CN103573934A - 多级变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一系列变速器齿轮传动装置，该装置通过三个离合器或制动器的多个组合的选择性接合而产生九个前进传动比和一个倒挡传动比。每个变速器齿轮传动装置包括配置用于在中间轴和输入轴之间建立多个传动比的可换挡的前齿轮传动装置。这些传动比包括倒挡传动比、零传动比、两个低挡传动比以及直接挡传动比。每个变速器齿轮传动装置还包括配置用于在输入轴、中间轴和输出轴之间选择性地建立特定转速关系的可换挡的后齿轮传动装置。可换挡的后齿轮传动装置中的离合器的接合在输出轴和中间轴之间建立低挡传动比。可换挡的后齿轮传动装置中的另一个离合器的接合将输入轴的转速约束为中间轴的转速和输出轴的转速之间的加权平均值。

Description

多级变速器
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的自动变速器领域。更具体地，本发明涉及在动力传输中齿轮、离合器的设置以及它们之间的相互连接。
背景技术
很多车辆在宽范围的车速（包括向前运动和向后运动两者）下使用。然而，某些类型的发动机只能在较窄的速度范围内高效运转。所以，能以多个传动比（speed ratio）高效传输动力的变速器被频繁使用。当车辆处于较低车速时，变速器通常以高传动比运转使得它放大发动机扭矩用以改善加速。当车辆处于较高车速时，变速器以低传动比运转以允许与安静、燃料高效的巡航关联的发动机转速。通常，变速器具有安装至车辆结构的壳体、通过发动机曲轴驱动的输入轴以及通常经由差速器总成驱动车轮的输出轴，该差速器总成允许车辆转弯时左轮和右轮的转速稍微不同。
发明内容
本发明公开了一系列变速器齿轮传动装置（gearing arrangement）。每个变速器齿轮传动装置包括配置用于在中间轴和输入轴之间建立多个传动比的可换挡的前齿轮传动装置，这些传动比包括倒挡传动比、零传动比（zero speedratio）、两个低挡传动比和直接挡传动比。例如，可换挡的前齿轮传动装置可包含两个简单的行星齿轮组和四个离合器。每个变速器齿轮传动装置还包括配置用于在输入轴、中间轴和输出轴之间选择性建立特定转速关系的可换挡的后齿轮传动装置。例如，可换挡的后齿轮传动装置可包含两个简单的行星齿轮组和两个离合器。离合器中三者接合的组合建立九个前进传动比和一个倒挡传动比。
根据本发明，提供一种变速器，所述变速器包含：输入轴、输出轴和第一中间轴；第一可换挡的齿轮传动装置，配置用于在所述第一中间轴和所述输入轴之间选择性地建立至少五个传动比；第二可换挡的齿轮传动装置，配置用于选择性地约束所述输出轴以零和所述第一中间轴的转速之间的转速旋转；以及第一固定的齿轮传动装置，配置用于固定地约束所述输入轴以第八元件的转速和第六元件的转速之间的转速旋转，其中，所述第八元件连接至所述第一中间轴而所述第六元件连接至所述输出轴。
根据本发明的一个实施例，在所述第一中间轴和所述输入轴之间的所述至少五个传动比包含倒挡传动比、零传动比、两个低挡传动比和直接挡传动比。
根据本发明的一个实施例，所述第一可换挡的齿轮传动装置包含：第二固定的齿轮传动装置，配置用于固定地约束第二元件以第一元件的转速和所述第一中间轴的所述转速之间的转速旋转；第三可换挡的齿轮传动装置，配置用于选择性地约束所述第一中间轴以所述第二元件的转速和所述输入轴的转速之间的转速旋转；第二离合器，选择性地将所述第一元件连接至所述输入轴；第一制动器，选择性地保持所述第一元件不旋转；以及第二制动器，选择性地保持所述第二元件不旋转。
根据本发明的一个实施例，第三可换挡的齿轮传动装置包含：简单的行星齿轮组，该齿轮组具有固定地连接至输入轴的中心齿轮、行星齿轮架、固定地连接至第二元件的环形齿轮以及被支撑为相对于行星齿轮架旋转并与中心齿轮和环形齿轮两者连续啮合的多个行星齿轮；以及第三离合器，选择性地连接行星齿轮架至第一中间轴。
根据本发明的一个实施例，第三可换挡的齿轮传动装置包含：简单的行星齿轮组，该齿轮组具有固定地连接至输入轴的中心齿轮、固定地连接至第一中间轴的行星齿轮架、环形齿轮以及被支撑为相对于行星齿轮架旋转并与中心齿轮和环形齿轮两者连续啮合的多个行星齿轮；以及第三离合器，选择性地将环形齿轮连接至第二元件。
