CN105065586A - 为无级变速主传动装置提供附加模式的单元 - Google Patents

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菲利普·邓肯·温特
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Abstract

一种为无级变速主传动装置提供附加模式的单元，附接到所述主传动装置。所述单元包括：旋转最终传动装置输出轴；第一旋转输入，与所述主传动装置的第一输出啮合；第二旋转输入，与所述主传动装置的第二输出啮合；以及齿轮和离合器装置，用于选择性地将所述旋转最终传动装置输出轴连接到所述第一和第二旋转输入中的至少一个。

Description

为无级变速主传动装置提供附加模式的单元
技术领域
本发明涉及可在多种模式(regime)中运行的这类无级变速传动装置。
背景技术
无级变速传动装置(“CVT”)典型地包括：
(a)变速器－具有旋转输入和旋转输出的设备，该设备能够以无级的方式改变其输入速度与其输出速度之比(“变速比”)，以及
(b)关联的齿轮传动装置，变速器借助该齿轮传动装置接合在旋转功率源(如发动机)与功率使用点(例如机动车的从动轮)之间。
传动装置整体上提供的总速度比(“传动比”)是变速比的函数，但通常与其不相同，由关联的齿轮传动装置更改。
在齿轮传动装置中引入典型地为行星轮(epicyclic)类型的“分路(shunt)”齿轮装置是众所周知的。分路齿轮可用来使功率再循环，减小变速器自身处理的功率，并用来提供本领域中公知的“齿轮空档”状况。分路典型地具有接合到变速器的相对侧的两个旋转输入、以及接合到诸如最终齿轮传动装置并进而接合到车轮的旋转输出。在一定的变速比(“齿轮空档比”)下，分路的两个输入彼此抵消，维持输出不变。这种状况被称为“齿轮空档”，并使得传动装置输出轴在其未与正在运行的发动机物理地脱离接合的情况下停止。因此，这样的传动装置可在没有任何“起动设备”(诸如用来在汽车起动时和在刹车以停止时使发动机和传动装置接合/脱离接合的传统自动传动装置的手动离合器或转矩变换器)的情况下使用。齿轮空档比一侧的变速比提供反向输出旋转并使车辆反向行驶。齿轮空档比另一侧的变速比提供正向输出旋转并使车辆正向行驶。当变速比处于齿轮空档比时，从动轮和车辆处于停止。
典型地，CVT的齿轮传动装置结合有一个或多个离合器设备，这些离合器的啮合/脱离啮合允许传动装置在“模式”之间切换。传动比是变速比的函数，但在每个模式中，变速比与传动比之间的关系是不同的。例如，机动车传动装置通常设计成提供两种模式－高速和低速。低速模式提供倒车档、齿轮空档和低速前进档。高速模式提供较高速前进档。
齿轮传动装置中的比率选择成使得当变速器达到接近其范围的一端的一定变速器比(“同步比”)，从低速模式到高速模式的变化不会导致传动比的变化。在同步比下的模式变化可平稳地进行，不会导致车轮处扭矩的大的不连续或发动机速度的变化。
就传动装置的能量效率而言，期望使用多个模式。变速器自身典型地是传动装置中效率最低的部件。在任何给定的模式中，如果传动装置整体上提供的比率范围大于变速器的比率范围，则分路“功率分流(powersplit)”。也就是说，仅有一部分的总功率通过变速器传输。减小给定模式中的比率范围会减小总功率通过变速器的比例，且因此可以提高效率和减小变速器自身的必要尺寸和规格。因此，在某些情形中，期望可以提供两种以上的模式。大型公路行驶的卡车提供了一个实例。对于这类车辆，能量效率是重要考虑因素，并且它们的发动机会产生特别高的功率和转矩，在两种模式传动装置中，变速器对这种高功率和转矩的处理可能是成问题的。
