专利名称:一种行星轮系式九档位自动变速器
专利类型:发明专利
专利申请号:CN202311242663.X
专利申请(专利权)人:哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司,哈尔滨东安汽车动力股份有限公司
权利人地址:黑龙江省哈尔滨市开发区哈平路集中区征仪南路6号
专利发明(设计)人:杨林,李晓宇,何延宇,柴召朋,王墨,毕崇盛,张艳慧,张子健,石伟,于泳轩,聂金全,韩军龙
专利摘要:本发明公开了一种行星轮系式九档位自动变速器,所述自动变速器包括三组行星轮系、六组离合器总成和结构元件,通过三组行星轮系和结构元件的不同组合,六组离合器总成的不同工作状态,可以实现行星机构的不同速比的选择,可以实现9个前进档、1个倒档的工作模式。本发明的行星轮系式九档位自动变速器具有结构紧凑、零部件生产加工难度低、控制方便的特点,特别是第一行星轮系、第二行星轮系的联合轮系控制简单,可实现的模式多。通过合理布置离合器和行星轮系的空间布局,可以有效提高传动装置的效率,优化响应性和平顺性。
主权利要求:
1.一种行星轮系式九档位自动变速器,其特征在于所述自动变速器包括三组行星轮系、六组离合器总成和结构元件,其中:所述三组行星轮系分别为第一行星轮系、第二行星轮系、第三行星轮系;
所述第一行星轮系、第二行星轮系共用行星架H1;
所述第一行星轮系包括太阳轮S1、行星轮P1、行星架H1、齿圈R1;
所述第二行星轮系包括太阳轮S2、行星轮P2、行星架H1、齿圈R2;
所述第三行星轮系包括太阳轮S3、行星轮P3、行星轮P4、行星架H3、齿圈R3;
所述六组离合器分别为离合器C1、离合器C2、离合器C3、离合器C4、离合器C5、离合器C6;
所述结构元件包括输入轴1、后端轴2、输出齿轮3、壳体4,其中输入轴1是扭矩转速的输入元件,输出齿轮3是扭矩转速的输出元件;
所述行星轮P1、行星轮P2安装在行星架H1上,行星轮P1与太阳轮S1、齿圈R1、行星轮P2分别啮合;
所述行星轮P2与太阳轮S2、齿圈R2分别啮合,因为第一行星轮系、第二行星轮系是联合轮系,其中太阳轮S1、行星架H1、齿圈R1、太阳轮S2任意两个元件作为输入,齿圈R2就可以按照预定转速和扭矩运转;
所述行星轮P3和行星轮P4安装在行星架H3上,行星轮P3与太阳轮S3、行星轮P4分别啮合,行星轮P4与齿圈R3啮合;
所述输入轴1、后端轴2和行星架H3刚性连接,齿圈R2和输出齿轮3刚性连接,壳体4静止,太阳轮S3和壳体4刚性连接,太阳轮S3在各档位均处于静止状态;
所述离合器C1一端连接太阳轮S1,另一端连接齿圈R3;离合器C2一端连接后端轴2,另一端连接行星架H1;离合器C3一端连接太阳轮S2,另一端连接齿圈R3;离合器C4一端连接太阳轮S2,另一端连行星架H3;离合器C5一端连接太阳轮S2,另一端连壳体4;离合器C6一端连接齿圈R1,另一端连接壳体4;因为离合器C3、离合器C4和离合器C5均与太阳轮S2连接,最多只能有一组离合器处于工作状态。
2.根据权利要求1所述的行星轮系式九档位自动变速器,其特征在于所述自动变速器通过三组行星轮系和结构元件的不同组合,六组离合器总成的不同工作状态,可以实现9个前进档、1个倒档的工作模式,具体工作模式如下:倒档:离合器C3、离合器C6结合,其余离合器分离;
空档:离合器C6结合,其余离合器分离;
一档:离合器C1、离合器C6结合,其余离合器分离;
二档:离合器C1、离合器C5结合,其余离合器分离;
三档:离合器C1、离合器C3结合,其余离合器分离;
