CN106884936B - 三行星排六速自动变速器及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车领域，公开了一种三行星排六速自动变速器及汽车，包括第一行星排、第二行星排及第三行星排；第一行星排包括第一齿圈、相互啮合的第一内行星轮组和第一外行星轮组、第一太阳轮及第一行星架；第二行星排包括第二齿圈、第二行星轮组、第二太阳轮及第二行星架；第三行星排包括第三齿圈、第三行星轮组、第三太阳轮及第三行星架；第一齿圈、第二齿圈以及第三太阳轮依次固定连接为一体，第一齿圈通过第一制动构件连接到变速器箱体；第一行星架通过第一扭矩传递构件与第二行星架连接；第二行星架通过第二扭矩传递构件与第三行星架连接；第三行星架通过第三扭矩传递构件与第二太阳轮连接，且第三行星架通过第二制动构件连接到变速器箱体。

Description

三行星排六速自动变速器及汽车

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种三行星排六速自动变速器及汽车。

背景技术

电控液力变速器传动系实现变速的机构一般包括多个行星排。发动机的动力经液力变矩器后传入行星齿轮变速机构进行变速后输出。自动变速器的体积、重量、效率以及承载能力直接与行星齿轮机构有关。自动变速器传动系的档位数越多，汽车的燃油消耗越低，经济性越好，但是随着档位数的增加，行星排的数量、操纵离合器以及制动器的数量也在增加，满足理论级比的设计更是难以实现。人们一直在寻求用较少的行星排、离合器和制动器，组合出满足汽车性能需求的结构紧凑、强度更高、效率更好的行星齿轮变速机构。

目前乘用车市场上使用的6速自动变速器行星齿轮机构主要包括：爱信、ZF和吉利(DSI)使用的莱佩莱捷方案；现代A6MF和A6LF系列使用的方案；通用6T系列使用的方案；马自达创驰蓝天所用的6速方案。

莱佩莱捷方案是在拉威娜4速自动变速器的基础上增加一排行星排来实现，无直接档。通用和现代的方案均以三行星排实现，不同点在于离合器的位置不同，在现代的量产系列A6MF和A6LF中有一行星排使用了双行星轮组结构，它与单行星轮组结构相比，在其他条件相同的情况下，齿圈可以得到反向运动；现代和通用的方案，均是用2个离合器和3个制动器来实现，制动器的数量多于离合器的数量，制动器最终是通过摩擦钢片齿连接到箱体上，更多的制动器无疑增加了箱体的加工制造难度，且由于箱体材料一般是铝合金，更多的制动器无疑会对能够保证强度的同时实现轻量化的设计造成困难。创驰蓝天所用的6速方案源自美国ALLISON公司在匹配柴油机重型大车上使用的横向布置方案，直接档出现在四档，在与汽油机的匹配上，能够实现的速比配置上具有先天不足的特性。

发明内容

本发明的目的是提供一种能实现六个前进档和一个倒档，且整个结构更为紧凑、箱体的加工制造难度更低的三行星排六速自动变速器。另外，本发明还提供一种应用该三行星排六速自动变速器的汽车。

为了实现上述目的，本发明提供了一种三行星排六速自动变速器，其包括：第一行星排、第二行星排及第三行星排；所述第一行星排包括第一齿圈、相互啮合的第一内行星轮组和第一外行星轮组、第一太阳轮及第一行星架；所述第二行星排包括第二齿圈、第二行星轮组、第二太阳轮及第二行星架；所述第三行星排包括第三齿圈、第三行星轮组、第三太阳轮及第三行星架；

所述第一齿圈、所述第二齿圈以及所述第三太阳轮依次固定连接为一体，所述第一齿圈通过第一制动构件连接到变速器箱体；

所述第一行星架通过第一扭矩传递构件与所述第二行星架连接；所述第二行星架通过第二扭矩传递构件与所述第三行星架连接；所述第三行星架通过第三扭矩传递构件与所述第二太阳轮连接，且所述第三行星架通过第二制动构件连接到变速器箱体；

