CN101403427A - 多档自动变速器 - Google Patents

多档自动变速器 Download PDF

Info

Publication number
CN101403427A
CN101403427A CNA2008101355941A CN200810135594A CN101403427A CN 101403427 A CN101403427 A CN 101403427A CN A2008101355941 A CNA2008101355941 A CN A2008101355941A CN 200810135594 A CN200810135594 A CN 200810135594A CN 101403427 A CN101403427 A CN 101403427A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gear
clutch
break
rotatable member
produce
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008101355941A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101403427B (zh
Inventor
里德·艾伦·鲍德温
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of CN101403427A publication Critical patent/CN101403427A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101403427B publication Critical patent/CN101403427B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62Gearings having three or more central gears
    • F16H3/66Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0052Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising six forward speeds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0056Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising seven forward speeds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/0082Transmissions for multiple ratios characterised by the number of reverse speeds
    • F16H2200/0086Transmissions for multiple ratios characterised by the number of reverse speeds the gear ratios comprising two reverse speeds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/0082Transmissions for multiple ratios characterised by the number of reverse speeds
    • F16H2200/0091Transmissions for multiple ratios characterised by the number of reverse speeds the gear ratios comprising three reverse speeds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2012Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with four sets of orbital gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2048Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with seven engaging means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Abstract

本发明公开多档变速器,包括:输入和输出;第一至第四行星齿轮组,每个齿轮组包括中心齿轮、齿圈、齿轮架和小齿轮;第一行星齿轮组件,包括第一和第二齿轮组、第一和第二离合器、第一制动器及第一至第四旋转元件,第一离合器可运转连接第一旋转元件至输入,第二离合器可运转连接第二旋转元件至输入,第一制动器可运转保持第四旋转元件不旋转;以及第二行星齿轮组件,包括第三和第四齿轮组、第三离合器、第二和第三制动器及第五至第八旋转元件,第三旋转元件固定至第八旋转元件,第三离合器可运转连接第七旋转元件至输入,第二制动器可运转保持第七旋转元件不旋转,第三制动器可运转保持第五旋转元件不旋转,以及第六旋转元件固定至输出以旋转。

