多擋變速器及其行星齒輪系的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別是適用于商用車輛液力自動變速器的多擋變速器及其行星齒輪系。
【背景技術(shù)】
[0002]行星齒輪系是液力自動變速器AT (Automatic Transmiss1n)進(jìn)行變速的核心機(jī)構(gòu)，其主要由行星排、離合器以及制動器組成，通過控制離合器和制動器，可以使行星排的構(gòu)件以不同的組合形式互連，從而實現(xiàn)多種傳動比的轉(zhuǎn)換。
[0003]當(dāng)變速器具有更多的可選擋位，就可以對其進(jìn)行更為優(yōu)化的設(shè)計，通過更多擋位、更優(yōu)化速比的變速器，可使發(fā)動機(jī)在高效區(qū)工作的情況下滿足不同車速的需求，從而使得車輛能夠具有更加經(jīng)濟(jì)的燃油消耗及更好的動力性能。
[0004]目前，市場上最為常見的為四速和六速自動變速器，其雖然可在一定程度上實現(xiàn)預(yù)期目的。但是，從技術(shù)發(fā)展的角度來看，在燃油經(jīng)濟(jì)性、響應(yīng)動力性及平穩(wěn)性等方面均存在局限性，有待于進(jìn)行持續(xù)的改進(jìn)和更新設(shè)計。
[0005]如上所述，變速器更多、更優(yōu)化擋位功能的實現(xiàn)依賴于行星齒輪系，而行星排的組合形式，特別是行星排固連件的選擇、動力傳動部件的位置設(shè)置和布局，使得整體的行星齒輪系具有不同的特性。
[0006]因此，如何對行星齒輪系進(jìn)行改進(jìn)，使其部件更少、擋位更多、效率更高及成本更低，以滿足車輛對變速器耐久性、動力傳遞效率、尺寸等方面的要求，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的第一目的是提供一種行星齒輪系，該行星齒輪系具有至少九個前進(jìn)擋位和一個倒擋的最終換擋速度，可顯著提高車輛的動力傳遞性能和燃油經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明的第二目的是提供一種設(shè)有所述行星齒輪系的多擋變速器。
[0008]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:本發(fā)明提供一種行星齒輪系，用于自動變速器，可獲得多個擋位，包括:
[0009]第一行星排，具有第一太陽輪、第一行星架和第一齒圈；
[0010]第二行星排，具有第二太陽輪、第二行星架和第二齒圈；
[0011]第三行星排，具有第三太陽輪、第三行星架和第三齒圈；
[0012]第四行星排，具有第四太陽輪、第四行星架和第四齒圈；
[0013]第一旋轉(zhuǎn)體，包括輸入軸，通過固聯(lián)形式連接到第一太陽輪、第二太陽輪，并能夠選擇性的連接至第五及第六旋轉(zhuǎn)體；
[0014]第二旋轉(zhuǎn)體，包括所述第一行星架，并能夠選擇性的連接至固定件；
[0015]第三旋轉(zhuǎn)體，包括所述第一齒圈、第二行星架及第三齒圈，其能夠選擇性的連接至固定件；
[0016]第四旋轉(zhuǎn)體，包括所述第二齒圈，并能夠選擇性的連接至固定件；
[0017]第五旋轉(zhuǎn)體，包括所述第三太陽輪及第四太陽輪，其能夠選擇性的連接至第一旋轉(zhuǎn)體；
[0018]第六旋轉(zhuǎn)體，包括所述第三行星架和第四齒圈，并能夠選擇性的連接至固定件或選擇性的連接至所述第一旋轉(zhuǎn)體；
[0019]第七旋轉(zhuǎn)體，包括所述第四行星架及輸出軸；
[0020]六個換擋組件，包括離合器和制動器，所述離合器設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)體中的選定旋轉(zhuǎn)體之間，所述制動器設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)體中的選定旋轉(zhuǎn)體與固定件之間。
[0021]優(yōu)選地，所述輸入軸固聯(lián)第一旋轉(zhuǎn)軸；
[0022]所述第一旋轉(zhuǎn)體的第一太陽輪及第二太陽輪與所述第一旋轉(zhuǎn)軸連接；
[0023]所述第二旋轉(zhuǎn)體的第一行星架與第二旋轉(zhuǎn)軸連接；
[0024]所述第三旋轉(zhuǎn)體的第一齒圈和第二行星架及第三齒圈通過第三旋轉(zhuǎn)軸連接；
[0025]所述第四旋轉(zhuǎn)體的第二齒圈與第四旋轉(zhuǎn)軸連接；
[0026]所述第五旋轉(zhuǎn)體的第三太陽輪和第四太陽輪通過第五旋轉(zhuǎn)軸連接；
[0027]所述第六旋轉(zhuǎn)體的第三行星架和第四齒圈通過第六旋轉(zhuǎn)軸連接；
[0028]所述第七旋轉(zhuǎn)體的第四行星架連接輸出軸；
[0029]所述輸出軸為第七旋轉(zhuǎn)軸。
[0030]優(yōu)選地，所述六個換擋組件包括:
[0031]第一離合器，插置于所述第一旋轉(zhuǎn)體與第五旋轉(zhuǎn)體之間；
