[发明专利]多挡位自动变速器

说明书

技术领域

本发明提供一种多挡位自动变速器，它涉及一种可动力换挡的多挡位自动变速器，作为一种动力传动装置特别适用于前置前驱型乘用车辆。属于汽车传动系统技术领域。

背景技术

为降低车辆的燃油消耗并提升其驾驶性能，乘用车自动变速器的挡位数在不断增加。在乘用车领域，自动变速器(AT)的布置方式主要分为两种：纵置布置方式(应用于前置后驱型车辆)和横置布置方式(应用于前置前驱型车辆)。纵置式自动变速器的机械零部件为同轴布置。横置式自动变速器的机械零部件采用平行轴式布置方式，并通过主减速齿轮组与差速器相连。同时，多挡位自动变速器多集成液力变矩器用于车辆的起步。

专利CN101021252B描述了这样一种多挡位自动变速器。它采用四个行星排、六个换挡元件，围绕同一旋转轴布置，用于前置后驱型车辆。该变速器用六个换挡元件实现了九个前进挡和一个倒挡。此外，该变速器每个挡位必须闭合两个换挡元件，相邻挡位之间进行切换需要变更一个换挡元件。该多挡变速器的缺点在于：它的每个挡位只有两个换挡元件闭合，其它四个换挡元件打开引起空转损失。此外，它还有一个缺点：根据专利中的描述，对某一换挡元件的充油必须穿过两个相对旋转的轴，这会增加油路设计难度和制造成本。

专利CN104105904A同样描述了一种用于前置后驱型车辆的纵置式多挡位变速器。根据该专利，该多挡变速器采用了四个行星排、六个换挡元件、九根转轴。其中，第四个行星排是双行星排，其自身传动比为正值，传动效率较低。其每个挡位的实现需要闭合四个换挡元件，相邻挡位之间进行切换需要变更一个换挡元件。该专利可以实现九个前进挡和一个倒挡，其中某一挡位有四种不同的换挡元件组合，可以使该挡位与除相邻挡位外的许多其它挡位间的换挡也只需变更一个换挡元件。

多个行星排和换挡元件同轴布置的缺点是：在变速器的某些部位，多根转轴相套在一起旋转，这使得轴承的布置十分复杂。此外，在某些方案中，中心轴的长度较长，尤其是对轴上用于通油的长孔而言，其加工制造具有一定的难度。多个行星排和换挡元件同轴布置使变速器设计的更为细长，这种设计适用于前置后驱型车辆。但市场上多数乘用车辆是前置前驱型，这种车辆对变速器的轴向尺寸要求十分严格，以便在车辆发动机舱内安装下整个动力总成。

中国专利CN101720395B描述了这样一种可动力换挡的多挡位自动变速器。根据该专利，该变速器包括并排设置在一个共用的变速器箱体内的两根轴系、三个定轴齿轮组、三个行星齿轮组和五个换挡元件。该变速器能够实现八个前进挡和一个倒挡，每个挡位闭合三个换挡元件，只有两个打开的换挡元件存在空转损失。通过将各零部件分布在两根平行轴系上，该变速器可以得到较短的轴向长度，特别适用于前置横向布置方式。但是其也适用于纵置式布置方式，尤其是应用于多轴驱动的车辆中。通过调节齿轮组的固有传动比，该结构可以实现总体传动范围7到9之间的变化。中国发明专利CN101720395B对前置横向布置式自动变速器的贡献是毋庸置疑的，它巧妙的结合了行星齿轮组与定轴齿轮组，并将机构零部件分布在两根平行轴系上，缩短了多挡位变速器的轴向长度，使其结构更加紧凑，更易于布置在前置前驱型车辆中。

但是，该结构使用五个换挡元件，最多只能实现八个前进挡，其总体传动范围最大只能到9。为了进一步减少油耗和改善车辆的驾驶性能，自动变速器的总体传动范围需要进一步扩大，同时，需要更多的挡位来减少挡间比，使换挡更加平顺。

发明内容

本发明正是为了顺应上述需求和要求而提出的。本发明所要解决的技术问题是:提供一种用于前置前驱车辆的多挡位自动变速器，使用尽可能少的齿轮组和换挡元件，来保证所述多挡位自动变速器的轴向长度尽可能短、结构紧凑、效率高。同时，所述多挡位自动变速器仍能适合标准的直列应用和多轴驱动车辆的应用。此外，所述多挡位自动变速器可以通过调整齿轮组的固有传动比来实现不同的挡位传动比和挡间比序列，总体传动范围进一步扩大。并且能找到一个连接电机的最合适位置，满足所述多挡位自动变速器对混合动力的要求。