三行星排和两个离合器，减少了第二轴系的零部件数量。但是，由于三对圆柱齿轮布置在一侧，正好是处于与车身纵梁干涉的部位，即使第二轴系零件减少了，仍然无法减少与纵梁干涉部位的零件；另外，三对圆柱齿轮在一侧，套轴太多，很难实现轴承支撑，而且工艺性差。

发明内容

为了克服现有双轴行星传动变速器存在的问题，本发明提供了一种变速器的方案，将第二行星排的框架与第三行星排齿圈之间用离合器连接；第二行星排齿圈与第三行星排太阳轮刚性连接；第二轴上的大圆柱齿轮位置变更，使大圆柱齿轮部位外部壳体与传动轴头部不会产生干涉；将布置在中间部位的一对圆柱齿轮改到一侧，依靠壳体支撑，不需要壳体增加一个中间支撑墙，轴向长度缩短，壳体重量减少，成本降低。

    本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种八挡自动变速器，两个轴系平行布置，三个行星排，第一行星排布置在第一轴系上，第二行星排和第三行星排布置在第二轴系上；三对圆柱齿轮布置在两个轴系上，主动圆柱齿轮布置在第一轴系，被动齿轮布置在第二轴系上；五个换挡元件，将传动机构部件之间接合或分离，第一换挡元件为制动器，布置在第一轴系上，可以将旋转件制动在壳体上，第二换挡元件、第三换挡元件和第五换挡元件为离合器，布置在第一轴系上，第四换挡元件为离合器，布置在第二轴系上；另外还有十一个互联部件，将传动机构部件之间刚性连接在一起，构成一个四自由度8前1倒动力换挡传动机构。

    该发明的一个实施例是一款八档位自动变速器，它包括三组行星排的太阳轮、行星轮、齿圈和框架组成，行星轮支撑在框架上一方面与太阳轮啮合，另一方面与齿圈啮合，第一行星排布置在第一轴系上，第二和第三行星排布置在第二轴系上；三对圆柱齿轮的主、被动齿轮互相啮合，主动齿轮布置在第一轴系上，被动齿轮布置在第二轴系上；五个换挡元件中，第一、二、三、五换挡元件置于第一轴系上，第四换挡元件置于第二轴系上；第一至第六互联部件在第一轴系上，其第一互联部件将输入轴与第一行星排框架、第三换挡元件主动端刚性连接，第二互联部件将第一换挡元件被动端与壳体刚性连接一体，第三互联部件将第一行星排太阳齿轮与第一换挡元件、第二换挡元件主动端刚性连接，第四互联部件将第二换挡元件被动端与第一主动圆柱齿轮刚性连接，第五换挡部件将第一行星排齿圈与第二主动圆柱齿轮、第五换挡元件主动端刚性连接，第六互联部件将第三主动圆柱齿轮与第三换挡元件、第五换挡元件的被动端刚性连接；第七至第十一互联部件在第二轴系上，其第七互联部件将第三被动圆柱齿轮与第二行星排齿圈、第三行星排太阳齿轮刚性连接，第八互联部件将第二被动圆柱齿轮与第二行星排太阳齿轮刚性连接，第九互联部件将第二行星排框架与第四换挡元件主动端刚性连接，第十互联部件将第一被动圆柱齿轮、第三行星排齿圈与第四换挡元件被动端刚性连接，第十一互联部件将输出齿轮与第三行星排框架刚性连接；第一换挡元件可以将第三互联部件与变速器壳体联接或分离，也就是将第一行星排的太阳齿轮有选择的与壳体接合和分离；第二换挡元件可以将第三互联部件与第四互联部件联接或分离，也就是将第一行星排太阳齿轮与第一主动圆柱齿轮接合或分离；第三换挡元件可以将第一互联部件与第六互联部件联接或分离，也就是将输入轴和第一行星排框架的连接件与第三主动圆柱齿轮和第五换挡元件一端连接体接合或分离；第四换挡元件可以将第九互联部件与第十互联部件联接或分离，也就是将第一被动圆柱齿轮和第三行星排齿圈联合体与第二行星排框架接合或分离；第五换挡元件可以将第五互联部件与第六互联部件联接或分离，也就是将第一行星排齿圈与第二主动圆柱齿轮和第三主动圆柱齿轮接合或分离；五个换挡元件中的三个换挡元件有选择的接合，其它两个换挡元件分离，可以形成一个档位，在输入和输出端之间至少可以形成八个以上的前进挡和一个倒档。

    在本发明的一个方面中，输入轴可以有选择的分别布置在左侧或者右侧；输出轴可以有选择的布置在左侧或者右侧，也可以两侧输出，以适应动力总成在整车中的布置，其部件之间的连接关系符合本发明所述的方案均在本发明权利主张内。