在三种或更多模式中运行的CVT的已知实例在以Torotrak(发展)有限公司名义的公开的国际专利申请WO94/24462中提供。其美国对应申请(counterpart)为US5643121。所述传动装置使用两个行星分路齿轮。其中一个行星分路齿轮在该文献中被称为“功率分流”行星轮，因为其从发动机接收功率并适应第一轴和第二轴的相对速度的变化使功率在第一轴与第二轴之间分流。变速器自身具有其连接到第一轴的输入及其连接到第二轴的输出，因此(对于固定的发动机速度)，变速比的增加会导致第二轴加速而第一轴减速，同时变速比的减小会导致第二轴减速而第一轴加速。每个轴都能够选择性地经至少一个离合器/齿轮装置接合到车轮。考虑当传动比增加时会发生什么。首先，假定第一轴经第一离合器/齿轮装置连接到车轮。第二轴断开且因此靠惯性运行。变速器顺利通过(sweepthrough)其比率范围以增加第一轴的速度和从动轮的速度。最终，变速器达到其比率范围的端点，进而同步模式变化被起动，断开第一轴并将第二轴通过第二离合器/齿轮装置连接到车轮。此时，变速比的变化方向反向。然后，变速器往回顺利通过其比率范围，增加第二轴和从动轮的速度。当其达到其比率范围的相对端时，可通过断开第二轴并将第一轴经第三离合器/齿轮装置连接到车轮而变到更高速模式。原则上，通过为每个轴提供多个离合器/齿轮装置来以不同的比率驱动车轮，可提供任意数量的模式。
第二分路齿轮在WO94/24462中被称为“功率再循环”行星轮，并用来提供低速模式，包含齿轮空档。其输入跨越变速器连接，且其输出可经离合器连接到从动轮。在低速模式中，第一轴和第二轴都与车轮断开，车轮改为由功率再循环行星轮的输出驱动。
这类传动装置的设计和布局是有问题的。WO94/24462示出了其中两个行星分路轮彼此共轴地并与传动装置输入轴共轴地布置，但变速器自身侧向地偏离其公共轴线。从包装的角度看，这并非总是便利的，也并非必然允许功率传输路径中的齿轮的数量最小化，且不期望有附加的齿轮传动装置，因为其增加了传动装置能量耗散。
以基本类似的原理运行但具有不同布局的传动装置在再次以Torotrak(发展)有限公司名义的公开的国际专利申请WO94/16244中公开。其美国对应申请是US5564998。在该传动装置中，两个行星轮装置与变速器在任一侧都共轴，但传动装置的输出通过偏离变速器的轴线的第二中间轴获得，这在包装方面也是成问题的。
名称“输入”和“输出”上面已经使用并还将在下面关于轴或其他旋转构件重复使用，诸如变速器－实际上传动装置自身的部件通过该轴或其他旋转构件接合到其他部件。对于区分部件的一侧与另一侧，这是有用的术语，但应该理解，在大多数情形中，这些名称基本是任意的，且功率的流动(尽管在下面的论述中假定功率从发动机流到车轮)将不必总是从输入到输出。
发明内容
本发明的第一方面旨在提供一种多种模式传动装置，其是能量有效的和/或制造经济的和/或便于包装的。
根据本发明的第一方面，提供了一种无级变速传动装置，其具有传动装置输入轴和传动装置输出轴，并适于以无级变速传动比在该传动装置输入轴与传动装置输出轴之间传递动力，该传动装置进一步包括：变速器，具有至少两个变速器滚道(race)，动力以无级变速比在这两个变速器滚道之间传递，变速器滚道安装成绕着第一中间轴所限定的轴线旋转；第二中间轴，与第一中间轴侧向地分离；分流器行星轮，具有布置成由传动装置输入轴驱动的分流器行星轮输入构件和布置成分别驱动第二中间轴和第一中间轴的两个分流器行星轮输出构件；再循环行星轮，具有第一和第二再循环输入构件以及再循环输出构件，该第一和第二再循环输入构件布置成可操作地分别接合到第一中间轴和第二中间轴；以及离合器装置，用于选择性地啮合：
(a)其中再循环输出构件驱动传动装置输出轴的模式；
(b)其中第二中间轴驱动传动装置输出轴的模式；以及
(c)其中第一中间轴驱动传动装置输出轴的模式；
第一中间轴与下列各项共轴：
传动装置输出轴；
再循环行星轮；
第一离合器，其位于再循环输出构件与传动装置输出轴之间，用来在模式(a)中驱动传动装置输出轴；以及