四档:离合器C1、离合器C4结合,其余离合器分离;
五档:离合器C1、离合器C2结合,其余离合器分离;
六档:离合器C2、离合器C4结合,其余离合器分离;
七档:离合器C2、离合器C3结合,其余离合器分离;
八档:离合器C2、离合器C5结合,其余离合器分离;
九档:离合器C2、离合器C6结合,其余离合器分离。 说明书 : 一种行星轮系式九档位自动变速器技术领域[0001] 本发明涉及一种自动变速器,具体涉及一种基于行星轮系结构的九档位自动变速器。背景技术[0002] 随着汽车行业的快速发展与技术革新,多档位自动变速器在变速器领域的应用越来越广泛,多档位自动变速器可以充分发挥发动机的综合性能,行星轮系可以实现较大的速比变化,多个行星轮系相互配合,特别是联合行星轮系的组合使用,再通过不同的连接形式可以实现多种速比关系,加上离合器的配合,可以用较少的零件实现不同的动力组合。空间结构紧凑,相对重量轻,组合关系多样性,是多档位自动变速器的重要实现形式。发明内容[0003] 本发明的目的是提供一种结构简单,便于生产维护的行星轮系式九档位自动变速器。[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的:[0005] 一种行星轮系式九档位自动变速器,包括三组行星轮系、六组离合器总成和结构元件,其中:[0006] 所述第一行星轮系、第二行星轮系共用行星架H1;[0007] 所述第一行星轮系包括太阳轮S1、行星轮P1、行星架H1、齿圈R1;[0008] 所述第二行星轮系包括太阳轮S2、行星轮P2、行星架H1、齿圈R2;[0009] 所述第三行星轮系包括太阳轮S3、行星轮P3、行星轮P4、行星架H3、齿圈R3;[0010] 所述六组离合器分别为离合器C1、离合器C2、离合器C3、离合器C4、离合器C5、离合器C6;[0011] 所述结构元件包括输入轴1、后端轴2、输出齿轮3、壳体4,其中输入轴1是扭矩转速的输入元件,输出齿轮3是扭矩转速的输出元件;[0012] 所述行星轮P1、行星轮P2安装在行星架H1上,行星轮P1与太阳轮S1、齿圈R1、行星轮P2分别啮合;[0013] 所述行星轮P2与太阳轮S2、齿圈R2分别啮合,因为第一行星轮系、第二行星轮系是联合轮系,其中太阳轮S1、行星架H1、齿圈R1、太阳轮S2任意两个元件作为输入,齿圈R2就可以按照预定转速和扭矩运转;[0014] 所述行星轮P3和行星轮P4安装在行星架H3上,行星轮P3与太阳轮S3、行星轮P4分别啮合,行星轮P4与齿圈R3啮合;[0015] 所述输入轴1、后端轴2和行星架H3刚性连接,齿圈R2和输出齿轮3刚性连接,壳体4静止,太阳轮S3和壳体4刚性连接,太阳轮S3在各档位均处于静止状态;[0016] 所述离合器C1一端连接太阳轮S1,另一端连接齿圈R3;离合器C2一端连接后端轴2,另一端连接行星架H1;离合器C3一端连接太阳轮S2,另一端连接齿圈R3;离合器C4一端连接太阳轮S2,另一端连行星架H3;离合器C5一端连接太阳轮S2,另一端连壳体4;离合器C6一端连接齿圈R1,另一端连接壳体4;因为离合器C3、离合器C4和离合器C5均与太阳轮S2连接,最多只能有一组离合器处于工作状态。[0017] 相比于现有技术,本发明具有如下优点:[0018] 本发明的行星轮系式九档位自动变速器控制方便,结构紧凑,采用零件相对较少,离合器和行星轮系组装简单,零件成本和加工难度低,具有结构合理、装配简单、可以实现的运行模式多、性价比高的特点。