CN101688590A - 具有多级传动比的宽比率变速器 - Google Patents

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Abstract

一种变速器具有多个构件，所述多个构件可以在动力系中使用以提供至少七个前进档速比和一个倒档速比。所述变速器包括三个行星齿轮组，所述三个行星齿轮组具有六个或七个扭矩传递机构和三个固定互连件。所述动力系包括发动机和变矩器以及输出构件，所述发动机和变矩器连续地连接至行星齿轮构件中的至少一个，所述输出构件连续地与行星齿轮构件中的另一个连接。所述六个或七个扭矩传递机构将各种齿轮构件互联以及将各种齿轮构件与变速器壳体互连，并且所述六个或七个扭矩传递机构以两两组合的方式操作从而确立至少七个前进档速比和至少一个倒档速比。

Description

具有多级传动比的宽比率变速器
技术领域
[0001]本发明涉及具有三个行星齿轮组的动力变速器族，所述三个行星齿轮组由七个扭矩传递装置控制以提供至少七个前进档速比和至少一个倒档速比。
背景技术
[0002]客车包括由发动机、多级变速器以及差速器或主减速器组成的动力系。多级变速器通过使发动机能够穿过其扭矩范围进行多次运行来增加车辆的总体操作范围。可在变速器中获得的前进档速比的数目决定了发动机扭矩范围被重复的次数。早期的自动变速器具有两个速度范围。这严重地限制了车辆的总体速度范围，因此需要可以产生宽的速度和扭矩范围的相对较大的发动机。这导致在巡航期间发动机在特定燃料消耗点而不是最有效点处运转。因此，手动换档(中间轴变速器)是最受欢迎的。
[0003]随着三速和四速自动变速器的出现，自动换档(行星齿轮)变速器在驾车公众中的受欢迎程度得到提高。这些变速器改进了车辆的操作性能和燃料经济性。增加的速比数目减小了速比之间的阶长大小，以及由此通过在车辆正常加速情况下实现使操作者大体觉察不到的速比变换而改进了变速器的换档质量。
[0004]六速变速器提供优于四速和五速变速器的若干优势，包括改进的车辆加速性和燃料经济性。尽管很多货车使用具有六个或者更多个前进档速比的动力变速器，但是客车仍然制造成使用三速和四速自动变速器，并且由于五速或六速变速器的尺寸和复杂性而相对较少地使用这些变速器。
[0005]相比于六速变速器，七速、八速和九速变速器进一步改进了加速性和燃料经济性。然而，如同上面讨论的六速变速器，七速、八速和九速变速器的发展因其复杂性、尺寸以及成本而受到了阻碍。
发明内容
[0006]本发明的目的是提供一种经改进的具有三个行星齿轮组的变速器族，所述三个行星齿轮组被控制以提供至少七个前进档速比和至少一个倒档速比。
[0007]本发明的电动变速器族具有三个行星齿轮组，所述三个行星齿轮组中的每个都包括第一、第二和第三构件，所述四个行星齿轮组的构件可以不限顺序地包括太阳轮、齿圈或行星架总成构件。
[0008]在参阅本发明的描述及权利要求中的第一、第二和第三齿轮组时，这些齿轮组可以在附图中以任何顺序被计数为“第一”到“第三”(即从左到右、从右到左等)。另外，对于每个齿轮组来说，在附图中每个齿轮组中的第一、第二或第三构件可以任何顺序被计数为“第一”到“第三”(即从顶端到底端、从底端到顶端等)。
[0009]每个行星架构件可以是单齿轮行星架构件(简单的)或者是双齿轮行星架构件(复合的)。
[0010]第一互连构件连续地将第一行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第一构件连接。
[0011]第二互连构件连续地将第二行星齿轮组的第二构件与第三行星齿轮组的第一构件连接。
[0012]第三互连构件连续地将第一行星齿轮组的第二构件与第三行星齿轮组的第二构件连接。
[0013]输入轴连续地与所述行星齿轮组的至少一个构件连接。输出轴连续地与所述行星齿轮组的至少一个构件连接。
[0014]第一扭矩传递装置-诸如制动器选择性地将第一互连构件与固定构件(变速器壳体/箱体)连接。
[0015]第二扭矩传递装置-诸如制动器选择性地将第一行星齿轮组的一个构件与固定构件(变速器壳体/箱体)连接。
[0016]第三扭矩传递装置-诸如制动器选择性地将第三行星齿轮组的一个构件与固定构件(变速器壳体/箱体)连接。
[0017]第四扭矩传递装置-诸如离合器选择性地将第一行星齿轮组的一个构件与第一、第二或第三行星齿轮组的连续地与输入构件连接的一个构件连接。
[0018]第五扭矩传递装置-诸如离合器选择性地将第一或第二互连构件与第一、第二或第三行星齿轮组的连续地与输入构件连接的一个构件连接。
[0019]第六扭矩传递装置-诸如离合器选择性地将第一或第三行星齿轮组的一个构件与第一、第二或第三互连构件连接。
[0020]可选的第七扭矩传递装置-诸如离合器选择性地将第三行星齿轮组的一个构件与第三互连构件连接。
[0021]所述六个或七个扭矩传递机构可以两两组合的方式选择性地接合从而产生至少七个前进档速比和至少一个倒档速比。
[0022]通过适当地选择行星齿轮组的齿数比能够实现多种速比和比率分布(ratio spread)。
[0023]本发明的上述特征以及其他特征和优点将在下文结合附图对实施本发明的最佳模式的详细描述中变得清楚。
附图说明
[0024]图1a是包括根据本发明的行星齿轮变速器的动力系的示意图；
[0025]图1b是描述图1a中示出的动力系的一些操作特性的真值表和图表；
[0026]图2a是包括结合有本发明的另一族构件的行星齿轮变速器的动力系的示意图；
