CN102192288A - 具有8扭矩传递机构的多速变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有8扭矩传递机构的多速变速器。一种变速器包括输入部件、输出部件、中间轴和简单行星齿轮组，所有这些部件同轴。第一副轴和第二副轴被布置为分别限定第二旋转轴线和第三旋转轴线。变速器具有五组相互啮合的齿轮，部分组被布置为将扭矩从输入部件传递到副轴，其他组被布置为将扭矩从副轴传递到中间部件和简单行星齿轮组中的一个。变速器具有八个扭矩传递机构，包括能选择性地接合以连接输入部件与中间部件从而共同旋转的一个扭矩传递机构。剩余的七个扭矩传递机构每一个能选择性地接合以将相互啮合的齿轮组的不同相应齿轮连接到副轴中的相应一个或连接到固定部件。

Description

具有8扭矩传递机构的多速变速器

本申请要求2010年3月19日提交的第2010110532号俄罗斯专利申请的权益，通过参考将其全部合并于此。

技术领域

本发明涉及具有副轴和简单行星齿轮组的多速行星变速器，所述副轴具有建立五组相互啮合分动齿轮的齿轮。

背景技术

机动车包括动力系，其由发动机、多速变速器和差速器或主减速器组成。多速变速器通过允许发动机在其扭矩范围内多次运行而增加机动车的整体运行范围。变速器中可用的前进速比的数量确定了重复发动机扭矩范围的次数。早期的自动变速器有两个速度范围。这严重限制了车辆的整体速度范围，因此需要能够产生宽速度和扭矩范围的相当大的发动机。这导致发动机在巡航期间在最高效点之外的特定的燃料消耗点运行。因此，手动换档（副轴变速器）最流行。

随着三和四速自动变速器问世，驾车人士越来越欢迎自动换档（行星齿轮）变速器。这些变速器改善了机动车的操作性能和燃料经济性。速比数量的增加减少了比率之间的步长，因此，通过使操作者在正常机动车加速情况下基本感觉不到比率互换而改善变速器的换档质量。

具有高于四速比的多速变速器比三和四速自动变速器在加速和燃料效率上提供了进一步的改善。然而，这种变速器的通常增加的复杂度、尺寸和成本是反面因素，这些可能阻止这些变速器在一些应用中的使用。

发明内容

提供一种多速变速器，其采用简单行星齿轮组和使用数组相互啮合的齿轮及副轴的扭矩分动器。变速器包括输入部件、输出部件、中间轴，所有这些部件同轴。提供了固定部件，诸如变速器壳。变速器还包括简单行星齿轮组。输入部件、输出部件、中间轴和简单行星齿轮组彼此同轴布置，以限定第一旋转轴线。第一副轴和第二副轴分别限定第二旋转轴线和第三旋转轴线。八个可选择性接合的扭矩传递机构，诸如离合器，被接合以传递扭矩从而建立各种速比。如在此所使用，“离合器”指的是旋转式离合器或固定式离合器，固定式离合器也被称为制动器。各不同的离合器可以是摩擦式离合器、同步器、带式离合器、可选择接合单向离合器、爪形离合器或其他类型离合器。

提供五组相互啮合齿轮，其中一些组被布置为将扭矩从输入部件传递到中间轴，其他组被布置为将扭矩从副轴传递到中间部件或简单行星齿轮组中。这五组相互啮合齿轮也被称为分动齿轮。每组相互啮合齿轮与其他组相互啮合齿轮轴向间隔开。八个扭矩传递机构包括可选择性地接合以连接输入部件用于与中间部件共同旋转的一个扭矩传递机构。其他七个扭矩传递机构每一个可选择性地接合以将各相互啮合齿轮组的不同的相应齿轮连接到副轴中的相应一个或连接到固定部件。八个扭矩传递机构能以不同组合接合，以在输入部件和输出部件之间建立多个前进速比和倒车速比。如在此所使用，“共同旋转”意思是以相同速度旋转（即，无相对旋转）。如在此所使用，“传动比”是输出部件的扭矩与输入部件的扭矩的比率，而“速比”是输入部件的速度与输出部件的速度的比率。

根据下面结合附图详细描述的实现本发明的最佳实施例，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点将是明显的。

