本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三行星排六速自動變速器。

背景技術(shù)：

電控液力變速器傳動系實現(xiàn)變速的機構(gòu)一般包括多個行星排。發(fā)動機的動力經(jīng)液力變矩器后傳入行星齒輪變速機構(gòu)進(jìn)行變速后輸出。自動變速器的體積、重量、效率以及承載能力直接與行星齒輪機構(gòu)有關(guān)。自動變速器傳動系的檔位數(shù)越多，汽車的燃油消耗越低，經(jīng)濟性越好，但是隨著檔位數(shù)的增加，行星排的數(shù)量、操縱離合器以及制動器的數(shù)量也在增加，滿足理論級比的設(shè)計更是難以實現(xiàn)。人們一直在尋求用較少的行星排、離合器和制動器，組合出滿足汽車性能需求的結(jié)構(gòu)緊湊、強度更高、效率更好的行星齒輪變速機構(gòu)。

目前乘用車市場上使用的6速自動變速器行星齒輪機構(gòu)主要包括：愛信、zf和吉利(dsi)使用的萊佩萊捷方案；現(xiàn)代a6mf和a6lf系列使用的方案；通用6t系列使用的方案；馬自達(dá)創(chuàng)馳藍(lán)天所用的6速方案。

萊佩萊捷方案是在拉威娜4速自動變速器的基礎(chǔ)上增加一排行星排來實現(xiàn)，無直接檔；但萊佩萊捷方案采用拉威娜結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)雙行星輪結(jié)構(gòu)，相對于單行星輪來說，結(jié)構(gòu)上復(fù)雜得多，更加不利于結(jié)構(gòu)的緊湊性且增加了重量和成本。通用和現(xiàn)代的方案均以三行星排實現(xiàn)，不同點在于離合器的位置不同，在現(xiàn)代的量產(chǎn)系列a6mf和a6lf中有一行星排同樣使用了雙行星輪結(jié)構(gòu)；現(xiàn)代和通用的方案，均是用2個離合器和3個制動器來實現(xiàn)，制動器的數(shù)量多于離合器的數(shù)量，制動器最終是通過摩擦鋼片齒連接到箱體上，更多的制動器無疑增加了箱體的加工制造難度，且由于箱體材料一般是鋁合金，更多的制動器無疑會對能夠保證強度的同時實現(xiàn)輕量化的設(shè)計造成困難。創(chuàng)馳藍(lán)天所用的6速方案源自美國allison公司在匹配柴油機重型大車上使用的橫向布置方案，直接檔出現(xiàn)在四檔，在與汽油機的匹配上，能夠?qū)崿F(xiàn)的速比配置上具有先天不足的特性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種能實現(xiàn)六個前進(jìn)擋和一個后退檔，且整個結(jié)構(gòu)更為緊湊、變速器箱體的加工制造難度更低的三行星排六速自動變速器。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種三行星排六速自動變速器，其包括第一行星排、第二行星排、第三行星排、第一離合器、第二離合器、第三離合器、第一制動器、第二制動器、動力輸入構(gòu)件及動力輸出構(gòu)件；所述第一行星排包括第一齒圈、第一行星輪、第一太陽輪及第一行星架；所述第二行星排包括第二齒圈、第二行星輪、第二太陽輪及第二行星架；所述第三行星排包括第三齒圈、第三行星輪、第三太陽輪及第三行星架；

所述第一太陽輪與所述第一制動器的一端連接，且所述第一太陽輪通過所述第一離合器與所述第二太陽輪連接；所述第一行星架與所述第二齒圈固定連接后整體與所述第二制動器的一端連接；所述第二行星架與所述第三齒圈固定連接；所述第三太陽輪固定不動,所述第三行星架通過所述第三離合器與所述第一齒圈連接；所述第二太陽輪與所述動力輸入構(gòu)件固定連接,所述第一齒圈與所述動力輸出構(gòu)件固定連接；

