自动变速器的制造方法
自动变速器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于车辆传动技术领域，涉及一种自动变速器，特别涉及一种多速线控的 行星齿轮自动变速器。
【背景技术】
[0002] 我们所熟知的齿轮绝大部分都是转动轴线固定的齿轮，行星齿轮除了能绕自己的 轴线进行自转，还能围绕其他齿轮的轴线进行公转，行星齿轮传动具有体积小，承载能力大 的特点，在汽车的自动变速器的应用上很多。一般变速器的挡位越多，能相应改善燃油经济 性和排放水平，提高换挡平顺性，提供更好的驾乘体验与乐趣，但相应的其传动所需的结构 比较复杂，然而行星齿轮就可以很好的解决这个问题。目前汽车上使用的自动变速器档位 多的一般具有7-9个前进挡，例如JEEP自由光及路虎极光均使用采埃孚公司设计研制的自 动变速器。该变速器采用了 4组行星齿轮和6个换挡元件，结构与传统6AT接近，并且使用 犬牙式离合器进行换挡，有效地降低了变速器的体积，但存在换挡困难、动力输出轴抖动、 变速器意外切断动力等故障，行星齿轮虽然体积小，但不意味着行星齿轮越多越好，一般来 说，行星齿轮越多，在实现一个档位的传动时，需使用的连接元件来实现多个行星齿轮间的 传动的数量就越多，这样整个档位的传动效率降低，同时增加了对液压或电控的要求，相应 的增加了成本，同时连接元件受损导致档位传动受阻的故障率也增大。
[0003] 目前，汽车上使用的自动变速器一般为液力行星齿轮自动变速器（AT)、双离合自 动变速器（DSG)、无级变速器（CVT)等，都必须依靠电控液压装置，其存在液压结构复杂、传 动效率低、制造使用成本高等不足。随着汽车电子技术、车载网络技术的发展及应用，使用 线控技术可以很好的解决上述问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优 点。
[0005] 本发明的一个目的是提供一种结构更加紧凑、档位更多、速比范围更宽广，最多具 有十二个前进挡和一个倒退挡的自动变速器。
[0006] 本发明还有一个目的是采用其中两个卡合机构即离合器和/或制动器连接或固 定进行换挡，换挡过程中的控制逻辑简单、控制系统设计容易，对于液压或电控的配合要求 较低，且各档位的传动效率高。
[0007] 本发明还有一个目的是通过采用电磁离合器、电磁制动器等线控元件进行换档， 有效降低自动变速器内元件的复杂程度，线束布置灵活、换挡响应迅速、耐久性强。
[0008] 为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种自动变速器，包括：
[0009] 输入轴；
[0010] 三个行星齿轮机构，其沿所述输入轴的轴向依次配置为：
[0011] 第一行星齿轮机构，其为单排双级行星齿轮机构，具有第一太阳轮、第一行星架和 第一齿圈；
[0012] 第二行星齿轮机构，其为单排双级行星齿轮机构，具有第二太阳轮、第二行星架和 第二齿圈；
[0013] 第三行星齿轮机构，其为单排单级行星齿轮机构，具有第三太阳轮、第三行星架和 第三齿圈；
[0014] 其中，所述第一齿圈与所述输入轴连接，所述第一行星架与变速器壳体固定连接， 所述第二行星架与所述第三行星架固定连接；
[0015] 输出轴，其与所述第二齿圈以及所述第三齿圈固定连接，所述输出轴与所述输入 轴平行设置；
[0016] 卡合机构组，包括：
[0017] 第一离合器，其自如连接所述输入轴和所述第三太阳轮；
[0018] 第二离合器，其自如连接所述输入轴和所述第二太阳轮；
[0019] 第三离合器，其自如连接所述第一太阳轮和所述第二太阳轮；
[0020] 第四离合器，其自如连接所述第一太阳轮和所述第二行星架；
[0021] 第二制动器，其自如地将所述第二行星架固定于所述变速器壳体；
[0022] 其中，通过卡合机构组中的两个卡合机构成为连接状态或固定状态，确立各变速 档。
[0023] 优选的是，所述的自动变速器，所述第一离合器、第二离合器、第三离合器和第四 离合器均为电磁离合器，第二制动器为电磁制动器。
[0024] 优选的是，所述的自动变速器，所述卡合机构组还包括第一制动器，其自如连接所 述第一行星架和所述第二太阳轮，所述第一制动器为电磁制动器。
[0025] 优选的是，所述的自动变速器，所述卡合机构组还包括第三制动器，其自如地将所 述第三太阳轮固定于所述变速器壳体，所述第三制动器为电磁制动器。
[0026] 优选的是，所述的自动变速器，所述第一行星齿轮机构中第一齿圈与第一太阳轮 的齿数比为2,所述第二行星齿轮机构中第二齿圈与第二太阳轮的齿数比为4,所述第三行 星齿轮机构中第三齿圈与第三太阳轮的齿数比为4。
[0027] 优选的是，所述的自动变速器，驱动源的动力经由变矩器传递至所述输入轴。
[0028] 本发明至少包括以下有益效果：
[0029] 1)采用电磁离合器和电磁制动器实现自动变速器的线控技术，有效降低自动变速 器内元件的复杂程度；
[0030]2)采用其中两个卡合机构即离合器和/或制动器即可进行换挡，换挡过程中的控 制逻辑简单、控制系统设计容易，对于液压或电控的配合要求较低；
[0031] 3)通过采用四个离合器、第一制动器和第二制动器的其中两个的结合构成了九个 前进挡和一个倒退档；或采用四个离合器、第二制动器和第三制动器中的其中两个的结合 构成了十个前进挡和一个倒退档；通过采用四个离合器和三个制动器中的其中两个的结合 构成了十二个前进挡和一个倒退档；
[0032] 4)本发明的自动变速器，传动比范围宽，具有多个超速档，且最高档的传动比小， 能有效降低发动机转速，实现低油耗低排放。
[0033] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本 发明的研宄和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0034] 图1为本发明的自动变速器的结构示意图；
[0035] 图2为本发明的自动变速器的各挡位转速线图；
[0036] 图3为本发明的自动变速器的换挡逻辑图；
[0037] 图中：1_输入轴、2-输出轴、3-变速器壳体、PG1-第一行星齿轮组、PG2-第二行星 齿轮组、PG3-第三行星齿轮组、4-第一太阳轮Sl、5-第一行星架Cl、6-第一齿圈Rl、7-第二 太阳轮S2、8-第二行星架C2、9-第二齿圈R2、10-第三太阳轮53、11-第三行星架03、12-第 三齿圈R3、K1-第一电磁离合器、K2-第二电磁离合器、K3-第三电磁离合器、K4-第四电磁 离合器、B1-第一电磁制动器、B2-第二电磁制动器、B3-第三电磁制动器。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文 字能够据以实施。
