CN104279290A - 带有链条输出的连续可变变速器 - Google Patents

带有链条输出的连续可变变速器 Download PDF

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Abstract

一种用于机动车辆的动力系的多模式连续可变变速器，包括连接到行星齿轮组装置的连续可变单元。所述行星齿轮组装置总体上包括两个行星齿轮组、两个制动器和一个离合器，且在连续可变单元和变速器输出构件之间提供多个比率模式选择。变速器输出构件连接到具有仅仅三个旋转轴线的最终传动链条。

Description

带有链条输出的连续可变变速器
相关申请的交叉引用
本申请要求提交于2013年7月3日的美国临时申请No.61/842,630的权益。以上申请的公开内容以引用方式并入本文中。
技术领域
本公开涉及自动变速器，并且更具体地涉及具有链条输出的连续可变变速器。
背景技术
该部分的内容仅提供与本公开有关的背景信息，且可能会或可能不会构成现有技术。
连续可变变速器(CVT)通常包括皮带和皮带轮系统，其将旋转功率源(例如，发动机或电动马达)操作性地联接到双齿轮最终驱动单元。皮带和皮带轮系统通常包括第一和第二对皮带轮锥体，具有在锥体对之间延伸的扭矩传递皮带或链条。每个皮带轮锥体对包括轴向固定的皮带轮构件和轴向可移动的皮带轮构件。每个可移动的皮带轮构件能通过液压系统相对于固定的皮带轮构件轴向调节。液压系统将主和次液压压力提供给相应的可移动的皮带轮构件，以调节第一和第二皮带轮锥体对的回转半径，继而控制连续可变变速器的输出/输入比率。锥体的移动无级地或连续地改变输入速度与输出速度的比率。在连续可变变速器的情况下，可获得小而有效的比率变化。这与固定传动比单元不同，其中，任何比率变化都是比级值。
CVT轴向长度和质量显著地影响其功率密度和效率。因而，持续需要改进的CVT设计，其最小化轴向长度和质量，同时提供足够的性能特性。
发明内容
提供了一种用于机动车辆的动力系。所述动力系包括连续可变变速器，所述变速器具有连接到行星齿轮组装置的连续可变单元。所述行星齿轮组装置总体上包括两个行星齿轮组、两个制动器和一个离合器，且在连续可变单元和变速器输出构件之间提供多个比率模式选择。变速器输出构件连接到具有仅仅三个旋转轴线的最终传动链条。
在本发明的一个方面，一种用于机动车辆的动力系，包括：变速器输入构件；变速器输出构件；连续可变单元，所述连续可变单元具有与变速器输入构件连接以便共同旋转的第一皮带轮对、第二皮带轮对、以及围绕第一皮带轮对和第二皮带轮对缠绕的环形构件(endlessmember)；具有多个构件的第一行星齿轮组；以及具有多个构件的第二行星齿轮组，其中，第二行星齿轮组连接到第一行星齿轮组、连续可变单元和变速器输出构件，以便共同旋转。离合器选择性地将第一行星齿轮组连接到第二行星齿轮组，以便共同旋转。第一制动器选择性地将第一行星齿轮组连接到固定构件。第二制动器选择性地将第二行星齿轮组连接到固定构件。链条驱动件与变速器输出构件连接，以便共同旋转。传输构件(transfer member，或分动构件)与链条驱动件连接，以便共同旋转。最终驱动行星齿轮组与传输构件连接，以便共同旋转。所述动力系从变速器输出构件到最终驱动行星齿轮组仅仅包括三个旋转轴线。
在本发明的另一个方面，第一行星齿轮组包括第一构件、第二构件和第三构件，第二行星齿轮组包括第一构件、第二构件和第三构件，其中，第一行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第二构件连接，以便共同旋转，第一行星齿轮组的第二构件与第二行星齿轮组的第三构件连接，以便共同旋转。
在本发明的另一个方面，第二行星齿轮组的第一构件与第二皮带轮对连接，以便共同旋转，第一行星齿轮组的第二构件和第二行星齿轮组的第三构件与变速器输出构件连接，以便共同旋转。
在本发明的另一个方面，离合器选择性地将第一行星齿轮组的第一构件和第二行星齿轮组的第二构件连接到第一行星齿轮组的第二构件和第二行星齿轮组的第三构件，以便共同旋转。
在本发明的另一个方面，第一制动器选择性地将第一行星齿轮组的第一构件和第二行星齿轮组的第二构件连接到固定构件。
在本发明的另一个方面，第二制动器选择性地将第一行星齿轮组的第三构件连接到固定构件。
在本发明的另一个方面，第一行星齿轮组的第一构件和第二行星齿轮组的第二构件整体形成为单个旋转构件。
在本发明的另一个方面，第一行星齿轮组的第二构件和第二行星齿轮组的第三构件整体形成为单个旋转构件。
在本发明的另一个方面，第一行星齿轮组的第一构件是齿圈，第一行星齿轮组的第二构件是行星架构件，第一行星齿轮组的第三构件是太阳轮，第二行星齿轮组的第一构件是太阳轮，第二行星齿轮组的第二构件是齿圈，第二行星齿轮组的第三构件是行星架构件。
在本发明的另一个方面，第一行星齿轮组的第二构件和第二行星齿轮组的第三构件均支撑多个台阶状小齿轮和多个小齿轮，其中，所述多个台阶状小齿轮中的每个具有与第一行星齿轮组的第三构件啮合的第一部分、以及与第一行星齿轮组的第一构件和第二行星齿轮组的第二构件整体形成且与所述多个小齿轮啮合的第二部分，且其中，所述多个小齿轮与第二行星齿轮组的第一构件啮合。
在本发明的另一个方面，最终驱动行星齿轮组包括第一构件、第二构件和第三构件，其中，第一构件与传输构件连接，以便共同旋转，第二构件与机动车辆的车轮互连，第三构件连接到固定构件。
在本发明的另一个方面，最终驱动行星齿轮组的第一构件是太阳轮，最终驱动行星齿轮组的第二构件是行星架构件，最终驱动行星齿轮组的第三构件是齿圈。
