CN104254712B - 能动力换挡的多级变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能动力换挡的多级变速器(120)，用于车辆(100)的布置在驱动轴(AN)和输出轴(AB)之间的行星齿轮式，且具有两个平行的轴系(WS1、WS2)、六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)、至少两个圆柱齿轮级(STS1、STS2)和三个行星齿轮组(PS1、PS2、PS3)。行星齿轮组(PS1、PS2、PS3)各具有一个太阳轮(SO1、SO2、SO3)、一个齿圈(HO1、HO2、HO3)以及整合成保持架(ST1、ST2、ST3)的带有多个行星齿轮的行星架。两个轴系(WS1、WS2)能通过至少两个圆柱齿轮级(STS1、STS2)相互连接，其中，通过该六个换挡元件有选择的嵌接能促成驱动轴(AN)和输出轴(AB)之间的不同的传动比，从而能实现多个前进挡，尤其是九个前进挡和至少一个倒挡。

Description

能动力换挡的多级变速器
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的行星齿轮式的能动力换挡的多级变速器，该多级变速器例如可以用作自动变速器。
背景技术
能动力换挡的多级变速器用作在车辆的动力总成中的行驶变速器。这种多级变速器具有多个变速级以及多个换挡元件。它们在针对私人轿车的实施方案中有直至八个的前进挡用于正向横置式构造(Frontquer-Bauweise)或用于纵置式构造。为了产生变速器传动比，存在带有圆柱齿轮级以及带有行星齿轮级的能动力换挡的多级变速器。带有行星齿轮级的多级变速器大多是自动变速器，其借助摩擦元件或者说换挡元件，例如离合器和制动器进行换挡。这种多级变速器通常与起动元件，例如液力变矩器或液力耦合器连接。这种起动元件承受滑差作用且选择性地配设有锁止离合器。公知的变速器设计方案具有特殊的优点和特殊的缺点，因而它们只对特定的应用情形才有利。
专利文档US 7,819,772 B2公开了一种在驱动轴和输出轴之间的能动力换挡的多级变速器。该多级变速器具有多个变速级以及多个换挡元件。
发明内容
在这种背景下，本发明创造了一种用于车辆的改善了的、能动力换挡的行星齿轮式多级变速器。有利的设计方案由接下来的说明得出。
能动力换挡的行星齿轮式多级变速器，尤其是用于车辆的自动变速器，该能动力换挡的行星齿轮式多级变速器具有一根驱动轴和一根输出轴、六个换挡元件、至少两个圆柱齿轮级和三个行星齿轮组，行星齿轮组分别带有一个太阳轮、一个齿圈和一个带有多个行星齿轮的行星架，其中，行星架被整合成一保持架。两个轴系能够通过至少两个圆柱齿轮级相互连接。通过六个换挡元件有选择的嵌接能够促成驱动轴和输出轴之间的不同的传动比。由此可以实现多个前进挡，尤其是至少九个前进挡，以及至少一个倒挡。
车辆可以是机动车辆，例如私人轿车、载重汽车或其它商用车。车辆可以配备有内燃机以及同时或作为备选地可以配备有电驱动装置，也就是可以被实施为混合动力型车辆。所联接的行星齿轮级在仅两个轴系上的分配导致了很短的结构长度，也导致了紧凑的整体布局。
换挡元件按照实施形式可以理解成离合器或制动器。换挡元件可以实施成摩擦的也可以实施成形状锁合的(formschlüssig)换挡元件。所使用的换挡元件可以构造成动力换挡式离合器或动力换挡式制动器。换挡元件尤其可以实施成力锁合的(kraftschlüssig)离合器或实施成力锁合的制动器，例如片式离合器、带式制动或锥体离合器。此外，换挡元件还可以实施成形状锁合的制动器或形状锁合的离合器，例如同步装置或牙嵌式离合器。可以将不同类型的换挡元件用于多级变速器的六个换挡元件。
针对圆柱齿轮级以及针对行星齿轮组可以追溯到公知的布置方案。多级变速器例如可以具有恰好两个圆柱齿轮级，亦即不多于两个的圆柱齿轮级，或恰好三个圆柱齿轮级，亦即不多于三个的圆柱齿轮级。就行星齿轮组而言，多级变速器可以例如具有恰好三个行星齿轮组，亦即不多于三个的行星齿轮组。
对前轮驱动的车辆来说，变速器在车辆的前部中的布置和变速器主方向横向于车辆主轴的取向以及因此尤其是两个轴系的平行的布置尤为有利。因此驱动轴和输出轴可以彼此平行地布置。多级变速器有利地具有很短的轴向结构，其对正向横置的构造方式来说是理想的。此外，多级变速器的特征在于很小的构造耗费、很低的成本、很轻的重量以及良好的传动比序列、很低的绝对转速、很低的相对转速、很低的行星齿轮组力矩和很低的换挡元件力矩、良好的啮合效率和紧凑的构造方式。
按照实施形式，多级变速器是9挡行星齿轮式动力换挡变速器。通过齿轮组和换挡元件的相应的布置，多级变速器也可以用作正向横置系统。多级变速器可以包括至少九个前进挡。多级变速器在此可以用三个行星齿轮组实现。
能动力换挡的行星齿轮式多级变速器因此可以拥有至少九个前进挡以及一个倒挡以及具有对机动车辆来说极为适用的传动比，该传动比带有很高的总传动比范围以及有利的级间传动比比值。变速器可以实现沿前进方向的高起动传动比以及包含一个直接的挡。在此，多级变速器仅要求很小的结构耗费以及尤其以很少数量的换挡元件为特征且在连续的换挡方式下避免了双重换挡。由此可以在限定的挡组中换挡的情况下分别只打开之前被接合的换挡元件以及接合之前被打开的换挡元件。
就多级变速器而言，可以实现两种基本的布置方案，它们在下文中被称为第一和第三主系统。此外，从第一主系统可以通过对在第一轴系上的两个行星齿轮组的布置进行改变来推导出第二主系统。在第一和第二主系统中，三个行星齿轮组布置在第一轴系上。在第三主系统中，三个行星齿轮组中的两个布置在第一轴系上且三个行星齿轮组中的一个布置在第二轴系上，其中，与第一主系统相比，需要一个附加的圆柱齿轮级。
对三个主系统来说，还可以附加地转换为不同的布置变型方案。为此，换挡元件在变速器的功率路径中能够作用相同地布置在功率路径的不同部位。尤其针对接下来被称为第一、第三和第四换挡元件的换挡元件得出了联接到多级变速器的不同的轴上的各种可行方案。因此可以实现完整的变速器族系。
接下来说明第一主系统的实施形式。
在此，三个行星齿轮组和驱动轴可以布置在两个平行的轴系中的第一轴系上。输出轴可以布置在两个平行的轴系中的第二轴系上。两个平行的轴系可以通过两个圆柱齿轮级相互连接。三个行星齿轮组中的第二行星齿轮组的太阳轮和驱动轴可以抗相对扭转地(verdrehfest)相互连接并形成第一连接元件。三个行星齿轮组中的第一行星齿轮组的太阳轮、至少两个圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮和三个行星齿轮组中的第三行星齿轮组的齿圈可以通过第二、第三和第四连接元件相互连接，其中，第二、第三和第四连接元件可以具有共同的连接点并且第二连接元件还可以与第一行星齿轮组的太阳轮连接，第三连接元件此外可以与第一圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮连接并且第四连接元件还可以与第三行星齿轮组的齿圈连接。至少两个圆柱齿轮级的第二圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮和第一行星齿轮组的齿圈可以相互连接并形成第五连接元件。第二圆柱齿轮级的第二圆柱齿轮和输出轴可以相互连接并形成第六连接元件。第一行星齿轮组的保持架和驱动轴可以相互连接并形成第七连接元件。第一圆柱齿轮级的第二圆柱齿轮和输出轴可以相互连接并形成第八连接元件。第二行星齿轮组的齿圈和第三行星齿轮组的保持架可以相互连接并形成第九连接元件。六个换挡元件中的第二换挡元件可以布置在第四连接元件和第二行星齿轮组的保持架之间的动力流中。六个换挡元件中的第五换挡元件可以布置在第三行星齿轮组的太阳轮和变速器壳体之间的动力流中。六个换挡元件中的第六换挡元件可以布置在第二行星齿轮组的保持架和变速器壳体之间的动力流中。
在动力流中可以被理解为，当各换挡元件被接合时，可以通过各换挡元件传递动力。而若换挡元件被打开，那么就无法通过各换挡元件传递动力，也就是说动力流会被中断。
连接元件可以理解为轴。根据实施形式的不同，连接元件可以是刚性的元件，或者也可以是由至少两个通过离合器联接起来的子元件组成的元件。因此，两个借助连接元件连接起来的元件可以抗相对扭转地相互连接并例如形成刚性的轴。作为备选，连接元件可以具有离合器。在多级变速器的任一根轴上原则上都可以布置相对壳体或相对另一根轴的自由轮(Freilauf)。
对于所示出的第一主系统，换挡元件的每一个都可以布置在功率路径的不同部位，而不会造成变速器传动比或换挡阵列内的改变。因此，在不同的布置变型方案中，可以在变速器中的功率路径的不同部位通过离合器，在此为第一和第四换挡元件，连接或分开，其中，这可以作用相同地发生在功率路径的不同部位。因此得出了针对第一主系统的接下来所说明的备选的实施形式。
在第一主系统的实施形式中，第七连接元件可以具有六个换挡元件中的第一换挡元件。第一换挡元件在此可以布置在驱动轴和第一行星齿轮组的保持架之间的动力流中。
在第一主系统的另一个实施形式中，第二连接元件可以具有第一换挡元件。在此，第一换挡元件可以布置在第一行星齿轮组的太阳轮和第三和/或第四连接元件之间的动力流中。在这个实施形式中，第一换挡元件可以布置在第一行星齿轮组的太阳轮和第一圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮以及第三行星齿轮组的齿圈之间的动力流中。
