CN104791434A - 九速自动变速器 - Google Patents

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CN104791434A CN201510023381.XA CN201510023381A CN104791434A CN 104791434 A CN104791434 A CN 104791434A CN 201510023381 A CN201510023381 A CN 201510023381A CN 104791434 A CN104791434 A CN 104791434A
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Abstract

本发明公开了一种变速器，该变速器具有产生九个前进传动比和一个倒挡传动比的至少四个齿轮传动装置和六个离合器。齿轮传动装置可以是简单行星齿轮组。六个离合器可以包括一至三个制动器，并且至少一个离合器是输入离合器而且一个是输出离合器。每个变速器的输入轴可以与简单行星齿轮组中一者的齿轮架关联。输入轴可以与第一齿轮架关联。一些变速器中的输出轴可以与简单行星齿轮组中另一者的齿轮架关联。输出轴可以与第四齿轮架关联。齿轮传动装置中的中心齿轮和环形齿轮可以连接至变速器壳体。可以固定第三中心齿轮和第四环形齿轮。

Description

九速自动变速器
技术领域
本发明涉及机动车的自动变速器领域。特别地，本发明涉及动力传动系统中齿轮、离合器以及它们之间的相互连接的装置。
背景技术
很多车辆在宽范围的车速(包括向前和向后移动两者)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于改善加速。处于较高车速时，变速器以低传动比运转以允许发动机转速以更加安静、更高燃料效率巡航的转速运行。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。
一些车辆配备有向前轮和后轮都引导动力的分动箱。一些分动箱提供变速器输出轴和差速器之间的多个分动比使得驾驶员可以选择高速挡(highrange)和低速挡(low range)。可以选择高速挡范围用于铺装路面运输而可以使用低速挡范围以提供较高传动比用于非铺装路面使用。对于双速分动箱，综合传动比是传动比和分动比的乘积。在一些情况下(比如从铺装路面过度到非铺装路面或者从非铺装路面过度到铺装路面)，希望在高速挡范围和低速挡范围之间切换，优选地不中断至车轮的功率流。在横置前轮驱动车辆中，空间限制通常不允许使用双速分动箱。
发明内容
本发明的一方面涉及具有四个齿轮传动装置(GA)和六个离合器(C)的变速器。在该变速器中，第一齿轮传动装置(GA-1)配置用于在第一轴、输入轴和第二轴之间施加线性转速关系(LSR)，而第二齿轮传动装置(GA-2)配置用于在第二轴、第三轴和第四轴之间施加LSR。第三齿轮传动装置(GA-3)可以配置用于在第五轴、第四轴和第三轴之间施加LSR，而第四齿轮传动装置(GA-4)可以配置用于在第四轴、输出轴和第六轴之间施加LSR。
在该方面中，第一离合器(C-1)配置用于选择性地连接输入轴至第三轴。第二离合器(C-2)配置用于选择性地连接第二轴至输出轴。第三离合器(C-3)配置用于选择性连接第一轴至第三轴。第四离合器(C-4)可以是制动器并且配置用于选择性地连接第一轴至地面。第五离合器(C-5)可以是制动器并且配置用于选择性地连接第五轴至地面。第六离合器(C-6)也可以是制动器并且配置用于选择性地连接第六轴至地面。
此外，四个齿轮传动装置可以是具有分别与轴关联的中心齿轮、齿轮架和环形齿轮的行星齿轮组(PG)。这四个齿轮传动装置可以是简单行星齿轮组。第一齿轮传动装置(GA-1)可以是具有分别与第一轴、输入轴和第二轴关联的第一中心齿轮、第一齿轮架和第一环形齿轮的第一行星齿轮组(PG-1)。第二齿轮传动装置(GA-2)可以是具有分别与第二轴、第三轴和第四轴关联的第二中心齿轮、第二齿轮架和第二环形齿轮的第二行星齿轮组(PG-2)。第三齿轮传动装置可以是具有分别与第五轴、第四轴和第三轴关联的第三中心齿轮、第三齿轮架和第三环形齿轮的第三行星齿轮组(PG-3)。第四齿轮传动装置(GA-4)可以是具有分别与第四轴、输出轴和第六轴关联的第四中心齿轮、第四齿轮架和第四环形齿轮的第四行星齿轮组(PG-4)。
