CN107269778A - 一种自动变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变速器领域，公开了一种自动变速器，采用三个行星排、两个制动器和三个离合器的组合实现六速挡位传动，该方案中较少地使用制动器设置，从而减少了自动变速器的箱体上内齿的加工与制造，而且相对更多的离合器数量有利于离合器的嵌套设计，使得自动变速器结构更为紧凑，降低了生产成本，在满足同等速比数量的条件下，提高了离合器的利用效率。

Description

一种自动变速器

技术领域

本发明涉及变速器领域，特别是涉及一种六速自动变速器。

背景技术

多级自动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排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排变速机构有关。

自动变速器的传动挡位数越多，汽车的燃油消耗越低，经济性越好，但是随着挡位数的增加，行星排的数量以及操纵离合器、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、离合器以及制动器的数量组合而成行星排变速机构，以满足汽车的结构紧凑、强度高、效率高且能够实现更多挡位数。

目前乘用车市场上对于六速自动变速器机构基本采用的是三个行星排、两个离合器和三个制动器组合来实现的。由于制动器最终是摩擦钢片齿连接到箱体上，制动器的存在无疑增加了箱体的加工制造难度，而且造成较为复杂的自动变速器结构；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的轻量化设计造成困难。

然而，相对较多的离合器的数量则有利于离合器的嵌套设计，从而使得整个行星排变速机构更为紧凑；另外，相对较多的离合器数量有利于在特定挡位下切断行星排间的连接关系，使得冗余的行星排不参与转动，减少拖曳扭矩，减少带排搅油损耗，提高效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种能实现六速挡位且结构紧凑、易于加工制造、效率高的自动变速器。

为了实现上述目的，本发明提供一种自动变速器，包括三个行星排、两个制动器和三个离合器，每个所述行星排均包括太阳轮、行星架、齿圈和行星轮组，三个所述行星排分别为第一行星排、第二行星排、第三行星排，两个所述制动器分别为第一制动器、第二制动器，三个所述离合器分别为第一离合器、第二离合器、第三离合器；

所述第一行星排包括两组行星轮组，两组所述第一行星排的行星轮组中的其中一组与所述第一行星排的齿圈内啮合传动，两组所述第一行星排的行星轮组中的另一组与所述第一行星排的太阳轮外啮合传动，两组所述第一行星排的行星轮组之间外啮合传动；

所述第一行星排的行星架与所述第二行星排的行星架固连后整体与所述第一制动器固连，所述第一行星排的齿圈通过第三离合器与所述第三行星排的齿圈连接，所述第二行星排的齿圈与所述第三行星排的行星架固连，所述第二制动器与所述第二行星排的太阳轮固连；

所述第三行星排的太阳轮固定不动，所述第一行星排的行星架或者所述第一行星排的齿圈通过第一离合器与所述自动变速器的动力输入构件连接，所述第一行星排的太阳轮与所述自动变速器的动力输入构件固连，所述第二行星排的太阳轮通过第二离合器与所述第一行星排的太阳轮连接，所述第三行星排的行星架与所述自动变速器的动力输出构件固连。

作为优选方案，所述第一行星排的太阳轮与所述自动变速器的动力输入构件通过花键或焊接的方式固定连接。

作为优选方案，所述第一行星排的行星架与所述第二行星排的行星架通过花键或焊接的方式固定连接。

作为优选方案，所述第二行星排的齿圈与所述第三行星排的行星架通过花键或焊接的方式固定连接。

作为优选方案，所述第三行星排的行星架与自动变速器的动力输出构件通过花键或焊接的方式固定连接。

作为优选方案，所述制动器为鼓式制动带或多片式湿式制动器。

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，所述自动变速器的箱体与所述第三行星排的太阳轮通过花键或焊接的方式固定连接。

作为优选方案，所述第一制动器的一端与所述自动变速器的箱体固定连接，所述第一制动器的另一端与所述第一行星排的行星架固连或者所述第一制动器的另一端与所述第二行星排的行星架固连。

作为优选方案，所述第二制动器的一端与所述自动变速器的箱体固定连接，所述第二制动器的另一端与所述第二行星排的太阳轮固连。

综上，本发明提供的一种自动变速器，采用三个行星排、两个制动器和三个离合器的组合实现六速挡位传动，该方案中较少地使用制动器设置，从而减少了自动变速器的箱体上内齿的加工与制造，而且相对更多的离合器数量有利于离合器的嵌套设计，使得自动变速器结构更为紧凑，降低了生产成本，在满足同等速比数量的条件下，提高了离合器的利用效率。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种自动变速器的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的一种自动变速器的结构示意图；