根据本发明的一个实施例，第二可换挡的齿轮传动装置包含：简单的行星齿轮组，该齿轮组具有固定地保持不旋转的中心齿轮、行星齿轮架、固定地连接至第一中间轴的环形齿轮以及被支撑为相对于行星齿轮架旋转并与中心齿轮和环形齿轮两者连续啮合的多个行星齿轮；以及第二离合器，选择性地将行星齿轮架连接至输出轴。
根据本发明的一个实施例，第二可换挡的齿轮传动装置包含：简单的行星齿轮组，该齿轮组具有固定地保持不旋转的中心齿轮、固定地连接至输出轴的行星齿轮架、环形齿轮以及被支撑为相对于行星齿轮架旋转并与中心齿轮和环形齿轮两者连续啮合的多个行星齿轮；以及第二离合器，选择性地将环形齿轮连接至第一中间轴。
根据本发明，提供一种变速器，所述变速器包含：输入轴、输出轴和中间轴；第一固定的齿轮传动装置，配置用于固定地约束第二元件以第一元件的转速和中间轴的转速之间的转速旋转；第一可换挡的齿轮传动装置，配置用于选择性地约束中间轴以第二元件的转速和输入轴的转速之间的转速旋转；第二可换挡的齿轮传动装置，配置用于选择性地约束输出轴以零和中间轴的转速之间的转速旋转，并选择性地约束输入轴以中间轴的转速和输出轴的转速之间的转速旋转；第一离合器，选择性地将第一元件连接至输入轴；第一制动器，选择性地保持第一元件不旋转；以及第二制动器，选择性地保持第二元件不旋转。
根据本发明的一个实施例，所述变速器进一步包含阻止第二元件在一个方向上旋转而允许第二元件以相反方向旋转的单向制动器。
根据本发明的一个实施例，第一可换挡的齿轮传动装置包含：简单的行星齿轮组，该齿轮组具有固定地连接至输入轴的中心齿轮、行星齿轮架、固定地连接至第二元件的环形齿轮以及被支撑为相对于行星齿轮架旋转并与中心齿轮和环形齿轮两者连续啮合的多个行星齿轮；以及第二离合器，选择性地将行星齿轮架连接至中间轴。
根据本发明的一个实施例，第一可换挡的齿轮传动装置包含：简单的行星齿轮组，该齿轮组具有中心齿轮、固定地连接至中间轴的行星齿轮架、固定地连接至第二元件的环形齿轮以及被支撑为相对于行星齿轮架旋转并与中心齿轮和环形齿轮两者连续啮合的多个行星齿轮；以及第二离合器，选择性地将中心齿轮连接至输入轴。
根据本发明的一个实施例，第一可换挡的齿轮传动装置包含：简单的行星齿轮组，该齿轮组具有固定地连接至输入轴的中心齿轮、固定地连接至中间轴的行星齿轮架、环形齿轮以及被支撑为相对于行星齿轮架旋转并与中心齿轮和环形齿轮两者连续啮合的多个行星齿轮；以及第二离合器，选择性地将环形齿轮连接至第二元件。
根据本发明的一个实施例，第二可换挡的齿轮传动装置包含：包含第五元件、第六元件、第七元件和第八元件的第二固定的齿轮传动装置，其中，第八元件固定地连接至中间轴而第六元件固定地连接至输出轴；第二离合器，选择性地将第七元件连接至输入轴；以及第三制动器，选择性地保持第五元件不旋转。
根据本发明的一个实施例，第二固定的齿轮传动装置包含：第一简单的行星齿轮组，该齿轮组具有第一中心齿轮、固定地连接至输出轴的第一行星齿轮架、第一环形齿轮以及被支撑为相对于第一行星齿轮架旋转并与第一中心齿轮和第一环形齿轮两者连续啮合的多个第一行星齿轮；以及第二简单的行星齿轮组，该齿轮组具有固定地连接至第一中心齿轮的第二中心齿轮、固定地连接至第一环形齿轮的第二行星齿轮架、固定地连接至中间轴的第二环形齿轮以及被支撑为相对于第二行星齿轮架旋转并与第二中心齿轮和第二环形齿轮两者连续啮合的多个第二行星齿轮。
根据本发明的一个实施例，第一可换挡的齿轮传动装置包含：简单的行星齿轮组，该齿轮组具有固定地保持不旋转的中心齿轮、固定地连接至输出轴的行星齿轮架、环形齿轮以及被支撑为相对于行星齿轮架旋转并与中心齿轮和环形齿轮两者连续啮合的多个行星齿轮；以及第二离合器，选择性地将环形齿轮连接至中间轴。
根据本发明的一个实施例，第一可换挡的齿轮传动装置包含：简单的行星齿轮组，该齿轮组具有固定地连接至中间轴的中心齿轮、固定地连接至输入轴的行星齿轮架、环形齿轮以及被支撑为相对于行星齿轮架旋转并与中心齿轮和环形齿轮两者连续啮合的多个行星齿轮；以及第二离合器，选择性地将环形齿轮连接至输出轴。
根据本发明，提供一种变速器，所述变速器包含：输入轴和输出轴；以及齿轮传动装置、六个离合器和单向离合器的集合，配置用于应用六个离合器和单向离合器中三者的组合产生输入轴转速和输出轴转速之间九个正的传动比和一个负的传动比，并且其中，单向离合器以最高的传动比传输扭矩并以次高的传动比超越运行。
根据本发明的一个实施例，单向离合器是单向制动器。
