CN101886688B - 八档、九档和十档自动变速器 - Google Patents

八档、九档和十档自动变速器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及八档、九档和十档自动变速器。该自动变速器包括四个行星齿轮组、多个摩擦和同步离合器以及两个传动组件。输入扭矩被提供至四个离合器，所述四个离合器将扭矩选择性地提供至第一和第二行星齿轮组件的各个元件。类似地，第一和第二行星齿轮组件的各个元件将动力提供至两个传动组件，两个传动组件可以是链条传动组件或者是齿轮传动组件。传动组件的输出端驱动第三和第四行星齿轮组件的太阳轮。变速器的输出端连接至第三和第四行星组件的行星架并由其驱动。通过摩擦和同步离合器的顺序操作提供了八个、九个或十个前进档速比或传动比。

Description

八档、九档和十档自动变速器
相关申请的交叉引用
本申请是2008年3月13日提交的序列号为12/047431的美国专利申请的部分继续申请，现在该美国专利申请又要求享有2007年10月12日提交的序列号为60/979687的美国临时专利申请的权益。上述申请的内容在此通过引用并入本申请中。
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的自动变速器，更具体地涉及用于机动车辆的八档、九档和十档自动变速器，该变速器具有四个行星齿轮组和多个摩擦和同步器离合器。
背景技术
本节的陈述仅提供与本发明相关的背景信息，可能构成也可能不构成现有技术。
许多当前客车的多档自动变速器包括行星齿轮组与选择性接合的离合器和制动器的组合，从而提供多个前进档扭矩比或传动比。
尽管三档和四档自动变速器一度是常见的并且被认为是适合提供所需灵活性和操作性的，但是在经济性目的和性能目的以及消费者偏好方面逐渐增加的要求继续激励自动变速器的研究和发展。该努力的一个结果是已经增加了可获得的由变速器提供的前进档传动比或速比的数目。六档、七档和八档自动变速器逐渐出现。
因为它们能够使发动机的动力和扭矩曲线如此精密地匹配车辆的速度和负载，所以这些六档、七档和八档变速器提供显著提高的性能和燃料经济性。
然而，对这些变速器构造的研究表明进一步的改进是可行的。例如，每个选择性接合的摩擦联轴器-即离合器和制动器，在它们未接合时产生摩擦损失，这种摩擦损失被称为旋转损失。这些旋转损失是由这些装置的多重交错的板或盘之间的相对旋转造成的。两个主要因素影响旋转损失：离合器或制动器的尺寸或扭矩能力以及跨越离合器或制动器的速度差。因此，降低这些摩擦损失能够提供被高度期待的改进的传动效率。
发明内容
本发明提供用于机动车辆的具有八个、九个和十个前进档的自动变速器，该自动变速器包括四个行星齿轮组、多个摩擦和同步离合器以及两个链条或齿轮传动组件。该变速器沿着两个平行的旋转轴线布置：输入轴限定出第一轴线，而输出轴限定出第二轴线。链条或齿轮传动组件在设置于两个轴线上的链轮之间传递动力。替代性地，可以利用成对的斜齿轮或正齿轮替代链条传动组件。
输入扭矩通常被提供至四个输入离合器，并且通过接合四个输入离合器中的一个，输入扭矩被提供至复合输入齿轮组件的一个元件，所述复合输入齿轮组件包含第一行星齿轮组件和第二行星齿轮组件。在第一、第二、第三和第五实施方式中，第二行星齿轮组件仅包括太阳轮和具有多个长形阶梯式小齿轮的行星齿轮架，所述多个长形阶梯式小齿轮延伸到邻近的第一行星齿轮组件的行星齿轮架中。在第四实施方式中，所述复合输入齿轮组件包括双小齿轮行星齿轮组件，所述双小齿轮行星齿轮组件自身具有的行星齿轮架连接至邻近的单小齿轮行星齿轮组件的行星齿轮架。
应当理解的是，除了上面概括和下文会更详细描述的两种构造之外，本领域技术人员众所周知的是，有多种利用行星齿轮部件和组件来构成和实现四节点杠杆的方式和构造，这将在下文进行描述。这几种方式和构造被认为是在本发明的范围内。
在第一、第二、第三和第五实施方式中，第一行星齿轮组件的太阳轮和齿圈联接至环绕输入轴线设置的相应的一对链轮或齿轮。在第四实施方式中，两个太阳轮联接在一起并且驱动第一链轮，而第一行星齿轮组件的齿圈驱动第二链轮。链轮和链条或齿轮将扭矩传递至在两个邻近的平行轴线中的一个上的相应的一对链轮或齿轮。
在第四实施方式的情形中，由第一行星齿轮组件的太阳轮驱动的链轮或齿轮或者第一和第二行星齿轮组件的太阳轮直接驱动第三行星齿轮组的太阳轮，所述第三行星齿轮组用作第一子变速器。由第一行星齿轮组件的齿圈驱动的链轮或齿轮直接驱动第四行星齿轮组件的太阳轮，所述第四行星齿轮组件用作第二子变速器。变速器输出端通常连接至第三行星齿轮组件的行星齿轮架和第四行星齿轮组件的行星齿轮架并由第三行星齿轮组件的行星齿轮架和第四行星齿轮组件的行星齿轮架驱动。通过输入离合器和多个同步器离合器的各种组合的接合提供了八个、九个或十个前进档速比或传动比和多个倒档速比或传动比。
更具体地，四个输入离合器的输出端连接至第一行星齿轮组件的太阳轮和齿圈、第一和第二行星齿轮组件的共用行星齿轮架以及第二行星齿轮组件的太阳轮，从而由于齿轮组约束而形成一个有序的速度组。第一行星齿轮组件的齿圈连接至在输入轴线上的第一驱动链轮或齿轮，第一驱动链轮或齿轮又驱动在另一个轴线上的第一从动链轮或齿轮。第一从动链轮或齿轮连接至第三行星齿轮组件的太阳轮，第三行星齿轮组件的行星齿轮架连接至输出轴。一个同步器离合器将第三行星齿轮组件的齿圈选择性地接地，从而提供大的机械优势(减速传动)，而另一个同步器离合器将第三行星齿轮组件的齿圈选择性地连接至第三行星齿轮组件的太阳轮从而提供直接传动。第三行星齿轮组件和所述两个同步器离合器合一起形成了第一个双速子变速器。类似地，第一行星齿轮组件的太阳轮连接至第二链轮或齿轮和第二从动链轮或齿轮，第二从动链轮或齿轮驱动第四行星齿轮组件的太阳轮。一对同步器离合器将第四行星齿轮组件的齿圈或者选择性地接地或者选择性地连接至第四行星齿轮组件的太阳轮。第四行星齿轮组件和这对同步器离合器形成第二个双速子变速器。因而，通过这两个独立的双速子变速器在输入轴和输出轴之间形成了两个扭矩路径。
按照速比逐渐增加(机械优势逐渐降低)的顺序并且在子变速器之间交替来选择行星齿轮组件的传动比和链轮或齿轮的比率以提供下面“粗略的”四个速比级进：输入离合器到第一行星齿轮组件的太阳轮和第三行星齿轮组件接地的齿圈——减速传动；输入离合器到第一行星齿轮组件的齿圈和第四行星齿轮组件接地的齿圈——减速传动；输入离合器到第一行星齿轮组件的太阳轮和第三行星齿轮组件的连接在一起的齿圈和太阳轮——直接传动；以及输入离合器到第一行星齿轮组件的齿圈和第四行星齿轮组件的连接在一起的齿圈和太阳轮——直接传动。在前面的描述中，“直接传动”仅适用于相应的子变速器；总的机械优势取决于链轮或外部齿轮比。
通过利用驱动第一和第二行星齿轮组件的共用行星齿轮架和第二行星齿轮组件的太阳轮的两个其他的输入离合器，在每个连续的“粗略的”比率对之间有两个额外的调和比或虚拟比可以利用。该做法是这样的：根据输入轴上的行星齿轮组件的特定比率和对输入离合器的选择而插入扭矩比。
因而，除了八档和九档操作，通过单一转移、在输入离合器之间进行离合器至离合器切换并且仅当所有动力和扭矩通过另一个子变速器传递时同步器离合器改变相应的子离合器上比率的方式，能够限定十档当级进(ten speed progression)。
通过使用将第一行星齿轮组件的行星齿轮架接地的同步器离合器能够获得倒档比率。如果与第一行星齿轮组件的齿圈关联的输入离合器被应用，这将促使第一和第二行星齿轮组件的太阳轮反向旋转，而如果与第一或第二行星齿轮组件的太阳轮关联的任一个输入离合器被接合，这将促使第一行星齿轮组件的齿圈反向旋转。因而，潜在地有六个不同的倒档比率能够被获得：与第一行星齿轮组件的太阳轮和齿圈关联的输入离合器和与第二行星齿轮组件的太阳轮关联的输入离合器中的每个都能够反向驱动一个双速子变速器。
在本发明的第一执行方式中，第五前进档比率(通过第一行星齿轮组件的齿圈的减速传动与通过第一行星齿轮组件的太阳轮的直接传动之间的第一插入比率)被跳过以使比率级进变平滑从而提供具有跨越大约7∶1至9∶1的整个范围的优秀比率级进的九档变速器。