   本发明的另一个方面中，三组行星排、三对圆柱齿轮和五个换挡元件的位置因为结构布置需要，会适当调整位置，能够产生出多种变化方案。在这些方案中，凡是采用本发明权利要求的部件之间的连接方式或部件连接关系的方案均在本发明权利主张内。

    本发明的另一方面中，第一轴系和第二轴系之间传递扭矩的三对相互啮合的圆柱齿轮可以有选择的更换成链轮和链条传动或其它传动方式，其两个轴系之间的三对传动比关系不变。

    本发明的有益效果是，减小了壳体外形尺寸，易于布置在狭小的动力舱，适应多种车型；中间没有支撑墙，缩短了轴向尺寸，降低了成本。

附图说明

在此所述附图仅仅用于示例性目的，并不意图以任何方式限制本发明公开的范围，只是对本发明进一步说明。

图1是根据本发明八挡自动变速器原理例举的一个实施例结构简图。

图2是本发明实施例换挡逻辑真值表，表示了在图1所示的八挡自动变速器中，每个档位换挡元件分离或接合的逻辑关系；其传动比、挡间比和传动范围仅仅是一个案例，不限制本发明公开的范围。

图1中，SC1是第一轴系，SC2是第二轴系，R1、CA1和S1分别是第一行星排太阳轮、齿圈和框架，R2、CA2和S2分别是第二行星排太阳轮、齿圈和框架，R3、CA3和S3分别是第三行星排太阳轮、齿圈和框架，GA1和GD1是第一主动圆柱齿轮和被动圆柱齿轮，GA2和GD2是第二主动圆柱齿轮和被动圆柱齿轮，GA3和GD3是第三主动圆柱齿轮和被动圆柱齿轮，C1、C2、C3、C4和C5分别是第一、二、三、四和五换挡元件，1. 为输入轴与第一行星排框架CA1、第三换挡元件C3的主动端刚性连为一体的第一互联部件，2.为第一换挡元件被动端与壳体刚性连接为一体的第二互联部件，3.为第一换挡元件C1主动端、第二换挡元件C2主动端与第一行星排太阳轮S1之间的第三互联部件，4.为第二换挡元件C2与第一主动圆柱齿轮GA1之间的第四互联部件，5.为第一行星排齿圈R1、第二主动圆柱齿轮GA2与第五换挡元件C5之间的第五互联部件，6.为第三主动圆柱齿轮GA3与第三换挡元件C3、第五换挡元件C5之间的第六互联部件，7.为第三被动圆柱齿轮GD3与第二行星排齿圈R2、第三行星排太阳轮S3之间的第七互联部件，8.为第二被动圆柱齿轮GD2与第二行星排太阳轮S2之间的第八互联部件，9.为第二行星排框架CA2与第四换挡元件C4之间的第九互联部件，10.为第四换挡元件C4与第三行星排齿圈R3和第一被动圆柱齿轮GD1之间的第十互联部件，11.为第三行星排框架CA3与输出齿轮连接的第十一互联部件。

具体实施方式

下例仅仅是案例中的示例，并不限制本发明的其它应用和权利要求。

图1是一种八挡自动变速器实施例，包括两组平行轴系，在轴系上旋转的部件有三组行星排和三对圆柱齿轮传动机构，五个换挡元件，十一个互联部件；第一行星排置于第一轴系中心上，第二行星排和第三行星排置于第二轴系中心，三对圆柱齿轮主动齿轮置于第一轴系中心上，被动齿轮置于第二轴系中心上； 第一互联部件1，将动力源与第一行星排框架CA1、第三换挡元件C3连接在一起；第二互联部件2，将第一换挡元件C1与壳体连接在一起；第三互联部件3，将第一换挡元件C1、第二换挡元件C2和第一行星排太阳轮S1连接在一起；第四互联部件4，将第二换挡元件C2与第一主动圆柱齿轮GA1连接在一起；第五互联部件5，将第一行星排齿圈R1与第二主动圆柱齿轮GA2、第五换挡元件C5连接在一起；第六互联部件6，将第三主动圆柱齿轮GA3与第三换挡元件C3、第五换挡元件C5连接在一起；第七互联部件7，将第三被动圆柱齿轮GD3与第二行星排齿圈R2、第三行星排太阳轮S3连接在一起；第八互联部件8，将第二被动圆柱齿轮GD2与第二行星排太阳轮S2连接在一起；第九互联部件9，将第二行星排框架CA2与第四换挡元件C4连接在一起；第十互联部件10，将第三行星排齿圈R3与第一被动圆柱齿轮GD1、第四换挡元件C4连接在一起；第十一互联部件11，将第三行星排框架CA3与输出轴、或者输出齿轮连接在一起。第一换挡元件C1可以有选择的将互联部件3与壳体接合或分离；第二换挡元件C2可以有选择的将互联部件3与互联部件4接合或分离；第三换挡元件C3可以有选择的将互联部件1和互联部件6接合或分离；第四换挡元件C4可以有选择的将互联部件9与互联部件10接合或分离；第五换挡元件C5可以有选择的将互联部件5与互联部件6接合或分离。五个换挡元件中，每次接合三个换挡元件构成一个档位，在输入轴和输出轴之间建立起至少八个前进挡、一个倒档的传动比。