根据本发明的一个实施例，六个离合器中的一者选择性地连接单向离合器选择性地连接的相同的变速器元件。
根据本发明的一个实施例，齿轮传动装置、六个离合器中的四个以及单向离合器配置用于应用四个离合器和单向离合器中两者的组合在中间轴的转速和输入轴的转速之间产生五个不同的传动比。
根据本发明的一个实施例，中间轴的转速和输入轴的转速之间的五个传动比包括负值、零、两个小于一的值以及一。
附图说明
图1是第一变速器齿轮传动装置的示意图；
图2是第二变速器齿轮传动装置的示意图；
图3是第三变速器齿轮传动装置的示意图；
图4是对应于第一、第二和第三变速器齿轮传动装置的杆图；
图5是第四变速器齿轮传动装置的示意图；
图6是第五变速器齿轮传动装置的示意图；
图7是第六变速器齿轮传动装置的示意图；以及
图8是第七变速器齿轮传动装置的示意图。
具体实施方式
本说明书描述了本发明的实施例。然而，应理解公开的实施例仅为示例，其可以以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。所以，此处所公开的具体结构和功能细节不应解释为限制，而仅为教导本领域技术人员以多种形式实施本发明的代表性基础。本领域内的技术人员应理解，参考任一附图说明和描述的多个特征可与一个或多个其它附图中说明的特征组合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的特征的组合提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本发明的教导一致的特征的多种组合和变型可能希望用于特定应用或实施。
齿轮传动装置是配置用于在元件之间施加具体的转速关系的旋转元件和离合器的集合。可以施加被称为固定转速关系的一些转速关系而不管任何离合器的状态如何。仅施加固定的关系的齿轮传动装置被称为固定的齿轮传动装置。只有当特定离合器完全接合时才施加其它的转速关系。选择性施加转速关系的齿轮传动装置被称为可换挡的齿轮传动装置。离散传动比变速器具有在输入轴和输出轴之间选择性施加多个传动比的可换挡的齿轮传动装置。
如果一组元件被约束为在所有工况中均作为一个单元而旋转，则这组元件彼此固定地连接。可通过花键连接、焊接、压装、从普通固体机加工或其它方式固定地连接元件。固定连接的元件之间的转动角位移会出现轻微变化，比如由于冲击或轴柔量（shaft compliance）导致的位移。相反，每当离合器完全接合时离合器约束两个元件作为一个单元旋转时，可通过离合器选择性地连接这两个元件，并且在至少一些其它工况中它们以不同的转速自由旋转。离合器包括主动控制的装置（比如液压或电动驱动的离合器）和被动装置（比如单向离合器）。通过选择性地连接元件至壳体而保持元件不旋转的离合器可以被称为制动器。如果一组元件被固定地连接或选择性地连接，则它们被连接。
图1概要地说明了示例性变速器。该变速器利用四个简单的行星齿轮组20、30、40和50。简单的行星齿轮组是一种固定的齿轮传动装置。行星齿轮架22绕中心轴旋转并支撑一组行星齿轮24，使得行星齿轮相对于行星齿轮架旋转。行星齿轮的外部轮齿与中心齿轮26的外部轮齿以及与环形齿轮28的内部轮齿啮合。中心齿轮与环形齿轮被支撑以绕与齿轮架相同的轴旋转。简单的行星齿轮组施加齿轮架转速在中心齿轮的转速和环形齿轮的转速之间的固定转速关系。（该关系被定义为包括这三者均以相同速度旋转的情况。）更具体地，齿轮架的转速是具有由每个齿轮的齿数确定的权重因子的中心齿轮的转速和环形齿轮的转速的加权平均值。通过其它已知类型的固定的齿轮传动装置施加类似的转速关系。例如，双小齿轮行星齿轮组（double pinionplanetary gear set）将环形齿轮的转速约束为中心齿轮的转速和齿轮架的转速之间的加权平均值。
齿轮架22固定地连接至齿轮架32，而环形齿轮28固定地连接至中心齿轮36。这形成四元件固定的齿轮传动装置。第一元件（中心齿轮26）和第四元件（环形齿轮28和中心齿轮36的组合）一直具有最高的极速。第二元件（环形齿轮38）和第三元件（齿轮架22和齿轮架32的组合）的转速为第一元件的转速和第四元件的转速的加权平均值。类似地，齿轮架42固定地连接至环形齿轮58，而环形齿轮48固定地连接至中心齿轮56，形成第二个四元件固定的齿轮传动装置。第五元件（中心齿轮46）和第八元件（环形齿轮48和中心齿轮56的组合）一直具有最高的极速。第六元件（齿轮架42和环形齿轮58的组合）和第七元件（齿轮架52）的转速为第五元件的转速和第八元件的转速的加权平均值。
