CN105937588A - 多挡位自动变速器 - Google Patents

Abstract

一种多挡位自动变速器，可以包括：输入轴和输出轴、第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组、第四行星齿轮组以及至少六个换挡构件，每个行星齿轮组包括三个旋转构件并且在输入轴与输出轴之间传递扭矩，所述六个换挡构件连接至行星齿轮组的旋转构件。

Description

多挡位自动变速器

技术领域

本发明涉及多挡位自动变速器，更具体而言，涉及能够以最少的部件和最简单的配置来实现尽可能多的换挡挡位，从而提高车辆的燃料效率的技术。

背景技术

最近，增长的油价已经迫使汽车制造商进入提高燃料效率的激烈竞争之中。具体到发动机，制造商已在试图通过缩减尺寸等来减小重量并且提高燃料效率。

或者，存在能够通过车辆中的变速器提高燃料效率的方法，其通过增加变速器的换挡挡位的数量，使发动机工作在更有效率的工作点，从而提高燃料效率。

另外，增加变速器的换挡挡位的数量使得发动机能够在相对较低的RPM范围内工作，从而车辆可以更加安静地驱动。

然而，随着变速器的换挡挡位的数量增加，变速器中的部件数量也增加，因此在将变速器安装在车辆中时的工作效率、制造成本、重量以及动力传递效率可能变差。因此，为了最大化通过增加变速器的换挡挡位数量而可以实现的燃料效率提高，重要的是，所设计的变速器所具有的结构能够以最小数量的部件和最简单的配置实现最大效率。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增强对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供多挡位自动变速器，其使用相比于现有技术而言相对更少的部件和更简单的配置而实现了十个或更多个前进换挡挡位以及一个或更多个倒车换挡挡位，从而可以通过使发动机工作在最佳工作点而最大地提高车辆的燃料效率，并且可以通过使发动机更加安静地工作而更安静地驱动车辆。

根据本发明的各个方面，多挡位自动变速器可以包括：输入轴和输出轴；第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组，每个行星齿轮组包括三个旋转构件并且在输入轴与输出轴之间传递扭矩；以及至少六个换挡构件，其连接至行星齿轮组的旋转构件，在第一行星齿轮组中，第一旋转构件可以持续连接至输入轴，第二旋转构件能够固定至换挡构件中的至少一个并且可以选择性连接至第四行星齿轮组的第三旋转构件，第三旋转构件可以持续连接至第二行星齿轮组的第二旋转构件；在第二行星齿轮组中，第一旋转构件可以持续固定，第二旋转构件可以选择性连接至第三行星齿轮组的第一旋转构件，第三旋转构件可以选择性连接至第三行星齿轮组的第一旋转构件以及可以选择性连接至第四行星齿轮组的第一旋转构件；并且在第三行星齿轮组中，第二旋转构件可以持续连接至第四行星齿轮组的第二旋转构件和输出轴，第三旋转构件可以持续连接至输入轴并且可以选择性连接至第四行星齿轮组的第三旋转构件。

第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组可以沿着输入轴和输出轴的轴向方向依次设置。

第一行星齿轮组的第二旋转构件通过换挡构件中的第二离合器能够固定至变速器壳体，并且除了第二离合器的剩余的换挡构件在行星齿轮组的旋转构件之间形成选择性连接结构。

换挡构件中的第一离合器可以在第三行星齿轮组的第三旋转构件与第四行星齿轮组的第三旋转构件之间形成选择性连接结构，换挡构件中的第三离合器可以在第一行星齿轮组的第二旋转构件与第四行星齿轮组的第三旋转构件之间形成选择性连接结构，换挡构件中的第四离合器可以在第二行星齿轮组的第二旋转构件与第三行星齿轮组的第一旋转构件之间形成选择性连接结构，换挡构件中的第五离合器可以在第二行星齿轮组的第三旋转构件与第三行星齿轮组的第一旋转构件之间形成选择性连接结构，并且换挡构件中的第六离合器可以在第二行星齿轮组的第三旋转构件与第四行星齿轮组的第一旋转构件之间形成选择性连接结构。