在具有略微不同的行星齿轮组件和链轮比率的本发明的第二执行方式中，第五和第六档位都被略过从而提供具有相似平滑度的跨越大约10∶1至13∶1的整个范围的级进的更宽比率的八档变速器。
在每个执行方式中，都有良好的双速离合器至离合器倒档级进，同时最低倒档档位提供至少与第一档位同样的机械优势。另外，通过应用相同的离合器能够获得最低的前进档和最低的倒档。因而，这些变速器为所谓的“摩擦发动”应用形成了一个理想的平台，该“摩擦发动”应用使得不再需要与传统自动变速器关联的变矩器。
因而本发明的一个目的是提供用于机动车辆的能够提供九个前进档的自动变速器。
本发明的一个进一步的目的是提供用于机动车辆的能够提供八个、九个或十个前进档的自动变速器。
本发明的又一个进一步的目的是提供用于机动车辆的具有第一轴线上的输入轴和第二间偏置开的平行轴线上的输出轴的自动变速器。
本发明的又一个进一步的目的是提供用于机动车辆的具有四个行星齿轮组和多个摩擦和同步器离合器的自动变速器。
本发明的又一个进一步的目的是提供用于机动车辆的具有环绕一对平行间隔开的轴线设置的一对链条传动连接部件的自动变速器。
方案1.一种多档自动变速器，其以组合形式包括：
输入构件，
输出构件，
第一、第二、第三和第四行星齿轮组件，所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组件每个都具有第一、第二和第三构件，
第一和第二装置，所述第一和第二装置用于将动力从第一轴线传递至至少一个间隔开的平行轴线，
第一连接构件，所述第一连接构件用于将所述第一行星齿轮组件的所述构件中的一个与所述第二行星齿轮组件的所述构件中的一个连接，
第二连接构件，所述第二连接构件用于将所述第一行星齿轮组件的所述构件中的另一个与所述第二行星齿轮组件的所述构件中的另一个连接，
第三连接构件，所述第三连接构件与所述第一行星齿轮组件的所述构件中的又一个连接，
第四连接构件，所述第四连接构件与所述第三行星齿轮组件的所述构件中的一个连接，
第五连接构件，所述第五连接构件用于将所述第一动力传递装置与所述第三行星齿轮组件的所述构件中的另一个连接，
第六连接构件，所述第六连接构件用于将所述第二行星齿轮组件的所述构件中的又一个与所述第二动力传递装置连接，
第七连接构件，所述第七连接构件用于将所述第二动力传递装置与所述第四行星齿轮组件的所述构件中的一个连接，
第八连接构件，所述第八连接构件与所述第四行星齿轮组件的所述构件中的另一个连接，
所述输出构件与所述第三行星齿轮组件的所述构件中的又一个以及所述第四行星齿轮组件的所述构件中的又一个连接，
多个扭矩传递机构，所述多个扭矩传递机构能够选择性地接合，从而将所述输入构件连接至所述第一、第二、第三和第六连接构件，将所述第二连接构件接地，将所述第四连接构件连接至所述第五连接构件和所述第一动力传递装置，将所述第四连接构件接地，将所述第八连接构件连接至所述第七连接构件和所述第二动力传递装置，将所述第八连接构件接地。
方案2.如方案1所述的多档自动变速器，其中，将所述第一、第二、第三和第六连接构件连接至所述输入构件的所述扭矩传递机构是摩擦离合器。
方案3.如方案1所述的多档自动变速器，其中，所述行星齿轮组件的所述第一、第二和第三构件是太阳轮、行星齿轮架和齿圈中的一个。
方案4.如方案1所述的多档自动变速器，其中，所述地是环绕所述变速器的壳体。
方案5.如方案1所述的多档自动变速器，其中，所述第一和第二动力传递装置包括链条传动组件，每个链条传动组件都具有一根链条和一对接合链条的链轮。
方案6.如方案1所述的多档自动变速器，其中，所述第一和第二动力传递装置每个都包括一对啮合的齿轮。
方案7.如方案1所述的多档自动变速器，其中，所述第一和所述第二行星齿轮组件以及所述第一和所述第二动力传递装置的一部分设置在第一轴线上，而所述第三和所述第四行星齿轮组件以及所述第一和所述第二动力传递装置的另一部分设置在第二轴线上。
方案8.如方案1所述的多档自动变速器，其中，所述第一行星齿轮组件是复合行星齿轮组件，而所述第二、第三和第四行星齿轮组件是简易行星齿轮组件。
方案9.一种多档自动变速器，其以组合形式包括：
输入构件，所述输入构件限定第一轴线，
输出构件，所述输出构件限定平行于所述第一轴线的第二轴线，
第一复合行星齿轮组件，所述第一复合行星齿轮组件具有第一、第二和第三构件，
第二、第三和第四简易行星齿轮组件，所述第二、第三和第四简易行星齿轮组件每个都具有第一、第二和第三构件，
第一和第二装置，所述第一和第二装置用于将动力从所述第一轴线传递至所述第二轴线，
第一连接构件，所述第一连接构件用于将所述第一行星齿轮组件的所述构件中的一个与所述第二行星齿轮组件的所述构件中的一个连接，
第二连接构件，所述第二连接构件用于将所述第一行星齿轮组件的所述构件中的另一个与所述第二行星齿轮组件的所述构件中的另一个连接，
第三连接构件，所述第三连接构件连接至所述第一行星齿轮组件的所述构件中的又一个，
第四连接构件，所述第四连接构件连接至所述第三行星齿轮组件的所述构件中的一个，
第五连接构件，所述第五连接构件用于将所述第一动力传递装置连接至所述第三行星齿轮组件的所述构件中的另一个，
第六连接构件，所述第六连接构件用于将所述第二行星齿轮组件的所述构件中的又一个连接至所述第二动力传递装置，
第七连接构件，所述第七连接构件用于将所述第二动力传递装置连接至所述第四行星齿轮组件的所述构件中的一个，
第八连接构件，所述第八连接构件连接至所述第四行星齿轮组件的所述构件中的另一个，
所述输出构件连接至所述第三行星齿轮组件的所述构件中的又一个以及所述第四行星齿轮组件的所述构件中的又一个，
多个摩擦离合器和多个同步器离合器，所述多个摩擦离合器用于将所述输入构件选择性地连接至所述第一、第二、第三和第六连接构件，所述多个同步器离合器用于将所述第二连接构件接地，将所述第四连接构件连接至所述第五连接构件和所述第一动力传递装置，将所述第四连接构件接地，将所述第八连接构件连接至所述第七连接构件和所述第二动力传递装置，以及将所述第八连接构件接地。
方案10.如方案9所述的多档自动变速器，其中，所述行星齿轮组件的所述第一构件是太阳轮，所述行星齿轮组件的所述第二构件是行星架，而所述行星齿轮组件的所述第三构件是齿圈。
方案11.如方案9所述的多档自动变速器，其中，所述输入构件和所述输出构件是设置在所述轴线上的轴。
方案12.如方案9所述的多档自动变速器，其中，所述第一和第二动力传递装置包括链条传动组件，每个链条传动组件都具有一根链条和一对接合链条的链轮。
方案13.如方案9所述的多档自动变速器，其中，所述第一和第二动力传递装置每个都包括设置在所述第一轴线上的第一齿轮和设置在所述第二轴线上的第二齿轮。
方案14.一种多档自动变速器，其以组合形式包括：
输入构件，所述输入构件限定第一轴线，
一对输出构件，所述一对输出构件限定第二轴线和第三轴线，每个所述轴线都与所述第一轴线平行且间隔开，
第一、第二、第三和第四行星齿轮组件，所述行星齿轮组件每个都具有太阳轮构件、行星架构件和齿圈构件，
第一和第二传动组件，所述第一传动组件包括设置在所述第一轴线上的驱动构件和设置在所述第二轴线上的从动构件，而所述第二传动组件包括设置在所述第一轴线上的驱动构件和设置在所述第三轴线上的从动构件，
第一连接构件，所述第一连接构件用于将所述第一和所述第二行星齿轮组件的所述太阳轮构件连接至所述第一传动组件的所述驱动构件，
第二连接构件，所述第二连接构件连接所述第一和所述第二行星齿轮组件的所述行星架构件，
第三连接构件，所述第三连接构件连接至所述第一行星齿轮组件的所述齿圈构件，
第四连接构件，所述第四连接构件连接齿所述第三行星齿轮组件的所述齿圈构件，
第五连接构件，所述第五连接构件将所述第一传动组件的所述从动构件连接至所述第三行星齿轮组件的所述太阳轮构件，
第六连接构件，所述第六连接构件将所述第二行星齿轮组件的所述齿圈构件连接至所述第二传动组件的驱动构件，