根据本发明的另一方面，显示了具有四个行星齿轮组(PG)和六个离合器(C)的变速器。这四个行星齿轮组可以是简单行星齿轮组。在该方面中，第一行星齿轮组(PG-1)具有分别与第一轴、输入轴和第二轴关联的第一中心齿轮、第一齿轮架和第一环形齿轮。第二行星齿轮组(PG-2)具有分别与第二轴、第三轴和第四轴关联的第二中心齿轮、第二齿轮架和第二环形齿轮。第一离合器(C-1)配置用于选择性地连接第一齿轮架至第二齿轮架。第二离合器(C-2)配置用于选择性地连接第二中心齿轮至输出轴。第三离合器(C-3)配置用于选择性地连接第一中心齿轮至第二齿轮架。
第三行星齿轮组(PG-3)可以具有分别与第五轴、第四轴和第三轴关联的第三中心齿轮、第三齿轮架和第三环形齿轮。第四行星齿轮组(PG-4)可以具有与第四轴、输出轴和第六轴关联的第四中心齿轮、第四齿轮架和第四环形齿轮。第四离合器(C-4)可以配置用于选择性地连接第一中心齿轮至地面。第五离合器(C-5)可以配置用于选择性地连接第三中心齿轮至地面。第六离合器(C-6)也可以配置用于选择性地连接第四环形齿轮至地面。
本发明的又一方面涉及具有四个齿轮传动装置(GA)和六个离合器(C)的变速器，其中第一齿轮传动装置(GA-1)配置用于在第一轴、输入轴和第二轴之间施加LSR，第二齿轮传动装置(GA-2)配置用于在第二轴、第三轴和第四轴之间施加LSR，第三齿轮传动装置(GA-3)配置用于在第三轴、第四轴和第五轴之间施加LSR，而第四齿轮传动装置(GA-4)配置用于在第四轴、输出轴和第六轴之间施加LSR。
在该方面中，第一离合器(C-1)可以配置用于选择性地连接输入轴至第三轴。第二离合器(C-2)可以配置用于选择性地连接第二轴至输出轴。第三离合器(C-3)可以配置用于选择性地连接第一轴至第三轴。第四离合器(C-4)可以配置用于选择性地连接第一轴至地面。第五离合器(C-5)可以配置用于选择性地连接第五轴至地面。第六离合器(C-6)可以配置用于选择性地连接第六轴至地面。
根据本发明的一方面，提供一变速器，包含：四个行星齿轮组(PG)和六个离合器(C)，其中第一行星齿轮组(PG-1)具有第一中心齿轮、第一齿轮架和第一环形齿轮，第一齿轮架与输入轴关联，第二行星齿轮组(PG-2)具有第二中心齿轮、第二齿轮架和第二环形齿轮，第二中心齿轮与第一环形齿轮关联，第一离合器(C-1)配置用于选择性地连接第一齿轮架至第二齿轮架，第二离合器(C-2)配置用于选择性地连接第二中心齿轮至输出轴，而第三离合器(C-3)配置用于选择性地连接第一中心齿轮至第二齿轮架。
根据本发明的一个实施例，第四离合器(C-4)配置用于选择性地连接第一中心齿轮至地面。
根据本发明的一个实施例，第三行星齿轮组(PG-3)具有第三中心齿轮、与第二环形齿轮关联的第三齿轮架以及与第二齿轮架关联的第三环形齿轮。
根据本发明的一个实施例，第五离合器(C-5)配置用于选择性地连接第三中心齿轮至地面。
根据本发明的一个实施例，第四行星齿轮组(PG-4)具有与第二环形齿轮和第三齿轮架关联的第四中心齿轮、与输出轴关联的第四齿轮架以及第四环形齿轮。
根据本发明的一个实施例，第六离合器(C-6)配置用于选择性地连接第四环形齿轮至地面。
根据本发明的另一方面，提供一种变速器，包含：四个齿轮传动装置(GA)和六个离合器(C)，其中第一齿轮传动装置(GA-1)配置用于在第一轴、输入轴和第二轴之间固定地施加LSR，第二齿轮传动装置(GA-2)配置用于在第二轴、第三轴和第四轴之间固定地施加LSR，第三齿轮传动装置(GA-3)配置用于在第三轴、第四轴和第五轴之间固定地施加LSR，而第四齿轮传动装置(GA-4)配置用于在第四轴、输出轴和第六轴之间固定地施加LSR。