所述第二離合器連接在所述第二齒圈、所述第二太陽輪和所述第二行星架中的任意兩者之間。

作為優(yōu)選方案，所述第三太陽輪與變速器箱體固定連接。

作為優(yōu)選方案，所述第三太陽輪與變速器箱體通過花鍵或焊接的方式固定連接。

作為優(yōu)選方案，所述第一制動器的一端與所述第一太陽輪連接，所述第一制動器的另一端與變速器箱體連接；所述第一行星架與所述第二齒圈固定連接后整體與所述第二制動器的一端連接，所述第二制動器的另一端與變速器箱體連接。

作為優(yōu)選方案，所述第一離合器、所述第二離合器及所述第三離合器為多片式濕式離合器或犬牙式離合器。

作為優(yōu)選方案，所述第一行星架與所述第二齒圈通過花鍵或焊接的方式固定連接；所述第二行星架與所述第三齒圈通過花鍵或焊接的方式固定連接；所述第二太陽輪與所述動力輸入構(gòu)件通過花鍵或焊接的方式固定連接；所述第一齒圈與所述動力輸出構(gòu)件通過花鍵或焊接的方式固定連接。

作為優(yōu)選方案，所述第一行星架、所述第二行星架及所述第三行星架上均設(shè)有銷軸，所述第一行星輪通過軸承安裝在所述第一行星架的銷軸上，所述第二行星輪通過軸承安裝在所述第二行星架的銷軸上，所述第三行星輪通過軸承安裝在所述第三行星架的銷軸上。

作為優(yōu)選方案，所述第一行星排、所述第二行星排和所述第三行星排依次順序橫向設(shè)置。

作為優(yōu)選方案，所述第一離合器設(shè)置在所述第一行星排遠(yuǎn)離所述第二行星排的一側(cè)，所述第三離合器設(shè)置在所述第三行星排遠(yuǎn)離所述第二行星排的一側(cè)，所述第二離合器設(shè)置在所述第一行星排遠(yuǎn)離所述第二行星排的一側(cè)或所述第二行星排與所述第三行星排之間。

作為優(yōu)選方案，所述第一制動器與第二制動器設(shè)置在所述第一離合器與所述第一行星排之間。

實施本發(fā)明的三行星排六速自動變速器，相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點：

1、本發(fā)明采用三個離合器和兩個制動器，合理地將三個行星排組合連接起來，可實現(xiàn)六個前進(jìn)擋和一個倒擋；

2、本發(fā)明中的制動器數(shù)量少于離合器的數(shù)量，更少的制動器數(shù)量不僅可以降低變速器箱體的加工與制造的難度，還有利于箱體的輕量化，使整個變速器更為緊湊；另外，采用更多的離合器，將有利于在特定檔位下切斷行星排間的連接關(guān)系，使冗余的行星排不參與傳動，從而減少帶排攪油損耗，提高效率；

3、設(shè)置更多的離合器，不僅有利于以后通過增加行星排或者增加更多操縱件的方式進(jìn)行多速拓展，而且在落實到具體結(jié)構(gòu)設(shè)計時，還可以將這些離合器進(jìn)行嵌套設(shè)計，從而使得整個變速器結(jié)構(gòu)更為緊湊。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例一的三行星排六速自動變速器的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例一的三行星排六速自動變速器的1擋動力傳遞路線示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例一的三行星排六速自動變速器的2擋動力傳遞路線示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例一的三行星排六速自動變速器的3擋動力傳遞路線示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例一的三行星排六速自動變速器的4擋動力傳遞路線示意圖；

