基于行星机构的倍档机构及变速总成的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及离合器技术领域，特别涉及一种基于行星机构的倍档机构以及使用该倍档机构的变速总成。
【背景技术】
[0002]现在，车辆变速器相关技术正大力向着多档化发展。档位越多，意味着可以获得更好的动力性能、更低的能耗、更高的传递效率、更低的尾气排放。目前高档轿车用AT (Automatic Transmiss1n，液力自动变速器)的最多档位已达到九个前进档，它比以往的AT具备更好的动力性能、更低的能耗、更高的传递效率、更低的尾气排放，但同时，它也更精密、更复杂、成本更高、更难维修等。CVT(Continuously Variable Trans miss1n，无级变速器)理论上可以拥有无数多档位，但现有技术中CVT传动带的强度和寿命问题以及传动带与带轮之间的滑磨等问题限制了 CVT的传动效率，也限制了 CVT传递大扭矩的能力，因此，目前很少将CVT用在大排量的车上。DCT(Dual Clutch Transmiss1n，双离合变速器)目前最多也可达七个前进档。
[0003]综上所述，汽车厂商都希望研发生产出有更多档位、更经济、更环保的变速器，但这都意味着需要更多的零部件、更大的体积、更大的重量、更复杂的设计、更精密的加工、更高的生产成本及维修费用。
【实用新型内容】
[0004]为了解决现有技术中多档化自动变速器的结构过于复杂，成本太高的技术问题，本实用新型提供一种基于行星机构的倍档机构以及使用该倍档机构的变速总成，其中内置的变矩器对输入动力传递柔和，可防止传动系统过载并实现车辆等的柔和起步。
[0005]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是:提供一种基于行星机构的倍档机构。该倍档机构包括:连接于发动机输出轴的变矩器；连接于变矩器与定轴式变速齿轮组输入轴之间且由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成的复合式行星机构；以及用于对复合式行星机构中的元件进行控制以使从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构传递至定轴式变速齿轮组输入轴的控制机构。
[0006]其中，复合式行星机构包括第一太阳轮、第二太阳轮、第一行星轮、第二行星轮、齿圈以及行星架，其中第一行星轮与第一太阳轮外啮合，齿圈与第一行星轮内啮合，第二行星轮位于第二太阳轮与第一行星轮之间且分别与第二太阳轮和第一行星轮外啮合，第一行星轮和第二行星轮进一步共用行星架；或者，复合式行星机构包括太阳轮、第一行星轮、第二行星轮、第一齿圈、第二齿圈以及行星架，其中第一行星轮与太阳轮外啮合，第一齿圈与第一行星轮内啮合，第二行星轮位于第一行星轮与第二齿圈之间且与第一行星轮外啮合，并与第二齿圈内啮合，第一行星轮和第二行星轮进一步共用行星架。
[0007]其中，控制机构包括至少一制动机构，制动机构用于对复合式行星机构中的元件进行制动，以使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构的未被制动机构制动的元件传递至定轴式变速齿轮组输入轴。
[0008]其中，控制机构包括至少一离合机构，离合机构用于将复合式行星机构中的两个元件同时接合至发动机输出轴或定轴式变速齿轮组输入轴，以使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构传递至定轴式变速齿轮组输入轴。
[0009]其中，控制机构包括至少两个离合机构，至少两个离合机构用于选择性接合发动机输出轴或定轴式变速齿轮组输入轴与复合式行星机构中的不同元件，进而通过离合机构与制动机构的配合或者离合机构之间的配合使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构传递至定轴式变速齿轮组输入轴。
[0010]其中，控制机构包括一个制动机构和两个离合机构，其中通过两个离合机构分别与制动机构配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第一速度比和第二速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴，且通过两个离合机构之间的配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第三速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴。
[0011]其中，控制机构包括两个制动机构和两个离合机构，其中通过两个离合机构分别与两个制动机构中的一个配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第一速度比和第二速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴，两个离合机构中的一个与两个制动机构中的另一个配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第三速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴，且通过两个离合机构之间的配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第四速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴。
[0012]其中，控制机构包括两个制动机构和三个离合机构，其中通过三个离合机构中的第一离合机构和第二离合机构分别与两个制动机构中的第一制动机构配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第一速度比和第二速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴，通过三个离合机构中的第一离合机构和第三离合机构分别与两个制动机构中的第二制动机构配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第三速度比和第四速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴，并通过三个离合机构中的任意两个离合机构之间的配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第五速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴。
