專利名稱：機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車自動(dòng)變速器的動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，特別是汽車無級(jí)自動(dòng)變速器的動(dòng)力
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，汽車上使用的AT是有級(jí)自動(dòng)變速器，AT的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通常采用的是行星齒輪 系組合作為動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是能夠傳遞大轉(zhuǎn)矩，其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo) 致制造成本增加，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)會(huì)帶來復(fù)雜的故障，而且在高速傳動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)效力低，耗油量 大，不能適應(yīng)節(jié)能減排的發(fā)展方向。 目前，汽車上使用的CVT是無級(jí)自動(dòng)變速器，CVT的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通常采用的是傳動(dòng)鋼 帶與傳動(dòng)帶輪摩擦傳動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)效率高，CVT的使用結(jié)果比AT省油。其 缺點(diǎn)是不能夠傳遞大轉(zhuǎn)矩，如果需要CVT傳遞大轉(zhuǎn)矩，就必須要加大油壓力來增加傳動(dòng)鋼 帶與傳動(dòng)帶輪的摩擦系數(shù)，在加大油壓力的同時(shí)就是消耗能量，在加大油壓力的同時(shí)也必 須加大傳動(dòng)鋼帶和傳動(dòng)帶輪的強(qiáng)度和體積，在加大強(qiáng)度和體積之后，乘用汽車上也不適合 安裝大體積的CVT。再說，摩擦傳動(dòng)容易造成傳動(dòng)鋼帶與傳動(dòng)帶輪磨損。
目前，大多數(shù)工程機(jī)械通常使用液壓馬達(dá)，所謂的工程機(jī)械是指挖掘機(jī)、裝載機(jī)、 起重運(yùn)輸機(jī)械等，液壓馬達(dá)的優(yōu)點(diǎn)是低速能夠輸出大轉(zhuǎn)矩，并且通過液壓控制系統(tǒng)再控制 油壓和流量就能夠?qū)崿F(xiàn)無級(jí)變速。其缺點(diǎn)是不能夠在高速時(shí)輸出大轉(zhuǎn)矩，只能適用于低速 的工程機(jī)械，因此乘用汽車上還沒有使用液壓馬達(dá)作為無級(jí)變速來傳遞動(dòng)力。
目前乘用汽車的自動(dòng)變速器都是由電腦控制液壓系統(tǒng)；液壓系統(tǒng)再控制機(jī)械動(dòng) 力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；從而完成自動(dòng)變速器的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是將上述AT有級(jí)自動(dòng)變速器的優(yōu)點(diǎn)和液壓馬達(dá)無級(jí)變速的優(yōu)點(diǎn) 設(shè)計(jì)組合成為一種機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。該動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在前進(jìn)1檔至2檔的 車速時(shí)，采用AT有級(jí)自動(dòng)變速器能夠傳遞大轉(zhuǎn)矩的優(yōu)點(diǎn)，該動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在前進(jìn)2檔以上 的車速時(shí)，采用液壓馬達(dá)能夠?qū)崿F(xiàn)無級(jí)變速的優(yōu)點(diǎn)。 為達(dá)到上述目的，機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括傳動(dòng)換向機(jī)構(gòu)、液壓馬達(dá) 4、傳動(dòng)軸5、輸出軸13及殼體20、第一單級(jí)行星齒輪系、第二單級(jí)行星齒輪系和第三單級(jí)行 星齒輪系；所述的第一單級(jí)行星齒輪系包括太陽輪7、行星輪6、行星架22、內(nèi)齒圈21，太陽 輪7和行星輪6相嚙合，行星輪6和內(nèi)齒圈21相嚙合，行星輪6設(shè)在行星架22上；所述的 第二單級(jí)行星齒輪系包括太陽輪10、行星輪9、行星架8、內(nèi)齒圈18，太陽輪10和行星輪9 相嚙合，行星輪9和內(nèi)齒圈18相嚙合，行星輪9設(shè)在行星架8上；所述的第三單級(jí)行星齒輪 系包括太陽輪11、行星輪12、行星架14、內(nèi)齒圈15，太陽輪11和行星輪12相嚙合，行星輪 12和內(nèi)齒圈15相嚙合，行星輪12設(shè)在行星架14上；所述的傳動(dòng)軸5上設(shè)有液壓馬達(dá)4，液 壓馬達(dá)4的輸出軸和第一單級(jí)行星齒輪系中的行星架22聯(lián)結(jié)；所述的傳動(dòng)軸5輸出中端和第二單級(jí)行星齒輪系中的太陽輪10聯(lián)結(jié)；所述的傳動(dòng)軸5輸出終端和第三單級(jí)行星齒輪系 中的太陽輪11聯(lián)結(jié)；所述的傳動(dòng)軸5的輸入端與傳動(dòng)換向機(jī)構(gòu)相聯(lián)結(jié)；所述的第一單級(jí)行 星齒輪系中的太陽輪7和第二單級(jí)行星齒輪系中的行星架8聯(lián)結(jié)；第二單級(jí)行星齒輪系中 的行星架8和第三單級(jí)行星齒輪系中的內(nèi)齒圈15聯(lián)結(jié)；所述輸出軸13的輸入端和第三單 級(jí)行星齒輪系中的行星架14聯(lián)結(jié)；所述第一單級(jí)行星齒輪系中的內(nèi)齒圈21固定在殼體20 上；所述第二單級(jí)行星齒輪系中的內(nèi)齒圈18上設(shè)有單向離合器19，單向離合器19上設(shè)有 第一制動(dòng)器17 ;所述第三單級(jí)行星齒輪系中的內(nèi)齒圈15上設(shè)有第二制動(dòng)器16。