在第一主系统的另一个实施形式中，第五连接元件可以具有第一换挡元件。第一换挡元件在此可以布置在第一行星齿轮组的齿圈和第二圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮之间的动力流中。
在第一主系统的另一个实施形式中，第六连接元件可以具有第一换挡元件。第一换挡元件在此可以布置在第一圆柱齿轮级的第二圆柱齿轮和输出轴之间的动力流中。
在第一主系统的实施形式中，六个换挡元件中的第三换挡元件可以布置在驱动轴和第二行星齿轮组的保持架之间的动力流中。在作为第二主系统的实施形式中，六个换挡元件中的第三换挡元件可以布置在第二行星齿轮组的保持架和第九连接元件之间的动力流中。第三换挡元件的两个布置变型方案可以与第一换挡元件的所说明的布置变型方案以及与第四换挡元件的之后被说明的布置变型方案组合起来。
接下来说明第三主系统的实施形式。
与所示出的第一和/或第二主系统不同的是，在第三主系统中，行星齿轮组中的其中一个可以布置在第二轴系上。在此，布置在第二轴系上的行星齿轮组可以以至少两种形式在固定传动比的高度和主系统的变速器传动比的高度保持不变的情况下与圆柱齿轮级联接。
按照第三主系统，两个行星齿轮组和驱动轴可以布置在两个平行的轴系中的第一轴系上。三个行星齿轮组中的第一行星齿轮组和输出轴可以布置在两个平行的轴系中的第二轴系上。两个平行的轴系可以通过三个圆柱齿轮级相互连接。三个行星齿轮组中的第二行星齿轮组的太阳轮和驱动轴可以抗相对扭转地相互连接并形成第一连接元件。第三行星齿轮组的齿圈、至少两个圆柱齿轮级中的第一圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮和第三圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮可以通过第三、第四和第十连接元件连接，其中，第三、第四和第十连接元件可以具有共同的连接点。第三连接元件此外可以与第一圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮连接。第四连接元件此外可以与第三行星齿轮组的齿圈连接。第十连接元件此外可以与第三圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮连接。第一圆柱齿轮级的第二圆柱齿轮可以和输出轴连接并形成第八连接元件。三个行星齿轮组中的第二行星齿轮组的齿圈和第三行星齿轮组的保持架可以抗相对扭转地相互连接并形成第九连接元件。输出轴可以和第一行星齿轮组的齿圈连接并形成第十一连接元件。第一行星齿轮组的保持架可以和第四圆柱齿轮级的第二圆柱齿轮连接并形成第十二连接元件。第一行星齿轮组的太阳轮可以和第三圆柱齿轮级的第二圆柱齿轮连接并形成第十三连接元件。至少两个圆柱齿轮级中的第四圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮可以和驱动轴相互连接并形成第十四连接元件。借助六个换挡元件中的第二换挡元件能将第四连接元件和第二行星齿轮组的保持架连接起来。借助六个换挡元件中的第三换挡元件能将第二行星齿轮组的保持架与第二行星齿轮组的太阳轮以及驱动轴连接起来。六个换挡元件中的第五换挡元件可以布置在第三行星齿轮组的太阳轮和变速器壳体之间的动力流中。六个换挡元件中的第六换挡元件可以布置在第三行星齿轮组的保持架和变速器壳体之间的动力流中。
与所示出的第一主系统相应的是，针对第三主系统也通过移动在功率路径上的换挡元件而得出了作用相同的备选的实施变型方案。因此，第一换挡元件可以作用相同地定位在至少五个部位并且第四换挡元件可以作用相同地定位在至少两个部位。
因此按照第三主系统的实施形式，第十四连接元件具有六个换挡元件中的第一换挡元件。第一换挡元件在此布置在驱动轴和第四圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮之间的动力流中。
此外，按照第二主系统的另一种实施形式，第十二连接元件具有六个换挡元件中的第一换挡元件。
此外，按照第二主系统的另一个实施形式，第十一连接元件具有六个换挡元件中的第一换挡元件。
此外，按照第二主系统的另一个实施形式，第十连接元件具有六个换挡元件中的第一换挡元件。
此外，按照第二主系统的另一个实施形式，第十三连接元件具有第一换挡元件。
此外，按照三个主系统的另外的实施形式，第八连接元件具有六个换挡元件中的第四换挡元件。第四换挡元件在此可以布置在第一圆柱齿轮级的第二圆柱齿轮与输出轴之间的动力流中。
此外，按照三个主系统的其它的实施形式，第三连接元件具有六个换挡元件中的第四换挡元件。在此，第四换挡元件可以布置在第三、第四和第十连接元件的共同的连接点与第一圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮之间的动力流中。
车辆的混合动力化日益重要。
按照实施形式，可以在驱动轴上布置功率源。功率源可以是马达，例如电动马达。功率源可以轴平行于驱动轴地布置。在另一实施例中，功率源直接布置在驱动轴上。
在此介绍的多级变速器的另一个优点在于，在任一根轴上可以附加地安装电动马达来作为发电机和/或作为附加的驱动机。如已经说明的那样，原则上可以在任一根在此也被称为连接元件的轴上布置电动马达或其它动力源/功率源。不过尤其对电动马达来说，与驱动轴的联结更为合理。它可以直接连接在驱动轴上或者轴平行地通过齿轮对与驱动轴连接。这些变型方案对所有示出的设计方案来说都是可行的。
按照实施形式，全部三个行星齿轮组例如均实施成所谓的负行星齿轮组(Minus-Planetenradsatz)，它们各自的齿圈在固定的保持架中沿着与太阳轮相反的方向旋转。
在本发明的实施形式中，当相关的行星齿轮组的所描述的保持架连结和齿圈连结被交换且固定传动比被调整时，至少一个行星齿轮组可以实施成正行星齿轮组(Plus-Planetenradsatz)。正行星齿轮组称为如下行星齿轮传动机构，它的齿圈在保持架被固定时以与太阳轮相同的转动方向旋转。负行星齿轮组具有在行星架上以能转动的方式受支承的行星齿轮，这些行星齿轮与这个行星齿轮组的太阳轮和齿圈啮合，从而齿圈在行星架被固定且太阳轮转动时沿与太阳轮转动方向相反的方向转动。正行星齿轮组具有在行星架上以能转动的方式受支承的且彼此处于齿啮合的内部的和外部的行星齿轮，其中，这个行星齿轮组的太阳轮与所提到的内部的行星齿轮啮合并且这个行星齿轮组的齿圈与所提到的外部的行星齿轮啮合，从而齿圈在行星架固定且太阳轮转动时沿与太阳轮转动方向相同的方向转动。
通常适用于不同的实施形式的是，当保持架连结和齿圈连结同时被交换且固定传动比的值提高了1时，在所有允许连接性的地方可以将单个或多个负行星齿轮组转化成正行星齿轮组。
按照实施形式，多级变速器的第一前进挡可以通过接合第二、第四和第五换挡元件得出。第二前进挡可以通过接合第二、第三和第四换挡元件得出。第三前进挡可以通过接合第三、第四和第五换挡元件得出。第四前进挡可以通过接合第一、第三和第四换挡元件得出。第五前进挡可以通过接合第一、第三和第五换挡元件得出。第六前进挡可以通过接合第一、第二和第三换挡元件得出。第七前进挡可以通过接合第一、第二和第五换挡元件得出。第八前进挡可以通过接合第一、第二和第六换挡元件得出。第九前进挡可以通过接合第一、第五和第六换挡元件得出。倒挡可以通过接合第四、第五和第六换挡元件得出。
所描述的变速器可以由驱动侧的第一轴系和输出侧的第二轴系组成。这两个轴系可以通过至少两条功率路径连接，至少两个圆柱齿轮级属于所述功率路径。当功率路径通过离合器被分离时，那么这可以同等作用地发生在功率路径内的任意部位。当这些功率路径能通过制动器与变速器壳体连接时，那么这个制动器也可以同等地作用在功率路径的其它部位。一致的固定传动比可以通过不同的行星齿轮传动结构产生，这些行星齿轮传动结构按照本发明的含义应当被认为是同等作用的。
总之，本发明提供一种用于车辆的布置在驱动轴和输出轴之间的行星齿轮式的能动力换挡的多级变速器，其中，所述多级变速器具有两个平行的轴系、六个换挡元件、至少两个圆柱齿轮级和三个行星齿轮组，其中，所述行星齿轮组各具有一个太阳轮、一个齿圈以及整合成保持架的带有多个行星齿轮的行星架，并且两个轴系能通过所述至少两个圆柱齿轮级相互连接，其中，通过所述六个换挡元件有选择的嵌接能促成所述驱动轴和所述输出轴之间的不同的传动比，从而能够实现多个前进挡，至少九个前进挡，和至少一个倒挡，其特征在于，所述三个行星齿轮组和所述驱动轴布置在所述两个平行的轴系中的第一轴系上，所述输出轴布置在所述两个平行的轴系中的第二轴系上，所述两个平行的轴系能通过所述两个圆柱齿轮级相互连接，所述三个行星齿轮组中的第二行星齿轮组的太阳轮和所述驱动轴抗相对扭转地相互连接并形成了第一连接元件，所述三个行星齿轮组中的第一行星齿轮组的太阳轮、所述至少两个圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮和所述三个行星齿轮组中的第三行星齿轮组的齿圈通过第二、第三和第四连接元件相互连接，其中，所述第二、第三和第四连接元件具有共同的连接点且所述第二连接元件还与所述第一行星齿轮组的太阳轮连接，所述第三连接元件还与所述第一圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮连接并且所述第四连接元件还与所述第三行星齿轮组的齿圈连接，所述至少两个圆柱齿轮级中的第二圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮和所述第一行星齿轮组的齿圈相互连接并形成了第五连接元件，所述第二圆柱齿轮级的第二圆柱齿轮和所述输出轴连接并形成了第六连接元件，所述第一行星齿轮组的保持架和所述驱动轴相互连接并形成了第七连接元件，所述第一圆柱齿轮级的第二圆柱齿轮和所述输出轴相互连接并形成了第八连接元件，所述第二行星齿轮组的齿圈和所述第三行星齿轮组的保持架相互连接并形成了第九连接元件，其中，所述六个换挡元件中的第二换挡元件布置在所述第四连接元件和所述第二行星齿轮组的保持架之间的动力流中，所述六个换挡元件中的第五换挡元件布置在所述第三行星齿轮组的太阳轮和变速器壳体之间的动力流中，以及所述六个换挡元件中的第六换挡元件布置在所述第二行星齿轮组的保持架和所述变速器壳体之间的动力流中。