[0013]其中，变矩器为液力式变矩器。
[0014]本实用新型解决上述技术问题所采用的另一种技术方案是:提供一种变速总成，该变速总成包括上述任一项的倍档机构以及与倍档机构连接的定轴式变速齿轮组。
[0015]上述倍档机构和使用该倍档机构的变速总成的优点在于:利用连接于发动机输出轴与定轴式变速齿轮组输入轴之间且由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成的复合式行星机构以及用于对复合式行星机构中的元件进行控制以使从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构传递至定轴式变速齿轮组输入轴的控制机构配合定轴式变速齿轮组，具有结构简单、成本低廉、功能强大、易于实现多档化、便于实现自动化等特点。同时，内置的变矩器对输入动力传递柔和，可防止传动系统过载并实现车辆的柔和起步。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型一实施例的变速总成的结构示意图；
[0017]图2是本实用新型第二实施例的倍档机构的结构示意图；
[0018]图3是本实用新型第三实施例的倍档机构的结构示意图；
[0019]图4是本实用新型第四实施例的倍档机构的结构示意图；
[0020]图5是本实用新型第五实施例的倍档机构的结构示意图；
[0021]图6是本实用新型第六实施例的倍档机构的结构示意图；
[0022]图7是本实用新型第七实施例的倍档机构的结构示意图；
[0023]图8是本实用新型第八实施例的倍档机构的结构示意图；
[0024]图9是本实用新型第九实施例的倍档机构的结构示意图；
[0025]图10是本实用新型第十实施例的倍档机构的结构示意图；
[0026]图11是本实用新型第十一实施例的倍档机构的结构示意图；
[0027]图12是本实用新型第十二实施例的倍档机构的结构示意图；
[0028]图13是本实用新型第十三实施例的倍档机构的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面根据附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
[0030]图1是本实用新型一实施例的变速总成的结构示意图。参见图1，该变速总成包括倍档机构10以及与倍档机构10连接的定轴式变速齿轮组。倍档机构10包括:连接发动机输出轴12的变矩器200，连接于变矩器200与定轴式变速齿轮组输入轴13之间的复合式行星机构11，以及用于对复合式行星机构11中的元件进行控制，以使从发动机输出轴12输出的动力经复合式行星机构11传递至定轴式变速齿轮组输入轴13的控制机构14。其中，变矩器200从发动机输出轴12接收输入动力，复合式行星机构11和控制机构14可以作为独立部件连接于发动机输出轴12和定轴式变速齿轮组输入轴13之间。本实施例的变速总成可以用于车辆、船舶、列车等动力驱动装置。
[0031]变矩器200为液力式变矩器(Fluid Torque Converter)，液力式变矩器的输入轴与输出轴通过自动变速器油联系，工作构件之间没有刚性连接时，能消除输入动力传递过程中产生的冲击和振动，使得车辆可以柔和起步。另外，液力变矩器还具有其他特点:过载保护性能和起动性能好；输出轴的转速可大于或小于输入轴的转速，转速差随着传递扭矩的大小而不同；良好的自动变速性能，载荷增大时输出转速自动下降，反之自动上升；保证发动机有稳定的工作区，载荷的瞬态变化基本不会反映到发动机上；在多档化设计中，液力变矩器可以尽早地锁闭锁止离合器，让发动机的动力直接传递到定轴式变速齿轮组输入轴13，以获得更好的动力性、加速性和更低的油耗。
[0032]复合式行星机构11由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成，并具体包括第一太阳轮115、第二太阳轮116、第一行星轮112、第二行星轮114、齿圈111以及行星架113。其中第一行星轮112和第二行星轮114共用行星架113，第一行星轮112与第一太阳轮115外嗤合，齿圈111与第一行星轮112内嗤合。第一太阳轮115、第一行星轮112、齿圈111和行星架113构成一单行星排。第二行星轮114位于第二太阳轮116与第一行星轮112之间，且分别与第二太阳轮116和第一行星轮112外嗤合。第二太阳轮116、第一行星轮112、第二行星轮114、齿圈111和行星架113进一步构成一双行星排。在本实施例中，控制机构14对第一太阳轮115进行控制，第二太阳轮116连接发动机输出轴12，齿圈111连接定轴式变速齿轮组输入轴13。
[0033]控制机构14为一制动机构，例如盘式制动机构，且控制机构14具体可包括制动盘141以及制动钳142。制动盘141同轴固定在第一太阳轮115上，制动钳142用于对制动盘141进行选择性制动。通过上述制动机构对复合式行星机构11的控制，来达到动力的传递和切断。
[0034]在图1中，定轴式变速齿轮组以三轴式定轴式变速齿轮组为例进行描述，包括定轴式变速齿轮组输入轴13及平行设置的定轴式变速齿轮组中间轴151和定轴式变速齿轮组输出轴152。其中，固定于定轴式变速齿轮组输入轴13上的齿轮161与固定于定轴式变速齿轮组中间轴151上的齿轮162啮合，以接收定轴式变速齿轮组输入轴13输入的动力。固定于定轴式变速齿轮组中间轴151上的齿轮172与套设在定轴式变速齿轮组输出轴152上的齿轮171啮合，齿轮171通过换档器19选择性接合至定轴式变速齿轮组输出轴152，由此将动力传输至定轴式变速齿轮组输出轴152。其中，齿轮171、172为具有多组传动比，并通过换档器19与定轴式变速齿轮组输出轴152进行选择性接合，实现不同的前进档位。进一步，固定于定轴式变速齿轮组中间轴151上的齿轮183与套设在倒档惰轮轴153上的齿轮182啮合，齿轮182与套设在定轴式变速齿轮组输出轴152上的齿轮181啮合，并通过对应的换档器19选择性接合至定轴式变速齿轮组输出轴152，实现倒档。
[0035]本实用新型实施例的倍档机构10与定轴式变速齿轮组所组成的变速总成具有倍档的功能，也就是说，如果倍档机构10有Μ个档、与其相连接的定轴式变速齿轮组为N+1档(意为Ν个前进档，1个倒档)，则整个变速总成可以具有Μ* (Ν+1)个档位。
[0036]图2是本实用新型第二实施例的倍档机构的结构示意图。参见图2，倍档机构20包括:连接发动机输出轴22的变矩器200，连接于变矩器200与定轴式变速齿轮组输入轴23之间的复合式行星机构21 ;用于控制复合式行星机构21中的元件，以使从发动机输出轴22输出的动力经复合式行星机构21传递至定轴式变速齿轮组输入轴23的控制机构24。
[0037]复合式行星机构21由单行星排和双行星