Description

多档自动变速器
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的自动变速器领域,尤其涉及在传动系中齿轮、离合器、制动器、以及它们之间的互连机构的运动设置。
背景技术
传统地,自动变速器具有行星齿轮箱,其提供了即使在车辆停止时也允许发动机旋转的可选择的速度比和变矩器的有限集成。所述齿轮箱必须提供充分低的速度比以在车辆低速时提供高的输出扭矩、充分高的高速档比以使得在公路行车速度下的燃料消耗最小化、以及其间足够的速度比以提供充裕的换档。所述齿轮箱也必须提供至少一个倒档速度比以使车辆能够反向驱动自身。
变矩器的主要功能在于能够进行从静止到移动的转换。只要所述发动机的速度超过所述输入轴的速度,则液力变矩器将动力从发动机传递至齿轮箱输入轴。当齿轮箱输入速度为零时,施加在齿轮箱上的扭矩为由发动机提供的扭矩的倍数。该扭矩比随着车辆加速而减小并且速度变得更接近相等。只要在发动机与输入轴之间存在相对速度,则由发动机提供的大量的动力被变矩器消耗。因此,现代的变速器包括变矩器旁路离合器,所述变矩器旁路离合器在较高的车辆速度下接合以避免这种能量损失。
需要用启动离合器代替变矩器。这以两种方式减少了燃料消耗。首先,鉴于启动离合器会在低的车辆速度下完全接合,变矩器将通过滑动消耗能量直至旁路离合器被锁住。其次,鉴于变矩器总是将一些负载置于发动机上,当车辆在停止时离合器可设置在零扭矩位置。
用离合器启动车辆带来一些技术问题。首先,滑动离合器没有像变矩器那样增加扭矩。其次,在散热方面离合器没有变矩器有效。这些问题可通过在齿轮箱内采用较低传动比来最有效地解决。通过减少达到期望的输出扭矩所需的输入扭矩以及通过减少在离合器完全接合之前的时间,能减少与启动关联的热量。最后,即使当离合器分离时,也存在一些寄生阻力。这种阻力对于启动离合器来说倾向于比其他离合器更高,因为该设计是为了优化能量消耗而不是为了减小阻力。如果在高速档中存在通过启动离合器的相对高速,则这寄生阻力会对燃料经济性具有大的影响。
尽管较低的齿轮传动比解决了这些问题中的一些,但极低的齿轮传动比也带来功能上的妥协。当车辆处于轻载时,其可快速加速。一旦完成启动,终端齿轮传动比会推动发动机成比例地更快加速。导致的噪声对许多驾驶员和乘客都是不愉快的。同样,第一换档发生在很低的车辆速度下,这也是许多驾驶员所不喜欢的。
双离合器变速器为使用传统的自动变速器组件和手动变速器组件相混合的一种类型的自动变速器。本质上,双离合器变速器为一对手自一体变速器;一个用于偶数齿轮且一个用于奇数齿轮。在偶数齿轮和奇数齿轮之间的换档可在不间断扭矩的情况下执行。双离合器变速器通常不具有变矩器。离合器中至少一个(其可为湿式离合器或干式离合器)可用作启动离合器并可实现上面提及的优点。除了上面提及的功能妥协以外,这些变速器还具有关于行星自动变速器的其他缺点。首先,它们通常使用中间轴传动,所述中间轴传动对于大部分传动比来说均比行星齿轮传动效率低。其次,它们不可以在不间断扭矩的情况下直接执行换两步档。例如,从第五档换至第三档会需要轻触第四档。这会使车辆对驾驶员的反应延迟。
发明内容
本发明的变速器为提供了七个前进速度比和三个后退速度比的行星齿轮箱。这些速度比的值和所述离合器的应用模式被最优化以消除变矩器。所述离合器中两个被指定为启动离合器。当剩下的离合器倾向于准备启动时,可通过接合第一启动离合器以非常低的速度比启动车辆或者通过接合第二启动离合器以更适中的比率启动车辆。完善的控制策略确定每个离合器接合的具体程度以实现最低传动比的热消耗优点,同时避免前面提及的令人不愉快的特征。此外,所述启动离合器在高档位中以相对低速接合或打开,这对燃料经济性的影响最小化。
一种多档变速器包括:输入和输出;第一、第二、第三和第四行星齿轮组,每个齿轮组包括中心齿轮、齿圈、齿轮架和由齿轮架支撑并与中心齿轮及齿圈啮合的小齿轮;第一行星齿轮组件,其包括第一齿轮组、第二齿轮组、第一离合器、第二离合器、第一制动器和第一、第二、第三及第四旋转元件,所述第一离合器可运转地将所述第一旋转元件连接至所述输入,所述第二离合器可运转地将所述第二旋转元件连接至所述输入,所述第一制动器可运转地保持所述第四旋转元件不旋转;及第二行星齿轮组件,其包括第三齿轮组、第四齿轮组、第三离合器、第二制动器、第三制动器和第五、第六、第七及第八旋转元件,所述第三旋转元件固定至第八旋转元件,所述第三离合器可运转地将所述第七旋转元件连接至所述输入,所述第二制动器可运转地保持第七旋转元件不旋转,所述第三制动器可运转地保持第五旋转元件不旋转,以及所述第六旋转元件被固定至输出以旋转。
优选地实施例的应用范围从下面详细的描述、权利要求和附图中会变得显而易见。应该明白地是尽管指示了本发明的优选实施例,所述描述和特定例子仅作为说明性给出。对描述的实施例和例子的多种改变和修改对于本领域技术人员会变得显而易见。
附图说明
当参照下面的附图且结合下面优先实施例的详细描述,这些和其他的优点对于本领域技术人员会变得显而易见,在附图中:
图1为示出了包含行星齿轮组的变速器的运动设置的示意图。
图2为示出了图1中变速器组件之间的互连机构的示意杠杆图。
图3为示出了用于图1中变速器的每个齿轮组的优选beta(β)比的图表。
图4为示出了对于每个前进和后退速度比来说用以控制图1中变速器的离合器和制动器的运转状况和当齿轮组具有图3中所示的β比时的最终速度的图表。
图5为示出了包含行星齿轮组的变速器的第二实施例的示意图。
图6为示出了用于图5中变速器的每个齿轮组的优选β比的图表。
图7为示出了对于每个前进和后退速度比来说用以控制图5中变速器的离合器和制动器的运转状况和当齿轮组具有图6中所示的β比时的最终速度的图表。
具体实施方式
现参阅附图,图1中示出了自动变速器10的运动设置。变速器包括由发动机或电动机驱动的输入轴12,有可能通过扭矩分离器。尽管未图示变矩器,但变矩器也可加在发动机或电动机与输入轴12之间。变速器也包括通过差速器和轮轴连接至车辆驱动轮的输出轴14。
行星齿轮系统包括第一、第二、第三和第四齿轮组20、30、40和50。第一齿轮组20包括中心齿轮28、齿圈22、齿轮架24和由齿轮架24支撑并与中心齿轮28及齿圈22啮合的行星小齿轮26。类似地,第二齿轮组30包括中心齿轮38、齿圈32、齿轮架34和由齿轮架34支撑并与中心齿轮38及齿圈32啮合的行星小齿轮36。第三齿轮组40包括中心齿轮48、齿圈42、齿轮架44和由齿轮架44支撑并与中心齿轮48及齿圈42啮合的行星小齿轮46。第四齿轮组50包括中心齿轮58、齿圈52、齿轮架54和由齿轮架54支撑并与中心齿轮58及齿圈52啮合的行星小齿轮56。
