CN101021246A - 多挡变速器 - Google Patents

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CN101021246A CNA2007100053282A CN200710005328A CN101021246A CN 101021246 A CN101021246 A CN 101021246A CN A2007100053282 A CNA2007100053282 A CN A2007100053282A CN 200710005328 A CN200710005328 A CN 200710005328A CN 101021246 A CN101021246 A CN 101021246A
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Abstract

带有6个前进挡和一个倒挡的多挡变速器，包括一个输入轴(1)、一个输出轴(2)、三个行星齿轮组(P1，P2，P3)，6个可转动轴(1，2，3，4，5，6)以及5个换档部件(03，04，13，14，56)，其中输入轴(1)始终与第二行星齿轮组(P2)的中心齿轮连接，通过一个离合器(13)与轴(3)可松开地连接，通过一个离合器(14)与轴(4)可松开地连接，其中轴(3)始终与第一行星齿轮组(P1)的桥接件以及与第二行星齿轮组(P2)的内齿轮连接，并且通过制动器(03)可连接到外壳(G)，轴(4)始终与第一行星齿轮组(P1)的中心齿轮连接，并且通过制动器(04)可连接到外壳(G)，其中轴(5)始终与第三行星齿轮组(P3)的内齿轮连接，并且通过离合器(56)与轴(6)可松开地连接，轴(6)始终与第二行星齿轮组(P2)的桥接件连接，其中，输出轴(2)始终与第三行星齿轮组(P3)的桥接件和第一行星齿轮组(P1)的内齿轮连接，并且其中第三行星齿轮组(P3)的中心齿轮通过轴(0)防扭地与外壳(G)连接。

Description

多挡变速器
技术领域
本发明涉及一种行星结构的多挡变速器，特别是涉及一种根据权利要求1前序部分的用于机动车的自动变速器。
背景技术
自动变速器，特别是用于机动车的自动变速器，包括根据现有技术的由磨擦或换档部件如离合器和制动器构成的行星齿轮组和通常与一个受到滑动作用并且选择地设置有一个分接离合器的加速件，如流体动力学的变矩器或者液力偶合器相连。
一种这样的变速器出现在EP0434525A1中。它基本上包括相互平行地设置的一个输入轴和一个输出轴、一个与输出轴同心设置的双行星齿轮组和5个换档部件，采取3个离合器和2个制动器的形式，它们选择的连锁各成对地确定输入轴和输出轴之间的不同的变速传动比。在此情况下，变速器具有一个前置齿轮组和2个功率路径，使得通过可选择地将5个换档部件成对地嵌接得到6种前进挡。
在这种情况下，在第一功率路径中，两个离合器需要传递扭矩，从前置齿轮组到双行星齿轮组的两个元件。这两个元件被布置成沿力线方向基本上在前置齿轮组的后面、在双行星齿轮组的方向。在第二功率路径中，设置另一个离合器，该离合器与双行星齿轮组的另一个元件可松开地连接。在这种情况下，离合器这样地设置，即内膜片支座构成输出。
另外，出版物US6,139,463中公开了一种紧凑型的特别是用于机动车的行星结构的多挡变速器，该变速器具有两个行星齿轮组和一个前置齿轮组以及3个离合器和两个制动器。在这种公知的多挡变速器中，在第一功率路径中，两个离合器C-1和C-3用于传递扭矩，从前置齿轮组到两个行星齿轮组。在这种情况下，离合器C-3的外膜片支座或气缸或活塞和压力平衡侧与一个第一制动器B-1相连。此外，第三离合器C3的内膜片支座与第一离合器C-1的气缸或活塞和压力平衡侧相连，从而第一离合器C-1的内膜片支座设置在输出侧，并且与第三行星齿轮组的一个中心齿轮相连。
另外，申请人的DE19949507A1中公开了一种多挡变速器，其中，在输入轴上设置两个不可换挡的前置齿轮组，该前置齿轮组在输出端产生两种转速，与输入轴的转速相比，其可选择成一个对输出轴产生影响的可换挡的双行星齿轮组通过可选择地接通被使用的换档部件这样的换挡，即为了从一个挡位切换到各邻近较高或较低的挡位，两个刚好被操作的换档部件只必须有一个换档部件接入或者断开。
