CN108799441B - 多级变速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多级变速器，涉及汽车的技术领域，多级变速器包括四组行星排、六个换挡元件、传动轴以及输出轴；传动轴分别与第一离合器、第二离合器以及第二太阳轮连接；第一制动器与第一太阳轮连接；第一齿圈与第二行星架连接；第一行星架与输出轴连接；第二齿圈通过第四轴与第三行星架连接，且第四轴与第一离合器连接；第三太阳轮通过第五轴与第三制动器连接，且第五轴与第二离合器连接；第三齿圈与第一行星架连接；第三行星架与第二制动器连接；第四太阳轮与第四制动器连接；上述多级变速器的效率较高，扭矩载荷较大，且结构较小，占用空间较小，能够适用于结构紧凑型的车辆。

Description

多级变速器

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其是涉及一种多级变速器。

背景技术

变速器是用来改变来自发动机的转速和转矩的机构，它能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比，又称变速箱。变速器由变速传动机构和操纵机构组成，有些汽车还有动力输出机构。传动机构大多用普通齿轮传动，也有的用行星齿轮传动。

在现有技术中，变速器的实施方式都是直接依次相继地布置三个行星齿轮组，四个或者其他的换挡元件部分地被直接布置在耦接的行星齿轮组之前或者之后。

但是，这种变速器的效率较低，扭矩载荷较大，结构较大，无法适用于结构紧凑型的车辆。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多级变速器，以改善现有技术中存在的变速器的效率较低，扭矩载荷较大，结构较大，无法适用于结构紧凑型的车辆的技术问题。

本发明提供的多级变速器，包括变速器壳体、第一行星排、第二行星排、第三行星排、第四行星排、第一制动器、第二制动器、第三制动器、第四制动器、第一离合器、第二离合器、传动轴以及输出轴；

第一行星排、第二行星排、第三行星排、第四行星排；第一制动器、第二制动器、第三制动器、第四制动器、第一离合器以及第二离合器均设置在变速器壳体的内部；第一制动器、第二制动器、第三制动器以及第四制动器分别与变速箱壳体固定连接；

第三制动器和第四制动器设置在第一截面中；第二制动器和第四行星排设置在第二截面中；第三行星排设置在第三截面中；第一离合器和第二离合器设置在第四截面中；第二行星排设置在第五截面中；第一行星排设置在第六截面中；第一制动器设置在第七截面中；

第一行星排包括第一太阳轮、第一行星齿轮、第一行星架以及第一齿圈；第二行星排包括第二太阳轮、第二行星齿轮、第二行星架以及第二齿圈；第三行星排包括第三太阳轮、第三行星齿轮、第三行星架以及第三齿圈；第四行星排包括第四太阳轮、第四行星齿轮；第四行星齿轮与第三行星齿轮同轴设置，且第四行星齿轮与第三行星齿轮固定连接；第四行星齿轮固定连接地设置在第三行星架上；

传动轴分别与第一离合器、第二离合器以及第二太阳轮连接；第一制动器通过第一轴与第一太阳轮连接；第一齿圈通过第二轴与第二行星架连接；第一行星架通过第三轴与输出轴连接；第二齿圈通过第四轴与第三行星架连接，且第四轴与第一离合器连接；第三太阳轮通过第五轴与第三制动器连接，且第五轴与第二离合器连接；第三齿圈通过第六轴与第一行星架连接；第三行星架通过第七轴与第二制动器连接；第四太阳轮通过第八轴与第四制动器连接；

