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液力機械變速裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201380005200.X

申請日:

2013.07.19

公開號:

CN104956124A

公開日:

2015.09.30

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F16H 47/08申請日:20130719|||公開
IPC分類號: F16H47/08; F16H3/66 主分類號: F16H47/08
申請人: 卡特有限公司
發明人: M·V·納蓋特塞夫; M·M·納蓋特塞夫; A·I·塔拉托金; S·A·卡里托渃夫
地址: 俄羅斯莫斯科
優先權:
專利代理機構: 中國專利代理(香港)有限公司72001 代理人: 崔幼平; 胡斌
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201380005200.X

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.02.23|||2016.05.04|||2015.09.30

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

自動變速器有9個前進檔和1個倒檔,且包括殼體,輸入件,輸出件,液壓動力扭矩轉換器和行星變速器,而在行星變速器中包括4個行星齒輪組和3個控制離合器和3個控制制動器。在行星變速器中,第1行星齒輪組包括太陽輪,行星輪架和齒圈;第2行星齒輪組包括太陽輪,行星輪架和齒圈;第3行星齒輪組包括太陽輪,行星輪架和齒圈;第4行星齒輪組包括太陽輪,行星輪架和齒圈。輸入件與第2行星齒輪組的太陽輪相連并與液壓動力扭矩轉換器的輸出部件相連接。輸出件與第4行星齒輪組的行星輪架相聯并與第3行星齒輪組的齒圈相連。第1行星齒輪組的行星輪架與第2行星齒輪組的齒圈相連接。制動器將第2行星齒輪組的行星輪架和變速器殼連接在一起。制動器將第1行星齒輪組的太陽輪與變速器殼連在一起。離合器將第2行星齒輪組的行星輪架以及與其相連的第1行星齒輪組的齒圈和第3行星齒輪組的太陽輪連接起來。制動器將連在一起的第3行星齒輪組的行星輪架和第4行星齒輪組的齒圈與變速器殼聯在一起。離合器將輸入件與第3行星齒輪組的行星輪架以及與之相連的第4行星齒輪組的齒圈連接起來。離合器將輸入件與第4行星齒輪組的太陽輪連接起來。

權利要求書

權利要求書
1.  一種液力機械變速裝置,所述液力機械變速裝置包括液壓動力扭矩轉換器以及帶有以制動器和離合器等形式的控制部件的行星變速器,在行星變速器中,第4行星齒輪組的行星輪架與第3行星齒輪組的齒圈相連并與輸出件相連,第4行星齒輪組的太陽輪經離合器與第2行星齒輪組的太陽輪相連接,第4行星齒輪組的齒圈與第3行星齒輪組的行星輪架相連接并經制動器與變速器殼相連,第3行星齒輪組的行星輪架經離合器與第2行星齒輪組的太陽輪相連接,第3行星齒輪組的太陽輪與第1行星齒輪組的齒圈相連,并經離合器與第2行星齒輪組的行星輪架相連接,第2行星齒輪組的行星輪架經制動器與變速器殼相連接,第2行星齒輪組的太陽輪與液壓動力扭矩轉換器的輸出部件相連并直接與變速器的輸入件相連接,第2行星齒輪組的齒圈與第1行星齒輪組的行星輪架相連,以及第1行星齒輪組的太陽輪經制動器與變速器殼相連接。