DE19912480A1中公开了一种可自动换挡的机动车变速器，该变速器带有3个单桥接件行星齿轮组以及3个制动器和2个离合器用以切换6个前进挡和一个倒挡，并且带有一个输入轴和一个输出轴。该可自动换挡的机动车变速器这样形成，即输入轴直接与第二行星齿轮组的中心齿轮相连，并且输入轴通过第一离合器与第一行星齿轮组的中心齿轮相连，和/或可通过第二离合器与第一行星齿轮组的桥接件相连。附加的或者可替代的是，第一行星齿轮组的中心齿轮通过第一制动器可与变速器的外壳相连，和/或第一行星齿轮组的桥接件通过第二制动器可与外壳相连，和/或第三行星齿轮组的中心齿轮通过第三制动器可与外壳相连。
另外，DE10213820A1公开了一种多挡自动变速器，包括一个第一传动比的输入路径T1；一个具有大于输入路径T1传动比的输入路径T2；一个带有4个元件的行星齿轮组，其中该四个元件按照元件在转速图中的顺序是一个第一元件，一个第二元件，一个第三元件和一个第四元件；一个离合器C-2，将输入路径T2的转动传递到第一元件S3上；一个离合器C-1，将输入路径T2的转动传递到第四元件S2上；一个离合器C-4，将输入路径T1的转动传递到第一元件上；一个离合器C-3，将输入路径T1的转动传递到第二元件C3上；一个制动器B-1，产生第四元件的嵌接；一个制动器B-2，产生第二元件的嵌接；和一个从动元件，其与第三元件R3相连。
在申请人的DE10115983A1中描述了一种多挡变速器，带有一个与前置齿轮组相连的输入轴，一个与后置齿轮总成相连的输出轴，并且带有最多7个换档部件，通过它们的可选择的切换，可以没有组合切换地切换至少7个前进挡。前置齿轮组构造成一个前置行星齿轮组或者最多两个不可换挡的与第一前置齿轮组相连的前置行星齿轮组，而后置齿轮总成形成为带有两个可换挡的后置行星齿轮组的两桥接件四轴变速器，并且具有四个自由的轴。两桥接件四轴变速器的第一自由轴与第一换档部件相连，第二自由轴与第二和第三换档部件相连，第三自由轴与第四和第五换档部件相连，第四自由轴与输出轴相连。根据本发明提供一种多挡变速器带有总共6个换档部件，后置齿轮总成的第三自由轴或者第一自由轴附加地与第六换档部件相连。根据本发明提供一种多挡变速器带有总共6个换档部件，第三自由轴附加地与一个第六换档部件D′相连，第一自由轴附加地与一个第七换档部件相连。
另外，申请人的DE10115987中描写了一种多挡变速器，带有至少7个挡。该变速器除了输入轴和输出轴，由一个不可换挡的前置齿轮组和一个可换挡的后置齿轮总成以双桥接件四轴变速器的形式构成。该前置齿轮组由一个第一行星齿轮组，其除了提供输入轴的每一转速，还提供第二转速，第二转速能够选择在一个后置齿轮总成上换挡。后置齿轮总成由两个可换挡的行星齿轮组构成，其带有6个换档部件，至少能够切换7个挡，其中形成两个功率路径。在这种情况下，在每个换挡过程中，总是以有利的方式避免组合切换。此外DE2936969中公开了一种9挡多挡变速器；包括8个换档部件和4个齿轮总成。
行星结构方式的可自动换挡的机动车变速器大体上已经多次地在现有技术中描述，并且需要进一步发展和改进。因此，该变速器应当具有多个前进挡和一个倒挡，以及一个用于机动车非常适合的切换，带有一个高的综合分配以及有利的变速器各挡速比间隔。另外应当可以在前进方向进行一个高的启动换挡，并且包括一个直接挡以及适合于Pkw和Nkw。此外该变速器应当需要一个小的结构费用，特别是小数目的换档部件，并且避免以顺序换挡方式的双换挡，从而在切换确定的挡组时，只切换一个换档部件。
发明内容
本发明的任务是提供一种开头提到的那种多挡变速器，其中，结构费用得到优化，并且主传动挡中关于牵引和啮合损耗的效率得到改善。并且，在根据本发明的多挡变速器中，应当使得换档部件和行星齿轮组上的力矩小，以及应当保持轴、换档部件和行星齿轮组的转速尽可能小。另外，挡所需的数目以及变速器分配应当遵守，使得能够以有利的方式实现6个前进挡和至少一个倒挡。此外，根据本发明的变速器适于运输工具中的每一种结构，特别是适合于前-横-布置。