第七连接构件，所述第七连接构件将所述第四行星齿轮组件的所述太阳轮构件连接至所述第二传动组件的所述从动构件，
第八连接构件，所述第八连接构件连接至所述第四行星齿轮组件的所述齿圈构件，
所述输出构件连接至所述第三行星齿轮组件和所述第四行星齿轮组件的所述行星架构件中相应的一个，
多个摩擦离合器和多个同步器离合器，所述多个摩擦离合器用于将所述输入构件选择性地连接至所述第一、第二、第三和第六连接构件，而所述多个同步器离合器用于将所述第二连接构件接地，将所述第四连接构件连接至所述第五连接构件和所述第一传动组件的所述从动构件，将所述第四连接构件接地，将所述第八连接构件连接至所述第七连接构件和所述第二传动组件的所述从动构件，以及将所述第八连接构件接地。
方案15.如方案14所述的多档自动变速器，其中，所述输入构件和所述输出构件是设置在所述间隔开的平行轴线上的轴。
方案16.如方案14所述的多档自动变速器，其中，所述第一行星齿轮组件是部分行星齿轮组件，而所述第二、第三和第四行星齿轮组件是简易行星齿轮组件。
方案17.如方案14所述的多档自动变速器，其中，所述输出构件每个都包括传动齿轮。
方案18.如方案14所述的多档自动变速器，其中，所述第一和第二传动组件每个都包括一对啮合的齿轮。
方案19.如方案14所述的多档自动变速器，其中，所述地是环绕所述变速器的壳体。
进一步的目的、优点和应用领域将通过本文提供的描述而变得清楚。应当了解的是，该描述和具体示例仅是为了说明目的，并不意味着限制本发明的范围。
附图说明
本文描述的附图仅是为了说明目的，并不意味着以任何方式限制本发明的范围。在各幅图中相同的附图标记始终代表相同的元件、部件或特征。
图1是根据本发明的多档自动变速器的杠杆图；
图2是根据本发明的九档自动变速器的第一实施方式的示意图；
图3是根据本发明的九档自动变速器的第二实施方式的示意图；
图4是展示了在根据本发明的九档自动变速器的第一和第二实施方式中实现了特定的前进档或倒档传动比或速比的离合器和制动器的各种接合方式组合的真值表；
图5是展示了在根据本发明的八档自动变速器的第三实施方式中实现了特定的前进档或倒档传动比或速比的离合器和制动器的各种接合方式组合的真值表；
图6是根据本发明的多档自动变速器的第四实施方式的杠杆图；
图7是根据本发明的多档自动变速器的第四实施方式的示意图；
图8是展示了在根据本发明的多档自动变速器的第四实施方式中实现了特定的前进档或倒档传动比或速比的离合器和制动器的各种接合方式组合的真值表；
图9是根据本发明的多档自动变速器的第五实施方式的杠杆图；
图10是根据本发明的多档自动变速器的第五实施方式的示意图；以及
图11是展示了在根据本发明的多档自动变速器的第五实施方式中实现了特定的前进档或倒档传动比或速比的离合器和制动器的各种接合方式组合的真值表。
具体实施方式
下文的描述实质上仅是示例性的，并不意味着限制本发明、其应用或使用。
现在参考图1，根据本发明的多档-例如八档或九档自动变速器10被以杠杆图的形式示出。杠杆图是自动变速器的部件的图示，其中某些部件-诸如行星齿轮和链条传动组件用节点表示。特定部件的节点之间的竖线的相对长度代表这些部件之间的比率。各种部件的节点之间的机械联接或互连由水平线示出，而诸如摩擦离合器的扭矩传递装置通过插入式或嵌套式指状物表示，而诸如同步器离合器的扭矩传递装置通过平行的斜线对表示。对杠杆图的格式、目的和使用的进一步说明能够在Benford和Leising发表在810102号SAE Paper上的题为“杠杆模拟：变速器分析的新工具”一文中找到，该篇文章的全部内容在此通过引用并入本申请中。
多档自动变速器10包括输入轴12，输入轴12联接至第一摩擦离合器14、第二摩擦离合器16、第三摩擦离合器18和第四摩擦离合器20，并直接地且共同地驱动第一摩擦离合器14、第二摩擦离合器16、第三摩擦离合器18和第四摩擦离合器20。来自变速器10的驱动扭矩被提供给输出轴22。离合器14、16、18和20的输出端联接至复合输入齿轮组件30。第一摩擦离合器14的输出端联接至复合输入齿轮组件30的第一节点30A，第二摩擦离合器16的输出端联接至复合输入齿轮组件30的第二节点30B，第三摩擦离合器18的输出端联接至复合输入齿轮组件30的第三节点30C，而第四摩擦离合器20的输出端联接至复合输入齿轮组件30的第四节点30D。
复合输入齿轮组件30的第一节点30A联接至第一链条传动组件50的第一节点50A。第一链条传动组件50的第二节点50B联接至第三行星齿轮组件60的第一节点60A。第一链条传动组件50的第三节点50C被接地。复合输入齿轮组件30的第四节点30D联接至第二链条传动组件70的第二节点70B。第二链条传动组件70的第一节点70A联接至第四行星齿轮组件80的第一节点80A。第二链条传动组件70的第三节点70C接地。第三行星齿轮组件60的第二节点60B和第四行星齿轮组件80的第二节点80B均联接至输出轴22。
复合输入齿轮组件30的第三节点30C通过第一同步器离合器92选择性地接地。第三行星齿轮组件60的第三节点60C通过第二同步器离合器94选择性地接地。第四行星齿轮组件80的第三节点80C通过第三同步器离合器96选择性地接地。第一链条传动组件50的第二节点50B和第三行星齿轮组件60的第一节点60A通过第四同步器离合器98选择性地连接至第三行星齿轮组件60的第三节点60C。最后，第二链条传动组件70的第一节点70A和第四行星齿轮组件80的第一节点80A通过第五同步器离合器100选择性地连接至第四行星齿轮组件80的第三节点80C。
关于图2，根据本发明的九档自动变速器的第一实施方式用附图标记10示出和标明。自动变速器10包括输入构件或轴12，输入构件或轴12联接至例如发动机(未图示)的输出件或变矩器(未图示)的涡轮，并由例如发动机(未图示)的输出件或变矩器(未图示)的涡轮驱动。自动变速器10还包括输出轴22，输出轴22具有第一和第二端部22A和22B。如果变速器10被纵向地安装在车辆中，则端部22A或22B中的一个可以被用于在车辆的前部或后部驱动主减速器单元(未图示)，或者端部22A和22B均可以被用于在车辆的前部和后部驱动主减速器单元。替代性地，如果变速器10被横向地安装在车辆中，端部22A和22B中的任一个或两个可以被用于提供驱动扭矩给车辆的任一侧或两侧。
自动变速器10还包括绕输入轴12的轴线设置的第一复合输入齿轮组或组件30、绕输出轴22的轴线设置的第三简易行星齿轮组或组件60以及同样绕输出轴22的轴线设置的第四简易行星齿轮组或组件80。
第一复合输入齿轮组件30包括第一简易行星齿轮组件31，第一简易行星齿轮组件31具有第一太阳轮32、第一行星齿轮架34和第一齿圈36。多个长形阶梯式的第一行星齿轮38可旋转地设置在第一行星齿轮架34中，其中一个在图2中被示出。多个第一行星齿轮38中的每个都与第一太阳轮32及第一齿圈36持续啮合，而且包括具有两个不同节径的齿轮齿，并且从第一行星齿轮架34延伸出去。第一复合输入齿轮组件30还包括第二部分行星齿轮组件40，第二部分行星齿轮组件40具有第二太阳轮42、第二行星齿轮架44和多个第一行星齿轮38的端部，所述端部的其中一个在图2中被示出。在第二行星齿轮组件40中没有齿圈。第一行星齿轮架34与第二行星齿轮架44联接在一起并一起旋转。多个第一行星齿轮38中的每个都与第二太阳轮42持续啮合。应当理解的是，不同于图中示出的布置的其他齿轮构造可以被用于完成第一复合输入齿轮组件30的操作。
第三简易行星齿轮组件60包括第三太阳轮62、第三行星齿轮架64和第三齿圈66。多个第三行星齿轮68可旋转地设置在第三行星齿轮架64中，其中一个在图2中被示出。多个第三行星齿轮68中的每个都与第三太阳轮62及第三齿圈66持续啮合。第四简易行星齿轮组件80包括第四太阳轮82、第四行星齿轮架84和第四齿圈86。多个第四行星齿轮88可旋转地设置在第四行星齿轮架84中，其中一个在图2中被示出。多个第四行星齿轮88中的每个都与第四太阳轮82及第四齿圈86持续啮合。
