CN101265958A - 多级变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多级变速器，它包括与输入部件连接的具有两个中间输出路径的前置变速部分，具有四个或五个旋转部件的主变速部分，第一旋转部件由第一离合器换档元件连接到第一中间输出路径、并由第一制动器换档元件连接到变速器壳体，第二旋转部件连接到输出部件，第三旋转部件由第二离合器换档元件连接到第二中间输出路径、并由第二制动器换档元件连接到变速器壳体，第五旋转部件由第三离合器换档元件连接到第一中间输出路径、并由第四离合器换档元件连接到第二中间输出路径，实现十个调速档位；或者取消第四变速器换档元件与第二离合器换档元件，增加连接第二中间输出路径与第四旋转部件四第五变速器换档元件，从而实现九个调速档位。

Description

多级变速器
技术领域
本发明涉及一种多级变速器，特别是具有多个前进档的车载多级自动变速器。
背景技术
现有的具有六个前进档的自动变速器大多包括三个或三个以上的行星齿轮组和五个或五个以上换档元件(离合器和制动器)。例如：美国专利No.6,071,208、No.6,422,968、中国专利CN200410103185.5等所提出的六档自动变速器，其中有的包括四个行星齿轮组，有的包括五个或六个换档元件。美国专利No.6,623,397提出的七档自动变速器，包括五个离合器和一个制动器。而具有八个或更多前进档的自动变速器则大多包括四个或四个以上的行星齿轮组和六个或六个以上换档元件；有些多级变速器在相邻的档位之间切换时需要接合和分离超过两个的换档元件，容易产生换档冲击，为减小这种冲击需要精密而复杂的控制系统。由于现有的六档以上的自动变速器大多具有较多行星齿轮组、结构不够紧凑、换档元件多，导致其结构复杂，体积和重量大，制造成本高，因此，很少搭载在普及型车辆上。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种多级变速器，它只需要三组或等价于三组的行星齿轮组、四至七个换档元件便可实现5～12级的变速，具有较大的总变速比，同时各相邻档位之间的切换仅需要接合和分离两个换档元件，换档冲击小。
实现本发明的技术方案是：一种多级变速器，包括输入部件、前置变速部分、主变速部分、输出部件以及至少三个离合器换档元件和至少一个制动器换档元件，其特征在于：所述前置变速部分与输入部件连接、并具有旋转的第一中间输出路径和第二中间输出路径，第一中间输出路径与第二中间输出路径之间有固定的、且大于一的转速比；所述主变速部分由至少具有四个旋转部件的组合式行星齿轮组构成，该四个旋转部件按照在转速共线图中表示分别为按顺序排列的第一旋转部件、第二旋转部件、第三旋转部件、第五旋转部件；第二旋转部件与输出部件固定连接，第一离合器换档元件可选择地将第一旋转部件与第一中间输出路径相连接，第二离合器换档元件可选择地将第三旋转部件与第二中间输出路径相连接，第三离合器换档元件可选择地将第五旋转部件与第一中间输出路径相连接；第一制动器换档元件可选择地将第一旋转部件与变速器壳体相连接。
在上述方案的基础上，本发明的多级变速器还包括可选择地将所述第三旋转部件与变速器壳体相连接的第二制动器换档元件。或者，本发明的多级变速器还包括可选择地将所述第五旋转部件与所述第二中间输出路径相连接的第四离合器换档元件。
在上述方案的基础上，本发明的多级变速器还包括可选择地将所述第五旋转部件与变速器壳体相连接的第三制动器换档元件。通过接合所述第一制动器换档元件和所述第四离合器换档元件而建立第一档位；通过接合所述第一制动器换档元件和所述第三离合器换档元件而建立第二档位；通过接合所述第一制动器换档元件和所述第二离合器换档元件而建立第三档位；通过接合所述第二离合器换档元件和所述第三离合器换档元件而建立第四档位；通过接合所述第二离合器换档元件和所述第四离合器换档元件而建立第五档位；通过接合所述第二离合器换档元件和所述第三制动器换档元件而建立第六档位；通过接合所述第一离合器换档元件和所述第二离合器换档元件而建立第七档位；通过接合所述第一离合器换档元件和所述第三制动器换档元件而建立第八档位；通过接合所述第一离合器换档元件和所述第四离合器换档元件而建立第九档位；通过接合所述第一离合器换档元件和所述第三离合器换档元件而建立第十档位；通过接合所述第四离合器换档元件和所述第二制动器换档元件而建立第一倒车档位；通过接合所述第三离合器换档元件和所述第二制动器换档元件而建立第二倒车档位。
或者，本发明的多级变速器主变速部分还包括在转速共线图中顺序排列的第四旋转部件；所述第四旋转部件通过第五离合器换档元件与第二中间输出路径相连接。
