新型十档自动变速器传动机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型十档自动变速器传动机构，包括传动系统、决定传动系统的动力传递路线与速比的执行系统和改变发动机输入的转速和转矩的液力变矩器；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，并在第二行星排前端增加第三行星排，通过连接改进的拉维娜机构和第三行星排并配合连接执行系统以及液力变矩器，形成十档自动变速器传动机构，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。结构紧凑，节省空间，采用三个混联行星排，元件数量少，结构简单，制造、装配成本低，且本专利只有两个自由度，变速器传动档位时，只需两个执行元件，能量消耗少，效率高。
【专利说明】
新型十档自动变速器传动机构
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种车辆变速换挡的齿轮变速器传动机构，尤其涉及一种新型十档自动变速器传动机构，属于汽车技术领域。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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，要使换挡平顺、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。
[0005]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，
[0006]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个换挡元件组成，实现了9个前进挡(包括4个超速挡)和I个倒挡。
[0007]在汽车自动变速器行星齿轮传动机构方面:
[0008]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。
[0009]( I)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。
[0010](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。
[0011](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。
【实用新型内容】
[0012]本实用新型针对传统齿轮机构结构复杂、效率低、成本高的弊端，通过一个改进型拉维娜行星机构连接一个单级行星齿轮机构，并结合执行系统的七个执行元件和液力变矩器，实现了十个前进挡和两个倒档的变换，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。为达成上述目的，本实用新型的技术方案是:
[0013]提供一种新型十档自动变速器传动机构，包括传动系统、决定传动系统的动力传递路线与速比的执行系统和改变发动机输入的转速和转矩的液力变矩器;所述液力变矩器位于发动机和自动变速器之间;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，同时增加一个小齿圈，小齿圈与双联齿轮的小轮作内啮合，大齿圈与双联齿轮的大轮作内啮合;并在第二行星排前端增加第三行星排，通过连接改进的拉维娜机构和第三行星排并配合连接执行系统以及液力变矩器，形成十档自动变速器传动机构。所述传动机构的输入轴、行星齿轮机构、输出轴在结构装配上属于同轴，径向尺寸小，整个机构具有两个自由度。
[0014]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、短行星轮、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；所述第一太阳轮与第二太阳轮分别属于第一行星排与第二行星排;所述双联齿轮和短行星轮共用行星架;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短行星轮外啮合、与第二齿圈内啮合;所述短行星轮还与第二行星排的第二太阳轮外啮合。
[0015]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。通过第三行星排的转速差来增加改进型拉维娜机构输入轴转速的选择，以此增加输出传动比范围。
[0016]所述第一行星排和第三行星排为单级行星机构，第二行星排为双级行星机构。
[0017]所述执行系统包括七个执行元件，所述改进型拉维娜机构与液力变矩器输出轴通过执行系统中的执行元件连接。所述七个执行元件分别为第一制动器、第二制动器、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;所述第一离合器连接第二齿圈和液力变矩器输出轴;所述第二离合器连接第二太阳轮和液力变矩器输出轴;所述第三离合器连接第二齿圈和第三行星架;所述第四离合器连接共用行星架和第三行星架;所述第五离合器连接第一太阳轮和第三行星架;所述第一制动器连接第二齿圈和变速器壳体;所述第二制动器连接第二太阳轮与变速器壳体。
