一种11速自动变速器传动机构的制作方法

本实用新型涉及车辆变速换档的齿轮变速器传动机构的汽车技术领域，更具体地，涉及一种11速自动变速器传动机构。

背景技术：

电液控制自动变速器（AT）是通过行星齿轮机构来传递扭矩和转速，行星齿轮传动是一种常啮合传动，通常具有两个自由度，可进行运动的合成与分解，容易实现自动换档。整体结构小，传动效率高，技术成熟等优点。

但是由于这种结构属于有级传动，舒适性与燃油经济性不及无级变速器（CVT），结构复杂，成本高，加工工艺要求高。

为了提高汽车的动力性、降低油耗和改变排放，同时随着汽车高速化，要使换档平顺、行驶平稳，都要求增加汽车传动比的范围，减少传动比间隙，电液控制自动变速器（AT）增加档位数是技术上的发展趋势。

目前市面上电液控制自动变速器（AT）装车情况：微型、经济型车辆多用3-4个前进档变速器；中高级型车辆多用4-6个前进档变速器；个别高级车辆多用7-8个前进档变速器，最近德国采埃孚公司新开发出的9速自动变速器，其核心传动结构是4组行星齿轮混联（前两行星排并联、后两行星排并联，中间二、三排串联）和6个换档元件组成，实现了9个前进档（包括4个超速档）和1个倒档。

在汽车自动变速器行星齿轮传动机构方面：

目前多档位行星齿轮自动变速器传动机构专利申请中，主要有以下几种形式的行星齿轮传动机构。

（1）由中国北方车辆研究所王明成;石彦辉;冯光军;姜宏暄;齐春雨;徐飞;李翠芬;韩宇石;李志伟;刘越;刘宝铎;李吉元;衣超;王景霞;王颖楠;贾爽等人申请专利：一种九档行星自动变速器（CN101852278A），该发明提出了一种车辆驱动系统的九档行星自动变速器。该变速器包括行星排,安装在两端分别与输入轴、输出轴连接的输入构件和输出构件,传动构件、制动器和离合器,所述行星排有四个、传动构件有五个、制动器有四个、离合器有二个。与现有技术相比,本发明的自动变速器采用四个行星排、四个制动器和二个离合器的方案,增加了一个前进档,实现九个前进档,减少了一个制动器。减少了变速箱的重量和成本,特别是四个行星排均为单星简单行星排,并且用二对k值相同的行星排齿轮参数,进一步减少齿轮的种类,同时获得整体性能较优的传动比特性。

（2）由通用汽车环球科技运作公司A·W·菲利普斯;C·E·凯里等人申请专利：八档、九档和十档自动变速器（CN101886688A），结构特点：一种车辆驱动系统的九档行星自动变速器。该变速器包括行星排,安装在两端分别与输入轴、输出轴连接的输入构件和输出构件,传动构件、制动器和离合器,所述行星排有四个、传动构件有五个、制动器有四个、离合器有二个。与现有技术相比,本发明的自动变速器采用四个行星排、四个制动器和二个离合器的方案,增加了一个前进档,实现九个前进档,减少了一个制动器。减少了变速箱的重量和成本,特别是四个行星排均为单星简单行星排,并且用二对k值相同的行星排齿轮参数,进一步减少齿轮的种类,同时获得整体性能较优的传动比特性。

（3）由现代自动车株式会社;起亚自动车株式会社徐罡寿;黄圣旭等人申请专利:用于车辆的自动变速器的传动机构(CN102261437A)。结构特点：一种用于车辆的自动变速器的传动机构,其通过将四组单行星齿轮组与四个离合器和两个制动器相结合而实现了至少十个前进档速度和一个倒档速度，三个摩擦元件在每一档位速度下被操作，从而所述传动机构具有以下优点，其简化了自动变速器的结构，改进了动力传输性能和燃料经济性。

但是这些设计普遍结构复杂，价格昂贵，成本比较高，且换档效率低下，换档不够灵活。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，通过一个改进型拉维娜行星齿轮机构和一个单级行星齿轮机构带八个换档元件组成，实现了11个前进档(含7个降档、一个直接档和3个超速档)和3个倒档，使车辆能够在更宽广的车速区以更经济的转速行驶，保证发动机最高输出性能；并且输入轴、行星齿轮机构、输出轴在结构装配上属于同轴，径向齿数小，结构比较简单。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种11速自动变速器传动机构，包括传动系统和决定传动系统的动力传递路线与速比的执行系统；所述传动系统包括三个行星排；其中，第一行星排和第二行星排组成改进型拉维娜机构，将拉维娜机构中的长行星齿轮改为一个双联齿轮，两轮的齿数不同，同时增加两个齿数不一的齿圈，齿数少的齿圈与双联齿轮的小轮作内啮合，齿数多的齿圈与双联齿轮的大轮作内啮合；并在第二行星排前端设有利用转速差来增加改进型拉维娜机构输入轴转速种类的第三单级行星排，通过连接改进的拉维娜机构和第三单级行星排形成11速自动变速器传动机构。