本发明还提供一种用于车辆的布置在驱动轴和输出轴之间的行星齿轮式的能动力换挡的多级变速器，其中，所述多级变速器具有两个平行的轴系、六个换挡元件、至少两个圆柱齿轮级和三个行星齿轮组，其中，所述行星齿轮组各具有一个太阳轮、一个齿圈以及整合成保持架的带有多个行星齿轮的行星架，并且两个轴系能通过所述至少两个圆柱齿轮级相互连接，其中，通过所述六个换挡元件有选择的嵌接能促成所述驱动轴和所述输出轴之间的不同的传动比，从而能够实现多个前进挡，至少九个前进挡，和至少一个倒挡，其特征在于，两个行星齿轮组和所述驱动轴布置在所述两个平行的轴系中的第一轴系上，所述三个行星齿轮组中的第一行星齿轮组和所述输出轴布置在所述两个平行的轴系中的第二轴系上，所述两个平行的轴系能通过三个圆柱齿轮级相互连接，所述三个行星齿轮组中的第二行星齿轮组的太阳轮和所述驱动轴抗相对扭转地相互连接并形成了第一连接元件，第三行星齿轮组的齿圈、所述三个圆柱齿轮级中的第一圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮和第三圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮通过第三、第四和第十连接元件连接，其中，所述第三、第四和第十连接元件具有共同的连接点且所述第三连接元件还与所述第一圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮连接，所述第四连接元件还与所述第三行星齿轮组的齿圈连接且所述第十连接元件还与所述第三圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮连接，所述第一圆柱齿轮级的第二圆柱齿轮和所述输出轴连接并形成了第八连接元件，所述三个行星齿轮组中的第二行星齿轮组的齿圈和所述第三行星齿轮组的保持架抗相对扭转地相互连接并形成了第九连接元件，所述输出轴和第一行星齿轮组的齿圈连接并形成了第十一连接元件，所述第一行星齿轮组的保持架和第四圆柱齿轮级的第二圆柱齿轮连接并形成了第十二连接元件，所述第一行星齿轮组的太阳轮和所述第三圆柱齿轮级的第二圆柱齿轮连接并形成了第十三连接元件，所述三个圆柱齿轮级中的第四圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮和所述驱动轴连接并形成了第十四连接元件，其中，所述第四连接元件能借助所述六个换挡元件中的第二换挡元件与所述第二行星齿轮组的保持架连接，所述第二行星齿轮组的保持架能借助所述六个换挡元件中的第三换挡元件与所述第二行星齿轮组的太阳轮以及所述驱动轴连接，所述六个换挡元件中的第五换挡元件布置在所述第三行星齿轮组的太阳轮和变速器壳体之间的动力流中，以及所述六个换挡元件中的第六换挡元件布置在所述第二行星齿轮组的保持架和所述变速器壳体之间的动力流中。
附图说明
借助附图示例性地详细阐释本发明。其中：
图1示意性示出了带有按本发明的实施例的能动力换挡的多级变速器的车辆；
图2示出了按本发明的实施例的9挡多级变速器的变速器示意图；
图3示出了按本发明的实施例的多级变速器的示例性换挡示意图；
图4和图5示出了按本发明的实施例的多级变速器的第一主系统的实施变型方案；
图6示出了按本发明的实施例的第二主系统；
图7和图8示出了按本发明的实施例的多级变速器的第二主系统的联锁变型方案；
图9示出了按本发明的实施例的第三主系统；
图10示出了按本发明的实施例的多级变速器的第三主系统的实施变型方案；
图11按本发明的另一实施例示意性示出了作为第二和第三主系统的组合的另一主系统；
图12按本发明的一个实施例示出了在图11中所示的实施例的若干联锁变型方案；
图13示意性示出了按本发明的实施例的带有功率源的第一主系统；以及
图14示意性示出了按本发明的实施例的带有功率源的多级变速器。
在接下来对本发明的优选实施例的说明中，针对在不同的图中示出的且作用类似的元件使用相同的或类似的附图标记，其中，省去了对这些元件的重复说明。
具体实施方式
在下文中借助图1给出了能动力换挡的多级变速器的使用。紧接着在图2中作为本发明的实施例又介绍了能动力换挡的多级变速器的第一主系统以及之后借助图4和图5在不同的联锁变型方案中说明。能动力换挡的多级变速器的第二主系统以及它的不同的实施变型方案在图6至图8中示出。图9至图12则示出了能动力换挡的多级变速器的第三主系统和它的不同的实施变型方案。图13和图14以第一主系统为例示出了能动力换挡的多级变速器的混合动力化。图3示出了用于按本发明的能动力换挡的多级变速器的换挡阵列。
图1示意性示出了车辆100，其带有马达110和按本发明的实施例的能动力换挡的行星齿轮式多级变速器120。也被称为行星齿轮式动力换挡变速器或动力换挡单元的能动力换挡的多级变速器120，按照这个实施例以正向横置的构造方式安装在车辆100中。马达110，例如内燃机，借助驱动轴AN与能动力换挡的多级变速器120连接。能动力换挡的多级变速器120的输出轴AB将能动力换挡的多级变速器120与车辆100的前桥连接起来，以便驱动车辆100。
按照实施例，能动力换挡的多级变速器包括三个行星齿轮组、两个或三个圆柱齿轮级以及六个换挡元件，六个换挡元件中，四个为离合器以及两个是制动器，其中，两个换挡元件被同时换挡。能动力换挡的多级变速器120不具有固定的壳体联接件，并且可以切换九个前进挡和一个倒挡。液力变矩器、液力离合器、附加的起动离合器、集成的起动离合器或起动制动器、附加的电动马达或动力换挡单元或动力倒车单元可以被用作起动元件。
图2示出了按本发明的实施例的能动力换挡的多级变速器120的变速器示意图。该实施例示出了按本发明的多级变速器120的被称为第一主系统的实施形式。能动力换挡的多级变速器120可以是借助图1示出的多级变速器120。也被称为行星齿轮式动力换挡变速器的多级变速器120，按照这个实施例被实现为9挡多级变速器。
多级变速器120包括两个平行的轴系WS1、WS2，六个换挡元件K1、K2、K3、K4、B1、B2，两个圆柱齿轮级STS1、STS2和三个行星齿轮组PS1、PS2、PS3，它们都被布置在多级变速器120的壳体GG中。全部三个行星齿轮组PS1、PS2、PS3在这个实施例中被构造成单排(einfach)负行星齿轮组，它们各自的齿圈HO1、HO2、HO3在保持架ST1、ST2、ST3固定时沿与太阳轮SO1、SO2、SO3相反的方向旋转。众所周知，负行星齿轮组具有若干在行星架上以能转动的方式被支承的行星齿轮，这些行星齿轮与该行星齿轮组的太阳轮和齿圈啮合。三个行星齿轮组PS1、PS2、PS3沿轴向方向以顺序“PS1、PS2、PS3”同轴地依次布置在两个平行的轴系WS1、WS2中的第一轴系WS1上。
两个圆柱齿轮级STS1、STS2中的第一圆柱齿轮级STS1的第一圆柱齿轮ST1a和两个圆柱齿轮级STS1、STS2中的第二圆柱齿轮级STS2的第一圆柱齿轮ST2a同轴地依次布置在第一行星齿轮组PS1和第二行星齿轮组PS2之间的第一轴系WS1上。两个圆柱齿轮ST1a、ST2a以顺序“PS1/ST2a、ST1a、PS2、PS3”同轴地依次地与三个行星齿轮组PS1、PS2、PS3一起布置在第一轴系WS1上。
驱动轴AN布置在第一轴系WS1上，输出轴AB则布置在两个平行的轴系WS1、WS2中的第二轴系WS2上。此外，两个轴系WS1、WS2通过两个圆柱齿轮级STS1、STS2相互连接。
换挡元件K1、K2、K3、K4构造成离合器，两个换挡元件B1、B2构造成制动器以及在下文中部分也被称为制动器。通过六个换挡元件K1、K2、K3、K4、B1、B2有选择的嵌接，能促成在驱动轴AN和输出轴AB之间的不同的传动比。以这种方式能实现至少九个前进挡和至少一个倒挡。
下文中说明了三个行星齿轮组PS1、PS2、PS3的单个元件彼此间的、与两个圆柱齿轮级STS1、STS2以及与驱动轴AN和与输出轴AB的联接。
多级变速器120具有至少九个连接元件，它们被标注为1至9。连接元件1、2、3、4、5、6、7、8、9可以构造成轴，其中，在连接元件1、2、3、4、5、6、7、8、9内部也可以分别布置有一个或多个换挡元件，如接下来还将详细阐明的那样。
如图2所示，三个行星齿轮组PS1、PS2、PS3中的第二行星齿轮组PS2的太阳轮SO2和驱动轴AN抗相对扭转地相互连接且形成第一连接元件1。三个行星齿轮组PS1、PS2、PS3中的第一行星齿轮组PS1的太阳轮SO1、第一圆柱齿轮级STS1的圆柱齿轮STS1a和三个行星齿轮组PS1、PS2、PS3中的第三行星齿轮组PS3的齿圈HO3通过第二、第三和第四连接元件2、3、4相互连接。第二、第三和第四连接元件2、3、4具有共同的连接点。第二连接元件将第二、第三和第四连接元件2、3、4的共同的连接点与第一行星齿轮组PS1的太阳轮SO1连接起来。第三连接元件3将第二、第三和第四连接元件2、3、4的共同的连接点与第一圆柱齿轮级STS1的第一圆柱齿轮ST1a连接起来。第四连接元件4将第二、第三和第四连接元件2、3、4的共同的连接点与第三行星齿轮组PS3的齿圈HO3连接起来。
