CN103154568B - 9挡行星齿轮自动变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种行星齿轮自动变速器，特别是具有九个前进挡的行星齿轮自动变速器，其中设置有：正好一个变速器输入元件（GE）、正好一个变速器从动元件（GA）、正好四个行星齿轮组（PGS1-PGS4）和正好六个用于切换该行星齿轮自动变速器的各个挡位的换挡元件（B03、B06、K14、K18、K38、K78）。

Description

9挡行星齿轮自动变速器
本发明涉及一种行星齿轮自动变速器。
本发明的目的是，提供一种行星齿轮自动变速器，该行星齿轮自动变速器比当今市场上已经存在的8挡-自动变速器具有更多的前进挡以及具有尽可能简单的设计结构。
这个目的通过具有以下特征的行星齿轮自动变速器得以实现，即：其中设置有：正好一个变速器输入元件、正好一个变速器从动元件、正好四个行星齿轮组和正好六个用于切换该行星齿轮自动变速器的各个挡位的换挡元件；设置第一行星齿轮组，该第一行星齿轮组具有一个与所述行星齿轮自动变速器的壳体固定连接的第一内齿轮、一个能旋转地设置的第一太阳轮和与所述第一内齿轮及所述第一太阳轮啮合的各第一行星齿轮，所述各第一行星齿轮能旋转地支承在第一行星齿轮架上；设置第一制动器，在该第一制动器的闭合状态中，所述第一太阳轮相对于所述壳体是固定的；设置第二行星齿轮组，该第二行星齿轮组具有一个能旋转地设置的第二内齿轮、一个能旋转地设置的第二太阳轮和与所述第二内齿轮及所述第二太阳轮啮合的各第二行星齿轮，所述各第二行星齿轮能旋转地支承在第二行星齿轮架上；第一与第二太阳轮永久地相互旋转耦连；设置第一离合器，在该第一离合器的闭合状态中，第一行星齿轮架与第二行星齿轮架相互旋转耦连。
本发明的基本原理在于这样一种行星齿轮自动变速器，特别是具有九个前进挡的行星齿轮自动变速器，其中，该行星齿轮自动变速器具有正好四个行星齿轮组和正好六个为了切换行星齿轮自动变速器的各个挡位而设置的换挡元件。
这些换挡元件的几个或者全部可以是摩擦锁合的或者形锁合的换挡元件，例如多片式离合器或者多片式制动器或者牙嵌离合器。
如果设置了一个或者多个形锁合的换挡元件，则可以为这些形锁合的换挡元件中的个别或者每一换挡元件分别配置一个同步装置。
所述行星齿轮自动变速器具有变速器输入端和变速器输出端，所述变速器输入端例如通过变速器输入轴构成，所述变速器输出端可以通过变速器输出轴构成。可以将“起动模块”前置于行星齿轮自动变速器，该起动模块例如可以通过液力的转矩转换器(液力变矩器)构成。因此变速器输入端可以与液力的转矩转换器的“从动端”连接。
变速器输出端可以与机动车的动力传动系耦连。在全轮驱动的车辆的情况中，变速器输出端例如可与全轮分动器(Allradverteilergetriebe)的输入端连接。
下文将结合附图进一步阐述本发明。附图中：
图1为本发明的行星齿轮自动变速器的实施例；
图2为用于说明变速器速比间隔的图表，该变速器速比间隔可以利用图1示出的变速器实现；和
图3为换挡阵列，用以说明在各确定的挡位中哪些换挡元件闭合。
在图1中示出的行星齿轮自动变速器具有变速器输入轴GE和变速器输出轴GA。
另外，设置有正好四个行星齿轮组，具体而言，从变速器输入端GE朝变速器输出端GA的方向观察有第一行星齿轮组PGS1、第二行星齿轮组PGS2、第三行星齿轮组PGS3和第四行星齿轮组PGS4。
另外，设置有正好六个用于切换到行星齿轮自动变速器的各个挡位的换挡元件，即第一离合器K78、第二离合器K18、第三离合器K14、第四离合器K38、第一制动器B06以及第二制动器B03。
第一行星齿轮组PGS1具有一个与壳体0固定连接的第一内齿轮P1H、以及一个可旋转地设置的第一太阳轮P1S、和与第一内齿轮P1H及第一太阳轮P1S啮合的各第一行星齿轮，在图1中示出的视图中仅仅示出这些第一行星齿轮中的一个第一行星齿轮P1P。各第一行星齿轮P1P可旋转地支承在第一行星齿轮架P1T上。
另外，设置有第一制动器B06。在该第一制动器B06的闭合状态中，第一太阳轮P1S相对于壳体0固定。
在图1中示出的行星齿轮自动变速器的第二行星齿轮组PGS2具有一个可旋转地设置的内齿轮P2H、一个可旋转地设置的第二太阳轮P2S和与第二内齿轮P2H及第二太阳轮P2S啮合的各第二行星齿轮P2P，这些第二行星齿轮可旋转地支承在第二行星齿轮架P2T上。
