基于行星機(jī)構(gòu)的倍檔機(jī)構(gòu)及變速總成的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及離合器技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種基于行星機(jī)構(gòu)的倍檔機(jī)構(gòu)以及使用該倍檔機(jī)構(gòu)的變速總成。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在,車輛變速器相關(guān)技術(shù)正大力向著多檔化發(fā)展。檔位越多,意味著可以獲得更好的動力性能、更低的能耗、更高的傳遞效率、更低的尾氣排放。目前高檔轎車用AT (Automatic Transmiss1n,液力自動變速器)的最多檔位已達(dá)到九個前進(jìn)檔,它比以往的AT具備更好的動力性能、更低的能耗、更高的傳遞效率、更低的尾氣排放,但同時,它也更精密、更復(fù)雜、成本更高、更難維修等。CVT(Continuously Variable Trans miss1n,無級變速器)理論上可以擁有無數(shù)多檔位,但現(xiàn)有技術(shù)中CVT傳動帶的強(qiáng)度和壽命問題以及傳動帶與帶輪之間的滑磨等問題限制了 CVT的傳動效率,也限制了 CVT傳遞大扭矩的能力,因此,目前很少將CVT用在大排量的車上。DCT(Dual Clutch Transmiss1n,雙離合變速器)目前最多也可達(dá)七個前進(jìn)檔。
[0003]綜上所述,汽車廠商都希望研發(fā)生產(chǎn)出有更多檔位、更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保的變速器,但這都意味著需要更多的零部件、更大的體積、更大的重量、更復(fù)雜的設(shè)計、更精密的加工、更高的生產(chǎn)成本及維修費(fèi)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中多檔化自動變速器的結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜,成本太高的技術(shù)問題,本實(shí)用新型提供一種基于行星機(jī)構(gòu)的倍檔機(jī)構(gòu)以及使用該倍檔機(jī)構(gòu)的變速總成,其中內(nèi)置的變矩器對輸入動力傳遞柔和,可防止傳動系統(tǒng)過載并實(shí)現(xiàn)車輛等的柔和起步。
[0005]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種基于行星機(jī)構(gòu)的倍檔機(jī)構(gòu)。該倍檔機(jī)構(gòu)包括:連接于發(fā)動機(jī)輸出軸的變矩器;連接于變矩器與定軸式變速齒輪組輸入軸之間且由單行星排和雙行星排通過元件共用方式復(fù)合而成的復(fù)合式行星機(jī)構(gòu);以及用于對復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)中的元件進(jìn)行控制以使從發(fā)動機(jī)輸出軸輸出的動力經(jīng)復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)傳遞至定軸式變速齒輪組輸入軸的控制機(jī)構(gòu)。
[0006]其中,復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)包括第一太陽輪、第二太陽輪、第一行星輪、第二行星輪、齒圈以及行星架,其中第一行星輪與第一太陽輪外嚙合,齒圈與第一行星輪內(nèi)嚙合,第二行星輪位于第二太陽輪與第一行星輪之間且分別與第二太陽輪和第一行星輪外嚙合,第一行星輪和第二行星輪進(jìn)一步共用行星架;或者,復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)包括太陽輪、第一行星輪、第二行星輪、第一齒圈、第二齒圈以及行星架,其中第一行星輪與太陽輪外嚙合,第一齒圈與第一行星輪內(nèi)嚙合,第二行星輪位于第一行星輪與第二齒圈之間且與第一行星輪外嚙合,并與第二齒圈內(nèi)嚙合,第一行星輪和第二行星輪進(jìn)一步共用行星架。
[0007]其中,控制機(jī)構(gòu)包括至少一制動機(jī)構(gòu),制動機(jī)構(gòu)用于對復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)中的元件進(jìn)行制動,以使得從發(fā)動機(jī)輸出軸輸出的動力經(jīng)復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)的未被制動機(jī)構(gòu)制動的元件傳遞至定軸式變速齒輪組輸入軸。