自动变速器10还包括第一链条传动组件50，第一链条传动组件50具有第一驱动链轮52，第一驱动链轮52联接至第一行星齿轮组件31的第一齿圈36，并由第一行星齿轮组件31的第一齿圈36直接驱动。第一链条驱动链轮52驱动第一多节链条54和第一从动链轮56，第一从动链轮56设置在输出轴22的轴线上并直接联接至第三行星齿轮组件60的第三太阳轮62。第二链条传动组件70邻近第一链条传动组件50，其具有第二驱动链轮72，第二传驱动链轮72联接至第一行星齿轮组件31的第一太阳轮32，并由第一行星齿轮组件31的第一太阳轮32直接驱动。第二链条驱动链轮72驱动第二多节链条74和第二从动链轮76，第二从动链轮76设置在输出轴22的轴线上并直接联接至第四行星齿轮组件80的第四太阳轮82。
应当了解的是，图2的第一实施方式和图3的第二实施方式两者的链条传动组件50和70都可以由斜齿轮对或正齿轮对代替。当然，如此一改变，相比常规操作，输出轴22的旋转将会是“向后的”或非标准的。
自动变速器10进一步包括诸如摩擦离合器和同步器离合器的多个扭矩传递装置。如本文所使用的，术语“摩擦离合器”指的是一种具有第一和第二多个交错的摩擦板或盘的扭矩传递装置，第一和第二多个交错的板或盘被关联的操作器或致动器压缩，该扭矩传递装置能够传送高水平的扭矩，即由自动变速器10传送的实际扭矩。另一方面，如本文所使用的，“同步器离合器”指的是一种具有有限扭矩能力的同步器的扭矩传递装置，该扭矩传递装置能够传送足够的扭矩以克服关联齿轮的惯性从而使它与轴及诸如齿式离合器的强制离合器同步，该强制离合器接合以将齿轮与轴强制联接，并且该扭矩传递装置能够传送高水平的扭矩。此外，应当了解的是，尽管这些装置被称为同步器离合器——这表明它们连接两个旋转构件并使其同步，但事实上同步器离合器中的三个被用作制动器，即它们将旋转构件连接到一个固定的或静止的构件并使旋转构件慢下来从而抑制旋转构件的旋转。在下面的描述中，那些用作制动器的同步器离合器将被附加注明为“制动器”。
还应当理解的是，通过本发明的变速器展示，使用如本文描述的摩擦离合器和同步器离合器有助于降低旋转损失。摩擦离合器具有相对较低的扭矩能力和通常较低的滑动速度。类似地，同步器离合器本质上具有相对较低的旋转损失并且它们可在本发明的变速器中的许多位置使用，相对于其他自动变速器构造，这进一步降低了旋转损失。
正如所提到的，第一高扭矩能力摩擦离合器14具有交错的多个摩擦离合器板或盘，摩擦离合器14可操作地设置在输入轴12与第一轴、空心轴或同心构件104之间，并且将输入轴12选择性地连接至第一轴、空心轴或同心构件104，第一轴、空心轴或同心构件104联接至第一行星齿轮组件31的第一太阳轮32和第二链条传动组件70的第二驱动链轮72，并驱动第一行星齿轮组件31的第一太阳轮32和第二链条传动组件70的第二驱动链轮72。第二高扭矩能力摩擦离合器16可操作地设置在输入轴12与第二轴、空心轴或同心构件106之间，并且将输入轴12选择性地连接至第二轴、空心轴或同心构件106，第二轴、空心轴或同心构件106联接至第二部分行星齿轮组件40的第二太阳轮42，并驱动第二部分行星齿轮组件40的第二太阳轮42。第三高扭矩能力摩擦离合器18可操作地设置在输入轴12与第三轴、空心轴或同心构件108之间，并且将输入轴12选择性地连接至第三轴、空心轴或同心构件108，第三轴、空心轴或同心构件108联接至第一行星齿轮组件31的第一行星齿轮架34和第二部分行星齿轮组件40的第二行星齿轮架44，并驱动第一行星齿轮组件31的第一行星齿轮架34和第二部分行星齿轮组件40的第二行星齿轮架44。第四高扭矩能力摩擦离合器20可操作地设置在输入轴12与第四轴、空心轴或同心构件110之间，并且将输入轴12选择性地连接至第四轴、空心轴或同心构件110，第四轴、空心轴或同心构件110联接至第一行星齿轮组件31的第一齿圈36，并驱动第一行星齿轮组件31的第一齿圈36。
正如上述提到的，第一同步器离合器(制动器)92具有一个同步器和强制离合器，第一同步器离合器(制动器)92可操作地设置在第一行星齿轮组件31的第一行星齿轮架34与自动变速器10的静止壳体120之间，并且将第一行星齿轮组件31的第一行星齿轮架34选择性地连接至或接地至自动变速器10的静止壳体120。第二同步器离合器(制动器)94可操作地设置在第三行星齿轮组件60的第三齿圈66与静止壳体120之间，并且将第三行星齿轮组件60的第三齿圈66选择性地连接至或接地至静止壳体120。第三同步器离合器(制动器)96可操作地设置在第四行星齿轮组件80的第三齿圈86与静止壳体120之间，并且将第四行星齿轮组件80的第三齿圈86选择性地连接至或接地至静止壳体120。
第四同步器离合器98可操作地设置在第三行星齿轮组件60的第三齿圈66与第五轴、空心轴或同心构件112之间，并且将第三行星齿轮组件60的第三齿圈66选择性地连接至第五轴、空心轴或同心构件112，第五轴、空心轴或同心构件112联接至第三行星齿轮组件60的第三太阳轮62和第一链条传动组件50的第一从动链轮56。第五同步器离合器100可操作地设置在第四行星齿轮组件80的第四齿圈86与第六轴、空心轴或同心构件114之间，并且将第四行星齿轮组件80的第四齿圈86选择性地连接至第六轴、空心轴或同心构件114。第六轴、空心轴或同心构件114联接至第四行星齿轮组件80的第四太阳轮82和第二链条传动组件70的第二从动链轮76。
如图2中所示出的，因为输入轴12在附图中位于左面，所以左侧代表自动变速器10的输入端或通常代表自动变速器10的前端。出于各种原因，主要是涉及包装方面，将自动变速器10的部件不同于图2中所展示的排列可能是有利的。例如，将第一和第二链条传动装置50和70朝向自动变速器10的后部定位，而将第三和第四行星齿轮组件60和80朝向前部定位，这种排列可能会减小变速器壳体120后部的尺寸。这种构造在图3中作为本发明的第二实施方式被示出。
现在参考图3，根据本发明的多档自动变速器的第二实施方式用附图标记200示出和标明。多档自动变速器200的第二实施方式的输入部分(附图的上半部分)与自动变速器10的第一实施方式的相应部分相同。类似地，在第二实施方式中自动变速器200包括输入轴12、第一摩擦离合器14、第二摩擦离合器16、第三摩擦离合器18、第四摩擦离合器20以及具有第一端22A和第二端22B的输出轴22。
自动变速器200还包括第一复合输入齿轮组件30，第一复合输入齿轮组件30具有第一简易行星齿轮组件31，第一简易行星齿轮组件31包括第一太阳轮32、第一行星齿轮架34、第一齿圈36以及多个长形第一行星齿轮38。每个第一行星齿轮38都与第一太阳轮32及第一齿圈36持续啮合，并且被轴向地延长，而且包括两个不同节径的齿轮齿并从第一行星齿轮架34延伸出去。第一复合输入齿轮组件30还包括第二部分行星齿轮组件40，第二部分行星齿轮组件40具有第二太阳轮42和第二行星齿轮架44，第二行星齿轮架44联接至第一行星齿轮架34并与其一起旋转。第一行星齿轮架34的多个第一行星齿轮38的端部可旋转地设置在第二行星齿轮架44中。多个第一行星齿轮36中的每个都与第二太阳轮42持续啮合。
在第二实施方式中，自动变速器200还包括具有第一驱动链轮52的第一链条传动组件50。第一驱动链轮52驱动第一多节链条54和第一从动链轮56。具有第二驱动链轮72的第二链条传动组件70邻近第一传动组件50。第二驱动链轮72驱动第二多节链条74和第二从动链轮76。
正如上述所提到的，第二实施方式的自动变速器200的输出部分(附图的下面部分)在布局方面而非操作方面不同于第一实施方式的自动变速器10。第三行星齿轮组件60和第四行星齿轮组件80相互邻近设置。第三简易行星齿轮组件60包括第三太阳轮62、第三行星齿轮架64和第三齿圈66。多个第三行星齿轮68可旋转地设置在第三行星齿轮架64中，其中一个在图3中被示出。第四简易行星齿轮组件80包括第四太阳轮82、第四行星齿轮架84和第四齿圈86。多个第四行星齿轮88可旋转地设置在第四行星齿轮架84中，其中一个在图3中被示出。