根据本发明的各方面，多挡位自动变速器可以包括：第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组，每个行星齿轮组分别包括三个旋转构件；六个换挡构件，其选择性地提供摩擦力；以及八个旋转轴，其连接至行星齿轮组的旋转构件，其中，在八个旋转轴中，第一旋转轴可以是输入轴，其直接连接至第一行星齿轮组的第一旋转构件和第三行星齿轮组的第三旋转构件，第二旋转轴可以直接连接至第一行星齿轮组的第二旋转构件，第三旋转轴可以直接连接至第一行星齿轮组的第三旋转构件和第二行星齿轮组的第二旋转构件，第四旋转轴可以直接连接至第三行星齿轮组的第一旋转构件，第五旋转轴可以直接连接至第二行星齿轮组的第三旋转构件，第六旋转轴可以直接连接至第四行星齿轮组的第一旋转构件，第七旋转轴可以直接连接至第四行星齿轮组的第三旋转构件，第八旋转轴可以是输出轴，其直接连接至第三行星齿轮组的第二旋转构件和第四行星齿轮组的第二旋转构件，并且其中，在六个换挡构件中，第一离合器可以设置在第一旋转轴与第七旋转轴之间，第二离合器可以设置在第二旋转轴与变速器壳体之间，第三离合器可以设置在第二旋转轴与第七旋转轴之间，第四离合器可以设置在第三旋转轴与第四旋转轴之间，第五离合器可以设置在第四旋转轴与第五旋转轴之间，第六离合器可以设置在第五旋转轴与第六旋转轴之间。

在六个换挡构件中，第一离合器可以将第三行星齿轮组的第三旋转构件与第四行星齿轮组的第三旋转构件选择性彼此连接，第三离合器可以将第一行星齿轮组的第二旋转构件与第四行星齿轮组的第三旋转构件选择性彼此连接，第四离合器可以将第二行星齿轮组的第二旋转构件与第三行星齿轮组的第一旋转构件选择性彼此连接，第五离合器可以将第二行星齿轮组的第三旋转构件与第三行星齿轮组的第一旋转构件选择性彼此连接，第六离合器可以将第二行星齿轮组的第三旋转构件与第四行星齿轮组的第一旋转构件选择性彼此连接。

根据本发明的，使用相比于现有技术而言相对更少的部件和更简单的配置而实现了十个或更多个前进换挡挡位以及一个或更多个倒车换挡挡位，从而能够通过使发动机工作在最佳工作点而最大地提高车辆的燃料效率，并且可以通过使发动机更加安静地工作而更安静地驱动车辆。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。本文所指的混合动力车辆为具有两个或更多个动力源的车辆，例如汽油动力和电动车辆。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方案中进行详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1是显示根据本发明的示例性多挡位自动变速器的配置的图。

图2是显示图1所示的示例性变速器的工作模式的表格。

应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，其呈现了某种程度上经过简化的说明本发明的基本原理的各个特征。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和形状将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的各种实施方案，这些实施方案的示例被图示在附图中并描述如下。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种可替选形式、修改形式、等同形式及其它实施方案。

参考图1，根据本发明的各个实施方案的多挡位自动变速器包括：输入轴IN和输出轴OUT、第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3、第四行星齿轮组PG4以及至少六个换挡构件，其中每个行星齿轮组包括三个旋转构件并且在输入轴IN与输出轴OUT之间传递扭矩，所述六个换挡构件连接至行星齿轮组的旋转构件。

对于第一行星齿轮组PG1，第一旋转构件S1持续连接至输入轴IN，第二旋转构件C1可以固定至换挡构件中的任何一个并且可变地连接至第四行星齿轮组PG4的第三旋转构件R4，第三旋转构件R1持续连接至第二行星齿轮组PG2的第二旋转构件C2。

对于第二行星齿轮组PG2，第一旋转构件S2持续连接至变速器壳体CS，第二旋转构件C2选择性连接至第三行星齿轮组PG3的第一旋转构件S3，第三旋转构件R2选择性连接至第三行星齿轮组PG3的第一旋转构件S3和第四行星齿轮组PG4的第一旋转构件S4。

对于第三行星齿轮组PG3，第二旋转构件C3持续连接至第四行星齿轮组PG4第二旋转构件C4和输出轴OUT，第三旋转构件R3持续连接至输入轴IN并且选择性连接至第四行星齿轮组PG4的第三旋转构件R4。