图3是本发明实施例三提供的一种自动变速器的结构示意图；

图4是本发明实施例四提供的一种自动变速器的结构示意图；

其中，1-动力输入构件，2-第一制动器，3-第二制动器，4-第一离合器，5-第二离合器，6-第三离合器，7-箱体，8-第一行星架，9-第一齿圈，10-第一外行星轮组，11-第一内行星轮组，12-第一太阳轮，13-第二太阳轮，14-第二行星架，15-第二行星轮组，16-第二齿圈，17-第三齿圈，18-第三行星轮组，19-第三行星架，20-第三太阳轮，21-动力输出构件。

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。

实施例一：

如图1所示，本发明优选实施例一的一种自动变速器，包括三个行星排、两个制动器和三个离合器，该三个行星排分别为第一行星排、第二行星排和第三行星排，每个所述行星排均包括太阳轮、行星轮组、行星架和齿圈，且行星轮组与行星架通过销轴连接。具体地，第一行星排包括第一太阳轮12、第一行星轮组、第一行星架8和第一齿圈9，且第一行星轮组与第一行星架8通过销轴连接，第二行星排包括第二太阳轮13、第二行星轮组15、第二行星架14和第二齿圈16，且第二行星轮组15与第二行星架14通过销轴连接，第三行星排包括第三太阳轮20、第三行星轮组18、第三行星架19和第三齿圈17，且第三行星轮组18与第三行星架19通过销轴连接，上述的两个制动器分别为第一制动器2、第二制动器3，三个离合器分别为第一离合器4、第二离合器5、第三离合器6；

上述的第一行星轮组包括第一外行星轮组10、第一内行星轮组11，第一外行星轮组10与第一齿圈9内啮合传动，第一内行星轮组11与第一太阳轮12外啮合传动，第一外行星轮组10与第一内行星轮组11之间外啮合传动，第一外行星轮组10与第一内行星轮组11均通过销轴与第一行星架8连接；

第一行星架8与第二行星架14连接后整体与第一制动器2固连，第一齿圈9通过第三离合器6与第三齿圈17连接，第二齿圈16与第三行星架19固连，第二制动器3与第二太阳轮13固连；

第三太阳轮20固定不动，第一行星架8通过第一离合器4与自动变速器的动力输入构件1连接，第一太阳轮12与动力输入构件1固连，第二太阳轮13通过第二离合器5与第一太阳轮12连接，第三行星架19与自动变速器的动力输出构件21固连，使得经过行星排变速后将动力输出，并通过两个制动器和三个离合器的闭合或断开操作，完成六速挡位的传动。

基于上述技术方案，本发明实施例一提供的一种自动变速器，采用三个行星排、两个制动器和三个离合器的组合实现六速挡位传动，该方案中较少地使用制动器设置，从而减少了自动变速器的箱体上内齿的加工与制造，而且相对更多的离合器数量有利于离合器的嵌套设计，使得自动变速器结构更为紧凑，降低了生产成本，在满足同等速比数量的条件下，提高了离合器的利用效率。