附图说明[0019] 图1是行星轮系式九档位自动变速器的结构示意图;[0020] 图2是倒档结构示意图;[0021] 图3是空档结构示意图;[0022] 图4是一档结构示意图;[0023] 图5是二档结构示意图;[0024] 图6是三档结构示意图;[0025] 图7是四档结构示意图;[0026] 图8是五档结构示意图;[0027] 图9是六档结构示意图;[0028] 图10是七档结构示意图;[0029] 图11是八档结构示意图;[0030] 图12是九档结构示意图;[0031] 图13是行星轮系式九档位自动变速器杠杆图;[0032] 图14是行星轮系式九档位自动变速器传动结构的断面图。具体实施方式[0033] 下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明,但并不局限于此,凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的保护范围中。[0034] 本发明提供了一种行星轮系式九档位自动变速器,如图1、图13和图14所示,所述自动变速器包括三组行星轮系、六组离合器总成和结构元件,其中:[0035] 所述第一行星轮系、第二行星轮系共用行星架H1;[0036] 所述第一行星轮系包括太阳轮S1、行星轮P1、行星架H1、齿圈R1;[0037] 所述第二行星轮系包括太阳轮S2、行星轮P2、行星架H1、齿圈R2;[0038] 所述第三行星轮系包括太阳轮S3、行星轮P3、行星轮P4、行星架H3、齿圈R3;[0039] 所述六组离合器分别为离合器C1、离合器C2、离合器C3、离合器C4、离合器C5、离合器C6;[0040] 所述结构元件包括输入轴1、后端轴2、输出齿轮3、壳体4,其中输入轴1是扭矩转速的输入元件,输出齿轮3是扭矩转速的输出元件;[0041] 所述行星轮P1、行星轮P2安装在行星架H1上,行星轮P1与太阳轮S1、齿圈R1、行星轮P2分别啮合;[0042] 所述行星轮P2与太阳轮S2、齿圈R2分别啮合,因为第一行星轮系、第二行星轮系是联合轮系,其中太阳轮S1、行星架H1、齿圈R1、太阳轮S2任意两个元件作为输入,齿圈R2就可以按照预定转速和扭矩运转;[0043] 所述行星轮P3和行星轮P4安装在行星架H3上,行星轮P3与太阳轮S3、行星轮P4分别啮合,行星轮P4与齿圈R3啮合;[0044] 所述输入轴1、后端轴2和行星架H3刚性连接,齿圈R2和输出齿轮3刚性连接,壳体4静止,太阳轮S3和壳体4刚性连接,太阳轮S3在各档位均处于静止状态;[0045] 所述离合器C1一端连接太阳轮S1,另一端连接齿圈R3;离合器C2一端连接后端轴2,另一端连接行星架H1;离合器C3一端连接太阳轮S2,另一端连接齿圈R3;离合器C4一端连接太阳轮S2,另一端连行星架H3;离合器C5一端连接太阳轮S2,另一端连壳体4;离合器C6一端连接齿圈R1,另一端连接壳体4;因为离合器C3、离合器C4和离合器C5均与太阳轮S2连接,最多只能有一组离合器处于工作状态。[0046] 本发明中,所述行星轮系式九档位自动变速器通过三组行星轮系和结构元件的不同组合,六组离合器总成的不同工作状态,可以实现行星机构的不同速比的选择,可以实现9个前进档、1个倒档的工作模式。