CN101776132B - 具有三个行星齿轮组的多挡变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有三个行星齿轮组的多挡变速器，提供一种变速器，其具有输入构件、输出构件、三个行星齿轮组、多个联接构件和多个转矩传递装置。每个行星齿轮组都包括第一、第二和第三构件。转矩传递装置包括离合器和制动器。

Description

具有三个行星齿轮组的多挡变速器
技术领域
本发明总体上涉及一种多挡变速器，其具有多个行星齿轮组和多个转矩传递装置，并且尤其涉及一种变速器，其具有七挡或更多挡，三个行星齿轮组和多个转矩传递装置。
背景技术
本部分陈述只是提供与本发明相关的背景信息，并且可构成或不构成现有技术。
一种典型的多挡变速器使用摩擦离合器、行星齿轮设备和固定互连的组合来获得多种传动比。行星齿轮组的数量和实际布置通常由组装、成本和期望速比支配。
尽管现在的变速器达到了它们的预期目的，但是，对呈现出改进性能的新式和改进变速器结构的需要在本质上是不变的，尤其是站在效率、响应性、平稳性和改进组装(主要是减小尺寸和重量)的立场。因此，需要一种改进的、节省成本的、紧凑的多速变速器。
发明内容
提供一种变速器，其具有输入构件、输出构件、三个行星齿轮组、多个联接构件和多个转矩传递装置。每个行星齿轮组都包括第一、第二和第三构件。转矩传递装置为例如离合器和制动器。
在变速器的另一实施例中，变速器具有输入构件、输出构件、第一，第二和第三行星齿轮组。每个行星齿轮组都具有太阳齿轮、支架和齿圈构件。输入构件连续地互连到第一行星齿轮组的太阳齿轮构件，输出构件连续地互连到第三行星齿轮组的齿圈构件。
而且，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二构件和第三行星齿轮组的第一构件互连。第二互连构件连续地将第一行星齿轮组的第二构件与第二行星齿轮组的第三构件互连。
另外，第一转矩传递机构选择性地可接合成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互连。第二转矩传递机构选择性地可接合成将第一行星齿轮组的第三构件与第三行星齿轮组的第二构件互连。第三转矩传递机构选择性地可接合成将第三行星齿轮组的第二构件与固定元件互连。第四转矩传递机构选择性地可接合成将第二行星齿轮组的第二构件与固定元件互连。第五转矩传递机构选择性地可接合成将第一行星齿轮组的第二构件和第二行星齿轮组的第三构件中的至少一个与固定元件互连。第六转矩传递机构选择性地可接合成将第二行星齿轮组的第一构件与固定元件互连。这些转矩传递机构选择性地可以至少两个的组合形式接合成，在输入构件与输出构件之间建立至少七种前进速比和至少一种倒挡速比。
因此，本发明的目的是提供一种变速器，其具有至少七种前进挡和至少一种倒档。
本发明的另一个目的是提供一种变速器，其具有三个行星齿轮组、多个联接构件和多个转矩传递装置。
通过参考下列描述和附图，本发明的更多目的、方面和优点将变得明显，其中，相同的附图标记代表相同的部件、元件或特征。
附图说明
本文描述的附图仅仅是举例的作用，而决不意图以任何方式限制本发明的范围。
图1是根据本发明的一种七速变速器的实施例的杆状图；
图2是根据本发明的一种七速变速器的实施例的示意图；以及
图3是真值表，显示了在图1和2所示的变速器的每种可用前进挡和倒挡或传动比中各种转矩传递元件的接合状态。
具体实施方式
下列描述本质上仅仅是示例性的并且不意图限制本发明、应用或用途。
现在参照图1，以杆状图的形式示出了七挡变速器10的一种实施方式。杆状图是机械装置例如自动变速器的部件的图示。每个单独的杆代表一个行星齿轮组，其中行星齿轮的三个基本机械构件各用一个节点代表。因此，单个杠杆包括三个节点：一个代表太阳齿轮、一个代表行星齿轮架、一个代表齿圈。每个杆的这些节点之间的相对长度可用于代表每个相应齿轮组的齿圈对太阳轮的比。这些杆比又用来改变变速器的传动比从而获得适当的传动比和传动比级数(ratioprogression)。不同行星齿轮组的这些节点之间的机械联接或互连由细的水平线表示，转矩传递装置例如离合器和制动器由交错指表示。杆状图的形式、目的和使用的进一步说明可在SAE Paper 810102，Benford和Leising的“The Lever Analogy：A New Tool in TransmissionAnalysis”中找到，其以引用的方式被全部并入本文。