中心齿轮28固定于中心齿轮38以作为一个整体旋转。齿圈22和齿轮架34互相可驱动地连接并通过鼓轮80固定至齿圈52以作为一个整体旋转。齿圈32固定于鼓轮84以作为一个整体旋转。齿圈42和齿轮架54互相可驱动地连接并固定至鼓轮82以作为一个整体旋转。中心齿轮48固定至中心齿轮58以作为一个整体旋转。齿轮架44固定至输出轴14。
输入(轴)12通过启动离合器60(L1)交替地可驱动地与中心齿轮28及中心齿轮38连接和分离。输入(轴)12通过离合器62(L2)交替地可驱动地与齿轮架24连接和分离。输入(轴)12通过离合器68(HIGH)交替地可驱动地与齿圈42连接和分离。齿圈32交替地在制动器70(OD)接合时优选地关于变速箱58保持不旋转,并在制动器70脱离时被释放以自由旋转。齿圈42和齿轮架54交替地在带式制动器64(Rev)接合时优选地关于变速箱58保持不旋转,并在带式制动器64脱离时被释放以自由旋转。中心齿轮48和中心齿轮58交替地在制动器66(Fwd)接合时优选地关于变速箱58保持不旋转,并在制动器66脱离时被释放以自由旋转。单向制动器72(Low)交替地保持齿圈32相对于变速器箱58在一个旋转方向上不旋转并在相反方向上释放以自由旋转。
离合器60、62、68和制动器66、70优选地为具有多组交错的摩擦盘和隔板的液压驱动控制装置,所述摩擦盘被固定至所述离合器和制动器的一个元件上,所述隔板被固定至离合器和制动器的另一个元件上。当开动各自摩擦元件的伺服的气缸内的液压增加时,所述各自摩擦元件的摩擦盘和隔板通过伺服活塞的位移被推动至互相摩擦接触,从而在齿轮单元(所述离合器或制动器的元件固定至其上)的部件间产生驱动连接。当压力从伺服气缸排出时,所述离合器或制动器分离并且所述部件可独立地自由旋转。优选地,响应于伺服的气缸内的液压的大小而开动带式制动器64以接合鼓轮82。这种变速器的特点是,事实上提供相反扭矩反作用力的带式制动器64从没有参与到任何动态换档活动中。因此,可以使用带有非常低的寄生阻力的离合机构,其由于可控性很差通常不被使用。这非常重要,因为离合器必须具有非常大的最大扭矩并且传统的离合器在高速度档时会产生过多的阻力,从而对燃料经济性有不利影响。
响应于鼓轮84相对于壳体58的旋转方向,单向制动器72可由楔块、辊子、摇杆或类似装置开动。尽管单向制动器72可运转地产生非同步的1-2换高档以及减小开启制动器的粘滞阻力,但制动器72可被去掉并且其功能由制动器70代替。
图2为具有两个杠杆92、94并示出了变速器10的杠杆图。在对应于齿轮组20和30的第一杠杆92上,节点A,即第一旋转件A,表示中心齿轮28和中心齿轮38;节点B,即第二旋转件B,表示齿轮架24;节点C,即第三旋转件C,表示齿圈22和齿轮架34;及节点D,即第四旋转件D,表示齿圈32。扭矩反作用力由位于旋转件D处的制动器70和单向制动器72产生。
在对应于齿轮组40和50的第二杠杆94上,节点E,即第五旋转件E,表示中心齿轮48和中心齿轮58;节点F,即第六旋转件F,表示齿轮架44和输出轴14;节点G,即第七旋转件G,表示齿圈42和齿轮架54;及节点H,即第八旋转件H,表示齿圈52。扭矩反作用力由位于节点E处的制动器66产生。扭矩反作用力由位于节点G处的制动器64产生。
输入(轴)12通过启动离合器60连接至旋转件A,通过启动离合器62连接至旋转件B,且通过离合器68连接至旋转件G。旋转件C和H频繁地互相连接。
下面将参照摩擦元件的接合和分离状态描述变速器10的运转,所述状态以组合方式产生每一个齿轮传动比。优选地,所述离合器和制动器的状态由电子变速器控制器根据执行控制算法而自动改变。图4为示出了对应于每个档位的所述离合器和制动器的接合和分离状态的图表。在图表中,符号“X”表示接合以产生各自档位的所接合的离合器或制动器;“(X)”表示可以接合,但不会影响各自档位的运转的离合器或制动器,以及“Alt”表示可取代标记为“(X)”的离合器或制动器的对于各自档位可交替接合的离合器或制动器。空格表示相应的离合器和制动器为分离或释放的。在低速前进档和倒档下,用于单向制动器72的所述“X”表示制动器正产生与壳体58的驱动连接并且没有超越。用于制动器70的那些档位中的“CST”表示当滑行时如果需要在相反方向传输扭矩以使发动机提供制动行为,则制动器70必须接合。图4也示出了当齿轮组具有图3中所示的Beta(β)比率时用于每个前进档和倒档的速度比。变速器的速度比为其输入轴的速度与其输出轴的速度的比值。
当制动器66为接合且所有其他摩擦元件为分离时,变速器10准备在前进方向启动。为了使用低齿轮传动比启动车辆,而逐渐接合启动离合器60。单向制动器72(或制动器70)在齿圈32处提供扭矩反作用力并且齿轮架34为下方传动。齿轮架34通过鼓轮80驱动齿圈52。制动器66在中心齿轮58处提供扭矩反作用力并且齿轮架54为进一步下方传动。齿轮架54驱动齿圈42。制动器66在中心齿轮48处提供扭矩反作用力,其在平均的低速下驱动齿轮架44和输出(轴)14。
从低齿轮传动比至第一齿轮传动比的转换可通过逐渐释放离合器60、逐渐接合离合器62、并维持制动器66接合来实现。通常地,在离合器60完全接合之前完成这种转换。这样,在第一档下完成启动,避免了令人不愉快的发动机噪声和早期换档。然而,如果车辆正在缓慢加速,则可通过在低速档完成启动来使得必须在启动离合器中消耗的能量最小化。在后一种情况中,所述转换至第一档会被作为在车辆达到足够的速度以迅速地完全接合离合器62之后的常规换档来执行。
从第一档至第二档的换档可通过逐渐地接合离合器60同时维持离合器62和制动器66接合来实现。这会导致第一和第二齿轮组的所有元件以输入轴的速度旋转。单向制动器72超限运转。所述第三和第四齿轮组以与低速档和第一档同样的方式提供扭矩倍增。
从第二档至第三档的换档可通过逐渐地接合离合器68、逐渐地释放离合器62、和维持离合器60及制动器66接合实现。可替代地,可逐渐地释放离合器60并维持离合器62接合。在第三档下,第三齿轮组提供所有的扭矩倍增。第三档中离合器60以及离合器62均不传送任何扭矩,因此一旦完成换档二者都可以被释放。然而,建议保持一个接合以确定所有速度。
从第三档至第四档的换档可通过逐渐地接合离合器62、逐渐地释放制动器66、以及维持离合器60接合实现。这产生所有行星元件与输入轴一起旋转的直接驱动状态。
从第四档至第五档的换档可通过逐渐地接合制动器70、逐渐地释放离合器60和维持离合器62和离合器68接合实现。
从第五档至第六档的换档可通过逐渐地接合离合器60、逐渐地释放离合器62和维持离合器68和制动器70接合实现。