[0032]第二離合器，插置于所述第一旋轉(zhuǎn)體與第六旋轉(zhuǎn)體之間；
[0033]第一制動器，插置于所述第二旋轉(zhuǎn)體與固定件之間；
[0034]第二制動器，插置于所述第四旋轉(zhuǎn)體與固定件之間；
[0035]第三制動器，插置于所述第三旋轉(zhuǎn)體與固定件之間；
[0036]第四制動器，插置于所述第六旋轉(zhuǎn)體與固定件之間。
[0037]優(yōu)選地，所述多個擋位包括至少九個前進(jìn)擋和至少一個倒擋:
[0038]前進(jìn)一擋，所述第一制動器、第四制動器結(jié)合；
[0039]前進(jìn)二擋，所述第四制動器、第一離合器結(jié)合；
[0040]前進(jìn)三擋，所述第一制動器、第一離合器結(jié)合；
[0041]前進(jìn)四擋，所述第三制動器、第一離合器結(jié)合；
[0042]前進(jìn)五擋，所述第二制動器、第一離合器結(jié)合；
[0043]前進(jìn)六擋，所述第一離合器、第二離合器結(jié)合；
[0044]前進(jìn)七擋，所述第二制動器、第二離合器結(jié)合；
[0045]前進(jìn)八擋，所述第三制動器、第二離合器結(jié)合；
[0046]前進(jìn)九擋，所述第一制動器、第二離合器結(jié)合；
[0047]倒擋，所述第二制動器、第四制動器結(jié)合；
[0048]空擋，所述第四制動器結(jié)合。
[0049]優(yōu)選地，所述離合器為摩擦離合器，所述制動器為摩擦制動器。
[0050]優(yōu)選地，所述第一旋轉(zhuǎn)體固聯(lián)空心軸，該空心軸上設(shè)置第一太陽輪，和第二太陽輪，所述的第一旋轉(zhuǎn)體作為行星機(jī)構(gòu)的動力輸入裝置。
[0051]優(yōu)選地，所述第四旋轉(zhuǎn)軸包括前轉(zhuǎn)軸和后轉(zhuǎn)軸，通過所述前轉(zhuǎn)軸，所述第二行星架與第一齒圈連接，通過所述后轉(zhuǎn)軸，所述第二行星架與所述第三齒圈連接。
[0052]優(yōu)選地，所述第一行星排為單排單級行星排，所述第二行星排為單排單級行星排，所述第三行星排為單排單級行星排，所述第四行星排為單排單級行星排。
[0053]優(yōu)選地，所述輸入軸構(gòu)造為接收扭矩和轉(zhuǎn)速輸入的構(gòu)件；所述輸出軸構(gòu)造為輸出已轉(zhuǎn)換扭矩和轉(zhuǎn)速的構(gòu)件。
[0054]優(yōu)選地，所述固定件為變速器外殼。
[0055]為了實現(xiàn)上述第二目的，本發(fā)明還提供一種多擋變速器，包括外殼及設(shè)于所述外殼內(nèi)部的液力變矩器和行星齒輪系，所述液力變矩器與行星齒輪系傳動連接，其特征在于，所述行星齒輪系為上述任一項所述的行星齒輪系。
[0056]本發(fā)明所提供的應(yīng)用于車輛自動變速器的行星齒輪系為全新開發(fā)的產(chǎn)品，其具有接收動力的輸入軸，向外輸出動力的輸出軸，四個布置在同一個軸系上的行星排，以及六個換擋組件，其中，各行星排均設(shè)有太陽輪、齒圈和帶有若干個行星齒輪的行星架，行星排的組件之間通過旋轉(zhuǎn)軸或其他連接構(gòu)件相連接，可形成七個旋轉(zhuǎn)體，以實現(xiàn)動力的傳遞，換擋組件可采用離合器和制動器等扭矩傳遞裝置，通過操作換擋組件可改變行星齒輪系的自由度，不同的換擋組件的結(jié)合與分離使得輸入軸與輸出軸之間可實現(xiàn)不同的速比傳遞，最終可獲得至少九個可用前進(jìn)擋位和至少一個可用倒擋位的換擋速度，與四速和六速行星齒輪系相比，其具有更多的擋位和更優(yōu)化的速比，可使發(fā)動機(jī)在高效區(qū)工作的情況下滿足不同車速的需求，進(jìn)而顯著提高車輛的動力傳遞性能和燃油經(jīng)濟(jì)性。
[0057]此外，該行星齒輪系零部件較少，換擋組件充分利用行星排之間的空間，不僅可以獲得更短的變速器長度，而且整體設(shè)計更加緊湊，可以很好的滿足車輛對變速器耐久性、動力傳遞效率、尺寸、成本等方面的要求。
[0058]本發(fā)明所提供的多擋變速器設(shè)有上述行星齒輪系，由于上述行星齒輪系具有上述技術(shù)效果，設(shè)有該行星齒輪系的自動變速器也應(yīng)具備相應(yīng)的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0059]圖1為本發(fā)明所提供行星輪系的傳動路線簡圖；
[0060]圖2為本發(fā)明所提供行星輪系的一種特定應(yīng)用示例簡圖；
[0061]圖3為本發(fā)明示例性行星輪系的各構(gòu)件的連接原理圖；
[0062]圖4為本發(fā)明示例性行星輪系的各擋位與扭矩傳遞裝置的操作表，用以說明在各確定的擋位中哪些換擋組件閉合；
[0063]圖5為本發(fā)明的示例性行星輪系的杠桿原理圖；
[0064]圖6為本發(fā)明的示例性行星輪系的各擋位之間可實現(xiàn)跨擋變換的擋位簡圖；
[0065]圖7為本發(fā)明的示例性各擋位之間可實現(xiàn)跨擋變換的操作表