說明書

說明書液力機械變速裝置
技術領域
本發明涉及汽車機械制造工程領域,且涉及一種自動變速裝置,所述自動變速裝置包括應用在在運行車輛的自動傳動系中的有級式的行星變速器且由電子系統和液壓系統來進行操控。
背景技術
運行車輛的傳動系或變速裝置常常用來轉換發動機的扭矩和轉速以適應道路行駛條件的變化,從而確保證車輛的運動,如向前行駛和倒車的要求。
自動傳動系中包括有液壓動力扭矩轉換器(液力變矩器),其作用是利用工作流體的動能將扭矩從發動機的曲軸傳遞給變速器的輸入端。一般來說,接下來就是由行星變速器或變速裝置來改變發動機的扭矩和轉速,變速器中還包括控制部件,如摩擦部件或帶有齒的部件,它們按功能又可被分為兩類:制動器和離合器。離合器將行星齒輪組的部件彼此耦合或聯接在一起,而制動器則是將行星齒輪組的部件和變速器殼(或齒輪箱殼)耦合或聯接在一起。
如已知的美國的一種液力機械變速裝置(專利號No.US7632206,2009.12.15公布)就包括液壓動力扭矩轉換器,4個行星齒輪組和6個控制部件(3個制動器和3個離合器),其中,在每個檔位上若同時接合兩個控制部件,就可得到9個前進檔和1個倒檔。
然而,通過對自動變速裝置發展的分析表明,研究者們會采用各種辦法來試圖減少從發動機向驅動車輪傳遞功率時造成的損失。在應用摩擦離合器和制動器作為控制部件的變速裝置或變速器中,影響功率損失的主要因素之一就是處于分離狀態或脫開接合狀態下的摩擦部件的數量,這些部件的數量越少,則變速裝置的效率就越高。
在現有的變速裝置中,換檔是靠成對或配對地接合行星齒輪裝置或機構中的6個摩擦控制部件。此外,在該變速裝置中,第1行星齒輪組的太陽輪借助結構中的附加部件與殼體實施剛性連接,從而使得變速裝置的結構變得復雜了。
發明內容
本發明提出一種液力機械變速裝置,該液力機械變速裝置通過不同的部件配置方式及減少交聯環節的數量使結構得以簡化,而在采用摩擦件作為控制部件時,在每個檔位,在同等數量的行星齒輪組以及同等數量和質量的控制部件的條件下,增加同時接合的控制部件的數量,以達到減少功率損失的目的。
為了達到上述目的,在帶有液壓動力扭矩轉換器和采用以制動器和離合器等形式的控制部件的行星式變速裝置中,第4行星齒輪組的行星輪架作為輸出件與第3行星齒輪組的齒圈聯接,第4行星齒輪組的太陽輪經離合器與第2行星齒輪組的太陽輪聯接,第4行星齒輪組的齒圈與第3行星齒輪組的行星輪架聯接,并通過制動器與變速器殼聯接。第3行星齒輪組的行星輪架通過離合器與第2行星齒輪組的太陽輪聯接。第3行星齒輪組的太陽輪與第1行星齒輪組的齒圈聯接并經離合器與第2行星齒輪組的行星輪架聯接,第2行星齒輪組的行星輪架通過制動器與變速器殼聯接,第2行星齒輪組的太陽輪與液壓動力扭矩轉換器的輸出部件聯接,并直接與變速器的輸入件聯接。第2行星齒輪組的齒圈與第1行星齒輪組的行星輪架聯接。第1行星齒輪組的太陽輪通過制動器與變速器殼聯接。
上述特征是極為重要的,且它們之間是相互關聯的,這些特征的總和足以可靠的保證達到對變速裝置所提出的技術性能和技術效果。
附圖說明
圖1表示運行車輛傳動系實現9檔的液力機械變速裝置的動力系統示意圖。
具體實施方式
