專利名稱：一種八擋混合動力自動變速箱的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于動力傳動技術領域，涉及一種自動變速箱，特別涉及一種八擋混合動力自動變速箱。
背景技術：
隨著車輛動力學和燃油經濟性要求的不斷提高，自動變速箱的擋位從4擋向6 8擋的方向發(fā)展。擋位的增加，一方面提高低速檔的傳動比，從而提高車輛的起步加速性能；另一方面，降低超速檔的傳動比，提高高速巡航時的燃油經濟性。能源短缺以及公眾環(huán)保意識的增強，混合動力汽車日益受到重視。并聯(lián)式混合動力傳動裝置具有結構簡單、成本低、研發(fā)周期短等特點，并可以充分利用已有的多擋變速箱，容易實現(xiàn)模塊化
發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的缺陷，設計一種前置后驅布置形式的八擋混合動力自動變速箱，利用多排行星機構、四自由度換擋技術，實現(xiàn)八個前進擋、一個倒擋、純電工況和并聯(lián)式混合動力工況，使車輛具有良好燃油經濟性。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是設計一種八擋混合動力自動變速箱，包括變速箱輸入軸、扭轉減振器、起步離合器、行星傳動組件、電機和換擋操縱元件；其中，所述行星傳動組件由kl行星排、k2行星排和k3行星排組成，kl行星排包括kl行星排齒圈、kl行星排太陽輪和kl行星排行星架；k2行星排包括k2行星排齒圈、k2行星排太陽輪和k2行星排行星架；k3行星排包括k3行星排行星架、k3行星排齒圈和k3行星排太陽輪；換擋操縱元件包括制動器a、制動器b、離合器a、離合器b、制動器c和離合器c ;其位置關系在于制動器a和制動器b并列位于電機和kl行星排之間，離合器a、離合器b、離合器c和制動器c位于k2行星排和k3行星排之間并且離合器a、離合器b和制動器c并列排布，所述離合器c套接在離合器b內部；其連接關系在于變速箱輸入軸與扭轉減振器、起步離合器的主動端相連，起步離合器的被動端與電機、k2行星排太陽輪和離合器c的主動端相連，kl行星排太陽輪與制動器a相連，kl行星排行星架與制動器b、k2行星排齒圈相連，kl行星排齒圈與離合器a、k3行星排太陽輪相連，k2行星排行星架與離合器a、離合器b相連，k3行星排行星架與離合器c的被動端、離合器b、制動器c相連，k3行星排齒圈為動力輸出端。本發(fā)明提出了一種適用于前置后驅布置的八擋混合動力自動變速箱，并能實現(xiàn)同軸布置。利用四自由度換擋原理，每個擋位需要結合三個操縱元件，相鄰擋位間的切換僅需操縱一個元件，形成八個前進擋(四個減速擋、一個直接擋和三個超速檔)、一個倒擋和并聯(lián)式混合驅動；用起步離合器代替液力變矩器，實現(xiàn)起步和換擋，進一步提高了傳動效率，具有良好的燃油經濟性。本發(fā)明八擋混合動力自動變速箱，三個行星排同軸布置，在傳統(tǒng)液壓變矩器的位置同軸布置一臺電機和液壓起步離合器，布置三個離合器和三個制動器實現(xiàn)擋位的切換。
本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于一、利用三個行星排、六個操縱元件的四自由度變速方案，每個擋位接合三個元件，分離元件數目較三自由度變速方案少，操縱元件空載功率損失小，變速箱傳動效率高。二、可實現(xiàn)四個減速擋位、一個直接擋位和三個超速擋位，擋位布局合理，各擋位的級差小，提高換擋舒適性。三、取消了液力變矩器，采用起步離合器進行換擋，可提高傳動效率，從而提高整車燃油經濟性。四、引入的電機可實現(xiàn)并聯(lián)式混合動力工況，在起步、加速、制動等工況下，可發(fā)揮電機的特性，調整發(fā)動機的負荷，進一步提高燃油經濟性。五、起步離合器不接合時，可實現(xiàn)電動工況，電機驅動車輛低速行駛，此時發(fā)動機不工作，避免了發(fā)動機的阻力。六、通過電池組的匹配，可簡單設計為插電式混合動力傳動裝置。七、通過起步離合器進行換擋，換擋過程中，電機可以輸出部分動力，減緩換擋過程中的動力損失。


圖I為本發(fā)明結構示意圖；
