[发明专利]自动变速器及车辆

说明书

本发明通过四个行星齿轮组、六个离合器的合理布设，使本发明提供的自动变速器具有十个前进挡及一个倒挡，且通过三个离合器的控制，即可保证该挡位下动力的传输，在保证其传动效率及行星轮转速的前提下，通过使第一齿圈直接固定于箱体上而不使用制动器，一方面使自动变速器的结构更加紧凑，另一方面减少了换挡过程中制动器对箱体的冲击，改善了箱体的受载情况。相对而言，不使用制动器而增加离合器的数量，一方面能够通过嵌套布置使得自动变速器更加紧凑，另一方面也能够增加离合器的利用率，并断开缩短空转传输路线，从而减少空转行星齿轮组拖曳扭矩，减少带排搅油损耗，提高传动效率。

技术领域

本发明涉及自动变速器领域，尤其是一种自动变速器及具有该自动变速器的车辆。

背景技术

自动变速器(Automatic Transmission，AT)一般包括多个行星齿轮组、制动器及离合器，多个行星齿轮组、制动器及离合器通过一定的方式连接在一起，当发动机产生的扭矩进入自动变速器时，自动变速器能够根据不同的工作方式多级地改变进入其的扭矩，并将改变后的扭矩向外输出。由机械原理可知，机构具有确定运动的条件是机构动力源的数量等于机构转速自由度数。由于AT是通过不同离合器/制动器的组合结合实现不同挡位，即通过制动器/离合器约束自动变速器的自由度，从而达到减少系统自由度目的，最终保证自动变速器具有确定的运动。也就是说，对于一个系统自由度数为N的单动力源自动变速器，具有确定运动的条件是通过制动器/离合器等操纵元件限制该自动变速器的(N-1)个转速自由度。

一般而言，自动变速器具有的挡位越多，汽车的动力性能及燃油经济性能越好，但是，行星齿轮组数、离合器及制动器的数量，以及传动构件连接情况在一定程度上决定传动方案结构布置的复杂程度。自由度数增多和相邻挡位之间换挡变换的操纵元件数量增多，都将导致控制难度增大，并且自动变速器的体积、效率以及承载能力产生直接的影响。每个挡位的动力传输路线取决于传动方案，应避免出现内部功率循环，将影响各挡位传动效率。

伴随汽车排放法规日渐苛刻的要求以及对燃油经济性要求的提高，自动变速器挡位需求增多。对于行星齿轮组自动变速器，一般通过两种途径增加挡位：一是增加行星齿轮组的数量；二是增加自由度数量，但增加行星齿轮组的数量会显著地增加自动变速器的体积及重量，增加自由度数量容易导致操控元件的增多，增大换挡时的操控难度。为此，寻求一种行星齿轮组和操纵元件数量最佳组合、结构紧凑、传动高效的行星自动变速机构成为各大整车企业或研发机构产品开发的关键。

现阶段乘用车市场上使用的十速自动变速器主要有两种：

一、通用和福特合作开发的10R80自动变速器方案；该方案采用四个离合器，另个制动器，具有5个自由度，每一挡位需要同时结合4各换挡元件。

二、丰田的direct shift-10AT方案，该方案的前两排采用拉维纳结构，具有四个离合器和两个制动器，为4自由度系统，每一挡位需要同时结合3个换挡元件。

无论是10R80方案还是丰田的方案，均是采用四个离合器及两个制动器来实现，也就是说均会有两个制动器，制动器最终会通过连接件，如摩擦钢片齿连接到箱体上，制动器的存在增加了箱体的加工制造难度；同时由于箱体的材料一般是铝合金，制动器在闭合时会对箱体造成冲击，对箱体的强度要求较高，这又会对箱体的轻量化设计造成困难，最终会增加自动变速器的重量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动变速器及具有该自动变速器的车辆，该自动变速器不使用制动器，所有挡位均通过离合器的控制来实现，有利于改善箱体的受载情况，使自动变速器的结构更加紧凑，传动效率更高。

本发明提供包括输入轴、箱体、第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组、第四行星齿轮组，第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器、第五离合器、第六离合器及输出轴；