多级变速器还包括油泵和泵驱动器；油泵和泵驱动器设置在变速箱壳体的内部；泵驱动器与油泵连接。

进一步的，多级变速器还包括液力变矩器；

液力变矩器设置在变速器壳体的内部；液力变矩器分别与发动机和传动轴的输入端连接。

进一步的，多级变速器还包括双质量飞轮和混动模块；

混动模块和双质量飞轮均设置在变速器壳体的内部；混动模块和双质量飞轮均与传动轴的输入端连接。

进一步的，多级变速器还包括驻车棘轮；

驻车棘轮与第六轴连接。

进一步的，第一离合器和第二离合器为双椎体离合器。

进一步的，第一离合器和第二离合器为齿式离合器。

进一步的，多级变速器还包括电泵；

电泵设置在变速箱壳体的内部；电泵与油泵并联设置，且电泵与液压控制系统连接。

进一步的，多级变速器还包括蓄能器；

蓄能器设置在变速箱壳体的内部；蓄能器与油泵并联设置，且蓄能器与液压控制系统连接。

进一步的，变速箱壳体的内部设置有壳体隔板；

壳体隔板设置在第一截面远离第二截面的一侧；第二制动器、第三制动器以及第四制动器均与壳体隔板连接。

进一步的，液力变矩器的涡轮通过第九轴与传动轴连接。

本发明提供的多级变速器，在使用过程中，油泵通过泵驱动器向液压控制系统供油，传动轴转动进而带动变速组件运动以完成换挡操作。多级变速器的各个构件之间的轴最短，使得相互放置的轴能够尽可能少，且最优地利用在各个横截面中可用结构空间。

由上可知，上述多级变速器的效率较高，扭矩载荷较大，且结构较小，占用空间较小，能够适用于结构紧凑型的车辆。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的设置有液力变矩器的多级变速器的结构原理图；

图2为本发明实施例提供的设置有双质量飞轮和混动模块的多级变速器的结构原理图；

图3为本发明实施例提供的多级变速器的换挡逻辑示意图。

图标：1-变速器壳体；2-第一行星排；3-第二行星排；4-第三行星排；5-第四行星排；6-传动轴；7-输出轴；8-第一截面；9-第二截面；10-第三截面；11-第四截面；12-第五截面；13-第六截面；14-第七截面；15-第八截面；16-油泵；17-泵驱动器；18-驻车棘轮；19-第一轴；20-第二轴；21-第三轴；22-第四轴；23-第五轴；24-第六轴；25-第七轴；26-第八轴；27-第九轴；28-电泵；29-液力变矩器；30-壳体隔板；31-双质量飞轮；32-混动模块；33-电机；201-第一太阳轮；202-第一行星齿轮；203-第一行星架；204-第一齿圈；301-第二太阳轮；302-第二行星齿轮；303-第二行星架；304-第二齿圈；401-第三太阳轮；402-第三行星齿轮；403-第三行星架；404-第三齿圈；501-第四太阳轮；502-第四行星齿轮；2901-涡轮；2902-泵轮；2903-导轮；B1-第一制动器；B2-第二制动器；B3-第三制动器；B4-第四制动器；C1-第一离合器；C2-第二离合器；C0-第三离合器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图3所示，本发明提供的多级变速器，包括变速器壳体1、第一行星排2、第二行星排3、第三行星排4、第四行星排5、第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3、第四制动器B4、第一离合器C1、第二离合器C2、液力变矩器29、传动轴6以及输出轴7；

第一行星排2、第二行星排3、第三行星排4、第四行星排5；第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3、第四制动器B4、第一离合器C1以及第二离合器C2均设置在变速器壳体1的内部；第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3以及第四制动器B4分别与变速箱壳体固定连接；

第三制动器B3和第四制动器B4设置在第一截面8中；第二制动器B2和第四行星排5设置在第二截面9中；第三行星排4设置在第三截面10中；第一离合器C1和第二离合器C2设置在第四截面11中；第二行星排3设置在第五截面12中；第一行星排2设置在第六截面13中；第一制动器B1设置在第七截面14中；

第一行星排2包括第一太阳轮201、第一太阳轮202、第一行星架203以及第一齿圈204；第二行星排3包括第二太阳轮301、第二太阳轮302、第二行星架303以及第二齿圈304；第三行星排4包括第三太阳轮401、第三行星齿轮402、第三行星架403以及第三齿圈404；第四行星排5包括第四太阳轮501、第四行星齿轮502；第四行星齿轮502与第三行星齿轮402同轴设置，且第四行星齿轮502与第三行星齿轮402固定连接；第四行星齿轮502固定连接地设置在第三行星架403上；