如上所述的第一链条传动组件50邻近第四行星齿轮组件80。第二链条传动组件70邻近第一链条传动组件50和自动变速器200的后部(在图3的右侧)。在第二实施方式中，自动变速器200还包括第一同步器离合器(制动器)92、第二同步器离合器(制动器)94、第三同步器离合器(制动器)96、第四同步器离合器98和第五同步器离合器100。自动变速器200还展示了第一轴、空心轴或同心构件104、第二轴、空心轴或同心构件106、第三轴、空心轴或同心构件108、第四轴、空心轴或同心构件110、第五轴、空心轴或同心构件112、、第六轴、空心轴或同心构件114、和壳体120。
现在参考图2、3和4，九档自动变速器的实施方式10和200的操作都将被描述。应当理解的是，变速器10和200能够以至少九个前进档速比、扭矩比或传动比和多个倒档速比、扭矩比或传动比将扭矩从它们的输入轴12传递到它们的输出轴22。每个前进档或倒档传动比都能够通过离合器中的三个的各种组合的致动或接合来获得，这将在下文中进行解释。图4是展示了摩擦离合器和同步器离合器的各种组合被致动或接合以获得各种前进档和倒档传动比的真值表。图4也提供了传动比和比率阶长，尽管应当了解的是所展示的这些数值仅是为了示例和说明的目的，以及应当了解这些值可以在很大范围内进行调整以适应自动变速器10和200的各种应用和操作标准。
在空档状态下，没有一个离合器元件被致动或接合。
在倒档状态下，命名为“Rev”，第一摩擦离合器14、第一同步器离合器(制动器)92和第三同步器离合器(制动器)96被致动或接合。
一档(1st)是从空档通过致动或接合第一摩擦离合器14、第二同步器离合器(制动器)94和第三同步器离合器(制动器)96来实现的。尽管第三同步器离合器(制动器)96被接合，但是它不传送扭矩，所以在图4中用“0”注明。
二档(2nd)是通过使第一摩擦离合器14不被致动或脱开而致动或接合第二摩擦离合器16同时保持第二同步器离合器(制动器)94和第三同步器离合器(制动器)96的接合状态来实现的。在二档状态下，第三同步器离合器(制动器)96传送扭矩。
三档(3rd)是通过使第二摩擦离合器16不被致动或脱开而致动或接合第三摩擦离合器18同时保持第二同步器离合器(制动器)94和第三同步器离合器(制动器)96的接合状态来实现的。
四档(4th)是通过使第三摩擦离合器18和第二同步器离合器(制动器)94不被致动或脱开而致动或接合第四摩擦离合器20和第四同步器离合器98同时保持第三同步器离合器(制动器)96的接合状态来实现的。再一次，尽管第四同步器离合器98被接合，但是它不传送扭矩。
五档(5th)是通过使第四摩擦离合器20不被致动或脱开而致动或接合第二摩擦离合器16同时保持第三同步器离合器(制动器)96和第四同步器离合器98的接合状态来实现的。
六档(6th)是通过使第二摩擦离合器16和第三同步器离合器(制动器)96不被致动或脱开而致动或接合第一摩擦离合器14和第五同步器离合器100同时保持第四同步器离合器98的接合状态来实现的。在六档状态下，第五同步器离合器100不传送扭矩。
在剩余的前进档——七档(7th)、八档(8th)和九档(9th)中，离合器的接合安排通过参考图4容易确定并容易参照上述步骤进行，从而不再进一步解释。
现在参考图5，图5是展示了用于本发明的第三实施方式的真值表。自动变速器的第一和第二实施方式10和20的齿轮装置是这样的：它可以容易地适合于提供其他档位构造，例如八档或十档操作以及使用多个倒档齿轮操作。图5中的真值表提供了具有八个前进档或速度的离合器接合安排。实质上，图4中的真值表的第五档已经被移除，同时剩余的较高档位，即第六至第九，现在作为五至八出现并提供五至八档。
应当理解的是，前述对九档自动变速器的第一和第二实施方式10和200的构造、操作和档位状态的解释完全地并准确地适用于本发明的多档变速器的第三实施方式的构造和操作。此外，在对操作的解释中假定，在特定传动比中所有未被明确提及的离合器是不被致动的或脱开的。在对操作的解释中还假定，至少在邻近的传动比之间换档的期间，在两个传动比中均被致动或接合的离合器在换档期间仍然保持致动或接合。最后，前述解释假定，降档本质上遵循与相应的升档相反顺序并且某些动力跳档-例如从一档至三档也是可行的。
现在参考图6，根据本发明的多档，例如九档或十档，自动变速器300的第四实施方式被以杠杆图形式示出。多档自动变速器300包括输入轴312，输入轴312联接至第一摩擦离合器314、第二摩擦离合器316、第三摩擦离合器318以及第四摩擦离合器320，并直接地且通常地驱动第一摩擦离合器314、第二摩擦离合器316、第三摩擦离合器318以及第四摩擦离合器320。来自变速器300的驱动扭矩被提供给输出轴322。离合器314、316、318和320的输出端联接至复合输入齿轮组件330。第一摩擦离合器314的输出端联接至复合输入齿轮组件330的第一节点330A，第二摩擦离合器316的输出端联接至复合输入齿轮组件330的第二节点330B，第三摩擦离合器318的输出端联接至复合输入齿轮组件330的第三节点330C，而第四摩擦离合器320的输出端联接至复合输入齿轮组件330的第四节点330D。
复合输入齿轮组件330的第一节点330A联接至第一链条或齿轮传动组件360的第三节点360C。第一链条或齿轮传动组件360的第二节点360B接地。第一链条或齿轮传动组件360的第一节点360A联接至第三行星齿轮组件370的第一节点370A。复合输入齿轮组件330的第四节点330D联接至第二链条或齿轮传动组件380的第三节点380C。第二链条或齿轮传动组件380的第二节点380B接地。第二链条或齿轮传动组件380的第一节点380A联接至第四行星齿轮组件390的第一节点390A。第三行星齿轮组件370的第二节点370B和第四行星齿轮组件390的第二节点390B均联接至输出轴322。
复合输入齿轮组件330的第三节点330C通过第一同步器离合器400选择性地接地。第三行星齿轮组件370的第三节点370C通过第二同步器离合器402选择性地连接至第一链条或齿轮传动组件360的第一节点360A和第三行星齿轮组件370的第一节点370A，而通过第三同步器离合器404选择性地接地。第四行星齿轮组件390的第三节点390C通过第四同步器离合器406选择性地连接至第二链条或齿轮传动组件380的第一节点380A和第四行星齿轮组件390的第一节点390A，而通过第五同步器离合器408选择性地接地。
参考图7，正如所提到的，根据本发明的多档自动变速器的第四实施方式用附图标记300示出和标明。自动变速器300包括壳体310，壳体310能够将输入构件或轴312定位并且支撑输入构件或轴312，输入构件或轴312联接至例如发动机(未图示)的输出件或液力变矩器(未图示)的涡轮亦或者变速器300的其他部件，并由例如发动机(未图示)的输出件或液力变矩器(未图示)的涡轮亦或者变速器300的其他部件驱动。输入轴或构件312联接至第一摩擦离合器314、第二摩擦离合器314、第三摩擦离合器316和第四摩擦离合器320的输出端，并直接驱动第一摩擦离合器314、第二摩擦离合器314、第三摩擦离合器316和第四摩擦离合器320的输入端。自动变速器300还包括输出轴322、环绕输入轴312的轴线设置的第一简易行星齿轮组或组件331、同样环绕输入轴312的轴线设置的第二复合行星齿轮组或组件350、环绕输出轴322的轴线设置的第三简易行星齿轮组或组件370以及同样环绕输出轴322的轴线设置的第四简易行星齿轮组或组件390。输出轴322可能包括输出齿轮324或能够将驱动能量从变速器300传递至例如主减速器组件(未图示)的其他合适的部件。
第一简易行星齿轮组或组件331包括第一太阳轮332、第一行星齿轮架334和第一齿圈336。多个第一行星齿轮338可旋转地设置在第一行星齿轮架334内。多个第一行星齿轮338与第一太阳轮332和第一齿圈336均持续啮合。第一太阳轮332联接至第一传动构件、空心轴或管344，第一传动构件、空心轴或管344又联接至第一摩擦离合器314的输出端。第一摩擦离合器314的输出端又联接至第一齿轮或链条传动组件360的第一齿轮或链轮362并驱动第一齿轮或链条传动组件360的第一齿轮或链轮362。