[0039] 应当理解，本文所使用的诸如"具有"、"包含"以及"包括"术语并不配出一个或多 个其它元件或其组合的存在或添加。
[0040] 图1示出了根据本发明的一种实现形式，提供了一种自动变速器，包括：
[0041] 输入轴1 ;
[0042] 三个行星齿轮机构，其沿所述输入轴1的轴向依次配置为：
[0043] 第一行星齿轮机构PG1，其为单排双级行星齿轮机构，具有第一太阳轮4、第一行 星架5和第一齿圈6;
[0044] 第二行星齿轮机构PG2,其为单排双级行星齿轮机构，具有第二太阳轮7、第二行 星架8和第二齿圈9;
[0045] 第三行星齿轮机构PG3,其为单排单级行星齿轮机构，具有第三太阳轮10、第三行 星架11和第三齿圈12;
[0046] 其中，所述第一齿圈6与所述输入轴1连接，所述第一行星架5与变速器壳体3固 定连接，所述第二行星架8与所述第三行星架11固定连接；
[0047] 输出轴2,其与所述第二齿圈9以及所述第三齿圈12固定连接，所述输出轴2与所 述输入轴1平行设置；
[0048] 卡合机构组，包括：
[0049] 第一离合器K1，其自如连接所述输入轴1和所述第三太阳轮10,自如连接表示结 合或分离；
[0050] 第二离合器K2,其自如连接所述输入轴1和所述第二太阳轮7 ;
[0051] 第三离合器K3,其自如连接所述第一太阳轮4和所述第二太阳轮7 ;
[0052] 第四离合器K4,其自如连接所述第一太阳轮4和所述第二行星架8;
[0053] 第二制动器B2,其自如地将所述第二行星架8固定于 所述变速器壳体3 ;
[0054] 其中，通过卡合机构组中的两个卡合机构成为连接状态或固定状态，确立各变速 档。
[0055] 所述的自动变速器，所述第一离合器K1、第二离合器K2、第三离合器K3和第四离 合器K4均为电磁离合器，第二制动器B2为电磁制动器。
[0056] 所述的自动变速器，所述卡合机构组还包括第一制动器B1，其自如连接所述第一 行星架5和所述第二太阳轮7,所述第一制动器B1为电磁制动器。
[0057] 所述的自动变速器，所述卡合机构组还包括第三制动器B3,其自如地将所述第三 太阳轮10固定于所述变速器壳体3,所述第三制动器B3为电磁制动器。
[0058] 所述的自动变速器，驱动源的动力经由变矩器传递至所述输入轴1。
[0059] 本发明的自动变速器根据不同电磁离合器、电磁制动器的结合或分离，可以实现 12个前进挡和1个倒挡，其包括：
[0060] 3组行星齿轮组、4个离合器、3个制动器。
[0061] 第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2为单排双级行星齿轮组；第三行星齿轮 组PG3为单排单级行星齿轮组；变速器输入轴1与输出轴2轴线平行，适合于汽车发动机前 置前轮驱动的车型上。
[0062] 输入轴1与第一齿圈R1直接连接，并位于第一行星齿轮组PG1之前；输出轴2与 第二齿圈R2直接连接，并位于第三行星齿轮组PG3之前；第一行星架C1与壳体3直接连 接；第二行星架C2与第三行星架C3直接连接；第二齿圈R2与第三齿圈R3直接连接。
[0063] 第一电磁离合器K1、第二电磁离合器K2、第一电磁制动器B1位于输入轴1与第一 行星齿轮组PG1之间；第三电磁离合器K3、第四电磁离合器K4、第二电磁制动器B2位于第 一行星齿轮组PG1与第二行星齿轮组PG2之间；第三电磁制动器B3位于第三行星齿轮组 PG3的外侧。
[0064] 第一电磁离合器K1用于输入轴1与第三太阳轮S3之间的结合或分离；
[0065] 第二电磁离合器K2用于输入轴1与第二太阳轮S2之间的结合或分离；
[0066] 第三电磁离合器K3用于第一太阳轮S1与第二太阳轮S2之间的结合或分离；
[0067] 第四电磁离合器K4用于第一太阳轮S1与第二行星架C2之间的结合或分离；
[0068] 第一电磁制动器B1用于第二太阳轮S2与壳体3 (或第一行星架）之间的结合或 分离；
[0069] 第二电磁制动器B2用于第二行星架C2与壳体3之间的结合或分离；
[0070] 第三电磁制动器B3用于第三太阳轮S3与壳体3之间的结合或分离。
[0071] 在第一电磁离合器K1、第二电磁离合器K2、第一电磁制动器B1位于输入轴1与第 一行星齿轮组PG1之间；第三电磁离合器K3、第四电磁离合器K4、第二电磁制动器B2位于 第一行星齿轮组PG1与第二行星齿轮组PG2之间；第三电磁制动器B3位于第三行星齿轮组 PG3的外侧。
[0072] 设：A1 =第一齿圈的齿数/第一太阳轮的齿数，A 2 =第二齿圈的齿数/第二太 阳轮的齿数，A 3 =第三齿圈的齿数/第三太阳轮的齿数，各档位运动传递特性如下。
[0073] 第二电磁离合器K2、第二电磁制动器B2同时结合，可实现前进一档。前进一档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，第二电磁离合器K2结合，输入轴1动力传递 至第二太阳轮S2。对于第二行星齿轮组PG2,第二电磁制动器B2结合，第二行星架C2被固 定，第二太阳轮S2驱动第二齿圈R2做减速运动，实现前进一档。第三行星齿轮组PG3自由 转动。一档传动比i Q1=入2。
[0074] 第一电磁离合器K1、第一电磁制动器B1同时结合，可实现前进二档。前进二档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，第一电磁离合器K1结合，输入轴1动力传递至 第三太阳轮S3。输出轴2的动力传递过程分为两条路线，第一条路线，对于第三行星齿轮组 PG3,第三太阳轮S3以一定速度驱动第三行星架C3同向减速运动并带动第三齿圈R3做减 速运动。同时，第二行星架C2与第三行星架C3转速相同。第二条路线，对于第二行星齿轮 组PG2,第一电磁制动器B1结合，第二太阳轮S2被固定，第二行星架C2的减速运动带动第 二齿圈R2做减速运动。由于第二齿圈R2与第三齿圈R3直接连接，因此最终动力汇合由输 出轴2减速输出，实现前进二档。二档传动比
[0075] 第三电磁离合器K3、第二电磁制动器B2同时结合，可实现前进三档。前进三档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组PG1， 第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第三电磁离 合器K3结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二太阳轮S2。对于第二行星齿轮组PG2,第二 电磁制动器B2,第二行星架C2被固定，第二太阳轮S2驱动第二齿圈R2做减速运动，实现前 进三档。第三行星齿轮组PG3自由转动。三档传动比