[0027]图2b是描述图2a中示出的动力系的一些操作特性的操作模式表和固定比率模式表；
[00281图3a是包括结合有本发明的另一族构件的行星齿轮变速器的动力系的示意图；
[0029]图3b是描述图3a中示出的动力系的一些操作特性的操作模式表和固定比率模式表；
[0030]图4a是包括结合有本发明的另一族构件的行星齿轮变速器的动力系的示意图；
[0031]图4b是描述图4a中示出的动力系的一些操作特性的操作模式表和固定比率模式表；
[0032]图5a是包括结合有本发明的另一族构件的行星齿轮变速器的动力系的示意图；
[0033]图5b是描述图5a中示出的动力系的一些操作特性的操作模式表和固定比率模式表；
[0034]图6a是包括结合有本发明的另一族构件的行星齿轮变速器的动力系的示意图；
[0035]图6b是描述图6a中示出的动力系的一些操作特性的操作模式表和固定比率模式表；
[0036]图7a是包括结合有本发明的另一族构件的行星齿轮变速器的动力系的示意图；以及
[0037]图7b是描述图7a中示出的动力系的一些操作特性的操作模式表和固定比率模式表。
具体实施方式
对优选的实施方式的描述
[0038]参考附图，图1a示出了动力系10，所述动力系10具有常规的发动机和变矩器12、行星齿轮变速器14以及常规的主减速器机构16。可以使用各种类型的燃料为发动机12提供动力以改进特定应用场合的效率和燃料经济性。例如，这些燃料可以包括汽油、柴油、乙醇、二甲醚等。
[0039]行星齿轮变速器14包括行星齿轮设备18、连续地与发动机12连接的输入构件17以及连续地与主减速器机构16连接的输出构件19。行星齿轮设备18包括三个行星齿轮组20、30和40。
[0040]行星齿轮组20包括太阳轮构件22、齿圈构件24以及行星架总成构件26。行星架总成构件26包括多个小齿轮27，所述小齿轮27可转动地安装在行星架构件29上并且设置成与太阳轮构件22和齿圈构件24处于啮合关系。
[0041]行星齿轮组30包括太阳轮构件32、齿圈构件34以及行星架总成构件36。行星架总成构件36包括多个小齿轮37，所述小齿轮37可转动地安装在行星架构件39上并且设置成与齿圈构件34和太阳轮构件32处于啮合关系。
[0042]行星齿轮组40包括太阳轮构件42、齿圈构件44以及行星架总成构件46。行星架总成构件46包括多个小齿轮47，所述小齿轮47安装在行星架构件49上并且设置成与齿圈构件44和太阳轮构件42处于啮合关系。
[0043]行星齿轮设备还包括六个扭矩传递机构50、52、54、56、57和58。扭矩传递机构50、52和54是固定型扭矩传递机构，通常称作制动器或反作用离合器。扭矩传递机构56、57和58是旋转型扭矩传递机构，通常称作离合器。
[0044]输入构件17连续地连接至行星齿轮组30的太阳轮构件32。输出构件19连续地与行星齿轮组40的行星架构件46连接。第一互连构件70连续地将行星齿轮组20的行星架构件26与行星齿轮组30的齿圈构件34连接。第二互连构件72连续地将行星齿轮组30的行星架构件36与行星齿轮组40的齿圈构件44连接。第三互连构件74连续地将行星齿轮组20的齿圈构件24与行星齿轮组40的行星架构件46连接。
[0045]第一扭矩传递装置-诸如制动器50选择性地通过互连构件70将行星齿轮组20的行星架构件26以及行星齿轮组30的齿圈构件34与变速器壳体60连接。第二扭矩传递装置-诸如制动器52选择性地将行星齿轮组20的太阳轮构件22与变速器壳体60连接。第三扭矩传递装置-诸如制动器54选择性地将行星齿轮组40的太阳轮构件42与变速器壳体60连接。第四扭矩传递装置-诸如离合器56选择性地将行星齿轮组20的太阳轮构件22与行星齿轮组30的太阳轮构件32连接，行星齿轮组30的太阳轮构件32连续地与输入构件17连接。第五扭矩传递装置-诸如离合器57选择性地将行星齿轮组30的行星架构件36以及行星齿轮组40的齿圈构件44与行星齿轮组30的太阳轮构件32连接，行星齿轮组30的太阳轮构件32连续地与输入构件17连接。第六扭矩传递装置-诸如离合器58选择性地将行星齿轮组30的行星架构件36以及行星齿轮组40的齿圈构件44与行星齿轮组20的太阳轮构件22连接。
[0046]如图1b所示，尤其是如图1b中公开的真值表所示，扭矩传递机构以两两组合的方式选择性地接合从而提供至少七个前进档速比和至少一个倒档速比。
[0047]通过制动器50和离合器56的接合确立倒档速比。制动器50通过互连构件70将齿圈构件34以及行星架构件26与变速器壳体60接合。离合器56将太阳轮构件22与太阳轮构件32接合，所述太阳轮构件32连续地与输入构件17连接。太阳轮构件22和太阳轮构件32以与输入构件17相同的速度旋转。行星架构件26和齿圈构件34不旋转。行星架构件36和齿圈构件44以相同的速度旋转。行星架构件36的速度由太阳轮构件32的速度以及行星齿轮组30的齿圈/太阳轮齿数比决定。齿圈构件24、行星架构件46以及输出构件19以相同的速度旋转。齿圈构件24以及由此输出构件19的速度由太阳轮构件22以及行星齿轮组20的齿圈/太阳轮齿数比决定。利用行星齿轮组20和30的齿圈/太阳轮齿数比确定倒档速比的数值。