方案1.一种用于机动车辆的动力系，包括：
变速器输入构件；
变速器输出构件；
连续可变单元，所述连续可变单元具有与变速器输入构件连接以便共同旋转的第一皮带轮对、第二皮带轮对、以及围绕第一皮带轮对和第二皮带轮对缠绕的环形构件；
具有多个构件的第一行星齿轮组；
具有多个构件的第二行星齿轮组，其中，第二行星齿轮组连接到第一行星齿轮组、连续可变单元和变速器输出构件，以便共同旋转；
离合器，用于选择性地将第一行星齿轮组连接到第二行星齿轮组，以便共同旋转；
第一制动器，用于选择性地将第一行星齿轮组连接到固定构件；
第二制动器，用于选择性地将第二行星齿轮组连接到固定构件；
链条驱动件，所述链条驱动件与变速器输出构件连接，以便共同旋转；
传输构件，所述传输构件与链条驱动件连接，以便共同旋转；以及
最终驱动行星齿轮组，其与传输构件连接，以便共同旋转，以及
其中，所述动力系从变速器输出构件到最终驱动行星齿轮组仅仅包括三个旋转轴线。
方案2.根据方案1所述的动力系，其中，第一行星齿轮组包括第一构件、第二构件和第三构件，第二行星齿轮组包括第一构件、第二构件和第三构件，其中，第一行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第二构件连接，以便共同旋转，第一行星齿轮组的第二构件与第二行星齿轮组的第三构件连接，以便共同旋转。
方案3.根据方案2所述的动力系，其中，第二行星齿轮组的第一构件与第二皮带轮对连接，以便共同旋转，第一行星齿轮组的第二构件和第二行星齿轮组的第三构件与变速器输出构件连接，以便共同旋转。
方案4.根据方案3所述的动力系，其中，离合器选择性地将第一行星齿轮组的第一构件和第二行星齿轮组的第二构件连接到第一行星齿轮组的第二构件和第二行星齿轮组的第三构件，以便共同旋转。
方案5.根据方案4所述的动力系，其中，第一制动器选择性地将第一行星齿轮组的第一构件和第二行星齿轮组的第二构件连接到固定构件。
方案6.根据方案5所述的动力系，其中，第二制动器选择性地将第一行星齿轮组的第三构件连接到固定构件。
方案7.根据方案6所述的动力系，其中，第一行星齿轮组的第一构件和第二行星齿轮组的第二构件整体形成为单个旋转构件。
方案8.根据方案7所述的动力系，其中，第一行星齿轮组的第二构件和第二行星齿轮组的第三构件整体形成为单个旋转构件。
方案9.根据方案8所述的动力系，其中，第一行星齿轮组的第一构件是齿圈，第一行星齿轮组的第二构件是行星架构件，第一行星齿轮组的第三构件是太阳轮，第二行星齿轮组的第一构件是太阳轮，第二行星齿轮组的第二构件是齿圈，第二行星齿轮组的第三构件是行星架构件。
方案10.根据方案9所述的动力系，其中，第一行星齿轮组的第二构件和第二行星齿轮组的第三构件均支撑多个台阶状小齿轮和多个小齿轮，其中，所述多个台阶状小齿轮中的每个具有与第一行星齿轮组的第三构件啮合的第一部分、以及与第一行星齿轮组的第一构件和第二行星齿轮组的第二构件整体形成且与所述多个小齿轮啮合的第二部分，且其中，所述多个小齿轮与第二行星齿轮组的第一构件啮合。
方案11.根据方案1所述的动力系，其中，最终驱动行星齿轮组包括第一构件、第二构件和第三构件，其中，第一构件与传输构件连接，以便共同旋转，第二构件与机动车辆的车轮互连，第三构件连接到固定构件。
方案12.根据方案11所述的动力系，其中，最终驱动行星齿轮组的第一构件是太阳轮，最终驱动行星齿轮组的第二构件是行星架构件，最终驱动行星齿轮组的第三构件是齿圈。
方案13.一种用于机动车辆的动力系，包括：
变速器输入构件；
变速器输出构件；
连续可变单元，所述连续可变单元具有与变速器输入构件连接以便共同旋转的第一皮带轮对、第二皮带轮对、以及围绕第一皮带轮对和第二皮带轮对缠绕的环形构件；
行星齿轮装置，所述行星齿轮装置与第二皮带轮对和变速器输出构件连接，以便共同旋转，其中，所述行星齿轮装置包括第一太阳轮、第二太阳轮、行星架构件和齿圈，其中，行星架构件支撑多个台阶状小齿轮和多个非台阶状部，其中，所述台阶状小齿轮包括与第一太阳轮啮合的第一部分、以及与齿圈和所述多个小齿轮两者啮合的第二部分，且其中，所述多个小齿轮均与第二太阳轮啮合；
多个扭矩传递机构，用于选择连续可变单元和变速器输出构件之间的多个传动比范围模式；
链条驱动件，所述链条驱动件与变速器输出构件连接，以便共同旋转；
传输构件，所述传输构件与链条驱动件连接，以便共同旋转；以及
最终驱动行星齿轮组，其与传输构件连接，以便共同旋转，以及
其中，所述动力系从变速器输出构件到最终驱动行星齿轮组仅仅包括三个旋转轴线。
方案14.根据方案13所述的动力系，其中，第二太阳轮与连续可变单元的第二皮带轮对连接，以便共同旋转。
方案15.根据方案13所述的动力系，其中，行星架构件与变速器输出构件连接，以便共同旋转。
方案16.根据方案13所述的动力系，其中，所述多个扭矩传递机构包括离合器，选择性地将行星架构件连接到齿圈，以便共同旋转。
方案17.根据方案13所述的动力系，其中，所述多个扭矩传递机构包括第一制动器，选择性地将齿圈连接到固定构件，以便共同旋转。
方案18.根据方案13所述的动力系，其中，所述多个扭矩传递机构包括第二制动器，选择性地将第一太阳轮连接到固定构件，以便共同旋转。
方案19.根据方案13所述的动力系，其中，最终驱动行星齿轮组包括第一构件、第二构件和第三构件，其中，第一构件与传输构件连接，以便共同旋转，第二构件与机动车辆的车轮互连，第三构件连接到固定构件。
