CN115853978B - 变速箱 - Google Patents

Abstract

本公开涉及车辆技术领域，尤其涉及一种变速箱。该变速箱包括：所述输入轴分别与所述第一行星排的太阳轮以及所述第二行星排的太阳轮连接，所述输入轴通过所述第一离合器分别与所述第三行星排的太阳轮和所述第四行星排的太阳轮连接，所述输入轴通过所述第二离合器与所述第三行星排的行星架连接。该变速箱，第三离合器在第一前进挡和第二前进挡均处于结合状态，因此第三离合器需要承受较大的扭矩，而将第一行星排的行星架与变速箱壳体固定连接，通过第一行星排的齿圈输出扭矩到第三离合器上，能够有效地降低第三离合器结合时所要承受的扭矩，继而保证整个变速箱最稳定性和可靠性，防止出现低挡位离合器滑摩等情况，影响驾驶安全。

Description

变速箱

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，尤其涉及一种变速箱。

背景技术

汽车变速箱是一套用于协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置，用于发挥发动机的最佳性能。变速箱可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，实现不同挡位转速的传递。

变速箱分为手动、自动两种，手动变速箱主要由齿轮和转轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而自动变速箱AT是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵***组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩的目的。

其中，自动变速箱具有驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳等优点，已成为现代车辆配置的一种发展方向。自动变速箱是利用行星齿轮机构进行变速，它能根据油门踏板程度和车速变化，自动地进行变速，而驾驶者只需操纵加速踏板控制车速即可，驾驶者可以全神贯注地注视路面交通而不会被换挡搞得手忙脚乱。

但是目前应用在货车、卡车等扭矩较大的车辆上的变速箱，往往在低挡位时会由于车辆发动机的扭矩较大以及负载过大而导致离合器以及制动器失效的情况发生，影响整个变速箱的可靠性和稳定性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本公开提供了一种变速箱。

第一方面，本公开提供了一种变速箱，包括：第一行星排、第二行星排、第三行星排、第四行星排、第一离合器、第二离合器、第三离合器、第一制动器、第二制动器、第三制动器、输入轴和输出轴；

所述输入轴分别与所述第一行星排的太阳轮以及所述第二行星排的太阳轮连接，所述输入轴通过所述第一离合器分别与所述第三行星排的太阳轮和所述第四行星排的太阳轮连接，所述输入轴通过所述第二离合器与所述第三行星排的行星架连接，所述输出轴与所述第四行星排的行星架连接；

所述第一行星排的行星架与变速箱壳体连接，所述第一行星排的齿圈通过所述第三离合器与所述第二行星排的行星架连接；

所述第二行星排的齿圈通过所述第一制动器与变速箱壳体连接，所述第二行星排的行星架与所述第三行星排的齿圈连接；

所述第三行星排的齿圈通过所述第二制动器与变速箱壳体连接，所述第三行星排的行星架与所述第四行星排的齿圈连接；

所述第四行星排的齿圈通过所述第三制动器与变速箱壳体连接。

可选的，所述第一行星排的太阳轮以及所述第二行星排的太阳轮通过第一传动件连接，所述第一传动件与所述输入轴连接。

可选的，所述第三行星排的太阳轮和所述第四行星排的太阳轮通过第二传动件连接，所述输入轴通过所述第一离合器与所述第二传动件连接。

可选的，所述第一行星排、所述第二行星排、所述第三行星排和所述第四行星排依次排列。

可选的，所述第一行星排、所述第二行星排、所述第三行星排和所述第四行星排同轴设置。

可选的，闭合所述第三离合器和所述第三制动器以形成第一前进挡；

闭合所述第一离合器和所述第三制动器以形成第二前进挡；

闭合所述第一离合器和所述第三离合器以形成第三前进挡；

闭合所述第一离合器和所述第二制动器以形成第四前进挡；

闭合所述第一离合器和所述第一制动器以形成第五前进挡；

闭合所述第一离合器和所述第二离合器以形成第六前进挡；

闭合所述第二离合器和所述第一制动器以形成第七前进挡；

闭合所述第二离合器和所述第二制动器以形成第八前进挡；

闭合所述第二离合器和所述第三离合器以形成第九前进挡；

闭合所述第一制动器和所述第三制动器以形成倒挡。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开提供的变速箱，通过四个行星排、三个离合器和三个制动器组合形成具有九个前进挡一个倒挡的变速箱，需要说明的是，第三离合器在第一前进挡和第二前进挡均处于结合状态，因此第三离合器需要承受较大的扭矩，而将第一行星排的行星架与变速箱壳体固定连接，通过第一行星排的齿圈输出扭矩到第三离合器上，能够有效地降低第三离合器结合时所要承受的扭矩，继而保证整个变速箱最稳定性和可靠性，防止出现低挡位离合器滑摩等情况，影响驾驶安全。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述的变速箱的结构示意图；