[0048]通过制动器50和54的接合确立第一前进档速比。制动器50将行星架构件26和齿圈构件34与变速器壳体60接合。制动器54将太阳轮构件42与变速器壳体60接合。太阳轮构件32以与输入构件17相同的速度旋转。齿圈构件34和行星架构件26不旋转。齿圈构件44和行星架构件36以相同的速度旋转。行星架构件36的速度由太阳轮构件32的速度以及行星齿轮组30的齿圈/太阳轮齿数比决定。太阳轮构件42不旋转。齿圈构件24、行星架构件46以及输出构件19以相同的速度旋转。行星架构件46以及由此输出构件19的速度由齿圈构件44的速度以及行星齿轮组40的齿圈/太阳轮齿数比决定。利用行星齿轮组30和40的齿圈/太阳轮齿数比确定第一前进档速比的数值。
[0049]通过制动器52和54的接合确立第二前进档速比。制动器52将太阳轮构件22与变速器壳体60接合。制动器54将太阳轮构件42与变速器壳体60接合。太阳轮构件32以与输入构件17相同的速度旋转。齿圈构件34和行星架构件26以相同的速度旋转。齿圈构件44和行星架构件26以相同的速度旋转。齿圈构件44和行星架构件36以相同的速度旋转。行星架构件36的速度由太阳轮构件32的速度、齿圈构件34的速度以及行星齿轮组30的齿圈/太阳轮齿数比决定。太阳轮构件22不旋转。齿圈构件24、行星架构件46以及输出构件19以相同的速度旋转。行星架构件26的速度由齿圈构件24的速度以及行星齿轮组20的齿圈/太阳轮齿数比决定。太阳轮构件42不旋转。行星架构件46以及由此输出构件19的速度由齿圈构件44的速度以及行星齿轮组40的齿圈/太阳轮齿数比决定。利用行星齿轮组20、30和40的齿圈/太阳轮齿数比确定第二前进档速比的数值。
[0050]通过制动器54和离合器58的接合确立第三前进档速比。制动器54将太阳轮构件42与变速器壳体60接合。离合器58将太阳轮构件22与行星架构件36接合。太阳轮构件32以与输入构件17相同的速度旋转。齿圈构件44、行星架构件36以及太阳轮构件22以相同的速度旋转。齿圈构件34和行星架构件26以相同的速度旋转。齿圈构件34的速度由太阳轮构件32的速度、行星架构件36的速度以及行星齿轮组30的齿圈/太阳轮齿数比决定。齿圈构件24、行星架构件46以及输出构件19以相同的速度旋转。太阳轮构件22的速度由齿圈构件24的速度、行星架构件26的速度以及行星齿轮组20的齿圈/太阳轮齿数比决定。太阳轮构件42不旋转。行星架构件46以及由此输出构件19的速度由齿圈构件44的速度以及行星齿轮组40的齿圈/太阳轮齿数比决定。利用行星齿轮组20、30和40的齿圈/太阳轮齿数比确定第三前进档速比的数值。
[0051]通过制动器54和离合器56的接合确立第四前进档速比。制动器54将太阳轮构件42与变速器壳体60接合。离合器56将太阳轮构件22与太阳轮构件32接合，所述太阳轮构件32连续地与输入构件17连接。太阳轮构件32以及太阳轮构件22以与输入构件17相同的速度旋转。行星架构件36和齿圈构件44以相同的速度旋转。齿圈构件34和行星架构件26以相同的速度旋转。齿圈构件34的速度由太阳轮构件32的速度、行星架构件36的速度以及行星齿轮组30的齿圈/太阳轮齿数比决定。齿圈构件24、行星架构件46以及输出构件19以相同的速度旋转。行星架构件26的速度由太阳轮构件22的速度、齿圈构件24的速度以及行星齿轮组20的齿圈/太阳轮齿数比决定。太阳轮构件42不旋转。行星架构件46以及由此输出构件19的速度由齿圈构件44的速度以及行星齿轮组40的齿圈/太阳轮齿数比决定。利用行星齿轮组20、30和40的齿圈/太阳轮齿数比确定第四前进档速比的数值。
[0052]通过制动器54和离合器57的接合确立第五前进档速比。制动器54将太阳轮构件42与变速器壳体60接合。离合器57通过互连构件70将齿圈构件44以及行星架构件36与太阳轮构件32接合，所述太阳轮构件32连续地与输入构件17连接。齿圈构件44、行星架构件26以及行星齿轮组30以与输入构件17相同的速度旋转。如本领域技术人员所知晓的，只要行星齿轮组的任意两个构件以相同的速度旋转，则整个行星齿轮组就以相同的速度旋转。太阳轮构件42不旋转。行星架构件46、齿圈构件24以及输出构件19以相同的速度旋转。行星架构件46以及由此输出构件19的速度由齿圈构件44的速度以及行星齿轮组40的齿圈/太阳轮齿数比决定。利用行星齿轮组40的齿圈/太阳轮齿数比确定第五前进档速比的数值。
[0053]通过离合器57和58的接合确立第六前进档速比。在这种构造中，输入构件17直接连接输出构件19。第六前进档速比的数值为1。
[0054]通过制动器52和离合器57的接合确立第七前进档速比。制动器52将太阳轮构件22与变速器壳体60接合。离合器57将齿圈构件44以及行星架构件36与太阳轮构件32接合，所述太阳轮构件32连续地与输入构件17连接。齿圈构件44、行星架构件26以及行星齿轮组30以与输入构件17相同的速度旋转。太阳轮构件22不旋转。齿圈构件24、行星架构件46以及输出构件19以相同的速度旋转。齿圈构件24以及由此输出构件19的速度由行星架构件26的速度以及行星齿轮组20的齿圈/太阳轮齿数比决定。利用行星齿轮组20的齿圈/太阳轮齿数比确定第七前进档速比的数值。
[0055]如上所述，图1b中的真值表示出了扭矩传递机构的接合安排。该真值表还提供了速比的示例，利用通过图1b中的示例给出的齿圈/太阳轮齿数比可获得上述速比。NR1/NS1值是行星齿轮组20的齿数比；NR2/NS2值是行星齿轮组30的齿数比；而NR3/NS3值是行星齿轮组40的齿数比。并且，图1b中的图表描述了比率阶长(ratio step)，所述比率阶长是利用针对上述变速器的接合安排给出的齿数比样本获得的。例如，第一和第二前进档速比之间的阶长比率(step ratio)是1.60，而倒档速比(倒档)和第一前进档速比之间的阶长比率是-0.60。