根据本发明的一个实施例，第一离合器(C-1)配置用于选择性地连接输入轴至第三轴。
根据本发明的一个实施例，第二离合器(C-2)配置用于选择性地连接第二轴至输出轴。
根据本发明的一个实施例，第三离合器(C-3)配置用于选择性地连接第一轴至第三轴。
根据本发明的一个实施例，第四离合器(C-4)配置用于选择性地连接第一轴至地面。
根据本发明的一个实施例，第五离合器(C-5)配置用于选择性地连接第五轴至地面。
根据本发明的一个实施例，第六离合器(C-6)配置用于选择性地连接第六轴至地面。
下文将参考附图更详细地解释本发明的上述方面和其它方面。
附图说明
图1是第一变速器的示意图；
图2是用于图1中变速器的离合器图表；
图3是第二变速器的示意图；
图4是第三变速器的示意图。
具体实施方式
参考附图公开了说明的实施例。然而，应理解公开的实施例仅意味着可以多种替代形式实施的示例。附图无需按比例绘制并且可以放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。公开的具体结构和功能细节不应解释为限定，而仅为教导本领域技术人员怎样实施公开的原理的代表性基础。
图1显示了第一变速器10的示意图。变速器的示意图称为线性示意图(stick diagram)并且线性示意图中的线可以代表由齿轮元件、与齿轮元件关联的轴以及轴与其它轴、齿轮元件或变速器壳体的互连部件组成的齿轮传动装置。轴可以是用于传输(或保持)至另一位置的移动或者响应于该轴接收到来自另一个位置的移动(或非移动)而移动(或保持)关联的齿轮元件的任何物体。此处使用的术语“关联的”意味着通过与轴关联的齿轮元件旋转轴，反之亦然。
齿轮传动装置是配置用于在齿轮元件之间施加特定转速关系的啮合齿轮元件的集合。可以通过各个齿轮元件的齿数确定齿轮元件之间的转速关系。齿轮元件的顺序列表(ordered list)之间存在线性转速关系(LSR)，i)当一组中的第一个和最后一个齿轮元件约束成具有最极端的转速时，ii)当剩余齿轮元件的转速中每一个约束成第一个和最后一个齿轮元件的加权平均时，以及iii)当齿轮元件的转速不同时，按照所列顺序约束(增加或减小)这些转速。
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种传动比的齿轮传动装置。轴与齿轮传动装置的齿轮元件相关联也可以是通过齿轮传动装置彼此连接。
齿轮传动装置可以是行星齿轮组，该行星齿轮组具有至少一个行星齿轮设置在中心齿轮和环形齿轮之间的齿轮元件。在简单行星齿轮组中，行星齿轮的齿与中心齿轮和环形齿轮的齿都同时啮合。行星齿轮与称为齿轮架的轴相关联。简单行星齿轮组是在中心齿轮、齿轮架和环形齿轮之间施加LSR的齿轮传动装置类型。LSR是从中心齿轮到齿轮架到环形齿轮或者反之亦然，并且从而关联的轴遵循该线性转速关系。例如，如果与中心齿轮关联的轴保持不旋转(制动)，那么与环形齿轮关联的轴的转速高于与齿轮架关联的轴。类似地，如果与环形齿轮关联的轴制动，那么与中心齿轮关联的轴的转速高于与齿轮架关联的轴。
双小齿轮行星齿轮组也在中心齿轮、行星齿轮和环形齿轮架之间施加LSR。然而，在双小齿轮行星齿轮组中，齿轮架与设置在中心齿轮和环形齿轮之间的至少一对行星齿轮相关联。第一行星齿轮的齿与中心齿轮的齿啮合(与环形齿轮不接触)、第二行星齿轮的齿与环形齿轮的啮合(与中心齿轮不接触)并且行星齿轮的齿都彼此啮合。LSR是从中心齿轮到环形齿轮到齿轮架。例如，如果与中心齿轮关联的轴制动，那么与齿轮架关联的轴的转速高于与环形齿轴关联的轴。如果与齿轮架关联的轴制动，那么与中心齿轮关联的轴的转速高于环形齿轮。齿轮元件的转速可以在齿轮元件朝一个方向旋转时称为正而在齿轮元件以相反方向旋转时称为负。
如果一组齿轮元件在所有工况中被约束作为整体而旋转，则这组旋转元件彼此相关联。识别的齿轮元件与相同轴关联，或者认为一个轴与识别的齿轮元件关联。可通过花键连接、焊接、压装、与普通固体机加工或其它方式关联齿轮元件。关联的齿轮元件之间可能出现转动角位移的轻微变化，比如由于冲击或轴柔量(shaft compliance)导致的位移。与变速器壳体关联的单个齿轮元件被约束使得它不能旋转，并且变速器壳体可以称为地面(ground)。