方案20.根据方案19所述的动力系，其中，最终驱动行星齿轮组的第一构件是太阳轮，最终驱动行星齿轮组的第二构件是行星架构件，最终驱动行星齿轮组的第三构件是齿圈。
进一步的应用领域从下文提供的描述显而易见。应当理解的是，描述和具体示例仅旨在用于说明目的且并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文所述附图仅用于举例说明目的，而并非旨在以任何方式限制本公开的范围。
图1是根据本发明原理的动力系的示意图；
图2A是根据本发明原理的示例性变速器的示意性杠杆图；
图2B是根据本发明原理的另一个示例性变速器的示意性杠杆图；
图2C是根据本发明原理的另一个示例性变速器的示意性杠杆图；
图2D是根据本发明原理的另一个示例性变速器的示意性杠杆图；
图2E是根据本发明原理的另一个示例性变速器的示意性杠杆图；
图2F是根据本发明原理的另一个示例性变速器的示意性杠杆图；
图3A是根据本发明原理的变速器的实施例的示意图；
图3B是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图3C是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图3D是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图3E是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图3F是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图4A是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图4B是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图4C是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图4D是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图4E是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图4F是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图5A是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图5B是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图5C是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图5D是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图5E是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图5F是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图6A是根据本发明原理的示例性变速器的示意性杠杆图；
图6B是根据本发明原理的另一个示例性变速器的示意性杠杆图；
图6C是根据本发明原理的另一个示例性变速器的示意性杠杆图；
图6D是根据本发明原理的另一个示例性变速器的示意性杠杆图；
图6E是根据本发明原理的另一个示例性变速器的示意性杠杆图；
图6F是根据本发明原理的另一个示例性变速器的示意性杠杆图；
图7A是根据本发明原理的变速器的实施例的示意图；
图7B是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图7C是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图7D是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图7E是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图7F是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图8A是根据本发明原理的示例性变速器的示意性杠杆图；
图8B是根据本发明原理的另一个示例性变速器的示意性杠杆图；
图8C是根据本发明原理的另一个示例性变速器的示意性杠杆图；
图8D是根据本发明原理的另一个示例性变速器的示意性杠杆图；
图8E是根据本发明原理的另一个示例性变速器的示意性杠杆图；
图8F是根据本发明原理的另一个示例性变速器的示意性杠杆图；
图9A是根据本发明原理的变速器的实施例的示意图；
图9B是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图9C是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图9D是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；
图9E是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图；和
图9F是根据本发明原理的变速器的另一个实施例的示意图。
具体实施方式
