多擋變速器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種十擋變速器,該變速器包括輸入構件,輸出構件,四個行星齒輪排,三個離合器、三個制動器和四個連接構件。各個行星齒輪排包括太陽輪,行星架和齒圈。使用該變速器的行星排連接形式和結合元件布置方式可實現10個前進擋和1個倒擋,總傳動比為8.84,四個行星排的K值均在1.80-2.72范圍內,且每個行星排均為單行星輪行星排。
【專利說明】多擋變速器
【技術領域】
[0001]本發明屬于車輛(汽車、特種車輛、工程機械)傳動【技術領域】,具體涉及一種十擋變速器。
【背景技術】
[0002]為改善車輛的性能(動力性能、燃料經濟性、換擋性能),轎車擋位數正向六擋以上發展,自卸車也要求六擋以上,為此要尋找擋位更多,同時行星排與結合元件更少的傳動方案。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種車輛用十擋行星自動變速器,使用較少的行星排和結合元件使變速器實現更多的擋位。
[0004]本發明提出的多擋變速器,包括行星排、輸入構件23、輸出構件(24)、連接構件、離合器和制動器,所述行星排有四個,且為單行星輪行星排,第一行星排25包括第一齒圈1、第一行星架2、第一太陽輪3,第二行星排26包括第二齒圈4、第二行星架5、第二太陽輪6,第三行星排27包括第三齒圈7、第三行星架8、第三太陽輪9,第四行星排28包括第四齒圈10、第四行星架11、第四太陽輪12 ;所述連接構件有四個,分別為第一連接構件19、第二連接構件20、第三連接構件21和第四連接構件22 ;所述離合器有三個,分別為第一離合器13、第二離合器14和第三離合器15 ;所述制動器有三個,分別為第一制動器16、第二制動器17和第三制動器18 ;
所述第一連接構件19將所述第一行星架2、所述第二齒圈4與所述第三齒圈7固定地互連起來;
所述第二連接構件20將所述第一齒圈I與所述第二行星架5固定地互連起來;
所述第三連接構件21將所述第三行星架8與所述第四齒圈10固定地互連起來;
所述第四連接構件22將所述第三太陽輪9與所述第四太陽輪12固定地互連起來;
所述第一離合器13將所述輸入構件23與所述第四連接構件22互連起來;
所述第二離合器14將所述輸入構件23與所述第二太陽輪6互連起來;
所述第三離合器15將所述第二太陽輪6與所述第三連接構件21互連起來;
所述第一制動器16將所述第二連接構件20與固定構件互連起來;
所述第二制動器17將所述第一太陽輪3與固定構件互連起來;
所述第三制動器18將所述第三連接構件21與固定構件互連起來。
[0005]本發明中,所述輸出構件與所述第四行星架11固定地互連。
[0006]本發明中,述固定構件是變速器殼體。
[0007]本發明中,所述變速器建立至少十個前進速比和一個倒擋速比,具體為:
當第二離合器14、第二制動器17、第三制動器18結合時,輸入構件23和第二太陽輪6
共同旋轉,第一太陽輪3和第三連接構件21制動,實現倒擋; 當第二離合器14、第一制動器16和第三制動器18結合時,輸入構件23和第二太陽輪6共同旋轉,第二連接構件20和第三連接構件21制動,實現第一擋;
當第一離合器13和第一制動器16和第三制動器18結合時,輸入構件23和第四連接構件22共同旋轉,第二連接構件20和第三連接構件21制動,實現第二擋;
當第一離合器13、第二離合器14和第一制動器16結合時,輸入構件23同時和第二太陽輪6及第四連接構件22共同旋轉,第二連接構件20制動,實現第三擋;
當第一離合器13、第三離合器15和第一制動器16結合時,輸入構件23和第四連接構件22共同旋轉,第二太陽輪6和第三連接構件21共同旋轉,第二連接構件20制動,實現第四擋;
當第一離合器13和第一制動器16和第二制動器17結合時,輸入構件23和第四連接構件22共同旋轉,第二連接構件20和第一太陽輪3制動,實現第五擋;
當第一離合器13、第三離合器15和第二制動器17結合時,輸入構件23和第四連接構件22共同旋轉,第二太陽輪6和第三連接構件21共同旋轉,第一太陽輪3制動,實現第六擋;