下面借助于具體實例詳細描述本發明,這一具體實例并非是實現本發明的唯一可行的方案,但它以其具備的一系列特征清楚地展示了達到所需技術性能的可能性。
按照本發明,液力機械變速裝置或變速器包括液壓動力扭矩轉換器和帶有以受控的或控制制動器和離合器形式的控制部件的行星變速器或變速裝置。在該變速裝置中,第4行星齒輪組的行星輪架作為輸出件與第3行星齒輪組的齒圈相連接。第4行星齒輪組的太陽輪通過離合器與第2行星齒輪組的太陽輪相連接。第4行星齒輪組的齒圈與第3行星齒輪組的行星輪架相連接并通過制動器與變速器殼或變速裝 置殼相連接。第3行星齒輪組的行星輪架通過離合器與第2行星齒輪組的太陽輪相連接。第3行星齒輪組的太陽輪與第1行星齒輪組的齒圈相連接,并通過離合器與第2行星齒輪組的行星輪架相連接。第2行星齒輪組的行星輪架通過制動器與變速器殼相連接。第2行星齒輪組的太陽輪與液壓動力扭矩轉換器的輸出部件相連接,并直接和變速器的輸入件相連接。第2行星齒輪組的齒圈與第1行星齒輪組的行星輪架相連接,且第1行星齒輪組的太陽輪通過制動器與變速器殼相連接。
下面以越野車為示例來描述用于自動傳動系或傳動裝置的液力機械變速裝置或變速器的實例。
具有9個前進檔和1個倒檔的自動變速裝置包括變速器殼(或殼體)19、輸入件20、輸出件21、液壓動力扭矩轉換器和行星齒輪變速器或變速裝置。行星齒輪變速器包括有4個行星齒輪組和3個受控的或控制離合器和3個受控的或控制制動器。
按照本發明的自動變速裝置,行星變速器包括4個行星齒輪組。第1行星齒輪組包括太陽輪3、行星輪架2和齒圈1。第2行星齒輪組包括太陽輪6、行星輪架5和齒圈4。第3行星齒輪組包括太陽輪9、行星輪架8和齒圈7。第4行星齒輪組包括太陽輪12、行星輪架11和齒圈10。
輸入件20與第2行星齒輪組的太陽輪6相連接,并與液體動力轉換器的輸出部件22相連接。輸出件21與第4行星齒輪組的行星輪架11以及與之相連的第3行星齒輪組的齒圈7相連接。第1行星齒輪組的行星輪架2與第2行星齒輪組的齒圈4相連接。制動器13將第2行星齒輪組的行星輪架5與變速器殼19連接在一起。制動器14將第1行星齒輪組的太陽輪3與變速器殼19連接在一起。離合器18將第2行星齒輪組的行星輪架5與第1行星齒輪組的齒圈1以及與之相連的第3行星齒輪組的太陽輪9連接起來。制動器15將第3行星齒輪組的行星輪架8以及與之相連的第4行星齒輪組的齒圈10與變速器殼19連在一起。離合器16將輸入件20與第3行星齒輪組的行星輪架8以及與之相連的第4行星齒輪組的齒圈10連接起來。離合器17將輸入件20與第4行星齒輪組的太陽輪12連接起來。
本發明的自動變速裝置的工作過程如下:
在運行車輛起動之后,從第1檔到第9檔的順序換擋能使車輛加速到所希望的速度。在變速器在空檔位置,所有的控制部件都處于脫離接合的狀態。
當切換到第1前進檔時,制動器13,14,15被接合,就是說,第2行星齒輪組的行星輪架5、第1行星齒輪組的太陽輪3以及與第4行星齒輪組的齒圈10相連的第3行星齒輪組的行星輪架8的角速度為零。
扭矩由輸入件20被傳遞給第2行星齒輪組的太陽輪6,進而經第2行星齒輪組的行星輪架5被傳遞給第2行星齒輪組的齒圈4以及與之相連的第1行星齒輪組的行星輪架2,由此被傳遞至第1行星齒輪組的齒圈1以及與其相連的第3行星齒輪組的太陽輪9。然后扭矩經第3行星齒輪組的行星輪架8被傳遞給第3行星齒輪組的齒圈7以及與之相連的第4行星齒輪組的行星輪架11,并直接被傳遞給輸出件21。