以下说明本质上仅为示例性的且绝不旨在限制本公开、应用、或使用。
参照图1，总体上由附图标记10表示机动车辆的动力系。动力系10总体上包括与变速器14互连的发动机12。发动机12可以是常规的汽油、柴油、或灵活燃料内燃发动机、混合动力发动机或电动马达、或任何其它类型的原动机，而不偏离本公开的范围。发动机12通过例如波形板(未示出)或其它连接装置或起动装置15(例如，液力装置)或发动离合器将驱动扭矩供应给变速器14。
变速器14是可变直径皮带轮或槽轮驱动连续可变变速器(CVT)。变速器14包括通常铸造的金属壳体16，壳体16封装和保护变速器14的各个部件。壳体16包括定位和支撑这些部件的各种孔、通路、肩部和凸缘。总的来说，变速器14包括变速器输入轴20和变速器输出轴22。皮带轮组件24和齿轮箱26连接在变速器输入轴20和变速器输出轴22之间，且协作以在变速器输入轴20和变速器输出轴22之间提供前进档和倒档速度或传动比。变速器输入轴20通过起动装置15与发动机12功能上互连，且从发动机12接收输入扭矩或功率。变速器输出轴22优选与链条驱动最终驱动单元28连接。变速器输出轴22将驱动扭矩提供给最终驱动单元28。
变速器输入轴20连接到皮带轮组件24。皮带轮组件24包括第一皮带轮或槽轮对30和第二皮带轮或槽轮对32。第一皮带轮30包括第一截头锥形槽轮或构件30A和与第一截头锥形槽轮30A轴向对齐的第二截头锥形槽轮或构件30B。第二槽轮30B与变速器输入构件20直接连接，以便旋转，且可以与变速器输入构件20整体形成。第一槽轮30A能通过液压控制系统(未示出)或其它致动系统相对于第二槽轮30B轴向移动。应当理解的是，槽轮30A和30B可以轴向切换，而不偏离本发明的范围。
第二皮带轮32包括第一截头锥形槽轮或构件32A和与第一截头锥形槽轮32A轴向对齐的第二截头锥形槽轮或构件32B。第二槽轮32B与传输轴或构件34直接连接，以便旋转，且可以与传输轴34整体形成。第一槽轮32A能通过液压控制系统(未示出)或其它致动系统相对于第二槽轮32B轴向移动。应当理解的是，槽轮32A和32B可以轴向切换，而不偏离本发明的范围。
具有V形横截面的扭矩传递皮带或链条36安装在第一皮带轮对30和第二皮带轮对32之间。从变速器输入轴20传送的驱动扭矩经由槽轮30A和30B与皮带36之间的摩擦传输。输入皮带轮30与输出皮带轮32的比率通过改变槽轮30A和30B之间以及槽轮32A和32B之间的间距来调节。例如，为了改变皮带轮30和32之间的比率，可以通过将槽轮30A朝向槽轮32B移动而减少槽轮30A和30B之间的轴向距离，同时，可以通过将槽轮32A远离槽轮32B移动而增加槽轮32A和32B之间的轴向距离。由于皮带36的V形横截面，皮带36在第一皮带轮30上骑跨更高，且在第二皮带轮32上骑跨更低。因而，皮带轮30和32的有效直径改变，这继而改变第一皮带轮30与第二皮带轮32之间的总体传动比。由于皮带轮30和32之间的径向距离和皮带36的长度不变，因而，槽轮30A和32A的移动必须同时进行，以便保持皮带36上的合适张力量，以确保扭矩从皮带轮30，32传输给皮带36。
皮带轮组件24经由传输轴34将扭矩传输给齿轮箱26。齿轮箱26包括多个行星齿轮组传输机构或装置中的一个，如下文更详细所述。齿轮箱26将扭矩从皮带轮组件26输出给变速器输出轴22。
变速器输出轴22与第一正齿轮或驱动链轮38互连或者包括第一正齿轮或驱动链轮38。传输链条40与驱动链轮38接合或以其它方式啮合，且与第二正齿轮或传动链轮42接合或以其它方式啮合。传动链轮42直接地或者经由轴或构件46与最终驱动行星齿轮组44互连。
最终驱动行星齿轮组44以及下文所述的各个齿轮箱26设置以杠杆图形式图示。杠杆图是机械装置(如自动变速器)的部件的示意图。每个独立的杠杆表示行星齿轮组，其中行星齿轮的三个基本机械部件均由节点表示。因而，单个杠杆包含三个节点：一个用于太阳轮，一个用于行星齿轮行星架，一个用于齿圈。在一些情况下，两个杠杆可以组合成具有三个以上节点(通常四个节点)的单个杠杆。例如，如果两个不同杠杆上的两个节点通过固定连接件互连，那么它们可表示为单个杠杆上的单个节点。每个杠杆的节点之间的相对长度可以用于表示每个相应齿轮组的齿圈-太阳轮比。继而，这些杠杆比用于改变变速器的传动比以实现合适的比和比级数。各个行星齿轮组的节点之间的机械联接件或互连件由细的水平线表示，且扭矩传递装置(例如离合器和制动器)表示为交织的指形物。杠杆图的形式、目的和使用的进一步阐述可见于Benford和Leising的SAE论文810102“The LeverAnalogy：A New Tool in Transmission Analysis”，该论文作为参考全部引入。
例如，最终驱动行星齿轮组44包括第一节点44A、第二节点44B和第三节点44C。第一节点44A联接到传动链轮42。第三节点44C连接到不动或固定构件，例如变速器壳体14。第二节点44B是可以与差速器、驱动轴和车辆车轮互连的最终驱动构件。在优选实施例中，第一节点44A对应于太阳轮，第二节点44B对应于行星架构件，第三节点44C对应于齿圈。因而，动力系10仅仅包括用于驱动扭矩的三个输出轴线：变速器输出轴22、轴46和最终驱动构件或行星架44B。通过消除常规的四轴线设置且具有仅仅三个轴线，动力系10具有更大的包装灵活性，因为消除四轴线允许包装轴46的更大灵活性和空间。