[0056]动力系10可以与混合动力车共享部件，并且这种组合可以在“充电-耗电模式”(“charge-depleting mode”)下操作。对本发明的目的来说，“充电-耗电模式”是车辆主要由电动机/发电机供应动力从而当车辆到达目的地时电池被耗尽或者几乎被耗尽的模式。换句话说，在充电-耗电模式期间，只需在必要的程度上操作发动机12以确保在到达目的地之前电池不被耗尽。常规混合动力车在“充电-维持模式”下运行，其中，如果电池电量水平降到预定水平(例如25％)以下，那么发动机自动地运行以给电池再次充电。因此，通过在充电-耗电模式下运行，混合动力车能够储备一些或全部燃料，否则这些燃料将被消耗以维持常规混合动力车25％的电池电量水平。应当理解的是，如果在到达目的地之后能够通过将电池插头插入能量源而被再充电，那么优选地混合动力车动力系仅在充电-耗电模式下操作。
对第二示例性实施方式的描述
[0057]参考图2a，图2a示出了动力系110，所述动力系110包括常规的发动机和变矩器12以及常规的主减速器机构16，所述发动机和变矩器12连接至另一实施方式的行星齿轮变速器，该行星齿轮变速器总体上用数字114标记。
[0058]行星齿轮变速器114包括行星齿轮设备118、连续地与发动机112连接的输入构件17以及连续地与主减速器机构16连接的输出构件19。行星齿轮设备118包括三个行星齿轮组120、130和140。
[0059]行星齿轮组120包括太阳轮构件122、齿圈构件124以及行星架总成构件126。行星架总成构件126包括多个小齿轮127，所述小齿轮127可转动地安装在行星架构件129上并且设置成与太阳轮构件122以及齿圈构件124处于啮合关系。
[0060]行星齿轮组130包括太阳轮构件132、齿圈构件134以及行星架总成构件136。行星架总成构件136包括多个小齿轮137，所述小齿轮137可转动地安装在行星架构件139上并且设置成与齿圈构件134以及太阳轮构件132处于啮合关系。
[0061]行星齿轮组140包括太阳轮构件142、齿圈构件144以及行星架总成构件146。行星架总成构件146包括多个小齿轮147，所述小齿轮147安装在行星架构件149上并且设置成与齿圈构件144以及太阳轮构件142处于啮合关系。
[0062]行星齿轮设备还包括六个扭矩传递机构150、152、154、156、157和158。扭矩传递机构150、152和154是固定型扭矩传递机构，通常称作制动器或反作用离合器。扭矩传递机构156、157和158是旋转型扭矩传递机构，通常称作离合器。
[0063]输入构件17连续地连接至行星齿轮组130的太阳轮构件132。输出构件19连续地与行星齿轮组140的行星架构件146连接。第一互连构件170连续地将行星架构件126与齿圈构件136连接。第二互连构件172连续地将行星架构件136与齿圈构件144连接。第三互连构件174连续地将齿圈构件124与行星架构件146连接。
[0064]第一扭矩传递装置-诸如制动器150通过互连构件170选择性地将齿圈构件134以及行星架构件126与变速器壳体160连接。第二扭矩传递装置-诸如制动器152选择性地将太阳轮构件122与变速器壳体160连接。第三扭矩传递装置-诸如制动器154选择性地将太阳轮构件142与变速器壳体160连接。第四扭矩传递装置-诸如离合器156选择性地将太阳轮构件122与太阳轮构件132连接，所述太阳轮构件132连续地与输入构件17连接。第五扭矩传递装置-诸如离合器157通过互连构件172选择性地将齿圈构件144和行星架构件136与太阳轮构件132连接，所述太阳轮构件132连续地与输入构件17连接。第六扭矩传递装置-诸如离合器158通过互连构件172选择性地将太阳轮构件122与齿圈构件144以及行星架构件136连接。
[0065]图2b、3b、4b、5b、6b和7b给出的真值表示出了扭矩传递机构的提供至少七个前进档速比和至少一个倒档速比的接合顺序。如上文对图1a中的构造的示出和描述，本领域技术人员将会从各个真值表中理解如何通过书面描述中记载的行星齿轮组来确立速比。
[0066]如上所述，图2b的真值表描述了扭矩传递机构的提供一个倒档速比和至少七个前进档速比的接合顺序。该真值表还提供了速比的示例，这些速比是利用图2b中给出的齿数比样本、通过图2a中示出的族构件获得的。NR1/NS1值是行星齿轮组120的齿数比；NR2/NS2值是行星齿轮组130的齿数比；而NR3/NS3值是行星齿轮组140的齿数比。图2b中还按照接合顺序示出了前进档方向上的单个速比之间的比率阶长以及倒档与第一速比之间的比率阶长。例如，第一/第二前进档的阶长比率是1.52。
对第三示例性实施方式的描述
[0067]参考图3a，图3a示出了动力系210，所述动力系210包括常规的发动机和变矩器12以及常规的主减速器机构16，所述发动机和变矩器12连接至另一实施方式的行星齿轮变速器，该行星齿轮变速器总体上用数字214标记。
[0068]行星齿轮变速器214包括行星齿轮设备218、连续地与发动机212连接的输入构件17以及连续地与主减速器机构16连接的输出构件19。行星齿轮设备218包括三个行星齿轮组220、230和240。
[0069]行星齿轮组220包括太阳轮构件222、齿圈构件224以及行星架总成构件226。行星架总成构件226包括多个小齿轮227，所述小齿轮227可转动地安装在行星架构件229上并且设置成与太阳轮构件222以及齿圈构件224处于啮合关系。