[0018]所述第三齿圈为常啮合输入轴，所述第三太阳轮为固定件，所述第三行星架为低速输出，所述第一齿圈为输出轴。
[0019]本实用新型的有益效果为:通过一个改进型拉维娜行星机构连接一个单级行星齿轮机构，并结合执行系统的七个执行元件以及液力变矩器，实现了十个前进挡和两个倒档的变换，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。结构紧凑，节省空间，与现有的九档-十档变速器相比，现有九档变速器采用四个行星排混合连接，而本专利只用三个行星排混联机构。采用三个混联行星排，元件数量少，结构简单，制造、装配成本低，且本专利只有两个自由度，变速器传动档位时，只需两个执行元件，能量消耗少，效率高。
【附图说明】
[0020]图1为本专利新型十档自动变速器传动机构示意图。
[0021]图2为本专利新型十档自动变速器传动机构执行元件状态表。
【具体实施方式】
[0022]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尺寸;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。
[0023]如图1所示，本专利提供一种新型十档自动变速器传动机构，包括传动系统、决定传动系统的动力传递路线与速比的执行系统和改变发动机输入的转速和转矩的液力变矩器;所述液力变矩器位于发动机和自动变速器之间；所述传动系统包括三个行星排;其中，第一行星排Xl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，同时增加一个小齿圈，小齿圈与双联齿轮的小轮作内啮合，大齿圈与双联齿轮的大轮作内啮合;并在第二行星排X2前端增加第三行星排X3，通过连接改进的拉维娜机构和第三行星排X3并配合连接执行系统以及液力变矩器，形成十档自动变速器传动机构。所述传动机构的输入轴、行星齿轮机构、输出轴在结构装配上属于同轴，径向尺寸小，整个机构具有两个自由度。
[0024]所述第一行星排Xl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P1A-P1B、短行星轮P2、共用行星架H1、第一齿圈Rl和第二齿圈R2，其中第一齿圈Rl为大齿圈，第二齿圈R2为小齿圈；所述第一太阳轮SI与第二太阳轮S2分别属于第一行星排Xl与第二行星排X2;所述双联齿轮PlA-PlB和短行星轮P2共用行星架Hl;所述双联齿轮PlA-PlB的大轮PlA与第一行星排的第一太阳轮SI外啮合、与第一齿圈Rl内啮合，双联齿轮PlA-PlB的小轮PlB与第二行星排的短行星轮P2外啮合、与第二齿圈R2内啮合；所述短行星轮P2还与第二行星排的第二太阳轮S2外啮合。
[0025]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。通过第三行星排的转速差来增加改进型拉维娜机构输入轴转速的选择，以此增加输出传动比范围。
[0026]所述第一行星排Xl和第三行星排X3为单级行星机构，第二行星排X2为双级行星机构。
[0027]所述执行系统包括七个执行元件，所述改进型拉维娜机构与液力变矩器输出轴通过执行系统中的执行元件连接。所述七个执行元件分别为第一制动器B1、第二制动器B2、第一离合器Cl、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;所述第一离合器Cl连接第二齿圈R2和液力变矩器输出轴;所述第二离合器C2连接第二太阳轮和液力变矩器输出轴;所述第三离合器C3连接第二齿圈R2和第三行星架H3;所述第四离合器C4连接共用行星架Hl和第三行星架H3;所述第五离合器C5连接第一太阳轮SI和第三行星架H3;所述第一制动器BI连接第二齿圈R2和变速器壳体;所述第二制动器B2连接第二太阳轮S2与变速器壳体。
[0028]所述第三齿圈R3为常啮合输入轴，所述第三太阳轮S3为固定件，所述第三行星架H3为低速输出，所述第一齿圈Rl为输出轴。
[0029]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“〇”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:
[0030]Dl档:当第五离合器C5接合，即第一太阳轮SI与第三行星架H3连接，此时，第二制动器B2接合，制动第二太阳轮S2，实现第一前进档位Dl。
[0031]D2档:当第四离合器C4接合，即共用行星架Hl与第三行星架H3连接，此时，第二制动器B2接合，制动第二太阳轮S2，实现第二前进档位D2。
[0032]D3档:当第三离合器C3接合，即第二齿圈R2与第三行星架H3连接，此时，第二制动器B2接合，制动第二太阳轮S2，实现第三前进档位D3。
[0033]D4档:当第三离合器C3、第四离合器C4接合，即第二齿圈R2、共用行星架Hl分别与第三行星架H3连接，实现第四前进档位D4。