表1列出了用于图1中每个行星齿轮组的建议齿数比。
表1
环形齿轮28/中心齿轮26 1.85
环形齿轮38/中心齿轮36 1.75
环形齿轮48/中心齿轮46 1.60
环形齿轮58/中心齿轮56 2.30
第六元件（42和58）固定地连接至输出轴60。第三元件（22和32）通过中间轴62固定地连接至第八元件（48和56）。输入轴64通过离合器66选择性地连接至第一元件26、通过离合器68选择性地连接至第四元件（28和36）以及通过离合器70选择性地连接至第七元件52。第一元件26通过制动器72选择性地保持不旋转，第二元件38通过制动器74选择性地保持不旋转，而第五元件46通过制动器76选择性地保持不旋转。
如表2显示的，离合器和制动器中三者接合的组合在输入轴64和输出轴60之间建立九个前进传动比和一个倒挡传动比。X指示需要离合器用于建立传动比。（X）指示可以应用离合器但不是必需的。当图1中的齿轮组具有表1中指示的齿数比时，传动比具有表2中指示的值。齿轮组20和30、离合器66和68以及制动器72和74形成在中间轴62和输入轴64之间建立多个传动比的可换挡的前齿轮传动装置。具体地，接合离合器66和制动器74建立中间轴62以输入轴64的反方向旋转的倒挡传动比。接合制动器72和74两者保持中间轴62静止。分别接合离合器68与制动器72以及与制动器74的组合建立中间轴62旋转得比输入轴64慢的两个低挡（underdrive）传动比。最后，接合离合器66和68两者建立中间轴62与输入轴64以相同转速旋转的直接挡传动比。齿轮组40和50、离合器70以及制动器76形成在输入轴64、中间轴62和输出轴60之间建立可选择转速关系的可换挡的后齿轮传动装置。具体地，当制动器76接合时，在中间轴62和输出轴60之间建立低挡传动比。该低挡传动比与通过前齿轮传动装置建立的多个传动比一起建立变速器的倒挡传动比和前三个前进传动比。当离合器70接合时，输入轴64的转速被约束为中间轴62的转速和输出轴60的转速之间的加权平均值。该转速关系与通过前齿轮传动装置建立的多个传动比一起建立变速器的后五个前进传动比。通过将离合器70和制动器76接合在一起而建立剩下的变速器传动比（4挡）。前齿轮传动装置不参与建立4挡的变速器传动比，但是如果需要可以接合前齿轮传动装置的离合器中的一者或制动器中的一者。
表2
66 68 70 72 74/78 76 传动比 阶
倒挡 X X X -3.64 81%
1挡 X X X 4.47
2挡 X X X 2.50 1.79
3挡 X X X 1.63 1.54
4挡 (X) X X 1.19 1.37
5挡 X X X 1.00 1.19
6挡 X X X 0.87 1.15
7挡 X X X 0.78 1.11
8挡 X X X 0.70 1.12
9挡 X X X 0.61 1.14
可选的单向制动器78被动地保持第二元件38在一个方向上不旋转而允许第二元件38在其它方向上旋转。包括该元件从而简化了从1挡至2挡的换挡。如果有单向制动器78，则在1挡不接合制动器74。换挡至2挡只需要逐渐接合制动器72。一旦制动器72的扭矩容量足够，单向制动器78将被动地超越运行。如果没有单向制动器78，则在1挡接合制动器74。那么，从1挡至2挡的换挡通过协调制动器74的释放和制动器72的接合而完成。通过协调一个离合器或制动器的释放以及另一个离合器或制动器的接合而完成所有剩下的换挡。
图2中说明了另一个示例性变速器。该变速器利用四个简单的行星齿轮组80、90、100和110。齿轮架82固定地连接至环形齿轮98，而环形齿轮88固定地连接至齿轮架92，形成四元件固定的齿轮传动装置。第一元件（中心齿轮86）和第四元件（中心齿轮96）一直具有最高的极速。第二元件（齿轮架82和环形齿轮98的组合）以及第三元件（环形齿轮88和齿轮架92的组合）的转速为第一元件的转速和第四元件的转速的加权平均值。类似地，中心齿轮106固定地连接至中心齿轮116，而环形齿轮108固定地连接至齿轮架112，形成第二个四元件固定的齿轮传动装置。第五元件（中心齿轮106和中心齿轮116的组合）和第八元件（环形齿轮118）一直具有最高的极速。第六元件（齿轮架102）和第七元件（环形齿轮108和齿轮架112的组合）的转速为第五元件的转速和第八元件的转速的加权平均值。