所述的实施例按照图2的换挡逻辑表换挡，其中的“0”表示换挡元件接合。

Claims (4)

1.一种八挡自动变速器，包括两组平行轴系，三组行星排的太阳轮、行星轮、齿圈和框架组成，行星轮支撑在框架上一方面与太阳轮啮合，另一方面与齿圈啮合，第一行星排布置在第一轴系上，第二和第三行星排布置在第二轴系上；三对圆柱齿轮的主、被动齿轮互相啮合，主动齿轮布置在第一轴系上，被动齿轮布置在第二轴系上；五个换挡元件中，第一、二、三、五换挡元件置于第一轴系上，第四换挡元件置于第二轴系上；第一至第六互联部件在第一轴系上，其第一互联部件将输入轴与第一行星排框架、第三换挡元件主动端刚性连接，第二互联部件将第一换挡元件被动端与壳体刚性连接一体，第三互联部件将第一行星排太阳齿轮与第一换挡元件、第二换挡元件主动端刚性连接，第四互联部件将第二换挡元件被动端与第一主动圆柱齿轮刚性连接，第五换挡部件将第一行星排齿圈与第二主动圆柱齿轮、第五换挡元件主动端刚性连接，第六互联部件将第三主动圆柱齿轮与第三换挡元件、第五换挡元件的被动端刚性连接；第七至第十一互联部件在第二轴系上，其第七互联部件将第三被动圆柱齿轮与第二行星排齿圈、第三行星排太阳齿轮刚性连接，第八互联部件将第二被动圆柱齿轮与第二行星排太阳齿轮刚性连接，第九互联部件将第二行星排框架与第四换挡元件主动端刚性连接，第十互联部件将第一被动圆柱齿轮、第三行星排齿圈与第四换挡元件被动端刚性连接，第十一互联部件将输出齿轮与第三行星排框架刚性连接；第一换挡元件可以将第三互联部件与变速器壳体联接或分离，也就是将第一行星排的太阳齿轮有选择的与壳体接合和分离；第二换挡元件可以将第三互联部件与第四互联部件联接或分离，也就是将第一行星排太阳齿轮与第一主动圆柱齿轮接合或分离；第三换挡元件可以将第一互联部件与第六互联部件联接或分离，也就是将输入轴和第一行星排框架的连接件与第三主动圆柱齿轮和第五换挡元件一端连接体接合或分离；第四换挡元件可以将第九互联部件与第十互联部件联接或分离，也就是将第一被动圆柱齿轮和第三行星排齿圈联合体与第二行星排框架接合或分离；第五换挡元件可以将第五互联部件与第六互联部件联接或分离，也就是将第一行星排齿圈与第二主动圆柱齿轮的结合体和第三主动圆柱齿轮接合或分离；五个换挡元件中的三个换挡元件有选择的接合，其它两个换挡元件分离，可以形成一个档位，在输入和输出端之间至少可以形成八个以上的前进挡和一个倒档。

2.根据权利要求1所述的八挡自动变速器，其特征是：三对圆柱齿轮也可以有选择的采用如链传动机构或带传动机构的传动方式，连接关系和传动关系不变。

3.根据权利要求1所述的八挡自动变速器，其特征是：三个行星排、三对圆柱齿轮、五个换挡元件、多个互联部件，其相互位置和布置可以变更，但是，部件之间的连接关系和传动关系不变。

4.根据权利要求1所述的一种八挡双轴行星齿轮自动变速器，其特征是：五个换挡元件换挡逻辑为：

倒档：[C1]、[C2]、[C4]接合；

一挡：[C1]、[C2]、[C3]接合；

二挡：[C1]、[C2]、[C5]接合；

三挡：[C5]、[C2]、[C3]接合；

四挡：[C5]、[C2]、[C4]接合；

五挡：[C3]、[C2]、[C4]接合；

六挡：[C3]、[C5]、[C4]接合；

七挡：[C3]、[C1]、[C4]接合；

八挡：[C5]、[C1]、[C4]接合。