[0070]行星齿轮组230包括太阳轮构件232、齿圈构件234以及行星架总成构件236。行星架总成构件236包括多个小齿轮237，所述小齿轮237可转动地安装在行星架构件239上并且设置成与齿圈构件234以及太阳轮构件232处于啮合关系。
[0071]行星齿轮组240包括太阳轮构件242、齿圈构件244以及行星架总成构件246。行星架总成构件246包括多个小齿轮247，所述小齿轮247安装在行星架构件249上并且设置成与齿圈构件244以及太阳轮构件242处于啮合关系。
[0072]行星齿轮设备还包括六个扭矩传递机构250、252、254、256、257和258。扭矩传递机构250、252和254是固定型扭矩传递机构，通常称作制动器或反作用离合器。扭矩传递机构256、257和258是旋转型扭矩传递装置，通常称作离合器。
[0073]输入构件17连续地连接至行星齿轮组230的太阳轮构件232。输出构件19连续地与行星齿轮组240的行星架构件246连接。第一互连构件270连续地将行星架构件226与齿圈构件234连接。第二互连构件272连续地将行星架构件236与齿圈构件244连接。第三互连构件274连续地将齿圈构件224与行星架构件246连接。
[0074]第一扭矩传递装置-诸如制动器250通过互连构件270选择性地将行星架构件226以及齿圈构件234与变速器壳体260连接。第二扭矩传递装置-诸如制动器252选择性地将太阳轮构件222与变速器壳体260连接。第三扭矩传递装置-诸如制动器254选择性地将太阳轮构件242与变速器壳体260连接。第四扭矩传递装置-诸如离合器256选择性地将太阳轮构件222与太阳轮构件232连接，所述太阳轮构件232连续地与输入构件17连接。第五扭矩传递装置-诸如离合器257通过互连构件270选择性地将行星架构件226以及齿圈构件234与太阳轮构件232连接，所述太阳轮构件232连续地与输入构件17连接。第六扭矩传递装置-诸如离合器258通过互连构件270选择性地将行星架构件226以及齿圈构件234与太阳轮构件222连接。
[0075]如上所述，图3b的真值表描述了用于提供一个倒档速比和至少七个前进档速比的扭矩传递机构的接合顺序。该真值表还提供了速比的示例，这些速比是通过图3a中示出的族构件、利用图3b中给出的齿数比样本获得的。NR1/NS1值是行星齿轮组220的齿数比；NR2/NS2值是行星齿轮组230的齿数比；而NR3/NS3值是行星齿轮组240的齿数比。图3b中还按照接合顺序示出了前进档方向上的单个速比之间的比率阶长以及倒档与第一前进档速比之间的比率阶长。例如，第一/第二前进档的阶长比率是1.53。
对第四示例性实施方式的描述
[0076]参考图4a，图4a示出了动力系310，所述动力系310包括常规的发动机和变矩器12以及常规的主减速器机构16，所述发动机和变矩器12连接至另一实施方式的行星齿轮变速器，该行星齿轮变速器总体上用数字314标记。
[0077]行星齿轮变速器314包括行星齿轮设备318、连续地与发动机312连接的输入构件17以及连续地与主减速器机构16连接的输出构件19。行星齿轮设备318包括三个行星齿轮组320、330和340。
[0078]行星齿轮组320包括太阳轮构件322、齿圈构件324以及行星架总成构件326。行星架总成构件326包括多个小齿轮327，所述小齿轮327可转动地安装在行星架构件229上并且设置成与太阳轮构件322以及齿圈构件324处于啮合关系。
[0079]行星齿轮组330包括太阳轮构件332、齿圈构件334以及行星架总成构件336。行星架总成构件336包括多个小齿轮337，所述小齿轮337可转动地安装在行星架构件339上并且设置成与齿圈构件334以及太阳轮构件332处于啮合关系。
[0080]行星齿轮组340包括太阳轮构件342、齿圈构件344以及行星架总成构件346。行星架总成构件346包括多个小齿轮347，所述小齿轮347安装在行星架构件349上并且设置成与齿圈构件344以及太阳轮构件342处于啮合关系。
[0081]行星齿轮设备还包括六个扭矩传递机构350、352、354、356、357和358。扭矩传递机构350、352和354是固定型扭矩传递机构，通常称作制动器或反作用离合器。扭矩传递机构356、357和358是旋转型扭矩传递机构，通常称作离合器。
[0082]输入构件17连续地连接至行星齿轮组330的太阳轮构件332。输出构件19连续地与行星齿轮组340的行星架构件346连接。第一互连构件370连续地将行星架构件326与齿圈构件334连接。第二互连构件372连续地将行星架构件336与齿圈构件344连接。第三互连构件374连续地将齿圈构件324与行星架构件346连接。
[0083]第一扭矩传递装置-诸如制动器350通过互连构件370选择性地将行星架构件326和齿圈构件334与变速器壳体360连接。第二扭矩传递装置-诸如制动器352选择性地将太阳轮构件322与变速器壳体360连接。第三扭矩传递装置-诸如制动器354选择性地将太阳轮构件342与变速器壳体360连接。第四扭矩传递装置-诸如离合器356选择性地将太阳轮构件322与太阳轮构件332连接，所述太阳轮构件332连续地与输入构件17连接。第五扭矩传递装置-诸如离合器357选择性地将行星架构件326以及齿圈构件334与太阳轮构件332连接，所述太阳轮构件332连续地与输入构件17连接。第六扭矩传递装置-诸如离合器358通过互连构件374选择性地将齿圈构件324以及行星架构件346与行星架构件326连接，从而通过互连构件370与齿圈构件334连接。