第三离合器，其位于第一中间轴与传动装置输出轴之间，用来在模式(c)中驱动传动装置输出轴。
关于多种模式传动装置的不同问题涉及制造的实用性。不同车辆对传动装置所提供的模式的数量具有不同要求。大数量的模式允许变速器所处理的功率减少，如上所述。另一方面，提供多达四种不同模式的传动装置会是庞大的且制造起来相对昂贵。将期望能够使用大体上相同的部件和用于两种不同传动装置(一种传动装置便于提供比另一种传动装置多的模式)的加工工具。这可通过使用提供较低数量的模式的单个基本传动装置以及可选的用于提供附加模式(或多种模式)的附件部件来实现。
根据本发明的第二方面，结合有附加部件的结果是如下的无级变速传动装置：其可在至少四种模式中运行，并且其具有传动装置输入轴和最终传动装置输出轴且适于以无级变速传动比在其间传递动力，该传动装置进一步包括：变速器，具有至少两个变速器滚道，动力以无级变速比在这两个变速器滚道之间传递，变速器滚道安装成绕第一中间轴所限定的轴线旋转；第二中间轴，与第一中间轴侧向地分离；分流器行星轮，具有布置成由传动装置输入轴驱动的分流器行星轮输入构件和布置成分别驱动第二中间轴和第一中间轴的两个分流器行星轮输出构件；再循环行星轮，具有第一和第二再循环输入构件以及再循环输出构件，该第一和第二再循环输入构件设置成可操作地分别接合到第一中间轴和第二中间轴；共享输出构件，布置成通过第一离合器装置选择性地可操作地与最终传动装置输出轴接合和脱离接合，并且另外的离合器装置用于：
(a)将再循环输出构件接合到共享输出构件并经共享输出构件接合到最终传动装置输出轴，以提供一种模式；
(b)将第二中间轴接合到共享输出构件并经共享输出构件接合到最终传动装置输出轴，以提供另一种模式；
(c)将第一中间轴接合到共享输出构件并经共享输出构件接合到最终传动装置输出轴，以提供另一种模式；以及
(d)将第二中间轴或第一中间轴经不包括共享输出构件的单独路径接合到最终传动装置输出轴，同时共享输出构件与最终传动装置输出轴脱离接合，以提供另一种模式。
根据本发明的第三方面，提供第二模式所需的附加部件可形成为用于附接到无级变速主传动装置的单元，以便为传动装置提供附加模式，该单元包括：旋转最终传动装置输出轴；第一旋转输入，可与主传动装置的第一输出啮合；第二旋转输入，可与主传动装置的第二输出啮合；以及齿轮和离合器装置，用于将最终传动装置输出轴选择性连接到第一和第二旋转输入中的至少一个。
典型地用来选择一种模式或另一种模式的离合器是摩擦设备，如湿板型。虽然非常广泛地可获得且有效，但存在与使用这类离合器相关的某些缺点。由于其特性，易受到磨损且因此需要周期性的更新。所选离合器必须能够处理预期的转矩，且因为这在诸如卡车的车辆中会是重要的，所以对离合器的要求会是严格的。还要考虑到湿板离合器的费用。
根据本发明的第四方面，提供了一种多种模式无级变速传动装置，其包括：变速器，提供无级变速比；齿轮传动装置，在传动装置输入轴与传动装置输出轴之间限定至少两条可选择性地啮合的动力路径，两条动力路径都结合有变速器，因此在两条路径中，传动装置输入轴速度与传动装置输出轴速度之比都是变速比的函数；以及模式变化离合器装置，该传动装置的特征在于，模式变化离合器装置包括用于从一条功率路径的啮合变为另一条功率路径的啮合的一个或多个爪形离合器，且该传动装置进一步包括至少一个摩擦啮合设备，这些摩擦啮合设备在受到过度转矩时能够滑动，从而允许变速比和传动装置输入轴速度与传动装置输出轴速度之比之间的失配。
爪形离合器不能滑动且因此不能适应传动装置输入轴与输出速度之间的失配。在没有摩擦啮合设备的情况下，如果产生例如由于驾驶员非常猛烈地刹车而造成的意外转矩峰值，这将导致传动装置的其他部件(诸如变速器)上的过度负载。在这种情况下，附加摩擦啮合设备能够滑动并因此为传动装置提供必要的保护。
附图说明
现在将参照附图仅以实例的方式描述本发明的特定实施例，附图中：
图1是高度简化的透视图，其示出了适于用来执行本发明的环形滚道滚动牵引变速器的主要部件；