变速器10包括输入轴或构件12、第一行星齿轮组14、第二行星齿轮组16、第三行星齿轮组18和输出轴或构件22，该第一行星齿轮组14具有三个节点：第一节点14A、第二节点14B和第三节点14C，该第二行星齿轮组16具有三个节点：第一节点16A、第二节点16B和第三节点16C，该第三行星齿轮组18具有三个节点：第一节点18A、第二节点18B和第三节点18C。
输入构件12联接至第一行星齿轮组14的第三节点14C。输出构件22联接至第三行星齿轮组18的第三节点18C。第一行星齿轮组14的第一节点14A联接至第二行星齿轮组16的第二节点16B。第一行星齿轮组14的第二节点14B联接至第二行星齿轮组16的第三节点16C。第二行星齿轮组16的第二节点16B联接至第三行星齿轮组18的第一节点18A。
第一离合器26选择性地把第二行星齿轮组16的第三节点16C与第三行星齿轮组18的第二节点18B连接。第二离合器28选择性地把第一行星齿轮组14的第三节点14C与第三行星齿轮组18的第二节点18B连接。第一制动器30选择性地把第三行星齿轮组18的第二节点18B连接至固定构件或变速器壳50。第二制动器32选择性地将第一行星齿轮组14的第一节点14A和第二行星齿轮组16的第二节点16B连接至固定构件或变速器壳50。第三制动器34选择性地把第一行星齿轮组14的第二节点14B和第二行星齿轮组16的第三节点16C连接至固定构件或变速器壳50。第四制动器36选择性地把第二行星齿轮组16的第一节点16A连接至固定构件或变速器壳50。
现在参照图2，棒状图给出了依据本发明的七挡变速器10的实施方式的布置示意图。在图2中，延用图1的杆状图的标号。相应地给出了离合器和联接构件，而行星齿轮组的节点现在作为行星齿轮组的部件出现，例如太阳齿轮、齿圈、行星齿轮和行星齿轮架。
例如，行星齿轮组14包括太阳齿轮构件14C，齿圈构件14A和可旋转地支撑一组行星齿轮14D(只示出其中的一个)的行星齿轮架构件14B。太阳齿轮构件14C连接成与第一轴或中间构件42以及与输入轴或构件12共同旋转。齿圈构件14A连接成与第二轴或中间构件44共同旋转。行星架构件14B连接成与第三轴或中间构件46以及第四轴或中间构件48共同旋转。行星齿轮14D中的每一个均配置成与太阳齿轮构件14C和齿圈构件14A互相啮合。
行星齿轮组16包括太阳齿轮构件16A、齿圈构件16C和可旋转地支撑一组行星齿轮16D(只示出其中的一个)的行星齿轮架构件16B。太阳齿轮构件16A连接成与第五轴或中间构件52共同旋转。齿圈构件16C连接成与第四轴或中间构件48共同旋转。行星架构件16B连接成与第二轴或中间构件44以及与第六轴或中间构件54共同旋转。行星齿轮16D中的每一个均配置成与太阳齿轮构件16A和齿圈构件16C互相啮合。
行星齿轮组18包括太阳齿轮构件18A、齿圈构件18C和可旋转地支撑一组行星齿轮18D(只示出其中的一个)的行星齿轮架构件18B。太阳齿轮构件18A连接成与第二轴或中间构件44共同旋转。齿圈构件18C连接成与输出轴或构件22共同旋转。行星架构件18B连接成与第七轴或中间构件56以及与第八轴或中间构件58共同旋转。行星齿轮18D中的每一个均配置成与太阳齿轮构件18A和齿圈构件18C互相啮合。
输入轴或构件12连续地连接至发动机(未示出)或变矩器的涡轮机(未示出)。输出轴或构件22连续地与末级传动系或分动器(未示出)连接。