[0008]其中,控制機(jī)構(gòu)包括至少一離合機(jī)構(gòu),離合機(jī)構(gòu)用于將復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)中的兩個元件同時接合至發(fā)動機(jī)輸出軸或定軸式變速齒輪組輸入軸,以使得從發(fā)動機(jī)輸出軸輸出的動力經(jīng)復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)傳遞至定軸式變速齒輪組輸入軸。
[0009]其中,控制機(jī)構(gòu)包括至少兩個離合機(jī)構(gòu),至少兩個離合機(jī)構(gòu)用于選擇性接合發(fā)動機(jī)輸出軸或定軸式變速齒輪組輸入軸與復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)中的不同元件,進(jìn)而通過離合機(jī)構(gòu)與制動機(jī)構(gòu)的配合或者離合機(jī)構(gòu)之間的配合使得從發(fā)動機(jī)輸出軸輸出的動力經(jīng)復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)傳遞至定軸式變速齒輪組輸入軸。
[0010]其中,控制機(jī)構(gòu)包括一個制動機(jī)構(gòu)和兩個離合機(jī)構(gòu),其中通過兩個離合機(jī)構(gòu)分別與制動機(jī)構(gòu)配合,使得從發(fā)動機(jī)輸出軸輸出的動力經(jīng)復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)以第一速度比和第二速度比傳遞至定軸式變速齒輪組輸入軸,且通過兩個離合機(jī)構(gòu)之間的配合,使得從發(fā)動機(jī)輸出軸輸出的動力經(jīng)復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)以第三速度比傳遞至定軸式變速齒輪組輸入軸。
[0011]其中,控制機(jī)構(gòu)包括兩個制動機(jī)構(gòu)和兩個離合機(jī)構(gòu),其中通過兩個離合機(jī)構(gòu)分別與兩個制動機(jī)構(gòu)中的一個配合,使得從發(fā)動機(jī)輸出軸輸出的動力經(jīng)復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)以第一速度比和第二速度比傳遞至定軸式變速齒輪組輸入軸,兩個離合機(jī)構(gòu)中的一個與兩個制動機(jī)構(gòu)中的另一個配合,使得從發(fā)動機(jī)輸出軸輸出的動力經(jīng)復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)以第三速度比傳遞至定軸式變速齒輪組輸入軸,且通過兩個離合機(jī)構(gòu)之間的配合,使得從發(fā)動機(jī)輸出軸輸出的動力經(jīng)復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)以第四速度比傳遞至定軸式變速齒輪組輸入軸。
[0012]其中,控制機(jī)構(gòu)包括兩個制動機(jī)構(gòu)和三個離合機(jī)構(gòu),其中通過三個離合機(jī)構(gòu)中的第一離合機(jī)構(gòu)和第二離合機(jī)構(gòu)分別與兩個制動機(jī)構(gòu)中的第一制動機(jī)構(gòu)配合,使得從發(fā)動機(jī)輸出軸輸出的動力經(jīng)復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)以第一速度比和第二速度比傳遞至定軸式變速齒輪組輸入軸,通過三個離合機(jī)構(gòu)中的第一離合機(jī)構(gòu)和第三離合機(jī)構(gòu)分別與兩個制動機(jī)構(gòu)中的第二制動機(jī)構(gòu)配合,使得從發(fā)動機(jī)輸出軸輸出的動力經(jīng)復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)以第三速度比和第四速度比傳遞至定軸式變速齒輪組輸入軸,并通過三個離合機(jī)構(gòu)中的任意兩個離合機(jī)構(gòu)之間的配合,使得從發(fā)動機(jī)輸出軸輸出的動力經(jīng)復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)以第五速度比傳遞至定軸式變速齒輪組輸入軸。
[0013]其中,變矩器為液力式變矩器。
[0014]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的另一種技術(shù)方案是:提供一種變速總成,該變速總成包括上述任一項的倍檔機(jī)構(gòu)以及與倍檔機(jī)構(gòu)連接的定軸式變速齒輪組。