當切換到第2前進檔時,制動器14被脫開接合且離合器17被接合,而制動器13和15仍處于接合狀態。這樣,第2行星齒輪組的行星輪架5和第3行星齒輪組的行星輪架8以及與之相連的第4行星齒輪組的齒圈10的角速度為零。此時,與輸入件20相連的第2行星齒輪組的太陽輪6的角速度與第4行星齒輪組的太陽輪12的角速度相同。
扭矩從輸入件20經處于接合狀態的離合器17被傳遞給第4行星齒輪組的太陽輪12,且由此傳給第4行星齒輪組的行星輪架11以及與其相連的第3行星齒輪組的齒圈7,并直接被傳遞給輸出件21。
當切換到第3前進檔時,制動器15被脫開接合且制動器14被接合,而離合器17和制動器13仍處于接合狀態。這樣,第2行星齒輪組的行星輪架5和第1行星齒輪組的太陽輪3的角速度為零。同時,第2行星齒輪組的太陽輪6以及與之相連的輸入件20的角速度等于第4行星齒輪組的太陽輪12的角速度。
扭矩從輸入件20經處于接合狀態下的離合器17被傳遞給第4行星齒輪組的太陽輪12,并進而被傳遞給第4行星齒輪組的行星輪架11以及與之相連的第3行星齒輪組的齒圈7。接著,扭矩到達第3行星齒輪組的行星輪架8,并從這里扭矩被分成了兩路,第一路扭矩是從第3行星齒輪組的行星輪架8經第3行星齒輪組的太陽輪9以及與之相連的第1行星齒輪組的齒圈1傳遞給第1行星齒輪組的行星輪架2以及與之相連的第2行星齒輪組的齒圈4。由此接著經第2行星齒輪組的行 星輪架5傳遞給第2行星齒輪組的太陽輪6,在這里這一路扭矩與輸入件20上的扭矩相匯合。另一路扭矩則是從第3行星齒輪組的行星輪架8以及與之相連的第4行星齒輪組的齒圈10傳遞給第4行星齒輪組的行星輪架11,并在這里與輸入件20上的扭矩相匯合。扭矩從第4行星齒輪組的行星輪架11直接傳遞到與之相連的輸出件21。
當切換到第4前進檔時,制動器14被脫開接合且離合器18被接合,而制動器13和離合器17仍處于接合狀態。這樣,第2行星齒輪組的行星輪架5的角速度為零。與此同時,第2行星齒輪組的太陽輪6以及與之相連的輸入件20的角速度與第4行星齒輪組的太陽輪12的角速度相同,而第2行星齒輪組的行星輪架5的角速度等于第1行星齒輪組的齒圈1以及與之相連的第3行星齒輪組的太陽輪9的角速度。
扭矩從輸入件20經處于接合狀態的離合器17被傳遞給第4行星齒輪組的太陽輪12,進而被傳遞給第4行星齒輪組的行星輪架11以及與之相連的第3行星齒輪組的齒圈7。接著,扭矩被傳遞到第3行星齒輪組的行星輪架8以及與之相連的第4行星齒輪組的齒圈10,由此接著被傳遞給第4行星齒輪組的行星輪架11以及直接與其相連的輸出件21,并與輸出件21上的原扭矩匯合。
當切換到第5前進檔時,制動器13被脫開接合且制動器14被接合,而離合器17和18仍處于接合狀態。這樣,第1行星齒輪組的太陽輪3的角速度為零。與此同時,第2行星齒輪組的太陽輪6以及與之相連的輸入件20的角速度與第4行星齒輪組的太陽輪12的角速度相同,而第2行星齒輪組的行星輪架5的角速度等于第1行星齒輪組的齒圈1以及與之相連的第3行星齒輪組的太陽輪9的角速度。