圖6是本發(fā)明實施例一的三行星排六速自動變速器的5擋動力傳遞路線示意圖；

圖7是本發(fā)明實施例一的三行星排六速自動變速器的6擋動力傳遞路線示意圖；

圖8是本發(fā)明實施例一的三行星排六速自動變速器的r擋動力傳遞路線示意圖；

圖9是本發(fā)明實施例二的三行星排六速自動變速器的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明實施例三的三行星排六速自動變速器的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、第一行星排；11、第一齒圈；12、第一行星輪；13、第一太陽輪；14、第一行星架；2、第二行星排；21、第二齒圈；22、第二行星輪；23、第二太陽輪；24、第二行星架；3、第三行星排；31、第三齒圈；32、第三行星輪；33、第三太陽輪；34、第三行星架；4、變速器箱體；b1、第一制動器；b2、第二制動器；c1、第一離合器；c2、第二離合器；c3、第三離合器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明優(yōu)選三實施例：

實施例一：

如圖1所示，一種三行星排六速自動變速器，其包括第一行星排1、第二行星排2、第三行星排3、第一離合器c1、第二離合器c2、第三離合器c3、第一制動器b1、第二制動器b2、動力輸入構(gòu)件及動力輸出構(gòu)件；第一行星排1包括第一齒圈11、第一行星輪12、第一太陽輪13及第一行星架14；第二行星排2包括第二齒圈21、第二行星輪22、第二太陽輪23及第二行星架24；第三行星排3包括第三齒圈31、第三行星輪32、第三太陽輪33及第三行星架34。具體地，第一行星輪12與第一太陽輪13外嚙合，并與第一齒圈11內(nèi)嚙合，第一行星輪12安裝在第一行星架14的銷軸上；第二行星輪22與第二太陽輪23外嚙合，并與第二齒圈21內(nèi)嚙合，第二行星輪22安裝在第二行星架24的銷軸上；第三行星輪32與第三太陽輪33外嚙合，并與第三齒圈31內(nèi)嚙合，第三行星輪32安裝在第三行星架34的銷軸上。

第一太陽輪13與第一制動器b1的一端連接，第一太陽輪13通過第一離合器c1與第二太陽輪23連接；第一行星架14與第二齒圈21固定連接后整體與第二制動器b2的一端連接；第二行星架24與第三齒圈31固定連接；第三太陽輪33固定不動，第三行星架34通過第三離合器c3與第一齒圈11連接，第二太陽輪23與動力輸入構(gòu)件固定連接，第一齒圈11與動力輸出構(gòu)件固定連接。需要指出的是，由于第二太陽輪23與動力輸入構(gòu)件固定連接，因此，第一太陽輪13通過第一離合器c1還可與動力輸入構(gòu)件連接，甚至還可以與第二太陽輪23和動力輸入構(gòu)件同時連接，三種連接方式均屬等效的技術(shù)方案；同樣地，由于第一齒圈11與動力輸出構(gòu)件固定連接，所以，第三行星架34通過第三離合器c3還可與動力輸出構(gòu)件連接，甚至還可以與動力輸出構(gòu)件和第一齒圈11同時連接。

第二離合器c2連接在第二齒圈21與第二太陽輪23之間，具體地，第二齒圈21通過第二離合器c2與第二太陽輪23連接，從而當(dāng)?shù)诙x合器c2閉合時，實現(xiàn)第二行星排2整體回轉(zhuǎn)。同樣需要說明的是，由于第一行星架14與第二齒圈21固定連接，第二太陽輪23與動力輸入構(gòu)件固定連接，因此，還可以有另外多個等效技術(shù)方案，如第二齒圈21通過第二離合器c2與動力輸入構(gòu)件連接、第一行星架14通過第二離合器c2與動力輸入構(gòu)件連接、第一行星架14通過第二離合器c2與第二太陽輪23連接，等等。

由此，本實施例的三行星排六速自動變速器就可實現(xiàn)六個前進(jìn)擋和一個倒擋，具體操縱邏輯如表1所示，其中，k為行星排的特征參數(shù)，數(shù)值等于齒圈齒數(shù)與太陽輪齒數(shù)之比，k1對應(yīng)第一行星排1的特征參數(shù)，k2對應(yīng)第二行星排2的特征參數(shù)，k3對應(yīng)第三行星排3的特征參數(shù)。