齿轮元件或轴可以通过离合器选择性连接至另一个齿轮元件、轴或变速器壳体，只要离合器完全接合时离合器约束它们作为整体旋转(或不旋转)。在选择性连接两个齿轮元件的情况下，当离合器没有完全接合时它们以不同的转速自由旋转。可以认为无论离合器接合状态怎样这两个齿轮元件与两个不同的轴相关联。通过将齿轮元件或轴连接至不旋转的结构(比如变速器壳体)而保持它们不旋转的离合器称为制动器。不旋转的结构可以称为地面。离合器可以是主动控制装置(比如液压或电动致动的离合器或制动器)或者可以是被动装置(比如单向离合器或制动器)。
第一变速器10具有四个齿轮传动装置(GA)，第一齿轮传动装置(GA-1)12、第二齿轮传动装置(GA-2)14、第三齿轮传动装置(GA-3)16和第四齿轮传动装置(GA-4)18。第一齿轮传动装置显示为具有中心齿轮22(也称为第一中心齿轮22)、至少一个行星齿轮(也称为第一行星齿轮24)和环形齿轮26(也称为第一环形齿轮26)的第一行星齿轮组(PG-1)。第一行星齿轮24连接至第一齿轮架28。第一中心齿轮22与第一轴32关联、第一齿轮架28与输入轴34关联而第一环形齿轮26与第二轴36关联。这种情况下，第一齿轮传动装置12显示为简单行星齿轮组并且第一齿轮传动装置12的齿轮元件之间的物理关系在第一轴32、输入轴34和第二轴36之间施加线性转速关系(LSR)。
第二齿轮传动装置14显示为具有第二中心齿轮40、第二行星齿轮42和第二环形齿轮44的第二行星齿轮组(PG-2)。第二行星齿轮42显示为连接至第二齿轮架46。第二中心齿轮40与第二轴36关联、第二齿轮架46与第三轴50关联而第二环形齿轮44与第四轴52关联。第二齿轮传动装置14显示为简单行星齿轮组并且第二齿轮传动装置14的齿轮元件之间的物理关系在第二轴36、第三轴50和第四轴52之间施加LSR。第一环形齿轮26与第二中心齿轮40关联。
第三齿轮传动装置16显示为具有第三中心齿轮56、第三行星齿轮58和第三环形齿轮60的第三行星齿轮组(PG-3)。第三行星齿轮58显示为连接至第三齿轮架62。第三中心齿轮56与第五轴66关联、第三齿轮架62与第四轴52关联而第三环形齿轮60与第三轴50关联。第三齿轮传动装置16显示为简单行星齿轮组并且第三齿轮传动装置16的齿轮元件之间的物理关系在第五轴66、第四轴52和第三轴50之间施加LSR。第二环形齿轮44和第二齿轮架46分别与第三齿轮架62和第三环形齿轮60关联。
第四齿轮传动装置18显示为具有第四中心齿轮70、第四行星齿轮72和第四环形齿轮74的第四行星齿轮组(PG-4)。第四行星齿轮72显示为连接至第四齿轮架76。第四中心齿轮70与第四轴52关联，第四齿轮架76与输出轴80关联而第四环形齿轮74与第六轴82关联。第四齿轮传动装置18也显示为简单行星齿轮组并且第四齿轮传动装置18的齿轮元件之间的物理关系在第四轴52、输出轴80和第六轴82之间施加LSR。第四中心齿轮70与第二环形齿轮44和第三齿轮架62都相关联。
第一变速器10具有六个离合器(C)，第一离合器(C-1)86、第二离合器(C-2)88、第三离合器(C-3)90、第四离合器(C-4)92、第五离合器(C-5)94和第六离合器(C-6)96。第一离合器86配置用于选择性地连接输入轴34至第三轴50。配置用于选择性地连接输入轴至任何其它轴的离合器可以称为输入离合器，从而第一离合器86也可以是输入离合器86。第二离合器88配置用于选择性地连接第二轴36至输出轴80。配置用于选择性接合输出轴至任何其它轴的离合器可以称为输出离合器，从而第二离合器88也可以是输出离合器88。第三离合器90配置用于选择性地连接第一轴32至第三轴50。第四离合器92配置用于选择性连接第一轴32至变速器壳体98(也称为地面98)。第五离合器94配置用于选择性地连接第五轴66至地面98。第六离合器96配置用于选择性地连接第六轴82至地面98。第四离合器92、第五离合器94和第六离合器96也可以称为制动器。