所述第二太阳轮与变速器输入端连接，所述第三齿圈与变速器输出端连接。

作为优选方案，所述第一太阳轮与所述变速器箱体相固连。

作为优选方案，所述变速器输入端与所述变速器输出端同侧设置。

作为优选方案，所述第一扭矩传递构件、所述第二扭矩传递构件及所述第三扭矩传递构件为离合器。

作为优选方案，所述离合器为多片式湿式离合器或犬牙式离合器。

作为优选方案，所述第一制动构件和所述第二制动构件为鼓式制动器或多片式湿式制动器。

作为优选方案，所述第一行星架、所述第二行星架及所述第三行星架上均设有销轴，所述第一内行星轮组及所述第一外行星轮组通过轴承安装在所述第一行星架的销轴上，所述第二行星轮组通过轴承安装在所述第二行星架的销轴上，所述第三行星轮组通过轴承安装在所述第三行星架的销轴上。

为了解决相同的问题，本发明还提供一种汽车，其包括上述任一方案的三行星排六速自动变速器。

实施本发明的三行星排六速自动变速器及汽车，相对于现有技术具有如下的优点：

1、本发明采用三个扭矩传递构件和两个制动构件，合理地将三个行星排连接起来，从而实现六个前进档和一个倒档；本发明中的制动构件数量少于扭矩传递构件数量，采用更少的制动构件，不仅可以降低变速器箱体的加工与制造的难度，还有利于箱体的轻量化，使整个变速器更为紧凑；另外，在满足同等速比数量的条件下，更少的制动构件数量显然能够提高各制动构件的利用率，从而使得整个变速器更为紧凑；而采用更多的扭矩传递构件，将有利于在特定档位下切断行星排间的连接关系，使冗余的行星排不参与传动，从而减少带排搅油损耗，提高效率；而且设置更多的扭矩传递构件，不仅有利于以后通过增加行星排或者增加更多操纵件的方式进行多速拓展，而且在落实到具体结构设计时，若是将扭矩传递构件选为离合器，就可以将这些离合器进行嵌套设计，从而使得整个变速器结构更为紧凑；

2、本发明中的第一行星架、第二行星架、第三行星架通过第一扭矩传递构件、第二扭矩传递构件依次相连，可有效减少整个变速器的长度，使得该变速器整体结构更为紧凑，重量更轻。

附图说明

图1是本发明实施例提供的三行星排六速自动变速器的连接结构示意图；

图2是本发明实施例提供的三行星排六速自动变速器的1档传动路线示意图；

图3是本发明实施例提供的三行星排六速自动变速器的2档传动路线示意图；

图4是本发明实施例提供的三行星排六速自动变速器的3档传动路线示意图；

图5是本发明实施例提供的三行星排六速自动变速器的4档传动路线示意图；

图6是本发明实施例提供的三行星排六速自动变速器的5档传动路线示意图；

图7是本发明实施例提供的三行星排六速自动变速器的6档传动路线示意图；

图8是本发明实施例提供的三行星排六速自动变速器的R档传动路线示意图；

其中，1、第一行星排；11、第一齿圈；12、第一外行星轮组；13、第一内行星轮组；14、第一行星架；15、第一太阳轮；2、第二行星排；21、第二齿圈；22、第二行星架；23、第二行星轮组；24、第二太阳轮；3、第三行星排；31、第三齿圈；32、第三行星轮组；33、第三行星架；34、第三太阳轮；4、变速器箱体；B1、第一制动构件；B2、第二制动构件；C1、第一扭矩传递构件；C2、第二扭矩传递构件；C3、第三扭矩传递构件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明的优选实施例，一种三行星排六速自动变速器，其包括：第一行星排1、第二行星排2及第三行星排3；第一行星排1包括第一齿圈11、相互啮合的第一内行星轮组13和第一外行星轮组12、第一太阳轮15及第一行星架14；第二行星排2包括第二齿圈21、第二行星轮组23、第二太阳轮24及第二行星架22；第三行星排3包括第三齿圈31、第三行星轮组32、第三太阳轮34及第三行星架33；第二行星排2位于第一行星排1和第三行星排3之间。具体地，第一内行星轮组13与第一太阳轮15外啮合，第一外行星轮组12与第一齿圈11内啮合，第一内行星轮组13与第一外行星轮组12外啮合，第一内行星轮组13与第一外行星轮组12均安装在第一行星架14上；第二行星轮组23与第二太阳轮24外啮合，并与第二齿圈21内啮合，第二行星轮组23安装在第二行星架22上；第三行星轮组32与第三太阳轮34外啮合，并与第三齿圈31内啮合，第三行星轮组32安装在第三行星架33上。