表1

為了便于分析各個檔位下的功率流走向，圖2至圖8簡化表達(dá)了六個前進(jìn)擋和一個r擋的功率流走向，各擋位具體傳遞路線分析如下：

(1)1擋：當(dāng)?shù)谌x合器c3和第二制動器b2閉合時，速比i1＝(1+k2)*(1+1/k3)。在該檔位下，第二制動器b2的閉合使得第一行星架14和第二齒圈21制動，故1擋動力傳遞路線為：由第二太陽輪23動力輸入→第二行星輪22→第二行星架24→第三齒圈31→第三行星輪32→第三行星架34→第三離合器c3→第一齒圈11進(jìn)行動力輸出，具體如圖2所示。

(2)2擋：當(dāng)?shù)谌x合器c3和第一制動器b1閉合時，速比i1＝((1+k1)(1+k2)+k3(1+k1+k2))/(k3(1+k1))。在該檔位下，第一制動器b1的閉合使得第一太陽輪13制動，故2擋分兩條動力傳遞路線：①由第二太陽輪23動力輸入→第二行星輪22→第二行星架24→第三齒圈31→第三行星輪32→第三行星架34→第三離合器c3→第一齒圈11進(jìn)行動力輸出；②由第二太陽輪23動力輸入→第二行星輪22→第二齒圈21→第一行星架14→第一行星輪12→第一齒圈11進(jìn)行動力輸出，具體如圖3所示。

(3)3擋：當(dāng)?shù)谝浑x合器c1和第三離合器c3閉合時，速比i1＝((1+k1)(1+k2)+k3(1+k1+k2))/(k3(1+k1+k2))。在該檔位下，三個行星排均參與傳動，3擋分三條動力傳遞路線：①由第二太陽輪23進(jìn)行動力輸入→第二行星輪22→第二行星架24→第三齒圈31→第三行星輪32→第三行星架34→第三離合器c3→第一齒圈11進(jìn)行動力輸出；②由第二太陽輪23進(jìn)行動力輸入→第二行星輪22→第二齒圈21→第一行星架14→第一行星輪12→第一齒圈11進(jìn)行動力輸出；③由第二太陽輪23進(jìn)行動力輸入→第一離合器c1→第一太陽輪13→第一行星輪12→第一齒圈11進(jìn)行動力輸出，具體如圖4所示。

(4)4擋：當(dāng)?shù)诙x合器c2和第三離合器c3閉合時，速比i1＝(1+k3)/k3)。在該檔位下，第二離合器c2的閉合使得第二行星排2作為一個回轉(zhuǎn)整體參與傳動，4擋動力傳遞路線：由第二行星排2回轉(zhuǎn)整體進(jìn)行動力輸入→第二行星架24→第三齒圈31→第三行星輪32→第三行星架34→第三離合器c3→第一齒圈11進(jìn)行動力輸出，具體如圖5所示。

(5)5擋：當(dāng)?shù)谝浑x合器c1和第二離合器c2閉合時，為直接檔，速比i1＝1。在該檔位下，第一離合器c1和第二離合器c2的同時閉合使得第一行星排1和第二行星排2形成一個回轉(zhuǎn)整體參與傳動，5擋動力傳遞路線：由第一行星排1和第二行星排2回轉(zhuǎn)整體進(jìn)行動力輸入→第一齒圈11進(jìn)行動力輸出，具體如圖6所示。

(6)6擋：當(dāng)?shù)诙x合器c2和第一制動器b1閉合時，為超速擋，速比i1＝k1/(1+k1)。在該檔位下，第二離合器c2的閉合使得第二行星排2作為一個回轉(zhuǎn)整體參與傳動，第一制動器b1的閉合使得第一太陽輪13制動，6擋動力傳遞路線：由第二行星排2回轉(zhuǎn)整體進(jìn)行動力輸入→第一行星架14→第一行星輪12→第一齒圈11進(jìn)行動力輸出，具體如圖7所示。