传动轴6分别与第一离合器C1、第二离合器C2以及第二太阳轮301连接；第一制动器B1通过第一轴19与第一太阳轮201连接；第一齿圈204通过第二轴20与第二行星架303连接；第一行星架203通过第三轴21与输出轴7连接；第二齿圈304通过第四轴22与第三行星架403连接，且第四轴22与第一离合器C1连接；第三太阳轮401通过第五轴23与第三制动器B3连接，且第五轴23与第二离合器C2连接；第三齿圈404通过第六轴24与第一行星架203连接；第三行星架403通过第七轴25与第二制动器B2连接；第四太阳轮501通过第八轴26与第四制动器B4连接；

多级变速器还包括油泵16和泵驱动器17；油泵16和泵驱动器17设置在变速箱壳体的内部；泵驱动器17与油泵16连接。

换挡具体操作如下：

R档位：第二制动器B2闭合；第一制动器B1、第三制动器B3、第四制动器B4、第一离合器C1以及第二离合器C2放开；

第一档位：第一制动器B1、第二制动器B2闭合；第三制动器B3、第四制动器B4、第一离合器C1以及第二离合器C2放开；

第二档位：第一制动器B1和第四制动器B4闭合；第二制动器B2、第三制动器B3、第一离合器C1以及第二离合器C2放开；

第三档位：第一制动器B1和第三制动器B3闭合；第二制动器B2、第四制动器B4、第一离合器C1以及第二离合器C2放开；

第四档位：第一制动器B1和第二离合器C2闭合；第二制动器B2、第三制动器B3、第四制动器B4以及第一离合器C1放开；

第五档位：第一制动器B1和第一离合器C1闭合；第二制动器B2、第三制动器B3、第四制动器B4以及第二离合器C2放开；

第六档位：第一离合器C1和第二离合器C2闭合；第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3以及第四制动器B4放开；

第七档位：第三制动器B3和第一离合器C1闭合；第一制动器B1、第二制动器B2、第四制动器B4以及第二离合器C2放开；

第八档位：第四制动器B4和第一离合器C1闭合；第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3以及第二离合器C2放开。

多级变速器具有八个前进挡，且传动比范围为8.167。

本实施例提供的多级变速器，在使用过程中，油泵16通过泵驱动器17液压控制系统供油，传动轴6转动进而带动变速组件运动以完成换挡操作。多级变速器的各个构件之间的轴最短，使得相互放置的轴能够尽可能少，且最优地利用在各个横截面中可用结构空间。

由上可知，上述多级变速器的效率较高，扭矩载荷较大，且结构较小，占用空间较小，能够适用于结构紧凑型的车辆。

如图1所示，在上述实施例的基础上，进一步的，多级变速器还包括液力变矩器29；

液力变矩器29设置在变速器壳体1的内部；液力变矩器29分别与发动机和传动轴6的输入端连接。

其中，泵驱动器17向液力变矩器29供油，从而令液力变矩器29转动。

本实施例中，液力变矩器29转动从而增大传动轴6的转矩。

如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步的，多级变速器还包括双质量飞轮31和混动模块32；

混动模块32和双质量飞轮31均设置在变速器壳体1的内部；混动模块32和双质量飞轮31均与传动轴6的输入端连接。

其中，混动模块32包括电机33和第三离合器C0。第三离合器C0与传动轴6、双质量飞轮31以及电机33连接。在使用过程中，当纯电动驱动时，第三离合器C0放开；当发动机驱动或者混动时，第三离合器C0闭合。