在上述方案的基础上，本发明的多级变速器还包括可选择地将所述第五旋转部件与变速器壳体相连接的第三制动器换档元件。通过接合所述第一制动器换档元件和第五离合器换档元件而建立第一档位；通过接合所述第一制动器换档元件和第三离合器换档元件而建立第二档位；通过接合所述第一制动器换档元件和第二离合器换档元件而建立第三档位；通过接合所述第二离合器换档元件和第三离合器换档元件而建立第四档位；通过接合所述第二离合器换档元件和第五离合器换档元件而建立第五档位；通过接合所述第二离合器换档元件和第三制动器换档元件而建立第六档位；通过接合所述第一离合器换档元件和第二离合器换档元件而建立第七档位；通过接合所述第一离合器换档元件和第三制动器换档元件而建立第八档位；通过接合所述第一离合器换档元件和第五离合器换档元件而建立第九档位；通过接合所述第一离合器换档元件和第三离合器换档元件而建立第十档位；通过接合所述第三离合器换档元件和第五离合器换档元件而建立倒车档位。
在上述方案的基础上，本发明的多级变速器还包括可选择地将所述第三旋转部件与变速器壳体相连接的第二制动器换档元件。或者，本发明的多级变速器还包括将所述第五旋转部件与所述第二中间输出路径相连接的第四离合器换档元件。
本发明技术方案所构造的多级变速器仅需要三组或等价于三组的行星齿轮组，仅需4～7个换档元件便可实现5～12级的变速，从而减小了变速器的体积、重量及制造成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明的多级变速器作进一步的说明；
图1是本发明实施例1的转速共线图；
图2是实施例1的构造图；
图3是实施例1的档位切换、变速比表；
图4是实施例2的构造图；
图5是实施例2的档位切换、变速比表；
图6是实施例3的构造图；
图7是实施例3的档位切换、变速比表；
图8是实施例4的构造图；
图9是实施例4的档位切换、变速比表；
图10是实施例5不包括制动器换档元件B3的转速共线图；
图11是实施例5的包括制动器换档元件B3的转速共线图；
图12是实施例5的构造图；
图13是实施例5、实施例5的档位切换、变速比表；
图14是实施例6的构造图；
图15是实施例6的档位切换、变速比表；
图16是实施例7的构造图；
图17是实施例7的档位切换、变速比表；
图18是实施例8的转速共线图；
图19是实施例8的构造图。
具体实施方式
图1、图10、图11、图18的共线图表示各旋转部件的转速、档位切换关系，各竖直线分别标识各个旋转部件的转速，图中的“2”表示前置变速部分2的共线图，图中的“3”表示主变速部分3的转速共线图，最下的水平线表示转速为“0”，中间的水平线表示第二中间输出路径PW2的转速，最上的水平线表示第一中间输出路径PW1的转速。
实施例1：
如附图1～图3所示，本实施例的多级变速器具有10个前进档和2个倒车档。如附图2所示，它的具体组成包括：输入部件1、双小齿轮型(Ravigneaux型)第一行星齿轮组PG1、两个均为单小齿轮型(Simpson型)的第二、第三行星齿轮组PG2、PG3、输出部件4、第一至第四离合器换档元件C1、C2、C3、C4和第一至第三制动器换档元件B1、B2、B3。
第一行星齿轮组PG1构成前置变速部分2。第一行星齿轮组PG1的太阳齿轮S1与输入部件1固定连接，它的行星齿轮架CA1与变速器壳体5固定地连接；它的太阳齿轮S1构成所述第一中间输出路径PW1，它的齿圈R1构成第二中间输出路径PW2。
第二、第三行星齿轮组PG2、PG3组合构成主变速部分3。第三行星齿轮组PG3的齿圈R3构成第一旋转部件RM1，第二行星齿轮组PG2的齿圈R2与第三行星齿轮组PG3的行星齿轮架CA3固定地连接、并构成第二旋转部件RM2，第二行星齿轮组PG2的行星齿轮架CA2构成第三旋转部件RM3，第二行星齿轮组PG2的太阳齿轮S2与第三行星齿轮组PG3的太阳齿轮S3固定地连接、并构成第五旋转部件RM5。
行星齿轮组PG2的齿圈R2(即第二旋转部件RM2)与输出部件4固定地连接，第一离合器换档元件C1可选择地将第一旋转部件RM1与第一中间输出路径PW1相连接，第二离合器换档元件C2可选择地将第三旋转部件RM3与第二中间输出路径PW2相连接，第三离合器换档元件C3可选择地将第五旋转部件RM5与第一中间输出路径PW1相连接，第一制动器换档元件B1可选择地将第一旋转部件RM1与变速器壳体5相连接，第二制动器档元件B2可选择地将第三旋转部件RM3与变速器壳体5相连接；第三制动器换档元件B3连接在第一行星齿轮组PG1的行星齿轮架CA1上、并通过行星齿轮架CA1桥接于变速器壳体5、并可选择地将第五旋转部件RM5与变速器壳体5相连接；
为获得较好的变速比特性并容易制造，可以取ρ1＝(S1齿数/R1齿数)＝0.5，ρ2＝(S2齿数/R2齿数)和ρ3＝(S3齿数/R3齿数)均为0.23左右，所得到的档位切换、变速比表如附图3所示。
接合第一制动器换档元件B1和第四离合器换档元件C4可建立第一档位；
接合第一制动器换档元件B1和第三离合器换档元件C3可建立第二档位；
接合第一制动器换档元件B1和第二离合器换档元件C2可建立第三档位；
接合第二离合器换档元件C2和第三离合器换档元件C可建立第四档位；
接合第二离合器换档元件C2和第四离合器换档元件C4可建立第五档位；