(7)r擋：當(dāng)?shù)谝浑x合器c1和第二制動器b2閉合時，實現(xiàn)倒擋，速比i1＝-k1。在該檔位下，第二制動器b2的閉合使得第一行星架14和第二齒圈21制動，r擋動力傳遞路線：第二太陽輪23輸入→第一離合器c1→第一太陽輪13→第一行星輪12→第一齒圈11進(jìn)行動力輸出，具體如圖8所示。

本實施例中，第一制動器b1的一端與第一太陽輪13連接，第一制動器b1的另一端與變速器箱體4連接；第一行星架14與第二齒圈21固定連接后整體與第二制動器b2的一端連接，第二制動器b2的另一端與變速器箱體4連接。實際上就是第一太陽輪13通過第一制動器b1與變速器箱體4可選擇性地連接，第一行星架14與第二齒圈21固定連接后整體通過第二制動器b2與變速器箱體4可選擇性地連接，從而實現(xiàn)六速換擋功能。

在執(zhí)行各個檔位的過程中，需要使第三太陽輪33固定不動，如若是采用制動器將第三太陽輪33與變速器箱體4連接的方式，使該制動器在執(zhí)行各個擋位的過程中保持閉合狀態(tài)而達(dá)到使第三太陽輪33固定不動的目的，那么，在換擋的過程中，該制動器定會對變速器箱體4造成直接沖擊，影響變速器箱體4的受載情況，所以為了避免換擋過程中發(fā)生制動器對變速器箱體4造成直接沖擊的問題，進(jìn)而改善變速器箱體4的受載情況，本實施例中，將第三太陽輪33與變速器箱體4固定連接。

第一離合器c1、第二離合器c2及第三離合器c3可以是為多片式濕式離合器或犬牙式離合器：多片式濕式離合器具有油膜保護(hù)、動力傳遞平滑柔和、使用壽命長等優(yōu)點；犬牙式離合器能傳遞較大的扭矩，具有結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小的特點，使用犬牙式離合器可以使整個變速器結(jié)構(gòu)更加緊湊。在本實施例中，優(yōu)選為多片式濕式離合器。

本實施例中，第一行星架14與第二齒圈21通過花鍵或焊接的方式固定連接；第二行星架24與第三齒圈31通過花鍵或焊接的方式固定連接；第三太陽輪33與變速器箱體4通過花鍵或焊接的方式固定連接；第二太陽輪23與動力輸入構(gòu)件通過花鍵或焊接的方式固定連接；第一齒圈11與動力輸出構(gòu)件通過花鍵或焊接的方式固定連接?；ㄦI連接具有受力均勻的特點，導(dǎo)向性好，并能承受較大的載荷，從而可保證變速器動力傳遞時的穩(wěn)定性和可靠性；采用焊接同樣也能保證變速器動力傳遞時的穩(wěn)定性和可靠性。

本實施例中，第一行星架14、第二行星架24及第三行星架34上均設(shè)有銷軸，第一行星輪12通過軸承安裝在第一行星架14的銷軸上，第二行星輪22通過軸承安裝在第二行星架24的銷軸上，第三行星輪32通過軸承安裝在第三行星架34的銷軸上。這樣，第一行星輪12、第二行星輪22以及第三行星輪32就能在各自的行星架上自由轉(zhuǎn)動，也能跟隨各自的行星架轉(zhuǎn)動。其中，軸承可以是滾動軸承，也可以是滑動軸承。