当制动器64为接合且所有其他摩擦元件为分离时,变速器10准备在后退方向启动。为了使用低倒档齿轮传动比启动车辆,而逐渐接合启动离合器60。单向制动器72(或制动器70)在齿圈32处提供扭矩反作用力并且齿轮架34在前进方向上为下方传动。齿轮架34通过鼓轮80驱动齿圈52。制动器64在齿轮架54处提供扭矩反作用力并且中心齿轮58沿反方向被驱动。中心齿轮58驱动中心齿轮48。制动器64在齿圈42处提供扭矩反作用力,以低速在输入轴的反方向上驱动齿轮架44和输出轴14。
从低倒档齿轮传动比至R1倒档齿轮传动比的转换可通过逐渐释放离合器60、逐渐接合离合器62、并维持制动器64接合来实现。如同前向启动的情况一样,可在离合器60完全接合之前完成这种转换以避免早期换档。然而,如果车辆正在缓慢加速,则可通过在低速倒档下完成启动并稍后执行至R1的换档来使得必须在启动离合器中消耗的能量最小化。
从R1至R2的换档可通过逐渐地接合离合器60同时维持离合器62和制动器64接合实现。这会导致第一和第二齿轮组的所有元件以输入轴的速度旋转。单向制动器72超限运转。所述第三和第四齿轮组以与低速倒档和R1同样的方式提供扭矩倍增。
图5示出了相对于图1中的设置的自动变速器16的可替代的运动设置并且通过图2的相同杠杆图表描述。变速器包括由发动机或电动机驱动的输入轴12,有可能通过扭矩分离器。尽管未示出变矩器,但变矩器也可插在发动机或电动机与输入轴12之间。变速器也包括通过差速器和轮轴连接至车辆驱动轮的输出轴14。
行星齿轮系统包括第一、第二、第三和第四齿轮组20、30、40和50。第一齿轮组20包括中心齿轮28、齿圈22、齿轮架24和由齿轮架24支撑并与中心齿轮28及齿圈22啮合的行星小齿轮26。类似地,第二齿轮组30包括中心齿轮38、齿圈32、齿轮架34和由齿轮架34支撑并与中心齿轮38及齿圈32啮合的行星小齿轮36。第三齿轮组40包括中心齿轮48、齿圈42、齿轮架44和由齿轮架44支撑并与中心齿轮48及齿圈42啮合的行星小齿轮46。第四齿轮组50包括中心齿轮58、齿圈52、齿轮架54和由齿轮架54支撑并与中心齿轮58及齿圈52啮合的行星小齿轮56。
中心齿轮28通过鼓轮86固定于齿圈32以作为一个整体旋转。齿轮架34和中心齿轮48互相可驱动地连接并通过鼓轮88固定至齿轮架24以作为一个整体旋转。齿轮架44通过鼓轮90固定至齿圈52以作为一个整体旋转。中心齿轮42和齿轮架54互相可驱动地连接并固定至输出轴14。
输入轴12通过启动离合器60(L1)交替地可驱动地与中心齿轮38连接和分离。输入轴12通过启动离合器62(L2)交替地可驱动地与齿圈22连接和分离。输入轴12通过离合器68(High)交替地可驱动地与齿轮架44和齿圈52连接和分离。鼓轮86、中心齿轮28和齿圈32交替地在制动器70(OD)接合时优选地关于变速箱58保持不旋转,并在制动器70脱离时被释放以自由旋转。鼓轮90、齿轮架44和齿圈22交替地在带式制动器64(Rev)接合时优选地关于变速箱58保持不旋转,并在带式制动器64脱离时被释放以自由旋转。中心齿轮58交替地在制动器66(Fwd)接合时优选地关于变速箱58保持不旋转,并在制动器66脱离时被释放以自由旋转。单向制动器72(Low)交替地保持鼓轮86、中心齿轮28和齿圈32关于变速器箱58在一个旋转方向上不旋转并在相反方向上释放它们以自由旋转。尽管单向制动器72可运转地产生非同步的1-2换高档以及减小开启制动器的粘滞阻力,但制动器72可被去掉并且其功能由制动器70代替。
图2中的杠杆图也可应用至图5中的变速器16上。在相对应于齿轮组20和30的第一杠杆92上,节点A,即第一旋转件A,表示中心齿轮38;节点B,即第二旋转件B,表示齿圈22;节点C,即第三旋转件C,表示齿轮架24和齿轮架34;及节点D,即第四旋转件D,表示中心齿轮28和齿圈32。扭矩反作用力由位于旋转件D处的制动器70和单向制动器72产生。
在相对应于齿轮组40和50的第二杠杆94上,节点E,即第五旋转件E,表示中心齿轮58;节点F,即第六旋转件F,表示齿圈42、齿轮架54和输出轴14;节点G,即第七旋转件G,表示齿轮架44和齿圈52;及节点H,即第八旋转件H,表示中心齿轮48。扭矩反作用力由位于节点E处的制动器66产生。扭矩反作用力由位于节点G处的制动器64产生。
输入轴12通过启动离合器60连接至旋转件A,通过启动离合器62连接至旋转件B,且通过离合器68连接至旋转件G。旋转件C和H频繁地互相连接。
图7为示出了对应于每个档位的所述离合器和制动器的接合和分离状态的图表。在图表中,符号“X”表示接合以产生各自档位的所接合的离合器或制动器;“(X)”表示可以接合,但不会影响各自档位的运转的离合器或制动器,以及“Alt”表示可取代标记为“(X)”的离合器或制动器的对于各自档位可交替接合的离合器或制动器。空格表示相应的离合器和制动器为分离或释放的。在低速前进档和倒档下,用于单向制动器72的所述“X”表示制动器正产生与壳体58的驱动连接并且没有超越。用于制动器70的那些档位中的“CST”表示当滑行时如果需要在相反方向传输扭矩以使发动机提供制动行为,则制动器70必须接合。图7也示出了当齿轮组具有图6中所示的β比时用于每个前进档和倒档的速度比。变速器的速度比为其输入轴的速度与其输出轴的速度比值。
当离合器和制动器具有图7中所示的接合和分离状态时(其与图4中的那些相同),变速器16在七个前进档和三个倒档下运转。在每个档位产生的速度比也显示在图7中,假设为β,对于各个齿轮组20、30、40和50的齿圈的轮齿数目与中心齿轮的轮齿数目的比值为图6中所提出的。
依照本发明的变速器实施例可包含两个行星齿轮组件,每个均具有绕公共轴线旋转的四个元件。在每个行星齿轮组件中,旋转元件中的两个总是具有最大极限速度,而另外两个元件的速度为那两个速度的加权平均值。加权因数由行星齿轮组件的配置和轮齿数目的比例确定。这些行星齿轮组件由图2中的杠杆表示。所述杠杆的端点上的节点(A、D、E和H)表示具有最大极限速度的元件,而内部节点(B、C、F和G)表示那些速度为前组的加权平均值的节点。
存在可产生任何具体所需的加权因数的行星齿轮组件的多种可能配置。两个这种配置已经在这里示出用于两个行星齿轮组件中的每一个。应该注意的是,在不脱离本发明精神的前提下,可实现相同或相似加权因数的行星齿轮组件的其他已知配置可替代所示出的那些。特别地,在一些配置中,行星齿轮组包含两组小齿轮而不是一组,其中里面的组与中心齿轮啮合,外面的组与齿圈啮合,并且这两组互相啮合。在其他配置中,像拉威挪(Ravigneaux)设置,小齿轮中的一些在多个齿轮组之间共用。
根据专利法的规定,已描述了优选实施例。然而,应注意的是可以用除本发明具体示出和描述之外的其他实施例。