接合第二离合器换档元件C2和第三制动器换档元件B3可建立第六档位；
接合第一离合器换档元件C1和第二离合器换档元件C2可建立第七档位；
接合第一离合器换档元件C1和第三制动器换档元件B3可建立第八档位；
接合第一离合器换档元件C1和第四离合器换档元件C4可建立第九档位；
接合第一离合器换档元件C1和第三离合器换档元件C3可建立第十档位；
接合第四离合器换档元件C4和第二制动器换档元件B2可建立第一倒车档位；
接合第三离合器换档元件C3和第二制动器换档元件B2可建立第二倒车档位。
如果在上述实施例中减少第四离合器换档元件C4，仅使用6个换档元件以及3个齿轮组，根据附图3可以得出，该多级变速器将减少第一档、第五档、第九档以及第一倒车档，从而具有7个前进档和1个后退档。
如果在上述实施例中减少第三离合器换档元件B3，仅使用6个换档元件以及3个齿轮组，根据附图3可以得出，该多级变速器将减少第六档、第八档，从而具有8个前进档和2个后退档。
如果在上述实施例中同时减少第四离合器换档元件C4和第三离合器换档元件B3，仅使用5个换档元件以及3个齿轮组，根据附图3可以得出，该多级变速器将减少第一档、第五档、第六档、第八档、第九档以及第一倒车档，从而具有5个前进档和1个后退档。在此基础上，进一步减少第二离合器换档元件B2，仅使用4个换档元件以及3个齿轮组，则可获得第二档、第三档、第四档、第七档和第十档共计5个前进档。
实施例2：
如附图4、图5所示，本实施例的多级变速器具有10个前进档和2个倒车档。它与实施例1的主要区别在于主变速部分3的连接关系不同。在本实施例中，由均为单小齿轮型的第四行星齿轮组PG4和第五形星齿轮组PG5组合构成主变速部分3；第四行星齿轮组PG4的齿圈R4与第五行星齿轮组PG5的太阳齿轮S5固定地连接、并构成第一旋转部件RM1，第五行星齿轮组PG5的行星齿轮架CA5构成第二旋转部件RM2，第四行星齿轮组PG4的行星齿轮架CA4与第五行星齿轮组PG5的齿圈R5固定地连接、并构成所述第三旋转部件RM3，第四行星齿轮组PG4的太阳齿轮S4构成第五旋转部件RM5。
第五行星齿轮组PG5的行星齿轮架CA5(即第二旋转部件RM2)与输出部件4固定地连接；第一至第四离合器换档元件C1、C2、C3、C4和第一至第三制动器换档元件B1、B2、B3的连接方式与实施例1相同。
为获得较好的变速比特性并容易制造，可以取ρ1＝(S1齿数/R1齿数)、ρ4＝(S4齿数/R4齿数)和ρ5＝(S5齿数/R5齿数)均为0.5左右，所得到的档位切换、变速比表如附图5所示。
实施例3：
如附图6、图7所示，本实施例的多级变速器具有10个前进档和2个倒车档。它与实施例1的主要区别在于主变速部分3的连接关系不同。在本实施例中，由单小齿轮型的第六行星齿轮组PG6和双小齿轮型的第七形星齿轮组PG7组合构成主变速部分3；第六行星齿轮组PG6的齿圈R6与第七行星齿轮组PG7的行星齿轮架CA7固定地连接、并构成第一旋转部件RM1，第七行星齿轮组PG7的齿圈R7构成第二旋转部件RM2，第六行星齿轮组PG6的行星齿轮架CA6与第七行星齿轮组PG7的太阳齿轮S7固定地连接、并构成第三旋转部件RM3，第六行星齿轮组PG6的太阳齿轮S6构成所述第五旋转部件RM5；
第七行星齿轮组PG7的齿圈R7(即第二旋转部件RM2)与输出部件4固定地连接；第一至第四离合器换档元件C1、C2、C3、C4和第一至第三制动器换档元件B1、B2、B3的连接方式与实施例1相同。
为获得较好的变速比特性并容易制造，可以取ρ1＝(S1齿数/R1齿数)、ρ6＝(S6齿数/R6齿数)和ρ7＝(S7齿数/R7齿数)均为0.5左右，所得到的档位切换、变速比表如附图7所示。
实施例4：
如附图8、图9所示，本实施例的多级变速器具有10个前进档和2个倒车档。如附图8所示，它的具体组成包括：输入部件1、前、后二级圆柱变速齿轮组STa、STb、均为单小齿轮型(Simpson型)的第八行星齿轮组PG8和第九行星齿轮组PG9、输出部件4、第一至第四离合器换档元件C1、C2、C3、C4和第一至第三制动器换档元件B1、B2、B3。
前、后二级圆柱减速齿轮组STa、STb构成前置变速部分2。前级圆柱齿轮组STa的从动齿轮Sa2与后级圆柱齿轮组STb的主动齿轮Sb1固定地连接；输入部件1与后级圆柱齿轮组STb的主动齿轮Sb1固定地连接；前级圆柱齿轮组STa的主动齿轮Sa1构成第一中间输出路径PW1；后级圆柱齿轮组STb的从动齿轮Sb2构成第二中间输出路径PW2。
第八行星齿轮组PG8和第九行星齿轮组PG9组合构成主变速部分3。第九行星齿轮组PG9的齿圈R9构成第一旋转部件RM1，第八行星齿轮组PG8的齿圈R8构成第二旋转部件RM2，第八行星齿轮组PG8的行星齿轮架CA8与第九行星齿轮组PG9的行星齿轮架CA9固定地连接、并构成第三旋转部件RM3，第八行星齿轮组PG8的太阳齿轮S8与第九行星齿轮组PG9的太阳齿轮S9固定地连接、并构成第五旋转部件RM5。