第一行星排1、第二行星排2和第三行星排3依次順序橫向設(shè)置。在此基礎(chǔ)上，第一離合器c1設(shè)置在第一行星排1遠(yuǎn)離第二行星排2的一側(cè)，第三離合器c3設(shè)置在第三行星排3遠(yuǎn)離第二行星排2的一側(cè)，第二離合器c2設(shè)置在第一行星排1遠(yuǎn)離第二行星排2的一側(cè)；第一制動器b1與第二制動器b2設(shè)置在第一離合器c1與第一行星排1之間。這樣的順序設(shè)置可優(yōu)化各行星架、齒圈、行星架以及操作元件(離合器、制動器)之間的結(jié)構(gòu)位置關(guān)系，降低變速器的加工制造難度，減少各結(jié)構(gòu)部件間的相互干擾，從而減少變速器產(chǎn)生的振動和噪音。

實施例二

如圖9所示，與實施例一不同之處在于：第二離合器c2連接在第二太陽輪23與第二行星架24之間，也就是，第二行星架24通過第二離合器c2與第二太陽輪23連接，另外，第二離合器c2設(shè)置在第二行星排2與第三行星排3之間。值得說明的是，由于第二行星架24與第三齒圈31固定連接，第二太陽輪23與動力輸入構(gòu)件固定連接，因此，還可以有另外多個等效技術(shù)方案，如第二行星架24通過第二離合器c2與動力輸入構(gòu)件連接、第三齒圈31通過第二離合器c2與第二太陽輪23連接、第三齒圈31通過第二離合器c2與動力輸入構(gòu)件連接，等等。當(dāng)?shù)诙x合器c2閉合時，這些技術(shù)方案都能實現(xiàn)使第二行星排2整體回轉(zhuǎn)的技術(shù)效果。

實施例二的具體操縱邏輯與實施例一的具體操作邏輯相同，對應(yīng)的速比也相同，且實施例二與實施例一的功率流走向一致。

實施例三

如圖10所示，與實施例一不同之處在于：第二離合器c2連接在第二行星架24與第二齒圈21之間，也就是，第二行星架24通過第二離合器c2與第二齒圈21連接，另外，第二離合器c2設(shè)置在第二行星排2與第三行星排3之間。同樣值得說明的是，由于第二行星架24與第三齒圈31固定連接，第二齒圈21與第一行星架14固定連接，因此，還可以有另外多個等效技術(shù)方案，如第二行星架24通過第二離合器c2與第一行星架14連接、第三齒圈31通過第二離合器c2與第二齒圈21連接、第三齒圈31通過第二離合器c2與第一行星架14連接，等等。當(dāng)?shù)诙x合器c2閉合時，這些技術(shù)方案都能實現(xiàn)使第二行星排2整體回轉(zhuǎn)的技術(shù)效果。

實施例三的具體操縱邏輯與實施例一的具體操作邏輯相同，對應(yīng)的速比也相同，且實施例三與實施例一的功率流走向一致。

綜上所述，本發(fā)明采用三個離合器和兩個制動器，合理地將三個行星排組合連接起來，可實現(xiàn)六個前進(jìn)擋和一個倒擋；另外，本發(fā)明中的制動器數(shù)量少于離合器的數(shù)量，更少的制動器數(shù)量不僅可以降低變速器箱體4的加工與制造的難度，還有利于箱體的輕量化，使整個變速器更為緊湊；而且，在滿足同等速比數(shù)量的條件下，更少的制動器數(shù)量顯然能夠提高各制動器的利用率，從而使得整個變速器更為緊湊；再次，采用更多的離合器，將有利于在特定檔位下切斷行星排間的連接關(guān)系，使冗余的行星排不參與傳動，從而減少帶排攪油損耗，提高效率；設(shè)置更多的離合器，不僅有利于以后通過增加行星排或者增加更多操縱件的方式進(jìn)行多速拓展，而且在落實到具體結(jié)構(gòu)設(shè)計時，還可以將這些離合器進(jìn)行嵌套設(shè)計，從而使得整個變速器結(jié)構(gòu)更為緊湊。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。