该自动变速器还包括变速器箱体4、第一制动构件B1、第二制动构件B2、第一扭矩传递构件C1、第二扭矩传递构件C2及第三扭矩传递构件C3；第一齿圈11、第二齿圈21以及第三太阳轮34依次固定连接为一体，如通过花键连接或焊接等固定连接方式连接为一体，第一齿圈11通过第一制动构件B1连接到变速器箱体4；第一行星架14通过第一扭矩传递构件C1与第二行星架22连接；第二行星架22通过第二扭矩传递构件C2与第三行星架33连接；第三行星架33通过第三扭矩传递构件C3与第二太阳轮24连接，且第三行星架33通过第二制动构件B2连接到变速器箱体4；第一太阳轮15与变速器箱体4固定连接为一体；第二太阳轮24与变速器输入端连接，第三齿圈31与变速器输出端连接。

由此，本实施例的三行星排六速自动变速器就可实现六个前进档和一个倒档，具体操纵逻辑如表1所示，其中，K为行星排的特征参数，数值等于齿圈齿数与太阳轮齿数之比，K1对应第一行星排1的特征参数，K2对应第二行星排2的特征参数，K3对应第三行星排3的特征参数。

具体档位传递路线如下：

(1)1档：第二扭矩传递构件C2和第二制动构件B2闭合，速比i1＝K2×K3。第二制动构件B2制动，第三行星架33转速为零，而第二扭矩传递构件C2的闭合使得第二行星架22转速等于第三行星架33的转速，故1档传动路线为：由第二太阳轮24输入→第二行星轮组23→第二齿圈21→第三太阳轮34→第三行星轮组32→第三齿圈31进行输出，具体如图2所示。

(2)2档：第二扭矩传递构件C2和第一制动构件B1闭合，速比为i2＝K3×(1+K2)/(1+K3)。第一制动构件B1制动，第一齿圈11、第二齿圈21、第三太阳轮34转速为零，故2档的传动路线为：第二太阳轮24输入→第二行星轮组23→第二行星架22→第二扭矩传递构件C2闭合→第三行星架33→第三行星轮组32→第三齿圈31进行输出，具体如图3所示。2档情况下，第一扭矩传递构件C1断开，第二齿圈21转速为零，使得第一行星排1不参与传动，减少了搅油损耗，提高了传动效率。

(3)3档：第一扭矩传递构件C1和第二扭矩传递构件C2闭合，速比为i3＝K3×(K1+K2)/(K1×K3+1)。在该档位下第一扭矩传递构件C1、第二扭矩传递构件C2工作，第二太阳轮24输入，经过第二行星轮组23传递给第二行星架22，分为三条传动路线：①由第二太阳轮24输入→第二行星轮组23→第二行星架22→第二扭矩传递构件C2闭合→第三行星架33→第三行星轮组32→第三齿圈31输出；②第二太阳轮24输入→第二行星轮组23→第二行星架22→第一扭矩传递构件C1闭合→第一行星架14→第一内行星轮组13及第一外行星轮组12→第一齿圈11→第二齿圈21→第三太阳轮34→第三行星轮组32→第三齿圈31进行输出；③由第二太阳轮24输入→第二行星轮组23→第二齿圈21→第三太阳轮34→第三行星轮组32→第三齿圈31进行输出，具体如图4所示。