第八行星齿轮组PG8的齿圈R8(即第二旋转部件RM2)与输出部件4固定地连接；第一至第四离合器换档元件C1、C2、C3、C4和第一至第三制动器换档元件B1、B2、B3的连接方式与实施例1相同。
为获得较好的变速比特性并容易制造，可以取ρ1＝(Sa1齿数×Sb1齿数)/(Sa2齿数×Sb2齿数)＝0.5，Sa1齿数＝Sb1齿数，Sa2齿数＝Sb2齿数，ρ8＝S8齿数/R8齿数＝0.25，ρ9＝S9齿数/R9齿数＝0.5，所得到的档位切换、变速比表如附图9所示。
实施例5：
如附图11、图12、图13所示，本实施例的多级变速器具有10个前进档和1个倒车档。它与实施例1相比的主要区别在于主变速部分3多一个第四旋转部件RM4，少采用了第二制动器换档元件B2。它的具体组成包括：输入部件1、双小齿轮型的第一行星齿轮组PG1、均为单小齿轮型的第十、第十一、第十二行星齿轮组PG10、PG11、PG12、输出部件4、第一、第二、第三、第五离合器换档元件C1、C2、C3、C5和第一、第三制动器换档元件B1、B3。
第十、第十一、第十二行星齿轮组PG10、PG11、PG12组合构成主变速部分3。三者有共用的行星齿轮架CA10，其中第十、第十一行星齿轮组PG10、PG11有共用太阳齿轮S10，第十一、第十二行星齿轮组PG11、PG12有共用的塔式行星齿轮11(台阶式：stepped pinion)，该塔式行星齿轮11具有小直径部分P11和大直径部分P12，小直径部分P11与共用太阳齿轮S10相齿合，大直径部分P12与第十二行星齿轮组PG12的太阳齿轮S12、齿圈R12相齿合；第十二行星齿轮组PG12的齿圈R12构成第一旋转部件RM1，第十行星齿轮组PG10的齿圈R10构成第二旋转部件RM2，共用的行星齿轮架CA10构成第三旋转部件RM3，共用太阳齿轮S10构成第四旋转部件RM4，第十二行星齿轮组PG12的太阳齿轮S12构成第五旋转部件RM5；第十行星齿轮组PG10的行星齿轮P10与塔式行星齿轮11的小直径部分P11沿共用太阳齿轮S10的外圆周交错地布置，从而第十、第十一行星齿轮组PG10、PG11共同占用一个行星齿轮组的空间。
第十行星齿轮组PG10的齿圈R10(即第二旋转部件RM2)与输出部件4固定地连接，第一离合器换档元件C1可选择地将第一旋转部件RM1与第一中间输出路径PW1相连接，第二离合器换档元件C2可选择地将第三旋转部件RM3与第二中间输出路径PW2相连接，第五离合器换档元件C5可选择地将第四旋转部件RM4与第二中间输出路径PW2相连接，第三离合器换档元件C3可选择地将第五旋转部件RM5与第一中间输出路径PW1相连接，第三制动器换档元件B3连接在第一行星齿轮组PG1的行星齿轮架CA1上、并通过该行星齿轮架CA1桥接于变速器壳体5、并可选择地将第五旋转部件RM5与变速器壳体5相连接，第一制动器换档元件B1可选择地将第一旋转部件RM1与变速器壳体5相连接。
为获得较好的变速比特性并容易制造，可以取ρ1＝(S1齿数/R1齿数)＝0.5、ρ10＝(S10齿数/R10齿数)＝0.5、ρ11＝(S11齿数/R11齿数)＝0.5、Z11＝(P11半径/P12半径)＝0.6，所得到的档位切换、变速比表如附图13所示。
以上实施例具有10个前进档和1个倒车档，如果去除第8档，直接由第7档跳到第9档，则形成如图15所示的具有9个前进档和1个倒车档的档位切换。在上述的实施例中，通过接合第三制动器换档元件B3和第五离合器换档元件C5还可建立一个比第10档变速比更小的超速档。
如附图10所示的转速共线图中，比上述实施例少采用了一个第三制动器换档元件B3，因此具有8个前进档和1个倒车档的档位切换。
如果在上述实施例中增加一个第二制动器换档元件B2，第二制动器换档元件B2可选择地将第三旋转部件RM3与变速器壳体5相连接，可具有10个前进档和2个倒车档。前进档位的接合方式不变，并且通过接合第五离合器换档元件C5和第二制动器换档元件B2建立第一倒车档位；通过接合第三离合器换档元件C3和第二制动器换档元件B2建立第二倒车档位。
实施例6：
如附图14、附图15所示，本实施例的多级变速器具有10个前进档和1个倒车档。实施例6与实施例5的区别在于第一行星齿轮组PG1的齿圈R1与输入部件1固定地连接，以及主变速部分3的连接关系不同。
第一行星齿轮组PG1构成前置变速部分2。第一行星齿轮组PG1的齿圈R1与输入部件1固定地连接，它的行星齿轮架CA1与变速器壳体5固定地连接，它的太阳齿轮S1构成第一中间输出路径PW1，它的齿圈R1构成第二中间输出路径PW2。