这些转矩传递机构或离合器26和28以及制动器30、32、34和36允许轴或互连构件、行星齿轮组的构件和壳体的选择性互连。例如，第一离合器26选择性地可接合成把第三轴或中间构件46与第八轴或中间构件58连接。第二离合器28选择性地可接合成把第一轴或中间构件42与第八轴或中间构件58连接。第一制动器30选择性地可接合成把第七轴或中间构件56与固定元件或变速器壳50连接，从而限制构件56相对于变速器壳50的旋转。第二制动器32选择性地可接合成把第六轴或中间构件54与固定元件或变速器壳50联接，从而限制构件54相对于变速器壳50的旋转。第三制动器34选择性地可接合成把第四轴或中间构件48与固定元件或变速器壳50连接，从而限制构件48相对于变速器壳50的旋转。第四制动器36选择性地可接合成把第五轴或中间构件52与固定元件或变速器壳50连接，从而限制构件52相对于变速器壳50的旋转。
现在参照图2和图3，将描述七挡变速器10的实施方式的操作。应当认识到，变速器10能够以至少七种前进挡或转矩比和至少一种带有三倍超速传动(triple overdrive)的倒挡或转矩比把转矩从输入轴或构件12传递至输出轴或构件22。如下面的解释，通过接合一个或多个转矩传递机构(即第一离合器26、第二离合器28、第一制动器30、第二制动器32、第三制动器34和第四制动器36)获得每种前进和倒挡或转矩比。图3是真值表，给出转矩传递机构的各种组合，将其启用或接合以获得各种传动状态。方框中的″X″意味着接合特定离合器或制动器以获得期望的传动状态。″O″代表着特定转矩传递装置(即制动器或离合器)接通或启用，但不承受转矩。还给出各种传动状态的实际数值传动比，但是应当认识到，这些数值仅仅是示例性的，并且它们可以在很大范围内进行调整以适应变速器10的各种应用和操作准则。图3中还示出了使用本发明实施方式可获得的传动比的实施例。当然，依据选择的齿轮直径、齿轮齿数和齿轮结构，可实现其它传动比。
为了建立倒档，接合或启用第一制动器30和第四制动器36。第一制动器30把第七轴或中间构件56与固定元件或变速器壳50连接，从而限制构件56相对于变速器壳50的旋转。第四制动器36把第五轴或中间构件52与固定元件或变速器壳50连接，从而限制构件52相对于变速器壳50的旋转。同样地，通过离合器和制动器接合的不同组合获得七种前进传动比，如图3所示。
应当认识到，七挡变速器10的工作和传动状态的前述解释设想了，首先，在给定传动状态中没有特别提及的所有离合器都是停用或分离的，第二，在换档(即，传动状态改变)期间，在至少相邻的传动状态之间，在这两种传动状态中都接合或启用的离合器将保持接合或启用。
发明的描述本质上仅仅是示例性的，并且不脱离本发明要旨的变形也在本发明的范围内。这些变形不看成是偏离本发明的精神和范围。

Claims (2)

1.一种变速器，包括：
输入构件；
输出构件；
第一、第二和第三行星齿轮组，每个行星齿轮组都具有太阳齿轮、支架构件和齿圈，其中该输入构件连续地互连至第一行星齿轮组的太阳齿轮，并且该输出构件连续地互连至第三行星齿轮组的齿圈；
第一互连构件，其把第一行星齿轮组的齿圈与第二行星齿轮组的支架构件和第三行星齿轮组的太阳齿轮连续地互连；
第二互连构件，其把第一行星齿轮组的支架构件与第二行星齿轮组的齿圈连续地互连；以及
六个转矩传递机构，其中该六个转矩传递机构中的第一个选择性地可接合成把第一行星齿轮组的支架构件与第三行星齿轮组的支架构件互连，该六个转矩传递机构中的第二个选择性地可接合成把第一行星齿轮组的太阳齿轮与第三行星齿轮组的支架构件互连，该六个转矩传递机构中的第三个选择性地可接合成把第三行星齿轮组的支架构件与固定元件互连，该六个转矩传递机构中的第四个选择性地可接合成把第二行星齿轮组的支架构件与该固定元件互连，该六个转矩传递机构中的第五个选择性地可接合成把第一行星齿轮组的支架构件和第二行星齿轮组的齿圈中的至少一个与该固定元件互连，该六个转矩传递机构中的第六个选择性地可接合成把第二行星齿轮组的太阳齿轮与该固定元件互连，并且
其中，这些转矩传递机构以至少两个的组合形式选择性地可接合成，在该输入构件与该输出构件之间建立至少七种前进速比和至少一种倒挡速比。
2.如权利要求1所述的变速器，其中，该转矩传递机构中的四个是用于连接多个太阳齿轮、齿圈、支架构件至该固定元件的制动器，该转矩传递机构中的两个是用于将一组太阳齿轮、齿圈、支架构件连接至另一组太阳齿轮、齿圈、支架构件的离合器。
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