上述結(jié)構(gòu)，由于把液壓馬達(dá)整體裝配在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)軸上，這樣液壓馬達(dá)本身 轉(zhuǎn)速的起點(diǎn)增加，當(dāng)液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩再去驅(qū)動(dòng)工作元件時(shí)，工作元件獲得的轉(zhuǎn)速也就更 加高，這樣液壓馬達(dá)能實(shí)現(xiàn)高速輸出轉(zhuǎn)矩，因此，該動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在前進(jìn)1檔至2檔的車速 時(shí)，采用AT有級(jí)自動(dòng)變速器能夠傳遞大轉(zhuǎn)矩，該動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在前進(jìn)2檔以上的車速時(shí)，采 用液壓馬達(dá)能夠?qū)崿F(xiàn)無級(jí)變速。 作為本發(fā)明的具體化，所述的傳動(dòng)換向機(jī)構(gòu)包括輸入軸1、雙級(jí)行星齒輪系、雙向 滑動(dòng)齒套26、齒套固定位27 ;所述的雙級(jí)行星齒輪系包括太陽輪3、第一級(jí)行星輪2、第二級(jí) 行星輪23、內(nèi)齒圈25，行星架24、內(nèi)齒圈25，太陽輪3和第一級(jí)行星輪2相嚙合，第一級(jí)行 星輪2和第二級(jí)行星輪23相嚙合，第二級(jí)行星輪23和內(nèi)齒圈25相嚙合，第一級(jí)行星輪2 和第二級(jí)行星輪23設(shè)在行星架24上；所述的輸入軸1的輸出端和雙級(jí)行星齒輪系中的太 陽輪3聯(lián)結(jié)；所述雙向滑動(dòng)齒套26設(shè)在雙級(jí)行星齒輪系中的內(nèi)齒圈25上，所述齒套固定位 27設(shè)在雙向滑動(dòng)齒套26的左邊，齒套固定位27安裝在殼體20上。 這種結(jié)構(gòu)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)變檔機(jī)構(gòu)能夠完成空檔N位置、前進(jìn)檔D位置和倒檔R位置 三個(gè)方向的機(jī)械動(dòng)力傳動(dòng)。 作為改進(jìn)，所述的輸入軸1的輸入端上設(shè)有離合器。設(shè)置離合器能夠連通和切斷
發(fā)動(dòng)機(jī)與輸入軸1的動(dòng)力傳動(dòng)，起到保護(hù)的作用。 作為改進(jìn)，所述的離合器為摩擦片式離合器29。 作為改進(jìn)，所述的輸入軸l位于離合器的左端連接有油泵28。油泵28是能夠把機(jī) 械能量轉(zhuǎn)換成為油壓能量的裝置；本發(fā)明采用的是內(nèi)嚙合齒輪泵，該油泵具有結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn) 動(dòng)平穩(wěn)，輸出油壓高。油泵安裝在變速器殼體前面，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，飛輪上的離合 器的外殼同時(shí)也轉(zhuǎn)動(dòng)，該離合器外殼通過一個(gè)聯(lián)軸套驅(qū)動(dòng)油泵轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使油泵輸出油壓 力，該油壓通過自動(dòng)變速器電腦控制的液壓控制系統(tǒng)，可以控制第一制動(dòng)器和第二制動(dòng)器。
作為改進(jìn)，所述的油泵的輸出端通過油路與液壓馬達(dá)連通。該油壓通過自動(dòng)變速 器電腦控制的液壓控制系統(tǒng)，能夠控制液壓馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)。 本發(fā)明的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是將液壓馬達(dá)整體設(shè)在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)軸上，這樣液壓馬達(dá) 整體轉(zhuǎn)速的起點(diǎn)就增加了，當(dāng)液壓馬達(dá)整體高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)再輸出轉(zhuǎn)矩去驅(qū)動(dòng)工作元件，被驅(qū) 動(dòng)的工作元件獲得的轉(zhuǎn)速就更加高，這種設(shè)計(jì)就可以解決液壓馬達(dá)不能夠在高速時(shí)輸出轉(zhuǎn) 矩的缺點(diǎn)。


圖1為空檔N位置的機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖；
圖2為前進(jìn)檔D位置的機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意4