[0076] 第二电磁离合器K2、第三电磁制动器B3同时结合，可实现前进四档。前进四档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，第二电磁离合器K2结合，输入轴1动力传递至 第二太阳轮S2。输出轴2的动力传递过程分为两条路线，第一条路线，对于第二行星齿轮组 PG2,第二太阳轮S2以一定速度驱动第二行星架C2同向减速运动并带动第二齿圈R2做减 速运动。同时，第三行星架C3与第二行星架C2转速相同。第二条路线，对于第三行星齿轮 组PG3,第三电磁制动器B3结合，第三太阳轮S3被固定，第三行星架C3的减速运动带动第 三齿圈R3做减速运动。由于第二齿圈R2与第三齿圈R3直接连接，因此最终动力汇合由输 出轴2减速输出，实现前进四档。四档传动比
[0077] 第一电磁离合器K1、第二电磁离合器K2同时结合，可实现前进五档。前进五档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，第一电磁离合器K1结合，输入轴1动力传递至 第三太阳轮S3。第二电磁离合器K2结合，输入轴1动力传递至第二太阳轮S2。对于第二 行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3,第二行星架C2与第三行星架C3直接连接，则第二行 星架C2与第三行星架C3速度相同；第二齿圈R2与第三齿圈R3直接连接，第二齿圈R2与 第三齿圈R3速度相同；前述输入轴1动力分别经过第一电磁离合器K1、第二电磁离合器K2 传递至第三太阳轮S3、第二太阳轮S2,则第二太阳轮S2与第三太阳轮S3速度相同；因此， 第二行星齿轮组PG2与第三行星齿轮组PG3成为一个整体运转，输出轴2与输入轴1速度 相等，实现前进五档，此时为直接档。五档传动比i Q5= 1。
[0078] 第三电磁离合器K3、第三电磁制动器B3同时结合，可实现前进六档。前进六档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组PG1， 第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第三电磁离 合器K3结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二太阳轮S2。输出轴2的动力传递过程分为 两条路线，第一条路线，对于第二行星齿轮组PG2,第二太阳轮S2以一定速度驱动第二行星 架C2同向增速运动并带动第二齿圈R2做增速运动。同时，第三行星架C3与第二行星架C2 转速相同。第二条路线，对于第三行星齿轮组PG3,第三电磁制动器B3结合，第三太阳轮S3 被固定，第三行星架C3的增速运动带动第三齿圈R3做增速运动。由于第二齿圈R2与第 三齿圈R3直接连接，因此最终动力汇合由输出轴2增速输出，实现前进六档。六档传动比
[0079] 第四电磁离合器K4、第一电磁制动器B1同时结合，可实现前进七档。前进七档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组PG1， 第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第四电磁离 合器K4结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二行星架C2。对于第二行星齿轮组PG2,第一 电磁制动器B1结合，第二太阳轮S2被固定，第二行星架C2驱动第二齿圈R2增速运动，实 现前进七档。第三行星齿轮组PG3自由转动。七档传动比
[0080] 第一电磁离合器K1、第三电磁离合器K3同时结合，可实现前进八档。前进八档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组PG1， 第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。输出轴2的 动力传递过程分为两条路线，第一条路线，对于第二行星齿轮组PG2,第三电磁离合器K3结 合，第一太阳轮S1的动力传递至第二太阳轮S2,第二太阳轮S2以一定速度驱动第二行星架 C2同向增 速运动并带动第二齿圈R2做增速运动。同时，第三行星架C3与第二行星架C2转 速相同。第二条路线，对于第三行星齿轮组PG3,第一电磁离合器K1结合，输入轴1动力传 递至第三太阳轮S3,第三太阳轮S3的同速运动与第三行星架C3的增速运动一起驱动第三 齿圈R3做增速运动。由于第二齿圈R2与第三齿圈R3直接连接，因此最终动力汇合由输出 轴2增速输出，实现前进八档。八档传动比
[0081] 第二电磁离合器K2、第四电磁离合器K4同时结合，可实现前进九档。前进九档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组PG1， 第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第四电磁离 合器K4结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二行星架C2。第二电磁离合器K2结合，输入 轴1动力传递至第二太阳轮S2。对于第二行星齿轮组PG2,第二太阳轮S2的同速速运动与 第二行星架C2的增速运动一起驱动第二齿圈R2增速运动，实现前进九档。第三行星齿轮 组PG3自由转动。九档传动t：
[0082] 第三电磁离合器K3、第四电磁离合器K4同时结合，可实现前进十档。前进十档 动力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组 PG1，第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。对于第 二行星齿轮组PG2,第三电磁离合器K3结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二太阳轮S2 ; 第四电磁离合器K4结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二行星架C2,因此，第二行星齿轮 组PG2成为一个整体运转，第二齿圈R2增速运动，实现前进十档。第三行星齿轮组PG3自 由转动。十档传动比
[0083] 第一电磁离合器K1、第四电磁离合器K4同时结合，可实现前进十一档。前进十一 档动力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮 组PG1，第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第 四电磁离合器K4结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二行星架C2和第三行星架C3组件。 对于第三行星齿轮组PG3,第一电磁离合器K1结合，输入轴1动力传递至第三太阳轮S3,第 三太阳轮S3的同速运动与第三行星架C3的增速运动一起驱动第三齿圈R3做增速运动，由 于第二齿圈R2与第三齿圈R3直接连接，因此最终动力由第二齿圈R2带动输出轴2增速输 出，实现前进十一档。第二行星齿轮组PG2自由转动。十一档传动比