图2为本公开实施例所述的变速箱的换挡逻辑图。

其中，11、第一行星排；12、第二行星排；13、第三行星排；14、第四行星排；21、第一离合器；22、第二离合器；23、第三离合器；31、第一制动器；32、第二制动器；33、第三制动器；4、变速箱壳体。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

汽车变速箱是一套用于协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置，用于发挥发动机的最佳性能。变速箱可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，实现不同挡位转速的传递。

变速箱分为手动、自动两种，手动变速箱主要由齿轮和转轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而自动变速箱AT是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵***组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩的目的。

其中，自动变速箱具有驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳等优点，已成为现代车辆配置的一种发展方向。自动变速箱是利用行星齿轮机构进行变速，它能根据油门踏板程度和车速变化，自动地进行变速，而驾驶者只需操纵加速踏板控制车速即可，驾驶者可以全神贯注地注视路面交通而不会被换挡搞得手忙脚乱。

但是目前应用在货车、卡车等扭矩较大的车辆上的变速箱，往往在低挡位时会由于车辆发动机的扭矩较大以及负载过大而导致离合器以及制动器失效的情况发生，影响整个变速箱的可靠性和稳定性。

基于此，本实施例提供一种变速箱，通过四个行星排、三个离合器和三个制动器组合形成具有九个前进挡一个倒挡的变速箱，需要说明的是，第三离合器在第一前进挡和第二前进挡均处于结合状态，因此第三离合器需要承受较大的扭矩，而将第一行星排的行星架与变速箱壳体固定连接，通过第一行星排的齿圈输出扭矩到第三离合器上，能够有效地降低第三离合器结合时所要承受的扭矩，继而保证整个变速箱最稳定性和可靠性，防止出现低挡位离合器滑摩等情况，影响驾驶安全。下面通过具体的实施例对其进行详细说明：

参照图1和图2所示，本实施例提供的一种变速箱包括：第一行星排11、第二行星排12、第三行星排13、第四行星排14、第一离合器21、第二离合器22、第三离合器23、第一制动器31、第二制动器32、第三制动器33、输入轴和输出轴；输入轴分别与第一行星排11的太阳轮以及第二行星排12的太阳轮连接，输入轴通过第一离合器21分别与第三行星排13的太阳轮和第四行星排14的太阳轮连接，输入轴通过第二离合器22与第三行星排13的行星架连接，输出轴与第四行星排14的行星架连接；第一行星排11的行星架与变速箱壳体4连接，第一行星排11的齿圈通过第三离合器23与第二行星排12的行星架连接；第二行星排12的齿圈通过第一制动器31与变速箱壳体4连接，第二行星排12的行星架与第三行星排13的齿圈连接；第三行星排13的齿圈通过第二制动器32与变速箱壳体4连接，第三行星排13的行星架与第四行星排14的齿圈连接；第四行星排14的齿圈通过第三制动器33与变速箱壳体4连接。

其中，通过四个行星排、三个离合器和三个制动器组合形成具有九个前进挡一个倒挡的变速箱，需要说明的是，第三离合器23在第一前进挡和第二前进挡均处于结合状态，因此第三离合器23需要承受较大的扭矩，而将第一行星排11的行星架与变速箱壳体4固定连接，通过第一行星排11的齿圈输出扭矩到第三离合器23上，能够有效地降低第三离合器23结合时所要承受的扭矩，继而保证整个变速箱最稳定性和可靠性，防止出现低挡位离合器滑摩等情况，影响驾驶安全。

在一些实施例中，第一行星排11的太阳轮以及第二行星排12的太阳轮通过第一传动件连接，第一传动件与输入轴连接；在进一步的实施例中，第三行星排13的太阳轮和第四行星排14的太阳轮通过第二传动件连接，输入轴通过第一离合器21与第二传动件连接；应当能够理解的是，第一传动件和第二传动件具体为一种能够同时将两个行星排的太阳轮传动连接的结构，也就是说，输入轴在将扭矩传递给第一传动件或第二传动件上时，第一传动件或第二传动件能够同时驱动与其连接的两个行星排的太阳轮同步转动，第一传动件和第二传动件可以通过焊接、螺栓连接等方式与太阳轮进行固定连接；通过第一传动件和第二传动件的设置，能够显著地简化整个传动结构，保证变速箱的可靠性，同时，输入轴将扭矩同时传递给两个行星排的太阳轮上时，不会被第一传动件或第二传动件损失掉部分扭矩，从而保证变速箱的传动效率。

在一些实施例中，第一行星排11、第二行星排12、第三行星排13和第四行星排14依次排列；在进一步的实施例中，第一行星排11、第二行星排12、第三行星排13和第四行星排14同轴设置；需要说明的是，第一行星排11、第二行星排12、第三行星排13和第四行星排14这样排布在变速箱内部可以保证四者之间在传递扭矩时降低在径向上的窜动，四者依次连接，相连接的两个行星排就能成为彼此的径向限位结构，也就是说，第一行星排11的齿圈可以与第二行星排12的行星架互为径向限位结构，从而形成可靠稳定的行星排系，而且这种依次串联的排布方式还能简化整个连接结构，降低每两个相邻的行星排之间的连接件的体积的同时还能使该连接件的结构更加简单，无需做过多避让结构。