表3列出了用于图2中每个行星齿轮组的建议齿数比。
表3
环形齿轮88/中心齿轮86 1.85
环形齿轮98/中心齿轮96 1.70
环形齿轮108/中心齿轮106 3.70
环形齿轮118/中心齿轮116 2.30
第六元件102固定地连接至输出轴60。第三元件（88和92）通过中间轴62固定地连接至第八元件118。输入轴64通过离合器66选择性地连接至第一元件86，通过离合器68选择性地连接至第四元件96以及通过离合器70选择性地连接至第七元件（108和112）。第一元件86通过制动器72选择性地保持不旋转，第二元件（82和98）通过制动器74选择性地保持不旋转，而第五元件（106和116）通过制动器76选择性地保持不旋转。可选地，单向制动器78被动地保持第二元件（82和98）在一个方向上不旋转而允许第二元件（82和98）在其它方向上旋转。
如表4显示的，离合器和制动器中三者接合的组合在输入轴64和输出轴60之间建立九个前进传动比和一个倒挡传动比。当图2中的齿轮组具有表3中指示的齿数比时，传动比具有表4中指示的值。
表4
66 68 70 72 74/78 76 传动比 阶
倒挡 X X X -3.37 69%
1挡 X X X 4.92
2挡 X X X 2.91 1.69
3挡 X X X 1.82 1.60
4挡 (X) X X 1.27 1.44
5挡 X X X 1.00 1.27
6挡 X X X 0.85 1.18
7挡 X X X 0.76 1.11
8挡 X X X 0.67 1.14
9挡 X X X 0.57 1.18
图3说明了第三示例性变速器。该变速器利用四个简单的行星齿轮组120、130、140和150。中心齿轮126通过中间轴135固定地连接至中心齿轮136，而环形齿轮128固定地连接至齿轮架132，形成四元件固定的齿轮传动装置。第一元件（中心齿轮126和中心齿轮136的组合）以及第四元件（环形齿轮138）一直具有最高的极速。第二元件（齿轮架122）和第三元件（环形齿轮128和齿轮架132的组合）的转速为第一元件的转速和第四元件的转速的加权平均值。类似地，齿轮架142固定地连接至环形齿轮158，而环形齿轮148固定地连接至齿轮架152，形成第二个四元件固定的齿轮传动装置。第五元件（中心齿轮146）和第八元件（中心齿轮156）一直具有最高的极速。第六元件（齿轮架142和环形齿轮158的组合）和第七元件（环形齿轮148和齿轮架152的组合）的转速为第五元件的转速和第八元件的转速的加权平均值。
表5中列出了用于图3中每个行星齿轮组的建议齿数比。
表5
环形齿轮128/中心齿轮126 2.00
环形齿轮138/中心齿轮136 1.90
环形齿轮148/中心齿轮146 3.70
环形齿轮158/中心齿轮156 1.70
第六元件（142和158）固定地连接至输出轴60。第三元件（128和132）通过中间轴62固定地连接至第八元件156。输入轴64通过离合器66选择性地连接至第一元件（126和136），通过离合器68选择性地连接至第四元件138，并通过离合器70选择性地连接至第七元件（148和152）。第一元件（126和136）通过制动器72选择性地保持不旋转，第二元件122通过制动器74选择性地保持不旋转，而第五元件146通过制动器76选择性地保持不旋转。可选地，单向制动器78被动地保持第二元件122在一个方向上不旋转而允许第二元件122在其它方向上旋转。
如表6显示的，离合器和制动器中三者接合的组合在输入轴64和输出轴60之间建立九个前进传动比和一个倒挡传动比。当图3中的齿轮组具有表5中指示的齿数比时，传动比具有表6中指示的值。
表6
66 68 70 72 74/78 76 传动比 阶
倒挡 X X X -3.46 78%
1挡 X X X 4.46
2挡 X X X 2.64 1.69
3挡 X X X 1.73 1.53
4挡 (X) X X 1.27 1.36
5挡 X X X 1.00 1.27
6挡 X X X 0.83 1.20
7挡 X X X 0.74 1.13
8挡 X X X 0.63 1.17
9挡 X X X 0.53 1.19