圖2為各工況操作元件操縱簡表。其中，I-變速箱輸入軸；2_扭轉減振器；3_起步離合器；4_電機；5_制動器a ；6-制動器b ；7-kl行星排齒圈；8-k2行星排齒圈；9_離合器a ；10-離合器b ;11_制動器c ;12-k3行星排行星架；13-k3行星排齒圈；14-k3行星排太陽輪；15_離合器c ;16-k2行星排太陽輪；17_k2行星排行星架；18-kl行星排太陽輪；19-kl行星排行星架。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步描述，以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。如圖I所示，本發(fā)明具體實施的技術方案是一種八擋混合動力自動變速箱，包括變速箱輸入軸I、扭轉減振器2、起步離合器3、行星傳動組件、電機4和換擋操縱元件；其中，所述行星傳動組件由kl行星排、k2行星排和k3行星排組成，kl行星排包括kl行星排齒圈7、kl行星排太陽輪18和kl行星排行星架19 ；k2行星排包括k2行星排齒圈8、k2行星排太陽輪16和k2行星排行星架17 ；k3行星排包括k3行星排行星架12、k3行星排齒圈13和k3行星排太陽輪14 ;換擋操縱元件包括制動器a5、制動器b6、離合器a9、離合器blO、制動器cll和離合器cl5 ；其位置關系在于制動器a5和制動器b6并列位于電機4和kl行星排之間，離合器a9、離合器blO、離合器cl5和制動器cll位于k2行星排和k3行星排之間并且離合器a9、離合器blO和制動器cll并列排布，所述離合器cl5套接在離合器blO內部；其連接關系在于變速箱輸入軸I與扭轉減振器2、起步離合器3的主動端相連，起步離合器3的被動端與電機4、k2行星排太陽輪16和離合器cl5的主動端相連，kl行星排太陽輪18與制動器a5相連，kl行星排行星架19與制動器b6、k2行星排齒圈8相連，kl行星排齒圈7與離合器a9、k3行星排太陽輪14相連，k2行星排行星架17與離合器a9、離合器blO相連，k3行星排行星架12與離合器cl5的被動端、離合器blO、制動器cll相連，k3燈星排齒圈13為動力輸出立而。良好路面電動工況起步時，起步離合器3分離，電機驅動變速箱使車輛行駛，電機功率可取發(fā)動機功率的1/4左右，變速箱擋位可限制在I 4擋，適合低速城市工況。通過換擋，使電機經常工作在高效區(qū)，提高電池的續(xù)航里程。當車速大于30km/h時，接合離合器3分離，使發(fā)動機啟動，可工作于正常并聯(lián)式混合動力工況，電機在各檔位均可實現(xiàn)輔助加速、制動能量回收和給電池充電。當需要大負荷起步、加速或爬坡時,可通過起步離合器3的接合,實現(xiàn)車輛的起步和加速。如圖2所示,各檔位的具體實施方式
,其中 表示該元件接合工作空擋，制動器a5、制動器b6、離合器blO、離合器cl5和制動器cll分離，離合器a9接合。kl、k2和k3行星排空轉，沒有動力輸出?！獡踔苿悠鱞6接合,k2行星排齒圈8制動,動力從k2行星排太陽輪16輸入,從 k2行星排行星架17減速輸出；k2行星排行星架17動力經過接合離合器a9、離合器blO分別傳遞到k3行星排的太陽輪14和k3行星排行星架12中，k3行星排整體回轉，動力從k3行星排齒圈13輸出。二擋制動器a5接合，kl行星排太陽輪18制動，制動器b6接合，kl行星排行星架19和k2行星排齒圈8制動，kl行星排整體制動，kl行星排齒圈7把k3行星排太陽輪14制動；動力從k2行星排太陽輪16輸入，從k2行星排行星架17減速輸出；k2行星排行星架17動力經過接合離合器blO傳遞到k3行星排行星架12中，k3行星排作為增速排，動力從k3行星排齒圈13輸出。二擋制動器a5接合，kl彳丁星排太陽輪18制動；尚合器a9把kl彳丁星排齒圈7和k2行星排行星架17相連；動力從k2行星排太陽輪16輸入，kl行星排和k2行星排作為減速排，動力從k2行星排行星架17減速輸出；k2行星排行星架17動力經過接合離合器a9、離合器blO分別傳遞到k3行星排的太陽輪14和k3行星排行星架12中，k3行星排整體回轉，動力從k3行星排齒圈13輸出。四擋制動器a5接合，kl行星排太陽輪18制動；離合器blO接合，k2行星排行星架17和k3行星排行星架12相連；離合器cl5接合，k2行星排太陽輪16和k3行星排行星架12相連，k2行星排整體回轉；動力從k2行星排太陽輪16輸入，一路經過kl行星排增速，從kl行星排齒圈7輸出到k3行星排太陽輪14, 一路經過離合器blO、離合器cl5直接輸入到k3行星排行星架12，在k3行星排匯流后，從k3行星排齒圈13輸出。