第二复合行星齿轮组件350包括第二太阳轮352、第二行星齿轮架354和第二齿圈356。多对第二行星齿轮358A和358B可旋转地设置在第二行星齿轮架354内。每对中的一个第一行星齿轮358A与第二太阳轮352持续啮合。每对中的另一个第二行星齿轮358B与第二齿圈356持续啮合。第二行星齿轮358A和358B的对中的每个齿轮都与该对中的另一个齿轮持续啮合。第二太阳轮352联接至第一传动构件、空心轴或管344，第一传动构件、空心轴或管344环绕输入轴共轴设置。第二行星齿轮架354联接至第一行星齿轮架334或者可以与其一体形成。第二行星齿轮架354还通过第二传动构件、空心轴或管346联接至第三摩擦离合器318的输出端。此外，行星齿轮架334和354都联接至第一同步器离合器组件400，第一同步器离合器组件400将第一和第二行星齿轮架334和354选择性地接地，即壳体310。第二齿圈356通过第三传动构件、空心轴或管348联接至第二摩擦离合器316的输出端。
第三简易行星齿轮组件370包括第三太阳轮372、第三行星齿轮架374和第三齿圈376。多个第三行星齿轮378可旋转地设置在第三行星齿轮架374中。多个第三行星齿轮378中的每个都与第三太阳轮372和第三齿圈376持续啮合。第三齿圈376通过第四传动构件、空心轴或管410联接至第二同步器离合器402和第三同步器离合器404。第四同步器离合器的另一侧接地。第四简易行星齿轮组件390包括第四太阳轮392、第四行星齿轮架394和第四齿圈396。第四行星齿轮架394联接至第三行星齿轮架374或者可以与其一体形成，并且两个都联接至输出轴322并直接驱动输出轴322。多个第四行星齿轮398可旋转地设置在第四行星齿轮架394中。多个第四行星齿轮398中的每个都与第四太阳轮392和第四齿圈396持续啮合。
自动变速器300还包括第一链条或齿轮传动组件360，第一链条或齿轮传动组件360具有第一驱动链轮或齿轮362，第一驱动链轮或齿轮362联接至第一摩擦离合器314的输出端和第一传动构件、空心轴或管344并由第一摩擦离合器314的输出端和第一传动构件、空心轴或管344直接驱动，第一传动构件、空心轴或管344联接至第一和第二太阳轮332和352。如果传动构造是链条传动，则第一驱动链轮362驱动第一多节链条364，第一多节链条364接合设置在输出轴322的轴线上的第一从动链轮366并且通过第五传动构件或短轴(stub shaft)412直接联接至第三行星齿轮组件370的第三太阳轮372，并且还联接至第二同步器离合器402。如果传动构造是齿轮传动，则第一驱动链轮362是一个与第一从动齿轮366直接啮合的齿轮，并且驱动第五传动构件或加伸轴412和第三太阳轮372。
第二链条或齿轮传动组件380邻近输入轴312的输入端，其具有第二驱动链轮382，第二驱动链轮382联接至第一行星齿轮组件331的第一齿圈336并通过第六传动构件、空心轴或管414被第一行星齿轮组件331的第一齿圈336直接驱动，第六传动构件、空心轴或管414又联接至第四摩擦离合器320的输出端。如果传动构造是链条传动，则第二驱动链轮382驱动第二多节链条384和第二从动链轮386，第二从动链轮386与输出轴322的轴线共轴设置并且通过第七传动构件、空心轴或管416直接联接至第四行星齿轮组件390的第四太阳轮392。如果传动构造是齿轮传动，则第二驱动链轮382是一个与第二从动齿轮386直接啮合并驱动第七传动构件、空心轴或管416和第四太阳轮392的齿轮。第二从动链轮或齿轮386又联接至第四同步器离合器406。第八传动构件、空心轴或管418将第四同步器离合器406和第五同步器离合器408联接至第四齿圈396。第五同步器离合器408的另一侧接地。
如上述所提到的，应当理解的是，关于链条或齿轮传动组件360和380，当利用啮合齿轮时输入轴312和输出轴322之间发生反向转动，反之当利用链轮和链条364和384时不会发生反向转动。这种涉及齿轮的反向转动在某些应用中是有利的，并且在其他应用中易于被补偿。
现在参考图8，用于本发明的第四实施方式——变速器300的真值表被展示。自动变速器的第一和第二实施方式10和200的传动装置是这样：它可以容易地适合提供其他档位构造，例如八档或十档操作和多个倒档操作。图8中的真值表提供了具有九个前进档或速度的离合器接合安排。因为仅有些微不同，图8中的真值表与上述图4中的九档变速器的真值表基本上相同。
例如，为完成倒档，第一摩擦离合器314、第一同步器离合器400和第五同步器离合器408被接合。在空档中，没有离合器被接合。为了接合一档，第一摩擦离合器314、第三同步器离合器404和第五同步器离合器408被接合，但是第五同步器离合器408不传送扭矩。为了从一档换至二档，将第一摩擦离合器314脱开并且第二摩擦离合器316被接合同时第三同步器离合器404和第五同步器离合器408保持接合。在二档中，第五同步器离合器408传送扭矩。按照在图8中展示的真值表继续升档，这将被那些熟悉自动变速器操作的人容易理解和了解。
还应当理解的是，九档自动变速器的第一和第二实施方式10和200的构造、操作和档位状态的其他细节-包括子变速器的调和比和操作，总体上适用于本发明的多档变速器300的第四实施方式的构造和操作。
现在参考图9，根据本发明的多档，例如八档、九档或十档，自动变速器500的第五实施方式被以杠杆图形式示出。多档自动变速器500包括输入轴512，输入轴512联接至第一摩擦离合器514、第二摩擦离合器516、第三摩擦离合器518以及第四摩擦离合器520，并直接地且通常地驱动第一摩擦离合器514、第二摩擦离合器516、第三摩擦离合器518以及第四摩擦离合器520。来自变速器500的驱动扭矩被提供给输出轴522，输出轴522联接至主减速器组件(未图示)并驱动主减速器组件(未图示)。离合器514、516、518和520的输出端联接至复合输入齿轮组件530。第一摩擦离合器514的输出端联接至复合输入齿轮组件530的第一节点530A，第二摩擦离合器516的输出端联接至复合输入齿轮组件530的第二节点530B，第三摩擦离合器518的输出端联接至复合输入齿轮组件530的第三节点530C，而第四摩擦离合器520的输出端联接至复合输入齿轮组件530的第四节点530D。
复合输入齿轮组件530的第一节点530A联接至第一齿轮传动组件560的第三节点560C。第一齿轮传动组件560的第二节点560B接地。第一齿轮传动组件560的第一节点560A联接至第三行星齿轮组件570的第一节点570A。第三行星齿轮组件570的第二节点570B联接至第二齿轮传动组件580的第一节点580A。第二齿轮传动组件580的第二节点580B接地。第二齿轮传动组件580的第三节点580C联接至输出轴522并驱动输出轴522。
复合输入齿轮组件530的第四节点530D联接至第三齿轮传动组件610的第三节点610C。第三齿轮传动组件610的第二节点610B接地。第三齿轮传动组件610的第一节点610A联接至第四行星齿轮组件620的第一节点620A。第四行星齿轮组件620的第二节点620B联接至第四齿轮传动组件630的第三节点630C。第四齿轮传动组件630的第二节点630B接地。第四齿轮传动组件630的第一节点630A联接至输出轴522并驱动输出轴522。
复合输入齿轮组件530的第三节点530C通过第一同步器离合器650选择性地接地。第三行星齿轮组件570的第三节点570C通过第二同步器离合器652选择性地连接至第一齿轮传动组件560的第一节点560A和第三行星齿轮组件570的第一节点570A，而通过第三同步器离合器654选择性地接地。第四行星齿轮组件620的第三节点620C通过第四同步器离合器656选择性地连接至第三齿轮传动组件610的第一节点610A和第四行星齿轮组件620的第一节点620A，而通过第五同步器离合器658选择性地接地。