本发明还提供了如下方案：

方案1. 一种多速变速器，包括：

输入部件；

输出部件；

固定部件；

中间轴；

简单行星齿轮组；

其中，输入部件、输出部件、中间轴和简单行星齿轮组彼此同轴布置，以限定第一旋转轴线；

第一副轴和第二副轴分别限定第二旋转轴线和第三旋转轴线；

八个可选择性接合的扭矩传递机构；

五组相互啮合的齿轮，部分组被布置为将扭矩从输入部件传递到副轴，其他组被布置为将扭矩从副轴传递到中间部件和简单行星齿轮组中的一个；每组相互啮合的齿轮与其他组相互啮合的齿轮轴向间隔设置；

其中，八个扭矩传递机构中的一个可选择性地接合以连接输入部件和所述中间部件从而共同旋转，八个扭矩传递机构中的其他七个中每一个可选择性地接合以将各组相互啮合的齿轮中的不同相应齿轮连接到副轴中的相应一个或连接到所述固定部件；其中，八个扭矩传递机构能以不同组合接合，以在输入部件和输出部件之间建立多个前进速比和一个倒车速比。

方案2. 如方案1所述的多速变速器，其中，简单行星齿轮组具有：第一部件，其持续与所述中间轴连接从而共同旋转；第二部件，其持续与输出部件连接从而共同旋转；第三部件，其持续与被布置为将扭矩从副轴中的一个传递到简单行星齿轮组的各组相互啮合的齿轮中的一组中的齿轮的其中一个连接从而共同旋转。

方案3. 如方案1所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构中的第一和第二扭矩传递机构可选择性接合，以分别将第一副轴和第二副轴固定到固定部件。

方案4. 如方案1所述的多速变速器，其中，五组相互啮合的齿轮中的第一组和第二组中每一组都包括被连接到输入部件从而共同旋转的相应齿轮，可绕第一副轴旋转的相应齿轮和可绕第二副轴旋转的相应齿轮；其中，八个扭矩传递机构中的两个分别可选择性接合，以将可绕第一副轴旋转的齿轮中的相应一个连接到第一副轴从而共同旋转；其中，八个扭矩传递机构中的另外两个分别可选择性接合，以将可绕第二副轴旋转的齿轮中的相应一个连接到第二副轴从而共同旋转。

方案5. 如方案1所述的多速变速器，其中，五组相互啮合的齿轮中的第三组包括：第一齿轮，其被连接到输入部件从而共同旋转；第二齿轮，可绕第二副轴旋转；以及第三齿轮，与第一齿轮和第二齿轮两者啮合；其中，八个扭矩传递机构中的另外一个可选择性接合，以将第二齿轮连接到第二副轴从而共同旋转。

方案6. 方案1所述的多速变速器，其中，五组相互啮合的齿轮中的第四组包括：第一齿轮，其与第二副轴连接从而共同旋转；和第二齿轮，其与第一齿轮啮合且与所述中间部件连接从而共同旋转。

方案7. 方案1所述的多速变速器，其中，五组相互啮合的齿轮中的第五组包括：第一齿轮，其与第一副轴连接从而共同旋转；和第二齿轮，其与第一齿轮啮合且与简单行星齿轮组的部件连接从而共同旋转。

方案8. 方案1所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构中的至少一部分是同步器。

方案9. 方案8所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构中的四个关于第三旋转轴线同轴且是同步器，其中，八个扭矩传递机构中的另外三个关于第二旋转轴线同轴并且是旋转或固定摩擦式离合器；其中，可选择性接合以连接输入部件和中间部件从而共同旋转的八个扭矩传递机构中的剩下一个是摩擦式离合器。

方案10. 方案9所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构能两两组合地接合，从而作为摩擦式离合器的扭矩传递机构中的至少一个在每个前进速比中和倒车速比中被接合。

方案11. 方案1所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构能以不同的两两组合方式接合，以在输入部件和输出部件之间建立六个前进速比和一个倒车速比，其中，顺序的前进速比之间的所有换档均为单转换换档。

方案12. 方案1所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构能以不同的两两组合方式接合，以在输入部件和输出部件之间建立七个前进速比和一个倒车速比，其中，顺序的前进速比之间的换档中仅有一个为双转换换档，且顺序的前进速比之间的剩余换档均为单转换换档。

方案13. 方案1所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构能以不同的两两组合方式接合，以在输入部件和输出部件之间建立八个前进速比和一个倒车速比，其中，顺序的前进速比之间的换档中仅有一个为双转换换档，且顺序的前进速比之间的剩余换档均为单转换换档。