优选地，第一太阳轮12与自动变速器的动力输入构件1通过花键或焊接的方式固定连接，以保证同步转动将动力传递给行星排。

优选地，第一行星架8与第二行星架14通过花键或焊接的方式固定连接，以保证同步转动。

优选地，第二齿圈16与第三行星架19通过花键或焊接的方式固定连接，以保证同步转动。

优选地，第三行星架19与自动变速器的动力输出构件21通过花键或焊接的方式固定连接，以保证同步转动并将动力从行星排中传出。

优选地，上述的制动器为鼓式制动带或多片式湿式制动器，具有较佳的制动性能。

优选地，上述的离合器为多片式湿式离合器或犬牙式离合器，具有较佳的实现闭合或分离的功能。

优选地，自动变速器的箱体7与第三太阳轮20固定连接，使得第三太阳轮20与箱体7连接为一整体，使得第三太阳轮20处于常制动状态，从而能实现六速挡位的变换。

优选地，自动变速器的箱体与第三太阳轮20通过花键或焊接的方式固定连接，较佳地保证了固定连接的效果。

优选地，第一制动器2的一端与自动变速器的箱体7固定连接，第一制动器2的另一端与第一行星架8连接。

进一步优选地，第二制动器3的一端与自动变速器的箱体7固定连接，第二制动器3的另一端与第二太阳轮13连接。

本发明实施例一还提供了基于上述的自动变速器的换挡控制方法，包括：

每一挡位时控制两个制动器和三个离合器该五个元件中的其中两个元件闭合，同时控制两个制动器和三个离合器该五个元件中的其余元件断开；

控制不同所述元件的闭合或断开以实现换挡。

具体地，结合图1进行如下说明：

1)控制第一制动器2闭合(即制动)，同时控制第三离合器6闭合，并同时控制所述第二制动器3、第一离合器4和第二离合器5同时断开，故动力传递路线为：动力输入构件1→第一太阳轮12→第一内行星轮组11→第一外行星轮组10→第一齿圈9→第三离合器6→第三齿圈17→第三行星轮组18→第三行星架19→动力输出构件21，以实现第一档，速比为[K1×(1+K3)]/K3；

2)控制第二制动器3闭合(即制动)，同时控制第三离合器6闭合，并同时控制所述第一制动器2、第一离合器4和第二离合器5同时断开，故动力传递路线为：动力输入构件1→第一太阳轮12→第一内行星轮组11→第一外行星轮组10→第一齿圈9→第三离合器6→第三齿圈17→第三行星轮组18→第三行星架19→动力输出构件21，此外，由于第二齿圈16和第三行星架19固定连接，当动力传至第三行星架19时，第二齿圈16同步转动，动力传递由第二齿圈16→第二行星轮组15→第二行星架14→第一行星架8→第一行星轮组(包括第一外行星轮组10和第一内行星组11)，如此构成回路，该动力回路对该挡位的动力传动路线具有推动作用，以实现第二挡，速比为[K1×(1+K2+K3)+K2×K3]/[K3×(1+K2)]；

3)控制所述第二离合器5和第三离合器6同时闭合，并同时控制第一制动器2、第二制动器3和第一离合器4同时断开，故动力传动路线具有两条：第一条路线：动力输入构件1→第一太阳轮12→第一内行星轮组11→第一外行星轮组10→第一齿圈9→第三离合器6→第三齿圈17→第三行星轮组18→第三行星架19→动力输出构件21，第二条：动力输入构件1→第二离合器5→第二太阳轮13→第二行星轮组15→第二齿圈16→第三行星架19→动力输出构件21，以实现第三档，速比为[K1×(1+K2+K3)+K2×K3]/[K3×(K1+K2)]；

4)控制所述第一离合器4和第三离合器6同时闭合，并同时控制第一制动器2、第二制动器3和第二离合器5同时断开，故动力传动路线为：动力输入构件1→第一行星排(整体回转)→第三离合器6→第三齿圈17→第三行星轮组18→第三行星架19→动力输出构件21，以实现第四档，速比为(1+K3)/K3；

5)控制所述第一离合器4和第二离合器5同时闭合，并同时控制第一制动器2、第二制动器3和第三离合器6同时断开，在该挡位下，由于第一离合器4和第二离合器5同时闭合，使得第一行星排和第二行星排整体回转，动力直接从动力输入构件1传递给第二齿圈16→第三行星架19→动力输出构件21，且第二齿圈16与第三行星架19固定连接，从而动力输入构件1与动力输出构件21等速，以实现第五挡，故速比为1；

6)控制第二制动器3闭合(即制动)，同时控制第一离合器4闭合，并同时控制所述第一制动器2、第三离合器6和第二离合器5同时断开，故动力传递路线为：动力输入构件1→第一行星排(整体回转)→第二行星架14→第二行星轮组15→第二齿圈16→第三行星架19→动力输出构件21，以实现第六挡，速比为K2/(1+K2)；

此外，控制第一制动器2闭合(即制动)，同时控制第二离合器5闭合，并同时控制所述第二制动器3、第三离合器6和第一离合器4同时断开，故动力传递路线为：动力输入构件1→第二离合器5→第二太阳轮13→第二行星轮组15→第二齿圈16→第三行星架19→动力输出构件21，以实现倒退(R)档，速比为-k2；