上述任务根据本发明由权利要求1的特征实现。其他的优点和有利的构造由从属权利要求给出。
因此提供一种根据本发明的行星结构的多挡变速器，其具有一个输入轴和一个输出轴，它们设置在一个外壳中。另外，设置至少三个行星齿轮组，下面按照第一、第二和第三行星齿轮组表示，至少6个可转动轴，下面表示为输入轴、输出轴、第三、第四、第五和第六轴，以及至少5个换档部件，包括制动器和离合器，它们可选择的啮合导致输入轴和输出轴之间的不同的传动比，从而可实现优选为至少6个前进挡和一个倒挡。
在这种情况下，输入轴始终与第二行星齿轮组的中心齿轮连接，通过一个离合器与第三轴可松开地连接，通过一个另外的离合器与第四轴可松开地连接，其中第三轴始终与第一行星齿轮组的桥接件和第二行星齿轮组的内齿轮连接，并且通过一个制动器可连接到外壳；并且第四轴始终与第一行星齿轮组的中心齿轮连接，并且通过一个另外的制动器可连接到外壳。
另外，第五轴始终与第三行星齿轮组的内齿轮连接，并且通过一个离合器与第六轴可松开地连接，第六轴始终与第二行星齿轮组的桥接件连接。
根据本发明，输出轴始终与第三行星齿轮组的桥接件和第一行星齿轮组的内齿轮连接，其中第三行星齿轮组的中心齿轮通过一个不转动的轴防扭地与外壳连接。
通过根据本发明的多挡变速器的构成，为轿车产生合适的变速比，以及多挡变速器的总分配的巨大的提高，从而改善行驶合适性，并且导致损耗大幅下降。
此外，由于本发明的多挡变速器，通过小数目的换档部件，优选为两个制动器和三个离合器，大大降低了结构费用。在有利的方式中，由于本发明的多挡变速器，可以由一个流体动力学变矩器、一个液压离合器、一个外部的启动离合器或者还可以由其他合适的外部启动元件进行启动。还可以设想，由一个集成在变速器中的启动元件进行启动过程。优选为一个换档部件，其在第一前进挡和倒挡中被操控。
另外，在本发明的多挡变速器中，在主传动挡中关于牵引和啮合损耗的效率得到改善。
另外，多挡变速器的换档部件和行星齿轮组上具有小的力矩，从而多挡变速器中的摩损以有利的方式减小。另外通过小的力矩，可以使得相应的尺寸小，并且因此所需的结构空间和相应的费用降低。此外，轴、换档部件和行星齿轮组具有小的转速。
此外，根据本发明的多挡变速器这样地设计，即一个适合于不同的传动支线构造不仅在力线方向而且在空间方面都可能的。
附图说明
下面借助于图示示例性地详细地对本发明进行解释。其中：
图1是根据本发明的多挡变速器的一个优选的实施方式的示意图；以及
图2是根据图1的本发明的多挡变速器的示例性的换挡图。
具体实施方式
在图1中表示了一种根据本发明的多挡变速器，带有一个输入轴1(An)和一个输出轴2(Ab)，它们布置在一个外壳G中。设置三个行星齿轮组P1，P2，P3，其优选地形成为负行星齿轮组，并且按照顺序P1，P2，P3在轴向(并且还在力线方向)布置。
如图1清楚地表示，仅设置了5个换档部件，即两个制动器03，04，和三个离合器13，14和56。由这些换档部件，可以实现可选择地换挡，优选为6个前进挡和一个倒挡。根据本发明的多挡变速器总共具有6个可转动轴，即轴1，2，3，4，5和6。
根据本发明，在根据图1的多挡变速器中设置成，驱动由轴1完成，轴1始终与第二行星齿轮组P2的中心齿轮连接，通过离合器13与轴3可松开地连接，并且通过离合器14与轴4可松开地连接。其中，轴3始终与第一行星齿轮组P1的桥接件和第二行星齿轮组P2的内齿轮连接，并且通过制动器03可连接到外壳G。并且其中，轴4始终与第一行星齿轮组P1的中心齿轮连接以及通过制动器04可连接到外壳G。
另外，轴5始终与第三行星齿轮组P3的内齿轮连接，并且通过一个离合器56与轴6可松开地连接，轴6始终与第二行星齿轮组P2的桥接件连接。
输出由轴2实现，轴2始终与第三行星齿轮组P3的桥接件和第一行星齿轮组P1的内齿轮连接。另外，第三行星齿轮组P3的中心齿轮通过轴0与外壳G抗扭地连接。
在这种情况下，在示出的实施方式中，离合器13和14在轴向看在力线方向上按照13，14的顺序设置在第一行星齿轮组P1前面，并且能够作为膜片式离合器具有一个共同的外膜片支座。同样，制动器04，03从轴向看在力线方向上按照04，03的顺序设置在第一行星齿轮组P1的前面。