第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4沿着输入轴IN和输出轴OUT的轴向方向依次设置。

第一行星齿轮组PG1的第二旋转构件C1通过换挡构件中的第二离合器CL2可以固定至变速器壳体CS。

因此，第二离合器CL2可以用作可以限制或允许第一行星齿轮组PG1的第二旋转构件C1的旋转的制动器。

除了第二离合器CL2的剩余的换挡构件在行星齿轮组的旋转构件之间形成选择性连接结构。

即，换挡构件中的第一离合器CL1在第三行星齿轮组PG3的第三旋转构件R3与第四行星齿轮组PG4的第三旋转构件R4之间形成选择性连接结构，换挡构件中的第三离合器CL3在第一行星齿轮组PG1的第二旋转构件C1与第四行星齿轮组PG4的第三旋转构件R4之间形成选择性连接结构，换挡构件中的第四离合器CL4在第二行星齿轮组PG2的第二旋转构件C2与第三行星齿轮组PG3的第一旋转构件S3之间形成选择性连接结构，换挡构件中的第五离合器CL5在第二行星齿轮组PG2的第三旋转构件R2与第三行星齿轮组PG3的第一旋转构件S3之间形成选择性连接结构，换挡构件中的第六离合器CL6在第二行星齿轮组PG2的第三旋转构件R2与第四行星齿轮组PG4的第一旋转构件S4之间形成选择性连接结构。

在各种实施方案中，第一行星齿轮组PG1的第一旋转构件S1、第二旋转构件C1和第三旋转构件R1分别是第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈，第二行星齿轮组PG2的第一旋转构件S2、第二旋转构件C2和第三旋转构件R2分别是第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈，第三行星齿轮组PG3的第一旋转构件S3、第二旋转构件C3和第三旋转构件R3分别是第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈，第四行星齿轮组PG4的第一旋转构件S4、第二旋转构件C4和第三旋转构件R4分别是第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈。

具有上述配置的多挡位自动变速器可以如下表示。

本发明的多挡位自动变速器包括：第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3、第四行星齿轮组PG4、六个换挡构件和八个旋转轴，每个行星齿轮组分别包括三个旋转构件，六个换挡构件选择性地提供摩擦力，八个旋转轴连接至行星齿轮组的旋转构件。

在各个实施方案中，第一旋转轴RS1为输入轴IN，其直接连接至第一行星齿轮组PG1的第一旋转构件S1和第三行星齿轮组PG3的第三旋转构件R3；第二旋转轴RS2直接连接至第一行星齿轮组PG1的第二旋转构件C1；第三旋转轴RS3直接连接至第一行星齿轮组PG1的第三旋转构件R1和第二行星齿轮组PG2的第二旋转构件C2；第四旋转轴RS4直接连接至第三行星齿轮组PG3的第一旋转构件S3；第五旋转轴RS5直接连接至第二行星齿轮组PG2的第三旋转构件R2；第六旋转轴RS6直接连接至第四行星齿轮组PG4的第一旋转构件S4；第七旋转轴RS7直接连接至第四行星齿轮组PG4的第三旋转构件R4；第八旋转轴RS8是输出轴OUT，其直接连接至第三行星齿轮组PG3的第二旋转构件C3和第四行星齿轮组PG4的第二旋转构件C4。

此外，在六个换挡构件中，第一离合器CL1设置在第一旋转轴RS1与第七旋转轴RS7之间，第二离合器CL2设置在第二旋转轴RS2与变速器壳体CS之间，第三离合器CL3设置在第二旋转轴RS2与第七旋转轴RS7之间，第四离合器CL4设置在第三旋转轴RS3与第四旋转轴RS4之间，第五离合器CL5设置在第四旋转轴RS4与第五旋转轴RS5之间，第六离合器CL6设置在第五旋转轴RS5与第六旋转轴RS6之间。

如上所述，根据图2所示的操作模式表格，包括四个简单行星齿轮组和六个换挡构件的本发明的多挡位自动变速器实现了十个前进换挡挡位和一个倒车换挡挡位。即，该多挡位自动变速器可以使用相比于现有技术而言相对更少的部件和更简单的配置来实现十个换挡挡位。因此，本发明可以实现车辆的安静驱动以及燃料效率的提高，从而增加车辆的商业价值。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够利用并实现本发明的各种示例性实施方案及其各种可替选形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同形式来限定。

Claims (7)

