八挡变速器.pdf

一种八挡变速器，它主要包括输入轴、输出轴、行星齿轮排、连接构件和扭矩传递装置，这些构件均设在变速器壳体内，每一个行星排均包括太阳轮、行星架和其支撑的多个行星轮、齿圈，所述的扭矩传递装置包括离合器和制动器，每个扭矩传递装置都能够选择性地接合或是固定太阳轮、行星架、齿圈和四个连接构件中的某一个，能够以至少两个的组合形式选择性的接合以便能在所述的输入轴和输出轴之间建立起八个前进挡速比和一个倒挡速比，前进挡为五个减速挡、一个直接挡和两个超速挡。本发明齿轮的模数小、结构紧凑、体积小、重量较轻，总的变速范围8.73，各挡位的传动比之间的速比阶跃符合变速器的要求。

权利要求书
1.  一种八挡变速器，它主要包括输入轴、输出轴、行星齿轮排、 连接构件和扭矩传递装置，上述构件均设在变速器壳体内，所述行星 齿轮排包括第一行星齿轮排、第二行星齿轮排、第三行星齿轮排和第 四行星齿轮排，每个行星齿轮排包括太阳轮、行星架、行星轮和齿圈； 所述连接构件包括第一连接构件、第二连接构件、第三连接构件和第 四连接构件；所述扭矩传递装置包括第一离合器、第二离合器、第一 制动器、第二制动器、第三制动器和第四制动器，其特征在于：所述 第一连接构件将所述第一行星排的太阳轮和第二行星排的太阳轮互 连；所述第二连接构件将所述第一行星排的齿圈、第二行星排的行星 架和第三行星排的齿圈连续的互连；所述第三连接构件将所述第二行 星排的齿圈和第四行星排的行星架互连；所述第四连接构件将所述第 三行星排的行星架与第四行星排的齿圈互连；
所述第一离合器将所述输入轴和第二连接构件互连，所述第二离 合器将所述输入轴和第一连接构件互连；
所述第一制动器将所述第一连接构件和变速器壳体互连，所述第 二制动器将所述第一行星排中的行星架与变速器壳体互连，所述第三 制动器将所述第二连接构件和变速器壳体互连，所述第四制动器将所 述第四行星排的太阳轮和变速器壳体互连；
所述第三行星排的太阳轮始终与所述输入轴相连，所述第四行星 排的行星架与输出轴相连。

说明书八挡变速器
技术领域
本发明属于车辆传动技术领域，特别涉及一种变速器。
背景技术
典型的多速变速器使用摩擦离合器、行星齿轮装置和固定互连件 的组合来实现多个传动比。行星齿轮组的数量和物理设置通常由包 装、成本和期望速度比规定。虽然当前的变速器实现了其预期目的， 但是对新式和改进变速器配置的需要实质上是持续不断的，所述变速 器配置的改进主要是性能(尤其是从传动比的范围、响应性和平滑性 的角度看)和包装(主要是减少的尺寸和重量)的改进，需要改进成本有 效的、紧凑的多速变速器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构紧凑，重量较轻，能够扩大传动 比范围的八挡变速器。
本发明主要包括输入轴、输出轴、行星齿轮排、连接构件和扭矩 传递装置，这些构件均设在变速器壳体内。所述行星齿轮排包括第一 行星齿轮排、第二行星齿轮排、第三行星齿轮排和第四行星齿轮排， 每个行星齿轮排包括太阳轮、行星架、行星轮和齿圈；所述连接构件 包括第一连接构件、第二连接构件、第三连接构件和第四连接构件； 所述扭矩传递装置包括第一离合器、第二离合器、第一制动器、第二 制动器、第三制动器和第四制动器。
所述第一连接构件将所述第一行星排的太阳轮和第二行星排的 太阳轮互连；
所述第二连接构件将所述第一行星排的齿圈、第二行星排的行星架和 第三行星排的齿圈连续的互连；所述第三连接构件将所述第二行星排 的齿圈和第四行星排的行星架互连；所述第四连接构件将所述第三行 星排的行星架与第四行星排的齿圈互连。
每个扭矩传递装置都能够选择性地接合或是固定太阳轮、行星 架、齿圈和四个连接构件中的某一个，并且其中扭矩传递装置能够以 至少两个的组合形式选择性的接合以便能在所述的输入轴和输出轴 之间建立起八个前进挡速比和一个倒挡速比。
所述第一离合器将所述输入轴和第二连接构件互连，所述第二离 合器将所述输入轴和第一连接构件互连。