在本实施例中，由均为单小齿轮型(Simpson型)的第十三、第十四、第十五行星齿轮组PG13、PG14、PG15组合构成主变速部分3。第十三、第十四、第十五行星齿轮组PG13、PG14、PG15有共用的行星齿轮架CA13，第十四、第十五行星齿轮组PG14、PG15有共用的齿圈R15，第十三、第十四行星齿轮组PG13、PG14有共用的塔式行星齿轮13(台阶式：stepped pinion)，该塔式行星齿轮13具有大直径部分P13和小直径部分P14，大直径部分P13与第十三行星齿轮组PG13的太阳齿轮S13、齿圈R13相齿合，小直径部分P14与共用的齿圈R15相齿合；第十三行星齿轮组PG13的齿圈R13构成第一旋转部件RM1，共用的齿圈R15构成第二旋转部件RM2，共用的行星齿轮架CA13构成第三旋转部件RM3，所述行星齿轮组PG15的太阳齿轮S15构成所述第四旋转部件RM4，第十五行星齿轮组PG13的太阳齿轮S13构成第五旋转部件RM5；第十五行星齿轮组PG15的行星齿轮P15与塔式行星齿轮13的小直径部分P14沿共用的齿圈R15的内圆周交错地布置，使第十四、第十五行星齿轮组PG14、PG15共同占用一个行星齿轮组的空间。
共用的齿圈R15(即第二旋转部件RM2)与所述输出部件4同定地连接；第一、第二、第三、第五离合器换档元件C1、C2、C3、C5和第一、第三制动器换档元件B1、B3的连接方式与实施例5相同。
为获得较好的变速比特性并容易制造，可以取ρ1＝(S1齿数/R1齿数)＝0.5、ρ13＝(S13齿数/R13齿数)＝0.5、ρ15＝(S15齿数/R15齿数)＝0.5、Z13＝(P14半径/P13半径)＝0.43，所得到的档位切换、变速比表如附图13所示。
本实施方式具有10个前进档和1个倒车档，如果去除图13中的第8档，直接由第7档跳到第9档，则形成如图15所示的具有9个前进档和1个倒车档的档位切换。本实施方式中通过接合第三制动器换档元件B3和第五离合器换档元件C5还可建立一个比第10档变速比更小的超速档。
实施例7：
如附图16、附图17所示，本实施例的多级变速器具有8个前进档和1个倒车档。它的具体结构包括：输入部件1、双小齿轮型的第一行星齿轮组PG1、双小齿轮型的第十六行星齿轮组PG16、单小齿轮型的第十七行星齿轮组PG17、输出部件4、第一、第二、第三、第五离合器换档元件C1、C2、C3、C4和第一制动器换档元件B1。
第一行星齿轮组PG1构成前置变速部分2。第一行星齿轮组PG1的行星齿轮架CA1与输入部件1固定地连接、并构成所述第一中间输出路径PW1；第一行星齿轮组PG1的太阳齿轮S1与变速器壳体5固定地连接；第一行星齿轮组PG1的齿圈R1构成第二中间输出路径PW2。
第十六、第十七行星齿轮组PG16、PG17组合构成主变速部分3。第十六、第十七行星齿轮组PG16、PG17有共用的行星齿轮架CA16和共用的塔式行星齿轮16(台阶式：stepped pinion)，该塔式行星齿轮16具有小直径部分P16和大直径部分P17，小直径部分P16与第十六行星齿轮组PG16的太附齿轮S16相齿合，大直径部分P17与第十七行星齿轮组PG17的太阳齿轮S17、齿圈R17相齿合；第十七行星齿轮组PG17的齿圈R17构成第一旋转部件RM1，共用的行星齿轮架CA16构成第二旋转部件RM2，第十六行星齿轮组PG16的齿圈R16构成第三旋转部件RM3，第十六行星齿轮组PG16的太阳齿轮S16构成第四旋转部件RM4，第十七行星齿轮组PG17的太阳齿轮S17构成第五旋转部件RM5。
共用的行星齿轮架CA16(即第二旋转部件RM2)与输出部件4固定地连接，第一离合器换档元件C1连接在第十六行星齿轮组PG1的行星齿轮架CA1上、并通过该行星齿轮架CA1桥接于输入部件1(即第一中间输出路径PW1)、并可选择地将第一旋转部件RM1与第一中间输出路径PW1相连接；第二、第三、第五离合器换档元件C2、C3、C5和第一制动器换档元件B1的连接方式与实施例5相同。
本实施方式只需五个换档元件、三个行星齿轮组而实现具有8个前进档和1个倒车档；还可以增加第三制动器换档元件B3可选择地将第十七行星齿轮组PG17的太阳齿轮S17(即第五旋转部件RM5)与变速器壳体5相连接，从而形成如图11所示的具有10个前进档和1个倒车档变速器。
为获得较好的变速比特性并容易制造，可以取ρ1＝(S1齿数/R1齿数)＝0.5、ρ16＝(S16齿数/R16齿数)＝0.33、ρ17＝(S17齿数/R17齿数)＝0.25、Z16＝(P16半径/P17半径)＝0.79，所得到的档位切换、变速比表如附图17所示。
实施例8：
如附图18、图19所示，本实施例的多级变速器具有12个前进档和1个倒车档。它与实施例5相比的主要区别在于增加了一个第四离合器换档元件C4。它的具体组成包括：输入部件1、双小齿轮型的第一行星齿轮组PG1、均为单小齿轮型的第十、第十一、第十二行星齿轮组PG10、PG11、PG12、输出部件4、第一、第二、第三、第四、第五离合器换档元件C1、C2、C3、C4、C5和第一、第三制动器换档元件B1、B3。
第一行星齿轮组PG1构成前置变速部分2，第十、第十一、第十二行星齿轮组PG10、PG11、PG12组合构成主变速部分3，它们的具体结构与实施例5相同。