图4以杆图的形式描述了图1、图2和图3中的变速器。绕共有轴旋转并具有固定的线性关系的转速的齿轮元件根据它们的相对转速沿杆显示。具有最高极速的两个元件显示在杆的终点处。剩下的元件根据权重因子显示在中间点处。杆160对应于图1中的齿轮组20和30、图2中的齿轮组80和90以及图3中的齿轮组120和130。通过适当的权重因子施加指定的转速关系的任何四元件固定的齿轮传动装置可代替对应的齿轮组而不影响变速器的传动比。除图1-3中说明的固定的齿轮传动装置之外，还有很多其它固定的齿轮传动装置是已知的。两个行星齿轮组以一个行星齿轮组中的两个元件固定地连接至另一行星齿轮组中的两个元件的任意组合来形成四元件固定的齿轮传动装置。在包装、效率和行星齿轮转速方面，一些固定的齿轮传动装置优于其它固定的齿轮传动装置。类似地，杆162对应于图1中的齿轮组40和50、图2中的齿轮组100和110以及图3中的齿轮组140和150。施加指定的转速关系的任何四元件固定的齿轮传动装置可代替对应的齿轮组。
图5说明了第四示例性变速器。该变速器利用四个简单的行星齿轮组210、220、230和240。环形齿轮218和齿轮架222通过中间轴62固定地连接至中心齿轮246。齿轮架232固定地连接至输出轴60。中心齿轮226和齿轮架242固定地连接至输入轴64。中心齿轮236固定地保持不旋转。表7列出了用于图5中每个行星齿轮组的建议齿数比。
表7
环形齿轮218/中心齿轮216 1.85
环形齿轮228/中心齿轮226 1.70
环形齿轮238/中心齿轮236 1.60
环形齿轮248/中心齿轮246 2.30
中心齿轮216通过离合器250选择性地连接至输入轴64并通过制动器256选择性地保持不旋转。齿轮架212通过离合器252选择性地连接至环形齿轮228并通过制动器258选择性地保持不旋转。环形齿轮238通过离合器260选择性地连接至中心齿轮246和中间轴62。环形齿轮248通过离合器254选择性地连接至齿轮架232和输出轴60。可选地，单向制动器262被动地保持齿轮架212在一个方向上不旋转而允许齿轮架212在其它方向上旋转。
如表8显示的，离合器和制动器中三者接合的组合在输入轴64和输出轴60之间建立九个前进传动比和一个倒挡传动比。当图5中的齿轮组具有表7中指示的齿数比时，传动比具有表8中指示的值。
表8
250 252 254 256 258/262 260 传动比 阶
倒挡 X X X -3.01 69%
1挡 X X X 4.39
2挡 X X X 2.59 1.69
3挡 X X X 1.63 1.60
4挡 (X) X X 1.19 1.37
5挡 X X X 1.00 1.19
6挡 X X X 0.86 1.16
7挡 X X X 0.79 1.10
8挡 X X X 0.70 1.13
9挡 X X X 0.60 1.16
图6说明了第五示例性变速器。该变速器利用四个简单的行星齿轮组310、320、330和340。环形齿轮318通过中间轴62固定地连接至环形齿轮338和中心齿轮346。齿轮架312固定地连接至环形齿轮328。中心齿轮326和齿轮架342固定地连接至输入轴64。中心齿轮336固定地保持不旋转。表9列出了用于图6中每个行星齿轮组的建议齿数比。
表9
环形齿轮318/中心齿轮316 1.85
环形齿轮328/中心齿轮326 1.70
环形齿轮338/中心齿轮336 1.60
环形齿轮348/中心齿轮346 2.30
中心齿轮316通过离合器350选择性地连接至输入轴64并通过制动器356选择性地保持不旋转。齿轮架312和环形齿轮328通过制动器358选择性地保持不旋转。齿轮架322通过离合器352选择性地连接至环形齿轮318和中间轴62。输出轴60通过离合器360选择性地连接至齿轮架332并通过离合器354选择性地连接至环形齿轮348。可选地，单向制动器362被动地保持齿轮架312和环形齿轮328在一个方向上不旋转而允许齿轮架312和环形齿轮328在其它方向上旋转。
如表10显示的，离合器和制动器中三者接合的组合在输入轴64和输出轴60之间建立九个前进传动比和一个倒挡传动比。当图6的齿轮组具有表9中指示的齿数比时，传动比具有表10指示的值。
表10
350 352 354 356 358/362 360 传动比 阶
倒挡 X X X -3.01 69%
1挡 X X X 4.39
2挡 X X X 2.59 1.69