圖3為倒檔R位置的機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。 其中包括1為輸入軸；2為第一級(jí)行星輪；3為太陽輪；4為液壓馬達(dá)；5為傳動(dòng)軸； 6為行星輪；7為太陽輪；8為行星架；9為行星輪；10為太陽輪；11為太陽輪；12為行星輪; 13為輸出軸；14為行星架；15為內(nèi)齒圈；16為第二制動(dòng)器；17為第一制動(dòng)器；18為內(nèi)齒圈； 19為單向離合器；20為殼體；21為內(nèi)齒圈；22為行星架；23為第二級(jí)行星輪；24為行星架； 25為內(nèi)齒圈；26為雙向滑動(dòng)齒套；27為齒套固定位；28為油泵；29為摩擦片式離合器。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，也必須要由自動(dòng)變速器電腦控制的液 壓系統(tǒng)；再控制機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，才能完成有級(jí)自動(dòng)變速和無級(jí)自動(dòng)變速
組合的變速功能。 如圖1所示，機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，分段包括；摩擦片式離合器29、油 泵28、傳動(dòng)換向機(jī)構(gòu)、第一單級(jí)行星齒輪系、第二單級(jí)行星齒輪系，第三單級(jí)行星齒輪系、液 壓馬達(dá)4、傳動(dòng)軸5、輸出軸13及殼體20。 如圖1所示，以上所述的傳動(dòng)換向機(jī)構(gòu)包括輸入軸1、雙級(jí)行星齒輪系、雙向滑動(dòng) 齒套26、齒套固定位27 ;所述的輸入軸1的輸出端和太陽輪3聯(lián)結(jié)；所述的雙級(jí)行星齒輪 系包括太陽輪3、第一級(jí)行星輪2、第二級(jí)行星輪23、內(nèi)齒圈25、行星架24，太陽輪3和第一 級(jí)行星輪2相嚙合，第一級(jí)行星輪2和第二級(jí)行星輪23相嚙合，第二級(jí)行星輪23和內(nèi)齒圈 25相嚙合，第一級(jí)行星輪2和第二級(jí)行星輪23設(shè)在行星架24上；內(nèi)齒圈25上設(shè)有雙向滑 動(dòng)齒套26，雙向滑動(dòng)齒套26的左邊設(shè)有齒套固定位27，齒套固定位27設(shè)在殼體20上。
所述的這種傳動(dòng)換向機(jī)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)三種方向的動(dòng)力換向傳遞，其中包括空檔N位 置的空轉(zhuǎn)方式、前進(jìn)檔D位置的順時(shí)針傳動(dòng)方式，倒檔R位置的逆時(shí)針傳動(dòng)方式。
如圖1所示，所述的第一單級(jí)行星齒輪系包括太陽輪7、行星輪6、行星架22、內(nèi)齒 圈21，太陽輪7和行星輪6相嚙合，行星輪6和內(nèi)齒圈21相嚙合，行星輪6設(shè)在行星架22 上；第一單級(jí)行星齒輪系的主要作用是能夠?qū)⒁簤厚R達(dá)4輸出的轉(zhuǎn)矩，通過驅(qū)動(dòng)行星架 22，從而使太陽輪7順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并且增速輸出動(dòng)力。 如圖1所示，所述的第二單級(jí)行星齒輪系包括太陽輪10、行星輪9、行星架8、內(nèi)齒 圈18，太陽輪10和行星輪9相嚙合，行星輪9和內(nèi)齒圈18相嚙合，行星輪9設(shè)在行星架8 上；第二單級(jí)行星齒輪系主要用于前進(jìn)2檔的機(jī)械動(dòng)力傳遞。 如圖1所示，所述的第三單級(jí)行星齒輪系包括太陽輪11、行星輪12、行星架14、內(nèi)
齒圈15，太陽輪11和行星輪12相嚙合，行星輪12和內(nèi)齒圈15相嚙合，行星輪12設(shè)在行星
架14上；第三單級(jí)行星齒輪系主要用于前進(jìn)檔和倒檔的機(jī)械動(dòng)力傳遞。 如圖l所示，所述的第一單級(jí)行星齒輪系中的太陽輪7和第二單級(jí)行星齒輪系中
的行星架8相聯(lián)結(jié)；第二單級(jí)行星齒輪系中的行星架8和第三單級(jí)行星齒輪系中的內(nèi)齒圈
15相聯(lián)結(jié)。 如圖1所示，所述的第一單級(jí)行星齒輪系中的內(nèi)齒圈21固定在殼體20上；所述的 第二單級(jí)行星齒輪系中的內(nèi)齒圈18上設(shè)有單向離合器19，單向離合器19上設(shè)有第一制動(dòng) 器17 ;所述第三單級(jí)行星齒輪系中的內(nèi)齒圈15上設(shè)有第二制動(dòng)器16。
如圖1所示，所述的傳動(dòng)軸5的輸入端和雙級(jí)行星齒輪系的行星架24相聯(lián)結(jié)；所述的傳動(dòng)軸5上設(shè)有液壓馬達(dá)4，液壓馬達(dá)4的輸出軸端和第一單級(jí)行星齒輪系中的行星架 22相聯(lián)結(jié)；所述的傳動(dòng)軸5輸出中端和第二單級(jí)行星齒輪系中的太陽輪10相聯(lián)結(jié)；所述的 傳動(dòng)軸5輸出終端和第三單級(jí)行星齒輪系中的太陽輪11相聯(lián)結(jié)。 如圖1所示，所述的輸出軸13的輸入端和第三單級(jí)行星齒輪系中的行星架14相 聯(lián)結(jié)。 如圖1所示，所述的輸入軸1的輸入端上設(shè)置有摩擦片式離合器29。設(shè)置摩擦片 式離合器29的作用是能將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力與輸入軸1結(jié)合與分離。