离合器工作模式如表1所示,具体工作模式如下:[0047] 倒档:如图2所示,控制元件动作状态为离合器C3、离合器C6结合,其余离合器分离,动力传递路径如下:离合器C6结合,壳体4静止,齿圈R1与壳体4动力联通,齿圈R1受到壳体4的反作用力静止,并将反作用力传递给行星轮P1,离合器C3结合,太阳轮S2与齿圈R3动力联通,太阳轮S3受到壳体4的反作用力静止,并将反作用力传递给行星轮P3,输入轴1将动力依次传递给行星架H3、行星轮P3、行星轮P4、齿圈R3、离合器C3、太阳轮S2,太阳轮S2和齿圈R1通过第一行星轮系、第二行星轮系的联合轮系,将动力依次传递给齿圈R2、输出齿轮3,输出齿轮3对外输出动力。[0048] 空档:如图3所示,控制元件动作状态为离合器C6结合,其余离合器分离,离合器C6结合,壳体4静止,齿圈R1与壳体4动力联通,齿圈R1受到壳体4的反作用力静止,并将反作用力传递给行星轮P1,空档时刻准备着结合离合器C3形成倒档,或者结合离合器C1形成一档。[0049] 一档:如图4所示,控制元件动作状态为离合器C1、离合器C6结合,其余离合器分离,动力传递路径如下:离合器C6结合,壳体4静止,齿圈R1与壳体4动力联通,齿圈R1受到壳体4的反作用力静止,并将反作用力传递给行星轮P1,离合器C1结合,太阳轮S1与齿圈R3动力联通,太阳轮S3受到壳体4的反作用力静止,并将反作用力传递给行星轮P3,输入轴1将动力依次传递给行星架H3、行星轮P3、行星轮P4、齿圈R3、离合器C1、太阳轮S1,太阳轮S1和齿圈R1通过第一行星轮系、第二行星轮系的联合轮系,将动力依次传递给行星轮P1、行星轮P2、齿圈R2、输出齿轮3,输出齿轮3对外输出动力。[0050] 二档:如图5所示,控制元件动作状态为离合器C1、离合器C5结合,其余离合器分离,动力传递路径如下:离合器C5结合,壳体4静止,太阳轮S2与壳体4动力联通,太阳轮S2受到壳体4的反作用力静止,并将反作用力传递给行星轮P2,离合器C1结合,太阳轮S1与齿圈R3动力联通,太阳轮S3受到壳体4的反作用力静止,并将反作用力传递给行星轮P3,输入轴1将动力依次传递给行星架H3、行星轮P3、行星轮P4、齿圈R3、离合器C1、太阳轮S1,太阳轮S1和太阳轮S2通过第一行星轮系、第二行星轮系的联合轮系,将动力依次传递给行星轮P1、行星轮P2、齿圈R2、输出齿轮3,输出齿轮3对外输出动力。[0051] 三档:如图6所示,控制元件动作状态为离合器C1、离合器C3结合,其余离合器分离,动力传递路径如下:离合器C1结合,太阳轮S1与齿圈R3动力联通,离合器C3结合,太阳轮S2与齿圈R3动力联通,太阳轮S1、太阳轮S2和齿圈R3相互连通,转速相同,第一行星轮系、第二行星轮系的联合轮系中所有零件均转速相同,相对静止,太阳轮S3受到壳体4的反作用力静止,并将反作用力传递给行星轮P3,输入轴1将动力依次传递给行星架H3、行星轮P3、行星轮P4、齿圈R3,齿圈R3将动力分成两路,一路经过离合器C1传递到太阳轮S1,另一路经过离合器C3传递到太阳轮S2,太阳轮S1和太阳轮S2通过第一行星轮系、第二行星轮系的联合轮系,将动力依次传递给行星轮P1、行星轮P2、齿圈R2、输出齿轮3,输出齿轮3对外输出动力。[0052] 四档:如图7所示,控制元件动作状态为离合器C1、离合器C4结合,其余离合器分离,动力传递路径如下:离合器C1结合,太阳轮S1与齿圈R3动力联通,离合器C4结合,太阳轮S2与行星架H3动力联通,太阳轮S3受到壳体4的反作用力静止,并将反作用力传递给行星轮P3,输入轴1将动力传递给行星架H3,行星架H3将动力分成两路,一路经过行星轮P3、行星轮P4、齿圈R3、离合器C1到达太阳轮S1,另一路经过离合器C4传递到太阳轮S2,太阳轮S1和太阳轮S2通过第一行星轮系、第二行星轮系的联合轮系,将动力依次传递给行星轮P1、行星轮P2、齿圈R2、输出齿轮3,输出齿轮3对外输出动力。