第二连接元件2和第四连接元件4相互连接，因而在第二行星齿轮组PS2的齿圈HO2和第一行星齿轮组PS1的太阳轮SO1之间也存在连接。第二圆柱齿轮级STS2的第一圆柱齿轮ST1a与第一行星齿轮组PS1的齿圈HO1连接并形成第五连接元件5。第二圆柱齿轮级STS2的第二圆柱齿轮ST2b与输出轴AB连接并形成第六连接元件6。第一行星齿轮组PS1的保持架ST1与驱动轴AN连接并形成第七连接元件7。第一圆柱齿轮级STS1的第二圆柱齿轮ST1b和输出轴AB连接并形成第八连接元件8。第二行星齿轮组PS2的齿圈HO2和第三行星齿轮组PS3的保持架ST3抗相对扭转地相互连接并形成第九连接元件9。
第七连接元件7具有六个换挡元件K1、K2、K3、K4、B1、B2中的第一换挡元件K1，其中，第一换挡元件K1布置在驱动轴AN和第一行星齿轮组PS1的保持架ST1之间的动力流中。第一换挡元件K1被构造成离合器。六个换挡元件K1、K2、K3、K4、B1、B2中的第二换挡元件K2被布置在处于第四连接元件4和第二行星齿轮组PS2的保持架ST2之间的动力流中。六个换挡元件K1、K2、K3、K4、B1、B2中的第三换挡元件K3被布置在处于第二行星齿轮组PS2的齿圈HO2和驱动轴AN之间的动力流中。第八连接元件8具有六个换挡元件K1、K2、K3、K4、B1、B2中的第四换挡元件K4，其中，第四换挡元件K4布置在第一圆柱齿轮级STS1的第二圆柱齿轮ST1b和输出轴AB之间的动力流中。六个换挡元件K1、K2、K3、K4、B1、B2中的第五换挡元件B1布置在第三行星齿轮组PS3的太阳轮SO3和变速器壳体GG之间的动力流中。六个换挡元件K1、K2、K3、K4、B1、B2中的第六换挡元件B2布置在第二行星齿轮组PS2的保持架ST2和变速器壳体GG之间的动力流中。
根据三个行星齿轮组和两个圆柱齿轮级的两个第一圆柱齿轮沿轴向观察以顺序“PS1/ST2a、ST1a、PS2、PS3”的空间布置，多级变速器120的第一连接元件1以区段的方式在中央在第二连接元件2、第三连接元件3和第四连接元件4的内部延伸。此外，第七连接元件利用第一换挡元件K1以区段的方式沿轴向方向包绕驱动轴AN或第一连接元件1。第一圆柱齿轮级的第一圆柱齿轮ST1a在径向上布置在第一行星齿轮组PS1之上。
第五换挡元件B1和第六换挡元件B2，亦即两个制动器B1、B2，在图2所示的实施例中从空间上观察在轴向上直接相邻地布置于在顺序“PS1/ST2a、ST1a、PS2、PS3”之外第三行星齿轮组PS3旁的区域中。在此，第五换挡元件B1布置在第三行星齿轮组PS3和第六换挡元件B2之间。第五和第六换挡元件B1、B2与变速器壳体GG连接。第五和第六换挡元件B1、B2与第二或第三行星齿轮组PS2、PS3的动态的连结在这个布置示例中造成换挡元件B1要比换挡元件B2布置得更为靠近第三行星齿轮组PS3。
换挡元件B1、B2在图2中示出的空间布置被理解为是示例性的。因此，换挡元件B1可以例如也至少部分地在径向上布置在换挡元件B2之上，或作为备选，第六换挡元件B2可以布置在第一轴系WS1的旋转轴线的区域中。
在图2所示的实施例中，第三换挡元件K3在轴向上直接布置在第二行星齿轮组PS2的保持架ST2和第三行星齿轮组PS3的保持架ST3之间。第四连接元件，亦即第三行星齿轮组PS3的齿圈HO3与第二、第三和第四连接元件2、3、4的共同的连接点的连接件，沿着轴向方向完全包绕第九连接元件9、第二换挡元件K2、第三换挡元件K3和第二行星齿轮组PS2。两个圆柱齿轮级STS1、STS2的两个第二圆柱齿轮ST1b、ST2b的空间布置沿轴向方向观察以“ST2b、ST1b”的形式处在第二轴系WS2上。第四换挡元件K4布置在两个圆柱齿轮级STS1、STS2的两个第二圆柱齿轮ST1b、ST2b之间。
前四个换挡元件K1、K2、K3、K4，也就是说四个离合器，在实施例中实施成能摩擦锁合地(reibschlüssig)切换的片式离合器，当然在另一实施例中也可以实施成能形状锁合地切换的牙嵌式离合器或锥式离合器。实施成制动器的换挡元件B1、B2在实施例中实施成能摩擦锁合地切换的片式制动器，但按照其它的实施例也可以实施成能摩擦锁合地切换的带式制动器或能形状锁合地切换的牙嵌式制动器或锥式制动器。
由图2所示的变速器120可以推导出多个作用相同的变速器变型方案。针对图2所示的主系统的离合器K1，存在三个其它的作用相同的可行布置方案，针对离合器K4则存在另一个可行布置方案。这在接下来的图5中将详细阐明。此外，当第三换挡元件的布置和第二行星齿轮组的联接被改变时，能实现另一个实施变型方案。因此可能的是，第二行星齿轮组PS2通过第三换挡元件K3或者说离合器K3的联锁，亦即如图2中利用第一主系统所示出的那样太阳轮和行星架的联接，可以由保持架和齿圈的联接来取代。这种实施变型方案在图4中被示出。当允许了可连接性时，太阳轮和齿圈的联锁也是可能的。
图3示出了按本发明的实施例的多级变速器的示例性的换挡示意图。多级变速器或行星齿轮式动力换挡变速器，可以是前述的或接下来说明的多级变速器。
从左向右观察，在图3所示的表格的第一列中示出了挡级，它们分别表示多级变速器的一个挡。在接下来的为六个换挡元件B1、B2、K1、K2、K3、K4保留的六列中，如它们例如已经借助图2所说明的那样，分别对接合的换挡元件B1、B2、K1、K2、K3、K4在表格中打叉。在此，首先列出了两个制动器B1和B2并紧接着列出了四个离合器K1、K2、K3、K4。在接合的换挡元件B1、B2、K1、K2、K3、K4中实现了通过各换挡元件B1、B2、K1、K2、K3、K4进行的力传递。在此，各换挡元件B1、B2、K1、K2、K3、K4可以形成刚性的连接元件。倒数第二列示出了示例性的传动比i，紧接着的是最后一列中由此得出的挡间传动比比值用“x”标注的接合的换挡元件也可以用英语的表达“闭合的换挡元件(engaged shifting elements)”来表示。对每一个挡而言，换挡元件B1、B2、K1、K2、K3、K4中的三个是打开的而换挡元件B1、B2、K1、K2、K3、K4中的三个是接合的。
从换挡示意图中，除了获知换挡逻辑外，也可以获知针对单个挡级的各传动比i的示例性的值以及由此确定的各挡间传动比比值所说明的传动比i由三个行星齿轮组PS1、PS2、PS3的(典型的)固定传动比得出，第一行星齿轮组PS1是-2.404，第二行星齿轮组PS2是-1.953以及第三行星齿轮组是-2.191以及第一圆柱齿轮级STS1是3.235且第二圆柱齿轮级STS2是1.000。(典型的)固定传动传动比针对第三圆柱齿轮级STS3和第四圆柱齿轮级STS4均为1.000。在此，圆柱齿轮级的固定传动比可以在由结构引起的公差范围内改变，而不会对变速器传动比产生根本性的影响。此外，由换挡示意图可知，在连续的换挡方式下避免了双重换挡或分组换挡。两个相邻的挡级共同使用所需的三个换挡元件中的两个。第六挡优选构造成直接挡。所说明的传动比以及由此推导出的大小表示优选的实施形式。本领域技术人员在此也可以根据对多级变速器的要求使用其它的值。
如已经借助图2所说明的那样，六个换挡元件K1、K2、K3、K4、B1、B2由四个离合器K1、K2、K3、K4和两个制动器B1、B2组成。在接下来的说明中，为前四个换挡元件K1、K2、K3、K4选用名称离合器K1、K2、K3和K4并为第五和第六换挡元件B1、B2选用名称制动器B1、B2。
第一前进挡通过接合制动器B1和离合器K2、K4得出，第二前进挡通过接合离合器K2、K3、K4得出，第三前进挡通过接合制动器B1和离合器K3、K4得出，第四前进挡通过接合离合器K1、K3、K4得出，第五前进挡通过接合制动器B1和离合器K1、K3得出，第六前进挡通过接合离合器K1、K2、K3得出，第七前进挡通过接合制动器B1和离合器K1、K2得出，第八前进挡通过接合制动器B2和两个离合器K1、K2得出并且第九前进挡通过接合两个制动器B1、B2和离合器K1得出。如由图3中的换挡示意图进一步可知，倒挡通过接合两个制动器B1、B2和离合器K4得出。
传动比i也可以称为术语“比率(ratio)”。针对被称为挡级1的第一挡得出传动比i为5.531，针对被称为挡级2的第二挡得出传动比i为3.228，针对第三挡得出传动比i为2.232，针对第四挡得出传动比i为1.619，针对第五挡得出传动比i为1.207，针对第六挡得出直接的传动比i为1,000，针对第七挡得出传动比i为0.862，针对第八挡得出传动比i为0.722以及针对第九挡得出传动比i为0.615。如由换挡示意图进一步可知的那样，针对倒挡得出传动比i为-5.165。因此得出了从第一挡到第二挡的也被称为术语“阶(step)”的挡间传动比比值为1.713，从第二挡到第三挡的挡间传动比比值为1.446，从第三挡到第四挡的挡间传动比比值为1.379，从第四挡到第五挡的挡间传动比比值为1.341，从第五挡到第六挡的挡间传动比比值为1.207，从第六挡到第七挡的挡间传动比比值为1.160，从第七挡到第八挡的挡间传动比比值为1.194，从第八挡到第九挡的挡间传动比比值为1.174。因此变速器具有8.993的传动比范围。倒挡与第一挡的比例为-0.934，因此极为接近理想值-1。
在第一列中被列出的多重挡(Mehrfachgang)M4’、M4”、M4”’是其它的换挡组合，它们同样表示第四挡。第一多重挡M4’通过接合制动器B2和离合器K1、K4得出，第二多重挡M4”通过接合离合器K1、K2、K4得出并且第三多重挡M4”’通过接合制动器B1和离合器K1、K4得出。