如圖1所示，所述的油泵28是能夠?qū)C(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)換成為液壓能量的裝置；本發(fā)明 采用的是內(nèi)嚙合齒輪泵，該油泵具有結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，輸出油壓高。油泵28安裝在變速 器殼體前面，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，飛輪上的摩擦片式離合器29的外殼同時(shí)也轉(zhuǎn)動(dòng)，該 離合器外殼通過一個(gè)聯(lián)軸套驅(qū)動(dòng)油泵28轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使油泵28輸出油壓力，通過自動(dòng)變速器 電腦控制的液壓控制系統(tǒng)，能夠控制第一制動(dòng)器17和第二制動(dòng)器16的制動(dòng)與分離。
如圖1所示，所述的液壓馬達(dá)4，是能夠?qū)⒁簤耗芰哭D(zhuǎn)換成為機(jī)械動(dòng)力的裝置。本 發(fā)明采用的液壓馬達(dá)4是軸向柱塞式液壓馬達(dá)，軸向柱塞式液壓馬達(dá)的外形是圓柱體，適 合軸向安裝，也適合軸向整體轉(zhuǎn)動(dòng)和傳動(dòng)，軸向柱塞式液壓馬達(dá)的功率和扭矩都比較大，通 過自動(dòng)變速器電腦控制的液壓控制系統(tǒng)，能夠控制液壓馬達(dá)4輸出大轉(zhuǎn)矩，液壓控制系統(tǒng) 并且能夠控制油壓和流量從而使液壓馬達(dá)4實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。
本發(fā)明的機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)變速過程為
圖1所示為空檔N位置的機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖；
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上的摩擦片式離合器29，將動(dòng)力傳遞到輸入 軸1 ;輸入軸1順時(shí)針驅(qū)動(dòng)太陽輪3 ;太陽輪3順時(shí)針驅(qū)動(dòng)第一級(jí)行星輪2 ;第一級(jí)行星輪2 逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)第二級(jí)行星輪23 ;第二級(jí)行星輪23順時(shí)針驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒圈25 ;內(nèi)齒圈25順時(shí)針驅(qū) 動(dòng)雙向滑動(dòng)齒套26，由于雙向滑動(dòng)齒套26沒有和其它工作元件聯(lián)接，內(nèi)齒圈25驅(qū)動(dòng)雙向滑 動(dòng)齒套26就順時(shí)針空轉(zhuǎn)，行星架24就沒有轉(zhuǎn)矩輸出，從而形成空檔。雙向滑動(dòng)齒套26與 內(nèi)齒圈25是滑動(dòng)花鍵聯(lián)接，所以雙向滑動(dòng)齒套26在空檔N位置，前進(jìn)檔D位置和倒檔R位 置始終保持與內(nèi)齒圈25的滑動(dòng)聯(lián)接。 圖2所示為前進(jìn)檔D位置的機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖；
當(dāng)駕駛員左腳踩離合器踏板時(shí)，致使發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上的摩擦片式離合器29分離與 輸入軸1的動(dòng)力傳遞，同時(shí)駕駛員通過排檔桿驅(qū)動(dòng)撥叉，撥叉驅(qū)動(dòng)雙向滑動(dòng)齒套26撥到前 進(jìn)檔D位置時(shí)，雙向滑動(dòng)齒套26就會(huì)將內(nèi)齒圈25和行星架24串聯(lián)在一起，當(dāng)駕駛員左腳 緩慢放松離合器踏板時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上的摩擦片式離合器29緩慢接合；將動(dòng)力傳遞到輸入 軸1 ;輸入軸1順時(shí)針驅(qū)動(dòng)太陽輪3 ;太陽輪3順時(shí)針驅(qū)動(dòng)第一級(jí)行星輪2 ;第一級(jí)行星輪2 逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)第二級(jí)行星輪23 ;第二級(jí)行星輪23順時(shí)針驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒圈25 ;內(nèi)齒圈25順時(shí)針驅(qū) 動(dòng)雙向滑動(dòng)齒套26 ;雙向滑動(dòng)齒套26順時(shí)針驅(qū)動(dòng)行星架24 ;從而使太陽輪3和行星架24 同步順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并且將動(dòng)力傳遞到傳動(dòng)軸5 ;傳動(dòng)軸5順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到液壓馬 達(dá)4 ;傳動(dòng)軸5同時(shí)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)將動(dòng)力傳遞到太陽輪10和太陽輪11。 在上述過程中，當(dāng)駕駛員左腳踩離合器踏板的同時(shí)；自動(dòng)變速器電腦控制的液壓 系統(tǒng)已經(jīng)控制第二制動(dòng)器16制動(dòng)了內(nèi)齒圈15，當(dāng)駕駛員左腳緩慢放松離合器踏板時(shí)，發(fā)動(dòng) 機(jī)飛輪上摩擦片式離合器29緩慢接合；同時(shí)太陽輪11就順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到行星輪12 ;行星輪12逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到內(nèi)齒圈15和行星架14 ;由于內(nèi)齒圈15已經(jīng)被