图2再次以高度简化的形式示出了沿径向方向看到的同样的变速器；
图3是体现本发明的三种模式CVT的示意图；
图4更详细地示出了同样的传动装置；
图5a-图5c对应于图4，除了包括在用于相应模式的功率路径中的每个部件以粗体突出之外，其他部件以虚体示出；
图6示出了与图3和4中所示相同的CVT，其具有附加的齿轮传动装置和相关部件以提供第四模式；
图7更详细地示出了图6的传动装置；
图8示出了一种传动装置，其是图7中看到的传动装置的改进，其在某些方面更易于制造；
图9示出了与图8中所示相同的传动装置，其具有附加的齿轮传动装置和相关部件以提供第四模式。
具体实施方式
首先，将参照图1和图2描述适于用来执行本发明的变速器V。所述变速器是本领域技术人员公知的并且是环形滚道滚动牵引型变速器。其他类型的变速器可用于体现本发明的传动装置中。变速器V具有第一输入滚道D1和第二输入滚道D2，这两个输入滚道具有相应的半环形凹面200、202。输入滚道D1、D2之间是第一输出滚道D3和第二输出滚道D4，并且这两个输出滚道也具有相应的半环形凹面204、206，从而第一输入滚道D1与第一输出滚道D3之间形成有第一环形腔208，并且第二输入滚道D3与第二输出滚道D4之间形成有第二环形腔210。这些滚道具有它们旋转所围绕的第一中间轴212限定的公共旋转轴线(“第一中间轴线”)。
每个腔208、210都包括相应的一组辊子214、216。典型地每组由三个辊子组成。每个辊子都安装成绕辊子轴线旋转并依照其相关的输入和输出滚道的环形面运行，以将驱动从一个辊子传递到另一个辊子。每个辊子214、216都能够绕着第一中间轴线沿周向方向来回移动。这也能够产生旋进。也就是说，辊子的轴线能够转动，改变辊子轴线关于第一中间轴线的倾角。在所示实例中，这些运动通过将每个辊子214、216可旋转地安装在相应的支架220中来提供，该支架通过连杆222接合至致动器230的活塞228。从活塞228的中心到辊子226的中心的直线232构成整个组件可绕其转动的旋进轴线。辊子的旋进导致依照辊子(诸如辊子216)的滚道(诸如D2、D4)所描绘的路径的半径的变化，因此导致变速器传动比的变化。
注意，在该实例中，旋进轴线232并非精确地处于与第一中间轴线垂直的平面内，而是关于该平面倾斜。倾斜的角度在图中标记为CA，并且已知为“回转角”。当辊子来回移动时，其遵循以第一中间轴线为中心的圆形路径。而且，滚道对辊子的作用产生倾向于将辊子保持在使得辊子轴线与第一中间轴线相交这样的倾斜中的转向力矩(steeringmoment)。尽管辊子沿其圆形路径来回移动，两根轴线的这种相交可因回转角而保持。当辊子沿其路径移动，其也由于滚道的作用而转向，使其旋进以便保持两根轴线的相交。结果是辊子沿其路径的位置对应于一定的辊子倾斜并因此对应于一定的变速器传动比。
致动器230通过管线234、236接收相反的液压。因此，由致动器230产生的力催使辊子绕着第一中间轴线沿其圆形路径，并且在平衡状态中，其由滚道施加给辊子的力平衡。滚道所施加的力与从外部施加到变速器滚道上的转矩之和成比例。该和－变速器输入转矩加上变速器输出转矩－是必然反作用于变速器的支座(mounting)的净转矩，并被称为反作用转矩。通过设定管线234、236中的压力，变速器产生的反作用转矩被直接控制。
现在将描述结合有变速器V的传动装置。本传动装置的运行原理可参照图3最佳地理解，图3以纯粹示意的方式示出了传动装置的主要功能部件。传动装置输入轴10由旋转功率源12驱动，在本实例中，该旋转功率源是柴油机，但原则上其可以是任何类型的内燃机、电动机-电动的或其他方式-外燃机或其他旋转驱动器。分流器行星轮14具有三个旋转构件，这三个旋转构件分别连接到(i)传动装置输入轴10、(ii)第一中间轴16、以及(iii)第二中间轴18。这些连接中的最后一个经由齿轮传动装置R1。从发动机到分流器行星轮14的功率输入针对第一和第二中间轴16、18，但这种功率在两个中间轴之间的分流及它们的相对速度不由分流器行星轮决定。