當第一離合器13、第二離合器14和第二制動器17結合時,輸入構件23同時和第二太陽輪6及第四連接構件22共同旋轉,第一太陽輪3制動,實現第七擋;
當第一離合器13、第二離合器14和第三離合器15結合時,輸入構件23同時和第二太陽輪6、第四連接構件22以及第三連接構件21共同旋轉,實現第八擋;
當第二離合器14、第三離合器15和第二制動器17結合時,輸入構件23和第二太陽輪6共同旋轉,第二太陽輪6和第三連接構件21共同旋轉,第一太陽輪3制動,實現第九擋;當第二離合器14、第三離合器15和第一制動器16結合時,輸入構件23和第二太陽輪6共同旋轉,第二太陽輪6和第三連接構件21共同旋轉,第二連接構件20制動,實現第十擋。
[0008]本發明使用四個單行星輪行星排,六個結合元件包括三個離合器和三個制動器,結合其中三個,實現十個前進擋和一個倒擋。擋位間速比間隔在1.10至1.50之間,符合車輛的速比分配要求,并且結構簡單,空轉元件少,擋位間相互轉換可能性大。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明的十擋變速器各構件的布置及連接示意圖。
[0010]圖2是間隔擋位間的轉換圖。
[0011]圖中標號:1為第一齒圈,2為第一行星架,3為第一太陽輪,4為第二齒圈,5為第二行星架,6為第二太陽輪,7為第三齒圈,8為第三行星架,9為第三太陽輪,10為第四齒圈,11為第四行星架,12為第四太陽輪,13為第一離合器,14為第二離合器,15為第三離合器,16為第一制動器,17為第二制動器,18為第三制動器,19為第一連接構件,20為第二連接構件,21為第三連接構件,22為第四連接構件,23為輸入構件,24為輸出構件,25為第一行星排,26為第二行星排,27為第三行星排,28為第四行星排。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步說明。[0013]實施例1:
1.構件連接及結合元件 行星排之間的構件連接:
參看圖1:第一行星排25包括第一太陽輪3、第一行星架2、第一齒圈I ;第一太陽輪3與第二制動器17相連接;第一行星架2與第一連接構件19相連;第一齒圈I與第二連接構件20及第一制動器16相連。
[0014]第二行星排26包括第二太陽輪6、第二行星架5、第二齒圈4 ;第二太陽輪6與第二離合器14及第三離合器15相連接;第二行星架5與第二連接構件20及第一制動器16相連;第二齒圈4與第一連接構件19相連。
[0015]第三行星排27包括第三太陽輪9、第三行星架8、第三齒圈7;第三太陽輪9與第四連接構件22及第一離合器13相連接;第三行星架8與第三連接構件21及第三離合器15相連;第三齒圈7與第一連接構件19相連。
[0016]第四行星排28包括第四太陽輪12、第四行星架11、第四齒圈10 ;第四太陽輪12與第四連接構件22相連接;第四行星架11與輸出構件相連;第四齒圈7與第三連接構件21及第三制動器18相連。
[0017]結合元件的布置:
第一離合器13可有選擇地結合,以便將輸入構件23與第四連接構件22連接起來。第二離合器14可有選擇地結合,以便將輸入構件23與第二太陽輪6連接起來。第三離合器
15可有選擇地結合,以便將第二太陽輪6與第三連接構件21連接起來。第一制動器16可有選擇地結合,以便將第二連接構件20與殼體連接起來。第二制動器17可有選擇地結合,以便將第一太陽輪3與殼體連接起來。第三制動器18可有選擇地結合,以便將第三連接構件21與殼體連接起來。
[0018]2.各擋位的實現方法
參看圖1和表1,以十擋變速器的操作為例說明,表2中的九擋變速器擋位實現方法與十擋類似。
[0019]通過結合六個結合元件中的三個,能夠獲得包括2個超速擋在內的10個前進擋和I個倒退擋。圖1是代表在各個擋位時的結合元件的結合狀態表,其中“.”代表結合元件處于結合狀態。表中還有各個擋位的速比及兩個相鄰擋位間的速比間隔。但需要注意,這些數字只是示例性的,而且可在極大范圍內調整這些數值。所述速比是指輸入轉速與輸出轉速之比,行星排K值是指行星排的齒圈齒數與太陽輪齒數之比。