继续参照图1和图2所示，需要说明的是，图2中C1为第一离合器21，C2为第二离合器22，C3为第三离合器23，B1为第一制动器31，B2为第二制动器32，B3为第三制动器33，D1为第一前进挡，D2为第二前进挡，D3为第三前进挡，D4为第四前进挡，D5为第五前进挡，D6为第六前进挡，D7为第七前进挡，D8为第八前进挡，D9为第九前进挡，R为倒挡；

闭合第三离合器23和第三制动器33以形成第一前进挡；闭合第一离合器21和第三制动器33以形成第二前进挡；闭合第一离合器21和第三离合器23以形成第三前进挡；闭合第一离合器21和第二制动器32以形成第四前进挡；闭合第一离合器21和第一制动器31以形成第五前进挡；闭合第一离合器21和第二离合器22以形成第六前进挡；闭合第二离合器22和第一制动器31以形成第七前进挡；闭合第二离合器22和第二制动器32以形成第八前进挡；闭合第二离合器22和第三离合器23以形成第九前进挡；闭合第一制动器31和第三制动器33以形成倒挡；这种换挡逻辑在保证变速箱的挡间比合理性的同时，还能每次换挡都只对两个换挡结构中的其中一个进行切换，另一个继续保持结合状态，也就是说，每次换挡只需要将两个离合器、两个制动器或一个制动器一个离合器中的一者进行切断，然后更换为新的制动器或离合器进行结合，另一者始终保持结合状态，这样设置能够明显第提高换挡流畅性，同时还能提高换挡效率。

具体实现方式和实现原理与上述实施例相同，并能带来相同或者类似的技术效果，在此不再一一赘述，具体可参照上述变速箱实施例的描述。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种变速箱，其特征在于，包括：第一行星排（11）、第二行星排（12）、第三行星排（13）、第四行星排（14）、第一离合器（21）、第二离合器（22）、第三离合器（23）、第一制动器（31）、第二制动器（32）、第三制动器（33）、输入轴和输出轴；

所述输入轴分别与所述第一行星排（11）的太阳轮以及所述第二行星排（12）的太阳轮连接，所述输入轴通过所述第一离合器（21）分别与所述第三行星排（13）的太阳轮和所述第四行星排（14）的太阳轮连接，所述输入轴通过所述第二离合器（22）与所述第三行星排（13）的行星架连接，所述输出轴与所述第四行星排（14）的行星架连接；

所述第一行星排（11）的行星架与变速箱壳体（4）连接，所述第一行星排（11）的齿圈通过所述第三离合器（23）与所述第二行星排（12）的行星架连接；

所述第二行星排（12）的齿圈通过所述第一制动器（31）与变速箱壳体（4）连接，所述第二行星排（12）的行星架与所述第三行星排（13）的齿圈连接；

所述第三行星排（13）的齿圈通过所述第二制动器（32）与变速箱壳体（4）连接，所述第三行星排（13）的行星架与所述第四行星排（14）的齿圈连接；

所述第四行星排（14）的齿圈通过所述第三制动器（33）与变速箱壳体（4）连接。

2.根据权利要求1所述的变速箱，其特征在于，所述第一行星排（11）的太阳轮以及所述第二行星排（12）的太阳轮通过第一传动件连接，所述第一传动件与所述输入轴连接。

3.根据权利要求1所述的变速箱，其特征在于，所述第三行星排（13）的太阳轮和所述第四行星排（14）的太阳轮通过第二传动件连接，所述输入轴通过所述第一离合器（21）与所述第二传动件连接。

4.根据权利要求1所述的变速箱，其特征在于，所述第一行星排（11）、所述第二行星排（12）、所述第三行星排（13）和所述第四行星排（14）依次排列。

5.根据权利要求4所述的变速箱，其特征在于，所述第一行星排（11）、所述第二行星排（12）、所述第三行星排（13）和所述第四行星排（14）同轴设置。

6.根据权利要求1所述的变速箱，其特征在于，

闭合所述第三离合器（23）和所述第三制动器（33）以形成第一前进挡；

闭合所述第一离合器（21）和所述第三制动器（33）以形成第二前进挡；

闭合所述第一离合器（21）和所述第三离合器（23）以形成第三前进挡；

闭合所述第一离合器（21）和所述第二制动器（32）以形成第四前进挡；

闭合所述第一离合器（21）和所述第一制动器（31）以形成第五前进挡；

闭合所述第一离合器（21）和所述第二离合器（22）以形成第六前进挡；

闭合所述第二离合器（22）和所述第一制动器（31）以形成第七前进挡；

闭合所述第二离合器（22）和所述第二制动器（32）以形成第八前进挡；

闭合所述第二离合器（22）和所述第三离合器（23）以形成第九前进挡；

闭合所述第一制动器（31）和所述第三制动器（33）以形成倒挡。

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