按照本发明的实施例，车辆的例如在图1中示出的车辆的起动，可以利用集成在变速器内的换挡元件实现。在此，特别合适的是在第一前进挡中以及在倒挡中所需要的换挡元件，在此为制动器B1或离合器K4。有利的是，在第二前进挡中也需要离合器K4。若离合器K4被用作集成在变速器中的起动元件，那么利用其甚至能在前四个前进挡中以及在倒挡中实现起动。
固定传动比的高度，以及因此变速传动比的高度，原则上可以自由选择。按照实施例，主系统的优选的固定传动比针对第一行星齿轮组PS1为-2.404，针对第二行星齿轮组PS2为-1.953，针对第三行星齿轮组PS3为-2.191以及针对圆柱齿轮级STS1(ST1a-ST1b)为3.235，针对第二圆柱齿轮级STS2(ST2a-ST2b)为1.000，以及对在图9至图12中所示的带三个圆柱齿轮级的实施变型方案而言，针对第三圆柱齿轮级STS3(ST3a-ST3b)为1.000以及针对第四圆柱齿轮级STS4(ST4a-ST4b)为1.000。所有在图1和图3至图14中示出的实施例得出作用相同的变速器变型方案，它们可以使用同一个换挡阵列。
下文中说明在图2中所示的多级变速器120的在图4至图8中可行的布置变型方案和联锁变型方案。多级变速器120的在图2中示出的实施例的换挡元件K1、K2、K3、K4、B1、B2的空间布置，在多级变速器120的内部原则上可以是任意的且仅受到变速器壳体GG的尺寸和外部的造型的限制。相应地，在接下来的附图中示例性地示出了按图2的多级变速器120的构件布置变型方案，其中，行星齿轮组、圆柱齿轮级、换挡元件和轴或者说连接元件的所有运动方面的联接，彼此间未被改变地从图2得知。
图4示出了按本发明的实施例的多级变速器120的已经借助图2所说明的第一主系统的联锁变型方案。
在图4中示出的变速器示意图相应于在图2中示出的多级变速器120的变速器示意图。由其可以推导出多个作用相同的变速器变型方案，其中，针对第三换挡元件K3以及针对第二行星齿轮组PS2的联接示出了另一个作用相同的布置变型方案。
六个换挡元件K1、K2、K3、K4、B1、B2中的第三换挡元件K3布置在第二行星齿轮组PS2的保持架ST2和第九连接元件9之间的动力流中。因此，在离合器K3接合的情况下得到在第二行星齿轮组PS2的保持架ST2和第二行星齿轮组PS2的齿圈HO2之间的抗相对扭转的连接。
除了在图2中示出的第二行星齿轮组PS2的太阳轮SO2和保持架ST2借助第三换挡元件K3或者说离合器K3的联接外，图4所示的变速器示意图相应于在图2中示出的多级变速器的变速器示意图，其中，所述联接在图4中作用相同地由第二行星齿轮组PS2的保持架ST2与齿圈HO2借助第三换挡元件K3或者说离合器K3的联接来取代。
图5示出了按本发明的不同的实施例的多级变速器的已经借助图2示出的第一主系统的联锁变型方案的概览。
图5所示的变速器示意图相应于图2所示的多级变速器120的变速器示意图，由其可推导出多个作用相同的变速器变型方案，其中，针对第一换挡元件K1或者说离合器K1示出了另外三个作用相同的布置方案以及针对第四换挡元件K4或者说离合器K4示出了另外一个布置变型方案。
用于离合器K1的三个布置变型方案在图5中被标识为A1、A2、A3，用于离合器K4的布置变型方案被标识为A4。
离合器K1的第一种布置变型方案A1是将离合器K1布置在第一行星齿轮组的太阳轮SO1与第三以及第四连接元件3、4之间的第二连接元件2上。在第一布置变型方案A1中，第一换挡元件K1布置在第三行星齿轮组PS3的齿圈HO3、第二圆柱齿轮级STS2的第一圆柱齿轮ST2a和第一行星齿轮组PS1的太阳轮SO1之间的动力流中。
离合器K1的第二布置变型方案A2是将离合器K1布置在第一行星齿轮组的齿圈HO1和第一圆柱齿轮级STS1的第一圆柱齿轮ST1a之间的第五连接元件5上。在第二布置变型方案A2中，第一换挡元件K1布置在第一行星齿轮组PS1的齿圈HO1和第一圆柱齿轮级STS1的第一圆柱齿轮ST1a之间的动力流中。
离合器K1的第三布置变型方案A3是将离合器K1布置在第二圆柱齿轮级STS2的第二圆柱齿轮ST2b和输出轴AB之间的第六连接元件6上。在第三布置变型方案中，第一换挡元件K1布置在第二圆柱齿轮级STS2的第二圆柱齿轮ST2b和输出轴AB之间的动力流中。
在离合器K4的布置变型方案A4中，第三连接元件3具有离合器K4。在离合器K4的布置变型方案A4中，第四换挡元件K4布置在第二、第三和第四连接元件2、3、4的共同的连接点与第一圆柱齿轮级STS1的第一圆柱齿轮ST1a之间的动力流中。在布置变型方案A4中的离合器K4打开时，断开第一圆柱齿轮级STS1的第一圆柱齿轮ST1a与第一行星齿轮组PS1的太阳轮SO1以及第三行星齿轮组PS3的齿圈HO3的联接。
当在第一布置变型方案A1中的离合器K1布置在第二连接元件2中时，那么第七连接元件7就建立在驱动轴AN和第一行星齿轮组PS1的保持架ST1之间的抗相对扭转的连接且第一行星齿轮组的太阳轮SO1能通过离合器K1与第一圆柱齿轮级STS1的第一圆柱齿轮ST1a、第三行星齿轮组PS3的齿圈HO3联接以及通过离合器K2与第二行星齿轮组PS2的保持架ST2联接。在此，针对离合器K1的在图2中被公开的位置以及针对离合器K1的三个布置变型方案A1、A2、A3与针对离合器K4的在图2中的被公开的位置以及针对离合器K4的布置变型方案A4的全部八个组合都是可行的。所示的布置变型方案能作用相同地与在图4中公开的针对第三离合器K3的布置变型方案和联接变型方案组合起来。在接下来的图5至图8中，分别示出了用于离合器K1和K4的可行的布置变型方案A1、A2、A3、A4中的其中一个。
由第一主系统可以通过交换齿轮组PS2和PS3推导出另一个可行的变速器设计方案，这在图6中被作为第二主系统示出。
图6示出了按本发明的实施例的能动力换挡的多级变速器。该实施例示出了按本发明的多级变速器120的第二主系统。能动力换挡的多级变速器120可以是借助图1示出的多级变速器120。多级变速器120，也称为行星齿轮式动力换挡变速器，按照这个实施例被实现为9挡多级变速器。
三个行星齿轮组PS1、PS2、PS3的单个元件彼此间的、与两个圆柱齿轮级STS1、STS2以及与驱动轴AN和与输出轴AB的联接，相应于在图2中示出的实施例，但第二和第三行星齿轮组PS2、PS3的位置被交换，由此获得了所提到的部件和连接元件的经改变的空间布置。
图7示出了按本发明的实施例的已经借助图6说明的多级变速器120的第二主系统的联锁变型方案。
与第一主系统类似地可行的是，由保持架和齿圈的联接来取代第二行星齿轮组PS2通过离合器K3(图6中的太阳轮和保持架的联接)的联锁(图7中的离合器K3)。以何种方式联锁行星齿轮组与变速器系统的功能并不相关。当允许了可连接性时，也能实现太阳轮和齿圈的联锁。
在图7中示出的变速器示意图相应于在图6中示出的多级变速器120的变速器示意图，由其可以推导出多个作用相同的变速器变型方案，其中，针对第三换挡元件K3以及针对第二行星齿轮组PS2的联接示出了另一个作用相同的布置变型方案。
六个换挡元件K1、K2、K3、K4、B1、B2中的第三换挡元件K3布置在第二行星齿轮组PS2的保持架ST2和第九连接元件9之间的动力流中。因此，在离合器接合的情况下得到在第二行星齿轮组PS2的保持架ST2和第二行星齿轮组PS2的齿圈HO2之间的抗相对扭转的连接。
图8是按本发明的不同的实施例的多级变速器120的借助图6说明的第二主系统的联锁变型方案的概览。因为在第一和第二主系统之间仅改变了第二和第三行星齿轮组的布置，但连接保持不变，所以联锁变型方案相应于已经在图5中示出的联锁变型方案。
由图6所示的第二主系统可以推导出多个作用相同的变速器变型方案，其中，针对第一换挡元件K1示出了三个其它的作用相同的布置变型方案以及针对第四换挡元件K4示出了另一个布置变型方案。
针对换挡元件K1的三个布置变型方案在图8中被标识为A1、A2、A3，针对离合器K4的布置变型方案被标识为A4。在第二主系统的第一布置变型方案A1中，第二连接元件2具有第一换挡元件K1。在第二主系统的第二布置变型方案A2中，第五连接元件5具有第一换挡元件K1。在第二主系统的第三布置变型方案A3中，第六连接元件6具有第一换挡元件K1。在第二主系统的第四布置变型方案A4中，第三连接元件3具有第四换挡元件K4。第一换挡元件K1的布置变型方案能和第四换挡元件K4的布置变型方案自由组合。用于第一换挡元件K1和用于第四换挡元件K4的所示出的和所说明的布置变型方案能和在此说明的用于第三换挡元件K3的布置变型方案以及在图7中示出的用于第三换挡元件K3的布置变型方案组合。
在图2以及图4至图8中示出的能动力换挡的多级变速器120可以作用相同地通过将第一行星齿轮组PS1布置在输出轴AB上来实现。接下来的图9至图12示出了两个布置变型方案以及按本发明的带有在输出轴AB上的行星齿轮组的多级变速器120的可行的备选的联锁变型方案。这种多级变速器120在下文中也被称为第三主系统。
图9示出了按本发明的实施例的能动力换挡的多级变速器120的变速器示意图。该实施例基于多级变速器120的所提到的第三主系统。能动力换挡的多级变速器120可以是借助图1示出的多级变速器120。也被称为行星齿轮式动力换挡变速器的多级变速器120按照这个实施例实现为9挡多级变速器。
与图2以及图4至图8中示出的多级变速器120的实施例相比，在图9中示出的多级变速器120不具有第二圆柱齿轮级STS2，但为此除了已经借助图2说明的第一圆柱齿轮级STS1之外还具有两个附加的圆柱齿轮级STS3、STS4。因此，像例如取代在图2中针对第一主系统所示的两个圆柱齿轮级STS1、STS2那样，现在使用三个圆柱齿轮级STS1、STS3、STS4。在这个实施例中，第一行星齿轮组PS1定位在输出轴AB上。