第二制動(dòng)器16制動(dòng)，所以行星輪12逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)將動(dòng)力傳遞到行星架14 ;行星架14順時(shí)針 轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到輸出軸13。由上述傳動(dòng)過程得知，機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的 前進(jìn)1檔機(jī)械動(dòng)力傳動(dòng)路線成立。 在上述前進(jìn)1檔機(jī)械傳動(dòng)路線成立的同時(shí)，第二制動(dòng)器16制動(dòng)了內(nèi)齒圈15 ;同時(shí) 也制動(dòng)了行星架8和太陽輪7 ;由于行星架8被制動(dòng)，由于太陽輪10已經(jīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)
力傳遞到行星輪9 ;行星輪9逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到內(nèi)齒圈18 ;內(nèi)齒圈18逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)； 將動(dòng)力傳遞到單向離合器19 ;由于第一制動(dòng)器17還沒有制動(dòng)單向離合器19，單向離合器 19被內(nèi)齒圈18逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)同時(shí)整體逆時(shí)針空轉(zhuǎn)。由上述傳動(dòng)過程得知；機(jī)械和液壓組合
式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在前進(jìn)1檔機(jī)械傳動(dòng)路線成立時(shí)，沒受到第二單級(jí)行星齒輪系的機(jī)械運(yùn) 動(dòng)干涉。 在上述前進(jìn)1檔機(jī)械傳動(dòng)路線成立的同時(shí)，第二制動(dòng)器16制動(dòng)了內(nèi)齒圈15 ;同時(shí) 也制動(dòng)了行星架8和太陽輪7 ;由于太陽輪7被制動(dòng)，由于殼體20已經(jīng)固定了內(nèi)齒圈21 ; 同時(shí)液壓馬達(dá)4的輸出軸聯(lián)結(jié)的行星架22也被制動(dòng)；液壓馬達(dá)4的輸出軸端就處于制動(dòng)狀 態(tài)，同時(shí)汽車自動(dòng)變速器電腦控制的液壓系統(tǒng)；控制液壓馬達(dá)4內(nèi)部處于泄油狀態(tài)，所以液 壓馬達(dá)4外殼體聯(lián)結(jié)傳動(dòng)軸5能夠順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由上述傳動(dòng)過程得知，機(jī)械和液壓組合式動(dòng) 力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在前進(jìn)1檔的傳動(dòng)過程中，沒受到液壓馬達(dá)4和第一單級(jí)行星齒輪系的機(jī)械運(yùn) 動(dòng)干涉。 當(dāng)自動(dòng)變速器電腦控制1檔升2檔時(shí)，自動(dòng)變速器電腦控制的液壓系統(tǒng)控制第二 制動(dòng)器16停止制動(dòng)，同時(shí)第一制動(dòng)器17開始制動(dòng)，第一制動(dòng)器17制動(dòng)了單向離合器19， 單向離合器19同時(shí)制動(dòng)了內(nèi)齒圈18的逆轉(zhuǎn)，由于太陽輪10已經(jīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)將動(dòng)力 傳遞到行星輪9，行星輪9逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到行星架8 ;行星架8順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng) 力傳遞到內(nèi)齒圈15 ;內(nèi)齒圈15順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到行星輪12 ;行星輪12順時(shí)針轉(zhuǎn)
動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到行星架14 ;行星架14順時(shí)針增速轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到輸出軸13。在1檔 升2檔時(shí)，太陽輪11已經(jīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；內(nèi)齒圈15開始順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使行星架14在1檔 的基礎(chǔ)上增速輸出動(dòng)力，由上述傳動(dòng)路線得知；前進(jìn)2檔的轉(zhuǎn)速是；太陽輪11的轉(zhuǎn)速加上 內(nèi)齒圈15的轉(zhuǎn)速，共同驅(qū)動(dòng)第三單級(jí)行星齒輪系之后產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速，該轉(zhuǎn)速是兩個(gè)轉(zhuǎn)速的合 成，所以機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的前進(jìn)2檔機(jī)械動(dòng)力傳動(dòng)路線成立。