本实施例中，上述设置能够实现纯电动、发动机驱动以及混动三种驱动方式，同时，双质量飞轮的设置还能够起到减震以及增大传动轴6的转矩的作用。

如图1和图2所示，在上述实施例的基础上，进一步的，多级变速器还包括驻车棘轮18；

驻车棘轮18与第六轴24连接。

其中，驻车棘轮18可以设置在第五截面12和第六截面13之间的第八截面15中。

本实施例中，驻车棘轮18在此的连接不需要额外的轴向结构空间，这样能够减小装置的占用空间，更加适用于结构紧凑型的车辆。

在上述实施例的基础上，进一步的，第一离合器C1和第二离合器C2为双椎体离合器；或者第一离合器C1和第二离合器C2为齿式离合器。

本实施例中，双椎体离合器或者齿式离合器的构造更加紧凑，有利于减小装置的占用空间。

如图1和图2所示，在上述实施例的基础上，进一步的，多级变速器还包括电泵28；

电泵28设置在变速箱壳体的内部；电泵28与油泵16并联设置，且电泵28与液压控制系统连接。

当发动机自动熄火之后，电泵28低速运转用以补偿液压控制系统的泄露、对机械执行机构进行润滑、对离合器和制动器进行预冲油；并且，在发动机再次启动之后，电泵28和油泵16同时为液压控制系统供油，快速为离合器冲油，保证车辆的快速启动。

本实施例中，在起步阶段，油泵16不能达到预设的油压和转速，无法完成对液压控制系统供油，因此需要电泵28带动油泵16启动，电泵28能够起到辅助起步的作用。

在上述实施例的基础上，进一步的，多级变速器还包括蓄能器；

蓄能器设置在变速箱壳体的内部；蓄能器与油泵16并联设置，且蓄能器与液压控制系统连接。

蓄能器的工作过程与上述电泵28的工作过程相同。

本实施例中，在起步阶段，油泵16不能达到预设的油压和转速，无法完成对液压控制系统供油，因此需要蓄能器带动油泵16启动，蓄能器能够起到辅助起步的作用。

如图1和图2所示，在上述实施例的基础上，进一步的，变速箱壳体的内部设置有壳体隔板30；

壳体隔板30设置在第一截面8远离第二截面9的一侧；第二制动器B2、第三制动器B3以及第四制动器B4均与壳体隔板30连接。

本实施例中，壳体隔板30为第二制动器B2和第三制动器B3提供了设置位置，并为紧凑结构提供了良好的前提条件。

如图1所示，在上述实施例的基础上，进一步的，液力变矩器29的涡轮2901通过第九轴27与传动轴6连接。

本实施例中，在使用过程中，油泵16通过泵驱动器17向液力变矩器29的泵轮2902供油，液力变矩器29的泵轮2902、涡轮2901以及导轮2093配合以实现转动过程，涡轮2901上的第九轴27随之转动，从而带动传动轴6转动，传动轴6转动进而带动变速组件运动以完成换挡操作。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种多级变速器，其特征在于，包括：变速器壳体、第一行星排、第二行星排、第三行星排、第四行星排、第一制动器、第二制动器、第三制动器、第四制动器、第一离合器、第二离合器、传动轴以及输出轴；

所述第一行星排、所述第二行星排、所述第三行星排、所述第四行星排、所述第一制动器、所述第二制动器、所述第三制动器、所述第四制动器、所述第一离合器、所述第二离合器均设置在变速器壳体的内部；所述第一制动器、所述第二制动器、所述第三制动器以及所述第四制动器分别与所述变速器壳体固定连接；

所述第三制动器和所述第四制动器设置在第一截面中；所述第二制动器和所述第四行星排设置在第二截面中；所述第三行星排设置在第三截面中；所述第一离合器和所述第二离合器设置在第四截面中；所述第二行星排设置在第五截面中；所述第一行星排设置在第六截面中；所述第一制动器设置在第七截面中；

