多挡变速器及其行星齿轮系的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽车技术领域，特别是适用于商用车辆液力自动变速器的多挡变速器及其行星齿轮系。
【背景技术】
[0002]行星齿轮系是液力自动变速器AT (Automatic Transmiss1n)进行变速的核心机构，其主要由行星排、离合器以及制动器组成，通过控制离合器和制动器，可以使行星排的构件以不同的组合形式互连，从而实现多种传动比的转换。
[0003]当变速器具有更多的可选挡位，就可以对其进行更为优化的设计，通过更多挡位、更优化速比的变速器，可使发动机在高效区工作的情况下满足不同车速的需求，从而使得车辆能够具有更加经济的燃油消耗及更好的动力性能。
[0004]目前，市场上最为常见的为四速和六速自动变速器，其虽然可在一定程度上实现预期目的。但是，从技术发展的角度来看，在燃油经济性、响应动力性及平稳性等方面均存在局限性，有待于进行持续的改进和更新设计。
[0005]如上所述，变速器更多、更优化挡位功能的实现依赖于行星齿轮系，而行星排的组合形式，特别是行星排固连件的选择、动力传动部件的位置设置和布局，使得整体的行星齿轮系具有不同的特性。
[0006]因此，如何对行星齿轮系进行改进，使其部件更少、挡位更多、效率更高及成本更低，以满足车辆对变速器耐久性、动力传递效率、尺寸等方面的要求，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
【实用新型内容】
[0007]为了解决现有技术中的问题，本实用新型的第一目的是提供一种行星齿轮系，该行星齿轮系具有至少九个前进挡位和一个倒挡的最终换挡速度，可显著提高车辆的动力传递性能和燃油经济性。本实用新型的第二目的是提供一种设有所述行星齿轮系的多挡变速器。
[0008]为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案为:本实用新型提供一种行星齿轮系，用于自动变速器，可获得多个挡位，包括:
[0009]第一行星排，具有第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈；
[0010]第二行星排，具有第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈；
[0011]第三行星排，具有第三太阳轮、第三行星架和第三齿圈；
[0012]第四行星排，具有第四太阳轮、第四行星架和第四齿圈；
[0013]第一旋转体，包括输入轴，通过固联形式连接到第一太阳轮、第二太阳轮，并能够选择性的连接至第五及第六旋转体；
[0014]第二旋转体，包括所述第一行星架，并能够选择性的连接至固定件；
[0015]第三旋转体，包括所述第一齿圈、第二行星架及第三齿圈，其能够选择性的连接至固定件；
[0016]第四旋转体，包括所述第二齿圈，并能够选择性的连接至固定件；
[0017]第五旋转体，包括所述第三太阳轮及第四太阳轮，其能够选择性的连接至第一旋转体；
[0018]第六旋转体，包括所述第三行星架和第四齿圈，并能够选择性的连接至固定件或选择性的连接至所述第一旋转体；
[0019]第七旋转体，包括所述第四行星架及输出轴；
[0020]六个换挡组件，包括离合器和制动器，所述离合器设于所述旋转体中的选定旋转体之间，所述制动器设于所述旋转体中的选定旋转体与固定件之间。
[0021 ]优选地，所述输入轴固联第一旋转轴；
[0022]所述第一旋转体的第一太阳轮及第二太阳轮与所述第一旋转轴连接；
[0023]所述第二旋转体的第一行星架与第二旋转轴连接；
[0024]所述第三旋转体的第一齿圈和第二行星架及第三齿圈通过第三旋转轴连接；
[0025]所述第四旋转体的第二齿圈与第四旋转轴连接；
[0026]所述第五旋转体的第三太阳轮和第四太阳轮通过第五旋转轴连接；
[0027]所述第六旋转体的第三行星架和第四齿圈通过第六旋转轴连接；
[0028]所述第七旋转体的第四行星架连接输出轴；
[0029]所述输出轴为第七旋转轴。
[0030]优选地，所述六个换挡组件包括:
[0031]第一离合器，插置于所述第一旋转体与第五旋转体之间；
[0032]第二离合器，插置于所述第一旋转体与第六旋转体之间；
[0033]第一制动器，插置于所述第二旋转体与固定件之间；
[0034]第二制动器，插置于所述第四旋转体与固定件之间；
[0035]第三制动器，插置于所述第三旋转体与固定件之间；
[0036]第四制动器，插置于所述第六旋转体与固定件之间。
[0037]优选地，所述多个挡位包括至少九个前进挡和至少一个倒挡:
[0038]前进一挡，所述第一制动器、第四制动器结合；
[0039]前进二挡，所述第四制动器、第一离合器结合；
[0040]前进三挡，所述第一制动器、第一离合器结合；
[0041]前进四挡，所述第三制动器、第一离合器结合；
[0042]前进五挡，所述第二制动器、第一离合器结合；
[0043]前进六挡，所述第一离合器、第二离合器结合；
[0044]前进七挡，所述第二制动器、第二离合器结合；
[0045]前进八挡，所述第三制动器、第二离合器结合；
[0046]前进九挡，所述第一制动器、第二离合器结合；
[0047]倒挡，所述第二制动器、第四制动器结合；
[0048]空挡，所述第四制动器与第六旋转体结合。
[0049]优选地，所述离合器为摩擦离合器，所述制动器为摩擦制动器。
[0050]优选地，所述第一旋转体固联空心轴，该空心轴上设置第一太阳轮，和第二太阳轮，所述的第一旋转体作为行星机构的动力输入装置。
[0051]优选地，所述第四旋转轴包括前转轴和后转轴，通过所述前转轴，所述第二行星架与第一齿圈连接，通过所述后转轴，所述第二行星架与所述第三齿圈连接。
[0052]优选地，所述第一行星排为单排单级行星排，所述第二行星排为单排单级行星排，所述第三行星排为单排单级行星排，所述第四行星排为单排单级行星排。
[0053]优选地，所述输入轴构造为接收扭矩和转速输入的构件；所述输出轴构造为输出已转换扭矩和转速的构件。
[0054]优选地，所述固定件为变速器外壳。
[0055]为了实现上述第二目的，本实用新型还提供一种多挡变速器，包括外壳及设于所述外壳内部的液力变矩器和行星齿轮系，所述液力变矩器与行星齿轮系传动连接，其特征在于，所述行星齿轮系为上述任一项所述的行星齿轮系。
[0056]本实用新型所提供的应用于车辆自动变速器的行星齿轮系为全新开发的产品，其具有接收动力的输入轴，向外输出动力的输出轴，四个布置在同一个轴系上的行星排，以及六个换挡组件，其中，各行星排均设有太阳轮、齿圈和带有若干个行星齿轮的行星架，行星排的组件之间通过旋转轴或其他连接构件相连接，可形成七个旋转体，以实现动力的传递，换挡组件可采用离合器和制动器等扭矩传递装置，通过操作换挡组件可改变行星齿轮系的自由度，不同的换挡组件的结合与分离使得输入轴与输出轴之间可实现不同的速比传递，最终可获得至少九个可用前进挡位和至少一个可用倒挡位的换挡速度，与四速和六速行星齿轮系相比，其具有更多的挡位和更优化的速比，可使发动机在高效区工作的情况下满足不同车速的需求，进而显著提高车辆的动力传递性能和燃油经济性。
[0057]此外，该行星齿轮系零部件较少，换挡组件充分利用行星排之间的空间，不仅可以获得更短的变速器长度，而且整体设计更加紧凑，可以很好的满足车辆对变速器耐久性、动力传递效率、尺寸、成本等方面的要求。
[0058]本实用新型所提供的多挡变速器设有上述行星齿轮系，由于上述行星齿轮系具有上述技术效果，设有该行星齿轮系的自动变速器也应具备相应的技术效果。
【附图说明】
[0059]图1为本实用新型所提供行星轮系的传动路线简图；
[0060]图2为本实用新型所提供行星轮系的一种特定应用示例简图；
[0061]图3为本实用新型示例性行星轮系的各构件的连接原理图；
[0062]图4为本实用新型示例性行星轮系的各挡位与扭矩传递装置的操作表，用以说明在各确定的挡位中哪些换挡组件闭合；
[0063]图5为本实用新型的示例性行星轮系的杠杆原理图；
[0064]图6为本实用新型的示例性行星轮系的各挡位之间可实现跨挡变换的挡位简图；
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