第三齿轮传动装置16和第五离合器94配置用于在第四轴52和第三轴50之间选择性地施加超速(overdrive)转速关系。施加超速关系意味着在较慢的轴和较快的轴之间一个轴旋转得比其它轴快。当第五离合器94接合时第三轴50旋转得比第四轴52快。第四齿轮传动装置18和第六离合器96配置用于在输出轴80和第二轴36之间选择性地施加超速转速关系。当第六离合器96接合时第二轴36旋转得比输出轴80快。
图2说明用于第一变速器10的离合器接合图。栏代表各个离合器而行代表传动比。单元框中的“X”指示该栏中的离合器(与其它离合器组合)接合以建立该传动比。自动变速器可以通过选择性地接合和/或分离离合器从一个传动比换挡至另一个。第一变速器10可以具有离合器中三者接合的多种组合以在输入轴34和输出轴80之间建立九个前进传动比和一个倒挡传动比。传动比之间的转变或换挡可以遵循仅分离三个离合器中的一个而新的单个离合器接合以变为下一传动比的一个关闭(one-off)/一个-一个(one-one)分离/接合策略。尽管显示了一个关闭/一个-一个分离/接合策略，还可以使用多个离合器分离和同时的或有时间间隔的多个离合器接合。多个离合器分离和同时的或有时间间隔的多个离合器接合可以用于传动比越级。尽管第一变速器10显示为具有可用的九个前进传动比和一个倒挡传动比，当在车辆上使用时第一变速器10可以利用仅使用一部分可用传动比的控制策略。
第一变速器10可以通过接合第三离合器90、第五离合器94和第六离合器96的第一传动比开始。接合第三离合器90连接第一轴32与第三轴50使第一中心齿轮22与第二齿轮架46和第三环形齿轮60两者连接。接合第五离合器94连接第五轴66与地面98使第三中心齿轮56制动。接合第六离合器96连接第六轴82与地面98使第四环形齿轮74制动。第一变速器10可以通过分离第三离合器90并接合第一离合器86从第一传动比切换为第二传动比。接合第一离合器86连接输入轴34与第三轴50使第一齿轮架28与第二齿轮架46和第三环形齿轮60两者连接。可以通过分离第五离合器94并接合第三离合器来实现随后的第三传动比。使第一离合器和第三离合器同时接合使第一齿轮传动装置12、第二齿轮传动装置14和第三齿轮传动装置16的齿轮元件以相同的转速旋转。
可以通过分离第三离合器90并接合第二离合器88实现随后的第四传动比。接合第二离合器88连接第二轴36与输出轴80使第四齿轮架76与第二中心齿轮40和第一环形齿轮26连接。可以通过分离第一离合器86并接合第三离合器90实现随后的第五传动比。可以通过分离第六离合器96并接合第一离合器86实现随后的第六传动比。第一离合器86、第二离合器88和第三离合器90同时接合使第一齿轮传动装置12、第二齿轮传动装置14、第三齿轮传动装置16和第四齿轮传动装置18的所有齿轮元件以相同的转速旋转。即同时接合第一离合器86、第二离合器88和第三离合器90使输入轴34与输出轴80以相同的转速旋转。当输入轴34与输出轴80的转速相同时，如传动比栏可见的，变速器可以提供1∶1的传动比。
可以通过分离第一离合器86并接合第五离合器94实现随后的第七传动比。可以通过分离第三离合器90并接合第一离合器86实现随后的第八传动比。可以通过分离第一离合器86并接合第四离合器92实现随后的第九传动比。接合第四离合器92连接第一轴32与地面98使第一中心齿轮22制动。此外，可以通过接合第三离合器90、第四离合器92和第六离合器96实现倒挡传动比。相反，输出轴80的旋转方向与输出轴80在所有前进传动比中的旋转方向相反。
图2是包括用于第一变速器10的齿轮传动装置的可能的β比率(betaratio)。β比率是行星齿轮组中环形齿轮的节径(pitch diameter)与对应的中心齿轮的节径之间的比例。为了行星齿轮组正确运转，每个齿轮元件上的齿应该为相应的周节(pitch)以彼此啮合。具有可啮合齿的齿轮元件还可以通过环形齿轮的齿数除以对应中心齿轮的齿数来确定β比率。第一齿轮传动装置12的β比率(第一β比率)可以是1.579。第二齿轮传动装置14的β比率(第二β比率)可以是1.982。第三齿轮传动装置16的β比率(第三β比率)可以是3.057。第四齿轮传动装置18的β比率(第四β比率)可以是1.569。