[0015]上述倍檔機(jī)構(gòu)和使用該倍檔機(jī)構(gòu)的變速總成的優(yōu)點(diǎn)在于:利用連接于發(fā)動機(jī)輸出軸與定軸式變速齒輪組輸入軸之間且由單行星排和雙行星排通過元件共用方式復(fù)合而成的復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)以及用于對復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)中的元件進(jìn)行控制以使從發(fā)動機(jī)輸出軸輸出的動力經(jīng)復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)傳遞至定軸式變速齒輪組輸入軸的控制機(jī)構(gòu)配合定軸式變速齒輪組,具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、功能強(qiáng)大、易于實(shí)現(xiàn)多檔化、便于實(shí)現(xiàn)自動化等特點(diǎn)。同時,內(nèi)置的變矩器對輸入動力傳遞柔和,可防止傳動系統(tǒng)過載并實(shí)現(xiàn)車輛的柔和起步。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的變速總成的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0017]圖2是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的倍檔機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0018]圖3是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的倍檔機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0019]圖4是本實(shí)用新型第四實(shí)施例的倍檔機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0020]圖5是本實(shí)用新型第五實(shí)施例的倍檔機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0021]圖6是本實(shí)用新型第六實(shí)施例的倍檔機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0022]圖7是本實(shí)用新型第七實(shí)施例的倍檔機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0023]圖8是本實(shí)用新型第八實(shí)施例的倍檔機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0024]圖9是本實(shí)用新型第九實(shí)施例的倍檔機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0025]圖10是本實(shí)用新型第十實(shí)施例的倍檔機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0026]圖11是本實(shí)用新型第十一實(shí)施例的倍檔機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0027]圖12是本實(shí)用新型第十二實(shí)施例的倍檔機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0028]圖13是本實(shí)用新型第十三實(shí)施例的倍檔機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0030]圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的變速總成的結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖1,該變速總成包括倍檔機(jī)構(gòu)10以及與倍檔機(jī)構(gòu)10連接的定軸式變速齒輪組。倍檔機(jī)構(gòu)10包括:連接發(fā)動機(jī)輸出軸12的變矩器200,連接于變矩器200與定軸式變速齒輪組輸入軸13之間的復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)11,以及用于對復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)11中的元件進(jìn)行控制,以使從發(fā)動機(jī)輸出軸12輸出的動力經(jīng)復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)11傳遞至定軸式變速齒輪組輸入軸13的控制機(jī)構(gòu)14。其中,變矩器200從發(fā)動機(jī)輸出軸12接收輸入動力,復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)11和控制機(jī)構(gòu)14可以作為獨(dú)立部件連接于發(fā)動機(jī)輸出軸12和定軸式變速齒輪組輸入軸13之間。本實(shí)施例的變速總成可以用于車輛、船舶、列車等動力驅(qū)動裝置。