在前進(jìn)2檔機(jī)械動(dòng)力傳動(dòng)路線成立時(shí)，同時(shí)汽車自動(dòng)變速器電腦控制的液壓系統(tǒng) 向液壓馬達(dá)4開始供油，由于液壓控制系統(tǒng)中設(shè)計(jì)有油壓安全閥，當(dāng)汽車行駛阻力處于重 負(fù)荷時(shí)，油壓安全閥打開泄油，液壓馬達(dá)4雖然供油，但是液壓馬達(dá)4輸出的轉(zhuǎn)矩不能夠驅(qū) 動(dòng)行星架22，當(dāng)汽車行駛阻力負(fù)荷減輕時(shí)，油壓安全閥關(guān)閉泄油，液壓馬達(dá)4輸出的轉(zhuǎn)矩； 就能夠驅(qū)動(dòng)行星架22順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由于殼體20已經(jīng)固定了內(nèi)齒圈21，液壓馬達(dá)4驅(qū)動(dòng)行星
架22順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力遞到行星輪6 ;行星輪6逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到太陽輪7 ;太
陽輪7順時(shí)針超速轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到行星架8 ;行星架8順時(shí)針超速轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到
內(nèi)齒圈15 ;內(nèi)齒圈15順時(shí)針超速轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到行星輪12 ;行星輪12順時(shí)針超速轉(zhuǎn)
動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到行星架14 ;行星架14順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到輸出軸13。 由上述傳動(dòng)路線得知；當(dāng)汽車行駛阻力減輕時(shí)，液壓馬達(dá)4輸出的轉(zhuǎn)矩最終驅(qū)動(dòng)
的是內(nèi)齒圈15，由于汽車自動(dòng)變速器電腦根據(jù)汽車行駛阻力負(fù)荷的變化來控制液壓系統(tǒng)；并且同時(shí)控制液壓馬達(dá)4的油壓和流量，從而使液壓馬達(dá)4輸出的轉(zhuǎn)速可以發(fā)生變化，這種 變化的結(jié)果就實(shí)現(xiàn)了無級(jí)變速。 由上述傳動(dòng)路線得知；在前進(jìn)2檔以上的轉(zhuǎn)速是；太陽輪11的轉(zhuǎn)速加上液壓馬 達(dá)4輸出轉(zhuǎn)矩后獲得的轉(zhuǎn)速；共同驅(qū)動(dòng)第三單級(jí)行星齒輪系之后產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速，該轉(zhuǎn)速是兩 個(gè)轉(zhuǎn)速的合成，由此可知太陽輪ll的轉(zhuǎn)速是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速，液壓馬達(dá)4整體的轉(zhuǎn)速也 是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速，但是液壓馬達(dá)4再輸出轉(zhuǎn)矩后獲得的轉(zhuǎn)速就是無級(jí)自動(dòng)變速。由上 述傳動(dòng)路線得知；機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的前進(jìn)2檔以上的無級(jí)變速傳動(dòng)路線成 在前進(jìn)2檔以上的無級(jí)自動(dòng)變速傳動(dòng)路線成立時(shí)，行星架8順時(shí)針超速轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí) 驅(qū)動(dòng)行星輪9圍繞太陽輪10順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；行星輪9順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到內(nèi)齒圈18 ;
內(nèi)齒圈18順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到單向離合器19 ;由于第一制動(dòng)器17保持制動(dòng)，由于單
向離合器19只能制動(dòng)內(nèi)齒圈18的逆轉(zhuǎn)，不能制動(dòng)內(nèi)齒圈18的順轉(zhuǎn)，所以單向離合器19處 于單向打滑狀態(tài)，內(nèi)齒圈18處于順時(shí)針空轉(zhuǎn)，由上述傳動(dòng)過程得知，在前進(jìn)2檔以上的傳動(dòng) 過程中，雖然第一制動(dòng)器17保持制動(dòng)，也不會(huì)受到第二單級(jí)行星齒輪系的機(jī)械運(yùn)動(dòng)干涉。
圖3所示為倒檔R位置的機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖；