现在转向图2A-F，以杠杆图形式示出了齿轮箱26的各个配置。图2A-F所示的齿轮箱包括具体类型的变速器，称为Ravigneaux、powerglide、以及RC-RC杆，如下所述。齿轮箱或行星齿轮装置26包括第一行星齿轮组50和第二行星齿轮组52。第一行星齿轮组50具有三个节点：第一节点50A、第二节点50B和第三节点50C。第二行星齿轮组52具有三个节点：第一节点52A、第二节点52B和第三节点52C。
传输构件34连续地联接到第二行星齿轮组52的第一节点52A。变速器输出构件22联接到第二行星齿轮组52的第三节点52C。第一行星齿轮组50的第一节点50A联接到第二行星齿轮组52的第二节点52B。第一行星齿轮组50的第二节点50B联接到第二行星齿轮组52的第三节点52C。
第一制动器54选择性地将第二行星齿轮组52的第二节点52B和第一行星齿轮组50的第一节点50A与固定元件或变速器壳体14连接。第二制动器56选择性地将第一行星齿轮组50的第三节点50C与固定元件或变速器壳体14连接。第一离合器58选择性地将第一行星齿轮组50的第一节点50A和第二行星齿轮组52的第二节点52B与第一行星齿轮组50的第三节点50C连接。
参考图2B，示出了可选的齿轮箱装置26B。齿轮箱26B类似于图2A所示，因而相同部件由相同附图标记表示。然而，在图2B中，第一离合器58重新定位且选择性地将第一行星齿轮组50的第一节点50A和第二行星齿轮组52的第二节点52B与第一行星齿轮组50的第二节点50B和第二行星齿轮组52的第三节点52C连接。
参考图2C，示出了可选的齿轮箱装置26C。齿轮箱26C类似于图2A所示，因而相同部件由相同附图标记表示。然而，在图2C中，第一离合器58重新定位且选择性地将第一行星齿轮组50的第二节点50B和第二行星齿轮组52的第三节点52C与第一行星齿轮组50的第三节点50C连接连接。
参考图2D，示出了可选的齿轮箱装置26D。齿轮箱26D类似于图2A所示，因而相同部件由相同附图标记表示。然而，在图2D中，第一离合器58重新定位且选择性地将第一行星齿轮组50的第一节点50A和第二行星齿轮组52的第二节点52B与第二行星齿轮组52的第一节点52A连接。
参考图2E，示出了可选的齿轮箱装置26E。齿轮箱26E类似于图2A所示，因而相同部件由相同附图标记表示。然而，在图2E中，第一离合器58重新定位且选择性地将第一行星齿轮组50的第二节点50B和第二行星齿轮组52的第三节点52C与第二行星齿轮组52的第一节点52A连接。
参考图2F，示出了可选的齿轮箱装置26F。齿轮箱26F类似于图2A所示，因而相同部件由相同附图标记表示。然而，在图2F中，第一离合器58重新定位且选择性地将第二行星齿轮组52的第一节点52A与第一行星齿轮组50的第三节点50C连接。
现在转向图3A-F，杆状图表示根据本发明的齿轮箱26，26B-F的实施例的示意性布局。在图3A-F中，图2A-F的杠杆图的附图标记继续适用。离合器和联接件被相应地示出，而行星齿轮组的节点此时显现为行星齿轮组的部件，例如太阳轮、齿圈、行星齿轮和行星齿轮行星架。
例如，齿轮组50和52包括公共行星架构件50B/52C、齿圈构件50A、太阳轮构件50C以及太阳轮构件52A。应当理解的是，齿圈构件52B是任选的。公共行星架构件50B/52C可旋转地支撑一组行星齿轮50D(仅仅示出其中一个)和52D(仅仅示出其中一个)。行星齿轮50D均配置成与齿圈构件50A互相啮合，而行星齿轮52D是长的小齿轮，其均与行星齿轮50D和太阳轮构件52A两者互相啮合。太阳轮构件50C与第一轴或互连构件60连接，以便共同旋转。太阳轮构件52A与传输构件34连接，以便共同旋转。行星架构件50B/52C与变速器输出轴22连接，以便共同旋转。齿圈构件50A与第二轴或互连构件62连接，以便共同旋转。
扭矩传递机构或制动器54，56以及离合器58允许轴或互连构件、行星齿轮组的构件和壳体的选择性互连。扭矩传递机构是摩擦、爪式、或同步器型的机构，或类似物。例如，第一制动器54能选择性地接合以将第二轴或互连构件62与变速器壳体14连接，以便限制构件62和因而齿圈构件50A的相对旋转。第二制动器56能选择性地接合以将第一轴或互连构件60与变速器壳体14连接，以便限制构件60和因而太阳轮构件50C的相对旋转。在图3A中，离合器58能选择性地接合以将齿圈构件50A与太阳轮构件50C连接。类似地，图3B-3F图示了改变离合器58的位置的对应齿轮箱装置26B-26F的杆状图，如上所述。
现在转向图4A-F，杆状图表示根据本发明的齿轮箱26，26B-F的Ravigneaux型实施例的示意性布局。在图4A-F中，图2A-F的杠杆图的附图标记继续适用。离合器和联接件被相应地示出，而行星齿轮组的节点此时显现为行星齿轮组的部件，例如太阳轮、齿圈、行星齿轮和行星齿轮行星架。
例如，行星齿轮组50配置为简单行星齿轮组，而行星齿轮组52是复合行星齿轮组。齿轮组50和52包括公共行星架构件50B/52C、公共齿圈构件50A/52B、第一太阳轮构件50C以及第二太阳轮构件52A。公共行星架构件50B/52C可旋转地支撑一组行星齿轮或台阶状小齿轮50D(仅仅示出其中一个)和行星齿轮或非台阶状小齿轮52D(仅仅示出其中一个)。行星齿轮50D均配置成与太阳轮构件50C和齿圈构件50A/52B互相啮合。行星齿轮50D是台阶状小齿轮，具有第一台阶状部分51和第二台阶状部分53。行星齿轮52D均与行星齿轮50D的台阶状部分53和太阳轮构件52A两者互相啮合。太阳轮构件50C与第一轴或互连构件60连接，以便共同旋转。太阳轮构件52A与传输构件34连接，以便共同旋转。行星架构件50B/52C与变速器输出轴22连接，以便共同旋转。齿圈构件50A/52B与第二轴或互连构件62连接，以便共同旋转。