[0084]如上所述，图4b的真值表描述了用于提供一个倒档速比和至少七个前进档速比的扭矩传递装置的接合顺序。该真值表还提供了速比的示例，这些速比是通过图4a中示出的族构件、利用图4b中给出的齿数比样本获得的。NR1/NS1值是行星齿轮组320的齿数比；NR2/NS2值是行星齿轮组330的齿数比；以及NR3/NS3值是行星齿轮组340的齿数比。图4b中还按照接合顺序示出了前进档方向上的单个速比之间的比率阶长以及倒档与第一前进档速比之间的比率阶长。例如，第一/第二前进档速比是1.68。
对第五示例性实施方式的描述
[0085]参考图5a，图5a示出了动力系410，所述动力系410包括常规的发动机和变矩器12以及常规的主减速器机构16，所述发动机和变矩器12连接至另一实施方式的行星齿轮变速器，该行星齿轮变速器总体上用数字414标记。
[0086]行星齿轮变速器414包括行星齿轮设备418、连续地与发动机412连接的输入构件17以及连续地与主减速器机构16连接的输出构件19。行星齿轮设备418包括三个行星齿轮组420、430和440。
[0087]行星齿轮组420包括太阳轮构件422、齿圈构件424以及行星架总成构件426。行星架总成构件426包括多个小齿轮427，所述小齿轮427可转动地安装在行星架构件429上并且设置成与太阳轮构件422以及齿圈构件424处于啮合关系。
[0088]行星齿轮组430包括太阳轮构件432、齿圈构件434以及行星架总成构件436。行星架总成构件436包括多个小齿轮437，所述小齿轮437可转动地安装在行星架构件439上并且设置成与齿圈构件434以及太阳轮构件432啮合。
[0089]行星齿轮组440包括太阳轮构件442、齿圈构件444以及行星架总成构件446。行星架总成构件446包括多个小齿轮447，所述小齿轮447安装在行星架构件449上并且设置成与齿圈构件444以及太阳轮构件442处于啮合关系。
[0090]行星齿轮设备还包括六个扭矩传递机构450、452、454、456、457和458。扭矩传递机构450、452和454是固定型扭矩传递机构，通常称作制动器或反作用离合器。扭矩传递机构456、457和458是旋转型扭矩传递机构，通常称作离合器。
[0091]输入构件17连续地连接至行星齿轮组430的太阳轮构件432。输出构件19连续地与行星齿轮组440的行星架构件446连接。第一互连构件470连续地将行星架构件426与齿圈构件434连接。第二互连构件472连续地将行星架构件436与齿圈构件444连接。第三互连构件474连续地将齿圈构件424与行星架构件446连接。
[0092]第一扭矩传递装置-诸如制动器450通过互连构件470选择性地将行星架构件426以及齿圈构件434与变速器壳体460连接。第二扭矩传递装置-诸如制动器452选择性地将太阳轮构件422与变速器壳体460连接。第三扭矩传递装置-诸如制动器454选择性地将太阳轮构件442与变速器壳体460连接。第四扭矩传递装置-诸如离合器456选择性地将太阳轮构件422与太阳轮构件432连接，所述太阳轮构件432连续地与输入构件17连接。第五扭矩传递装置-诸如离合器457通过互连构件470选择性地将行星架构件436以及齿圈构件444与太阳轮构件432连接，所述太阳轮构件432连续地与输入构件17连接。第六扭矩传递装置-诸如离合器45通过互连构件4748选择性地将行星架构件446以及齿圈构件424与太阳轮构件442连接。
[0093]如上所述，图5b中的真值表描述了用于提供一个倒档速比和至少七个前进档速比的扭矩传递机构的接合顺序。该真值表还提供了速比的示例，这些速比是通过图5a中示出的族构件、利用图5b中给出的齿数比样本获得的。NR1/NS1值是行星齿轮组420的齿数比；NR2/NS2值是行星齿轮组430的齿数比；以及NR3/NS3值是行星齿轮组440的齿数比。图5b中还按照接合顺序示出了前进档方向上的单个速比之间的比率阶长以及倒档与第一前进档速比之间的比率阶长。例如，第一/第二前进档的阶长比率是1.43。
对第六示例性实施方式的描述
[0094]参考图6a，图6a示出了动力系510，所述动力系510包括常规的发动机和变矩器12以及常规的主减速器机构16，其中发动机和变矩器12连接至另一实施方式的行星齿轮变速器，该行星齿轮变速器总体上用数字514标记。
[0095]行星齿轮变速器514包括行星齿轮设备518、连续地与发动机512连接的输入构件17以及连续地与主减速器机构16连接的输出构件19。行星齿轮设备518包括三个行星齿轮组520、530和540。
[0096]行星齿轮组520包括太阳轮构件522、齿圈构件524以及行星架总成构件526。行星架总成构件526包括多个小齿轮527，所述小齿轮527可转动地安装在行星架构件529上并且设置成与太阳轮构件522以及齿圈构件524处于啮合关系。
[0097]行星齿轮组530包括太阳轮构件532、齿圈构件534以及行星架总成构件536。行星架总成构件536包括多个小齿轮537，所述小齿轮537可转动地安装在行星架构件539上并且设置成与齿圈构件534以及太阳轮构件532处于啮合关系。
[0098]行星齿轮组540包括太阳轮构件542、齿圈构件544以及行星架总成构件546。行星架总成构件546包括多个小齿轮547，所述小齿轮547安装在行星架构件549上并且设置成与齿圈构件544以及太阳轮构件542处于啮合关系。