扭矩從輸入件20被傳遞給第2行星齒輪組的太陽輪6,并在此被分成了兩路。第一路扭矩是由第2行星齒輪組的太陽輪6經第2行星齒輪組的行星輪架5和離合器18傳遞給第1行星齒輪組的齒圈1以及與之相連的第3行星齒輪組的太陽輪9。并由此被分并傳遞到第1行星齒輪組的行星輪架2以及與之相連的第2行星齒輪組的齒圈4,并由此進而傳遞給第2行星齒輪組的行星輪架5,并在此處與第一路的扭矩匯合,并經與第4行星齒輪組的齒圈10相連的第3行星齒輪組的行星輪架8傳遞給第4行星齒輪組的行星輪架11,并在此與第二路扭矩匯合。這第二路扭矩是從第2行星齒輪組的太陽輪6經離合器17并進而經第 4行星齒輪組的太陽輪12傳遞給第4行星齒輪組的行星輪架11的。在第4行星齒輪組的行星輪架11上匯合起來的扭矩又分成兩路,第一路扭矩經第4行星齒輪組的行星輪架11以及與之相連的第3行星齒輪組的齒圈7與第3行星齒輪組的行星輪架8上的扭矩匯合在一起,而第二路扭矩則是由第4行星齒輪組的行星輪架11直接傳遞給與其相連的輸出件21。
當切換到第6前進檔時,制動器14被脫開接合且離合器16被接合,而離合器17和18處于接合狀態。這樣,第2行星齒輪組的太陽輪6以及與其相連的輸入件20的角速度與第4行星齒輪組的太陽輪12的角速度相同,而第2行星的齒輪組的行星輪架5的角速度與第1行星齒輪組的齒圈1以及與其相連的第3行星齒輪組的太陽輪9的角速度相同。同時,第3行星齒輪組的行星輪架8及與其相連的第4行星齒輪組的齒圈10的角速度與第2行星齒輪組的太陽輪6以及與其相連的輸入件20的角速度相同。
在輸入件20上的扭矩被分成兩路。第一路扭矩是經離合器16和第3行星齒輪組的行星輪架8以及與之相連的第4行星齒輪組的齒圈10傳遞給第4行星齒輪組的行星輪架11,并在此處與第二路扭矩相匯合。而后者又是由輸入件20經離合器17和第4行星齒輪組的太陽輪12傳遞給與輸出件21直接連在一起的第4行星齒輪組的行星輪架11上的。
當切換到第7前進檔時,離合器17被脫開接合且制動器14被接合,而離合器16和18處于接合狀態。這樣,第1行星齒輪組的太陽輪3的角速度是零。此時,第3行星齒輪組的行星輪架8以及與其相連的第4行星齒輪組的齒圈10的角速度等于第2行星齒輪組的太陽輪6以及與其相連的輸入件20的角速度相同,而第2行星齒輪組的行星輪架5的角速度與第1行星齒輪組的齒圈1以及與其相連的第3行星齒輪組的太陽輪9的角速度相同。
扭矩從輸入件20經離合器16被傳遞給第3行星結構行星輪架8,在此處扭矩被分成兩路。第一路扭矩是由第3行星齒輪組的行星輪架8經第3行星齒輪組的太陽輪9以及與之相連的第1行星齒輪組的齒圈1和離合器18傳遞給第2行星結構行星輪架5,從這里接著分而又傳遞給與輸入件20相連的第2行星齒輪組的太陽輪6。并與原輸入的扭矩 相匯合后傳遞給第2行星齒輪組的齒圈4以及與其相連的第1行星齒輪組的行星輪架2,并由此傳遞至第1行星齒輪組的齒圈1以及與其相連的第3行星齒輪組的太陽輪9,并與第一路扭矩相匯合。第二路扭矩是從第3行星齒輪組的行星輪架8傳遞至第3行星齒輪組的齒圈7以及與之相連的第4行星齒輪組的行星輪架11并直接傳遞給輸出件21。
