[發(fā)明專利]多擋位自動變速器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610041641.0
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105443685B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設計）人: 董鵬;孫漢喬;徐向陽
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F16H3/66
• 分類號: F16H3/66;F16H59/02
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司11232
• 代理人: 王順榮,唐愛華

1.一種多擋位自動變速器，其特征在于：包括設置在一個共用的變速器箱體內的2根平行軸系即第一軸系、第二軸系，3個定軸齒輪組即第一定軸齒輪組、第二定軸齒輪組、第三定軸齒輪組，3個行星齒輪組即第一行星齒輪組、第二行星齒輪組、第三行星齒輪組和6個換擋元件即第一制動器、第二制動器、第一離合器、第二離合器、第三離合器、第四離合器；具有相同軸線的軸及設置在這些軸上的零部件組成一個軸系；動力從所述第一軸系輸入，經第二軸系輸出至差速器，再經差速器兩側輸出端傳遞至兩側車輪；第一軸系和第二軸系平行布置，適用于前置前驅型車輛；

所述第一軸系位于主動側，包括了第1軸和圍繞第1軸旋轉的第3軸、第4軸、第5軸、第9軸；第1軸沿整個第一軸系的軸線延長，其兩端支撐在所述多擋位自動變速器的箱體上，在這種情況下，第1軸的一端與內燃機相連，另一端與電機相連；第1軸和所述多擋位自動變速器輸入軸input之間存在一個用于起步的液力變矩器，所述液力變矩器集成了扭轉減震器和鎖止離合器；

所述第二軸系WS2位于從動側，包括了第2軸和圍繞第2軸旋轉的第6軸、第7軸、第8軸、第10軸；第2軸沿整個第二軸系的軸線延長，其兩端支撐在所述多擋位自動變速器的箱體上，在這種情況下，第2軸兩端都能與電機連接；第2軸和第11軸通過定軸齒輪組連接，作為所述多擋位自動變速器的主減速齒輪組，同時，第11軸是所述多擋位自動變速器差速器的殼體；

所述第一定軸齒輪組，第二定軸齒輪組和第三定軸齒輪組用于連接第一軸系和第二軸系；以左側為變速輸入側，第一定軸齒輪組、第二定軸齒輪組和第三定軸齒輪組在所述多擋位自動變速器箱體內從左至右依次排列；其中第一定軸齒輪組位于多擋位自動變速器中間箱體左側，第二定軸齒輪組位于多擋位自動變速器中間箱體右側，第三定軸齒輪組位于多擋位自動變速器箱體最右端；

所述第一行星齒輪組位于第一軸系，其被布置在第二定軸齒輪組和第三定軸齒輪組之間；所述第二行星齒輪組和第三行星齒輪組位于第二軸系，第二行星齒輪組布置于第二定軸齒輪組和第三定軸齒輪組之間；以左側為變速輸入側，第三行星齒輪組布置于第一定軸齒輪組左側；

所述換擋元件包括濕式多片式離合器、制動器和帶式制動器，其中第一制動器、第一離合器、第二離合器和第四離合器位于第一軸系上；以左側為變速輸入側，第一制動器和第二離合器布置于第一定軸齒輪組左側，其中第一制動器位于第二離合器左側；第四離合器介于第一行星齒輪組和第二定軸齒輪組之間；第一離合器介于第一行星齒輪組和第三定軸齒輪組之間；第二制動器位于第二軸系上，為帶式制動器，布置于第三行星齒輪組齒圈的外側；第三離合器同樣位于第二軸系上，介于第二行星齒輪組和第二定軸齒輪組之間；

以下是所述多擋位自動變速器三個定軸齒輪組與軸的連接方式；

所述第9軸和第6軸通過第一定軸齒輪組連接，第一定軸齒輪組包括第一主動齒輪和第一從動齒輪，所述第一主動齒輪固定于所述第9軸上，所述第一從動齒輪固定于所述第6軸上；

所述第5軸和第6軸通過第二定軸齒輪組連接，第二定軸齒輪組包括第二主動齒輪和第二從動齒輪，所述第二主動齒輪固定于所述第5軸上，所述第二從動齒輪固定于所述第6軸上；

所述第1軸和第7軸通過第三定軸齒輪組連接，第三定軸齒輪組包括第三主動齒輪和第三從動齒輪，所述第三主動齒輪固定于所述第1軸上，所述第三從動齒輪固定于所述第7軸上；

以下是所述多擋位自動變速器三個行星齒輪組與軸的連接方式：

所述第一行星齒輪組布置在第一軸系上，包括第一太陽輪、第一齒圈和第一行星架；其中，所述第一太陽輪固定于所述第1軸上，所述第一齒圈固定于所述第4軸上，所述第一行星架固定于所述第3軸上；三者通過所述第一行星齒輪組進行連接，其具有某一固定的傳動比；