方案14. 方案1所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构能以不同的两两组合方式接合，以在输入部件和输出部件之间建立九个前进速比和一个倒车速比，其中，顺序的前进速比之间的换档仅有一个为双转换换档，且顺序的前进速比之间的剩余换档均为单转换换档。

方案15. 方案1所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构能以不同的两两组合方式接合，以在输入部件和输出部件之间建立十三个前进速比和一个倒车速比。

方案16. 方案1所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构包括两个制动器和六个旋转式离合器。

方案17. 一种多速变速器，包括：

输入部件；

输出部件；

固定部件；

中间轴；

简单行星齿轮组，其具有太阳齿轮部件、环形齿轮部件、齿轮架部件以及通过齿轮架部件旋转支撑且与太阳齿轮部件和环形齿轮部件两者啮合的一组小齿轮；其中，输入部件、输出部件、中间轴和简单行星齿轮组彼此同轴布置，以限定第一旋转轴线；

第一副轴和第二副轴分别限定第二旋转轴线和第三旋转轴线；

八个能选择性接合的扭矩传递机构，包括两个制动器和六个旋转式离合器；

五组相互啮合的齿轮，部分组被布置为将扭矩从输入部件传递到副轴，其他组被布置为将扭矩从副轴中的相应一个传递到中间部件和简单行星齿轮组中的一个；每组相互啮合的齿轮与其他组相互啮合的齿轮轴向间隔设置；

其中，太阳齿轮部件与中间轴连接从而共同旋转，齿轮架部件与输出部件连接从而共同旋转，而环形齿轮部件与所述相互啮合的齿轮的组的部件中的一个连接从而共同旋转；

其中，八个扭矩传递机构包括能选择性地接合以使输入部件连接中间部件从而共同旋转的一个扭矩传递机构，以及七个扭矩传递机构，这七个扭矩传递机构中每一个能选择性地接合以将相互啮合的齿轮组的不同相应齿轮连接到副轴中的相应一个或连接到固定部件；其中，八个扭矩传递机构能以不同的两两组合方式接合，以在输入部件和输出部件之间建立多达十三个前进速比和一个倒车速比。

方案18. 方案17所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构能选择性接合，以建立多达九个前进速比，其中，顺序的前进速比之间的换档仅有一个为双转换换档，且顺序的前进速比之间的剩余换档均为单转换换档。

附图说明

图1是具有多速变速器的动力系的棒形示图形式的示意性说明；以及

图2是描述图1所示的变速器的某些操作特性的真值表。

具体实施方式

参照附图，其中，相同的标号指示相同的部件。图1示出动力系10，动力系10具有发动机12（标为E）、组合的副轴和行星齿轮变速器14和主减速器机构16（标为FD）。可以通过各种类型燃料给发动机12供能，以改善特定应用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。变速器14包括输入部件17，与诸如曲轴的发动机12的输出部件始终连接，任选地通过变矩器。变速器14还包括如下所述的五组相互啮合齿轮、中间部件50、第一副轴52、第二副轴54、第一行星齿轮组20和与主减速器机构16连接以向车轮提供推进力的输出部件19。

简单行星齿轮组20包括太阳齿轮部件22、环形齿轮部件24和可旋转地支撑一组小齿轮27的齿轮架部件26。小齿轮27与太阳齿轮部件22和环形齿轮部件24啮合。太阳齿轮部件22被称为简单行星齿轮组20的第一部件，且与中间部件50连接以共同旋转。齿轮架部件26被称为简单行星齿轮组20的第二部件，且与输出部件19连接以共同旋转。环形齿轮部件24被称为简单行星齿轮组20的第三部件，且与齿轮92连接以共同旋转。

变速器14包括被布置为限定三个不同旋转轴线A、B和C的多个传动轴。输入部件17、输出部件19、中间部件50和行星齿轮组20同轴且限定第一旋转轴线A。第一副轴52和第二副轴54与第一旋转轴线A平行地间隔开，且分别限定第二旋转轴线B和第三旋转轴线C。

第一组相互啮合齿轮S1包括在第一齿轮面P1内啮合的齿轮70、60和80。齿轮60与输入部件17连接以随其旋转。齿轮70与齿轮60啮合且绕副轴52同心旋转。齿轮80与齿轮60啮合且绕副轴54同心旋转。输入部件17、副轴52和54、中间部件50和输出部件19由固定的轴承支持以旋转。