图9中示出的多级变速器120包括两个平行的轴系WS1、WS2，六个换挡元件K1、K2、K3、K4、B1、B2，三个圆柱齿轮级STS1、STS3、STS4以及三个行星齿轮组PS1、PS2、PS3，它们全部布置在行星齿轮式动力换挡变速器120的壳体GG中。全部三个行星齿轮组PS1、PS2、PS3在这个实施例中均构造成单排负行星齿轮组，它们各自的齿圈HO1、HO2、HO3在保持架ST1、ST2、ST3固定时沿着与太阳轮SO1、SO2、SO3相反的方向旋转。第二和第三行星齿轮组PS2、PS3沿轴向方向以顺序“PS2、PS3”同轴地依次布置在两个平行的轴系WS1、WS2中的第一轴系WS1上。
第四圆柱齿轮级STS4的第一圆柱齿轮ST4a、三个圆柱齿轮级STS1、STS3、STS4中的第三圆柱齿轮级STS3的第一圆柱齿轮ST3a和三个圆柱齿轮级STS1、STS3、STS4中的第一圆柱齿轮级STS1的第一圆柱齿轮ST1a在第二行星齿轮组PS2之前同轴地依次布置在第一轴系WS1上。因此获得了顺序“ST4a、ST3a、ST1a、PS2、PS3”。
驱动轴AN布置在第一轴系WS1上，输出轴AB布置在两个平行的轴系WS1、WS2中的第二轴系WS2上。此外，两个轴系WS1、WS2通过三个圆柱齿轮级STS1、STS3、STS4相互连接。
换挡元件K1、K2、K3、K4构造成离合器，两个换挡元件B1、B2则构造成制动器且在下文中有时也被称为制动器。通过六个换挡元件K1、K2、K3、K4、B1、B2有选择的嵌接能促成驱动轴AN和输出轴AB之间的不同的传动比。以这种方式能实现至少九个前进挡和至少一个倒挡。
下文中说明了三个行星齿轮组PS1、PS2、PS3的单个元件彼此间、与三个圆柱齿轮级STS1、STS3、STS4以及与驱动轴AN和与输出轴AB的联接。
行星齿轮式动力换挡变速器120具有至少九个连接元件，它们被标识为1、3、4、8、9、10、11、12、13、14。连接元件1、3、4、8、9、10、11、12、13、14可以构造成轴，其中，在连接元件中也可以布置有换挡元件，尤其是离合器，这在接下来还将详细阐明。
如图9中所示出的那样，三个行星齿轮组PS1、PS2、PS3中的第二行星齿轮组PS2的太阳轮SO2和驱动轴AN抗相对扭转地相互连接并形成第一连接元件1。三个行星齿轮组PS1、PS2、PS3中的第三行星齿轮组PS3的齿圈HO3和第二行星齿轮组PS2的保持架ST2通过换挡元件K2相互连接。第三行星齿轮组PS3的齿圈HO3与第一圆柱齿轮级STS1的第一圆柱齿轮ST1a以及第三圆柱齿轮级STS3的第一圆柱齿轮ST3a通过第三、第四和第十连接元件3、4、10连接。第三、第四和第十连接元件3、4、10具有共同的连接点。此外，第三连接元件3还与第一圆柱齿轮级STS1的第一圆柱齿轮ST1a连接。第四连接元件4此外还与第三行星齿轮组PS3的齿圈HO3连接。第十连接元件10此外还与第三圆柱齿轮级STS3的第一圆柱齿轮ST3a连接。第一圆柱齿轮级STS1的第二圆柱齿轮ST1b与输出轴AB连接并形成第八连接元件8。
第一行星齿轮组PS1的齿圈HO1和输出轴AB连接并形成第十一连接元件。第一行星齿轮组PS1的保持架ST1和第四圆柱齿轮级STS4的第二圆柱齿轮ST4b连接并形成第十二连接元件12。第一行星齿轮组PS1的太阳轮SO1和第三圆柱齿轮级STS3的第二圆柱齿轮ST3b连接并形成第十三连接元件13。驱动轴AN和第四圆柱齿轮级STS4的第一圆柱齿轮ST4a连接并形成第十四连接元件。第十四连接元件14具有第一换挡元件K1。在第八连接元件8中布置有第四换挡元件K4。
六个换挡元件K1、K2、K3、K4、B1、B2中的第三换挡元件K3布置在第二行星齿轮组PS2的太阳轮SO2和第二行星齿轮组PS2的保持架ST2之间。第八连接元件8具有六个换挡元件K1、K2、K3、K4、B1、B2中的第四换挡元件K4。六个换挡元件K1、K2、K3、K4、B1、B2中的第五换挡元件B1布置在第三行星齿轮组PS3的太阳轮SO3和变速器壳体GG之间的动力流中。六个换挡元件K1、K2、K3、K4、B1、B2中的第六换挡元件B2布置在第二行星齿轮组PS2的保持架ST2和变速器壳体GG之间的动力流中。
为了节省轴向的结构空间，可以将一个齿轮组定位在输出轴AB上。为此，主要是齿轮组PS1适合于此。不过为此还附加地需要一个圆柱齿轮级。在图9至图12中示出了针对第二主系统的这种可行方案。图9示出了带有在输出轴AB上的第一行星齿轮组PS1的第三主系统的变速器示意图。即使在这个系统中，所描述的布置变型方案如在图10中所示的那样也是可行的。图11相应于图6地示出了第二和第三行星齿轮组PS2、PS3连同在输出轴AB上的第一行星齿轮组PS1的备选布置。
图10示出了按本发明的实施例的多级变速器120的已经借助图9说明的第三主系统的联锁变型方案。在此涉及多级变速器120的与借助图9说明的第三主系统作用相同的联锁变型方案。
在图10中示出的变速器示意图相应于在图9中示出的多级变速器120的变速器示意图，由其可以推导出多个作用相同的变速器变型方案，其中，针对第一换挡元件K1或者说离合器K1存在另外四个作用相同的布置变型方案以及针对第四换挡元件K4或者说离合器K4可以有另外一个布置变型方案。针对离合器K1的四个布置变型方案在图10中被标识为A5、A6、A7、A8，针对离合器K4的布置变型方案则被标识为A9。
在第一布置变型方案A5中，离合器K1布置在第四圆柱齿轮级STS4的第二圆柱齿轮ST4b和第一行星齿轮组PS1的保持架ST1之间的第十二连接元件12中。
在第二布置变型方案A6中，离合器K1布置在第一行星齿轮组PS1的齿圈HO1和输出轴AB之间的第十一连接元件11中。
在第三布置变型方案A7中，离合器K1布置在第三圆柱齿轮级STS3的第二圆柱齿轮ST3b和第一行星齿轮组PS1的太阳轮SO1之间的第十二连接元件12中。
在第四布置变型方案A8中，离合器K1布置在第四圆柱齿轮级STS4的第一圆柱齿轮ST4a和第四、第九以及第十四连接元件的共同的连接点之间的第九连接元件中。
针对离合器K4，除了在第一圆柱齿轮级STS1的第一圆柱齿轮ST1a和第三、第四和第十连接元件3、4、10的共同的连接点之间的第十连接元件10中的布置变型方案外，还得出了另一个布置变型方案A9。在此，离合器K4布置在第一圆柱齿轮级STS1的第一圆柱齿轮ST1a和第三、第四和第十连接元件3、4、10的共同的连接点之间的第三连接元件3中。
图10示出了针对离合器K1、K4的十个可行的布置变型方案中的其中一个，按照这些布置变型方案，针对离合器K1的五个布置变型方案中的每一个都可以与针对离合器K4的两个布置变型方案组合起来。
因此，图10示出了针对离合器K1、K4的布置变型方案的作用相同的变速器变型方案或者说变速器示意图。如在图2和图3至图8中所示出的带有在驱动轴AN上的所有行星齿轮组的第一和第二主系统那样，于带有在输出轴AB上的一个齿轮组的第三主系统的变型方案中，整个系列的变速器变型方案都是可行的。这些变速器变型方案大部分都与第一主系统的变速器变型方案一致且始终作用相同。不过，基于重新定位而为离合器K1补充了一个附加的布置变型方案。即使在此处，与第一主系统类似的是，针对离合器K1、K4，其它的布置也是可行的，而不会改变变速器120的功能。这些布置可行方案在图10中示出。因此，针对离合器K1得出了另外四个布置可行方案A5、A6、A7、A8。针对离合器K4得出了另外一个布置可行方案A9。
图11示出了多级变速器120的变速器示意图作为按本发明的另一个实施例的第二主系统。在此，第一行星齿轮组PS1布置在输出轴AB上。
与图9和图10中所示的实施例相比，第二和第三行星齿轮组的布置发生了变化。所有的变速器元件、连接元件、轴、抗相对扭转的连接件、换挡元件和布置变型方案，都与在图9和图10中所示的实施例一致。如已经在图6至图8中所示的那样，尤其针对第一、第四和第九连接元件1、4、9以及针对第二和第五换挡元件K2、B1得出了与图9所示的实施例相比有所改变的空间布置。变速器元件(离合器、齿轮组、圆柱齿轮等)的精确的几何位置，在此在全部的变型方案中是灵活可变的，因此单个的行星齿轮组、圆柱齿轮或离合器也是可以被交换或移动的，只要允许了可连接性。
图12按本发明的实施例示出了在图11中示出的实施例的联锁变型方案。在图12中示出的变速器示意图相应于在图11中示出的多级变速器120的变速器示意图，由此可以推导出多个作用相同的变速器变型方案，其中，针对第一换挡元件K1或者说离合器K1得到四个其它的作用相同的布置变型方案，以及针对第四连接元件K4或者说离合器K4，另一个布置变型方案也是可行的。针对离合器K1的四个布置变型方案在图10中被标识为A5、A6、A7、A8，针对离合器K4的布置变型方案被标识为A9。作用相同的联锁变型方案的布置相应于在图10中示出的联锁变型方案。因此，第一换挡元件可以作用相同地作为针对第一换挡元件示出的布置变型方案布置在第十四连接元件14中，利用被标识为A5的布置变型方案布置在第十二连接元件12中，利用被标识为A6的布置变型方案布置在第十一连接元件11中，利用被标识为A7的布置变型方案布置在第十三连接元件13中以及利用被标识为A8的布置变型方案布置在第十连接元件10中。第四换挡元件K4除了在第八连接元件8中的所示的实施例外还可以作为第九布置变型方案A9布置在第三连接元件3中。
在图13和图14中示出了按本发明的多级变速器的混合动力化。在按所说明的实施例中的其中一个所述的多级变速器的任一根轴上，原则上可以布置电动马达或其它的动力源/功率源。
