CN101676583B - 多级变速器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及多级变速器,提供一种多级动力变速器,包括:输入轴、输出轴、具有五个旋转部件的第一行星齿轮传动总成、具有三个旋转部件的第二行星齿轮传动总成、两个离合器、及四个制动器,其当离合器和制动器两者结合应用时能够产生九个前进挡传动比和一个倒挡传动比。
Description
技术领域
本发明涉及多级动力变速器。
背景技术
本发明涉及机动车辆的自动变速器的领域。更具体地,本发明涉及在动力传输中传动装置、离合器、制动器及其之间的相互连接的运动学设置。
发明内容
在一个方面,提供一种多级动力变速器。该多级动力变速器包括输入轴10;输出轴12;具有第一旋转部件A、第二旋转部件B、第三旋转部件C、第四旋转部件D、及第五旋转部件E的第一行星齿轮传动总成;具有第六旋转部件G、第七旋转部件F、及第八旋转部件D的第二行星齿轮传动总成;其中第一旋转部件A可驱动地连接到输入轴10;第六旋转部件G可驱动地连接到输出轴12;及第四旋转部件和第八旋转部件相互可驱动地连接。
在另一方面,提供一种多级动力变速器。该多级动力变速器包括输入轴10;输出轴12;可驱动地连接到输入轴10的第一太阳轮22;第一齿圈24;第一行星齿轮架26;由第一行星齿轮架支撑且与第一太阳轮和第一齿圈两者啮合的第一组行星齿轮28;第二太阳轮32;第二齿圈34;可驱动地连接到第一齿圈24的第二行星齿轮架36;由第二行星齿轮架支撑且与第二太阳轮和第二齿圈两者啮合的第二组行星齿轮38;可驱动地连接到输入轴10的第三太阳轮42;可驱动地连接到第二行星齿轮架36的第三齿圈44;可驱动地连接到第二齿圈34的第三行星齿轮架46;由第三行星齿轮架支撑且与第三太阳轮和第三齿圈两者啮合的第三组行星齿轮48;可驱动地连接到第二行星齿轮架36的第四太阳轮52;可驱动地连接到输出轴12的第四齿圈54;第四行星齿轮架56;及由第四行星齿轮架支撑且与第四太阳轮和第四齿圈两者啮合的第四组行星齿轮58。
在又一方面,提供一种多级动力变速器。该多级动力变速器包括输入轴10;输出轴12;第一太阳轮82;第一齿圈84;第一行星齿轮架86;由第一行星齿轮架支撑且与第一太阳轮和第一齿圈两者啮合的第一组行星齿轮88;可驱动地连接到输入轴10的第二太阳轮92;可驱动地连接到第一行星齿轮架86的第二齿圈94;可驱动地连接到第一齿圈84的第二行星齿轮架96;由第二行星齿轮架支撑且与第二太阳轮和第二齿圈两者啮合的第二组行星齿轮98;可驱动地连接到第一行星齿轮架86的第三太阳轮102;第三齿圈104;可驱动到连接到第二行星齿轮架96的第三行星齿轮架106;由第三行星齿轮架支撑且与第三太阳轮和第三齿圈两者啮合的第三组行星齿轮108;可驱动地连接到第一行星齿轮架86的第四太阳轮112;可驱动地连接到输出轴12的第四齿圈114;第四行星齿轮架116;由第四行星齿轮架支撑且与第四太阳轮和第四齿圈两者啮合的第四组行星齿轮118。
附图说明
图1是产生九个前进挡传动比和一个倒挡传动比的根据本发明的第一实施例的变速器的示意图;
图2是示出图1中所示的变速器的齿轮的建议的齿数的表格;
图3是指示在齿轮具有如图2所示的齿数时在图1中的变速器产生的传动比和离合器的状态的表格;
图4是示出根据本发明的变速器的速度关系的杆图;
图5是产生九个前进挡传动比和一个倒挡传动比的根据本发明的第二实施例的变速器的示意图;
图6是示出如图5所示的变速器的齿轮的建议的齿数的表格;
图7是指示在齿轮具有如图6所示的齿数时在图5中的变速器产生的传动比和离合器的状态的表格。
具体实施方式