当图2中齿轮传动装置具有指示的β比率时，传动比具有传动比栏指示的值。例如，当图2中的β比率应用到第一变速器10上时，用于第一前进传动比的传动比是4.429。虽然变速器以第一前进传动比运转，但是变速器可以切换至第二前进传动比为3.409的第二前进传动比。可以通过改变β比率来修改和调整传动比，可以通过增加或减小对应的中心齿轮或环形齿轮的齿数实现β比率的改变。
图2中的阶梯比率栏还显示传动比之间的阶梯比率，阶梯比率是上个传动比除以当前传动比。第一前进传动比和第二前进传动比之间的阶梯比率是1.299(＝4.429/3.409)。可能希望较小的传动比阶梯比率用于更平顺的传动比转变。较小的传动比阶梯比率还可以允许更精确地控制发动机转速(RPM)。然而，较小的传动比阶梯比率随着车辆总体速度的增加需要发生较多的传动比转变。可以利用较大的传动比转变以允许发生较少的传动比转变。如上文提到的，当利用三个离合器接合一个传动比的策略时九个前进传动比是可用的，然而在使用中，当在车辆上使用变速器时并非使用所有的传动比。
图3显示了第二变速器110的示意图。第二变速器110具有四个齿轮传动装置(GA)，第一齿轮传动装置112、第二齿轮传动装置114、第三齿轮传动装置116和第四齿轮传动装置118。第一齿轮传动装置112显示为具有第一中心齿轮122、第一行星齿轮124和第一环形齿轮126的第一行星齿轮组(PG-1)。第一行星齿轮124连接至第一齿轮架128。第一中心齿轮122与第一轴132关联、第一齿轮架128与输入轴134关联而第一环形齿轮126与第二轴136关联。第一齿轮传动装置112显示为简单行星齿轮组并且第一齿轮传动装置112的齿轮元件之间的物理关系在第一轴132、输入轴134和第二轴136之间施加LSR。
第二齿轮传动装置114显示为具有第二中心齿轮140、第二行星齿轮142和第二环形齿轮144的第二行星齿轮组(PG-2)。第二行星齿轮142显示为连接至第二齿轮架146。第二中心齿轮140与第二轴136关联、第二齿轮架146与第三轴150关联而第二环形齿轮144与第四轴152关联。第二齿轮传动装置114显示为简单行星齿轮组并且第二齿轮传动装置114的齿轮元件之间的物理关系在第二轴136、第三轴150和第四轴152之间施加LSR。第一环形齿轮126与第二中心齿轮140关联。
第三齿轮传动装置116显示为具有第三中心齿轮156、第三行星齿轮158和第三环形齿轮160的第三行星齿轮组(PG-3)。第三行星齿轮158显示为连接至第三齿轮架162。在该附图中，第三中心齿轮156直接连接至变速器壳体164(或地面164)并且其任何旋转受到约束。第三齿轮架162与第五轴166关联而第三环形齿轮160与第三轴150关联。第三齿轮传动装置116显示为简单行星齿轮组并且第三齿轮传动装置116的齿轮元件之间的物理关系在地面164、第五轴166和第三轴150之间施加LSR。第二齿轮架146与第三环形齿轮160关联。
第四齿轮传动装置118显示为具有第四中心齿轮170、第四行星齿轮172和第四环形齿轮174的第四行星齿轮组(PG-4)。第四行星齿轮172显示为连接至第四齿轮架176。第四中心齿轮170与第六轴182关联、第四齿轮架176与输出轴180关联，而第四环形齿轮174直接连接至变速器壳体164(或地面164)并且其旋转受到约束。第四齿轮传动装置118显示为简单行星齿轮组并且第四齿轮传动装置118的齿轮元件之间的物理关系在第四轴152、输出轴180和地面164之间施加LSR。