當(dāng)駕駛員左腳踩離合器踏板分離發(fā)動(dòng)機(jī)與輸入軸1的動(dòng)力傳遞時(shí)，同時(shí)駕駛員通 過排檔桿驅(qū)動(dòng)撥叉，撥叉驅(qū)動(dòng)雙向滑動(dòng)齒套26撥到倒檔R位置時(shí)，雙向滑動(dòng)齒套26就會(huì)將 內(nèi)齒圈25和齒套固定位27聯(lián)接，從而使內(nèi)齒圈25被固定，當(dāng)駕駛員左腳緩慢放松離合器 踏板時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上的摩擦片式離合器29緩慢接合；將動(dòng)力傳遞到輸入軸1 ;輸入軸1就 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到太陽輪3 ;太陽輪3順時(shí)針驅(qū)動(dòng)第一級(jí)行星輪2 ;第一級(jí)行星輪2 逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)第二級(jí)行星輪23 ;第二級(jí)行星輪23順時(shí)針驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒圈25 ;由于內(nèi)齒圈25已經(jīng) 被固定，第二級(jí)行星輪23順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到行星架24 ;由雙級(jí)行星齒輪系原理得 知；太陽輪順時(shí)針主動(dòng)，內(nèi)齒圈制動(dòng)，行星架就會(huì)逆時(shí)針減速從動(dòng)，從而使行星架24逆時(shí)針 轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到傳動(dòng)軸5 ;傳動(dòng)軸5逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到液壓馬達(dá)4以及太陽輪 IO和太陽輪11。 在駕駛員左腳踩離合器踏板的同時(shí)自動(dòng)變速器電腦控制的液壓系統(tǒng)；已經(jīng)控制第 二制動(dòng)器16制動(dòng)了內(nèi)齒圈15，當(dāng)駕駛員左腳緩慢放松離合器踏板時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上的摩擦 片式離合器29緩慢接合；同時(shí)太陽輪ll就逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到行星輪12 ;行星輪12 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到內(nèi)齒圈15和行星架14 ;由于內(nèi)齒圈15已經(jīng)被第二制動(dòng)器16制
動(dòng)，行星輪12順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)將動(dòng)力傳遞到行星架14 ;行星架14逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到輸
出軸13，由上述傳動(dòng)過程得知，機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的倒檔機(jī)械動(dòng)力傳動(dòng)路線 成立。 在上述倒檔機(jī)械動(dòng)力傳動(dòng)路線成立的同時(shí)，第二制動(dòng)器16制動(dòng)了內(nèi)齒圈15 ;同時(shí)
也制動(dòng)了行星架8和太陽輪7 ;由于行星架8被制動(dòng)，由于太陽輪10已經(jīng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng) 力傳遞到行星輪9 ;行星輪9順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；將動(dòng)力傳遞到內(nèi)齒圈18 ;內(nèi)齒圈18順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)； 將動(dòng)力傳遞到單向離合器19 ;由于第一制動(dòng)器17沒有制動(dòng)；單向離合器19就能夠順時(shí)針 空轉(zhuǎn)。由上述傳動(dòng)過程得知，機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在倒檔機(jī)械傳動(dòng)路線成立的 時(shí)，沒受到第二單級(jí)行星齒輪系的機(jī)械運(yùn)動(dòng)干涉。 在上述倒檔機(jī)械動(dòng)力傳動(dòng)路線成立的同時(shí)，第二制動(dòng)器16制動(dòng)了內(nèi)齒圈15 ;同時(shí)也制動(dòng)了行星架8和太陽輪7 ;由于太陽輪7被制動(dòng)，由于殼體20已經(jīng)固定了內(nèi)齒圈21 ;同 時(shí)液壓馬達(dá)4的輸出軸聯(lián)結(jié)的行星架22也被制動(dòng)；液壓馬達(dá)4的輸出軸就處于制動(dòng)狀態(tài)， 同時(shí)汽車自動(dòng)變速器電腦控制的液壓系統(tǒng)；控制著液壓馬達(dá)4內(nèi)部處于泄油狀態(tài)，所以液 壓馬達(dá)4外殼體聯(lián)結(jié)傳動(dòng)軸5能夠逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由上述傳動(dòng)過程得知，機(jī)械和液壓組合式動(dòng) 力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在倒檔的傳動(dòng)過程中，沒受到液壓馬達(dá)4和第一單級(jí)行星齒輪系的機(jī)械運(yùn)動(dòng) 干涉。
權(quán)利要求