第一制动器54能选择性地接合以将第二轴或互连构件62与变速器壳体14连接，以便限制构件62和因而齿圈构件50A/52B的相对旋转。第二制动器56能选择性地接合以将第一轴或互连构件60与变速器壳体14连接，以便限制构件60和因而太阳轮构件50C的相对旋转。在图4A中，离合器58能选择性地接合以将齿圈构件50A/52B与太阳轮构件50C连接。类似地，图4B-4F图示了改变离合器58的位置的对应齿轮箱装置26B-26F的杆状图，如上所述。
现在转向图5A-F，杆状图表示根据本发明的齿轮箱26，26B-F的实施例的示意性布局。在图5A-F中，图2A-F的杠杆图的附图标记继续适用。离合器和联接件被相应地示出，而行星齿轮组的节点此时显现为行星齿轮组的部件，例如太阳轮、齿圈、行星齿轮和行星齿轮行星架。
例如，行星齿轮组50包括太阳轮构件50C、齿圈构件50A和行星架构件50B，行星架构件50B可旋转地支撑一组行星齿轮50D(仅示出其中一个)。行星齿轮50D均配置成与太阳轮构件50C和齿圈构件50A两者互相啮合。太阳轮构件50C与第一轴或互连构件60连接以便共同旋转。齿圈构件50A与第二轴或互连构件62连接以便共同旋转。行星架构件50B与变速器输出轴22连接以便共同旋转。
行星齿轮组52包括太阳轮构件52A、齿圈构件52C和行星架构件52B，行星架构件52B可旋转地支撑一组行星齿轮52D(仅示出其中一个)。行星齿轮52D均配置成与太阳轮构件52A和齿圈构件52C两者互相啮合。太阳轮构件52A与传输构件34连接以便共同旋转。齿圈构件52C与变速器输出轴22连接以便共同旋转。行星架构件52B与第二互连构件62连接以便共同旋转。
第一制动器54能选择性地接合以将第二轴或互连构件62与变速器壳体14连接，以便限制构件62和因而齿圈构件50A和行星架构件52B的相对旋转。第二制动器56能选择性地接合以将第一轴或互连构件60与变速器壳体14连接，以便限制构件60和因而太阳轮构件50C的相对旋转。在图5A中，离合器58能选择性地接合以将齿圈构件50A和行星架构件52B与太阳轮构件50C连接。类似地，图5B-4F图示了改变离合器58的位置的对应齿轮箱装置26B-26F的杆状图，如上所述。
现在转向图6A-F，以杠杆图形式示出了齿轮箱26的另一组配置。图6A-F所示的齿轮箱包括具体类型的变速器，称为堆叠行星齿轮组，如下所述。例如，齿轮箱26G包括第一行星齿轮组70和第二行星齿轮组72。第一行星齿轮组70具有三个节点：第一节点70A、第二节点70B和第三节点70C。第二行星齿轮组72具有三个节点：第一节点72A、第二节点72B和第三节点72C。
传输构件34连续地联接到第一行星齿轮组70的第三节点70C或联接到第二行星齿轮组72的第三节点72C。变速器输出构件22联接到第二行星齿轮组72的第一节点72A。第一行星齿轮组70的第二节点70B联接到第二行星齿轮组72的第二节点72B。第一行星齿轮组70的第三节点70C联接到第二行星齿轮组72的第三节点72C。
第一制动器74选择性地将第一行星齿轮组70的第二节点70B和第二行星齿轮组72的第二节点72B与固定构件或变速器壳体14连接。第二制动器76选择性地将第一行星齿轮组70的第一节点70A与固定构件或变速器壳体14连接。第一离合器78选择性地将第一行星齿轮组70的第三节点70C和第二行星齿轮组72的第三节点72C与第二行星齿轮组72的第一节点72A和变速器输出构件22连接。
参考图6B，示出了可选的齿轮箱装置26H。齿轮箱26H类似于图6A所示，因而相同部件由相同附图标记表示。然而，在图6B中，第一离合器78重新定位且选择性地将第一行星齿轮组70的第二节点70B和第二行星齿轮组72的第二节点72B与第二行星齿轮组72的第一节点72A和变速器输出构件22连接。
参考图6C，示出了可选的齿轮箱装置26I。齿轮箱26I类似于图6A所示，因而相同部件由相同附图标记表示。然而，在图6C中，第一离合器78重新定位且选择性地将第一行星齿轮组70的第二节点70B和第二行星齿轮组72的第二节点72B与第一行星齿轮组70的第三节点70C和第二行星齿轮组72的第三节点72C连接。
参考图6D，示出了可选的齿轮箱装置26J。齿轮箱26J类似于图6A所示，因而相同部件由相同附图标记表示。然而，在图6D中，第一离合器78重新定位且选择性地将第一行星齿轮组70的第二节点70B和第二行星齿轮组72的第二节点72B与第一行星齿轮组70的第一节点70A连接。
参考图6E，示出了可选的齿轮箱装置26K。齿轮箱26K类似于图6A所示，因而相同部件由相同附图标记表示。然而，在图6E中，第一离合器78重新定位且选择性地将第一行星齿轮组70的第一节点70A与第二行星齿轮组72的第一节点72A连接。
参考图6F，示出了可选的齿轮箱装置26L。齿轮箱26L类似于图6A所示，因而相同部件由相同附图标记表示。然而，在图6F中，第一离合器78重新定位且选择性地将第一行星齿轮组70的第一节点70A与第一行星齿轮组70的第三节点70C和第二行星齿轮组72的第三节点72C连接。
现在转向图7A-F，杆状图表示根据本发明的齿轮箱26G-L的实施例的示意性布局。在图7A-F中，图6A-F的杠杆图的附图标记继续适用。离合器和联接件被相应地示出，而行星齿轮组的节点此时显现为行星齿轮组的部件，例如太阳轮、齿圈、行星齿轮和行星齿轮行星架。