换档部件的空间布置能够是任意的，并且只是由尺寸和外部造型限定。
图2是根据图1的本发明的多挡变速器的示例性的换挡图。对于每个挡，有两个换档部件闭合。每个挡的每个传动比i和由此确定的变速器各挡速比间隔phi能够由换挡图示例地推断出。行星齿轮组P1，P2，P3的状态切换的典型的值分别是-3,250，-2,255，以及-2,491。另外，由换挡图能够推断出，在顺序换挡的方式中，避免了双换挡或者组合换挡，因为两个相邻的挡共同使用一个换档部件。在这种情况下，第5挡优选形成为直接挡。
第一挡通过闭合制动器03和离合器56产生，第二挡通过闭合制动器04和离合器56产生，第三挡通过闭合离合器14和56产生。另外，第四挡通过闭合离合器13和离合器56产生，第五挡通过闭合离合器13和14产生，第六挡通过闭合制动器04和离合器13产生。如换挡图所示，倒挡通过闭合制动器03和离合器14产生。
根据本发明，可以由一个集成的换档部件03，56进行启动(IAK)，其中特别是制动器03是适合的，制动器03在第一前进挡和倒挡中是需要的。另外，在相同的换挡图中根据开关逻辑能够得出不同的变速器各挡速比间隔，使得应用或者机动车的特定改变能够进行。
此外，在多挡变速器的每个合适的位置设置附加的超越离合器，例如超越离合器设置在一个轴和外壳之间，或者也可以将两个轴连接。
根据本发明，一个车轴差速器和/或分配器差速器能够设置在驱动侧或者输出端。
在一个有利的改进中，根据需要，输入轴1通过一个离合器元件能够与主动的发动机分开，其中设置一个流体动力学变矩器、一个液压离合器、一个干式启动离合器、一个液压启动离合器、一个磁粉离合器或者一个离心式离合器，作为离合器元件。还可以将一个这样的启动元件布置在力线方向的变速器的后面，在这种情况下，输入轴1固定地与发动机的曲轴连接。
此外，根据本发明的多挡变速器可以在发动机与变速器之间布置一个扭转减振器。
在本发明的另一个未示出的实施方式中，能够在每个轴上，优选在输入轴1或者输出轴2上设置一个非摩擦的制动器，例如一个液压的或者电的延迟器或者类似物，这对于载货车中的部件是特别重要的。另外为了驱动附加的总成，可在每个轴上，优选在输入轴1或者输出轴2上设置一个辅助驱动。
置入的换档部件能够形成为负载控制离合器或者制动器。特别是能够使用附着离合器或者制动器，如膜片式离合器、带式制动器和/或锥体离合器。另外，作为换档部件，还能够置入形状配合的制动器和/或离合器，如同步的或者牙嵌式离合器。
在此介绍的多挡变速器的其他优点在于，在每个轴上可安装一个电机，作为发电机和/或作为附加的发动机。
不言而喻，每个结构构造，特别是行星齿轮组和换档部件的每个空间布置和相互的空间布置以及技术意义，属于权利要求的保护范围，而且如果该构造未在附图中或者说明书中说明，不影响如权利要求中给出的变速器的作用。
附图标记
0   轴
1   轴
2   轴
3   轴
4   轴
5   轴
6   轴
03  制动器
04  制动器
13  离合器
14  离合器
56  离合器
P1  行星齿轮组
P2  行星齿轮组
P3  行星齿轮组
An  输入
Ab  输出
i   变速比
Phi 变速器各挡速比间隔
G   外壳

Claims (24)

1.一种行星结构的多挡变速器，特别是用于机动车的自动变速器，包括一个输入轴(1)和一个输出轴(2)，它们设置在一个外壳(G)中，三个行星齿轮组(P1，P2，P3)，至少6个可转动轴(1，2，3，4，5，6)以及至少5个换档部件(03，04，13，14，56)，包括制动器(03，04)和离合器(13，14，56)，它们可选择的啮合导致输入轴(1)和输出轴(2)之间的不同的传动比，从而实现至少6个前进挡和一个倒挡，其中输入轴(1)始终与第二行星齿轮组(P2)的中心齿轮连接，通过一个离合器(13)与轴(3)可松开地连接，通过一个离合器(14)与轴(4)可松开地连接，其中轴(3)始终与第一行星齿轮组(P1)的桥接件以及与第二行星齿轮组(P2)的内齿轮连接，并且通过制动器(03)可连接到外壳(G)，轴(4)始终与第一行星齿轮组(P1)的中心齿轮连接，并且通过制动器(04)可连接到外壳(G)，其中轴(5)始终与第三行星齿轮组(P3)的内齿轮连接，并且通过离合器(56)与轴(6)可松开地连接，轴(6)始终与第二行星齿轮组(P2)的桥接件连接，其中，输出轴(2)始终与第三行星齿轮组(P3)的桥接件和第一行星齿轮组(P1)的内齿轮连接，并且其中第三行星齿轮组(P3)的中心齿轮通过轴(0)防扭地与外壳(G)连接。