機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括傳動(dòng)換向機(jī)構(gòu)、液壓馬達(dá)(4)、傳動(dòng)軸(5)、輸出軸(13)及殼體(20)、第一單級(jí)行星齒輪系、第二單級(jí)行星齒輪系和第三單級(jí)行星齒輪系；其特征在于所述的第一單級(jí)行星齒輪系包括太陽輪(7)、行星輪(6)、行星架(22)、內(nèi)齒圈(21)，太陽輪(7)和行星輪(6)相嚙合，行星輪(6)和內(nèi)齒圈(21)相嚙合，行星輪(6)設(shè)在行星架(22)上；所述的第二單級(jí)行星齒輪系包括太陽輪(10)、行星輪(9)、行星架(8)、內(nèi)齒圈(18)，太陽輪(10)和行星輪(9)相嚙合，行星輪(9)和內(nèi)齒圈(18)相嚙合，行星輪(9)設(shè)在行星架(8)上；所述的第三單級(jí)行星齒輪系包括太陽輪(11)、行星輪(12)、行星架(14)、內(nèi)齒圈(15)，太陽輪(11)和行星輪(12)相嚙合，行星輪(12)和內(nèi)齒圈(15)相嚙合，行星輪(12)設(shè)在行星架(14)上；所述的傳動(dòng)軸(5)上設(shè)有液壓馬達(dá)(4)，液壓馬達(dá)(4)的輸出軸和第一單級(jí)行星齒輪系中的行星架(22)聯(lián)結(jié)；所述的傳動(dòng)軸(5)輸出中端和第二單級(jí)行星齒輪系中的太陽輪(10)聯(lián)結(jié)；所述的傳動(dòng)軸(5)輸出終端和第三單級(jí)行星齒輪系中的太陽輪(11)聯(lián)結(jié)；所述的傳動(dòng)軸(5)的輸入端與傳動(dòng)換向機(jī)構(gòu)相聯(lián)結(jié)；所述的第一單級(jí)行星齒輪系中的太陽輪(7)和第二單級(jí)行星齒輪系中的行星架(8)聯(lián)結(jié)；第二單級(jí)行星齒輪系中的行星架(8)和第三單級(jí)行星齒輪系中的內(nèi)齒圈(15)聯(lián)結(jié)；所述輸出軸(13)的輸入端和第三單級(jí)行星齒輪系中的行星架(14)聯(lián)結(jié)；所述第一單級(jí)行星齒輪系中的內(nèi)齒圈(21)固定在殼體(20)上；所述第二單級(jí)行星齒輪系中的內(nèi)齒圈(18)上設(shè)有單向離合器(19)，單向離合器(19)上設(shè)有第一制動(dòng)器(17)；所述第三單級(jí)行星齒輪系中的內(nèi)齒圈(15)上設(shè)有第二制動(dòng)器(16)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的傳動(dòng) 換向機(jī)構(gòu)包括輸入軸(1)、雙級(jí)行星齒輪系、雙向滑動(dòng)齒套(26)、齒套固定位(27);所述的 雙級(jí)行星齒輪系包括太陽輪(3)、第一級(jí)行星輪(2)、第二級(jí)行星輪(23)、內(nèi)齒圈(25)，行星 架(24)、內(nèi)齒圈(25)，太陽輪(3)和第一級(jí)行星輪(2)相嚙合，第一級(jí)行星輪(2)和第二級(jí) 行星輪(23)相嚙合，第二級(jí)行星輪(23)和內(nèi)齒圈(25)相嚙合，第一級(jí)行星輪(2)和第二 級(jí)行星輪(23)設(shè)在行星架(24)上；所述的輸入軸(1)的輸出端和雙級(jí)行星齒輪系中的太 陽輪(3)聯(lián)結(jié)；所述雙向滑動(dòng)齒套(26)設(shè)在雙級(jí)行星齒輪系中的內(nèi)齒圈(25)上，所述齒套 固定位(27)設(shè)在雙向滑動(dòng)齒套(26)的左邊，齒套固定位(27)安裝在殼體(20)上
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的輸入 軸(1)的輸入端上設(shè)有離合器(29)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的離合 器(29)為摩擦片式離合器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的輸入 軸(1)位于離合器(29)的左端連接有油泵(28)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的油泵 (28)通過油路與液壓馬達(dá)(4)連通。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的油泵 (28)為內(nèi)嚙合齒輪泵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，本發(fā)明涉及汽車自動(dòng)變速器的動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的目的是將AT有級(jí)自動(dòng)變速器和液壓馬達(dá)無級(jí)變速相結(jié)合成為一種機(jī)械和液壓組合式動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。該動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在前進(jìn)1檔至2檔的車速時(shí)，采用AT有級(jí)自動(dòng)變速器能夠傳遞大轉(zhuǎn)矩的優(yōu)點(diǎn)，該動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在前進(jìn)2檔以上的車速時(shí)，采用液壓馬達(dá)能夠?qū)崿F(xiàn)無級(jí)變速的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是把液壓馬達(dá)整體設(shè)在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)軸上，這樣液壓馬達(dá)整體轉(zhuǎn)速的起點(diǎn)就增加了，當(dāng)液壓馬達(dá)整體高速轉(zhuǎn)動(dòng)再輸出轉(zhuǎn)矩去驅(qū)動(dòng)工作元件時(shí)，被驅(qū)動(dòng)的工作元件獲得的轉(zhuǎn)速就更加高，這種設(shè)計(jì)就可以解決液壓馬達(dá)不能夠在高速輸出轉(zhuǎn)矩的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16H47/08GK101793315SQ20101014370
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者黃志勇 申請(qǐng)人:廣州市花都全球自動(dòng)變速箱有限公司