现在参考图10，根据本发明的多档自动变速器的第五实施方式500包括壳体510，壳体510能够将输入构件或轴512定位并且支撑输入构件或轴512，输入构件或轴512联接至例如发动机(未图示)的输出件或液力变矩器(亦未图示)的涡轮亦或者变速器500的其他部件，并由例如发动机(未图示)的输出件或液力变矩器(亦未图示)的涡轮亦或者变速器500的其他部件驱动。尽管以平面布局示出，但是自动变速器500通常会以“环绕的”结构进行构造，各种轴会被移置或旋转进不同的面。
输入轴或构件512联接至第一摩擦离合器514、第二摩擦离合器514、第三摩擦离合器516和第四摩擦离合器520的输入端，并直接驱动第一摩擦离合器514、第二摩擦离合器514、第三摩擦离合器516和第四摩擦离合器520的输入端。自动变速器500还包括第一复合输入齿轮组件530，第一复合输入齿轮组件530包括环绕输入轴512的轴线设置的第一简易行星齿轮组或组件531和同样环绕输入轴512的轴线设置的第二部分行星齿轮组或组件540。自动变速器500进一步包括环绕与输入轴512的轴线平行且间隔开的第二轴线设置的第三简易行星齿轮组或组件570以及环绕与输入轴512的轴线以及第二轴线都平行且间隔开的第三轴线设置的第四简易行星齿轮组或组件620。
第一复合输入齿轮组件530包括具有第一太阳轮532、第一行星齿轮架534和第一齿圈536的第一简易行星齿轮组或组件531。多个长形阶梯式的小齿轮538可旋转地设置在第一行星齿轮架534中，每个小齿轮538都在其第一端限定出相似的多个具有第一节径的第一行星齿轮538A。多个第一行星齿轮538A中的每个都与第一太阳轮532和第一齿圈536持续啮合，而每个阶梯式小齿轮538都朝着邻近的第二部分行星齿轮组或组件540从第一行星齿轮架534延伸出去。
第二部分行星齿轮组件540包括第二太阳轮542和第二行星齿轮架544。在第二部分行星齿轮组件540中没有齿圈。第二行星齿轮架544接收多个长形阶梯式小齿轮的第二端，每个第二端都包括第二行星齿轮546。第二行星齿轮546限定出不同于第一行星齿轮538A的第一节径的第二节径。多个第二行星齿轮546中的每个都与第二太阳轮542持续啮合。第一行星齿轮架534和第二行星齿轮架544联接在一起并一起旋转或者可以是一个整体。应当理解的是，还可以利用不同于示出的安排的其他齿轮装置构造来完成第一复合输入齿轮组件530的操作。
第一摩擦离合器514的输出端联接至设置在输入轴512的轴线上的第一轴或传动构件552并驱动第一轴或传动构件552，第一轴或传动构件552联接至第一太阳轮532并驱动第一太阳轮532，并从第一太阳轮532延伸出去。第二摩擦离合器516的输出端联接至第二空心轴、传动管或构件554并驱动第二空心轴、传动管或构件554，第二空心轴、传动管或构件554联接至第二太阳轮542并驱动第二太阳轮542。第三摩擦离合器518的输出端联接至第三空心轴、传动管或构件556并驱动第三空心轴、传动管或构件556，第三空心轴、传递管或构件556联接至第二行星齿轮架544并驱动第二行星齿轮架544。如上所提到的，第一行星齿轮架534和第二行星齿轮架544连接在一起，因而第三空心轴、传动管或构件556从第一行星齿轮架534延伸出去。第四摩擦离合器520的输出端联接至第四空心轴、传动管或构件558并驱动第四空心轴、传动管或构件558，第四空心轴、传动管或构件558联接至第一齿圈536并驱动第一齿圈536，并从第一齿圈536延伸出去。
第一齿轮传动组件560包括第一驱动齿轮562，第一驱动齿轮562联接至第一轴或传动构件552并由第一轴或传动构件552驱动。第一驱动齿轮562与联接至第五轴或传动构件566的第一从动齿轮564持续啮合。第三简易行星齿轮组或组件570包括第三太阳轮572、第三行星齿轮架574和第三齿圈576。多个第三行星齿轮578可旋转地设置在行星齿轮架574内，多个第三行星齿轮578与第三太阳轮572和第三齿圈576持续啮合。第三太阳轮572联接至第五轴或传动构件566并由第五轴或传动构件566驱动。第三齿圈576联接至第六空心轴、传动管或构件568，第六空心轴、传动管或构件568通过第二同步器离合器652选择性地连接至第二从动齿轮564和第五轴或传动构件566，而通过第三同步器离合器654选择性地接地，即壳体510。第三行星齿轮架574通过第七轴或传动构件584联接至第二齿轮传动组件580的第二驱动齿轮582。第二驱动齿轮582与一个齿轮(未图示)啮合，这个未图示的齿轮是主减速器组件的一部分或驱动主减速器组件。
第三齿轮传动组件610包括第三驱动齿轮612，第三驱动齿轮612联接至第四空心轴、传动管或构件558并由第四空心轴、传动管或构件558驱动。第三驱动齿轮612与第三从动齿轮614持续啮合，第三从动齿轮614联接至第八轴或传动构件616。第四简易行星齿轮组或组件620包括第四太阳轮622、第四行星齿轮架624和第四齿圈626。多个第四行星齿轮628可旋转地设置在第四行星齿轮架624内，并且与第四太阳轮622和第四齿圈626持续啮合。第四太阳轮622联接至第八轴或传动构件616并由第八轴或传动构件616驱动。第四齿圈626联接至第九空心轴、传动管或构件618，第九空心轴、传动管或构件618通过第四同步器离合器656选择性地连接至第三从动齿轮614和第八轴或构件616，而通过第五同步器离合器658选择性地接地，即壳体510。第四行星齿轮架624通过第十轴或传动构件634联接至第四齿轮传动组件630的第四驱动齿轮632。第四驱动齿轮632与一个齿轮(未图示)啮合，这个未图示的齿轮是主减速器组件的一部分或驱动主减速器组件。因此，正如所提到的，这可以是一个“环绕的”变速器构造，由第四驱动齿轮632驱动的齿轮可能与由第二驱动齿轮582驱动的齿轮是同一个。
现在参考图11，用于本发明的第五实施方式——变速器500的真值表被展示。自动变速器的第一、第二和第四实施方式10、200和300齿轮装置是这样的：它可以容易地适合提供其他档位构造，例如八档或十档操作和多个倒档操作。图11中的真值表提供了具有九个前进档或速度的离合器的接合安排。因为仅有些微不同，图11中的真值表与上述图4和8中的九档变速器的真值表基本上相同。
例如，为在自动变速器500中完成倒档，第一摩擦离合器514、第一同步器离合器650和第五同步器离合器658被接合。在空档中，没有离合器被接合。为了接合一档，第一摩擦离合器514、第三同步器离合器654和第五同步器离合器658被接合，但是第五同步器离合器568不传送扭矩。为了从一档换至二档，将第一摩擦离合器514脱开并且第二摩擦离合器516被接合同时第三同步器离合器654和第五同步器离合器658保持接合。在二档中，第五同步器离合器658传送扭矩。按照图11中的真值表中展示的离合器的接合和脱开安排继续升档，这将被那些熟悉自动变速器操作的人容易理解和了解。
还应当理解的是，多档自动变速器的第一、第二、第三和第四实施方式10、200和300的构造、操作和档位状态的其他细节-包括子变速器的调和比和操作，总体上适用于本发明的多档变速器500的第五实施方式的构造和操作。
此外，在对操作的解释中假定，在特定传动比中未被明确提及的所有离合器是不被致动的或脱开的。在对操作的解释中还假定，至少在邻近的传动比之间换档期间，在两个传动比中均被致动或接合的离合器在换档期间仍然保持致动或接合。最后，前述解释假定，降档本质上遵循与相应的升档的相反顺序并且某些动力跳档-例如从一档至三档也是可行的。
本发明的描述实质上仅是示例性的，并且不背离本发明要旨的变型将落入本发明的范围内。这些变型不被认为是背离了本发明的精神和范围。

Claims (17)

1.一种多档自动变速器，其以组合形式包括： 
输入构件， 
输出构件， 
第一、第二、第三和第四行星齿轮组件，所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组件每个都具有第一、第二和第三构件， 