所述第一制动器将所述第一连接构件和变速器壳体互连，所述第 二制动器将所述第一行星排中的行星架与变速器壳体互连，所述第三 制动器将所述第二连接构件和变速器壳体互连，所述第四制动器将所 述第四行星排的太阳轮和变速器壳体互连。
所述第三行星排的太阳轮始终与所述输入轴相连，所述第四行星 排的行星架与输出轴相连。
本发明与现有技术性比具有如下优点：
1、齿轮的模数小，结构紧凑，重量较轻，在汽车上易布置；
2、减少了扭矩传递构件的个数，八挡变速器仅采用了六个扭矩 传递构件，和常用的克莱斯勒六挡变速器所用的扭矩传递构件个数相 同，同时避免使用自由轮，这样便可以在很大程度上减小变速器的体 积；
3、各个挡位的控制也只需要两个结合构件，而经典的ZF8速变 速器每一个挡位的控制需要三个结合构件，这样控制也相对简单；
4、总的变速范围8.73要比经典的ZF8速变速器的变速范围7.37 和雷克萨斯LS460变速器的变速范围6.71更广，各挡位的传动比之 间的速比阶跃符合变速器的要求。
附图说明
图1是本发明八挡变速器的各构件的布置及连接示意图。
图中：1—第一行星排齿圈、2—第一行星排行星轮、3—第一行 星排行星架、4—第一行星排太阳轮、5—第二行星排齿圈、6—第二 行星排行星轮、7—第二行星排行星架、8—第二行星排太阳轮、9— 第三行星排齿圈、10—第三行星排行星轮、11—第三行星排行星架、 12—第三行星排太阳轮、13—第四行星排齿圈、14—第四行星排行星 轮、15—第四行星排行星架、16—第四行星排太阳轮、17—第一连接 构件、18—第二连接构件、19—第三连接构件、20—第四连接构件、 21—变速器壳体、22—输入轴、23—输出轴、C1—第一离合器、C2— 第二离合器、B1—第一制动器、B2—第二制动器、B3—第三制动器、 B4—第四制动器。
具体实施方式
在图1表示的八挡变速器示意图中，所有构件均设在变速器壳 体内，每一排行星排中的行星齿轮2、6、10、14分别与同一排行星 排中的太阳轮和齿圈通过齿轮副互相啮合。第一连接构件17将第一 行星排齿圈1、第二行星排行星架7和第三行星排齿圈9连续的互连； 第二连接构件18将所述第一行星排太阳轮4和第二行星排太阳轮8 互连；第三连接构件19将第二行星排齿圈5和第四行星排行星架14 互连；第四连接构件20将第三行星排行星架11与第四行星排齿圈 13互连。
每个扭矩传递装置都能够选择性地接合或是固定太阳轮、行星 架、齿圈和四个连接构件中的某一个，并且其中扭矩传递装置能够以 至少两个的组合形式选择性的接合以便能在所述的输入轴和输出轴 之间建立起八个前进挡速比和一个倒挡速比。
第一离合器C1将输入轴22和第一连接构件17互连，第二离合 器C2将所述输入轴22和第二连接构件18互连。
第一制动器B1将第二连接构件18和变速器壳体21互连，第二 制动器B2将第一行星排行星架3与变速器壳体21互连，第三制动 器B3将第一连接构件17和变速器壳体21互连，第四制动器将所述 第四行星排太阳轮16和变速器壳体21互连。
第三行星排太阳轮12始终与所述输入轴22相连。
第四行星排行星架15与输出轴23相连。
输入轴始终被连接至发动机或者变矩器的涡轮。输出轴被连接至 下一级减速器。
第一制动器B1可选择性地接合以连接第二连接构件18与变速 器壳体21，目的是为了阻止第一连接构件18相对于变速器壳体21 的旋转。第二制动器B2可选择性地接合以连接第一行星排构件3与 变速器壳体21，目的是为了阻止第一行星排构件3相对于变速器壳 体21的旋转。第三制动器B3可选择性地接合以连接第一连接构件 17与变速器壳体21，目的是为了阻止第一连接构件17相对于变速器 壳体21的旋转。第四制动器B4可选择性地接合以连接第四行星排 构件16与变速器壳体21，目的是为了阻止四行星排构件16相对于 变速器壳体21的旋转。