根据本发明的第一实施例的变速器如图1中示意性地所示。输入轴10由车辆发动机优选地通过变矩器驱动。输出轴12优选地通过差速器驱动车轮。
四个简单行星齿轮组20、30、40及50每个包括具有外齿轮齿的太阳轮、具有内齿轮齿的齿圈、行星齿轮架、及支撑相对于齿轮架旋转且与太阳轮和齿圈两者啮合的一组行星齿轮,太阳轮22和太阳轮42直接连接到输入轴10。齿圈54直接连接到变速器输出轴。齿圈24、齿轮架36、齿圈44及太阳轮52相互连接以便其一致旋转。类似地,齿圈34和齿轮架46相互连接。对这些齿轮的建议的齿数如图2中所示。
四个制动器60、62、64、及66选择性地固定具体的元件防止旋转,提供反作用扭矩。优选地,这些制动器为多盘摩擦离合器,当液压压力施加到离合器活塞上时将元件固定到变速器箱14上。制动器60选择性地将齿轮架26固定到变速器箱14。制动器62选择性地将太阳轮32固定到变速器箱14。制动器64选择性地将齿圈24、齿轮架36、齿圈44及太阳轮52固定到变速器箱14。制动器66选择性地将齿轮架56固定到变速器箱14。两个旋转离合器将旋转元件彼此连接以便其受力作为一个单元旋转。这些也优选地为多盘摩擦离合器。离合器68选择性地连接输入轴10到齿轮架56。离合器70选择性地连接齿轮架46和齿圈34到齿轮架56。
图3示出九个前进挡传动比和一个倒挡传动比的每个的离合器的状态。
为在第一挡位从静止发动车辆,液压压力施加以接合制动器66和离合器70,同时分离所有其他的制动器和离合器。为从第一挡位换挡到第二挡位,制动器66逐渐分离,同时制动器60逐渐接合。为从第二挡位换挡到第三挡位,制动器60逐渐分离,同时制动器64逐渐接合。为从第三挡位换挡到第四挡位,制动器64逐渐分离,同时制动器62逐渐接合。为从第四挡位换挡到第五挡位,制动器62逐渐分离,同时离合器68逐渐接合。在第一挡位到第五挡位中操作时,离合器70保持接合。为从第五挡位换挡到第六挡位,离合器70逐渐分离,同时制动器62逐渐接合。为从第六挡位换挡到第七挡位,制动器62逐渐分离,同时制动器64逐渐接合。最后,为从第七挡位换挡第八挡位,制动器64逐渐分离,同时制动器60逐渐接合。在第五挡位到第八挡位中操作时,离合器68保持接合。
特定的低传动比也可获得用于具体的目的,如越野用途或用来实现变矩器的消除。通过应用制动器60和制动器66同时分离所有其他的制动器和离合器选择该低传动比。若变速器不包括变矩器或其他专门的发动装置,通过仅接合制动器60变速器可以在低传动比准备前进发动。然后,基于驾驶员请求的扭矩逐渐应用制动器66。为从低传动比换挡到第一挡位,制动器60逐渐分离,同时离合器70逐渐接合,保持制动器66在接合的状态。
通过应用制动器62和制动器66同时分离所有其他的制动器和离合器选择倒挡传动比。若变速器不包括变矩器或其他专门的发动装置,变速器仅通过接合制动器62准备倒挡发动。然后,基于驾驶员需求逐渐应用制动器66。
图4是示出在根据本发明的变速器的元件之间的速度关系的杆图。图1的齿轮组20、30及40共同地形成具有每个围绕中心轴旋转的五个旋转体的行星齿轮传动总成。这些五个旋转体的速度线性相关以便任何两个旋转体的速度确定剩余的三个旋转体的速度。这三个齿轮组对应于图4中的左杆。旋转体A对应于太阳轮22和太阳轮42。旋转体B对应于齿圈34和齿轮架46。旋转体C对应于齿轮架26。旋转体D对应于齿圈24、齿轮架36、及齿圈44。旋转体E对应于太阳轮32。齿轮组50是具有三个元件的行星齿轮传动总成且对应于图4中的右杆。旋转体D对应于连接到组成在左杆中的旋转体D的元件的太阳轮52。旋转体F对应于齿轮架56。旋转体G对应于齿圈54。这三个旋转体的速度线性相关以便其中的任何两个的速度确定剩余旋转体的速度。