本实用新型通过一个改进型拉维娜行星齿轮机构和一个单级行星齿轮机构带八个换档元件组成，实现了11个前进档(含7个降档、一个直接档和3个超速档)和3个倒档，使车辆能够在更宽广的车速区以更经济的转速行驶，保证发动机最高输出性能；并且输入轴、行星齿轮机构、输出轴在结构装配上属于同轴，径向齿数小，结构比较简单。

优选地，所述第一行星排和第二行星排组成的改进型拉维娜机构包括：第一太阳轮、第二太阳轮、双联齿轮、行星轮、共用行星架、第一齿圈和第二齿圈，其中第一齿圈为大齿圈，第二齿圈为小齿圈；所述双联齿轮和行星轮共用行星架；所述双联齿轮的大轮与第一行星排的第一太阳轮外啮合、与第一齿圈内啮合，双联齿轮的小轮与第二行星排的行星轮外啮合、与第二齿圈内啮合；所述行星轮还与第二行星排的第二太阳轮外啮合。

优选地，所述第三行星排包括第三太阳轮、第三行星轮、第三行星架和第三齿圈；所述第三行星轮与第三太阳轮外啮合、与第三齿圈内啮合。

优选地，所述执行系统包括八个执行元件，所述八个执行元件包括第一制动器、第二制动器、第三制动器、第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器和第五离合器。

优选地，所述第一离合器与第二齿圈和液力变矩器输出轴均连接；所述第二离合器与第二太阳轮和第三行星架均连接；所述第三离合器与第二太阳轮和第三行星架均连接；所述第四离合器与太阳轮和液力变矩器输出轴均连接；所述第五离合器与共用行星架和液力变矩器输出轴均连接。

优选地，所述第一制动器连接第二齿圈与变速器壳体；所述第二制动器连接第一太阳轮与变速器壳体；所述第三制动器连接共用行星架与变速器壳体。

优选地，所述第三齿圈为常啮合输入轴，第三太阳轮为固定件，第三行星架为低速输出。

优选地，所述第一齿圈为变速器的输出轴。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型11速自动变速器传动机构，通过一个改进型拉维娜行星齿轮机构和一个单级行星齿轮机构带八个换档元件组成，实现了11个前进档(含7个降档、一个直接档和3个超速档)和3个倒档，使车辆能够在更宽广的车速区以更经济的转速行驶，保证发动机最高输出性能；并且输入轴、行星齿轮机构、输出轴在结构装配上属于同轴，径向齿数小，结构比较简单。另外，本实用新型结构紧凑，与现有或申请专利9-10档变速器比，现有9档变速器采用4个行星排混合连接，而本设计只用3排行星排混联机构；且本实用新型效率高，本传动机构只有2个自由度，变速器传动档位时，只需2个执行元件，能量消耗少，效率高；同时本实用新型成本低。采用3个混联行星排，原件数量少，结构简单，制造、装配成本低。

附图说明

图1为本专利新型11速自动变速器传动机构示意图。

图2为本专利新型11速自动变速器传动机构执行元件状态表。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的齿数；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例

如图1至2所示为本实用新型11速自动变速器传动机构的第一实施例，包括传动系统和决定传动系统的动力传递路线与速比的执行系统；所述传动系统包括三个行星排；其中，第一行星排X1和第二行星排X2组成改进型拉维娜机构，将拉维娜机构中的长行星齿轮改为一个双联齿轮，两轮的齿数不同，同时增加两个齿数不一的齿圈，齿数少的齿圈与双联齿轮的小轮作内啮合，齿数多的齿圈与双联齿轮的大轮作内啮合；并在第二行星排X2前端设有利用转速差来增加改进型拉维娜机构输入轴转速种类的第三单级行星排X3，通过连接改进的拉维娜机构和第三单级行星排X3形成11速自动变速器传动机构。

具体地，所述第一行星排X1和第二行星排X2组成的改进型拉维娜机构包括：第一太阳轮S1、第二太阳轮S2、双联齿轮P1-P22、行星轮P21、共用行星架H、第一齿圈R1和第二齿圈R2，其中第一齿圈R1为大齿圈，第二齿圈R2为小齿圈；所述双联齿轮P1-P22和行星轮P21共用行星架H；所述双联齿轮P1-P22的大轮P1与第一行星排X1的第一太阳轮S1外啮合、与第一齿圈R1内啮合，双联齿轮P1-P22的小轮P22与第二行星排X2的行星轮P21外啮合、与第二齿圈R2内啮合；所述行星轮P21还与第二行星排X2的第二太阳轮S2外啮合。