[0084] 第四电磁离合器K4、第三电磁制动器B3同时结合，可实现前进十二档。前进十二 档动力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组 PG1，第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第四电 磁离合器K4结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二行星架C2和第三行星架C3组件。对 于第三行星齿轮组PG3,第三电磁制动器B3结合，第三太阳轮S3被固定，第三行星架C3的 增速运动驱动第三齿圈R3做增速运动，由于第二齿圈R2与第三齿圈R3直接连接，因此最 终动力由第二齿圈R2带动输出轴2增速输出，但第三太阳轮S3的转速（此时为0)比前进 十一档时小。因此，最终前进十二档传动比小于前进十一档，但同样为增速运动，实现前进 十二档。第二行星齿轮组PG2自由转动。十二档传动比^
[0085] 第一电磁离合器K1、第二电磁制动器B2同时结合，可实现倒向一档。倒向一档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，第一电磁离合器K1结合，输入轴1动力传递 至第三太阳轮S3。对于第三行星齿轮组PG3,第二电磁制动器B2结合，第三行星架C3被固 定，第三太阳轮S3驱动第三齿圈R3反向运动，由于第二齿圈R2与第三齿圈R3直接连接， 因此最终第二齿圈R2带动输出轴2反向运动，实现倒向一档。第二行星齿轮组PG2自由转 动。倒向一档传动比iD1=-X3。
[0086] 图2为本发明的自动变速器的各挡位转速线图，通过对应第一行星齿轮机构的第 一齿圈、第一行星架、第一太阳轮，第二行星齿轮机构的第二齿圈、第二行星架、第二太阳 轮，第三行星齿轮机构的第三齿圈、第三行星架、第三太阳轮的线速大小，得到输出轴的各 档速大小。
[0087] 图3为本发明的自动变速器的换挡逻辑图，" ?"表示连接状态，空的单元格表示 分离状态，图3表示其中两个卡合机构的连接实现的档位，如图3所示的有12个前进档和 1个倒退档。
[0088] 所述的自动变速器，所述第一行星齿轮机构中第一齿圈与第一太阳轮的齿数比为 2,所述第二行星齿轮机构中第二齿圈与第二太阳轮的齿数比为4,所述第三行星齿轮机构 中第三齿圈与第三太阳轮的齿数比为4,得到的各档位的传动比如图3所示，传动比范围为 4/0. 4即达到10。
[0089] 如图1-图3所示，可以得出，去掉第一制动器B1，仅需4个电磁离合器和2个电磁 制动器，可实现10个前进挡和1个倒挡。
[0090] 去掉第三制动器B3,仅需4个电磁离合器和2个电磁制动器，可实现9个前进挡和 1个倒挡。
[0091] 去掉第一制动器B1和第三制动器B3,仅需4个电磁离合器和1个电磁制动器，可 实现7个前进挡和1个倒挡。
[0092] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易 地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不 限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1. 一种自动变速器，其特征在于，包括： 输入轴； 三个行星齿轮机构，其沿所述输入轴的轴向依次配置为： 第一行星齿轮机构，其为单排双级行星齿轮机构，具有第一太阳轮、第一行星架和第一 齿圈； 第二行星齿轮机构，其为单排双级行星齿轮机构，具有第二太阳轮、第二行星架和第二 齿圈； 第三行星齿轮机构，其为单排单级行星齿轮机构，具有第三太阳轮、第三行星架和第三 齿圈； 其中，所述第一齿圈与所述输入轴连接，所述第一行星架与变速器壳体固定连接，所述 第二行星架与所述第三行星架固定连接； 输出轴，其与所述第二齿圈以及所述第三齿圈固定连接，所述输出轴与所述输入轴平 行设置； 卡合机构组，包括： 第一离合器，其自如连接所述输入轴和所述第三太阳轮； 第二离合器，其自如连接所述输入轴和所述第二太阳轮； 第三离合器，其自如连接所述第一太阳轮和所述第二太阳轮； 第四离合器，其自如连接所述第一太阳轮和所述第二行星架； 第二制动器，其自如地将所述第二行星架固定于所述变速器壳体； 其中，通过卡合机构组中的两个卡合机构成为连接状态或固定状态，确立各变速档。2. 如权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，所述第一离合器、第二离合器、第三 离合器和第四离合器均为电磁离合器，第二制动器为电磁制动器。3. 如权利要求2所述的自动变速器，其特征在于，所述卡合机构组还包括第一制动器， 其自如连接所述第一行星架和所述第二太阳轮，所述第一制动器为电磁制动器。4. 如权利要求2或3所述的自动变速器，其特征在于，所述卡合机构组还包括第三制动 器，其自如地将所述第三太阳轮固定于所述变速器壳体，所述第三制动器为电磁制动器。5. 如权利要求4所述的自动变速器，其特征在于，所述第一行星齿轮机构中第一齿圈 与第一太阳轮的齿数比为2,所述第二行星齿轮机构中第二齿圈与第二太阳轮的齿数比为 4,所述第三行星齿轮机构中第三齿圈与第三太阳轮的齿数比为4。6. 如权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，驱动源的动力经由变矩器传递至所 述输入轴。
【专利摘要】本发明公开了一种自动变速器，包括：输入轴；第一行星齿轮机构；第二行星齿轮机构；第三行星齿轮机构；其中，第一齿圈与输入轴连接，第一行星架与变速器壳体固定连接，第二行星架与第三行星架固定连接；输出轴，其与第二齿圈以及第三齿圈固定连接，输出轴与输入轴平行设置；第一离合器，自如连接输入轴和第三太阳轮；第二离合器，自如连接输入轴和第二太阳轮；第三离合器，自如连接第一太阳轮和第二太阳轮；第四离合器，自如连接第一太阳轮和第二行星架；第二制动器，自如地将第二行星架固定于变速器壳体；通过两个卡合机构为连接状态确立各变速档。本发明的自动变速器结构更加紧凑、档位更多、速比范围更广，最多具有12个前进挡和1个倒挡。
【IPC分类】F16H3/66
【公开号】CN104896041
【申请号】CN201510245698
【发明人】范毅
【申请人】南宁学院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月14日