第二组相互啮合齿轮S2包括在第二齿轮面P2内啮合的齿轮72、62和82。齿轮62与输入部件17以随其旋转。齿轮72与齿轮62啮合且绕副轴52同心旋转。齿轮82与齿轮62啮合且绕副轴54同心旋转。

第三组相互啮合齿轮S3包括在第三齿轮面P3内啮合的齿轮64、69和84。齿轮64与输入部件17连接以随其旋转。齿轮69与齿轮64啮合且与空转轴I一起旋转。齿轮84与齿轮69啮合且绕副轴54同心旋转。

第四组相互啮合齿轮S4包括在第四齿轮面P4内啮合的齿轮90和86。齿轮90与中间部件50连接以随其旋转。齿轮86与齿轮90啮合且与副轴54连接以随其旋转。

第五组相互啮合齿轮S5包括在第二齿轮面P5内啮合的齿轮74和92。齿轮74与副轴52连接以随其旋转。齿轮92与齿轮74啮合且与环形齿轮部件24连接以旋转。

行星齿轮组20的太阳齿轮部件22、环形齿轮部件24和小齿轮27在第六齿轮面P6内啮合。齿轮面P1-P6垂直于图1的图纸延伸。

变速器14还包括8扭矩传递机构：第一扭矩传递机构C1、第二扭矩传递机构C2、第三扭矩传递机构C3、第四扭矩传递机构C4、第五扭矩传递机构C5、第六扭矩传递机构C6、第七扭矩传递机构C7和第八扭矩传递机构C8。扭矩传递机构C3、C4、C5、C6、C7和C8是旋转式离合器。扭矩传递机构C1和C2是固定式离合器，也被称为制动器。扭矩传递机构C8以及与副轴52同心的扭矩传递机构C1、C5和C6可以是摩擦式离合器，而与副轴54同心的扭矩传递机构C2、C3、C4和C7可以是通过换档拨叉（未示出）致动的同步器，如本领域技术人员所知。通过在相同副轴52上将摩擦式离合器彼此相邻地放置，流到离合器C1、C5和C6的液压流体可以主要通过公共供给通道，因而简化了流体路线要求。简化液压供给通道和减小供给通道的整体长度简化了变速器14的生产，并且使较小的泵能用于液压系统。另外，如果仅离合器C1、C5、C6和C8是摩擦式离合器，则根据下面讨论的图2的接合图表，每个速比中仅存在三个打开的离合器，限制了自旋损失。替换地，扭矩传递机构C2、C3、C4和C7也可以是摩擦式离合器，或者扭矩传递机构C2和C7可以是单边同步器且扭矩传递机构C3和C4可以是双边同步器。扭矩传递机构C5和C6也可以是双边同步器。使用同步器代替离合器减少了自旋损失。在其他实施例中，扭矩传递机构可以是不同类型的离合器。

第一扭矩传递机构C1也被称为制动器C1，是固定式离合器，其可选择性接合以将副轴52固定到固定部件40，从而保持齿轮74和环形齿轮部件24固定。第二扭矩传递机构C2也被称为制动器C2，是固定式离合器，可选择性接合以将副轴54固定到固定部件40，从而保持齿轮86、齿轮90、中间部件50和太阳齿轮部件22固定。第三扭矩传递机构C3也被称为离合器C3，是旋转式离合器，可选择性接合以将齿轮80与副轴54连接从而共同旋转。第四扭矩传递机构C4也被称为离合器C4，是旋转式离合器，可选择性接合以将齿轮82与副轴54连接从而共同旋转。第五扭矩传递机构C5也被称为离合器C5，是旋转式离合器，可选择性接合以将齿轮70与副轴52连接从而共同旋转。第六扭矩传递机构C6也被称为离合器C6，是旋转式离合器，可选择性接合以将齿轮72与副轴52连接从而共同旋转。第七扭矩传递机构C7也被称为离合器C7，可选择性接合以将齿轮84与副轴54连接从而共同旋转。第八扭矩传递机构C8也被称为离合器C8，可选择性接合以将输入部件17与中间部件50连接从而共同旋转。