(4)4档：第二扭矩传递构件C2和第三扭矩传递构件C3闭合，速比为i4＝1，为直接档。由于第二扭矩传递构件C2和第三扭矩传递构件C3同时闭合工作，使得第二行星排2和第三行星排3等速作为整体输入，由第三齿圈31直接输出，从而实现直接档，具体如图5所示。

(5)5档：第一扭矩传递构件C1和第三扭矩传递构件C3闭合，速比为i5＝(K1×K3+K2×K3)/(K1×K3+K2×K3+K2+1)。在该档位下分三条传动路线：①由第二太阳轮24输入→第三扭矩传递构件C3闭合→第三行星架33→第三行星轮组32→第三齿圈31进行输出；②由第二太阳轮24输入→第二行星轮组23→第二齿圈21→第三太阳轮34→第三行星轮组32→第三齿圈31进行输出；③第二太阳轮24输入→第二行星轮组23→第二行星架22→第一扭矩传递构件C1闭合→第一行星架14→第一内行星轮组13及第一外行星轮组12→第一齿圈11→第二齿圈21→第三太阳轮34→第三行星轮组32→第三齿圈31进行输出，具体如图6所示。

(6)6档：第一制动构件B1和第三扭矩传递构件C3闭合，速比为i6＝K3/(K3+1)。第一制动构件B1制动，第一齿圈11、第二齿圈21与第三太阳轮34的转速为零，故传动路线为：由第二太阳轮24输入→第三扭矩传递构件C3闭合→第三行星架33→第三行星轮组32→第三齿圈31进行输出，具体如图7所示。6档情况下，第一扭矩传递构件C1断开，第二齿圈21转速为零，使得第一行星排1不参与传动，减少了搅油损耗，提高了传动效率。

(7)R档：当第二制动构件B2与第一扭矩传递构件C1闭合时，实现倒档，倒档速比为iR＝-K3×(K1+K2)/(K1-1)。在该档位下第二制动构件B2制动，第三行星架33转速为零，第一扭矩传递构件C1接合，R档的传动路线分为两条：①由第二太阳轮24输入→第二行星轮组23→第二齿圈21→第三太阳轮34→第三行星轮组32→第三齿圈31进行输出；②由第二太阳轮24输入→第二行星轮组23→第二行星架22→第一扭矩传递构件C1闭合→第一行星架14→第一内行星轮组13及第一外行星轮组12→第一齿圈11→第二齿圈21→第三太阳轮34→第三行星轮组32→第三齿圈31进行输出，具体如图8所示。

在执行各个档位的过程中，需使第一太阳轮15的转速为零，如若是采用制动器将第一太阳轮15与变速器箱体4连接的方式，使该制动器在执行各个档位的过程中保持闭合状态，那么，在换挡的过程中，该制动器定会对变速器箱体4造成直接冲击，影响变速器箱体4的受载情况，所以为了避免换挡过程中发生制动器对变速器箱体4造成直接冲击的问题，进而改善变速器箱体4的受载情况，本实施例中，采用第一太阳轮15与变速器箱体4相固连，如花键连接、焊接等固定连接方式。

本实施例中，变速器输入端与变速器输出端同侧设置，从而使得变速器整体结构布置更合理，便于汽车的其他零件的安装。当然，变速器输入端与变速器输出端也是可以异侧设置的。

本实施例中的第一扭矩传递构件C1、第二扭矩传递构件C2及第三扭矩传递构件C3优选为离合器，这样，在进行具体的结构设计时，就可以将这些离合器进行嵌套设计，从而使得变速器的行星排更加紧凑。离合器可以是多片式湿式离合器或犬牙式离合器：多片式湿式离合器具有油膜保护、动力传递平滑柔和、使用寿命长等优点；犬牙式离合器能传递较大的扭矩，具有结构简单，尺寸小的特点，使用犬牙式离合器可以使整个变速器结构更加紧凑。在本实施例中，第一制动构件B1和第二制动构件B2优选为多片式湿式制动器，多片式湿式制动器具有制动力矩大、工作性能稳定、使用寿命长、抗衰退及污染能力强、免维护等优点，当然，第一制动构件B1和第二制动构件B2也可以是鼓式制动器，鼓式制动器具有良好的自刹作用，绝对制动力更高，且成本较低。