【技术领域】
[0001] 本发明属于车辆传动技术领域，涉及一种自动变速器，特别涉及一种多速线控的 行星齿轮自动变速器。
【背景技术】
[0002] 我们所熟知的齿轮绝大部分都是转动轴线固定的齿轮，行星齿轮除了能绕自己的 轴线进行自转，还能围绕其他齿轮的轴线进行公转，行星齿轮传动具有体积小，承载能力大 的特点，在汽车的自动变速器的应用上很多。一般变速器的挡位越多，能相应改善燃油经济 性和排放水平，提高换挡平顺性，提供更好的驾乘体验与乐趣，但相应的其传动所需的结构 比较复杂，然而行星齿轮就可以很好的解决这个问题。目前汽车上使用的自动变速器档位 多的一般具有7-9个前进挡，例如JEEP自由光及路虎极光均使用采埃孚公司设计研制的自 动变速器。该变速器采用了 4组行星齿轮和6个换挡元件，结构与传统6AT接近，并且使用 犬牙式离合器进行换挡，有效地降低了变速器的体积，但存在换挡困难、动力输出轴抖动、 变速器意外切断动力等故障，行星齿轮虽然体积小，但不意味着行星齿轮越多越好，一般来 说，行星齿轮越多，在实现一个档位的传动时，需使用的连接元件来实现多个行星齿轮间的 传动的数量就越多，这样整个档位的传动效率降低，同时增加了对液压或电控的要求，相应 的增加了成本，同时连接元件受损导致档位传动受阻的故障率也增大。
[0003] 目前，汽车上使用的自动变速器一般为液力行星齿轮自动变速器（AT)、双离合自 动变速器（DSG)、无级变速器（CVT)等，都必须依靠电控液压装置，其存在液压结构复杂、传 动效率低、制造使用成本高等不足。随着汽车电子技术、车载网络技术的发展及应用，使用 线控技术可以很好的解决上述问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优 点。
[0005] 本发明的一个目的是提供一种结构更加紧凑、档位更多、速比范围更宽广，最多具 有十二个前进挡和一个倒退挡的自动变速器。
[0006] 本发明还有一个目的是采用其中两个卡合机构即离合器和/或制动器连接或固 定进行换挡，换挡过程中的控制逻辑简单、控制系统设计容易，对于液压或电控的配合要求 较低，且各档位的传动效率高。
[0007] 本发明还有一个目的是通过采用电磁离合器、电磁制动器等线控元件进行换档， 有效降低自动变速器内元件的复杂程度，线束布置灵活、换挡响应迅速、耐久性强。
[0008] 为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种自动变速器，包括：
[0009] 输入轴；
[0010] 三个行星齿轮机构，其沿所述输入轴的轴向依次配置为：
[0011] 第一行星齿轮机构，其为单排双级行星齿轮机构，具有第一太阳轮、第一行星架和 第一齿圈；
[0012] 第二行星齿轮机构，其为单排双级行星齿轮机构，具有第二太阳轮、第二行星架和 第二齿圈；
[0013] 第三行星齿轮机构，其为单排单级行星齿轮机构，具有第三太阳轮、第三行星架和 第三齿圈；
[0014] 其中，所述第一齿圈与所述输入轴连接，所述第一行星架与变速器壳体固定连接， 所述第二行星架与所述第三行星架固定连接；
[0015] 输出轴，其与所述第二齿圈以及所述第三齿圈固定连接，所述输出轴与所述输入 轴平行设置；
[0016] 卡合机构组，包括：
[0017] 第一离合器，其自如连接所述输入轴和所述第三太阳轮；
[0018] 第二离合器，其自如连接所述输入轴和所述第二太阳轮；
[0019] 第三离合器，其自如连接所述第一太阳轮和所述第二太阳轮；
[0020] 第四离合器，其自如连接所述第一太阳轮和所述第二行星架；
[0021] 第二制动器，其自如地将所述第二行星架固定于所述变速器壳体；
[0022] 其中，通过卡合机构组中的两个卡合机构成为连接状态或固定状态，确立各变速 档。
[0023] 优选的是，所述的自动变速器，所述第一离合器、第二离合器、第三离合器和第四 离合器均为电磁离合器，第二制动器为电磁制动器。
[0024] 优选的是，所述的自动变速器，所述卡合机构组还包括第一制动器，其自如连接所 述第一行星架和所述第二太阳轮，所述第一制动器为电磁制动器。
[0025] 优选的是，所述的自动变速器，所述卡合机构组还包括第三制动器，其自如地将所 述第三太阳轮固定于所述变速器壳体，所述第三制动器为电磁制动器。
[0026] 优选的是，所述的自动变速器，所述第一行星齿轮机构中第一齿圈与第一太阳轮 的齿数比为2,所述第二行星齿轮机构中第二齿圈与第二太阳轮的齿数比为4,所述第三行 星齿轮机构中第三齿圈与第三太阳轮的齿数比为4。
[0027] 优选的是，所述的自动变速器，驱动源的动力经由变矩器传递至所述输入轴。
[0028] 本发明至少包括以下有益效果：
[0029] 1)采用电磁离合器和电磁制动器实现自动变速器的线控技术，有效降低自动变速 器内元件的复杂程度；
[0030]2)采用其中两个卡合机构即离合器和/或制动器即可进行换挡，换挡过程中的控 制逻辑简单、控制系统设计容易，对于液压或电控的配合要求较低；
[0031] 3)通过采用四个离合器、第一制动器和第二制动器的其中两个的结合构成了九个 前进挡和一个倒退档；或采用四个离合器、第二制动器和第三制动器中的其中两个的结合 构成了十个前进挡和一个倒退档；通过采用四个离合器和三个制动器中的其中两个的结合 构成了十二个前进挡和一个倒退档；
[0032] 4)本发明的自动变速器，传动比范围宽，具有多个超速档，且最高档的传动比小， 能有效降低发动机转速，实现低油耗低排放。
[0033] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本 发明的研宄和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0034] 图1为本发明的自动变速器的结构示意图；
[0035] 图2为本发明的自动变速器的各挡位转速线图；
[0036] 图3为本发明的自动变速器的换挡逻辑图；
[0037] 图中：1_输入轴、2-输出轴、3-变速器壳体、PG1-第一行星齿轮组、PG2-第二行星 齿轮组、PG3-第三行星齿轮组、4-第一太阳轮Sl、5-第一行星架Cl、6-第一齿圈Rl、7-第二 太阳轮S2、8-第二行星架C2、9-第二齿圈R2、10-第三太阳轮53、11-第三行星架03、12-第 三齿圈R3、K1-第一电磁离合器、K2-第二电磁离合器、K3-第三电磁离合器、K4-第四电磁 离合器、B1-第一电磁制动器、B2-第二电磁制动器、B3-第三电磁制动器。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文 字能够据以实施。