其中，K1、K2、K3分别对应为第一行星排、第二行星排、第三行星排的特征参数，数值等于齿圈与太阳轮的齿数之比。

上述的自动变速器实现六速挡位的具体的控制方法以如下表格呈现(其中“√”表示闭合)：

实施例二：

如图2所示，本发明实施例二提供的自动变速器与实施例一的区别在于，第一制动器2的一端与自动变速器的箱体7固定连接，第一制动器2的另一端与第二行星架14连接，其技术效果与实施例一相同。

本实施例二的其他技术特征与实施例一相同，在此不再赘述。

实施例三：

如图3所示，本发明实施例三提供的自动变速器与实施例一的区别在于，第一齿圈9通过第一离合器4与自动变速器的动力输入构件1连接，其技术效果与实施例一相同。

本实施例三的其他技术特征与实施例一相同，在此不再赘述。

实施例四：

如图4所示，本发明实施例四提供的自动变速器与实施例三的区别在于，第一制动器2的一端与自动变速器的箱体7固定连接，第一制动器2的另一端与第二行星架14连接，其技术效果与实施例三相同。

本实施例四的其他技术特征与实施例三相同，在此不再赘述。

综上，本发明实施例提供的一种自动变速器，采用三个行星排、两个制动器和三个离合器的组合实现六速挡位传动，该方案中较少地使用制动器设置，从而减少了自动变速器的箱体上内齿的加工与制造，而且相对更多的离合器数量有利于离合器的嵌套设计，使得自动变速器结构更为紧凑，降低了生产成本，在满足同等速比数量的条件下，提高了离合器的利用效率。

以上所述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 (10)

1.一种自动变速器，其特征在于，包括三个行星排、两个制动器和三个离合器，每个所述行星排均包括太阳轮、行星架、齿圈和行星轮组，三个所述行星排分别为第一行星排、第二行星排、第三行星排，两个所述制动器分别为第一制动器、第二制动器，三个所述离合器分别为第一离合器、第二离合器、第三离合器；

所述第一行星排包括两组行星轮组，两组所述第一行星排的行星轮组中的其中一组与所述第一行星排的齿圈内啮合传动，两组所述第一行星排的行星轮组中的另一组与所述第一行星排的太阳轮外啮合传动，两组所述第一行星排的行星轮组之间外啮合传动；

所述第一行星排的行星架与所述第二行星排的行星架固连后整体与所述第一制动器固连，所述第一行星排的齿圈通过第三离合器与所述第三行星排的齿圈连接，所述第二行星排的齿圈与所述第三行星排的行星架固连，所述第二制动器与所述第二行星排的太阳轮固连；

所述第三行星排的太阳轮固定不动，所述第一行星排的行星架或者所述第一行星排的齿圈通过第一离合器与所述自动变速器的动力输入构件连接，所述第一行星排的太阳轮与所述自动变速器的动力输入构件固连，所述第二行星排的太阳轮通过第二离合器与所述第一行星排的太阳轮连接，所述第三行星排的行星架与所述自动变速器的动力输出构件固连。

2.如权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，所述第一行星排的太阳轮与所述自动变速器的动力输入构件通过花键或焊接的方式固定连接。

3.如权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，所述第一行星排的行星架与所述第二行星排的行星架通过花键或焊接的方式固定连接。

4.如权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，所述第二行星排的齿圈与所述第三行星排的行星架通过花键或焊接的方式固定连接。

5.如权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，所述第三行星排的行星架与自动变速器的动力输出构件通过花键或焊接的方式固定连接。

6.如权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，所述制动器为鼓式制动带或多片式湿式制动器。

7.如权利要求1所述的自动变速器，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。

8.如权利要求1-7任一项所述的自动变速器，其特征在于，所述自动变速器的箱体与所述第三行星排的太阳轮通过花键或焊接的方式固定连接。

9.如权利要求1-7任一项所述的自动变速器，其特征在于，所述第一制动器的一端与所述自动变速器的箱体固定连接，所述第一制动器的另一端与所述第一行星排的行星架固连或者所述第一制动器的另一端与所述第二行星排的行星架固连。

10.如权利要求1-7任一项所述的自动变速器，其特征在于，所述第二制动器的一端与所述自动变速器的箱体固定连接，所述第二制动器的另一端与所述第二行星排的太阳轮固连。