第一行星架14、第二行星架22及第三行星架33上均设有销轴，第一内行星轮组13及第一外行星轮组12通过轴承安装在第一行星架14的销轴上，第二行星轮组23通过轴承安装在第二行星架22的销轴上，第三行星轮组32通过轴承安装在第三行星架33的销轴上，这样，第一内行星轮组13及第一外行星轮组12、第二行星轮组23、第三行星轮组32就能在各自的行星架上自由转动，也能跟随各自的行星架转动。其中，轴承可以是滚动轴承，也可以是滑动轴承。

为了解决相同的问题，本发明还提供一种汽车，其包括上述实施例中的三行星排六速自动变速器。

综上所述，本发明采用三个扭矩传递构件及两个制动构件将三个行星排合理布置并合理连接起来，实现了六个前进档和一个倒档；本发明中的制动构件数量少于扭矩传递构件数量，这样，采用更少的制动构件能降低变速器箱体4上内齿的加工与制造的难度，有利于变速器箱体4的轻量化，使整个变速器更为紧凑；另外，使用更少的制动构件可以提高各制动构件的利用率，使得整个变速器更为紧凑；而使用更多的扭矩传递构件有利于在特定档位下切断行星排间的连接关系，使冗余的行星排不参与传动，减少带排搅油损耗，提高效率；此外，更多的扭矩传递构件还有利于以后通过增加行星排或者增加更多的操纵件进行多速拓展；还有，第一太阳轮15与变速器箱体4的直接固连，可避免换挡过程中如若采用制动器而造成的对变速器箱体4的直接冲击，从而改善变速器箱体4的受载情况。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种三行星排六速自动变速器，其特征在于，包括：第一行星排、第二行星排及第三行星排；所述第一行星排包括第一齿圈、相互啮合的第一内行星轮组和第一外行星轮组、第一太阳轮及第一行星架；所述第二行星排包括第二齿圈、第二行星轮组、第二太阳轮及第二行星架；所述第三行星排包括第三齿圈、第三行星轮组、第三太阳轮及第三行星架；

所述第一齿圈、所述第二齿圈以及所述第三太阳轮依次固定连接为一体，所述第一齿圈通过第一制动构件连接到变速器箱体；

所述第一行星架通过第一扭矩传递构件与所述第二行星架连接；所述第二行星架通过第二扭矩传递构件与所述第三行星架连接；所述第三行星架通过第三扭矩传递构件与所述第二太阳轮连接，且所述第三行星架通过第二制动构件连接到变速器箱体；

所述第二太阳轮与变速器输入端连接，所述第三齿圈与变速器输出端连接；所述第一太阳轮与所述变速器箱体相固连；

所述第一扭矩传递构件、所述第二扭矩传递构件及所述第三扭矩传递构件为离合器。

2.根据权利要求1所述的三行星排六速自动变速器，其特征在于，所述变速器输入端与所述变速器输出端同侧设置。

3.根据权利要求1所述的三行星排六速自动变速器，其特征在于，所述离合器为多片式湿式离合器或犬牙式离合器。

4.根据权利要求1所述的三行星排六速自动变速器，其特征在于，所述第一制动构件和所述第二制动构件为鼓式制动器或多片式湿式制动器。

5.根据权利要求1所述的三行星排六速自动变速器，其特征在于，所述第一行星架、所述第二行星架及所述第三行星架上均设有销轴，所述第一内行星轮组及所述第一外行星轮组通过轴承安装在所述第一行星架的销轴上，所述第二行星轮组通过轴承安装在所述第二行星架的销轴上，所述第三行星轮组通过轴承安装在所述第三行星架的销轴上。

6.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的三行星排六速自动变速器。

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