[发明专利]一种多挡自动变速器

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车自动变速器的传动机构布置方案。

背景技术

    自动变速器按照动力传动系统布置形式分为纵置和横置两种形式，按照齿轮传动机构分为圆柱齿轮传动和行星齿轮传动，一般大多数机构采用的是行星齿轮传动系统；按照轴系数量分为单轴和多轴传动系统，一般单轴传动系统采用行星齿轮系，轴向长度比较长，适合于布置在纵置后驱的汽车动力舱内；而多轴传动系统采用圆柱齿轮与行星齿轮混合传动系统，轴向长度短，适合于布置在横置的汽车动力舱内。随着变速器挡位不断增加，特别是进入到8挡自动变速器时代，需要更多的行星排和换挡元件，若采用单轴传动系统，轴向长度很长，很难布置在横置的动力舱内，所以，双轴圆柱齿轮和行星齿轮混合方案布置的变速器开始出现。

    中国专利申请号为200810084676.8和200810238563.9两个专利，可动力换挡多挡变速器，采用了双轴圆柱齿轮和行星齿轮混合传动系统。在第一轴系上布置了第一行星排和两个离合器，在第二轴系上布置了第二和第三行星排，以及两个离合器。该布置方案中与第三行星排齿圈连接的一对圆柱齿轮，其被动大齿轮尺寸过大，位置正好处于输出轴传动轴头部位置，致使该大齿轮易于与传动轴头部干涉，限制了该对圆柱齿轮传动比变动和调整；再有，该方案中，往往有一对圆柱齿轮位于中间部位，壳体必须有一个中间支撑墙固定轴承支撑这对圆柱齿轮，致使壳体轴向长度增加，成本增大，重量增加；第二行星排框架与第三行星排框架连接，致使挡间传动比分配不合理。

    中国专利申请号200810170012.3、200810168018.7和200810168016.8三个专利，

带有外驱动齿轮组的多级变速器，其中，第二对圆柱齿轮位于中间位置，很难获得支撑。

    中国专利申请号200810168017.2专利，带有外驱动齿轮组的多级变速器，与上述几种专利不同，将第一和第二行星排与两个离合器、一个制动器布置在第一轴系，第二轴系仅仅留有第三行星排和两个离合器，减少了第二轴系的零部件数量。但是，由于三对圆柱齿轮布置在一侧，正好是处于与车身纵梁干涉的部位，即使第二轴系零件减少了，仍然无法减少与纵梁干涉部位的零件；另外，三对圆柱齿轮在一侧，套轴太多，很难实现轴承支撑，而且工艺性差。

发明内容

    为了克服现有双轴行星传动变速器存在的问题，本发明提供了一种变速器的方案，将第二行星排的框架与第三行星排齿圈之间用离合器连接；第二行星排齿圈与第三行星排太阳轮刚性连接；第二轴上的大圆柱齿轮位置变更，使大圆柱齿轮部位外部壳体与传动轴头部不会产生干涉；将布置在中间部位的一对圆柱齿轮改到一侧，依靠壳体支撑，不需要壳体增加一个中间支撑墙，轴向长度缩短，壳体重量减少，成本降低。

    本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多挡自动变速器，两个轴系平行布置，三个行星排，第一行星排布置在第一轴系上，第二行星排和第三行星排布置在第二轴系上；三对圆柱齿轮布置在两个轴系上，主动圆柱齿轮布置在第一轴系，被动齿轮布置在第二轴系上；五个换挡元件，将传动机构部件之间接合或分离，第一换挡元件为制动器，布置在第一轴系上，可以将旋转件制动在壳体上，第二换挡元件、第三换挡元件和第五换挡元件为离合器，布置在第一轴系上，第四换挡元件为离合器，布置在第二轴系上；另外还有十一个互联部件，将传动机构部件之间刚性连接在一起，构成一个四自由度的多档位动力换挡传动机构。

    该发明的一个实施例原理是一款多档位自动变速器，三组行星排的太阳轮、齿圈和框架9个部件，三对圆柱齿轮的主、被动齿轮6个部件，这些部件被5个换挡部件有选择的接合和分离，以及被6个互联部件刚性连接，其所述的部件之间的连接关系符合如下数学关系式：

第一行星排数学关系式是n_S1+k₁n_R1-(k₁+1)n_C1=0，其中第一行星排太阳轮转速n_S1、齿圈转速n_R1和框架转速n_C1，k₁为第一齿圈齿数与太阳轮齿数比值；