第二变速器110具有六个离合器(C)，第一离合器(C-1)186、第二离合器(C-2)188、第三离合器(C-3)190、第四离合器(C-4)192、第五离合器(C-5)194和第六离合器(C-6)196。第一离合器186配置用于选择性地连接输入轴134至第三轴150，并且从而第一离合器186也可以是输入离合器186。第二离合器188配置用于选择性地连接第二轴136至输出轴180，并且从而第二离合器188也可以是输出轴188。第三离合器190配置用于选择性连接第一轴132至第三轴150。第四离合器192配置用于选择性地连接第一轴132至变速器壳体164(或地面164)。第五离合器194配置用于选择性地连接第五轴166至第四轴152。第六离合器196配置用于选择性地连接第六轴182至第四轴152。在该配置中，仅第四离合器192也可以称为制动器。
第三齿轮传动装置116和第五离合器194配置用于从第四轴152和第三轴150之间选择性地施加超速转速关系。当第五离合器194接合时第三轴150旋转得比第四轴152快。第四齿轮传动装置118和第六离合器196配置用于在输出轴180和第二轴136之间选择性地施加超速转速关系。当第六离合器196接合时第二轴136旋转得比输出轴180快。
图4显示了第三变速器210的示意图。第三变速器210具有四个简单齿轮传动装置(GA)，第一齿轮传动装置(GA-1)212、第二齿轮传动装置(GA-2)214、第三齿轮传动装置(GA-3)216和第四齿轮传动装置(GA-4)218。第一齿轮传动装置212显示为具有第一中心齿轮222、第一行星齿轮224和第一环形齿轮226的行星齿轮组(PG-1)。第一行星齿轮224连接至第一齿轮架228。第一中心齿轮222与第一轴232关联、第一齿轮架228与输入轴234关联而第一环形齿轮226与第二轴236关联。第一齿轮传动装置212显示为简单行星齿轮组并且第一齿轮传动装置212的齿轮元件之间的物理关系在第一轴232、输入轴234和第二轴236之间施加LSR。
第二齿轮传动装置214显示为具有第二中心齿轮240、第二行星齿轮242和第二环形齿轮244的行星齿轮组(PG-2)。第二行星齿轮242显示为连接至第二齿轮架246。第二中心齿轮240与第二轴236关联、第二齿轮架246与第三轴250关联而第二环形齿轮244与第四轴252关联。第二齿轮传动装置214显示为简单行星齿轮组并且第二齿轮装置214的齿轮元件之间的物理关系在第二轴236、第三轴250和第四轴252之间施加LSR。第一环形齿轮226与第二中心齿轮240关联。
第三齿轮传动装置216显示为具有第三中心齿轮256、第三行星齿轮258和第三环形齿轮260的行星齿轮组(PG-3)。第三行星齿轮258显示为连接至第三齿轮架262。在该附图中，第三中心齿轮256直接连接至变速器壳体264(或地面264)并且其任何旋转受到约束。第三齿轮架262与第四轴252关联而第三环形齿轮260与第五轴266关联。第三齿轮传动装置216显示为简单行星齿轮组并且第三齿轮传动装置216的齿轮元件之间的物理关系在地面264、第四轴252和第五轴266之间施加LSR。第二环形齿轮244与第三齿轮架262关联。
第四齿轮传动装置218显示为具有第四中心齿轮270、第四行星齿轮272和第四环形齿轮274的行星齿轮组(PG-4)。第四行星齿轮272显示为连接至第四齿轮架276。第四中心齿轮270与第二轴236关联、第四齿轮架276与第六轴282关联而第四环形齿轮274直接连接至变速器壳体264(或地面264)并且其旋转受到约束。第四齿轮传动装置218显示为简单行星齿轮组并且第四齿轮传动装置218的齿轮元件之间的物理关系在第四轴252、第六轴282和地面264之间施加LSR。
第三变速器210具有六个离合器(C)，第一离合器(C-1)286、第二离合器(C-2)288、第三离合器(C-3)290、第四离合器(C-4)292、第五离合器(C-5)294和第六离合器(C-6)296。第一离合器286配置用于选择性地连接输入轴234至第三轴250，并且从而第一离合器286也可以是输入离合器286。第二离合器288配置用于选择性地连接第二轴236至输出轴280，并且从而第二离合器288也可以是第一输出离合器288。第三离合器290配置用于选择性地连接第一轴232至第三轴250。第四离合器292配置用于选择性地连接第一轴232至变速器壳体264(或地面264)。第五离合器294配置用于选择性地连接第五轴266至第三轴250。第六离合器296配置用于选择性地连接第六轴282至输出轴280，并且从而第六离合器296可以是第二输出离合器296。在该配置中，仅第四离合器292也可以称为制动器。