[0099]行星齿轮设备还包括七个扭矩传递机构550、552、554、556、557、558和559。扭矩传递机构550、552和554是固定型扭矩传递机构，通常称作制动器或反作用离合器。扭矩传递机构556、557、558和559是旋转型扭矩传递机构，通常称作离合器。
[00100]输入构件17连续地连接至行星齿轮组530的太阳轮构件532。输出构件19连续地与行星齿轮组540的行星架构件546连接。第一互连构件570连续地将行星架构件526与齿圈构件534连接。第二互连构件572连续地将行星架构件536与齿圈构件544连接。第三互连构件574连续地将齿圈构件524与行星架构件546连接。
[00101]第一扭矩传递装置-诸如制动器550通过互连构件570选择性地将行星架构件526以及齿圈构件534与变速器壳体560连接。第二扭矩传递装置-诸如制动器552选择性地将太阳轮构件522与变速器壳体560连接。第三扭矩传递装置-诸如制动器554选择性地将太阳轮构件542与变速器壳体560连接。第四扭矩传递装置-诸如离合器556选择性地将太阳轮构件522与太阳轮构件532连接，所述太阳轮构件532连续地与输入构件17连接。第五扭矩传递装置-诸如离合器557通过互连构件570选择性地将行星架构件526以及齿圈构件534与太阳轮构件532连接，所述太阳轮构件532连续地与输入构件17连接。第六扭矩传递装置-诸如离合器558通过互连构件570选择性地将行星架构件526以及齿圈构件534与太阳轮构件522连接。第七扭矩传递装置-诸如离合器559通过互连构件574选择性地将齿圈构件524以及行星架构件546与太阳轮构件542连接。
[00102]如上所述，图6b中的真值表描述了用于提供一个倒档速比和至少七个前进档速比的扭矩传递机构的接合顺序。该真值表还提供了速比的示例，这些速比是通过图6a中示出的族构件、利用图6b中给出的齿数比样本获得的。NR1/NS1值是行星齿轮组520的齿数比；NR2/NS2值是行星齿轮组530的齿数比；以及NR3/NS3值是行星齿轮组540的齿数比。图6b中还按照7速和8速接合顺序示出了前进档方向上的单个速比之间的比率阶长以及倒档与第一前进档速比之间的比率阶长。例如，按照两种接合顺序的第一/第二前进档的阶长比率都是1.53。
[00103]8速模式具有两个双阶跃换档(double transition shift)，而7速模式全部都是单阶跃换档(single transition shift)。
对第七示例性实施方式的描述
[00104]参考图7a，图7a示出了动力系610，所述动力系610包括常规的发动机和变矩器12以及常规的主减速器机构16，所述发动机和变矩器12连接至另一实施方式的行星齿轮变速器，该行星齿轮变速器总体上用数字614标记。
[00105]行星齿轮变速器614包括行星齿轮设备618、连续地与发动机612连接的输入构件17以及连续地与主减速器机构16连接的输出构件19。行星齿轮设备618包括三个行星齿轮组620、630和640。
[00106]行星齿轮组620包括太阳轮构件622、齿圈构件624以及行星架总成构件626。行星架总成构件626包括多个小齿轮627，所述小齿轮627可转动地安装在行星架构件629上并且设置成与太阳轮构件622以及齿圈构件624处于啮合关系。
[00107]行星齿轮组630包括太阳轮构件632、齿圈构件634以及行星架总成构件636。行星架总成构件636包括多个小齿轮637，所述小齿轮637可转动地安装在行星架构件639上并且设置成与齿圈构件634以及太阳轮构件632处于啮合关系。
[00108]行星齿轮组640包括太阳轮构件642、齿圈构件644以及行星架总成构件646。行星架总成构件646包括多个小齿轮647，所述小齿轮647安装在行星架构件649上并且设置成与齿圈构件644以及太阳轮构件642处于啮合关系。
[00109]行星齿轮设备还包括七个扭矩传递机构650、652、654、656、657、658和659。扭矩传递机构650、652和654是固定型扭矩传递机构，通常称作制动器或反作用离合器。扭矩传递机构656、657、658和659是旋转型扭矩传递机构，通常称作离合器。
[00110]输入构件17连续地连接至行星齿轮组630的太阳轮构件632。输出构件19连续地与行星齿轮组640的行星架构件646连接。第一互连构件670连续地将行星架构件626与齿圈构件634连接。第二互连构件672连续地将行星架构件636与齿圈构件644连接。第三互连构件674连续地将齿圈构件624与行星架构件646连接。
[00111]第一扭矩传递装置-诸如制动器650通过互连构件670选择性地将行星架构件626以及齿圈构件634与变速器壳体660连接。第二扭矩传递装置-诸如制动器652选择性地将太阳轮构件622与变速器壳体660连接。第三扭矩传递装置-诸如制动器654选择性地将太阳轮构件642与变速器壳体660连接。第四扭矩传递装置-诸如离合器656选择性地将太阳轮构件622与太阳轮构件632连接，所述太阳轮构件632连续地与输入构件17连接。第五扭矩传递装置-诸如离合器657通过互连构件670选择性地将行星架构件626以及齿圈构件634与太阳轮构件632连接，所述太阳轮构件632连续地与输入构件17连接。第六扭矩传递装置-诸如离合器658通过互连构件670选择性地将行星架构件626以及齿圈构件634与齿圈构件624连接，从而通过互连构件674与行星架构件646连接。第七扭矩传递装置-诸如离合器659通过互连构件674选择性地将齿圈构件624以及行星架构件646与太阳轮构件642连接。