图13示意性示出了按本发明的实施例的能动力换挡的多级变速器120，其实施成第一主系统，带有功率源。功率源按照这个实施例实施成电动马达EM。因此涉及一种带有电动马达EM的混合动力化，该电动马达直接布置在借助图2说明的且实施成第一主系统的多级变速器120的驱动轴AN上。
由图2公知的多级变速器120按照这个实施例添加了电动马达EM和在驱动轴AN上的附加的离合器K0。在第一轴系WS1中，附加地布置了电动马达EM作为动力源并且离合器K0布置在如图1所示的驱动驱动轴AN的内燃机和电动马达EM之间。离合器K0，电动马达EM，两个圆柱齿轮级STS1、STS2和三个行星齿轮组PS1、PS2、PS3以顺序“K0、EM、PS1/STS2、STS1、PS2、PS3”同轴地依次沿着轴向方向布置在第一轴系WS1上。电动马达直接对驱动轴进行作用。混合动力化可以用所有在图1至图12中示出的以及说明的实施例实现。电动马达EM与驱动轴AN的联结是示例性的实施变型方案，原则上电动马达或其它的动力源或功率源，可以布置在按本发明的行星齿轮式动力换挡变速器的任一根轴上。
若如图13所示那样附加于电动马达EM地还在如图1所示那样的内燃机和电动马达EM之间置放附加的离合器K0，那么可能的是，如借助图3所说明的所有的挡，无论是前进的还是后退的，都可以纯电气地运行。为此，内燃机通过打开的离合器K0被解除联接。
除了图13中所示的带有直接在驱动轴AN上的电动马达EM的混合动力化之外，也可以考虑一种带有与驱动轴AN轴平行的电动马达EM的混合动力化，如借助图14所说明的那样。
图14示意性示出了按本发明的实施例的带有功率源的能动力换挡的多级变速器120。功率源根据借助图13说明的实施例实施成电动马达EM。因此，涉及一种带有电动马达EM的混合动力化，该电动马达与多级变速器120的借助图2所说明的实施例的驱动轴AN轴平行地布置。
电动马达EM在这个实施例中与图13所示的实施例相比，并不是直接抗相对扭转地与第一连接元件连接，而是通过第五圆柱齿轮级STS5与第一连接元件联接。电动马达EM与轴系轴平行地布置在第一轴系WS1的与第二轴系WS2对置的那侧上。行星齿轮组PS1、PS2、PS3和圆柱齿轮级STS1、STS2的布置以及彼此间的连接或联锁，相应于本发明的在图2中所示的实施例。
齿轮组和离合器的在前文中说明的布置，使得按所述的设计方案的多级变速器也可以被用作正向横置系统。在此，具有很小数量的行星齿轮组的多级变速器就够用了。
所说明的且在图中示出的实施例仅被示例性地选择。不同的实施例可以全部或关于单个特征地相互组合。一个实施例也可以通过另一个实施例的特征来补充。若一个实施例包括在第一特征和第二特征之间的“和/或”关联，那么这可以被解读成，该实施例按照一个实施形式既具有第一特征也具有第二特征以及按照另一个实施形式要么仅具有第一特征要么仅具有第二特征。除了示例性说明的实施形式和实施例外，还存在行星齿轮组和换挡元件本身以及彼此间的另一种空间上的布置，这种空间上的布置不会影响所说明的变速器的功能。
在相同的变速器示意图中，根据单个行星齿轮组的固定变速器传动比的不同，可以针对所有示出的或所说明的实施例得出不同的挡间传动比比值，从而使得针对应用或者针对车辆的变型方案成为可能。此外还可以在多级变速器的每一个合适的部位设置附加的自由轮，例如在轴和壳体之间或为了将两根轴在必要时连接起来。按照本发明，可以在驱动侧上或在输出侧上布置轴差速器和/或分配器差速器。按本发明的多级变速器可以被相应地有利地改进，例如通过在驱动马达和变速器之间布置扭转减振器。此外，驱动轴AN可以通过离合元件与驱动马达按需分离，其中，可以使用液力转换器、液压离合器、干式起动离合器、湿式起动离合器、磁粉离合器或离心式离合器作为离合元件。也可以将这种类型的起动元件沿动力流方向布置在变速器之后，其中，在这种情况下，驱动轴AN始终与驱动马达的曲轴连接。
除了按本发明的多级变速器的混合动力化之外，在本发明的另一种未示出的实施形式中，可以在任一根轴上，优选在驱动轴AN上或输出轴AB上，布置无磨损的制动器，例如液压的或电气的减速器，这尤其是对在商用车辆中的应用有着特殊意义。此外，为了驱动附加的总成，可以在任一根轴上，优选在驱动轴AN或输出轴AB上，设置取力装置。
附图标记列表
100 车辆
110 马达
120 行星齿轮式动力换挡变速器
AN 驱动轴
AB 输出轴
WS1 第一轴系
WS2 第二轴系
K1 换挡元件、离合器
K2 换挡元件、离合器
K3 换挡元件、离合器
K4 换挡元件、离合器
B1 换挡元件、制动器
B2 换挡元件、制动器
PS1 第一行星齿轮组
PS2 第二行星齿轮组
PS3 第三行星齿轮组
SO1 太阳轮
SO2 太阳轮
SO3 太阳轮
HO1 齿圈
HO2 齿圈
HO3 齿圈
ST1 保持架
ST2 保持架
ST3 保持架
STS1 第一圆柱齿轮级
STS2 第二圆柱齿轮级
STS3 第三圆柱齿轮级
ST1a 第一圆柱齿轮
ST1b 第二圆柱齿轮
ST2a 第一圆柱齿轮
ST2b 第二圆柱齿轮
ST3a 第一圆柱齿轮
ST3b 第二圆柱齿轮
ST4a 第一圆柱齿轮
ST4b 第二圆柱齿轮
1 第一连接元件
2 第二连接元件
3 第三连接元件
4 第四连接元件
5 第五连接元件
6 第六连接元件
7 第七连接元件
8 第八连接元件
9 第九连接元件
10 第十连接元件
11 第十一连接元件
12 第十二连接元件
13 第十三连接元件
GG 变速器壳体
EM 电动马达

Claims (15)

1.一种用于车辆(100)的布置在驱动轴(AN)和输出轴(AB)之间的行星齿轮式的能动力换挡的多级变速器(120)，
其中，所述多级变速器具有两个平行的轴系(WS1、WS2)、六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)、至少两个圆柱齿轮级(STS1、STS2)和三个行星齿轮组(PS1、PS2、PS3)，
其中，所述行星齿轮组(PS1、PS2、PS3)各具有一个太阳轮(SO1、SO2、SO3)、一个齿圈(HO1、HO2、HO3)以及整合成保持架(ST1、ST2、ST3)的带有多个行星齿轮的行星架，并且两个轴系(WS1、WS2)能通过所述至少两个圆柱齿轮级(STS1、STS2)相互连接，
其中，通过所述六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)有选择的嵌接能促成所述驱动轴(AN)和所述输出轴(AB)之间的不同的传动比，从而能够实现多个前进挡，至少九个前进挡，和至少一个倒挡，
其特征在于，
所述三个行星齿轮组(PS1、PS2、PS3)和所述驱动轴(AN)布置在所述两个平行的轴系(WS1、WS2)中的第一轴系(WS1)上，
所述输出轴(AB)布置在所述两个平行的轴系(WS1、WS2)中的第二轴系(WS2)上，
所述两个平行的轴系(WS1、WS2)能通过所述两个圆柱齿轮级(STS1、STS2)相互连接，
所述三个行星齿轮组(PS1、PS2、PS3)中的第二行星齿轮组(PS2)的太阳轮(SO2)和所述驱动轴(AN)抗相对扭转地相互连接并形成了第一连接元件(1)，
所述三个行星齿轮组(PS1、PS2、PS3)中的第一行星齿轮组(PS1)的太阳轮(SO1)、所述至少两个圆柱齿轮级(STS1、STS2)的第一圆柱齿轮级(STS1)的第一圆柱齿轮(ST1a)和所述三个行星齿轮组(PS1、PS2、PS3)中的第三行星齿轮组(PS3)的齿圈(HO3)通过第二、第三和第四连接元件(2、3、4)相互连接，其中，所述第二、第三和第四连接元件(2、3、4)具有共同的连接点且所述第二连接元件(2)还与所述第一行星齿轮组(PS1)的太阳轮(SO1)连接，所述第三连接元件(3)还与所述第一圆柱齿轮级(STS1)的第一圆柱齿轮(ST1a)连接并且所述第四连接元件(4)还与所述第三行星齿轮组(PS3)的齿圈(HO3)连接，
所述至少两个圆柱齿轮级(STS1、STS2)中的第二圆柱齿轮级(STS2)的第一圆柱齿轮(ST2a)和所述第一行星齿轮组(PS1)的齿圈(HO1)相互连接并形成了第五连接元件(5)，
所述第二圆柱齿轮级(STS2)的第二圆柱齿轮(ST2b)和所述输出轴(AB)连接并形成了第六连接元件(6)，
所述第一行星齿轮组(PS1)的保持架(ST1)和所述驱动轴(AN)相互连接并形成了第七连接元件(7)，
所述第一圆柱齿轮级(STS1)的第二圆柱齿轮(ST1b)和所述输出轴(AB)相互连接并形成了第八连接元件(8)，
所述第二行星齿轮组(PS3)的齿圈(HO2)和所述第三行星齿轮组(PS3)的保持架(ST3)相互连接并形成了第九连接元件(9)，
其中，
所述六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)中的第二换挡元件(K2)布置在所述第四连接元件(4)和所述第二行星齿轮组(PS2)的保持架(ST2)之间的动力流中，
所述六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)中的第五换挡元件(B1)布置在所述第三行星齿轮组(PS3)的太阳轮(SO3)和变速器壳体(GG)之间的动力流中，以及
所述六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)中的第六换挡元件(B2)布置在所述第二行星齿轮组(PS2)的保持架(ST2)和所述变速器壳体(GG)之间的动力流中。
2.按权利要求1所述的能动力换挡的多级变速器(120)，其特征在于，所述第七连接元件(7)具有所述六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)中的第一换挡元件(K1)，其中，所述第一换挡元件(K1)布置在所述驱动轴(AN)和所述第一行星齿轮组(PS1)的保持架(ST1)之间的动力流中。