第十行星齿轮组PG10的齿圈R10(即第二旋转部件RM2)与输出部件4固定地连接，第一离合器换档元件C1可选择地将第一旋转部件RM1与第一中间输出路径PW1相连接，第二离合器换档元件C2可选择地将第三旋转部件RM3与第二中间输出路径PW2相连接，第五离合器换档元件C5可选择地将第四旋转部件RM4与第二中间输出路径PW2相连接，第三离合器换档元件C3可选择地将第五旋转部件RM5与第一中间输出路径PW1相连接，第四离合器换档元件C4可选择地将第五旋转部件RM5与第二中间输出路径PW2相连接，第三制动器换档元件B3连接在第一行星齿轮组PG1的行星齿轮架CA1上、并通过该行星齿轮架CA1桥接于变速器壳体5、并可选择地将第五旋转部件RM5与变速器壳体5相连接，第一制动器换档元件B1可选择地将第一旋转部件RM1与变速器壳体5相连接。
接合第一制动器换档元件B1和第四离合器换档元件C4可建立第一档位；
接合第一制动器换档元件B1和第五离合器换档元件C5可建立第二档位；
接合第一制动器换档元件B1和第三离合器换档元件C3可建立第三档位；
接合第一制动器换档元件B1和第二离合器换档元件C2可建立第四档位；
接合第二离合器换档元件C2和第三离合器换档元件C3可建立第五档位；
接合第二离合器换档元件C2和第五离合器换档元件C5可建立第六档位；
接合第二离合器换档元件C2和第三制动器换档元件B3可建立第七档位；
接合第一离合器换档元件C1和第二离合器换档元件C2可建立第八档位；
接合第一离合器换档元件C1和第三制动器换档元件B3可建立第九档位；
接合第一离合器换档元件C1和第五离合器换档元件C5可建立第十档位；
接合第一离合器换档元件C1和第四离合器换档元件C4可建立第十一档位；
接合第一离合器换档元件C1和第三离合器换档元件C3可建立第十二档位。

Claims (19)

1. 一种多级变速器，包括输入部件(1)、前置变速部分(2)、主变速部分(3)、输出部件(4)以及至少三个离合器换档元件(C1、C2、C3)和至少一个制动器换档元件(B1)，其特征在于：所述前置变速部分(2)与输入部件(1)连接、并具有旋转的第一中间输出路径(PW1)和第二中间输出路径(PW2)，第一中间输出路径(PW1)与第二中间输出路径(PW2)之间有固定的、且大于一的转速比；所述主变速部分(3)由至少具有四个旋转部件的组合式行星齿轮组构成，分别为按顺序排列的第一旋转部件(RM1)、第二旋转部件(RM2)、第三旋转部件(RM3)、第五旋转部件(RM5)；所述第二旋转部件(RM2)与所述输出部件(4)固定连接，所述第一离合器换档元件(C1)可选择地将第一旋转部件(RM1)与第一中间输出路径(PW1)相连接，所述第二离合器换档元件(C2)可选择地将第三旋转部件(RM3)与第二中间输出路径(PW2)相连接，所述第三离合器换档元件(C3)可选择地将第五旋转部件(RM5)与第一中间输出路径(PW1)相连接；所述第一制动器换档元件(B1)可选择地将所述第一旋转部件(RM1)与变速器壳体(5)相连接。
2. 根据权利要求1所述的多级变速器，其特征在于：还包括可选择地将所述第三旋转部件(RM3)与变速器壳体(5)相连接的第二制动器换档元件(B2)。
3. 根据权利要求2所述的多级变速器，其特征在于：还包括可选择地将所述第五旋转部件(RM5)与变速器壳体(5)相连接的第三制动器换档元件(B3)。
4. 根据权利要求2所述的多级变速器，其特征在于：还包括可选择地将所述第五旋转部件(RM5)与所述第二中间输出路径(PW2)相连接的第四离合器换档元件(C4)。
5. 根据权利要求3所述的多级变速器，其特征在于：还包括将可选择地所述第五旋转部件(RM5)与所述第二中间输出路径(PW2)相连接的第四离合器换档元件(C4)；
通过接合所述第一制动器换档元件(B1)和所述第四离合器换档元件(C4)而建立第一档位；
通过接合所述第一制动器换档元件(B1)和所述第三离合器换档元件(C3)而建立第二档位；
通过接合所述第一制动器换档元件(B1)和所述第二离合器换档元件(C2)而建立第三档位；
通过接合所述第二离合器换档元件(C2)和所述第三离合器换档元件(C3)而建立第四档位；
通过接合所述第二离合器换档元件(C2)和所述第四离合器换档元件(C4)而建立第五档位；
通过接合所述第二离合器换档元件(C2)和所述第三制动器换档元件(B3)而建立第六档位；
通过接合所述第一离合器换档元件(C1)和所述第二离合器换档元件(C2)而建立第七档位；
通过接合所述第一离合器换档元件(C1)和所述第三制动器换档元件(B3)而建立第八档位；
通过接合所述第一离合器换档元件(C1)和所述第四离合器换档元件(C4)而建立第九档位；
通过接合所述第一离合器换档元件(C1)和所述第三离合器换档元件(C3)而建立第十档位；
通过接合所述第四离合器换档元件(C4)和所述第二制动器换档元件(B2)而建立第一倒车档位；
通过接合所述第三离合器换档元件(C3)和所述第二制动器换档元件(B2)而建立第二倒车档位。