3挡 X X X 1.63 1.60
4挡 (X) X X 1.19 1.37
5挡 X X X 1.00 1.19
6挡 X X X 0.86 1.16
7挡 X X X 0.79 1.10
8挡 X X X 0.70 1.13
9挡 X X X 0.60 1.16
图7说明了第六示例性变速器。该变速器利用四个简单的行星齿轮组410、420、430和440。环形齿轮418通过中间轴62固定地连接至环形齿轮438和中心齿轮446。中心齿轮426固定地连接至中间轴415。环形齿轮428和齿轮架442固定地连接至输入轴64。齿轮架412和中心齿轮436固定地保持不旋转。表11列出了用于图7中每个行星齿轮组的建议齿数比。
表11
环形齿轮418/中心齿轮416 2.00
环形齿轮428/中心齿轮426 1.90
环形齿轮438/中心齿轮436 1.60
环形齿轮448/中心齿轮446 2.30
中间轴415通过离合器450选择性地连接至输入轴64，通过离合器458选择性地连接至中心齿轮416，并通过制动器456选择性地保持不旋转。齿轮架422通过离合器452选择性地连接至环形齿轮418和中间轴62。输出轴60通过离合器460选择性地连接至齿轮架432并通过离合器454选择性地连接至环形齿轮448。
如表12显示的，离合器和制动器中三者接合的组合在输入轴64和输出轴60之间建立九个前进传动比和一个倒挡传动比。当图7中的齿轮组具有表11指示的齿数比时，传动比具有表12指示的值。
表12
450 452 454 456 458 460 传动比 阶
倒挡 X X X -3.25 78%
1挡 X X X 4.19
2挡 X X X 2.48 1.69
3挡 X X X 1.63 1.53
4挡 (X) X X 1.19 1.37
5挡 X X X 1.00 1.19
6挡 X X X 0.87 1.15
7挡 X X X 0.79 1.10
8挡 X X X 0.70 1.13
9挡 X X X 0.61 1.15
图8说明了第七示例性变速器。该变速器利用四个简单的行星齿轮组510、520、530和540。齿轮架522通过中间轴62固定地连接至环形齿轮538。中心齿轮516固定地连接至中间轴515。环形齿轮548固定地连接至输出轴60。环形齿轮528和齿轮架542固定地连接至输入轴64。齿轮架512和中心齿轮536固定地保持不旋转。表13列出了用于图8中每个行星齿轮组的建议齿数比。
表13
环形齿轮518/中心齿轮516 2.00
环形齿轮528/中心齿轮526 1.90
环形齿轮538/中心齿轮536 1.60
环形齿轮548/中心齿轮546 2.30
中间轴515通过离合器550选择性地连接至输入轴64，通过离合器552选择性地连接至中心齿轮526，并通过制动器556选择性地保持不旋转。环形齿轮518通过离合器558选择性地连接至齿轮架522和中间轴62。输出轴60通过离合器560选择性地连接至齿轮架532。中心齿轮546通过离合器554选择性地连接至中间轴62。
如表14显示的，离合器和制动器中三者接合的组合在输入轴64和输出轴60之间建立九个前进传动比和一个倒挡传动比。当图8中的齿轮组具有表13指示的齿数比时，传动比具有表14指示的值。
表14
550 552 554 556 558 560 传动比 阶
倒挡 X X X -3.25 78%
1挡 X X X 4.19
2挡 X X X 2.48 1.69
3挡 X X X 1.63 1.53
4挡 (X) X X 1.19 1.37
5挡 X X X 1.00 1.19
6挡 X X X 0.87 1.15
7挡 X X X 0.79 1.10
8挡 X X X 0.70 1.13
9挡 X X X 0.61 1.15
虽然上文描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了权利要求包含的所有可能的形式。说明书中使用的词语为描述性词语而非限制，并且应理解可作出各种改变而不脱离本发明的精神和范围。如上所述，可组合多个执行实施例的特征以形成本发明没有明确描述或说明的进一步的实施例。虽然已经对于一个或多个希望的特性描述了提供优点的或优于其它实施例或现有技术实施的多个实施例，但本技术领域中的普通技术人员应理解可以包含一个或多个特性以实现希望的综合系统属性，该属性取决于具体的应用和实施。这些属性可包括但不限于：成本、强度、耐用性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、装配的便利性等。这样，对于一个或多个特性描述的可取性低于其它实施例或现有技术实施的实施例没有在本发明的范围之外并且可能对于特定应用是可取的。