Claims (10)

1.一种用于机动车辆的多档变速器,包括:
输入和输出;
第一行星齿轮组件,其包括第一离合器、第二离合器、第一制动器及第一、第二、第三和第四旋转元件,所述第一离合器可运转地将所述第一旋转元件连接至所述输入,所述第二离合器可运转地将所述第二旋转元件连接至所述输入,并且所述第一制动器可运转地保持所述第四旋转元件不旋转;及
第二行星齿轮组件,其包括第二制动器、第三制动器、第三离合器及第五、第六、第七和第八旋转元件,所述第三旋转元件固定至所述第八旋转元件,所述第二制动器可运转地保持所述第七旋转元件不旋转,所述第三制动器可运转地保持所述第五旋转元件不旋转,所述第三离合器可运转地将所述第七旋转元件连接至所述输入,并且所述第六旋转元件被固定至输出以旋转。
2.根据权利要求1所述的变速器,其中:
所述变速器通过所述第一、第二、第三离合器和所述第一和第三制动器的选择性运转而产生六个前进档;
所述第二离合器、第一制动器和第三制动器接合以产生第一前进档;
所述第一离合器、第二离合器和第三制动器接合以产生第二前进档;
所述第三离合器和第三制动器接合以产生第三前进档;
所述第一离合器、第二离合器和第三离合器接合以产生第四前进档;
所述第二离合器、第三离合器和第一制动器接合以产生第五前进档;及
所述第一离合器、第三离合器和第一制动器接合以产生第六前进档。
3.根据权利要求2所述的变速器,其中:
所述变速器通过所述第一离合器和所述第一、第三制动器的选择性运转而产生第七前进档。
4.根据权利要求1所述的变速器,其中:
所述变速器通过所述第一、第二离合器和所述第一、第二制动器的选择性运转而产生三个倒档;
所述第一离合器、第一制动器和第二制动器接合以产生第一倒档;
所述第二离合器、第一制动器和第二制动器接合以产生第二倒档;及
所述第一离合器、第二离合器和第二制动器接合以产生第三倒档。
5.根据权利要求1所述的变速器,进一步包括抑制所述第四旋转元件沿反向旋转而允许沿正向旋转的单向制动器。
6.根据权利要求5所述的变速器,其中:
所述变速器通过所述第一、第二、第三离合器和所述第一和第三制动器的选择性运转而产生七个前进档;
所述第二离合器和第三制动器接合以产生第一前进档;
所述第一离合器、第二离合器和第三制动器接合以产生第二前进档;
所述第三离合器和第三制动器接合以产生第三前进档;
所述第一离合器、第二离合器和第三离合器接合以产生第四前进档;
所述第二离合器、第三离合器和第一制动器接合以产生第五前进档;
所述第一离合器、第三离合器和第一制动器接合以产生第六前进档;及
所述第一离合器和第三制动器接合以产生第七前进档。
7.根据权利要求5所述的变速器,其中:
所述变速器通过所述第一、第二离合器和所述第二制动器的选择性运转而产生三个倒档;
所述第一离合器和第二制动器接合以产生第一倒档;
所述第二离合器和第二制动器接合以产生第二倒档;及
所述第一离合器、第二离合器和第二制动器接合以产生第三倒档。
8.根据权利要求1所述的变速器,其中:
所述第一行星齿轮组件包括第一和第二行星齿轮组,每个齿轮组包括中心齿轮、齿圈、齿轮架和由所述齿轮架支撑并与所述中心齿轮及齿圈啮合的小齿轮;
所述第一旋转元件包括所述第一齿轮组的中心齿轮和所述第二齿轮组的中心齿轮;
所述第二旋转元件包括所述第一齿轮组的齿轮架;
所述第三旋转元件包括所述第一齿轮组的齿圈和所述第二齿轮组的齿轮架;及
所述第四旋转元件包括所述第二齿轮组的齿圈。
9.根据权利要求1所述的变速器,其中:
所述第一行星齿轮组件包括第一和第二行星齿轮组,每个齿轮组包括中心齿轮、齿圈、齿轮架和由所述齿轮架支撑并与所述中心齿轮及齿圈啮合的小齿轮;
所述第一旋转元件包括所述第二齿轮组的中心齿轮;
所述第二旋转元件包括所述第一齿轮组的齿圈;
所述第三旋转元件包括所述第一齿轮组的齿轮架和所述第二齿轮组的齿轮架;及
所述第四旋转元件包括所述第一齿轮组的中心齿轮和所述第二齿轮组的齿圈。
10.根据权利要求1所述的变速器,其中:
所述第二行星齿轮组件包括第三和第四行星齿轮组,每个齿轮组包括中心齿轮、齿圈、齿轮架和由所述齿轮架支撑并与所述中心齿轮及齿圈啮合的小齿轮;
所述第五旋转元件包括所述第三齿轮组的中心齿轮和所述第四齿轮组的中心齿轮;
所述第六旋转元件包括所述第三齿轮组的齿轮架;
所述第七旋转元件包括所述第三齿轮组的齿圈和所述第四齿轮组的齿轮架;及
所述第八旋转元件包括所述第四齿轮组的齿圈。
CN2008101355941A 2007-10-01 2008-09-05 多档自动变速器 Expired - Fee Related CN101403427B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/865,097 2007-10-01
US11/865,097 US8177674B2 (en) 2007-10-01 2007-10-01 Multiple speed automatic transmission