第三齿轮传动装置216和第五离合器294配置用于在第四轴252和第三轴250之间选择性地施加超速转速关系。当第五离合器294接合时第三轴250旋转得比第四轴252快。第四齿轮传动装置218和第六离合器296配置用于在输出轴280和第二轴236之间选择性地施加超速转速关系。当第六离合器296接合时第二轴236旋转得比输出轴280快。
上文描述的第一变速器10中的第三齿轮传动装置16、第二变速器110中的第三齿轮传动装置116和第三变速器210中的第三齿轮传动装置216以及第一变速器10中的第四齿轮传动装置18、第二变速器110中的第四齿轮传动装置118和第三变速器210中的第四齿轮传动装置218以及对应的关联和连接可以互换以提供九个不同的变速器选项。没有提供用于第二变速器110和第三变速器210的附加离合器图表以及额外的六种其它传输可能，然而，可以使用类似的接合/分离策略。
尽管上文描述了示例性实施例，并非意味着这些实施例说明并描述了公开的装置和方法的所有可能形式。相反，说明书中使用的词语为描述性词语而非限定，并且应理解不脱离权利要求所公开的精神和范围可以作出各种改变。可以组合各种执行实施例的特征以形成所公开的原理的进一步的实施例。

Claims (10)

1.一种变速器，包含：
四个齿轮传动装置和六个离合器，其中第一齿轮传动装置配置用于在第一轴、输入轴和第二轴之间固定地施加线性转速关系，第二齿轮传动装置配置用于在第二轴、第三轴和第四轴之间固定地施加线性转速关系，第一离合器配置用于选择性地连接所述输入轴至第三轴，第二离合器配置用于选择性地连接第二轴至输出轴，而第三离合器配置用于选择性地连接第一轴至第三轴。
2.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，第一齿轮传动装置是具有分别与第一轴、所述输入轴和第二轴关联的第一中心齿轮、第一齿轮架和第一环形齿轮的行星齿轮组。
3.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，第二齿轮传动装置是具有分别与第二轴、第三轴和第四轴关联的第二中心齿轮、第二齿轮架和第二环形齿轮的行星齿轮组。
4.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，第四离合器是配置用于选择性地连接第一轴至地面的制动器。
5.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，第三齿轮传动装置和第五离合器配置用于在第四轴和第三轴之间选择性地施加超速转速关系。
6.根据权利要求5所述的变速器，其特征在于，第三齿轮传动装置配置用于在第五轴、第四轴和第三轴之间施加线性转速关系并且第五离合器是配置用于选择性地连接第五轴至地面的制动器。
7.根据权利要求6所述的变速器，其特征在于，第三齿轮传动装置是具有分别与第五轴、第四轴和第三轴关联的第三中心齿轮、第三齿轮架和第三环形齿轮的行星齿轮组。
8.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，第四齿轮传动装置和第六离合器配置用于在所述输出轴和第二轴之间选择性地施加超速转速关系。
9.根据权利要求8所述的变速器，其特征在于，第四齿轮传动装置配置用于在四轴、所述输出轴和第六轴之间施加线性转速关系并且第六离合器是配置用于选择性连接第六轴至地面的制动器。
10.根据权利要求9所述的变速器，其特征在于，第四齿轮传动装置是具有分别与四轴、所述输出轴和第六轴关联的第四中心齿轮、第四齿轮架和第四环形齿轮的行星齿轮组。
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