本发明属于自动变速器,具体涉及一种双轴系行星齿轮变速器。
背景技术:
1、汽车的发动机和变速器是制约汽车技术改革进步的领域,因此对于这两个领域的研究也是汽车行业最集中课题。变速器是汽车中实现挡位变换的关键部件。其中,紧凑型空间结构对与变速器轴向空间的约束也变得更加严格。
2、自动变速器的变速机构用于改变液力变矩器输出的转速和扭矩,将改变后的转速和扭矩通过输出轴输出,以满足实际需要。现有的重型车辆主要以三自由度行星变速器为主,同四自由度行星变速机构对比,功率损失大,效率低,燃油经济性差,且邻近挡位之间会出现切换两个操纵件的现象,容易产生换挡冲击等现象,不利于换挡控制和优化。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明提供了一种双轴系行星齿轮变速器,由双轴系、多个换挡元件、多组行星排、多组定轴齿轮构成,能够实现四个前进挡、两个倒挡、三自由度的变速功能,结构紧凑、便捷换挡、便于机动车辆行驶。
2、本发明是通过下述技术方案实现的:
3、一种双轴系行星齿轮变速器,包括:壳体、输入轴、输出轴、第一行星排、第二行星排、第三行星排、第一定轴齿轮组及第二定轴齿轮组;
4、第一定轴齿轮组和第二定轴齿轮组均由外啮合的主动齿轮和从动齿轮组成;
5、第一、第二、第三行星排均为负号简单行星排;
6、第一行星排、第二行星排、两个主动齿轮均与输入轴同轴,第三行星排和两个从动齿轮均与输出轴同轴;
7、第一制动器的外毂、第二制动器的外毂和第三制动器的外毂均与壳体固连;
8、输入轴、第一离合器的内毂及第二离合器的外毂连接;
9、输出轴与第三行星排行星架连接;
10、第一行星排齿圈、第一离合器的外毂及第一制动器的内毂连接;
11、第一行星排行星架、第二行星排齿圈及第二制动器的内毂连接;
12、第三行星排齿圈、第三制动器的内毂及第一定轴齿轮组的从动齿轮连接;
13、第二离合器的内毂、第一行星排太阳轮、第二行星排太阳轮及第二定轴齿轮组的主动齿轮连接;
14、第二行星排行星架与第一定轴齿轮组的主动齿轮连接;
15、第三行星排太阳轮与第二定轴齿轮组的从动齿轮连接。
16、进一步的,还包括第一轴系、第二轴系和八个互连构件;
17、八个互连构件分别为第一互连构件、第二互连构件、第三互连构件、第四互连构件、第五互连构件、第六互连构件、第七互连构件及第八互连构件;
18、第一制动器、第二制动器、第三制动器、第一离合器及第二离合器均能够选择性分离或闭锁;
19、所述第一轴系和第二轴系排列在壳体内,第一轴系和第二轴系的轴线平行;
20、第一定轴齿轮组和第二定轴齿轮组的主动齿轮均安装在第一轴系上,第一定轴齿轮组和第二定轴齿轮组的从动齿轮均安装在第二轴系上;
21、所述第一行星排、第二行星排均安装在第一轴系中;第三行星排安装在第二轴系中;
22、其中,所述第一行星排、第二行星排、第三行星排均由太阳轮、齿圈、行星架组成,三者关系之间由内及外依次为太阳轮、行星架及齿圈,其中,行星架上安装有行星轮;行星轮和太阳轮外啮合,行星轮和齿圈内啮合;
23、所述第一行星排太阳轮和第二行星排太阳轮均安装在第一轴系上,第三行星排太阳轮安装在第二轴系上;
24、第一制动器的外毂、第二制动器的外毂和第三制动器的外毂均固定连接在壳体上;
25、所述输入轴的一端与发动机的输出轴连接,输入轴的另一端、第一离合器的内毂、第二离合器的外毂通过第一互连构件连接为一体结构;
26、所述输出轴的一端与后续的传动轴连接,输出轴的另一端与第三行星排行星架通过第二互连构件连接为一体结构;
27、第一行星排齿圈、第一离合器的外毂、第一制动器的内毂通过第三互连构件连接为一体结构;
28、第一行星排行星架、第二行星排齿圈、第二制动器的内毂通过第四互连构件连接为一体结构;
29、第三行星排齿圈、第三制动器的内毂、第一定轴齿轮组的从动齿轮通过第五互连构件连接为一体结构;
30、所述第二离合器的内毂、第一行星排太阳轮、第二行星排太阳轮、第二定轴齿轮组的主动齿轮通过第六互连构件连接为一体结构;
31、所述第二行星排行星架与第一定轴齿轮组的主动齿轮通过第七互连构件连接为一体结构;