[0034]D5档:当第二离合器C2、第三离合器C3接合，即第二太阳轮S2与液力变矩器输出轴连接，第二齿圈R2与第三行星架H3连接，实现第五前进档位D5。
[0035]D6档:当第二离合器C2、第四离合器C4接合，即第二太阳轮S2与液力变矩器输出轴连接，共用行星架Hl与第三行星架H3连接，实现第六前进档位D6。
[0036]D7档:当第二离合器C2、第五离合器C5接合，即第二太阳轮S2与液力变矩器输出轴连接，第一太阳轮SI与第三行星架H3连接，实现第七前进档位D7。
[0037]D8档:当第一离合器Cl、第二离合器C2接合，即第二齿圈R2、第二太阳轮S2分别与液力变矩器输出轴连接，实现第八前进档位D8。
[0038]D9档:当第一离合器Cl、第五离合器C5接合，即第二齿圈R2与液力变矩器输出轴连接，第一太阳轮SI与第三行星架H3连接，实现第九前进档位D9。
[0039]DlO档:当第一离合器Cl、第四离合器C4接合，即第二齿圈R2与液力变矩器输出轴连接，共用行星架Hl与第三行星架H3连接，实现第十前进档位DlO。
[0040]Rl档:当第五离合器C5接合，即第一太阳轮SI与第三行星架H3连接，此时，第一制动器BI接合，制动第二齿圈R2，实现第一倒档Rl。
[0041 ] R2档:当第二离合器C4接合，即共用行星架Hl与第三行星架H3连接，此时，第一制动器BI接合，制动第二齿圈R2，实现第二倒档R2。
[0042]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。
【主权项】
1.一种新型十档自动变速器传动机构，其特征在于，包括传动系统、决定传动系统的动力传递路线与速比的执行系统和改变发动机输入的转速和转矩的液力变矩器;所述液力变矩器位于发动机和自动变速器之间；所述传动系统包括三个行星排;其中，第一行星排(Xl)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，同时增加一个小齿圈，小齿圈与双联齿轮的小轮作内啮合，大齿圈与双联齿轮的大轮作内啮合;并在第二行星排(X2)前端增加第三行星排(X3)，通过连接改进的拉维娜机构和第三行星排(X3)并配合连接执行系统以及液力变矩器，形成十档自动变速器传动机构。2.根据权利要求1所述的新型十档自动变速器传动机构，其特征在于，所述第一行星排(Xl)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(SI)、第二太阳轮(S2)、双联齿轮(P1A-P1B)、短行星轮(P2)、共用行星架(H1)、第一齿圈(Rl)和第二齿圈(R2)，其中第一齿圈(Rl)为大齿圈，第二齿圈(R2)为小齿圈；所述第一太阳轮(SI)与第二太阳轮(S2)分别属于第一行星排(Xl)与第二行星排(X2);所述双联齿轮(PlA-PlB)和短行星轮(P2)共用行星架(Hl);所述双联齿轮(PlA-PlB)的大轮(PlA)与第一行星排的第一太阳轮(SI)外啮合、与第一齿圈(Rl)内啮合，双联齿轮(PlA-PlB)的小轮(PlB)与第二行星排的短行星轮(P2)外啮合、与第二齿圈(R2)内啮合；所述短行星轮(P2)还与第二行星排的第二太阳轮(S2)外啮合。3.根据权利要求2所述的新型十档自动变速器传动机构，其特征在于，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。4.根据权利要求3所述的新型十档自动变速器传动机构，其特征在于，所述第一行星排(Xl)和第三行星排(X3)为单级行星机构，第二行星排(X2)为双级行星机构。5.根据权利要求3所述的新型十档自动变速器传动机构，其特征在于，所述执行系统包括七个执行元件。6.根据权利要求5所述的新型十档自动变速器传动机构，其特征在于，所述改进型拉维娜机构与液力变矩器输出轴通过执行系统中的执行元件连接。7.根据权利要求6所述的新型十档自动变速器传动机构，其特征在于，所述七个执行元件分别为第一制动器(BI)、第二制动器(B2)、第一离合器(Cl)、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);所述第一离合器(Cl)连接第二齿圈(R2)和液力变矩器输出轴;所述第二离合器(C2 )连接第二太阳轮和液力变矩器输出轴;所述第三离合器(C3)连接第二齿圈(R2)和第三行星架(H3);所述第四离合器(C4)连接共用行星架(Hl)和第三行星架(H3);所述第五离合器(C5)连接第一太阳轮(SI)和第三行星架(H3);所述第一制动器(BI)连接第二齿圈(R2)和变速器壳体;所述第二制动器(B2)连接第二太阳轮(S2)与变速器壳体。8.根据权利要求7所述的新型十档自动变速器传动机构，其特征在于，所述第三齿圈(R3)为常啮合输入轴，所述第三太阳轮(S3)为固定件，所述第三行星架(H3)为低速输出，所述第一齿圈(Rl)为输出轴。
【文档编号】F16H59/02GK205503881SQ201620223682
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】李明圣
【申请人】岭南师范学院