[0039] 应当理解，本文所使用的诸如"具有"、"包含"以及"包括"术语并不配出一个或多 个其它元件或其组合的存在或添加。
[0040] 图1示出了根据本发明的一种实现形式，提供了一种自动变速器，包括：
[0041] 输入轴1 ;
[0042] 三个行星齿轮机构，其沿所述输入轴1的轴向依次配置为：
[0043] 第一行星齿轮机构PG1，其为单排双级行星齿轮机构，具有第一太阳轮4、第一行 星架5和第一齿圈6;
[0044] 第二行星齿轮机构PG2,其为单排双级行星齿轮机构，具有第二太阳轮7、第二行 星架8和第二齿圈9;
[0045] 第三行星齿轮机构PG3,其为单排单级行星齿轮机构，具有第三太阳轮10、第三行 星架11和第三齿圈12;
[0046] 其中，所述第一齿圈6与所述输入轴1连接，所述第一行星架5与变速器壳体3固 定连接，所述第二行星架8与所述第三行星架11固定连接；
[0047] 输出轴2,其与所述第二齿圈9以及所述第三齿圈12固定连接，所述输出轴2与所 述输入轴1平行设置；
[0048] 卡合机构组，包括：
[0049] 第一离合器K1，其自如连接所述输入轴1和所述第三太阳轮10,自如连接表示结 合或分离；
[0050] 第二离合器K2,其自如连接所述输入轴1和所述第二太阳轮7 ;
[0051] 第三离合器K3,其自如连接所述第一太阳轮4和所述第二太阳轮7 ;
[0052] 第四离合器K4,其自如连接所述第一太阳轮4和所述第二行星架8;
[0053] 第二制动器B2,其自如地将所述第二行星架8固定于 所述变速器壳体3 ;
[0054] 其中，通过卡合机构组中的两个卡合机构成为连接状态或固定状态，确立各变速 档。
[0055] 所述的自动变速器，所述第一离合器K1、第二离合器K2、第三离合器K3和第四离 合器K4均为电磁离合器，第二制动器B2为电磁制动器。
[0056] 所述的自动变速器，所述卡合机构组还包括第一制动器B1，其自如连接所述第一 行星架5和所述第二太阳轮7,所述第一制动器B1为电磁制动器。
[0057] 所述的自动变速器，所述卡合机构组还包括第三制动器B3,其自如地将所述第三 太阳轮10固定于所述变速器壳体3,所述第三制动器B3为电磁制动器。
[0058] 所述的自动变速器，驱动源的动力经由变矩器传递至所述输入轴1。
[0059] 本发明的自动变速器根据不同电磁离合器、电磁制动器的结合或分离，可以实现 12个前进挡和1个倒挡，其包括：
[0060] 3组行星齿轮组、4个离合器、3个制动器。
[0061] 第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2为单排双级行星齿轮组；第三行星齿轮 组PG3为单排单级行星齿轮组；变速器输入轴1与输出轴2轴线平行，适合于汽车发动机前 置前轮驱动的车型上。
[0062] 输入轴1与第一齿圈R1直接连接，并位于第一行星齿轮组PG1之前；输出轴2与 第二齿圈R2直接连接，并位于第三行星齿轮组PG3之前；第一行星架C1与壳体3直接连 接；第二行星架C2与第三行星架C3直接连接；第二齿圈R2与第三齿圈R3直接连接。
[0063] 第一电磁离合器K1、第二电磁离合器K2、第一电磁制动器B1位于输入轴1与第一 行星齿轮组PG1之间；第三电磁离合器K3、第四电磁离合器K4、第二电磁制动器B2位于第 一行星齿轮组PG1与第二行星齿轮组PG2之间；第三电磁制动器B3位于第三行星齿轮组 PG3的外侧。
[0064] 第一电磁离合器K1用于输入轴1与第三太阳轮S3之间的结合或分离；
[0065] 第二电磁离合器K2用于输入轴1与第二太阳轮S2之间的结合或分离；
[0066] 第三电磁离合器K3用于第一太阳轮S1与第二太阳轮S2之间的结合或分离；
[0067] 第四电磁离合器K4用于第一太阳轮S1与第二行星架C2之间的结合或分离；
[0068] 第一电磁制动器B1用于第二太阳轮S2与壳体3 (或第一行星架）之间的结合或 分离；
[0069] 第二电磁制动器B2用于第二行星架C2与壳体3之间的结合或分离；
[0070] 第三电磁制动器B3用于第三太阳轮S3与壳体3之间的结合或分离。
[0071] 在第一电磁离合器K1、第二电磁离合器K2、第一电磁制动器B1位于输入轴1与第 一行星齿轮组PG1之间；第三电磁离合器K3、第四电磁离合器K4、第二电磁制动器B2位于 第一行星齿轮组PG1与第二行星齿轮组PG2之间；第三电磁制动器B3位于第三行星齿轮组 PG3的外侧。
[0072] 设：A1 =第一齿圈的齿数/第一太阳轮的齿数，A 2 =第二齿圈的齿数/第二太 阳轮的齿数，A 3 =第三齿圈的齿数/第三太阳轮的齿数，各档位运动传递特性如下。
[0073] 第二电磁离合器K2、第二电磁制动器B2同时结合，可实现前进一档。前进一档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，第二电磁离合器K2结合，输入轴1动力传递 至第二太阳轮S2。对于第二行星齿轮组PG2,第二电磁制动器B2结合，第二行星架C2被固 定，第二太阳轮S2驱动第二齿圈R2做减速运动，实现前进一档。第三行星齿轮组PG3自由 转动。一档传动比i Q1=入2。
[0074] 第一电磁离合器K1、第一电磁制动器B1同时结合，可实现前进二档。前进二档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，第一电磁离合器K1结合，输入轴1动力传递至 第三太阳轮S3。输出轴2的动力传递过程分为两条路线，第一条路线，对于第三行星齿轮组 PG3,第三太阳轮S3以一定速度驱动第三行星架C3同向减速运动并带动第三齿圈R3做减 速运动。同时，第二行星架C2与第三行星架C3转速相同。第二条路线，对于第二行星齿轮 组PG2,第一电磁制动器B1结合，第二太阳轮S2被固定，第二行星架C2的减速运动带动第 二齿圈R2做减速运动。由于第二齿圈R2与第三齿圈R3直接连接，因此最终动力汇合由输 出轴2减速输出，实现前进二档。二档传动比
[0075] 第三电磁离合器K3、第二电磁制动器B2同时结合，可实现前进三档。前进三档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组PG1， 第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第三电磁离 合器K3结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二太阳轮S2。对于第二行星齿轮组PG2,第二 电磁制动器B2,第二行星架C2被固定，第二太阳轮S2驱动第二齿圈R2做减速运动，实现前 进三档。第三行星齿轮组PG3自由转动。三档传动比