所述第一行星排包括第一太阳轮、第一行星齿轮、第一行星架以及第一齿圈；所述第二行星排包括第二太阳轮、第二行星齿轮、第二行星架以及第二齿圈；所述第三行星排包括第三太阳轮、第三行星齿轮、第三行星架以及第三齿圈；所述第四行星排包括第四太阳轮、第四行星齿轮；所述第四行星齿轮与所述第三行星齿轮同轴设置，且所述第四行星齿轮与所述第三行星齿轮固定连接；所述第四行星齿轮固定连接地设置在所述第三行星架上；

所述传动轴分别与所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第二太阳轮连接；所述第一制动器通过第一轴与所述第一太阳轮连接；所述第一齿圈通过第二轴与所述第二行星架连接；所述第一行星架通过第三轴与所述输出轴连接；所述第二齿圈通过第四轴与所述第三行星架连接，且所述第四轴与所述第一离合器连接；所述第三太阳轮通过第五轴与所述第三制动器连接，且所述第五轴与所述第二离合器连接；所述第三齿圈通过第六轴与所述第一行星架连接；所述第三行星架通过第七轴与所述第二制动器连接；所述第四太阳轮通过第八轴与所述第四制动器连接；

所述多级变速器还包括油泵和泵驱动器；所述油泵和所述泵驱动器设置在所述变速器壳体的内部；所述泵驱动器与油泵连接；

换挡具体操作如下：

R档位：第二制动器闭合；第一制动器、第三制动器、第四制动器、第一离合器以及第二离合器放开；

第一档位：第一制动器、第二制动器闭合；第三制动器、第四制动器、第一离合器以及第二离合器放开；

第二档位：第一制动器和第四制动器闭合；第二制动器、第三制动器、第一离合器以及第二离合器放开；

第三档位：第一制动器和第三制动器闭合；第二制动器、第四制动器、第一离合器以及第二离合器放开；

第四档位：第一制动器和第二离合器闭合；第二制动器、第三制动器、第四制动器以及第一离合器放开；

第五档位：第一制动器和第一离合器闭合；第二制动器、第三制动器、第四制动器以及第二离合器放开；

第六档位：第一离合器和第二离合器闭合；第一制动器、第二制动器、第三制动器以及第四制动器放开；

第七档位：第三制动器和第一离合器闭合；第一制动器、第二制动器、第四制动器以及第二离合器放开；

第八档位：第四制动器和第一离合器闭合；第一制动器、第二制动器、第三制动器以及第二离合器放开。

2.根据权利要求1所述的多级变速器，其特征在于，还包括液力变矩器；

所述液力变矩器设置在所述变速器壳体的内部；所述液力变矩器分别与发动机和所述传动轴的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的多级变速器，其特征在于，还包括双质量飞轮和混动模块；

所述混动模块和所述双质量飞轮均设置在所述变速器壳体的内部；所述混动模块和所述双质量飞轮均与所述传动轴的输入端连接。

4.根据权利要求1所述的多级变速器，其特征在于，还包括驻车棘轮；

所述驻车棘轮与所述第六轴连接。

5.根据权利要求1所述的多级变速器，其特征在于，所述第一离合器和所述第二离合器为双椎体离合器。

6.根据权利要求1所述的多级变速器，其特征在于，所述第一离合器和所述第二离合器为齿式离合器。

7.根据权利要求1所述的多级变速器，其特征在于，还包括电泵；

所述电泵设置在所述变速器壳体的内部；所述电泵与所述油泵并联设置，且所述电泵与液压控制系统连接。

8.根据权利要求1所述的多级变速器，其特征在于，还包括蓄能器；

所述蓄能器设置在所述变速器壳体的内部；所述蓄能器与所述油泵并联设置，且所述蓄能器与液压控制系统连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的多级变速器，其特征在于，所述变速器壳体的内部设置有壳体隔板；

所述壳体隔板设置在所述第一截面远离所述第二截面的一侧；所述第二制动器、所述第三制动器以及所述第四制动器均与所述壳体隔板连接。

10.根据权利要求2所述的多级变速器，其特征在于，所述液力变矩器的涡轮通过第九轴与所述传动轴连接。