[0031]變矩器200為液力式變矩器(Fluid Torque Converter),液力式變矩器的輸入軸與輸出軸通過自動變速器油聯(lián)系,工作構(gòu)件之間沒有剛性連接時,能消除輸入動力傳遞過程中產(chǎn)生的沖擊和振動,使得車輛可以柔和起步。另外,液力變矩器還具有其他特點(diǎn):過載保護(hù)性能和起動性能好;輸出軸的轉(zhuǎn)速可大于或小于輸入軸的轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速差隨著傳遞扭矩的大小而不同;良好的自動變速性能,載荷增大時輸出轉(zhuǎn)速自動下降,反之自動上升;保證發(fā)動機(jī)有穩(wěn)定的工作區(qū),載荷的瞬態(tài)變化基本不會反映到發(fā)動機(jī)上;在多檔化設(shè)計中,液力變矩器可以盡早地鎖閉鎖止離合器,讓發(fā)動機(jī)的動力直接傳遞到定軸式變速齒輪組輸入軸13,以獲得更好的動力性、加速性和更低的油耗。
[0032]復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)11由單行星排和雙行星排通過元件共用方式復(fù)合而成,并具體包括第一太陽輪115、第二太陽輪116、第一行星輪112、第二行星輪114、齒圈111以及行星架113。其中第一行星輪112和第二行星輪114共用行星架113,第一行星輪112與第一太陽輪115外嗤合,齒圈111與第一行星輪112內(nèi)嗤合。第一太陽輪115、第一行星輪112、齒圈111和行星架113構(gòu)成一單行星排。第二行星輪114位于第二太陽輪116與第一行星輪112之間,且分別與第二太陽輪116和第一行星輪112外嗤合。第二太陽輪116、第一行星輪112、第二行星輪114、齒圈111和行星架113進(jìn)一步構(gòu)成一雙行星排。在本實(shí)施例中,控制機(jī)構(gòu)14對第一太陽輪115進(jìn)行控制,第二太陽輪116連接發(fā)動機(jī)輸出軸12,齒圈111連接定軸式變速齒輪組輸入軸13。
[0033]控制機(jī)構(gòu)14為一制動機(jī)構(gòu),例如盤式制動機(jī)構(gòu),且控制機(jī)構(gòu)14具體可包括制動盤141以及制動鉗142。制動盤141同軸固定在第一太陽輪115上,制動鉗142用于對制動盤141進(jìn)行選擇性制動。通過上述制動機(jī)構(gòu)對復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)11的控制,來達(dá)到動力的傳遞和切斷。
[0034]在圖1中,定軸式變速齒輪組以三軸式定軸式變速齒輪組為例進(jìn)行描述,包括定軸式變速齒輪組輸入軸13及平行設(shè)置的定軸式變速齒輪組中間軸151和定軸式變速齒輪組輸出軸152。其中,固定于定軸式變速齒輪組輸入軸13上的齒輪161與固定于定軸式變速齒輪組中間軸151上的齒輪162嚙合,以接收定軸式變速齒輪組輸入軸13輸入的動力。固定于定軸式變速齒輪組中間軸151上的齒輪172與套設(shè)在定軸式變速齒輪組輸出軸152上的齒輪171嚙合,齒輪171通過換檔器19選擇性接合至定軸式變速齒輪組輸出軸152,由此將動力傳輸至定軸式變速齒輪組輸出軸152。其中,齒輪171、172為具有多組傳動比,并通過換檔器19與定軸式變速齒輪組輸出軸152進(jìn)行選擇性接合,實(shí)現(xiàn)不同的前進(jìn)檔位。進(jìn)一步,固定于定軸式變速齒輪組中間軸151上的齒輪183與套設(shè)在倒檔惰輪軸153上的齒輪182嚙合,齒輪182與套設(shè)在定軸式變速齒輪組輸出軸152上的齒輪181嚙合,并通過對應(yīng)的換檔器19選擇性接合至定軸式變速齒輪組輸出軸152,實(shí)現(xiàn)倒檔。
[0035]本實(shí)用新型實(shí)施例的倍檔機(jī)構(gòu)10與定軸式變速齒輪組所組成的變速總成具有倍檔的功能,也就是說,如果倍檔機(jī)構(gòu)10有Μ個檔、與其相連接的定軸式變速齒輪組為N+1檔(意為Ν個前進(jìn)檔,1個倒檔),則整個變速總成可以具有Μ* (Ν+1)個檔位。
[0036]圖2是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的倍檔機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖2,倍檔機(jī)構(gòu)20包括:連接發(fā)動機(jī)輸出軸22的變矩器200,連接于變矩器200與定軸式變速齒輪組輸入軸23之間的復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)21 ;用于控制復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)21中的元件,以使從發(fā)動機(jī)輸出軸22輸出的動力經(jīng)復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)21傳遞至定軸式變速齒輪組輸入軸23的控制機(jī)構(gòu)24。
[0037]復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)21由單行星排和雙行星