例如，行星齿轮组70和行星齿轮组72配置为堆叠行星齿轮组，其中，第一行星齿轮组70嵌套在第二行星齿轮组72的径向内部。行星齿轮组70包括太阳轮构件70A、齿圈构件70C和行星架构件70B，行星架构件70B可旋转地支撑一组行星齿轮70D(仅示出其中一个)。行星齿轮70D均配置成与太阳轮构件70A和齿圈构件70C两者互相啮合。太阳轮构件70A与第一轴或互连构件80连接以便共同旋转。齿圈构件70C与传输构件34连接以便共同旋转。行星架构件70B与第二轴或互连构件82连接以便共同旋转。
行星齿轮组72包括太阳轮构件72C、齿圈构件72A和行星架构件72B，行星架构件72B可旋转地支撑一组行星齿轮72D(仅示出其中一个)。行星齿轮72D均配置成与太阳轮构件72C和齿圈构件72A两者互相啮合。太阳轮构件72C与第一轴或互连构件34连接以便共同旋转。齿圈构件72A与变速器输出构件22连接以便共同旋转。行星架构件72B与第二轴或互连构件82连接以便共同旋转。应当理解的是，第一行星齿轮组70的齿圈构件70C和第二行星齿轮组72的太阳轮构件72C可以由具有内部和外部齿轮齿的单个一体式构件形成，或者由连接在一起以便旋转的独立齿轮形成。
扭矩传递机构或制动器74，76以及离合器78允许轴或互连构件、行星齿轮组的构件和壳体的选择性互连。扭矩传递机构是摩擦、爪式、或同步器型的机构，或类似物。例如，第一制动器74能选择性地接合以将第二轴或互连构件82与变速器壳体14连接，以便限制构件82和因而第一行星齿轮组的行星架构件70B和第二行星齿轮组72的行星架构件72B的相对旋转。第二制动器76能选择性地接合以将第一轴或互连构件80与变速器壳体14连接，以便限制构件80和因而太阳轮构件70A的相对旋转。在图7A中，离合器78能选择性地接合以将齿圈构件72A和变速器输出轴22与传输轴34和齿圈构件70C及太阳轮构件72C连接。类似地，图7B-3F图示了改变离合器78的位置的对应齿轮箱装置26H-26L的杆状图，如上所述。
现在转向图8A-F，以杠杆图形式示出了齿轮箱26的另一组配置。图8A-F所示的齿轮箱包括具体类型的变速器，称为Simpson行星齿轮组，如下所述。例如，齿轮箱26M包括第一行星齿轮组90和第二行星齿轮组92。第一行星齿轮组90具有三个节点：第一节点90A、第二节点90B和第三节点90C。第二行星齿轮组92具有三个节点：第一节点92A、第二节点92B和第三节点92C。
传输构件34连续地联接到第一行星齿轮组90的第三节点90C。变速器输出构件22联接到第二行星齿轮组92的第二节点92B。第一行星齿轮组90的第一节点90A联接到第二行星齿轮组92的第一节点92A。第一行星齿轮组90的第二节点90B联接到第二行星齿轮组92的第三节点92C。
第一制动器94选择性地将第一行星齿轮组90的第二节点90B和第二行星齿轮组92的第三节点92C与固定构件或变速器壳体14连接。第二制动器96选择性地将第一行星齿轮组90的第一节点90A和第二行星齿轮组92的第一节点92A与固定构件或变速器壳体14连接。第一离合器98选择性地将第一行星齿轮组90的第一节点90A和第二行星齿轮组92的第一节点92A与第一行星齿轮组90的第二节点90B和第二行星齿轮组92的第三节点92C连接。
参考图8B，示出了可选的齿轮箱装置26N。齿轮箱26N类似于图8A所示，因而相同部件由相同附图标记表示。然而，在图8B中，第一离合器98重新定位且选择性地将第一行星齿轮组90的第一节点90A和第二行星齿轮组92的第一节点92A与第二行星齿轮组92的第二节点92B连接。
参考图8C，示出了可选的齿轮箱装置26O。齿轮箱26O类似于图8A所示，因而相同部件由相同附图标记表示。然而，在图8C中，第一离合器98重新定位且选择性地将第一行星齿轮组90的第二节点90B和第二行星齿轮组92的第三节点92C与第二行星齿轮组92的第二节点92B连接。
参考图8D，示出了可选的齿轮箱装置26P。齿轮箱26P类似于图8A所示，因而相同部件由相同附图标记表示。然而，在图8D中，第一离合器98重新定位且选择性地将第一行星齿轮组90的第二节点90B和第二行星齿轮组92的第三节点92C与第一行星齿轮组90的第三节点90C连接。
参考图8E，示出了可选的齿轮箱装置26Q。齿轮箱26Q类似于图8A所示，因而相同部件由相同附图标记表示。然而，在图8E中，第一离合器98重新定位且选择性地将第一行星齿轮组90的第一节点90A和第二行星齿轮组92的第一节点92A与第一行星齿轮组90的第三节点90C连接。
参考图8F，示出了可选的齿轮箱装置26R。齿轮箱26R类似于图8A所示，因而相同部件由相同附图标记表示。然而，在图8F中，第一离合器98重新定位且选择性地将第一行星齿轮组90的第三节点90C与第二行星齿轮组92的第二节点92B连接。
现在转向图9A-F，杆状图表示根据本发明的齿轮箱26M-R的实施例的示意性布局。在图9A-F中，图8A-F的杠杆图的附图标记继续适用。离合器和联接件被相应地示出，而行星齿轮组的节点此时显现为行星齿轮组的部件，例如太阳轮、齿圈、行星齿轮和行星齿轮行星架。
例如，行星齿轮组90包括太阳轮构件90A、齿圈构件90C和行星架构件90B，行星架构件90B可旋转地支撑一组行星齿轮90D(仅示出其中一个)。行星齿轮90D均配置成与太阳轮构件90A和齿圈构件90C两者互相啮合。太阳轮构件90A与第一轴或互连构件100连接以便共同旋转。齿圈构件90C与传输构件34连接以便共同旋转。行星架构件90B与第二轴或互连构件102连接以便共同旋转。