如图2的真值表所示，扭矩传递机构C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7和C8可两两组合地选择性接合，以提供多达十三个前进速比和一个倒车速比（列出为档位状态）。在图2中列出与速比相应的用数字表示的传动比。传动比是输出部件19的扭矩与输入部件17的扭矩的比率。每个传动比都对应一个速比。速比是输入部件17的速度与输出部件19的速度的比率。

由于第二和第八前进速比是任选的，因此在括号内列出第二和第八前进速比。如果这两个速比都不可用，则变速器14将是11速变速器，如果仅这两个速比中的一个可用，则变速器14是12速变速器。

图2中阐述的数字表示的传动比从建立以下传动比的齿数获得。齿轮70与齿轮60的传动比和齿轮80与齿轮60的传动比是-0.67。齿轮72与齿轮62的传动比和齿轮82与齿轮62的传动比是-1.5。齿轮84与齿轮64的传动比是+1.74。齿轮90与齿轮86的传动比是-2.0。齿轮92与齿轮74的传动比是-1.5。假设齿轮架部件26停止（仅为了计算目的），环形齿轮部件24与太阳齿轮部件22的传动比是-2.0。

使用以上列出的齿数，存在导致在图2中列出的比率步长的11个减速传动速比（第一至第十一）和一个超速传动速比（第十三）。如图2所示，在第三至第十二前进速比中，比率步长相对均匀，由于发动机12在每个速比中仅需要在相对窄的速度范围运行，因此导致顺畅换档感受且提高燃料效率。可以选择其他齿轮齿数和相应的传动比，以实现对特定变速器应用有利的速比和比率步长。变速器设计领域的普通技术人员将知道如何选择期望的齿数。

为了建立倒车速比（REV），接合制动器C1和离合器C7。因为接合制动器C1，所以保持环形齿轮部件24固定。因为接合离合器C7，所以扭矩通过相互啮合的齿轮64、69和84沿副轴54，通过相互啮合的齿轮86和90传递到太阳齿轮部件22，并且通过行星齿轮组20传递到输出部件19。输出部件19按照与输入部件17相反的方向旋转。

为了建立第一速比，接合制动器C1和离合器C4。因为接合制动器C1，所以保持环形齿轮部件24固定。因为接合离合器C4，所以扭矩通过相互啮合的齿轮62和82从输入部件17传递到副轴54，通过相互啮合的齿轮86和90传递到太阳齿轮部件22，并且通过行星齿轮组20传递到输出部件19。在所有前进速比中，输入部件17和输出部件19以相同方向旋转。

为了建立第二速比，接合离合器C6和C7。因为接合离合器C6，所以扭矩通过相互啮合的齿轮62和72从输入部件17传递到副轴52，通过相互啮合的齿轮74和92传递到环形齿轮部件24。因为接合离合器C7，所以扭矩通过相互啮合的齿轮64、69和84从输入部件17传递到副轴54，通过相互啮合的齿轮86和90传递到太阳齿轮部件22。在太阳齿轮部件22处提供的扭矩添加到在环形齿轮部件24处提供的扭矩，从而通过行星齿轮组20到达齿轮架部件26和输出部件19。从第一速比到第二速比的换档是双转换换档。

为了建立第三速比，接合制动器C1和离合器C3。因为接合制动器C1，所以保持环形齿轮部件24固定。因为接合离合器C3，所以扭矩通过相互啮合的齿轮60和80从输入部件17传递到副轴54，通过相互啮合的齿轮86和90传递到太阳齿轮部件22，并且通过行星齿轮组20传递到输出部件19。从第二速比到第三速比的换档是双转换换档。

为了建立第四速比，接合制动器C2和C6。因为接合制动器C2，所以保持太阳齿轮部件22固定。因为接合离合器C6，所以扭矩通过相互啮合的齿轮62和72从输入部件17传递到副轴52，通过相互啮合齿轮74和92传递到环形齿轮部件24，并且通过行星齿轮组20传递到输出部件19。从第三速比到第四速比的换档是双转换换档。

为了建立第五速比，接合离合器C1和离合器C8。因为接合离合器C1，所以保持环形齿轮部件24固定。因为接合离合器C8，所以扭矩从输入部件17传递到中间部件50和太阳齿轮部件22。扭矩在通过行星齿轮组20到达输出部件19时被放大。从第四速比到第五速比的换档是双转换换档。