6. 根据权利要求1所述的多级变速器，其特征在于：所述主变速部分(3)还包括按顺序排列的第四旋转部件(RM4)；所述第四旋转部件(RM4)通过第五离合器换档元件(C5)与第二中间输出路径(PW2)相连接。
7. 根据权利要求6所述的多级变速器，其特征在于：还包括可选择地将所述第五旋转部件(RM5)与变速器壳体(5)相连接的第三制动器换档元件(B3)；
通过接合所述第一制动器换档元件(B1)和第五离合器换档元件(C5)而建立第一档位；
通过接合所述第一制动器换档元件(B1)和第三离合器换档元件(C3)而建立第二档位；
通过接合所述第一制动器换档元件(B1)和第二离合器换档元件(C2)而建立第三档位；
通过接合所述第二离合器换档元件(C2)和第三离合器换档元件(C3)而建立第四档位；
通过接合所述第二离合器换档元件(C2)和第五离合器换档元件(C5)而建立第五档位；
通过接合所述第二离合器换档元件(C2)和第三制动器换档元件(B3)而建立第六档位；
通过接合所述第一离合器换档元件(C1)和第二离合器换档元件(C2)而建立第七档位；
通过接合所述第一离合器换档元件(C1)和第三制动器换档元件(B3)而建立第八档位；
通过接合所述第一离合器换档元件(C1)和第五离合器换档元件(C5)而建立第九档位；
通过接合所述第一离合器换档元件(C1)和第三离合器换档元件(C3)而建立第十档位；
通过接合所述第三离合器换档元件(C3)和第五离合器换档元件(C5)而建立倒车档位。
8. 根据权利要求6或7所述的多级变速器，其特征在于：还包括可选择地将所述第三旋转部件(RM3)与变速器壳体(5)相连接的第二制动器换档元件(B2)；
通过接合所述第五离合器换档元件(C5)和第二制动器换档元件(B2)而建立第一倒车档位；
通过接合所述第三离合器换档元件(C3)和所述第二制动器换档元件(B2)而建立第二倒车档位。
9. 根据权利要求7所述的多级变速器，其特征在于：还包括将所述第五旋转部件(RM5)与所述第二中间输出路径(PW2)相连接的第四离合器换档元件(C4)。
10. 根据权利要求1至9任一项所述的多级变速器，其特征在于：所述前置变速部分(2)由双小齿轮型的第一行星齿轮组(PG1)构成；第一行星齿轮组(PG1)的太阳齿轮(S1)或者齿圈(R1)与所述输入部件(1)固定地连接，第一行星齿轮组(PG1)的行星齿轮架(CA1)与变速器壳体(5)固定地连接，所述太阳齿轮(S1)构成第一中间输出路径(PW1)，所述齿圈(R1)构成第二中间输出路径(PW2)。
11. 根据权利要求1至9任一项所述的多级变速器，其特征在于：所述前置变速部分(2)由双小齿轮型的第一行星齿轮组(PG1)构成；第一行星齿轮组(PG1)的太阳齿轮(S1)与变速器壳体(5)固定地连接；第一行星齿轮组(PG1)的行星齿轮架(CA1)与所述输入部件(1)固定地连接、并构成所述第一中间输出路径(PW1)，第一行星齿轮组(PG1)的齿圈(R1)构成第二中间输出路径(PW2)。
12. 根据权利要求1至9任一项所述的多级变速器，其特征在于：所述前置变速部分(2)由前、后二级圆柱变速齿轮组(STa、STb)构成；前级圆柱齿轮组(STa)的从动齿轮(Sa2)与后级圆柱齿轮组(STb)的主动齿轮(Sb1)固定连接；前级圆柱齿轮组(STa)的主动齿轮(Sa1)与后级圆柱齿轮组(STb)的从动齿轮(Sb2)之间的转速比大于一；所述输入部件(1)与前级圆柱齿轮组(STa)或者后级圆柱齿轮组(STb)的主动齿轮(Sa1或Sb1)固定地连接；前级圆柱齿轮组(STa)的主动齿轮(Sa1)构成第一中间输出路径(PW1)；后级圆柱齿轮组(STb)的从动齿轮(Sb2)构成第二中间输出路径(PW2)。
13. 根据权利要求2至5任一项所述的多级变速器，其特征在于：所述主变速部分(3)由均为单小齿轮型的第二行星齿轮组(PG2)和第三行星齿轮组(PG3)组合构成；所述第三行星齿轮组(PG3)的齿圈(R3)构成所述第一旋转部件(RM1)，第二行星齿轮组(PG2)的齿圈(R2)与第三行星齿轮组(PG3)的行星齿轮架(CA3)固定连接、并构成第二旋转部件(RM2)，第二行星齿轮组(PG2)的行星齿轮架(CA2)构成所述第三旋转部件(RM3)，第二行星齿轮组(PG2)的太阳齿轮(S2)与第三行星齿轮组(PG3)的太阳齿轮(S3)固定连接、并构成所述第五旋转部件(RM5)。
14. 根据权利要求2至5任一项所述的多级变速器，其特征在于：所述主变速部分(3)由均为单小齿轮型的第四行星齿轮组(PG4)和第五行星齿轮组(PG5)组合构成；所述第四行星齿轮组(PG4)的齿圈(R4)与第五行星齿轮组(PG5)的太阳齿轮(S5)固定连接、并构成所述第一旋转部件(RM1)，所述第五行星齿轮组(PG5)的行星齿轮架(CA5)构成所述第二旋转部件(RM2)，所述第四行星齿轮组(PG4)的行星齿轮架(CA4)与第五行星齿轮组(PG5)的齿圈(R5)固定连接、并构成所述第三旋转部件(RM3)，所述第四行星齿轮组(PG4)的太阳齿轮(S4)构成所述第五旋转部件(RM5)。