变速器能实现八个前进挡速比和一个倒挡速比。每一个挡位的速 比的形成通过接合两个扭矩传递装置而获得。表1表示的是被接合以 实现各挡位状态的扭矩传递构件的不同组合。表1还给出了各挡位的 传动比的数值和相邻两个挡位之间的速比阶跃的数值。在齿轮特性参 数允许的范围内我们可以通过选择行星齿轮的齿数、齿轮的直径和齿 轮的结构来构建新的传动比。
各个挡位的工作过程：
为了建立倒挡，第二离合器C2和第三制动器B3被接合。具体 来说，第二离合器C2被接合以连接输入轴22与第二连接构件18。 第三制动器B3被接合以连接第一连接构件17与变速器壳体21，目 的是为了阻止第一连接构件17相对于变速器壳体21的旋转。由此， 在输入轴22和输出轴23之间建立起倒挡的传动比。
一挡的建立，第三制动器B3和第四制动器B4被接合。具体来 说，第三制动器B3被接合以连接第一连接构件17与变速器壳体21， 目的是为了阻止第一连接构件17相对于变速器壳体21的旋转。第四 制动器B4被接合以连接第四行星排构件太阳轮16与变速器壳体21， 目的是为了阻止第四行星排构件太阳轮16相对于变速器壳体21的旋 转。由此，在输入轴22和输出轴23之间建立起了一挡的传动比。
二挡的建立，第二制动器B2和第四制动器B4被接合。具体来 说，第二制动器B2被接合以连接第一行星排行星架3与变速器壳体 21，目的是为了阻止第一行星排行星架3相对于变速器壳体21的旋 转。第四制动器B4被接合以连接第四行星排构件太阳轮16与变速 器壳体21，目的是为了阻止第四行星排构件太阳轮16相对于变速器 壳体21的旋转。由此，在输入轴22和输出轴23之间建立起了二挡 的传动比。
三挡的建立，第一制动器B1和第四制动器B4被接合。具体来 说，第一制动器B1被接合以连接第二连接构件18与变速器壳体21， 目的是为了阻止第二连接构件18相对于变速器壳体21的旋转。第四 制动器B4被接合以连接第四行星排构件太阳轮16与变速器壳体21， 目的是为了阻止第四行星排构件太阳轮16相对于变速器壳体21的旋 转。由此，在输入轴22和输出轴23之间建立起了三挡的传动比。
四挡的建立，第二离合器C2和第四制动器B4被接合。具体来 说，第二离合器C2被接合以连接输入轴22与第二连接构件18。第 四制动器B4被接合以连接第四行星排构件太阳轮16与变速器壳体 21，目的是为了阻止第四行星排构件太阳轮16相对于变速器壳体21 的旋转。由此，在输入轴22和输出轴23之间建立起了四挡的传动比。
五挡的建立，第一离合器C1和第四制动器B4被接合。具体来 说，第一离合器C1被接合以连接输入轴22与第一连接构件17。第 四制动器B4被接合以连接第四行星排构件太阳轮16与变速器壳体 21，目的是为了阻止第四行星排构件太阳轮16相对于变速器壳体21 的旋转。由此，在输入轴22和输出轴23之间建立起了五挡的传动比。
六挡的建立，第一离合器C1和第二离合器C2被接合。具体来 说，第一离合器C1被接合以连接输入轴22与第一连接构件17。第 二离合器C2被接合以连接输入轴22与第二连接构件18。由此，在 输入轴22和输出轴23之间建立起了六挡(即直接挡)的传动比。
七挡的建立，第一离合器C1和第一制动器B1被接合。具体来 说，第一离合器C1被接合以连接输入轴22与第一连接构件17。第 一制动器B1被接合以连接第二连接构件18与变速器壳体21，目的 是为了阻止第二连接构件18相对于变速器壳体21的旋转。由此，在 输入轴22和输出轴23之间建立起七挡的传动比。
八挡的建立，第一离合器C1和第二制动器B2被接合。具体来 说，第一离合器C1被接合以连接输入轴22与第一连接构件17。第 二制动器B2被接合以连接第一行星排行星架3与变速器壳体21，目 的是为了阻止第一行星排行星架3相对于变速器壳体21的旋转。由 此，在输入轴22和输出轴23之间建立起八挡的传动比。
表1所示的八挡变速器的各个挡位的传动比、速比阶跃和各个挡 位扭矩传递装置接合状态的真值表。

图中：X表示接合并且传递扭矩O表示接合但不传递扭矩。