[发明专利]一种行星齿轮式副变速器

说明书

技术领域

本发明涉及一种串联在汽车用机械无级变速装置后的行星齿轮式副变速器，该副变速器具有1个空挡、1个停车挡、2个前进挡和1个倒挡。

背景技术

以往在公布的CN 103527736 A中，本申请人提出了“有级过渡式无级变速传动”的换挡方法。前述的换挡方法可以为副变速器的换挡元件创造出等转速的有利条件，从而使副变速器的换挡能够非常顺利地进行。不过在前述的传动方案中，要求副变速器串联在无级变速装置和过渡挡从动齿轮之间，这样就对副变速器有一定的要求。

首先，一般传统无级变速器的行星齿轮式正倒挡转换装置（DNR）大多布置在无级变速装置和动力输入轴之间，其承受的最大转矩值为发动机的最大转矩值。副变速器串联在无级变速装置之后会导致其承受的最大转矩相对于传统的行星齿轮式正倒挡转换装置（DNR）较大，所以要求副变速器的承载能力应该相对较大。

其次，副变速器串联在无级变速装置之后，要求其尺寸不能太大。如果副变速器的轴向尺寸过大，再加上过渡挡从动齿轮的加持，会造成变速器整体的轴向尺寸过大，这显然与小型化的大趋势相违背。对于布置在前置前驱车型上的无级变速器而言，其主减速器一般为两级圆柱齿轮式减速器。这就要求副变速器靠近主减速器一端的径向尺寸要小，否则会导致主减速器的布置困难。综上，对于尺寸方面的要求而言，希望副变速器的轴向和纵向尺寸都要相对较小。

最后，要求副变速器至少具有1个空挡、2个前进挡和1个倒挡。在已公布的CN 103453103 A 中，行星齿轮式正倒挡转换装置（DNR）布置在了动力输入轴与无级变速装置之间；2挡式副变速器只具备2个前进挡，布置在了无级变速装置和输出轴之间，结构明显复杂。在已公布的CN 103527736 A中，副变速器集成了1个空挡、1个倒挡和2个前进挡，布置在了无级变速装置和过渡挡从动齿轮之间，但是其是通过运用2个行星排来实现的，加上2个湿式多片摩擦片式离合器和2个湿式多片摩擦片式制动器，其径向和轴向尺寸必然很大。

为了尽可能减少轴向和径向尺寸，本申请人公布了副变速器方案CN 104948680 A。在CN 104948680 A中，运用1个行星排实现了1个空挡、1个倒挡和2个前进挡；其尺寸明显得到改善。但是前述方案是通过一根轴向移动的花键轴来改变传动连接形式的，而且此花键轴的径向尺寸受到限制，所以其承受的转矩不能太大。所以，纵然其能提高无级变速装置的承载能力，但是副变速器的承载能力又成了薄弱项。

综上所述，对于应用“有级过渡式无级变速传动”换挡理念的无级变速器来说，串联在无级变速装置的副变速器，还不能同时满足承载转矩和尺寸两方面的要求。

发明内容

本发明基于上述要求，开发出了承载转矩更大并且尺寸更小的副变速器，使“有级过渡式无级变速传动”的整体方案得以实现。

本发明基于1个内外啮合单行星排能够实现1个倒挡和2个前进挡。包括空挡和停车挡在内，本发明能够实现5种连接形式。本发明的核心思想在于：输出轴的切换。

在空挡、停车挡及前进挡时，输出轴动力连接行星架；在倒挡时，输出轴动力连接齿圈。副变速器的动力输入轴为无级变速装置从动轴，无级变速装置从动轴与行星排的太阳轮制成一体或形成同轴布置的常传动连接。

在空挡时，太阳轮为输入轴，行星架与输出轴形成动力连接，齿圈不受转动约束。

在停车挡时，太阳轮为输入轴，行星架与输出轴形成连接同时，行星架还与壳体连接在一起；通过行星架间接把输出轴与壳体连接在一起，从而实现停车挡。

在前进挡1挡时，太阳轮为输入轴，行星架与输出轴形成动力连接，齿圈与壳体固定在一起。

在前进挡2挡时，太阳轮为输入轴，行星架与输出轴形成动力连接，齿圈与行星架形成动力连接，使行星排的太阳轮、齿圈和行星架固定在一起，三者同步旋转。

在倒挡时，太阳轮为输入轴，齿圈与输出轴形成动力连接，行星架与壳体固定在一起。

为实现上述5个挡位（前进挡1挡、前进挡2挡、倒挡、空挡和停车挡）不同的连接形式，本发明通过布置3个换挡元件来实现。这3个换挡元件中有1个是制动器，能够断开和接合壳体和齿圈；这个制动器可以是形状锁合式制动器也可以是湿式多片摩擦片式制动器。其余2个换挡元件均为形状锁合式换挡元件，其中1个形状锁合式换挡元件能够使输出轴选择性地动力连接行星架或齿圈；另外1个形状锁合式换挡元件能够使行星架选择性地动力连接壳体或齿圈。

附图说明