为了建立第六速比，接合离合器C4和C6。因为接合离合器C4，所以扭矩通过相互啮合的齿轮62和82从输入部件17传递到副轴54，通过相互啮合的齿轮86和90传递到太阳齿轮部件22。因为接合离合器C6，所以扭矩通过相互啮合的齿轮62和72从输入部件17传递到副轴52，通过相互啮合的齿轮74和92传递到环形阳齿轮部件24。从提供给环形阳齿轮部件24的扭矩中减去提供给太阳齿轮部件22的扭矩，并且扭矩通过行星齿轮组20传递到齿轮架部件26和输出部件19。从第五速比到第六速比的换档是双转换换档。

为了建立第七速比，接合离合器C3和C6。因为接合离合器C3，所以扭矩通过相互啮合的齿轮60和80从输入部件17传递到副轴54，通过相互啮合的齿轮86和90传递到太阳齿轮部件22。因为接合离合器C6，所以扭矩通过相互啮合的齿轮62和72从输入部件17传递到副轴52，通过相互啮合的齿轮74和92传递到环形阳齿轮部件24。从提供给环形齿轮部件24的扭矩减去提供给太阳齿轮部件22的扭矩，并且扭矩通过行星齿轮组20传递到齿轮架部件26和输出部件19。从第六速比到第七速比的换档是单转换换档。

为了建立第八速比，接合离合器C5和C7。因为接合离合器C5，所以扭矩通过相互啮合的齿轮60和70从输入部件17传递到副轴52，通过相互啮合的齿轮74和92传递到环形齿轮部件24。因为接合离合器C7，所以扭矩通过相互啮合的齿轮64、69和84从输入部件17传递到副轴54，通过相互啮合的齿轮86和90传递到太阳齿轮部件22。提供给太阳齿轮部件22的扭矩添加到提供给环形齿轮部件24的扭矩，并且扭矩通过行星齿轮组20传递到齿轮架部件26和输出部件19。从第七速比到第八速比的换档是双转换换档。

为了建立第九速比，接合制动器C2和离合器C5。因为接合制动器C2，所以保持太阳齿轮部件22固定。因为接合离合器C5，所以扭矩通过相互啮合的齿轮60和70从输入部件17传递到副轴52，通过相互啮合的齿轮74和92传递到环形齿轮部件24，通过行星齿轮组20传递到输出部件19。从第八速比到第九速比的换档是单转换换档。

为了建立第十速比，接合离合器C4和C5。因为接合离合器C5，所以扭矩通过相互啮合的齿轮60和70从输入部件17传递到副轴52，通过相互啮合的齿轮74和92传递到环形齿轮部件24。因为接合离合器C4，所以扭矩通过相互啮合的齿轮62和82从输入部件17传递到副轴54，通过相互啮合的齿轮86和90传递到太阳齿轮部件22。从提供给环形齿轮部件24的扭矩减去提供给太阳齿轮部件22的扭矩，并且扭矩通过行星齿轮组20传递到齿轮架部件26和输出部件19。从第九速比到第十速比的换档是单转换换档。

为了建立第十一速比，接合离合器C3和C5。因为接合离合器C5，所以扭矩通过相互啮合的齿轮60和70从输入部件17传递到副轴52，通过相互啮合的齿轮74和92传递到环形齿轮部件24。因为接合离合器C3，所以扭矩通过相互啮合的齿轮60和80从输入部件17传递到副轴54，通过相互啮合的齿轮86和90传递到太阳齿轮部件22。从提供给环形齿轮部件24的扭矩减去提供给太阳齿轮部件22的扭矩，并且扭矩通过行星齿轮组20传递到齿轮架部件26和输出部件19。从第十速比到第十一速比的换档是单转换换档。

为了建立第十二速比，接合离合器C5和C8。因为接合离合器C5，所以扭矩通过相互啮合的齿轮60和70从输入部件17传递到副轴52，通过相互啮合的齿轮74和92传递到环形齿轮部件24。因为接合离合器C8，所以扭矩从输入部件17传递到中间部件50和太阳齿轮部件22。从提供给环形齿轮部件24的扭矩减去提供给太阳齿轮部件22的扭矩，并且扭矩通过行星齿轮组20传递到齿轮架部件26和输出部件19。从第十一速比到第十二速比的换档是单转换换档。