如从图1中可以看到的那样，第一太阳轮P1S与第二太阳轮P2S永久地旋转耦连。因此这两个太阳轮始终以一个相同的转速旋转。
另外，图1示出的行星齿轮自动变速器还具有第一离合器K78。在该第一离合器K78的闭合状态中，第一行星齿轮架P1T与第二行星齿轮架P2T旋转耦连。因此在第一离合器K78闭合的情况下两个行星齿轮架P1T、P2T以一个相同的转速旋转。
作为第一离合器K78的替代，也可能使用一种形锁合的换挡元件，例如牙嵌离合器，特别是带有同步装置的牙嵌离合器。
另外还设置有第二离合器K18。在该第二离合器K18的闭合状态中，变速器输入元件GE与第二行星齿轮架P2T旋转耦连。
第三行星齿轮组PGS3具有一个可旋转地设置的第三内齿轮P3H、一个可旋转地设置的第三太阳轮P3S和与第三内齿轮P3H及第三太阳轮P3S啮合的各第三行星齿轮，在图1中示出的视图中仅仅示出这些第三行星齿轮中的一个第三行星齿轮P3P。各第三行星齿轮P3P可旋转地支承在第三行星齿轮架P3T上。
如从附图中可以看到的那样，第三内齿轮P3H与第二内齿轮P2H永久地旋转耦连。第三行星齿轮架P3T又与变速器从动元件GA永久地耦连。
此外还设置有第三离合器K14。在该第三离合器K14的闭合状态中，第三太阳轮P3S与变速器输入元件GE旋转耦连。
第四行星齿轮组PGS4具有一个可旋转地设置的第四内齿轮P4H、一个可旋转地设置的第四太阳轮P4S和与第四内齿轮P4H及第四太阳轮P4S啮合的各第四行星齿轮P4P，这些第四行星齿轮可旋转地支承在第四行星齿轮架P4T上。
第四内齿轮P4H与第三太阳轮P3S永久地旋转耦连。
如从图1中可以看到的那样，第四行星齿轮架P4T与变速器从动元件GA永久地旋转耦连。另外可以确定，第四行星齿轮架P4T与第三行星齿轮架P3T永久地旋转耦连。
通过使第二制动器B03闭合，第四太阳轮P4S可以相对于壳体0固定。
另外，图1示出的变速器还具有第四离合器K38。在该第四离合器K38的闭合状态中，第二行星齿轮架P2T与第四太阳轮P4S旋转耦连。
另外，图1中所示的变速器的特征还在于一种空心轴结构，该空心轴结构具有外部空心轴AHW、可旋转地设置在其内的空心轴IHW和可旋转地设置在该内部空心轴中的轴W。通过所述外部空心轴AHW，第一太阳轮P1S与第二太阳轮P2S旋转耦连。通过所述内部空心轴，第二行星齿轮架P2T与第二离合器K18的从动侧旋转耦连。通过设置在内部空心轴IHW中的轴，第三太阳轮P3S与第三离合器K14的从动侧连接。第三离合器K14特别可以是一种形锁合的离合器，例如牙嵌离合器。
图2示出了各个变速器挡位的传动比。图1中示出的行星齿轮自动变速器总共具有九个前进挡和一个倒车挡。在一种具体的实施例中，挡位速比间隔例如在1.131(第五挡与第六挡之间的速比间隔)与1.692(第一挡与第二挡之间的速比间隔)之间的范围内。变速器的总速比间隔具有相对较高的值8.962。
如从图2中可以看到的那样，该变速器具有三个所谓的“超速挡”，即前进挡7、8、9。
通过改变“固定变速器传动比”(所说固定变速器传动比是指内齿轮的齿数与太阳轮的齿数之比)i0PGS1、i0PGS2、i0PGS3、i0PGS3，当然也可以实现其他的传动级跃变(即各挡速比间隔)。
图3示出了在图1中所示的行星齿轮自动变速器针对各个挡位的换挡阵列。配置黑点的表格区代表闭合的换挡元件(可实现转矩传递)。空白的表格区代表断开的换挡元件(不可实现转矩传递)。例如，在挂入第三挡位时，两个制动器B03、B06断开，离合器K14闭合，离合器K18断开，离合器K38闭合以及离合器K78同样闭合。
在图1所示的变速器中，在每个挡位中始终有三个换挡元件是闭合的以及三个换挡元件是断开的，这在变速器的效率方面是有益的，因为在闭合的换挡元件上实际上不产生滑动或拖曳损失。

Claims (19)

1.行星齿轮自动变速器，其中设置有：
-正好一个变速器输入元件(GE)，
-正好一个变速器从动元件(GA)，
-正好四个行星齿轮组(PGS1-PGS4)，和
-正好六个用于切换该行星齿轮自动变速器的各个挡位的换挡元件(B03、B06、K14、K18、K38、K78)；
设置第一行星齿轮组(PGS1)，该第一行星齿轮组具有一个与所述行星齿轮自动变速器的壳体(0)固定连接的第一内齿轮(P1H)、一个能旋转地设置的第一太阳轮(P1S)和与所述第一内齿轮(P1H)及所述第一太阳轮(P1S)啮合的各第一行星齿轮(P1P)，所述各第一行星齿轮能旋转地支承在第一行星齿轮架(P1T)上；