在切換到第8前進檔時,制動器14被脫開接合且制動器13被接合,而離合器16和18處于接合狀態。這樣,第2行星齒輪組的行星輪架5的角速度為零。同時,第3行星齒輪組的行星輪架8以及與其相連的第4行星齒輪組的齒圈10的角速度與第2行星齒輪組的太陽輪6以及與其相連的輸入件20的角速度相同。而第2行星齒輪組的行星輪架5的角速度與第1行星齒輪組的齒圈1以及與其相連的第3行星齒輪組的太陽輪9的角速度相同。
扭矩從輸入件20經離合器16被傳遞給第3行星齒輪組的行星輪架8,進而被傳遞至第3行星齒輪組的齒圈7以及與之相連的第4行星齒輪組的行星輪架11并直接傳給輸出件21。
在切換到第9前進檔時,離合器18被脫開接合且制動器14被接合,而離合器16和制動器13處于接合狀態。這樣,第2行星齒輪組的行星輪架5和第1行星齒輪組的太陽輪3的角速度為零。同時,第3行星齒輪組的行星輪架8以及與其相連的第4行星齒輪組的齒圈10的角速度與第2行星齒輪組的太陽輪6以及與其相連的輸入件20的角速度相同。
扭矩從輸入件20被傳遞給第2行星齒輪組的太陽輪6,在這里扭矩被分成兩路。第一路扭矩是從第2行星齒輪組的太陽輪6經第2行星齒輪組的行星輪架5被傳遞給第2行星齒輪組的齒圈4以及與其相連的第1行星齒輪組的行星輪架2,并由此被傳遞給第1行星齒輪組的齒圈1以及與之相連的第3行星齒輪組的太陽輪9,并進而被傳遞至第3行星齒輪組的行星輪架8。在這里與扭矩的第二路相匯合,而后者是由第2行星齒輪組的太陽輪6以及與之相連的輸入件20經離合器16傳遞給第3行星齒輪組的行星輪架8的。匯合后的扭矩由第3行星齒輪組的行星輪架8傳遞至第3行星齒輪組的齒圈7以及與之直接相連的第4行星齒輪組的行星輪架11和輸出件21。
在切換到倒檔時,制動器14和15以及離合器18被接合。這樣, 第1行星齒輪組的太陽輪3和第3行星齒輪組的行星輪架8以及與其相連的第4行星齒輪組的齒圈10的角速度為零。而第2行星齒輪組的行星輪架5與第1行星齒輪組的齒圈1以及與其相連的第3行星齒輪組的太陽輪9的角速度相等。
扭矩從輸入件20被傳遞給第2行星齒輪組的太陽輪6,由此再經第2行星齒輪組的行星輪架5和離合器18被傳遞給第1行星齒輪組的齒圈1以及與其相連的第3行星齒輪組的太陽輪9。在這里扭矩被分成兩路。第一路扭矩是從第1行星齒輪組的齒圈1以及與其相連的第3行星齒輪組的太陽輪9傳遞給第1行星齒輪組的行星輪架2以及與其相連的第2行星齒輪組的齒圈4,進而傳遞給第2行星齒輪組的行星輪架5,并在這里與從輸入件20進入的原扭矩匯合。第二路扭矩則是由第1行星齒輪組的齒圈1以及與其相連的第3行星齒輪組的太陽輪9經第3行星齒輪組的行星輪架8傳遞給第3行星齒輪組的齒圈7以及與其相連的第4行星齒輪組的行星輪架11和直接相連的輸出件21。
與現有技術的變速裝置相比,本發明的變速裝置的結構配置的變化及控制部件的接合順序的改變,以及減少聯接或耦合的環節等都能夠達到所提出的技術效果和更加廣泛變速裝置的動力范圍。此外,還有在換檔過程中不會造成功率傳遞的中斷。另外可以改善變速器的動力性能及增加其使用壽命。
本發明在工業上是可行的,因為實現它并不需要專門的新工藝和專用設備。所需要的工藝和設備都可在生產變速裝置(包括行星變速器)的機械制造業中所采用的工藝和設備。

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