五擋離合器a9、離合器blO和離合器cl5接合，kl、k2、k3行星排整體回轉，為直接擋，動力從kl行星排太陽輪18輸入，k3行星排的齒圈13輸出。六擋制動器a5接合，kl行星排太陽輪18制動；離合器a9接合，k2行星排行星架17和kl行星排齒圈7相連；離合器cl5接合，k2行星排太陽輪16和k3行星排行星架12相連；動力從k2行星排太陽輪16輸入，一路經過kl行星排和k2行星排減速，從kl行星排齒圈7輸出到k3行星排太陽輪14，一路經過離合器cl5直接輸入到k3行星排行星架12，在k3行星排匯流后，從k3行星排齒圈13輸出。七擋制動器b6接合，kl行星排行星架19制動；離合器a9接合，k2行星排行星架17和kl行星排齒圈7相連；離合器cl5接合，k2行星排太陽輪16和k3行星排行星架12相連；動力從k2行星排太陽輪16輸入，一路經過k2行星排減速，從k2行星排行星架17和離合器a9輸出到k3行星排太陽輪14，一路經過離合器cl5直接輸入到k3行星排行星架12，在k3行星排匯流后，從k3行星排齒圈13輸出。八擋制動器a5接合，kl行星排太陽輪18制動，制動器b6接合，kl行星排行星架19和k2行星排齒圈8制動，kl行星排整體制動，kl行星排齒圈7把k3行星排太陽輪14制動；動力從k2行星排太陽輪16輸入，經過離合器cl5輸入到k3排行星架12，k3行星排作為增速排，動力從k3行星排齒圈13輸出。 倒擋，制動器a5接合，k2 ij星排太陽輪18制動；尚合器a9把kl彳丁星排齒圈7和k2行星排行星架17相連；動力從k2行星排太陽輪16輸入，kl行星排和k2行星排作為減速排，動力從k2行星排行星架17減速輸出，輸入到k3行星排太陽輪14 ;制動器cll接合，k3行星排行星架12制動，動力從k3行星排齒圈13反向輸出。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種八擋混合動力自動變速箱，其特征在于包括變速箱輸入軸(I)、扭轉減振器(2)、起步離合器(3)、行星傳動組件、電機(4)和換擋操縱元件； 其中，所述行星傳動組件由kl行星排、k2行星排和k3行星排組成，kl行星排包括kl行星排齒圈(7)、kl行星排太陽輪(18)和kl行星排行星架(19) ；k2行星排包括k2行星排齒圈(8)、k2行星排太陽輪(16)和k2行星排行星架(17) ；k3行星排包括k3行星排行星架(12)、k3行星排齒圈(13)和k3行星排太陽輪(14);換擋操縱元件包括制動器a (5)、制動器b (6)、離合器a (9)、離合器b (10)、制動器c (11)和離合器c (15); 其位置關系在于制動器a (5)和制動器b (6)并列位于電機(4)和kl行星排之間，離合器a (9)、離合器b (10)、離合器c (15)和制動器c (11)位于k2行星排和k3行星排之間并且離合器a (9)、離合器b (10)和制動器c (11)并列排布，所述離合器c (15)套接在離合器b (10)內部； 其連接關系在于變速箱輸入軸(I)與扭轉減振器(2)、起步離合器(3)的主動端相連，起步離合器(3)的被動端與電機(4)、k2行星排太陽輪(16)和離合器c (15)的主動端相連，kl行星排太陽輪(18)與制動器a (5)相連，kl行星排行星架(19)與制動器b (6)、k2行星排齒圈(8)相連，kl行星排齒圈(7)與離合器a (9)、k3行星排太陽輪(14)相連，k2行星排行星架(17)與離合器a (9)、離合器b (10)相連，k3行星排行星架(12)與離合器c(15)的被動端、離合器b (10)、制動器c (11)相連，k3行星排齒圈(13)為動力輸出端。
2.根據權利要求I所述一種八擋混合動力自動變速箱，其特征在于一擋制動器b(6)接合，k2行星排齒圈(8)制動，動力從k2行星排太陽輪(16)輸入，從k2行星排行星架(17)減速輸出；k2行星排行星架(17)動力經過接合離合器a (9)、離合器b (10)分別傳遞到k3行星排的太陽輪14)和k3行星排行星架(12)中，k3行星排整體回轉，動力從k3行星排齒圈(13)輸出。