设置第一制动器(B06)，在该第一制动器(B06)的闭合状态中，所述第一太阳轮(P1S)相对于所述壳体(0)是固定的；
设置第二行星齿轮组(PGS2)，该第二行星齿轮组具有一个能旋转地设置的第二内齿轮(P2H)、一个能旋转地设置的第二太阳轮(P2S)和与所述第二内齿轮(P2H)及所述第二太阳轮(P2S)啮合的各第二行星齿轮(P2P)，所述各第二行星齿轮能旋转地支承在第二行星齿轮架(P2T)上；
第一与第二太阳轮(P1S，P2S)永久地相互旋转耦连；
设置第一离合器(K78)，在该第一离合器(K78)的闭合状态中，第一行星齿轮架(P1T)与第二行星齿轮架(P2T)相互旋转耦连。
2.如权利要求1所述的行星齿轮自动变速器，其特征在于，设置第二离合器(K18)，在该第二离合器(K18)的闭合状态中，所述变速器输入元件(GE)与第二行星齿轮架(P2T)相互旋转耦连。
3.如权利要求2所述的行星齿轮自动变速器，其特征在于，设置第三行星齿轮组(PGS3)，该第三行星齿轮组具有一个能旋转地设置的第三内齿轮(P3H)、一个能旋转地设置的第三太阳轮(P3S)和与所述第三内齿轮(P3H)及所述第三太阳轮(P3S)啮合的各第三行星齿轮(P3P)，所述各第三行星齿轮能旋转地支承在第三行星齿轮架(P3T)上。
4.如权利要求3所述的行星齿轮自动变速器，其特征在于，所述第三内齿轮(P3H)与第二内齿轮(P2H)永久地旋转耦连。
5.如权利要求3所述的行星齿轮自动变速器，其特征在于，所述第三行星齿轮架(P3T)与所述变速器从动元件(GA)永久地旋转耦连。
6.如权利要求3所述的行星齿轮自动变速器，其特征在于，设置第三离合器(K14)，在该第三离合器(K14)的闭合状态中，第三太阳轮(P3S)与所述变速器输入元件(GE)相互旋转耦连。
7.如权利要求3所述的行星齿轮自动变速器，其特征在于，设置第四行星齿轮组(PGS4)，该第四行星齿轮组具有一个能旋转地设置的第四内齿轮(P4H)、一个能旋转地设置的第四太阳轮(P4S)和与所述第四内齿轮(P4H)及所述第四太阳轮(P4S)啮合的各第四行星齿轮(P4P)，所述各第四行星齿轮能旋转地支承在第四行星齿轮架(P4T)上。
8.如权利要求7所述的行星齿轮自动变速器，其特征在于，所述第四内齿轮(P4H)与第三太阳轮(P3S)永久地旋转耦连。
9.如权利要求7所述的行星齿轮自动变速器，其特征在于，所述第四行星齿轮架(P4T)与所述变速器从动元件(GA)永久地旋转耦连。
10.如权利要求7所述的行星齿轮自动变速器，其特征在于，所述第四行星齿轮架(P4T)与第三行星齿轮架(P3T)永久地旋转耦连。
11.如权利要求7所述的行星齿轮自动变速器，其特征在于，设置第二制动器(B03)，在该第二制动器(B03)的闭合状态中，第四太阳轮(P4S)相对于所述壳体(0)是固定的。
12.如权利要求7所述的行星齿轮自动变速器，其特征在于，设置第四离合器(K38)，在该第四离合器(K38)的闭合状态中，第二行星齿轮架(P2T)与第四太阳轮(P4S)相互旋转耦连。
13.如权利要求6所述的行星齿轮自动变速器，其特征在于，设有一外部空心轴(AHW)，通过该外部空心轴，第一太阳轮(P1S)与第二太阳轮(P2S)旋转耦连。
14.如权利要求13所述的行星齿轮自动变速器，其特征在于，设有在所述外部空心轴(AHW)中设置的内部空心轴(IHW)，通过该内部空心轴，第二行星齿轮架(P2T)与第二离合器(K18)的从动侧连接。
15.如权利要求14所述的行星齿轮自动变速器，其特征在于，设有在所述内部空心轴(IHW)中设置的轴(W)，通过该轴，第三太阳轮(P3S)与第三离合器(K14)的从动侧连接。
16.如权利要求6所述的行星齿轮自动变速器，其特征在于，第三离合器是一种形锁合的离合器。
17.如权利要求16所述的行星齿轮自动变速器，其特征在于，第三离合器是牙嵌离合器。
18.如权利要求1所述的行星齿轮自动变速器，其特征在于，设置一种形锁合的换挡元件，该换挡元件起到第一离合器(K78)的作用。
19.如权利要求1所述的行星齿轮自动变速器，其特征在于，行星齿轮自动变速器是具有九个前进挡的行星齿轮自动变速器。
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