行星齿轮组92包括太阳轮构件92A、齿圈构件92C和行星架构件92B，行星架构件92B可旋转地支撑一组行星齿轮92D(仅示出其中一个)。行星齿轮92D均配置成与太阳轮构件92A和齿圈构件92C两者互相啮合。太阳轮构件92A与第一轴或互连构件100连接以便共同旋转。齿圈构件92C与第二轴或互连构件102连接以便共同旋转。行星架构件92B与变速器输出轴22连接以便共同旋转。
扭矩传递机构或制动器94，96以及离合器98允许轴或互连构件、行星齿轮组的构件和壳体的选择性互连。扭矩传递机构是摩擦、爪式、或同步器型的机构，或类似物。例如，第一制动器94能选择性地接合以将第二轴或互连构件102与变速器壳体14连接，以便限制构件102和因而第一行星齿轮组90的行星架构件90B和第二行星齿轮组92的齿圈构件92C的相对旋转。第二制动器96能选择性地接合以将第一轴或互连构件100与变速器壳体14连接，以便限制构件1000和因而太阳轮构件90A和太阳轮构件92A的相对旋转。在图9A中，离合器98能选择性地接合以将齿圈构件92C和行星架构件90B与太阳轮构件90A和太阳轮构件92A连接。类似地，图9B-3F图示了改变离合器98的位置的对应齿轮箱装置26M-26R的杆状图，如上所述。
应当理解的是，在行星齿轮组的构件或离合器和制动器被连接以便共同旋转时，它们被直接连接以便共同旋转，而没有中间扭矩传递装置或行星齿轮组构件。然而，应当理解的是，各个互连构件可以由一个或多个构件形成，或者与行星齿轮组的构件整体形成，而不偏离本发明的范围。
本发明的描述本质上仅仅是示例性的，并且不脱离本发明要旨的变型旨在处于本发明的范围内。这样的变型不被认为偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于机动车辆的动力系，包括：
变速器输入构件；
变速器输出构件；
连续可变单元，所述连续可变单元具有与变速器输入构件连接以便共同旋转的第一皮带轮对、第二皮带轮对、以及围绕第一皮带轮对和第二皮带轮对缠绕的环形构件；
具有多个构件的第一行星齿轮组；
具有多个构件的第二行星齿轮组，其中，第二行星齿轮组连接到第一行星齿轮组、连续可变单元和变速器输出构件，以便共同旋转；
离合器，用于选择性地将第一行星齿轮组连接到第二行星齿轮组，以便共同旋转；
第一制动器，用于选择性地将第一行星齿轮组连接到固定构件；
第二制动器，用于选择性地将第二行星齿轮组连接到固定构件；
链条驱动件，所述链条驱动件与变速器输出构件连接，以便共同旋转；
传输构件，所述传输构件与链条驱动件连接，以便共同旋转；以及
最终驱动行星齿轮组，其与传输构件连接，以便共同旋转，以及
其中，所述动力系从变速器输出构件到最终驱动行星齿轮组仅仅包括三个旋转轴线。
2.根据权利要求1所述的动力系，其中，第一行星齿轮组包括第一构件、第二构件和第三构件，第二行星齿轮组包括第一构件、第二构件和第三构件，其中，第一行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第二构件连接，以便共同旋转，第一行星齿轮组的第二构件与第二行星齿轮组的第三构件连接，以便共同旋转。
3.根据权利要求2所述的动力系，其中，第二行星齿轮组的第一构件与第二皮带轮对连接，以便共同旋转，第一行星齿轮组的第二构件和第二行星齿轮组的第三构件与变速器输出构件连接，以便共同旋转。
4.根据权利要求3所述的动力系，其中，离合器选择性地将第一行星齿轮组的第一构件和第二行星齿轮组的第二构件连接到第一行星齿轮组的第二构件和第二行星齿轮组的第三构件，以便共同旋转。
5.根据权利要求4所述的动力系，其中，第一制动器选择性地将第一行星齿轮组的第一构件和第二行星齿轮组的第二构件连接到固定构件。
6.根据权利要求5所述的动力系，其中，第二制动器选择性地将第一行星齿轮组的第三构件连接到固定构件。
7.根据权利要求6所述的动力系，其中，第一行星齿轮组的第一构件和第二行星齿轮组的第二构件整体形成为单个旋转构件。
8.根据权利要求7所述的动力系，其中，第一行星齿轮组的第二构件和第二行星齿轮组的第三构件整体形成为单个旋转构件。
9.根据权利要求8所述的动力系，其中，第一行星齿轮组的第一构件是齿圈，第一行星齿轮组的第二构件是行星架构件，第一行星齿轮组的第三构件是太阳轮，第二行星齿轮组的第一构件是太阳轮，第二行星齿轮组的第二构件是齿圈，第二行星齿轮组的第三构件是行星架构件。
10.一种用于机动车辆的动力系，包括：
变速器输入构件；
变速器输出构件；
连续可变单元，所述连续可变单元具有与变速器输入构件连接以便共同旋转的第一皮带轮对、第二皮带轮对、以及围绕第一皮带轮对和第二皮带轮对缠绕的环形构件；
行星齿轮装置，所述行星齿轮装置与第二皮带轮对和变速器输出构件连接，以便共同旋转，其中，所述行星齿轮装置包括第一太阳轮、第二太阳轮、行星架构件和齿圈，其中，行星架构件支撑多个台阶状小齿轮和多个非台阶状部，其中，所述台阶状小齿轮包括与第一太阳轮啮合的第一部分、以及与齿圈和所述多个小齿轮两者啮合的第二部分，且其中，所述多个小齿轮均与第二太阳轮啮合；
多个扭矩传递机构，用于选择连续可变单元和变速器输出构件之间的多个传动比范围模式；
链条驱动件，所述链条驱动件与变速器输出构件连接，以便共同旋转；
传输构件，所述传输构件与链条驱动件连接，以便共同旋转；以及
最终驱动行星齿轮组，其与传输构件连接，以便共同旋转，以及
其中，所述动力系从变速器输出构件到最终驱动行星齿轮组仅仅包括三个旋转轴线。
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