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101403427A true CN101403427A (zh) 2009-04-08
CN101403427B CN101403427B (zh) 2013-02-20

Family

ID=39930145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008101355941A Expired - Fee Related CN101403427B (zh) 2007-10-01 2008-09-05 多档自动变速器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8177674B2 (zh)
JP (1) JP2009085433A (zh)
CN (1) CN101403427B (zh)
DE (1) DE102008047970B4 (zh)
GB (1) GB2453414B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102466004A (zh) * 2010-11-02 2012-05-23 本田技研工业株式会社 自动变速器
CN102562966A (zh) * 2010-11-02 2012-07-11 本田技研工业株式会社 自动变速器
CN102840283A (zh) * 2012-08-28 2012-12-26 长城汽车股份有限公司 多挡变速器
CN103671768A (zh) * 2012-09-14 2014-03-26 福特全球技术公司 低档段一体化的多级变速器
CN104081084A (zh) * 2012-02-06 2014-10-01 腓特烈斯港齿轮工厂股份公司 多级变速器
CN106195162A (zh) * 2014-11-26 2016-12-07 现代自动车株式会社 用于车辆的多级变速器
CN106195165A (zh) * 2014-11-26 2016-12-07 现代自动车株式会社 用于车辆的多挡位变速器
CN106195166A (zh) * 2014-11-26 2016-12-07 现代自动车株式会社 用于车辆的多级变速器
CN111566384A (zh) * 2018-01-12 2020-08-21 戴姆勒股份公司 用于机动车尤其是汽车的传动装置