第一和第二动力传递装置，所述第一和第二动力传递装置用于将动力从第一轴线传递至至少一个间隔开的平行轴线， 
第一连接构件，所述第一连接构件用于将所述第一行星齿轮组件的所述构件中的一个与所述第二行星齿轮组件的所述构件中的一个连接， 
第二连接构件，所述第二连接构件用于将所述第一行星齿轮组件的所述构件中的另一个与所述第二行星齿轮组件的所述构件中的另一个连接， 
第三连接构件，所述第三连接构件与所述第一行星齿轮组件的所述构件中的又一个连接， 
第四连接构件，所述第四连接构件与所述第三行星齿轮组件的所述构件中的一个连接， 
第五连接构件，所述第五连接构件用于将所述第一动力传递装置与所述第三行星齿轮组件的所述构件中的另一个连接， 
第六连接构件，所述第六连接构件用于将所述第二行星齿轮组件的所述构件中的又一个与所述第二动力传递装置连接， 
第七连接构件，所述第七连接构件用于将所述第二动力传递装置与所述第四行星齿轮组件的所述构件中的一个连接， 
第八连接构件，所述第八连接构件与所述第四行星齿轮组件的所述构件中的另一个连接， 
所述输出构件与所述第三行星齿轮组件的所述构件中的又一个以及所述第四行星齿轮组件的所述构件中的又一个连接， 
多个扭矩传递机构，所述多个扭矩传递机构能够选择性地接合，从而将所述输入构件连接至所述第一、第二、第三和第六连接构件，将所述第二连接构件接地，将所述第四连接构件连接至所述第五连接构件和所述第一动力传递装置，将所述第四连接构件接地，将所述第 八连接构件连接至所述第七连接构件和所述第二动力传递装置，将所述第八连接构件接地， 
其中，所述行星齿轮组件的所述第一、第二和第三构件分别是太阳轮、行星齿轮架和齿圈。 
2.如权利要求1所述的多档自动变速器，其中，将所述第一、第二、第三和第六连接构件连接至所述输入构件的所述扭矩传递机构是摩擦离合器。 
3.如权利要求1所述的多档自动变速器，其中，所述地是环绕所述变速器的壳体。 
4.如权利要求1所述的多档自动变速器，其中，所述第一和第二动力传递装置包括链条传动组件，每个链条传动组件都具有一根链条和一对接合链条的链轮。 
5.如权利要求1所述的多档自动变速器，其中，所述第一和第二动力传递装置每个都包括一对啮合的齿轮。 
6.如权利要求1所述的多档自动变速器，其中，所述第一和所述第二行星齿轮组件以及所述第一和所述第二动力传递装置的一部分设置在第一轴线上，而所述第三和所述第四行星齿轮组件以及所述第一和所述第二动力传递装置的另一部分设置在第二轴线上。 
7.如权利要求1所述的多档自动变速器，其中，所述第一行星齿轮组件是复合行星齿轮组件，而所述第二、第三和第四行星齿轮组件是简易行星齿轮组件。 
8.一种多档自动变速器，其以组合形式包括： 
输入构件，所述输入构件限定第一轴线， 
输出构件，所述输出构件限定平行于所述第一轴线的第二轴线， 
第一复合行星齿轮组件，所述第一复合行星齿轮组件具有第一、第二和第三构件， 
第二、第三和第四简易行星齿轮组件，所述第二、第三和第四简易行星齿轮组件每个都具有第一、第二和第三构件， 
第一和第二动力传递装置，所述第一和第二动力传递装置用于将动力从所述第一轴线传递至所述第二轴线， 
第一连接构件，所述第一连接构件用于将所述第一行星齿轮组件的所述构件中的一个与所述第二行星齿轮组件的所述构件中的一个连 接， 
第二连接构件，所述第二连接构件用于将所述第一行星齿轮组件的所述构件中的另一个与所述第二行星齿轮组件的所述构件中的另一个连接， 
第三连接构件，所述第三连接构件连接至所述第一行星齿轮组件的所述构件中的又一个， 
第四连接构件，所述第四连接构件连接至所述第三行星齿轮组件的所述构件中的一个， 
第五连接构件，所述第五连接构件用于将所述第一动力传递装置连接至所述第三行星齿轮组件的所述构件中的另一个， 
第六连接构件，所述第六连接构件用于将所述第二行星齿轮组件的所述构件中的又一个连接至所述第二动力传递装置， 
第七连接构件，所述第七连接构件用于将所述第二动力传递装置连接至所述第四行星齿轮组件的所述构件中的一个， 
第八连接构件，所述第八连接构件连接至所述第四行星齿轮组件的所述构件中的另一个， 
所述输出构件连接至所述第三行星齿轮组件的所述构件中的又一个以及所述第四行星齿轮组件的所述构件中的又一个， 
多个摩擦离合器和多个同步器离合器，所述多个摩擦离合器用于将所述输入构件选择性地连接至所述第一、第二、第三和第六连接构件，所述多个同步器离合器用于将所述第二连接构件接地，将所述第四连接构件连接至所述第五连接构件和所述第一动力传递装置，将所述第四连接构件接地，将所述第八连接构件连接至所述第七连接构件和所述第二动力传递装置，以及将所述第八连接构件接地， 
其中，所述行星齿轮组件的所述第一构件是太阳轮，所述行星齿轮组件的所述第二构件是行星架，而所述行星齿轮组件的所述第三构件是齿圈。 
9.如权利要求8所述的多档自动变速器，其中，所述输入构件和所述输出构件是设置在所述轴线上的轴。 
10.如权利要求8所述的多档自动变速器，其中，所述第一和第二动力传递装置包括链条传动组件，每个链条传动组件都具有一根链条和一对接合链条的链轮。 
11.如权利要求8所述的多档自动变速器，其中，所述第一和第二动力传递装置每个都包括设置在所述第一轴线上的第一齿轮和设置在所述第二轴线上的第二齿轮。 
12.一种多档自动变速器，其以组合形式包括： 
输入构件，所述输入构件限定第一轴线， 
一对输出构件，所述一对输出构件限定第二轴线和第三轴线，每个所述轴线都与所述第一轴线平行且间隔开， 
第一、第二、第三和第四行星齿轮组件，所述行星齿轮组件每个都具有太阳轮构件、行星架构件和齿圈构件， 
第一和第二传动组件，所述第一传动组件包括设置在所述第一轴线上的驱动构件和设置在所述第二轴线上的从动构件，而所述第二传动组件包括设置在所述第一轴线上的驱动构件和设置在所述第三轴线上的从动构件， 
第一连接构件，所述第一连接构件用于将所述第一和所述第二行星齿轮组件的所述太阳轮构件连接至所述第一传动组件的所述驱动构件， 
第二连接构件，所述第二连接构件连接所述第一和所述第二行星齿轮组件的所述行星架构件， 
第三连接构件，所述第三连接构件连接至所述第一行星齿轮组件的所述齿圈构件， 
第四连接构件，所述第四连接构件连接齿所述第三行星齿轮组件的所述齿圈构件， 
第五连接构件，所述第五连接构件将所述第一传动组件的所述从动构件连接至所述第三行星齿轮组件的所述太阳轮构件， 
第六连接构件，所述第六连接构件将所述第二行星齿轮组件的所述齿圈构件连接至所述第二传动组件的驱动构件， 
第七连接构件，所述第七连接构件将所述第四行星齿轮组件的所述太阳轮构件连接至所述第二传动组件的所述从动构件， 
第八连接构件，所述第八连接构件连接至所述第四行星齿轮组件的所述齿圈构件， 
所述输出构件连接至所述第三行星齿轮组件和所述第四行星齿轮组件的所述行星架构件中相应的一个， 
多个摩擦离合器和多个同步器离合器，所述多个摩擦离合器用于将所述输入构件选择性地连接至所述第一、第二、第三和第六连接构件，而所述多个同步器离合器用于将所述第二连接构件接地，将所述第四连接构件连接至所述第五连接构件和所述第一传动组件的所述从动构件，将所述第四连接构件接地，将所述第八连接构件连接至所述第七连接构件和所述第二传动组件的所述从动构件，以及将所述第八连接构件接地。 
13.如权利要求12所述的多档自动变速器，其中，所述输入构件和所述输出构件是设置在所述间隔开的第一、第二和第三轴线上的轴。 
14.如权利要求12所述的多档自动变速器，其中，所述第一行星齿轮组件是部分行星齿轮组件，而所述第二、第三和第四行星齿轮组件是简易行星齿轮组件。 
15.如权利要求12所述的多档自动变速器，其中，所述输出构件每个都包括传动齿轮。 
16.如权利要求12所述的多档自动变速器，其中，所述第一和第二传动组件每个都包括一对啮合的齿轮。 
17.如权利要求12所述的多档自动变速器，其中，所述地是环绕所述变速器的壳体。 
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