32、所述第三行星排太阳轮与第二定轴齿轮组的从动齿轮通过第八互连构件连接为一体结构;
33、当第一制动器闭锁时,将第一行星排齿圈与壳体连接,即将第三互连构件与壳体相连;
34、当第二制动器闭锁时,将第二行星排齿圈、第一行星排行星架与壳体连接,即将第四互连构件与壳体相连;
35、当第三制动器闭锁时,将第三行星排齿圈、第一定轴齿轮组的从动齿轮与壳体连接,即将第五互连构件与壳体相连;
36、当第一离合器闭锁时,将输入轴与第一行星排齿圈连接,即将第一互连构件与第三互连构件相连;
37、当第二离合器闭锁时,将输入轴与第一行星排太阳轮连接,即将第一互连构件与第六互连构件相连。
38、进一步的,每个互连构件均为连接轴。
39、进一步的,所述第一离合器及第二离合器均为多片湿式摩擦离合器,所述第一制动器、第二制动器、第三制动器均为多片式制动器。
40、进一步的,当第一制动器、第二制动器、第三制动器、第一离合器及第二离合器均处于分离状态下,该变速器的自由度为3,输入轴与输出轴之间没有动力传递;
41、当第三制动器、第二离合器闭锁时,第五互连构件转速为0,第一互连构件与第六互连构件转速相同,此时该变速器自由度为1,输入轴与输出轴之间存在动力传递,此时为前进一挡;
42、当第二制动器、第二离合器闭锁时,第四互连构件转速为0,第一互连构件与第六互连构件转速相同,此时该变速器自由度为1,输入轴与输出轴之间存在动力传递,此时为前进二挡;
43、当第一制动器、第二离合器闭锁时,第三互连构件转速为0,第一互连构件与第六互连构件转速相同,此时该变速器自由度为1,输入轴与输出轴之间存在动力传递,此时为前进三挡;
44、当第一离合器、第二离合器闭锁时,第一互连构件与第三互连构件转速相同,第一互连构件与第六互连构件转速相同,此时该变速器自由度为1,输入轴与输出轴之间存在动力传递,此时为前进四挡;
45、当第三制动器、第一离合器闭锁时,第五互连构件转速为0,第一互连构件与第三互连构件转速相同,此时该变速器自由度为1,输入轴与输出轴之间存在动力传递,此时为倒一挡;
46、当第二制动器、第一离合器闭锁时,第四互连构件转速为0,第一互连构件与第三互连构件转速相同,此时该变速器自由度为1,输入轴与输出轴之间存在动力传递,此时为倒二挡。
47、有益效果:
48、(1)由于行星齿轮结构因具备结构紧凑、承载大的优点而被广泛应用于汽车自动变速器领域。采用行星齿轮结构的自动变速器需要通过结合不同的换挡元件如制动器和离合器来实现不同的前进挡和倒挡。因此,本发明采用了三个简单行星排,两个定轴齿轮组,五个换挡元件,通过选择性闭锁相关换挡元件,可以组合成四个前进挡和两个倒挡,相邻两个挡位之间都似乎满足之变换一个换挡元件的要求,满足简单换挡原则,且本发明采用行星齿轮与定轴齿轮相结合的形式,即通过引入定轴齿轮组,可以有效实现动力输入输出的跨轴系传递,减小了变速器的轴向尺寸。
49、(2)本发明的变速器可以获得四个前进挡、两个倒挡传动比,传动系的挡位数增加后,增大了发动机工作在经济工况下的几率,有利于降低燃油消耗率;更多的挡位也缩小了相邻挡位间的传动比的跳变,有利于降低换挡冲击和提高乘坐舒适性。
50、(3)本发明的五个换挡元件可以为任何形式的闭锁结合元件;五个换挡元件的大小尺寸,需有所匹配的发动机输出扭矩计算而得,此外,该变速器各个行星排特征参数可以随不同的动力需求进行针对性的优化改变,提高变速器的适用性。
1.一种双轴系行星齿轮变速器,其特征在于,包括:壳体、输入轴、输出轴、第一行星排、第二行星排、第三行星排、第一定轴齿轮组及第二定轴齿轮组;
2.如权利要求1所述的一种双轴系行星齿轮变速器,其特征在于,还包括第一轴系、第二轴系和八个互连构件;
3.如权利要求2所述的一种双轴系行星齿轮变速器,其特征在于,每个互连构件均为连接轴。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种双轴系行星齿轮变速器,其特征在于,所述第一离合器及第二离合器均为多片湿式摩擦离合器,所述第一制动器、第二制动器、第三制动器均为多片式制动器。
5.如权利要求2或3所述的一种双轴系行星齿轮变速器,其特征在于,