为了建立第十三速比，接合离合器C6和C8。因为接合离合器C6，所以扭矩通过相互啮合的齿轮62和72从输入部件17传递到副轴52，通过相互啮合的齿轮74和92传递到环形齿轮部件24。因为接合离合器C8，所以扭矩从输入部件17传递到中间部件50和太阳齿轮部件22。从提供给环形齿轮部件24的扭矩减去提供给太阳齿轮部件22的扭矩，从而通过行星齿轮组20传递到齿轮架部件26和输出部件19。从第十二速比到第十三速比的换档是单转换换档。

尽管十三个前进速比可用，但是可以控制变速器14，以使仅在部分可用前进速比上运行。例如，变速器14可以被配置为作为6速变速器、7速变速器、8速变速器、9速变速器、10速变速器、11速变速器或12速变速器操作。变速器14可以以少于6个的前进速比操作。

在变速器14作为6速变速器操作的一种方式中，控制指引液压流体流到扭矩传递机构的阀的控制器中存储的算法可以仅建立倒车速比，并将如上所述第二、第四、第六、第七、第十一和第十二前进速比建立为第一、第二、第三、第四、第五和第六前进速比。在这种6速变速器中，在顺序的前进速比之间仅存在单转换换档。通过建立倒车速比并将如上所述第二、第四、第六、第十、第十一和第十二前进速比建立为第一、第二、第三、第四、第五和第六前进速比，变速器14还可以作为在顺序速比之间仅有单转换换档的6速变速器操作。单转换换档更容易计时，从而扭矩干扰并不明显且维持顺利换档感受。

为了将变速器14作为7速变速器操作，控制器可以仅建立倒车速比并将如上所述的第二、第四、第六、第七、第十、第十一和第十二前进速比建立为第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七前进速比。在这种7速变速器中，仅在第四和第五前进速比之间（即，图2的第七和第十前进速比）存在双转换换档且剩余换档是单转换换档。

为了将变速器14作为8速变速器操作，将使用对于7速变速器描述的所有前进速比以及图2的第八前进速比。8速变速器仅在第四和第五前进速比之间（即，图2的第七和第八前进速比）存在双转换换档且剩余换档是单转换换档。

为了将变速器14作为9速变速器操作，将使用对于8速变速器描述的所有前进速比以及图2的第九前进速比。9速变速器仅在第四和第五前进速比之间（即，图2的第七和第八前进速比）存在双转换换档且剩余换档是单转换换档。

动力系10可以与混合动力车轮共用组件，且这种组合可以在“电荷消耗模式”下操作。为了本发明的目的，“电荷消耗模式”是这样的模式：主要通过电动机/发电机给机动车供能，从而当机动车到达其目的时蓄电池耗尽或接近枯竭。换句话说，在电荷消耗模式期间，发动机12仅在对确保在到达目的地之前蓄电池不被耗尽来说必要的程度上运行。传统的混合动力车辆在“电荷消耗模式”下操作，其中，如果蓄电池电荷水平下降到预定水平（例如，25%）之下，发动机自动运行以给蓄电池充电。因此，通过在电荷消耗模式下操作，混合动力车辆可以节省部分或全部的在传统混合动力车辆中用于耗费以维持25%电池电荷水平的燃料。应该理解，如果在到达目的地之后通过将蓄电池插入电源就能给蓄电池充电，则优选地在电荷消耗模式下运行混合动力机动车动力系。

尽管已经详细描述了实现本发明的最佳实施例，但是本领域的技术人员将认识到，实现本发明的各种替换设计和实施例落入所附权利要求的范围内。

Claims (10)

1. 一种多速变速器，包括：

输入部件；

输出部件；

固定部件；

中间轴；

简单行星齿轮组；

其中，输入部件、输出部件、中间轴和简单行星齿轮组彼此同轴布置，以限定第一旋转轴线；

第一副轴和第二副轴分别限定第二旋转轴线和第三旋转轴线；

八个可选择性接合的扭矩传递机构；

五组相互啮合的齿轮，部分组被布置为将扭矩从输入部件传递到副轴，其他组被布置为将扭矩从副轴传递到中间部件和简单行星齿轮组中的一个；每组相互啮合的齿轮与其他组相互啮合的齿轮轴向间隔设置；

其中，八个扭矩传递机构中的一个可选择性地接合以连接输入部件和所述中间部件从而共同旋转，八个扭矩传递机构中的其他七个中每一个可选择性地接合以将各组相互啮合的齿轮中的不同相应齿轮连接到副轴中的相应一个或连接到所述固定部件；其中，八个扭矩传递机构能以不同组合接合，以在输入部件和输出部件之间建立多个前进速比和一个倒车速比。