[0076] 第二电磁离合器K2、第三电磁制动器B3同时结合，可实现前进四档。前进四档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，第二电磁离合器K2结合，输入轴1动力传递至 第二太阳轮S2。输出轴2的动力传递过程分为两条路线，第一条路线，对于第二行星齿轮组 PG2,第二太阳轮S2以一定速度驱动第二行星架C2同向减速运动并带动第二齿圈R2做减 速运动。同时，第三行星架C3与第二行星架C2转速相同。第二条路线，对于第三行星齿轮 组PG3,第三电磁制动器B3结合，第三太阳轮S3被固定，第三行星架C3的减速运动带动第 三齿圈R3做减速运动。由于第二齿圈R2与第三齿圈R3直接连接，因此最终动力汇合由输 出轴2减速输出，实现前进四档。四档传动比
[0077] 第一电磁离合器K1、第二电磁离合器K2同时结合，可实现前进五档。前进五档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，第一电磁离合器K1结合，输入轴1动力传递至 第三太阳轮S3。第二电磁离合器K2结合，输入轴1动力传递至第二太阳轮S2。对于第二 行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3,第二行星架C2与第三行星架C3直接连接，则第二行 星架C2与第三行星架C3速度相同；第二齿圈R2与第三齿圈R3直接连接，第二齿圈R2与 第三齿圈R3速度相同；前述输入轴1动力分别经过第一电磁离合器K1、第二电磁离合器K2 传递至第三太阳轮S3、第二太阳轮S2,则第二太阳轮S2与第三太阳轮S3速度相同；因此， 第二行星齿轮组PG2与第三行星齿轮组PG3成为一个整体运转，输出轴2与输入轴1速度 相等，实现前进五档，此时为直接档。五档传动比i Q5= 1。
[0078] 第三电磁离合器K3、第三电磁制动器B3同时结合，可实现前进六档。前进六档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组PG1， 第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第三电磁离 合器K3结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二太阳轮S2。输出轴2的动力传递过程分为 两条路线，第一条路线，对于第二行星齿轮组PG2,第二太阳轮S2以一定速度驱动第二行星 架C2同向增速运动并带动第二齿圈R2做增速运动。同时，第三行星架C3与第二行星架C2 转速相同。第二条路线，对于第三行星齿轮组PG3,第三电磁制动器B3结合，第三太阳轮S3 被固定，第三行星架C3的增速运动带动第三齿圈R3做增速运动。由于第二齿圈R2与第 三齿圈R3直接连接，因此最终动力汇合由输出轴2增速输出，实现前进六档。六档传动比
[0079] 第四电磁离合器K4、第一电磁制动器B1同时结合，可实现前进七档。前进七档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组PG1， 第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第四电磁离 合器K4结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二行星架C2。对于第二行星齿轮组PG2,第一 电磁制动器B1结合，第二太阳轮S2被固定，第二行星架C2驱动第二齿圈R2增速运动，实 现前进七档。第三行星齿轮组PG3自由转动。七档传动比
[0080] 第一电磁离合器K1、第三电磁离合器K3同时结合，可实现前进八档。前进八档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组PG1， 第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。输出轴2的 动力传递过程分为两条路线，第一条路线，对于第二行星齿轮组PG2,第三电磁离合器K3结 合，第一太阳轮S1的动力传递至第二太阳轮S2,第二太阳轮S2以一定速度驱动第二行星架 C2同向增 速运动并带动第二齿圈R2做增速运动。同时，第三行星架C3与第二行星架C2转 速相同。第二条路线，对于第三行星齿轮组PG3,第一电磁离合器K1结合，输入轴1动力传 递至第三太阳轮S3,第三太阳轮S3的同速运动与第三行星架C3的增速运动一起驱动第三 齿圈R3做增速运动。由于第二齿圈R2与第三齿圈R3直接连接，因此最终动力汇合由输出 轴2增速输出，实现前进八档。八档传动比
[0081] 第二电磁离合器K2、第四电磁离合器K4同时结合，可实现前进九档。前进九档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组PG1， 第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第四电磁离 合器K4结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二行星架C2。第二电磁离合器K2结合，输入 轴1动力传递至第二太阳轮S2。对于第二行星齿轮组PG2,第二太阳轮S2的同速速运动与 第二行星架C2的增速运动一起驱动第二齿圈R2增速运动，实现前进九档。第三行星齿轮 组PG3自由转动。九档传动t：
[0082] 第三电磁离合器K3、第四电磁离合器K4同时结合，可实现前进十档。前进十档 动力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组 PG1，第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。对于第 二行星齿轮组PG2,第三电磁离合器K3结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二太阳轮S2 ; 第四电磁离合器K4结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二行星架C2,因此，第二行星齿轮 组PG2成为一个整体运转，第二齿圈R2增速运动，实现前进十档。第三行星齿轮组PG3自 由转动。十档传动比
[0083] 第一电磁离合器K1、第四电磁离合器K4同时结合，可实现前进十一档。前进十一 档动力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮 组PG1，第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第 四电磁离合器K4结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二行星架C2和第三行星架C3组件。 对于第三行星齿轮组PG3,第一电磁离合器K1结合，输入轴1动力传递至第三太阳轮S3,第 三太阳轮S3的同速运动与第三行星架C3的增速运动一起驱动第三齿圈R3做增速运动，由 于第二齿圈R2与第三齿圈R3直接连接，因此最终动力由第二齿圈R2带动输出轴2增速输 出，实现前进十一档。第二行星齿轮组PG2自由转动。十一档传动比