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8070646B2 (en) * 2009-02-24 2011-12-06 GM Global Technology Operations LLC Multi-speed transmission
JP5379106B2 (ja) * 2010-10-29 2013-12-25 本田技研工業株式会社 自動変速機
JP5276079B2 (ja) * 2010-11-04 2013-08-28 本田技研工業株式会社 自動変速機
US8944949B2 (en) * 2011-02-17 2015-02-03 Gm Global Technology Operations, Llc Multi-speed transmission with integrated electric motor
US8932174B2 (en) * 2011-02-17 2015-01-13 Gm Global Technology Operations, Llc Clutch and gear arrangement for a rear wheel drive vehicle
US8758189B2 (en) * 2011-02-17 2014-06-24 Gm Global Technology Operations, Llc Multiple speed transmission having a band brake
US8430784B2 (en) * 2011-08-17 2013-04-30 GM Global Technology Operations LLC Multi-speed transmission having four planetary gear sets
CN104114907A (zh) 2012-03-26 2014-10-22 爱信艾达株式会社 自动变速器装置
US9157511B2 (en) * 2012-05-25 2015-10-13 Ford Global Technologies, Llc Multi-speed transmission
US9869372B2 (en) 2012-05-25 2018-01-16 Ford Global Technologies, Llc Multi-speed transmission
US9145953B2 (en) 2012-05-25 2015-09-29 Ford Global Technologies, Llc Multi-speed transmission
US8545362B1 (en) * 2012-05-25 2013-10-01 Ford Global Technologies, Llc Multi-speed transmission
US9695913B2 (en) 2012-08-08 2017-07-04 Ford Global Technologies, Llc Multiple speed transmission
US9423005B2 (en) 2012-08-08 2016-08-23 Ford Global Technologies, Llc Multi-speed transmission
US9435404B2 (en) 2012-08-08 2016-09-06 Ford Global Technologies, Llc Multiple speed transmission
US9435403B2 (en) 2013-02-20 2016-09-06 Ford Global Technologies, Llc Multi-speed transmission
US8715129B1 (en) * 2012-11-06 2014-05-06 Gm Global Technology Operations Multi-speed transmission
US9068630B2 (en) 2013-01-03 2015-06-30 Ford Global Technologies, Llc Multi-speed transmission
US9109668B2 (en) 2013-02-06 2015-08-18 Ford Global Technologies, Llc Multi-speed transmission
US9217493B2 (en) 2013-02-15 2015-12-22 Ford Global Technologies, Llc Multi-speed transmission
US10145453B2 (en) 2013-03-08 2018-12-04 Ford Global Technologies, Llc Multi-speed transmission
US9217494B2 (en) 2013-07-29 2015-12-22 Ford Global Technologies, Llc Multi-speed transmission
JP6264804B2 (ja) * 2013-09-25 2018-01-24 アイシン精機株式会社 変速装置
CN104514850B (zh) * 2013-09-27 2018-05-01 福特全球技术公司 多级变速器
US9175748B2 (en) 2013-10-04 2015-11-03 Ford Global Technologies, Llc Multi-speed transmission
JP6111212B2 (ja) * 2014-02-25 2017-04-05 本田技研工業株式会社 自動変速機
JP6111211B2 (ja) * 2014-02-25 2017-04-05 本田技研工業株式会社 自動変速機
US9494217B2 (en) 2014-03-20 2016-11-15 Gm Global Technology Operations, Llc Multi-speed transmission
KR101655585B1 (ko) 2014-11-26 2016-09-08 현대자동차주식회사 차량용 다단 변속기
KR101664598B1 (ko) 2014-11-26 2016-10-11 현대자동차주식회사 차량용 다단 변속기
KR101664595B1 (ko) * 2014-11-26 2016-10-11 현대자동차주식회사 차량용 다단 변속기
KR101664616B1 (ko) 2014-12-10 2016-10-12 현대자동차주식회사 차량용 다단 변속기
US9676463B1 (en) * 2014-12-30 2017-06-13 Brunswick Corporation Planetary transmission arrangements for marine propulsion devices
US10124874B1 (en) 2015-01-26 2018-11-13 Brunswick Corporation Systems and methods for controlling planetary transmission arrangements for marine propulsion devices
US10533641B2 (en) 2015-07-10 2020-01-14 Volvo Construction Equipment Ab Transmission arrangement for a vehicle
CN109654179B (zh) * 2018-11-29 2020-08-18 中国北方车辆研究所 一种七前两倒四自由度行星变速器