[00112]如上所述，图7b的真值表描述了用于提供一个倒档速比和至少七个前进档速比的扭矩传递机构的接合顺序。该真值表还提供了速比的示例，这些速比可通过图7a中示出的族构件、利用图7b中给出的齿数比样本获得。NR1/NS1值是行星齿轮组620的齿数比；NR2/NS2值是行星齿轮组630的齿数比；以及NR3/NS3值是行星齿轮组640的齿数比。图7b中还按照7速和8速接合顺序示出了前进档方向上的单个速比之间的比率阶长以及倒档与第一前进档速比之间的比率阶长。例如，按照两种接合顺序的第一/第二前进档的阶长比率都是1.53。
[00113]尽管已经详细描述了实施本发明的最佳模式，但是本领域技术人员将会认识到所附权利要求范围内的实施本发明的各种替代性设计和实施方式。

Claims (12)

1.一种多级变速器，包括：
输入轴；
输出轴；
第一、第二和第三齿轮组，所述第一、第二和第三齿轮组中的每个都具有第一、第二和第三构件；
所述输入轴连续地与所述齿轮组的至少一个构件互连，并且所述输出轴连续地与所述齿轮组的另一个构件互连；
第一互连构件，所述第一互连构件连续地将所述第一齿轮组的所述第一构件与所述第二齿轮组的所述第一构件连接；
第二互连构件，所述第二互连构件连续地将所述第二齿轮组的所述第二构件与所述第三齿轮组的所述第一构件连接；
第三互连构件，所述第三互连构件连续地将所述第一齿轮组的所述第二构件与所述第三齿轮组的所述第二构件连接；
第一扭矩传递机构，所述第一扭矩传递机构选择性地将所述第一互连构件与固定构件连接；
第二扭矩传递机构，所述第二扭矩传递机构选择性地将所述第一齿轮组的一个构件与所述固定构件连接；
第三扭矩传递机构，所述第三扭矩传递机构选择性地将所述第三齿轮组的一个构件与所述固定构件连接；
第四扭矩传递机构，所述第四扭矩传递机构选择性地将所述第一齿轮组的一个构件与所述第一、第二或第三齿轮组的连续地与所述输入构件连接的一个构件连接；
第五扭矩传递机构，所述第五扭矩传递机构选择性地将所述第一或第二互连构件与所述第一、第二或第三齿轮组的连续地与所述输入构件连接的一个构件连接；
第六扭矩传递机构，所述第六扭矩传递机构选择性地将所述第一或第三齿轮组的一个构件与所述互连构件中的一个连接；以及
其中，所述六个扭矩传递机构以两两组合的方式接合从而在所述输入轴与所述输出轴之间确立至少七个前进档速比和至少一个倒档速比。
2.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述第一、第二和第三齿轮组中的每个都是行星齿轮组。
3.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述第一、第二和第三扭矩传递机构包括制动器，并且所述第四、第五和第六扭矩传递机构包括离合器。
4.如权利要求1所述的变速器，其特征在于进一步包括：
第七扭矩传递机构，所述第七扭矩传递机构选择性地将所述第三齿轮组的一个构件与所述第三互连构件连接。
5.一种多级变速器，包括：
输入轴；
输出轴；
行星齿轮设备，所述行星齿轮设备具有第一、第二和第三行星齿轮组，所述行星齿轮组中的每个都具有第一、第二和第三构件；
所述输入轴连续地与所述行星齿轮组的至少一个构件互连，并且所述输出轴连续地与所述行星齿轮组的另一个构件互连；
第一互连构件，所述第一互联构件连续地将所述第一行星齿轮组的所述第一构件与所述第二行星齿轮组的所述第一构件连接；
第二互连构件，所述第二互连构件连续地将所述第二行星齿轮组的所述第二构件与所述第三行星齿轮组的所述第一构件连接；
第三互连构件，所述第三互连构件连续地将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第三行星齿轮组的所述第二构件连接；
六个扭矩传递机构，所述六个扭矩传递机构用于选择性地将所述行星齿轮组的所述构件与固定构件或所述行星齿轮组的其他构件互连，所述六个扭矩传递机构以两两组合的方式接合从而在所述输入轴与所述输出轴之间确立至少七个前进档速比和至少一个倒档速比。
6.如权利要求5所述的变速器，其特征在于，所述六个扭矩传递机构中的第一个能够选择性地将所述第一互连构件与所述固定构件连接。
7.如权利要求6所述的变速器，其特征在于，所述六个扭矩传递机构中的第二个能够选择性地将所述第一行星齿轮组的一个构件与所述固定构件连接。
8.如权利要求7所述的变速器，其特征在于，所述六个扭矩传递机构中的第三个能够选择性地将所述第三行星齿轮组的一个构件与所述固定构件连接。
9.如权利要求8所述的变速器，其特征在于，所述六个扭矩传递机构中的第四个能够选择性地将所述第一行星齿轮组的一个构件与所述第一、第二或第三行星齿轮组的连续地与所述输入构件连接的一个构件连接。
10.如权利要求9所述的变速器，其特征在于，所述六个扭矩传递机构中的第五个能够选择性地将所述第一或第二互连构件与所述第一、第二或第三行星齿轮组的连续地与所述输入构件连接的一个构件连接。
11.如权利要求10所述的变速器，其特征在于，所述六个扭矩传递机构中的第六个能够选择性地将所述第一或第三行星齿轮组的一个构件与所述第一、第二或第三互连构件连接。
12.如权利要求11所述的变速器，其特征在于进一步包括：
第七扭矩传递机构，所述第七扭矩传递机构选择性地将所述第三行星齿轮组的一个构件与所述第三互连构件连接。
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