[0084] 第四电磁离合器K4、第三电磁制动器B3同时结合，可实现前进十二档。前进十二 档动力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，传递至第一齿圈R1。对于第一行星齿轮组 PG1，第一行星架C1与壳体相连被固定，第一齿圈R1带动第一太阳轮S1增速输出。第四电 磁离合器K4结合，第一太阳轮S1的动力传递至第二行星架C2和第三行星架C3组件。对 于第三行星齿轮组PG3,第三电磁制动器B3结合，第三太阳轮S3被固定，第三行星架C3的 增速运动驱动第三齿圈R3做增速运动，由于第二齿圈R2与第三齿圈R3直接连接，因此最 终动力由第二齿圈R2带动输出轴2增速输出，但第三太阳轮S3的转速（此时为0)比前进 十一档时小。因此，最终前进十二档传动比小于前进十一档，但同样为增速运动，实现前进 十二档。第二行星齿轮组PG2自由转动。十二档传动比^
[0085] 第一电磁离合器K1、第二电磁制动器B2同时结合，可实现倒向一档。倒向一档动 力传递路线为：动力由变速器输入轴1输入，第一电磁离合器K1结合，输入轴1动力传递 至第三太阳轮S3。对于第三行星齿轮组PG3,第二电磁制动器B2结合，第三行星架C3被固 定，第三太阳轮S3驱动第三齿圈R3反向运动，由于第二齿圈R2与第三齿圈R3直接连接， 因此最终第二齿圈R2带动输出轴2反向运动，实现倒向一档。第二行星齿轮组PG2自由转 动。倒向一档传动比iD1=-X3。
[0086] 图2为本发明的自动变速器的各挡位转速线图，通过对应第一行星齿轮机构的第 一齿圈、第一行星架、第一太阳轮，第二行星齿轮机构的第二齿圈、第二行星架、第二太阳 轮，第三行星齿轮机构的第三齿圈、第三行星架、第三太阳轮的线速大小，得到输出轴的各 档速大小。
[0087] 图3为本发明的自动变速器的换挡逻辑图，" ?"表示连接状态，空的单元格表示 分离状态，图3表示其中两个卡合机构的连接实现的档位，如图3所示的有12个前进档和 1个倒退档。
[0088] 所述的自动变速器，所述第一行星齿轮机构中第一齿圈与第一太阳轮的齿数比为 2,所述第二行星齿轮机构中第二齿圈与第二太阳轮的齿数比为4,所述第三行星齿轮机构 中第三齿圈与第三太阳轮的齿数比为4,得到的各档位的传动比如图3所示，传动比范围为 4/0. 4即达到10。
[0089] 如图1-图3所示，可以得出，去掉第一制动器B1，仅需4个电磁离合器和2个电磁 制动器，可实现10个前进挡和1个倒挡。
[0090] 去掉第三制动器B3,仅需4个电磁离合器和2个电磁制动器，可实现9个前进挡和 1个倒挡。
[0091] 去掉第一制动器B1和第三制动器B3,仅需4个电磁离合器和1个电磁制动器，可 实现7个前进挡和1个倒挡。
[0092] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易 地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不 限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1. 一种自动变速器，其特征在于，包括： 输入轴； 三个行星齿轮机构，其沿所述输入轴的轴向依次配置为： 第一行星齿轮机构，其为单排双级行星齿轮机构，具有第一太阳轮、第一行星架和第一 齿圈； 第二行星齿轮机构，其为单排双级行星齿轮机构，具有第二太阳轮、第二行星架和第二 齿圈； 第三行星齿轮机构，其为单排单级行星齿轮机构，具有第三太阳轮、第三行星架和第三 齿圈； 其中，所述第一齿圈与所述输入轴连接，所述第一行星架与变速器壳体固定连接，所述 第二行星架与所述第三行星架固定连接； 输出轴，其与所述第二齿圈以及所述第三齿圈固定连接，所述输出轴与所述输入轴平 行设置； 卡合机构组，包括： 第一离合器，其自如连接所述输入轴和所述第三太阳轮； 第二离合器，其自如连接所述输入轴和所述第二太阳轮； 第三离合器，其自如连接所述第一太阳轮和所述第二太阳轮； 第四离合器，其自如连接所述第一太阳轮和所述第二行星架； 第二制动器，其自如地将所述第二行星架固定于所述变速器壳体； 其中，通过卡合机构组中的两个卡合机构成为连接状态或固定状态，确立各变速档。2. 如权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，所述第一离合器、第二离合器、第三 离合器和第四离合器均为电磁离合器，第二制动器为电磁制动器。3. 如权利要求2所述的自动变速器，其特征在于，所述卡合机构组还包括第一制动器， 其自如连接所述第一行星架和所述第二太阳轮，所述第一制动器为电磁制动器。4. 如权利要求2或3所述的自动变速器，其特征在于，所述卡合机构组还包括第三制动 器，其自如地将所述第三太阳轮固定于所述变速器壳体，所述第三制动器为电磁制动器。5. 如权利要求4所述的自动变速器，其特征在于，所述第一行星齿轮机构中第一齿圈 与第一太阳轮的齿数比为2,所述第二行星齿轮机构中第二齿圈与第二太阳轮的齿数比为 4,所述第三行星齿轮机构中第三齿圈与第三太阳轮的齿数比为4。6. 如权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，驱动源的动力经由变矩器传递至所 述输入轴。
【专利摘要】本发明公开了一种自动变速器，包括：输入轴；第一行星齿轮机构；第二行星齿轮机构；第三行星齿轮机构；其中，第一齿圈与输入轴连接，第一行星架与变速器壳体固定连接，第二行星架与第三行星架固定连接；输出轴，其与第二齿圈以及第三齿圈固定连接，输出轴与输入轴平行设置；第一离合器，自如连接输入轴和第三太阳轮；第二离合器，自如连接输入轴和第二太阳轮；第三离合器，自如连接第一太阳轮和第二太阳轮；第四离合器，自如连接第一太阳轮和第二行星架；第二制动器，自如地将第二行星架固定于变速器壳体；通过两个卡合机构为连接状态确立各变速档。本发明的自动变速器结构更加紧凑、档位更多、速比范围更广，最多具有12个前进挡和1个倒挡。
【IPC分类】F16H3/66
【公开号】CN104896041
【申请号】CN201510245698
【发明人】范毅
【申请人】南宁学院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月14日
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