所述第二行星齒輪組布置在第二軸系上，包括第二太陽輪、第二齒圈和第二行星架；其中，所述第二太陽輪固定于所述第8軸上，所述第二齒圈固定于所述第2軸上，所述第二行星架固定于所述第7軸上；三者通過所述第二行星齒輪組進行連接，其具有固定的傳動比；

所述第三行星齒輪組布置在第二軸系上，包括第三太陽輪、第三齒圈和第三行星架；其中，所述第三太陽輪固定于所述第6軸上，所述第三齒圈固定于所述第10軸上，所述第三行星架固定于所述第2軸上；三者通過所述第三行星齒輪組進行連接，其具有固定的傳動比；

所述多擋位自動變速器中，行星齒輪組全部為有一個太陽輪、一個齒圈和一個帶有多個單行星輪的行星架組成，其固有傳動比為負值，被稱之為負行星排；它們也能被相同功能的正行星排替代，正行星排由一個太陽輪、一個齒圈和一個帶有多個雙行星輪的行星架組成；正行星排的固有傳動比為正值；

以下是所述多擋位自動變速器換擋元件與軸的連接方式：

所述第一制動器為濕式多片式制動器；其連接所述第3軸之上的第一行星架和所述多擋位自動變速器的箱體即第0軸；當所述第一制動器閉合時，第3軸處于制動狀態(tài)，轉速為0；

所述第二制動器為帶式制動器；其連接所述第10軸之上的第三齒圈和所述多擋位自動變速器的箱體即第0軸；當所述第二制動器閉合時，第10軸處于制動狀態(tài)，轉速為0；

所述第一離合器為濕式多片式離合器；其連接所述第3軸之上的第一行星架和第1軸之上的第三主動齒輪；當所述第一離合器閉合時，第1軸和第3軸運動狀態(tài)相同，具有相同轉速；

所述第二離合器為濕式多片式離合器；其連接所述第3軸之上的第一行星架和第9軸之上的第一主動齒輪；當所述第二離合器閉合時，第3軸和第9軸運動狀態(tài)相同，具有相同的轉速；

所述第三離合器為濕式多片式離合器；其連接所述第8軸之上的第二太陽輪和第6軸之上的第二從動齒輪；當所述第三離合器閉合時，第6軸和第8軸運動狀態(tài)相同，具有相同的轉速；

所述第四離合器為濕式多片式離合器；其連接所述第4軸之上的第一齒圈和第5軸之上的第二主動齒輪；當所述第四離合器閉合時，第4軸和第5軸運動狀態(tài)相同，具有相同的轉速；

所述多擋位自動變速器中的離合器與制動器采用除多片式濕式離合器、制動器和帶式制動器之外其它形式的換擋元件；

通過前述四個離合器和兩個制動器，所述多擋位自動變速器能獲得九個前進擋和一個倒擋；

所述多擋位自動變速器每個擋位有三個換擋元件閉合，三個換擋元件打開；在其換擋邏輯中，相鄰擋位之間的換擋全部為簡單換擋，即在換擋過程中只有一個換擋元件由閉合到打開，另一個換擋元件由打開到閉合；所述多擋位自動變速器第4擋能閉合所述制動器、所述離合器和其它四個換擋元件中的任意一個；根據換擋邏輯，這使得第4擋與其它任意擋位之間的換擋都為簡單換擋，從而為跨越多步的直接換擋提供了可能；除第4擋外，許多其它擋位的多步換擋也為簡單換擋；

所述多擋位自動變速器內除第1軸之外的其它任意一根軸也能與電機連接，并提供多根軸使所述多擋位自動變速器與電機相連，從而獲得不同的混合動力結構；這些軸在低擋位時對輸入軸應該有比較高的傳動比，一個小的電機便有足夠的扭矩用于快速啟動發(fā)動機；同時，這些軸對輸出軸也有比較高的傳動比，使連接到它們上的電機能高效的驅動車輛行駛。

2.一種多擋位自動變速器，其特征在于：在權利要求1所述多擋位自動變速器中，電機取代液力變矩器的位置，與第1軸相連；同時，集成一個多片式濕式離合器，連接變速器輸入軸與第1軸；當車輛起步及低速行駛時，只有電機驅動整個傳動系統，離合器打開，這樣就能關閉發(fā)動機，也不需要拖動發(fā)動機；此時，車輛既由電機進行純電驅動，也能在制動及滑行工況下通過電機進行能量回收；當車輛需求功率較高及電池組電量不足時，發(fā)動機啟動，離合器閉合，發(fā)動機輸出動力至整個傳動系統；扭轉減震器布置于所述多擋位自動變速器輸入側，用于減小來自發(fā)動機側的震動。