Claims (10)

1.一种变速器，包含：
输入轴、输出轴和第一中间轴；
第一可换挡的齿轮传动装置，配置用于在所述第一中间轴和所述输入轴之间选择性地建立至少五个传动比；
第二可换挡的齿轮传动装置，配置用于选择性地约束所述输出轴以零和所述第一中间轴的转速之间的转速旋转；以及
第一固定的齿轮传动装置，配置用于固定地约束所述输入轴以第八元件的转速和第六元件的转速之间的转速旋转，其中，所述第八元件连接至所述第一中间轴而所述第六元件连接至所述输出轴。
2.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，在所述第一中间轴和所述输入轴之间的所述至少五个传动比包含倒挡传动比、零传动比、两个低挡传动比和直接挡传动比。
3.根据权利要求2所述的变速器，其特征在于，
所述第八元件固定地连接至所述第一中间轴；
第一离合器选择性地将所述第六元件连接至所述输出轴。
4.根据权利要求2所述的变速器，其特征在于，
所述第六元件固定地连接至所述输出轴；
第一离合器选择性地将所述第八元件连接至所述第一中间轴。
5.根据权利要求2所述的变速器，其特征在于，所述第一可换挡的齿轮传动装置包含：
第二中间轴；
第三可换挡的齿轮传动装置，配置用于选择性地约束所述第一中间轴和第二中间轴以相反的方向旋转或两者都静止；
第四可换挡的齿轮传动装置，配置用于选择性地约束所述第一中间轴以所述输入轴的转速和所述第二中间轴的转速之间的转速旋转；
第二离合器，选择性地将所述第二中间轴连接至所述输入轴；以及
第一制动器，选择性地保持所述第二中间轴不旋转。
6.根据权利要求5所述的变速器，其特征在于，所述第三可换挡的齿轮传动装置包含：
简单的行星齿轮组，所述简单的行星齿轮组具有中心齿轮、固定地保持不旋转的行星齿轮架、固定地连接至所述第一中间轴的环形齿轮以及被支撑为相对于所述行星齿轮架旋转并与所述中心齿轮和所述环形齿轮两者连续啮合的多个行星齿轮；以及
第三离合器，选择性地将所述中心齿轮连接至所述第二中间轴。
7.根据权利要求5所述的变速器，其特征在于，所述第三可换挡的齿轮传动装置包含：
简单的行星齿轮组，所述简单的行星齿轮组具有固定地连接至所述第二中间轴的中心齿轮、固定地保持不旋转的行星齿轮架、环形齿轮以及被支撑为相对于所述行星齿轮架旋转并与所述中心齿轮和所述环形齿轮两者连续啮合的多个行星齿轮；以及
第三离合器，选择性地将所述环形齿轮连接至所述第一中间轴。
8.根据权利要求5所述的变速器，其特征在于，所述第四可换挡的齿轮传动装置包含：
简单的行星齿轮组，所述简单的行星齿轮组具有固定地连接至所述第二中间轴的中心齿轮、行星齿轮架、固定地连接至所述输入轴的环形齿轮以及被支撑为相对于所述行星齿轮架旋转并与所述中心齿轮和所述环形齿轮两者连续啮合的多个行星齿轮；以及
第三离合器，选择性地将所述行星齿轮架连接至所述第一中间轴。
9.根据权利要求5所述的变速器，其特征在于，所述第四可换挡的齿轮传动装置包含：
简单的行星齿轮组，所述简单的行星齿轮组具有中心齿轮、固定地连接至所述第一中间轴的行星齿轮架、固定地连接至所述输入轴的环形齿轮以及被支撑为相对于所述行星齿轮架旋转并与所述中心齿轮和所述环形齿轮两者连续啮合的多个行星齿轮；以及
第三离合器，选择性地将所述中心齿轮连接至所述第二中间轴。
10.根据权利要求2所述的变速器，其特征在于，所述第一可换挡的齿轮传动装置包含：
第二固定的齿轮传动装置，配置用于固定地约束第二元件以第一元件的转速和所述第一中间轴的所述转速之间的转速旋转；
第三可换挡的齿轮传动装置，配置用于选择性地约束所述第一中间轴以所述第二元件的转速和所述输入轴的转速之间的转速旋转；
第二离合器，选择性地将所述第一元件连接至所述输入轴；
第一制动器，选择性地保持所述第一元件不旋转；以及
第二制动器，选择性地保持所述第二元件不旋转。
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