变速器V横跨第一和第二中间轴连接。具体地，变速器的旋转输入连接到第一中间轴16，且其输出经齿轮传动装置R2连接到第二中间轴18。因此，第一中间轴与第二中间轴的速度之比等于变速比乘以齿轮齿数比R2。在传动装置输入轴10的速度不变时，变速比变化导致其中一个中间轴减速而另一个中间轴加速。
传动装置具有旋转传动装置输出轴20，对于车辆传动装置，该旋转输出轴典型地经最终齿轮传动装置接合到车轮。在所示实例中，有三条可用途径供功率传递到传动装置输出轴20，每条途径都可通过相应的离合器M1、M2、M3啮合并且每条途径都提供不同的传动模式。
当第一离合器M1啮合且其他离合器脱离啮合时，最低速度模式起作用。在所示实例中，第一离合器M1实际上是对接合行星轮22的行星支架起作用的制动器。该特定的行星轮仅用作接合装置并不执行混合功能。当第一离合器M1啮合时，其将功率传递到传动装置输出轴20并提供固定的齿轮齿数比。当第一离合器M1脱离啮合时，接合行星轮22靠惯性运行且不传输有效功率。关于这点，行星轮的优点在于其输入和输出共轴，这便于构造。
功率通过再循环行星轮24传递到接合行星轮22，再循环行星轮具有连接到第一中间轴16的第一输入26、通过齿轮传动装置R3连接到第二中间轴18的第二输入28、以及通向接合行星轮22的输出30。正是借助于再循环行星轮24，传动装置才能提供齿轮空档。在齿轮空档变速比时，不论发动机12的速度如何，尽管机械地接合至发动机，再循环行星轮的第一输入26和第二输入28的速度彼此抵消且其输出30因此不变。在某些实施例中，齿轮空档比一侧的变速比提供反向输出旋转(反向车辆运动)，而齿轮空档另一侧的变速比提供正向输出旋转(正向车辆运动)。
从最低速度模式-第一模式到第二模式的变化通过脱开第一离合器M1并啮合第二离合器M2来执行。这在同步比下完成，因此不会产生传动比的瞬时变化。然后，接合行星轮22和再循环行星轮24靠惯性运行且有效地脱离功率源路径。传动装置输出轴20改为由第二中间轴18经齿轮传动装置R4驱动。
从第二模式到第三模式的变化通过脱开第二离合器M2并啮合第三离合器M3来执行，这再次在同步比下完成。于是，用于供应功率的路径通过将第一中间轴16直接接合到传动装置输出轴20来实现。
注意，由于传动装置跨越(traverse)其整个比率范围，变速比首先顺利通过其在第一模式中的范围，然后－在相反方向上－往回通过其在第二模式中的范围，然后－在第一方向上－再次往回通过其在第三模式中的范围。齿轮齿数比R的选择使得第一、第二以及第三模式提供连续更高的总传动比－即，对于每次输入旋转，更多的输出旋转。
图4和图5示出了与图3中所示相同的传动装置的实际实施例。这里，第一中间轴16由上述类型的环形滚道滚动牵引型变速器V的主轴形成。第二中间轴18形成为侧向地偏离变速器的第二中间轴。外变速器滚道D1、D2安装在第一中间轴16上以随之旋转，因此功率从滚道直接传递到轴(或者反过来，功率流动的方向可在任一方向上)。来自内变速器滚道D3、D4的功率通过位于其间的第一链轮32分出，该第一链轮通过链条(未示出)驱动第二中间轴18上的第二链轮34，形成图3中的齿轮传动装置R2。其他侧向功率传递布置可用在本文中，诸如直接啮合的齿轮。
分流器行星轮14与变速器滚道D1-D4共轴。在所示实施例中，分流器行星轮设置在传动装置输入轴10与变速器V之间。传动装置输入轴10承载分流器行星轮14的行星支架SPC。承载于其上的行星36与恒星齿轮SS(该恒星齿轮安装在第一中间轴16上)并且与内部有齿的环形齿轮SR(其外部也有齿以便与安装在第二中间轴18上的第一第二中间轴齿轮38啮合)啮合。环形齿轮SR的外部齿和第一第二中间轴齿轮38一起形成图3的齿轮传动装置R1。