[0053] 五档:如图8所示,控制元件动作状态为离合器C1、离合器C2结合,其余离合器分离,动力传递路径如下:离合器C1结合,太阳轮S1与齿圈R3动力联通,离合器C2结合,后端轴2和行星架H1动力联通,太阳轮S3受到壳体4的反作用力静止,并将反作用力传递给行星轮P3,输入轴1将动力分成两路,一路经过行星架H3、行星轮P3、行星轮P4、齿圈R3、离合器C1到达太阳轮S1,另一路经过后端轴2、离合器C2到达行星架H1,太阳轮S1和行星架H1通过第一行星轮系、第二行星轮系的联合轮系,将动力依次传递给行星轮P1、行星轮P2、齿圈R2、输出齿轮3,输出齿轮3对外输出动力。[0054] 六档:如图9所示,控制元件动作状态为离合器C2、离合器C4结合,其余离合器分离,动力传递路径如下:离合器C2结合,后端轴2和行星架H1动力联通,离合器C4结合,太阳轮S2与行星架H3动力联通,输入轴1将动力分成两路,一路经过行星架H3、离合器C4到达太阳轮S2,另一路经过后端轴2、离合器C2到达行星架H1,太阳轮S2和行星架H1通过第二行星轮系,将动力依次传递给行星轮P2、齿圈R2、输出齿轮3,输出齿轮3对外输出动力。[0055] 七档:如图10所示,控制元件动作状态为离合器C2、离合器C3结合,其余离合器分离,动力传递路径如下:离合器C2结合,后端轴2和行星架H1动力联通,离合器C3结合,太阳轮S2与齿圈R3动力联通,太阳轮S3受到壳体4的反作用力静止,并将反作用力传递给行星轮P3,输入轴1将动力分成两路,一路经过行星架H3、行星轮P3、行星轮P4、齿圈R3、离合器C3传递到太阳轮S2,另一路经过后端轴2、离合器C2到达行星架H1,太阳轮S2和行星架H1通过第二行星轮系,将动力依次传递给行星轮P2、齿圈R2、输出齿轮3,输出齿轮3对外输出动力。[0056] 八档:如图11所示,控制元件动作状态为离合器C2、离合器C5结合,其余离合器分离,动力传递路径如下:离合器C2结合,后端轴2和行星架H1动力联通,离合器C5结合,壳体4静止,太阳轮S2与壳体4动力联通,太阳轮S2受到壳体4的反作用力静止,并将反作用力传递给行星轮P2,输入轴1将动力依次传递给后端轴2、离合器C2、行星架H1,太阳轮S2和行星架H1通过第二行星轮系,将动力依次传递给行星轮P2、齿圈R2、输出齿轮3,输出齿轮3对外输出动力。[0057] 九档:如图12所示,控制元件动作状态为离合器C2、离合器C6结合,其余离合器分离,动力传递路径如下:离合器C2结合,后端轴2和行星架H1动力联通,离合器C6结合,壳体4静止,齿圈R1与壳体4动力联通,齿圈R1受到壳体4的反作用力静止,并将反作用力传递给行星轮P1,输入轴1将动力依次传递给后端轴2、离合器C2、行星架H1,行星架H1和齿圈R1通过第一行星轮系、第二行星轮系的联合轮系,将动力依次传递给行星轮P1、行星轮P2、齿圈R2、输出齿轮3,输出齿轮3对外输出动力。[0058] 表1离合器工作模式[0059][0060] 本发明的行星轮系式九档位自动变速器具有结构紧凑、零部件生产加工难度低、控制方便的特点,特别是第一行星轮系、第二行星轮系的联合轮系控制简单,可实现的模式多。通过合理布置离合器和行星轮系的空间布局,可以有效提高传动装置的效率,优化响应性和平顺性。
专利地区:黑龙江
专利申请日期:2023-09-25
专利公开日期:2024-09-03
专利公告号:CN117212406B