15. 根据权利要求2至5任一项所述的多级变速器，其特征在于：所述主变速部分(3)由单小齿轮型的第六行星齿轮组(PG6)和双小齿轮型的第七行星齿轮组(PG7)组合构成；所述第六行星齿轮组(PG6)的齿圈(R6)与所述第七行星齿轮组(PG7)的行星齿轮架(CA7)固定连接、并构成所述第一旋转部件(RM1)，所述第七行星齿轮组(PG7)的齿圈(R7)构成所述第二旋转部件(RM2)，所述第六行星齿轮组(PG6)的行星齿轮架(CA6)与所述第七行星齿轮组(PG7)的太阳齿轮(S7)固定连接、并构成所述第三旋转部件(RM3)，所述第六行星齿轮组(PG6)的太阳齿轮(S6)构成所述第五旋转部件(RM5)。
16. 根据权利要求2至5任一所述的多级变速器，其特征在于：所述主变速部分(3)由均为单小齿轮型的第八行星齿轮组(PG8)和第九行星齿轮组(PG9)组合构成；所述第九行星齿轮组(PG9)的齿圈(R9)构成所述第一旋转部件(RM1)，所述第八行星齿轮组(PG8)的齿圈(R8)构成所述第二旋转部件(RM2)，所述第八行星齿轮组(PG8)的行星齿轮架(CA8)与所述第九行星齿轮组(PG9)的行星齿轮架(CA9)固定连接、并构成所述第三旋转部件(RM3)，所述第八行星齿轮组(PG8)的太阳齿轮(S8)与所述第九行星齿轮组(PG9)的太阳齿轮(S9)固定连接、并构成所述第五旋转部件(RM5)。
17. 根据权利要求6至9任一所述的多级变速器，其特征在于：所述主变速部分(3)由均为单小齿轮型的第十、第十一、第十二行星齿轮组(PG10、PG11、PG12)组合构成；所述第十、第十一、第十二行星齿轮组(PG10、PG11、PG12)共用行星齿轮架(CA10)，所述第十、第十一行星齿轮组(PG10、PG11)共用太阳齿轮(S10)，所述第十一、第十二行星齿轮组(PG11、PG12)共用塔式行星齿轮(11)，所述塔式行星齿轮(11)具有小直径部分(P11)和大直径部分(P12)，所述小直径部分(P11)与所述共用太阳齿轮(S10)相齿合，所述大直径部分(P12)与所述第十二行星齿轮组(PG12)的太阳齿轮(S12)、齿圈(R12)相齿合；所述第十二行星齿轮组(PG12)的齿圈(R12)构成所述第一旋转部件(RM1)，所述第十行星齿轮组(PG10)的齿圈(R10)构成所述第二旋转部件(RM2)，所述共用行星齿轮架(CA10)构成所述第三旋转部件(RM3)，所述共用太阳齿轮(S10)构成所述第四旋转部件(RM4)，所述第十二行星齿轮组(PG12)的太阳齿轮(S12)构成所述第五旋转部件(RM5)。
18. 根据权利要求6至9任一所述的多级变速器，其特征在于：所述主变速部分(3)由均为单小齿轮型第十三、第十四、第十五行星齿轮组(PG13、PG14、PG15)组合构成；所述第十三、第十四、第十五行星齿轮组(PG13、PG14、PG15)共用行星齿轮架(CA13)，所述第十四、第十五行星齿轮组(PG14、PG15)共用齿圈(R15)，所述第十三、第十四行星齿轮组(PG13、PG14)共用塔式行星齿轮(13)，所述塔式行星齿轮(13)具有大直径部分(P13)和小直径部分(P14)，所述大直径部分(P13)与所述第十三行星齿轮组(PG13)的太阳齿轮(S13)、齿圈(R13)相齿合，所述小直径部分(P14)与所述共用齿圈(R15)相齿合；所述第十三行星齿轮组(PG13)的齿圈(R13)构成所述第一旋转部件(RM1)，所述共用齿圈(R15)构成所述第二旋转部件(RM2)，所述共用行星齿轮架(CA13)构成所述第三旋转部件(RM3)，所述第十五行星齿轮组(PG15)的太阳齿轮(S15)构成所述第四旋转部件(RM4)，所述第十三行星齿轮组(PG13)的太阳齿轮(S13)构成所述第五旋转部件(RM5)。
19. 根据权利要求11所述的多级变速器，其特征在于：所述主变速部分(3)由双小齿轮型的第十六行星齿轮组(PG16)和单小齿轮型的第十七行星齿轮组(PG17)构成；所述第十六、第十七行星齿轮组(PG16、PG17)共用行星齿轮架(CA16)和塔式行星齿轮(16)，所述塔式行星齿轮(16)具有小直径部分(P16)和大直径部分(P17)，所述小直径部分(P16)与所述第十六行星齿轮组(PG16)的太阳齿轮(S16)相齿合，所述大直径部分(P17)与所述第十七行星齿轮组(PG17)的太阳齿轮(S17)、齿圈(R17)相齿合；所述第十七行星齿轮组(PG17)的齿圈(R17)构成所述第一旋转部件(RM1)，所述共用行星齿轮架(CA16)构成所述第二旋转部件(RM2)，所述第十六行星齿轮组(PG16)的齿圈(R16)构成所述第三旋转部件(RM3)，所述第十六行星齿轮组(PG16)的太阳齿轮(S16)构成所述第四旋转部件(RM4)，所述第十七行星齿轮组(PG17)的太阳齿轮(S17)构成所述第五旋转部件(RM5)。
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