[0020]表I十擋變速器速比,速比間隔和結合元件結合狀態表 kl=2.72; k2=2.70; k3=l.80; k4=2.43; i=8.84
當第二離合器14、第二制動器17、第三制動器18結合時,輸入構件23和第二太陽輪6共同旋轉,第一太陽輪3和第三連接構件21制動,實現倒擋。
[0021]當第二離合器14、第一制動器16和第三制動器18結合時,輸入構件23和第二太陽輪6共同旋轉,第二連接構件20和第三連接構件21制動,實現第一擋。
[0022]當第一離合器13和第一制動器16和第三制動器18結合時,輸入構件23和第四連接構件22共同旋轉,第二連接構件20和第三連接構件21制動,實現第二擋。
[0023]當第一離合器13、第二離合器14和第一制動器16結合時,輸入構件23同時和第二太陽輪6及第四連接構件22共同旋轉,第二連接構件20制動,實現第三擋。
[0024]當第一離合器13、第三離合器15和第一制動器16結合時,輸入構件23和第四連接構件22共同旋轉,第二太陽輪6和第三連接構件21共同旋轉,第二連接構件20制動,實現第四擋。
[0025]當第一離合器13和第一制動器16和第二制動器17結合時,輸入構件23和第四連接構件22共同旋轉,第二連接構件20和第一太陽輪3制動,實現第五擋。
[0026]當第一離合器13、第三離合器15和第二制動器17結合時,輸入構件23和第四連接構件22共同旋轉,第二太陽輪6和第三連接構件21共同旋轉,第一太陽輪3制動,實現第六擋。
[0027]當第一離合器13、第二離合器14和第二制動器17結合時,輸入構件23同時和第二太陽輪6及第四連接構件22共同旋轉,第一太陽輪3制動,實現第七擋。
[0028]當第一離合器13、第二離合器14和第三離合器15結合時,輸入構件23同時和第二太陽輪6、第四連接構件22以及第三連接構件21共同旋轉,實現第八擋。
[0029]當第二離合器14、第三離合器15和第二制動器17結合時,輸入構件23和第二太陽輪6共同旋轉,第二太陽輪6和第三連接構件21共同旋轉,第一太陽輪3制動,實現第九擋。
[0030]當第二離合器14、第三離合器15和第一制動器16結合時,輸入構件23和第二太陽輪6共同旋轉,第二太陽輪6和第三連接構件21共同旋轉,第二連接構件20制動,實現第十擋。
[0031]3.低于十擋的變速器方案
參看圖2,不相鄰的擋位之間也可轉換。例如第一擋可以直接換擋到第三擋,同時滿足oneshift要求(只改變兩個結合元件的結合狀態)。在一定條件下可以實現擋位間的跳躍,跳過一些不需要的擋位,因此本發明也可作為十擋以下變速器使用。參看表2為十擋變速器去除一個擋位后得到的九擋變速器方案。
[0032]表2九擋變速器速比,速比間隔和結合元件結合狀態表 kl=2.72; k2=2.70; k3=l.80; k4=2.43; i=8.84
在本實施例中,kl=2.72;k2=2.70;k3=l.80;k4=2.43;總傳動比范圍為8.84。
[0033]但本發明的描述在性質上僅僅是示例性的,通過調整K值取值可大幅改變各擋速比和速比間隔,因而在不脫離本發明要點前提下的變形和改進將處于本發明的范圍內。
【權利要求】
1.一種多擋變速器,包括行星排、輸入構件(23)、輸出構件(24)、連接構件、離合器和制動器,其特征在于:所述行星排有四個,且為單行星輪行星排,第一行星排(25)包括第一齒圈(I)、第一行星架(2)、第一太陽輪(3),第二行星排(26)包括第二齒圈(4)、第二行星架(5)、第二太陽輪(6),第三行星排(27)包括第三齒圈(7)、第三行星架(8)、第三太陽輪(9),第四行星排(28)包括第四齒圈(10)、第四行星架(11)、第四太陽輪(12);所述連接構件有四個,分別為第一連接構件(19)、第二連接構件(20)、第三連接構件(21)和第四連接構件(22);所述離合器有三個,分別為第一離合器(13)、第二離合器(14)和第三離合器(15);所述制動器有三個,分別為第一制動器(16)、第二制動器(17)和第三制動器(18); 