其中，所述第一行星排X1和第二行星排X2组成的改进型拉维娜机构包括：第一太阳轮S1、第二太阳轮S2、双联齿轮P1-P22、行星轮P21、共用行星架H、第一齿圈R1和第二齿圈R2，其中第一齿圈R1为大齿圈，第二齿圈R2为小齿圈；所述双联齿轮P1-P22和行星轮P21共用行星架H；所述双联齿轮P1-P22的大轮P1与第一行星排X1的第一太阳轮S1外啮合、与第一齿圈R1内啮合，双联齿轮P1-P22的小轮P22与第二行星排X2的行星轮P21外啮合、与第二齿圈R2内啮合；所述行星轮P21还与第二行星排X2的第二太阳轮S2外啮合。

另外，所述第三行星排X3包括第三太阳轮S3、第三行星轮P3、第三行星架H3和第三齿圈R3；所述第三行星轮P3与第三太阳轮S3外啮合、与第三齿圈R3内啮合。

其中，所述执行系统包括八个执行元件，所述八个执行元件包括第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3、第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3、第四离合器C4和第五离合器C5。

另外，所述第一离合器C1与第二齿圈R2和液力变矩器输出轴均连接；所述第二离合器C2与第二太阳轮S2和第三行星架H3均连接；所述第三离合器C3与第二太阳轮S2和第三行星架H3均连接；所述第四离合器C4与太阳轮S1和液力变矩器输出轴均连接；所述第五离合器C5与共用行星架H和液力变矩器输出轴均连接。

其中，所述第一制动器B1连接第二齿圈R2与变速器壳体；所述第二制动器B2连接第一太阳轮S1与变速器壳体；所述第三制动器B3连接共用行星架H与变速器壳体。

另外，所述第三齿圈R3为常啮合输入轴，第三太阳轮S3为固定件，第三行星架H3为低速输出。

其中，所述第一齿圈R1为变速器的输出轴。

图1中1轴为输入轴，2轴为输出轴，打斜线处表示变速器壳体。

如图2所示的执行元件状态表所示，其中，D表示前进档位，R表示倒档，打“○”表示执行元件处于接合状态。本实用新型各档位变换时的执行元件接合情况如下：

D1档：当第二离合器C2接合，即第二太阳轮S2与第三行星架H3连接，此时，第一制动器B1接合，制动第二齿圈R2，实现第一前进档位D1。

D2档：当第二离合器C2接合，即第二太阳轮S2与第三行星架H3连接，此时，第三制动器B3接合，制动双联齿轮P1-P22和短行星轮P21，实现第二前进档位D2。

D3档：当第二离合器C2接合，即第二太阳轮S2与第三行星架H3连接，此时，第二制动器B2接合，制动第一太阳轮S1，实现第三前进档位D3。

D4档：当第二离合器C2、第三离合器C3接合，即第二太阳轮S2、第一太阳轮S1分别与第三行星架H3连接，实现第四前进档位D4。

D5档：当第二离合器C2、第四离合器C4接合，即第一太阳轮S1、第二太阳轮S2和第三行星轮P3的行星架H3同时作为输入，实现第五前进档位D5。

D6档：当第二离合器C2、第五离合器C5接合，即第三齿圈R3与输入轴连接，第二太阳轮S2与第三行星架H3连接，实现第六前进档位D6。

D7档：当第一离合器C1、第二离合器C2接合，即第二齿圈R2与输入轴连接，第二太阳轮S2与第三行星架H3连接，实现第七前进档位D7。

D8档：当第一离合器C1、第四离合器C4接合，即第二齿圈R2与输入轴连接，第一太阳轮S1与输入轴连接，实现第八前进档位D8。

D9档：当第一离合器C1、第四离合器C4接合，即第二齿圈R2与输入轴连接，第一太阳轮S1分别与第三行星架H3连接，实现第九前进档位D9。

D10档：当第一离合器C1接合，即第二齿圈R2与输入轴连接，第二制动器B2接合，制动第一太阳轮S1，实现第十前进档位D10。

D11档：当第一离合器C1接合，即第二齿圈R2与输入轴连接，第三制动器B3接合，制动双联齿轮P1-P22和短行星轮P21，实现第十一前进档位D11。

R1档：当第三离合器C3接合，即第一太阳轮S1与第三行星架H3连接，此时，第一制动器B1接合，制动第二齿圈R2，实现第一倒档R1。

R2档：当第四离合器C4接合，即第一太阳轮S1与输入轴连接，此时，第一制动器B1接合，制动第二齿圈R2，实现第二倒档R2。

R3档：当第五离合器C5接合，即共用行星架H与输入轴连接，此时，第一制动器B1接合，制动第二齿圈R2，实现第三倒档R3。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。