2. 如权利要求1所述的多速变速器，其中，简单行星齿轮组具有：第一部件，其持续与所述中间轴连接从而共同旋转；第二部件，其持续与输出部件连接从而共同旋转；第三部件，其持续与被布置为将扭矩从副轴中的一个传递到简单行星齿轮组的各组相互啮合的齿轮中的一组中的齿轮的其中一个连接从而共同旋转。

3. 如权利要求1所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构中的第一和第二扭矩传递机构可选择性接合，以分别将第一副轴和第二副轴固定到固定部件。

4. 如权利要求1所述的多速变速器，其中，五组相互啮合的齿轮中的第一组和第二组中每一组都包括被连接到输入部件从而共同旋转的相应齿轮，可绕第一副轴旋转的相应齿轮和可绕第二副轴旋转的相应齿轮；其中，八个扭矩传递机构中的两个分别可选择性接合，以将可绕第一副轴旋转的齿轮中的相应一个连接到第一副轴从而共同旋转；其中，八个扭矩传递机构中的另外两个分别可选择性接合，以将可绕第二副轴旋转的齿轮中的相应一个连接到第二副轴从而共同旋转。

5. 如权利要求1所述的多速变速器，其中，五组相互啮合的齿轮中的第三组包括：第一齿轮，其被连接到输入部件从而共同旋转；第二齿轮，可绕第二副轴旋转；以及第三齿轮，与第一齿轮和第二齿轮两者啮合；其中，八个扭矩传递机构中的另外一个可选择性接合，以将第二齿轮连接到第二副轴从而共同旋转。

6. 权利要求1所述的多速变速器，其中，五组相互啮合的齿轮中的第四组包括：第一齿轮，其与第二副轴连接从而共同旋转；和第二齿轮，其与第一齿轮啮合且与所述中间部件连接从而共同旋转。

7. 权利要求1所述的多速变速器，其中，五组相互啮合的齿轮中的第五组包括：第一齿轮，其与第一副轴连接从而共同旋转；和第二齿轮，其与第一齿轮啮合且与简单行星齿轮组的部件连接从而共同旋转。

8. 权利要求1所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构中的至少一部分是同步器。

9. 权利要求8所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构中的四个关于第三旋转轴线同轴且是同步器，其中，八个扭矩传递机构中的另外三个关于第二旋转轴线同轴并且是旋转或固定摩擦式离合器；其中，可选择性接合以连接输入部件和中间部件从而共同旋转的八个扭矩传递机构中的剩下一个是摩擦式离合器。

10. 一种多速变速器，包括：

输入部件；

输出部件；

固定部件；

中间轴；

简单行星齿轮组，其具有太阳齿轮部件、环形齿轮部件、齿轮架部件以及通过齿轮架部件旋转支撑且与太阳齿轮部件和环形齿轮部件两者啮合的一组小齿轮；其中，输入部件、输出部件、中间轴和简单行星齿轮组彼此同轴布置，以限定第一旋转轴线；

第一副轴和第二副轴分别限定第二旋转轴线和第三旋转轴线；

八个能选择性接合的扭矩传递机构，包括两个制动器和六个旋转式离合器；

五组相互啮合的齿轮，部分组被布置为将扭矩从输入部件传递到副轴，其他组被布置为将扭矩从副轴中的相应一个传递到中间部件和简单行星齿轮组中的一个；每组相互啮合的齿轮与其他组相互啮合的齿轮轴向间隔设置；

其中，太阳齿轮部件与中间轴连接从而共同旋转，齿轮架部件与输出部件连接从而共同旋转，而环形齿轮部件与所述相互啮合的齿轮的组的部件中的一个连接从而共同旋转；

其中，八个扭矩传递机构包括能选择性地接合以使输入部件连接中间部件从而共同旋转的一个扭矩传递机构，以及七个扭矩传递机构，这七个扭矩传递机构中每一个能选择性地接合以将相互啮合的齿轮组的不同相应齿轮连接到副轴中的相应一个或连接到固定部件；其中，八个扭矩传递机构能以不同的两两组合方式接合，以在输入部件和输出部件之间建立多达十三个前进速比和一个倒车速比。

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