所述第一連接構件(19)將所述第一行星架(2)、所述第二齒圈(4)與所述第三齒圈(7)固定地互連起來; 所述第二連接構件(20)將所述第一齒圈(I)與所述第二行星架(5)固定地互連起來; 所述第三連接構件(21)將所述第三行星架(8 )與所述第四齒圈(10 )固定地互連起來; 所述第四連接構件(22)將所述第三太陽輪(9)與所述第四太陽輪(12)固定地互連起來; 所述第一離合器(13)將所述輸入構件(23)與所述第四連接構件(22)互連起來; 所述第二離合器(14)將所述輸入構件(23)與所述第二太陽輪(6)互連起來; 所述第三離合器(15)將 所述第二太陽輪(6)與所述第三連接構件(21)互連起來; 所述第一制動器(16)將所述第二連接構件(20)與固定構件互連起來; 所述第二制動器(17)將所述第一太陽輪(3)與固定構件互連起來; 所述第三制動器(18)將所述第三連接構件(21)與固定構件互連起來。
2.根據權利要求1所述的變速器,其特征在于,所述輸出構件與所述第四行星架(11)固定地互連。
3.根據權利要求1所述的變速器,其特征在于,所述固定構件是變速器殼體。
4.根據權利要求1所述的變速器,其特征在于,所述變速器建立至少十個前進速比和一個倒擋速比,具體為: 當第二離合器(14)、第二制動器(17)、第三制動器(18)結合時,輸入構件(23)和第二太陽輪(6)共同旋轉,第一太陽輪(3)和第三連接構件(21)制動,實現倒擋; 當第二離合器(14)、第一制動器(16)和第三制動器(18)結合時,輸入構件(23)和第二太陽輪(6)共同旋轉,第二連接構件(20)和第三連接構件(21)制動,實現第一擋;當第一離合器(13)和第一制動器(16)和第三制動器(18)結合時,輸入構件(23)和第四連接構件(22)共同旋轉,第二連接構件(20)和第三連接構件(21)制動,實現第二擋;當第一離合器(13)、第二離合器(14)和第一制動器(16)結合時,輸入構件(23)同時和第二太陽輪(6)及第四連接構件(22)共同旋轉,第二連接構件(20)制動,實現第三擋;當第一離合器(13)、第三離合器(15)和第一制動器(16)結合時,輸入構件(23)和第四連接構件(22)共同旋轉,第二太陽輪(6)和第三連接構件(21)共同旋轉,第二連接構件(20)制動,實現第四擋; 當第一離合器(13)和第一制動器(16)和第二制動器(17)結合時,輸入構件(23)和第四連接構件(22)共同旋轉,第二連接構件(20)和第一太陽輪(3)制動,實現第五擋; 當第一離合器(13)、第三離合器15和第二制動器(17)結合時,輸入構件(23)和第四連接構件(22)共同旋轉,第二太陽輪(6)和第三連接構件(21)共同旋轉,第一太陽輪(3)制動,實現第六擋; 當第一離合器(13)、第二離合器(14)和第二制動器(17)結合時,輸入構件(23)同時和第二太陽輪(6)及第四連接構件(22)共同旋轉,第一太陽輪(3)制動,實現第七擋; 當第一離合器(13)、第二離合器(14)和第三離合器(15)結合時,輸入構件(23)同時和第二太陽輪6、第四連接構件(22)以及第三連接構件(21)共同旋轉,實現第八擋; 當第二離合器(14)、第三離合器15和第二制動器(17)結合時,輸入構件(23)和第二太陽輪(6)共同旋轉,第二太陽輪(6)和第三連接構件(21)共同旋轉,第一太陽輪(3)制動,實現第九擋; 當第二離合器(14)、第三離合器(15)和第一制動器(16)結合時,輸入構件(23)和第二太陽輪(6)共同旋轉,第二太陽輪(6)和第三連接構件(21)共同旋轉,第二連接構件(20)制動,實現第十 擋。
【文檔編號】F16H3/66GK104033550SQ201410256012
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月11日 優先權日:2014年6月11日
【發明者】賈王歡, 黃宗益, 李興華, 鄭雷 申請人:同濟大學