再循环行星轮24与变速器滚道D1-D4共轴。在所示实施例中，再循环行星轮与分流器行星轮14处于变速器的相对侧。再循环行星轮24包括安装在第一中间轴16上的恒星齿轮RES，其与承载在行星支架REPC上的行星轮40啮合。行星轮40还与再循环行星轮24的内部有齿的环形齿轮RER啮合，且该环形齿轮还是外部有齿的，以便与安装在第二中间轴18上的第二第二中间轴齿轮42啮合。环形齿轮RER的外部齿和第二第二中间轴齿轮42形成图3的齿轮传动装置R3。
接合行星轮22邻近再循环行星轮24并在其外侧。其恒星齿轮CES直接接合到再循环行星轮的行星支架REPC并与承载在行星支架CEPC上的行星44啮合。行星44还与接合行星轮22的环形齿轮CER啮合，该接合行星轮自身直接接合到传动装置输出轴20。第一离合器M1在该特定实施例中形成为制动器，其啮合锁定接合行星轮的行星支架CEPC防止其旋转并使得接合行星轮22将来自再循环行星轮24的行星支架REPC的功率传输到传动装置输出轴20。释放第一离合器/制动器M1允许行星支架CEPC靠惯性运行并防止这样的功率传递，有效地使行星支架REPC与传动装置输出轴20脱离接合。
第二离合器M2用来使传动装置输出轴20与输出齿轮46接合/脱离接合，该输出齿轮与传动装置输出轴20共轴，并与安装在第二中间轴18上的第三第二中间轴齿轮48啮合，这些齿轮一起提供图3的比率R4。
第一中间轴16与传动装置输出轴20共轴，且第三离合器M3直接介于二者之间，以使它们选择性地接合/脱离接合。
三种模式中用于功率传输的路径可从图5a-c意识到，其中，对于三种不同的模式，那些用来传递功率的啮合的离合器和起作用的部件以粗体示出。
上述传动装置提供三种模式。对于某些车辆，可能期望提供更多模式。如上面解释的，增加模式的数量可允许变速器所处理的功率减小，并因此允许效率增加。也可以用来提供特别宽的比率范围，例如对于卡车，这是期望的，卡车可能长时间以基本不变的速度在快速道上运行。在这样的情形中，非常高的“超速传动(overdrive)”齿轮可允许发动机在其最有效的情形下运行。另一方面，提供四种或更多模式的传动装置对于其他车辆不是必然期望的。这些传动装置可能制造起来过于昂贵和/或太大而不能装在车辆内。制造两个完全不同的传动装置来满足这些冲突性需求在经济上是无吸引力的。
然而，可仅通过为图3到图5的传动装置增加另外的离合器及齿轮传动装置来提供额外的－第四－模式，而无需对其进行大量改动。图6示出了原理，并且除了通过接合到第二中间轴18的齿轮传动装置R5并通过第四离合器M4来提供用于将功率传输至输出的第四途径之外，对应于图3(相同部件具有相同的参考标号)。在该特殊实施例中，现有传动装置输出轴20的速度还由形成为行星轮101的固定比率齿轮传动装置改变，并传输到最终输出轴100，因而改变模式1-3中提供的比率范围。
图7示出了图6传动装置的实际实施例。提供第四模式的附加部件在该实例中形成为单独的模式单元102，该单独模式单元附接至主传动装置壳体(未示出)。现有传动装置输出轴20延伸到模式单元102内，且第二中间轴18也一样。
在第一、第二及第三模式中，功率从现有传动装置输出轴20经固定比齿轮传动装置101传输到最终输出轴100。固定比齿轮传动装置101包括：恒星104，承载在现有传动装置输出轴20上；行星轮106，与恒星104且与固定环形齿轮108啮合；以及行星支架110，安装在最终输出轴100上。此处，行星轮传动装置以便利且共轴的方式用于提供固定齿轮齿数比。
在第四模式中，功率从第二中间轴18经第四第二中间轴齿轮112、第二输出齿轮114以及(啮合的)离合器M4传输到最终输出轴100。第四第二中间轴齿轮112和第二输出齿轮114一起形成图6的齿轮传动装置R5。