3.按权利要求1所述的能动力换挡的多级变速器(120)，其特征在于，所述第二连接元件(2)具有所述六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)中的第一换挡元件(K1)或者所述第五连接元件(5)具有所述六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)中的第一换挡元件(K1)。
4.按权利要求1所述的能动力换挡的多级变速器(120)，其特征在于，所述第六连接元件(6)具有所述六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)中的第一换挡元件(K1)，其中，所述第一换挡元件(K1)布置在所述第一圆柱齿轮级(STS1)的第二圆柱齿轮(ST1b)和所述输出轴(AB)之间的动力流中。
5.按权利要求1至4任一项所述的能动力换挡的多级变速器(120)，其特征在于，所述六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)中的第三换挡元件(K3)布置在所述驱动轴(AN)和所述第二行星齿轮组(PS2)的保持架(ST2)之间的动力流中或者所述六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)中的第三换挡元件(K3)布置在所述第二行星齿轮组(PS2)的保持架(ST2)和所述第九连接元件(9)之间的动力流中。
6.一种用于车辆(100)的布置在驱动轴(AN)和输出轴(AB)之间的行星齿轮式的能动力换挡的多级变速器(120)，
其中，所述多级变速器具有两个平行的轴系(WS1、WS2)、六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)、至少两个圆柱齿轮级和三个行星齿轮组(PS1、PS2、PS3)，
其中，所述行星齿轮组(PS1、PS2、PS3)各具有一个太阳轮(SO1、SO2、SO3)、一个齿圈(HO1、HO2、HO3)以及整合成保持架(ST1、ST2、ST3)的带有多个行星齿轮的行星架，并且两个轴系(WS1、WS2)能通过所述至少两个圆柱齿轮级相互连接，
其中，通过所述六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)有选择的嵌接能促成所述驱动轴(AN)和所述输出轴(AB)之间的不同的传动比，从而能够实现多个前进挡，至少九个前进挡，和至少一个倒挡，
其特征在于，
两个行星齿轮组(PS2、PS3)和所述驱动轴(AN)布置在所述两个平行的轴系(WS1、WS2)中的第一轴系(WS1)上，
所述三个行星齿轮组(PS1、PS2、PS3)中的第一行星齿轮组(PS1)和所述输出轴(AB)布置在所述两个平行的轴系(WS1、WS2)中的第二轴系(WS2)上，
所述两个平行的轴系(WS1、WS2)能通过三个圆柱齿轮级(STS1、STS3、STS4)相互连接，
所述三个行星齿轮组(PS1、PS2、PS3)中的第二行星齿轮组(PS2)的太阳轮(SO2)和所述驱动轴(AN)抗相对扭转地相互连接并形成了第一连接元件(1)，
第三行星齿轮组(PS3)的齿圈(HO3)、所述三个圆柱齿轮级(STS1、STS3、STS4)中的第一圆柱齿轮级(STS1)的第一圆柱齿轮(ST1a)和第三圆柱齿轮级(STS3)的第一圆柱齿轮(ST3a)通过第三、第四和第十连接元件(3、4、10)连接，其中，所述第三、第四和第十连接元件(3、4、10)具有共同的连接点且所述第三连接元件(3)还与所述第一圆柱齿轮级(STS1)的第一圆柱齿轮(ST1a)连接，所述第四连接元件(4)还与所述第三行星齿轮组(PS3)的齿圈(HO3)连接且所述第十连接元件(10)还与所述第三圆柱齿轮级(STS3)的第一圆柱齿轮(ST3a)连接，所述第一圆柱齿轮级(STS1)的第二圆柱齿轮(ST1b)和所述输出轴(AB)连接并形成了第八连接元件(8)，
所述三个行星齿轮组(PS1、PS2、PS3)中的第二行星齿轮组(PS2)的齿圈(HO2)和所述第三行星齿轮组(PS3)的保持架(ST3)抗相对扭转地相互连接并形成了第九连接元件(9)，
所述输出轴(AB)和第一行星齿轮组(PS1)的齿圈(HO1)连接并形成了第十一连接元件(11)，
所述第一行星齿轮组(PS1)的保持架(ST1)和第四圆柱齿轮级(STS4)的第二圆柱齿轮(ST4b)连接并形成了第十二连接元件(12)，
所述第一行星齿轮组(PS1)的太阳轮(SO1)和所述第三圆柱齿轮级(STS3)的第二圆柱齿轮(ST3b)连接并形成了第十三连接元件，
所述三个圆柱齿轮级(STS1、STS3、STS4)中的第四圆柱齿轮级(STS4)的第一圆柱齿轮(ST4a)和所述驱动轴(AN)连接并形成了第十四连接元件(14)，
其中，
所述第四连接元件(4)能借助所述六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)中的第二换挡元件(K2)与所述第二行星齿轮组(PS2)的保持架(ST2)连接，
所述第二行星齿轮组(PS2)的保持架(ST2)能借助所述六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)中的第三换挡元件(K3)与所述第二行星齿轮组(PS2)的太阳轮(SO2)以及所述驱动轴(AN)连接，
所述六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)中的第五换挡元件(B1)布置在所述第三行星齿轮组(PS3)的太阳轮(SO3)和变速器壳体(GG)之间的动力流中，以及
所述六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)中的第六换挡元件(B2)布置在所述第二行星齿轮组(PS2)的保持架(ST2)和所述变速器壳体(GG)之间的动力流中。
7.按权利要求6所述的能动力换挡的多级变速器(120)，其特征在于，所述第十四连接元件(14)具有所述六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)中的第一换挡元件(K1)，其中，所述第一换挡元件(K1)布置在所述驱动轴(AN)和所述第四圆柱齿轮级(STS4)的第一圆柱齿轮(ST4a)之间的动力流中。
8.按权利要求6所述的能动力换挡的多级变速器(120)，其特征在于，所述第十二连接元件(12)具有所述六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)中的第一换挡元件(K1)或者所述第十一连接元件(11)具有第一换挡元件(K1)。
9.按权利要求6所述的能动力换挡的多级变速器(120)，其特征在于，所述第十三连接元件(13)具有所述六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)中的第一换挡元件(K1)或者所述第十四连接元件(14)具有第一换挡元件(K1)。
10.按权利要求1-4和6-9中任一项所述的能动力换挡的多级变速器(120)，其特征在于，所述第八连接元件(8)具有所述六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)中的第四换挡元件(K4)，其中，所述第四换挡元件(K4)布置在所述第一圆柱齿轮级(STS1)的第二圆柱齿轮(ST1b)和所述输出轴(AB)之间的动力流中。
11.按权利要求6-9中任一项所述的能动力换挡的多级变速器(120)，其特征在于，所述第三连接元件(3)具有所述六个换挡元件(K1、K2、K3、K4、B1、B2)中的第四换挡元件(K4)，其中，所述第四换挡元件(K4)布置在第三、第四和第十连接元件(3、4、10)的共同的连接点与所述第一圆柱齿轮级(STS1)的第一圆柱齿轮(ST1a)之间的动力流中。
12.按权利要求1-4和6-9中任一项所述的能动力换挡的多级变速器(120)，其特征在于，在所述驱动轴(AN)上布置有功率源。
13.按权利要求1-4和6-9中任一项所述的能动力换挡的多级变速器(120)，其特征在于，至少一个行星齿轮组(PS1、PS2、PS3)构造成负行星齿轮组。
14.按权利要求1-4和6-9中任一项所述的能动力换挡的多级变速器(120)，其特征在于，
第一前进挡通过接合第二、第四和第五换挡元件(K2、K4、B1)得出，
第二前进挡通过接合第二、第三和第四换挡元件(K2、K3、K4)得出，
第三前进挡通过接合第三、第四和第五换挡元件(K3、K4、B1)得出，
第四前进挡通过接合第一、第三和第四换挡元件(K1、K3、K4)得出，
第五前进挡通过接合第一、第三和第五换挡元件(K1、K3、B1)得出，
第六前进挡通过接合第一、第二和第三换挡元件(K1、K2、K3)得出，
第七前进挡通过接合第一、第二和第五换挡元件(K1、K2、B1)得出，
第八前进挡通过接合第一、第二和第六换挡元件(K1、K2、B2)得出，
第九前进挡通过接合第一、第五和第六换挡元件(K1、B1、B2)得出，以及
倒挡通过接合第四、第五和第六换挡元件(K4、B1、B2)得出。
15.按权利要求12所述的能动力换挡的多级变速器(120)，其特征在于，所述功率源是电动马达(EM)。
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