3.根據權利要求I所述一種八擋混合動力自動變速箱，其特征在于二擋制動器a(5)接合，kl行星排太陽輪(18)制動，制動器b (6)接合，kl行星排行星架(19)和k2行星排齒圈(8)制動，kl行星排整體制動，kl行星排齒圈(7)把k3行星排太陽輪(14)制動；動力從k2行星排太陽輪(16)輸入，從k2行星排行星架(17)減速輸出；k2行星排行星架(17)動力經過接合離合器b (10)傳遞到k3行星排行星架(12)中，k3行星排作為增速排，動力從k3行星排齒圈(13)輸出。
4.根據權利要求I所述一種八擋混合動力自動變速箱，其特征在于三擋制動器a(5)接合，kl行星排太陽輪(18)制動；離合器a (9)把kl行星排齒圈(7)和k2行星排行星架(17)相連；動力從k2行星排太陽輪(16)輸入，kl行星排和k2行星排作為減速排，動力從k2行星排行星架(17)減速輸出；k2行星排行星架(17)動力經過接合離合器a (9)、離合器b (10)分別傳遞到k3行星排太陽輪(14)和k3行星排行星架(12)中，k3行星排整體回轉，動力從k3行星排齒圈(13)輸出。
5.根據權利要求I所述一種八擋混合動力自動變速箱，其特征在于四擋制動器a(5)接合，kl行星排太陽輪(18)制動；離合器b (10)接合，k2行星排行星架(17)和k3行星排行星架(12)相連；離合器cl5接合，k2行星排太陽輪(16)和k3行星排行星架(12)相連，k2行星排整體回轉；動力從k2行星排太陽輪(16)輸入，一路經過kl行星排增速，從kl行星排齒圈(7)輸出到k3行星排太陽輪(14)，一路經過離合器b (10)、離合器c (15)直接輸入到k3行星排行星架(12)，在k3行星排匯流后，從k3行星排齒圈(13)輸出。
6.根據權利要求I所述一種八擋混合動力自動變速箱，其特征在于五擋離合器a(9)、離合器b (10)和離合器c (15)接合，kl、k2、k3行星排整體回轉，為直接擋，動力從kl行星排太陽輪(18)輸入，k3行星排齒圈(13)輸出。
7.根據權利要求I所述一種八擋混合動力自動變速箱，其特征在于六擋制動器a(5)接合，kl行星排太陽輪(18)制動；離合器a(9)接合，k2行星排行星架(17)和kl行星排齒圈(7)相連；離合器c (15)接合，k2行星排太陽輪(16)和k3行星排行星架(12)相連；動力從k2行星排太陽輪(16)輸入，一路經過kl行星排和k2行星排減速，從kl行星排齒圈(7)輸出到k3行星排太陽輪(14)，一路經過離合器c (15)直接輸入到k3行星排行星架(12)，在k3行星排匯流后，從k3行星排齒圈(13)輸出。
8.根據權利要求I所述一種八擋混合動力自動變速箱，其特征在于七擋制動器b(6)接合，kl彳了星排彳了星架(19)制動；尚合器a(9)接合，k2彳了星排彳了星架(17)和kl燈星排齒圈(7)相連；離合器c (15)接合，k2行星排太陽輪(16)和k3行星排行星架(12)相連；動力從k2行星排太陽輪(16)輸入，一路經過k2行星排減速，從k2行星排行星架(17)和離合器a (9)輸出到k3行星排太陽輪(14)，一路經過離合器c (15)直接輸入到k3行星排行星架(12)，在k3行星排匯流后，從k3行星排齒圈(13)輸出。
9.根據權利要求I所述一種八擋混合動力自動變速箱，其特征在于八擋制動器a(5)接合，kl行星排太陽輪(18)制動，制動器b (6)接合，kl行星排行星架(19)和k2行星排齒圈(8)制動，kl行星排整體制動，kl行星排齒圈(7)把k3行星排太陽輪(14)制動；動力從k2行星排太陽輪(16)輸入，經過離合器c (15)輸入到k3行星排行星架(12)，k3行星排作為增速排，動力從k3行星排齒圈(13)輸出。
全文摘要
本發(fā)明屬于動力傳動技術領域，涉及一種自動變速箱，特別涉及一種八擋混合動力自動變速箱。包括變速箱輸入軸、扭轉減振器、起步離合器、行星傳動組件、電機和換擋操縱元件；起步離合器不接合時，可實現(xiàn)電動工況，電機驅動車輛低速行駛，此時發(fā)動機不工作，避免了發(fā)動機的阻力。通過電池組的匹配，可簡單設計為插電式混合動力傳動裝置。通過起步離合器進行換擋，換擋過程中，電機可以輸出部分動力，減緩換擋過程中的動力損失。
文檔編號F16H3/66GK102829140SQ201210305498
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權日2012年8月24日
發(fā)明者彭增雄, 苑士華, 胡紀濱, 李雪原, 荊崇波, 魏超, 吳維 申請人:北京理工大學