图8示出了三种模式传动装置，其类似于图3到图5的传动装置，但旨在制造起来更经济且更有效。分流器行星轮14、变速器V、第一中间轴16和第二中间轴18、链轮32、34以及再循环行星轮24都与参照图3到图5所述的那些对应，且不再描述。图3的接合行星轮22已省去。再循环行星轮24的环形齿轮RER在图8实施例中通过链驱动经齿轮200、202(图中略去链)可操作地接合到第二中间轴18，取代前面实施例的直接啮合齿轮。
在前面所述实施例中，模式离合器M1-M4是摩擦设备，诸如能够滑动的湿板离合器(wetplateclutch)，－即，能够适应其输入与其输出之间速度的失配，同时部分地啮合，并且在这种情形下传输一些转矩。原则上，滑动可在啮合/脱离啮合过程中发生，和/或响应于离合器上的过度转矩负载而发生。与图8中的实施例不同，模式离合器M1-M3是爪形离合器。也就是说，它们能够传输转矩，不是由于摩擦，而是由于机械地互啮合的部件之间的干涉。许多不同形式的爪形离合器是本领域公知的并可应用在本实施例中。爪形离合器不能适应在啮合时滑动。因此不受摩擦磨损且可能不需要频繁地更新。爪形离合器也非常适于处理大转矩。
在图8实施例中，对于第一和第三模式，使用单个致动器来控制第一和第三离合器M1、M3。这些离合器具有相应的输入构件200、202以及公共离合器输出构件204，该公共离合器输出构件可轴向地移动，从而选择性地(i)与第一离合器M1的输入构件200啮合，从而啮合第一模式，(ii)与两个输出构件脱离接合，以及(iii)与第三离合器M3的输入构件202啮合，从而啮合第三模式。离合器输出构件204接合到传动装置输出轴20。两个离合器使用单个致动器潜在地提高了可靠性并减小了制造成本。
图9示出了图8传动装置的改进，其提供四种模式。类似于图7的四种模式传动装置，其具有：固定比行星轮101，介于传动装置输出轴20与最终输出轴100之间；以及第四离合器M4，用于将最终输出轴100经齿轮传动装置112、114接合到第二中间轴18。
第二离合器M2和第四离合器M4在该实施例中由单个致动器控制并形成为单个单元。他们具有相应的离合器输入构件210、212，但共享接合到第二中间轴18的共有离合器输出构件214。通过移动离合器输出构件214，致动器可啮合离合器M2、M4中的任一个，或者与它们均脱离啮合。
在图9实施例中，摩擦离合器220设置在传动装置输入轴10与旋转功率源12之间。可使用这种离合器来为传动装置/发动机提供保护使之免于过度加载时由于滑动导致的过度转矩。例如，摩擦离合器220可以是液压致动的湿板离合器，其液压控制压力－且进而最终扭矩容量－不断地调整，以便离合器能够传输预期的转矩，但将响应于例如由于紧急刹车导致的未预期的转矩峰值而滑动。如果模式离合器M1-M4是如同前面实施例中的摩擦啮合类型，该保护功能就会由它们提供。

Claims (5)

1.一种用于附接到无级变速主传动装置以便为所述主传动装置提供附加模式的单元，所述单元包括：旋转最终传动装置输出轴；第一旋转输入，与所述主传动装置的第一输出啮合；第二旋转输入，与所述主传动装置的第二输出啮合；以及齿轮和离合器装置，用于选择性地将所述旋转最终传动装置输出轴连接到所述第一和第二旋转输入中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的单元，进一步包括用于在所述旋转输入中的至少一个与所述旋转最终传动装置输出轴之间提供速度变化的齿轮传动装置。
3.根据权利要求1或2所述的单元，其中，所述第一旋转输入不变地连接到第一传动装置输出轴，而所述第二旋转输入能够选择性地通过离合器连接到所述旋转最终传动装置输出轴。
4.根据权利要求1或2所述的单元，其中，所述第一旋转输入和所述旋转最终传动装置输出轴是行星轮，且提供行星轮传动装置以使它们可操作地接合。
5.根据权利要求1或2所述的单元，其中，所述第二旋转输入和所述旋转最终传动装置输出轴彼此偏离，且提供齿轮装置以使它们可操作地接合。
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