为有效降低整车油耗,研制传动比间隔合理的多挡四排行星齿轮机构(PGM)自动变速器(AT)传动方案成为新的趋势。基于杠杆法原理,在分析单排与三排并联PGM的输入、输出位置及接合元件布置形式的基础上,提出了由单排与三排并联PGM串联(简称为“单串三并”)的结构杠杆图;通过对“单串三并”转速线杠杆图的分析,根据AT的设计要求,筛选出5种合理的传动方案;根据接合元件工作情况与接合元件及挡位数进行对比,优选出最优传动方案。将该最优传动方案与克莱斯勒45RFE AT相对比,在45RFE AT的基础上增设1排PGM,即可设计出挡位数更多、性能更优的AT传动方案。与2个双排并联PGM串联形成的四排混联PGM AT传动方案相比,增加了2~3个前进挡位,降低了换挡控制的难度。

基于杠杆法对双排并联行星齿轮机构(Planetary gear mechanism,PGM)构件进行节点匹配,获得PGM连接方案;对单电机变速器(Single motor transmission,SMT)的发动机、电机及接合元件布置进行分析,获得接合元件数少、发动机及电机驱动模式挡位数多的布置方案。根据现有双排并联PGM变速器传动比范围对PGM连接方案进行筛选,得到17种满足传动比要求的SMT构型。任选一种SMT构型,将其拓扑化后进行工作模式及功率流向分析,得出其能实现发动机驱动、电机驱动、混合驱动、行车发电、制动发电及停车发电等6种工作模式,且各工作模式无循环功率。