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS562222B2 (zh) 1973-08-29 1981-01-19
JPS5623059B2 (zh) 1973-12-21 1981-05-28
US4683776A (en) 1986-02-27 1987-08-04 General Motors Corporation Transmission gearing arrangement
DE19910299C1 (de) 1999-03-10 2001-04-19 Daimler Chrysler Ag Planetenräder-Wechselgetriebe mit drei Teilgetrieben
US6083135A (en) * 1999-06-18 2000-07-04 Ford Global Technologies, Inc. Multiple speed overdrive transmission for a motor vehicle
US6176803B1 (en) 1999-09-28 2001-01-23 Caterpillar Inc. Transmission assembly with four planetary gear sets providing nine forward and one reverse gear ratio
DE10115985A1 (de) 2001-03-30 2002-10-10 Zahnradfabrik Friedrichshafen Mehrstufengetriebe
DE10115995A1 (de) 2001-03-30 2002-10-10 Zahnradfabrik Friedrichshafen Mehrstufengetriebe
JP3601524B2 (ja) * 2001-10-18 2004-12-15 トヨタ自動車株式会社 車両用遊星歯車式多段変速機
US6752793B1 (en) 2001-11-17 2004-06-22 Gustavo A. Dascanio Controlled volume eye drop dispensing device
JP2005083479A (ja) 2003-09-09 2005-03-31 Kyowa Metal Work Co Ltd 多段変速遊星歯車列
JP2005098433A (ja) 2003-09-26 2005-04-14 Kyowa Metal Work Co Ltd 多段変速遊星歯車列
KR100559335B1 (ko) * 2004-03-09 2006-03-15 현대자동차주식회사 차량용 7속 자동 변속기의 파워 트레인
US7008347B2 (en) 2004-04-07 2006-03-07 General Motors Corporation Single overdrive six-speed transmission with low internal speeds
KR100717305B1 (ko) * 2005-12-06 2007-05-15 현대자동차주식회사 차량용 7속 자동 변속기의 파워 트레인
KR100793883B1 (ko) 2006-07-20 2008-01-15 현대자동차주식회사 자동 변속기의 파워 트레인
KR100793888B1 (ko) 2006-08-14 2008-01-15 현대자동차주식회사 자동변속기의 파워 트레인
KR100793887B1 (ko) 2006-08-14 2008-01-15 현대자동차주식회사 자동변속기의 파워 트레인
US7686730B2 (en) * 2006-11-09 2010-03-30 Ford Global Technologies, Llc Multiple speed automatic transmission

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102562966A (zh) * 2010-11-02 2012-07-11 本田技研工业株式会社 自动变速器
CN102466004A (zh) * 2010-11-02 2012-05-23 本田技研工业株式会社 自动变速器
CN102562966B (zh) * 2010-11-02 2014-08-27 本田技研工业株式会社 自动变速器
CN102466004B (zh) * 2010-11-02 2015-04-22 本田技研工业株式会社 自动变速器
CN104081084B (zh) * 2012-02-06 2017-02-22 腓特烈斯港齿轮工厂股份公司 多级变速器
CN104081084A (zh) * 2012-02-06 2014-10-01 腓特烈斯港齿轮工厂股份公司 多级变速器
CN102840283A (zh) * 2012-08-28 2012-12-26 长城汽车股份有限公司 多挡变速器
CN102840283B (zh) * 2012-08-28 2015-09-02 长城汽车股份有限公司 多挡变速器
CN103671768B (zh) * 2012-09-14 2017-06-30 福特全球技术公司 低档段一体化的多级变速器
CN103671768A (zh) * 2012-09-14 2014-03-26 福特全球技术公司 低档段一体化的多级变速器
CN106195165A (zh) * 2014-11-26 2016-12-07 现代自动车株式会社 用于车辆的多挡位变速器
CN106195166A (zh) * 2014-11-26 2016-12-07 现代自动车株式会社 用于车辆的多级变速器
CN106195162A (zh) * 2014-11-26 2016-12-07 现代自动车株式会社 用于车辆的多级变速器
CN106195166B (zh) * 2014-11-26 2019-04-19 现代自动车株式会社 用于车辆的多级变速器
CN106195165B (zh) * 2014-11-26 2019-06-04 现代自动车株式会社 用于车辆的多挡位变速器
CN106195162B (zh) * 2014-11-26 2019-06-04 现代自动车株式会社 用于车辆的多挡位变速器
CN111566384A (zh) * 2018-01-12 2020-08-21 戴姆勒股份公司 用于机动车尤其是汽车的传动装置

Also Published As

Publication number Publication date
GB2453414B (en) 2012-03-28
GB0816821D0 (en) 2008-10-22
US20090088289A1 (en) 2009-04-02
US8177674B2 (en) 2012-05-15
GB2453414A (en) 2009-04-08
JP2009085433A (ja) 2009-04-23
DE102008047970A1 (de) 2009-04-23
CN101403427B (zh) 2013-02-20
DE102008047970B4 (de) 2018-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101403427B (zh) 多档自动变速器
CN101315118B (zh) 多级自动变速器
CN1828089B (zh) 具有四个行星齿轮组的九速变速器
CN101720395B (zh) 可动力切换的多级变速器
CN101358642B (zh) 九级自动变速器
CN103883687A (zh) 集成有低速范围的多级变速器
US9103414B1 (en) Six shift-element step-ratio automatic transmission
CN102287496B (zh) 自动变速器
JP2013199959A (ja) 車両用自動変速機
CN101275628B (zh) 具有两个固定互连元件的8档变速器
CN104728366A (zh) 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系
JP2013204706A (ja) 車両用自動変速機
CN101290055B (zh) 8档变速器
CN101846160B (zh) 自动变速器
JP5780983B2 (ja) 車両用自動変速機
JP5693509B2 (ja) 車両用自動変速機
JP5734903B2 (ja) 車両用自動変速機
CN101275629B (zh) 具有两个固定互连元件的8档变速器
CN102312964A (zh) 自动变速器
JP5693510B2 (ja) 車両用自動変速機
CN102808907A (zh) 自动变速器
JP5734904B2 (ja) 車両用自動変速機
CN101275635A (zh) 8档变速器
CN101655142B (zh) 采用共面齿轮组的多档传动系统
JP5734905B2 (ja) 車両用自動変速機

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130220

Termination date: 20200905