当图1的齿轮组具有图2所示的齿数时,旋转体B的速度等于0.6518倍旋转体D的速度加上(1-0.6518)倍旋转体A的速度。这些加权因数影响在第一挡位到第五挡位中的整体传动比。类似地,旋转体C的速度等于0.7456倍旋转体D的速度加上(1-0.7456)倍旋转体A的速度。这些加权因数影响在低传动比和第八挡位中的传动比。旋转体D的速度等于0.6054倍旋转体E的速度加上(1-0.6054)倍旋转体A的速度。这些加权因数影响倒挡传动比。最后,旋转体F的速度等于0.3364倍旋转体D的速度加上(1-0.3364)倍旋转体G的速度。这些最后的加权因数影响除了直接驱动之外的所有传动比。可获得产生接近于此的加权因数的行星齿轮组的许多其他配置,包括具有双小齿轮行星齿轮组和共享行星齿轮的齿轮组的配置。这些替代的配置中的任何可以替代且产生相同的整体传动比。
根据本发明的第二实施例的变速器如图5中示意性地示出。该实施例也对应于图4的杆图,但使用对应于左杆的行星齿轮组的不同的配置。输入轴10由车辆发动机优选地通过变矩器驱动。输出轴12优选地通过差速器驱动车轮。
四个简单的行星齿轮组80、90、100、及110每个包括具有外齿轮齿的太阳轮、具有内齿轮齿的齿圈、行星齿轮架、及支撑相对于齿轮架旋转且与太阳轮和齿圈两者啮合的一组行星齿轮。太阳轮92直接连接到输入轴10。齿圈114直接连接到变速器输出轴。齿圈84、齿轮架96、及齿轮架106相互连接。类似地,齿轮架86、齿圈94、太阳轮102、及太阳轮112相互连接。这些齿轮的建议的齿数如图6中所示。
四个制动器60、62、64、及66选择性地固定具体的元件防止旋转,提供反作用扭矩。制动器60选择性地固定齿圈84、齿轮架96、及齿轮架106到变速器箱14。制动器62选择性地固定太阳轮82到变速器箱14。制动器64选择性地固定齿轮架86、齿圈94、太阳轮102、及太阳轮112到变速器箱14。制动器66选择性地固定齿轮架116到变速器箱14。两个旋转离合器将旋转元件彼此连接以便其受力作为一个单元旋转。离合器68选择性地连接输入轴10到齿轮架116。离合器70选择性地连接齿圈104到齿轮架116。
图7示出九个前进挡传动比和一个倒挡传动比中的每个的离合器的状态。该实施例的操作等同于如上所述图1-图3中的实施例的操作。
图5的第一个三个齿轮组包含每个围绕中心轴旋转的五个旋转体。这五个旋转体的速度线性相关以便任何两个旋转体的速度确定剩余的三个旋转体的速度。这三个齿轮组对应于图4中的左杆。旋转体A对应于太阳轮92。旋转体B对应于齿圈104。旋转体C对应于齿圈84、齿轮架96及齿轮架106。旋转体D对应于齿轮架86、齿圈94、及太阳轮102。旋转体E对应于太阳轮82。齿轮组110对应于在图4中的右杆。旋转体D对应于连接到组成在左杆中的旋转体D的元件的太阳轮112。旋转体F对应于齿轮架116。旋转体G对应于齿圈114。这三个旋转体的速度线性相关以便其中的任何两个的速度确定剩余旋转体的速度。
当图1的齿轮组具有图2中所示的齿数时,旋转体B的速度等于0.5762倍旋转体D的速度加上(1-0.5762)倍旋转体A的速度。类似地,旋转体C的速度等于0.6967倍旋转体D的速度加上(1-0.6967)倍旋转体A的速度。旋转体D的速度等于0.5671倍旋转体E的速度加上(1-0.5671)倍旋转体A的速度。最后,旋转体F的速度等于0.3364倍旋转体D的速度加上(1-0.3364)倍旋转体G的速度。产生接近这些相同关系的传动装置的任何替代的配置可以替代,而不脱离本发明的精神。
根据专利法的规定描述了优选实施例。然而,应注意可以实施未具体示出和描述的替代的实施例。
Claims (11)
1.一种多级动力变速器,包括:
输入轴(10);
输出轴(12);
具有第一旋转部件(A)、第二旋转部件(B)、第三旋转部件(C)、第四旋转部件(D)、及第五旋转部件(E)的第一行星齿轮传动总成;
具有第六旋转部件(G)、第七旋转部件(F)、及第八旋转部件(D)的第二行星齿轮传动总成;
其中:
第一旋转部件(A)可驱动地连接到输入轴(10);
第六旋转部件(G)可驱动地连接到输出轴(12);
所述第一行星齿轮传动总成中的五个旋转部件的速度是线性相关的,以便任意两个旋转部件的速度确定剩余三个旋转部件的速度;以及
第四旋转部件和第八旋转部件相互可驱动地连接以便所述第四旋转部件和第八旋转部件一致旋转,其中所述第四旋转部件是可驱动地连接到所述第一行星齿轮传动总成内的不同行星齿轮组的齿圈的行星齿轮组的行星齿轮架,所述第八旋转部件是所述第二行星齿轮传动总成中的太阳轮。
2.如权利要求1所述的多级动力变速器,其特征在于:
第四旋转部件(D)的速度限制在第一旋转部件(A)的速度和第五旋转部件(E)的速度之间;
第二旋转部件(B)的速度和第三旋转部件(C)的速度限制在第一旋转部件(A)的速度和第四旋转部件(D)的速度之间;
第七旋转部件(F)的速度限制在第六旋转部件(G)的速度和第八旋转部件(D)的速度之间。
3.如权利要求2所述的多级动力变速器,其特征在于,第二旋转部件(B)的速度限制在第一旋转部件(A)的速度和第三旋转部件(C)的速度之间。
4.如权利要求2所述的多级动力变速器,其特征在于,第七旋转部件(F)的速度是第六旋转部件(G)的速度和第八旋转部件(D)的速度的加权平均,加权因数相应于第八旋转部件在0.30和0.35之间。
5.如权利要求2所述的多级动力变速器,其特征在于,第四旋转部件(D)的速 度是第一旋转部件(A)的速度和第五旋转部件(E)的速度的加权平均,加权因数相应于第五旋转部件在0.55和0.61之间。
6.如权利要求2所述的多级动力变速器,其特征在于,第三旋转部件(C)的速度是第一旋转部件(A)的速度和第四旋转部件(D)的速度的加权平均,加权因数相应于第四旋转部件在0.68和0.76之间。
7.如权利要求2所述的多级动力变速器,其特征在于,第二旋转部件(B)的速度是第一旋转部件(A)的速度和第四旋转部件(D)的速度的加权平均,加权因数相应于第四旋转部件在0.55和0.67之间。
8.如权利要求2所述的多级动力变速器,其特征在于,还包括一组离合器和制动器,其当离合器和制动器两者结合应用时能够在输入轴和输出轴之间产生一个倒挡传动比和九个前进挡传动比。
9.如权利要求3所述的多级动力变速器,其特征在于,还包括:
可释放地连接输入轴(10)到第七旋转部件(F)的第一离合器(68);
可释放地连接第二旋转部件(B)到第七旋转部件(F)的第二离合器(70);
可释放地固定第三旋转部件(C)防止旋转的第一制动器(60);
可释放地固定第五旋转部件(E)防止旋转的第二制动器(62);及
可释放地固定第七旋转部件(F)防止旋转的第三制动器(66)。
10.如权利要求9所述的多级动力变速器,其特征在于,还包括可释放地固定第四旋转部件(D)和第八旋转部件(D)防止旋转的第四制动器(64)。
11.如权利要求9所述的多级动力变速器,其特征在于,第二行星齿轮传动总成包括第一行星齿轮组(50或110),包括:
作为第八旋转部件的第一太阳轮(52或112);
作为第六旋转部件的第一齿圈(54或114);
作为第七旋转部件的第一行星齿轮架(56或116);及
由第一行星齿轮架支撑且与第一太阳轮和第一齿圈两者啮合的第一组行星齿轮(58或118)。
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