2.根据权利要求1的多挡变速器，其特征在于，行星齿轮组(P1，P2，P3)按照顺序(P1，P2，P3)在轴向或者在力线方向上设置。
3.根据前面的权利要求中任一项的多挡变速器，其特征在于，行星齿轮组(P1，P2，P3)形成为负行星齿轮组。
4.根据前面的权利要求中任一项的多挡变速器，其特征在于，离合器(13)，(14)从轴向看设置在力线方向上，按照顺序(13)，(14)设置在第一行星齿轮组(P1)之前。
5.根据前面的权利要求中任一项的多挡变速器，其特征在于，离合器(13)，(14)作为膜片式离合器具有共同的外膜片支座。
6.根据前面的权利要求中任一项的多挡变速器，其特征在于，制动器(04，03)从轴向看设置在力线方向上，按照顺序(04，03)设置在第一行星齿轮组(P1)之前。
7.根据前面的权利要求中任一项的多挡变速器，其特征在于，可实现6个前进挡，其中第一挡通过闭合制动器(03)和离合器(56)产生，第二挡通过闭合制动器(04)和离合器(56)产生，第三挡通过闭合离合器(14)和(56)产生，第四挡通过闭合离合器(13)和离合器(56)产生，第五挡通过闭合离合器(13)和(14)产生，第六挡通过闭合制动器(04)和离合器(13)产生。
8.根据前面的权利要求中任一项的多挡变速器，其特征在于，倒挡通过闭合制动器(03)和离合器(14)产生。
9.根据前面的权利要求中任一项的多挡变速器，其特征在于，在每个合适的位置可置入附加的超越离合器。
10.根据权利要求9的多挡变速器，其特征在于，超越离合器设置在轴(1，2，3，4，5，6)和外壳(G)之间。
11.根据前面的权利要求中任一项的多挡变速器，其特征在于，输入装置和输出装置设置在外壳的同一侧。
12.根据前面的权利要求中任一项的多挡变速器，其特征在于，车轴差速器和/或分配器差速器设置在驱动侧或者输出端。
13.根据前面的权利要求中任一项的多挡变速器，其特征在于，输入轴(1)通过一个离合器元件与主动的发动机分开。
14.根据权利要求9的多挡变速器，其特征在于，流体动力学变矩器、液压离合器、干式启动离合器、液压启动离合器、磁粉离合器或者离心式离合器，可设置作为离合器元件。
15.根据前面的权利要求中任一项的多挡变速器，其特征在于，一个外部启动元件可布置在力线方向的变速器的后面，特别是可根据权利要求13或者14布置，其中输入轴(1)固定地与发动机的曲轴连接。
16.根据前面的权利要求中任一项的多挡变速器，其特征在于，启动借助于变速器的一个换档部件(03，56)实现，其中输入轴(1)始终与发动机的曲轴连接。
17.根据前面的权利要求中任一项的多挡变速器，其特征在于，在发动机与变速器之间可布置一个扭转减振器。
18.根据前面的权利要求中任一项的多挡变速器，其特征在于，在每个轴上可布置一个非摩擦的制动器。
19.根据前面的权利要求中任一项的多挡变速器，其特征在于，为了驱动附加的总成，可在每个轴上布置一个辅助驱动。
20.根据权利要求19的多挡变速器，其特征在于，可在输入轴(1)或者输出轴(2)上布置该辅助驱动。
21.根据前面的权利要求中任一项的多挡变速器，其特征在于，换档部件形成为负载控制离合器或者制动器。
22.根据权利要求21的多挡变速器，其特征在于，可使用膜片式离合器、带式制动器和/或锥体离合器。
23.根据权利要求1至20中任一项的多挡变速器，其特征在于，设置形状配合的制动器和/或离合器作为换档部件。
24.根据前面的权利要求中任一项的多挡变速器，其特征在于，在每个轴上可安装一个电机，作为发生器和/或作为附加的发动机。
CNA2007100053282A 2006-02-14 2007-02-14 多挡变速器 Pending CN101021246A (zh)

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