1.一种多挡位自动变速器，包括：

输入轴和输出轴；

第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组，每个行星齿轮组包括三个旋转构件并且在输入轴与输出轴之间传递扭矩；以及

至少六个换挡构件，其连接至行星齿轮组的旋转构件，

其中，在第一行星齿轮组中，第一旋转构件持续连接至输入轴，第二旋转构件能够固定至换挡构件中的至少一个并且选择性连接至第四行星齿轮组的第三旋转构件，第三旋转构件持续连接至第二行星齿轮组的第二旋转构件；

在第二行星齿轮组中，第一旋转构件持续固定，第二旋转构件选择性连接至第三行星齿轮组的第一旋转构件，第三旋转构件选择性连接至第三行星齿轮组的第一旋转构件并且选择性连接至第四行星齿轮组的第一旋转构件；并且

在第三行星齿轮组中，第二旋转构件持续连接至第四行星齿轮组的第二旋转构件和输出轴，第三旋转构件持续连接至输入轴并且选择性连接至第四行星齿轮组的第三旋转构件。

2.根据权利要求1所述的多挡位自动变速器，其中，第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组沿着输入轴和输出轴的轴向方向依次设置。

3.根据权利要求2所述的多挡位自动变速器，其中，第一行星齿轮组的第二旋转构件通过换挡构件中的第二离合器能够固定至变速器壳体，以及

除了第二离合器的剩余的换挡构件在行星齿轮组的旋转构件之间形成选择性连接结构。

4.根据权利要求3所述的多挡位自动变速器，其中，换挡构件中的第一离合器在第三行星齿轮组的第三旋转构件与第四行星齿轮组的第三旋转构件之间形成选择性连接结构，

换挡构件中的第三离合器在第一行星齿轮组的第二旋转构件与第四行星齿轮组的第三旋转构件之间形成选择性连接结构，

换挡构件中的第四离合器在第二行星齿轮组的第二旋转构件与第三行星齿轮组的第一旋转构件之间形成选择性连接结构，

换挡构件中的第五离合器在第二行星齿轮组的第三旋转构件与第三行星齿轮组的第一旋转构件之间形成选择性连接结构，以及

换挡构件中的第六离合器在第二行星齿轮组的第三旋转构件与第四行星齿轮组的第一旋转构件之间形成选择性连接结构。

5.一种多挡位自动变速器，包括：

第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组，每个行星齿轮组分别包括三个旋转构件；

六个换挡构件，其选择性地提供摩擦力；以及

八个旋转轴，其连接至行星齿轮组的旋转构件，

其中，在八个旋转轴中，第一旋转轴是输入轴，其直接连接至第一行星齿轮组的第一旋转构件和第三行星齿轮组的第三旋转构件，

第二旋转轴直接连接至第一行星齿轮组的第二旋转构件，

第三旋转轴直接连接至第一行星齿轮组的第三旋转构件和第二行星齿轮组的第二旋转构件，

第四旋转轴直接连接至第三行星齿轮组的第一旋转构件，

第五旋转轴直接连接至第二行星齿轮组的第三旋转构件，

第六旋转轴直接连接至第四行星齿轮组的第一旋转构件，

第七旋转轴直接连接至第四行星齿轮组的第三旋转构件，

第八旋转轴是输出轴，其直接连接至第三行星齿轮组的第二旋转构件和第四行星齿轮组的第二旋转构件，以及

其中，在六个换挡构件中，第一离合器设置在第一旋转轴与第七旋转轴之间，第二离合器设置在第二旋转轴与变速器壳体之间，第三离合器设置在第二旋转轴与第七旋转轴之间，第四离合器设置在第三旋转轴与第四旋转轴之间，第五离合器设置在第四旋转轴与第五旋转轴之间，第六离合器设置在第五旋转轴与第六旋转轴之间。

6.根据权利要求5所述的多挡位自动变速器，其中，第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组沿着输入轴和输出轴的轴向方向依次设置。

7.根据权利要求5所述的多挡位自动变速器，其中，在六个换挡构件中，第一离合器将第三行星齿轮组的第三旋转构件与第四行星齿轮组的第三旋转构件选择性彼此连接，

第三离合器将第一行星齿轮组的第二旋转构件与第四行星齿轮组的第三旋转构件选择性彼此连接，

第四离合器将第二行星齿轮组的第二旋转构件与第三行星齿轮组的第一旋转构件选择性彼此连接，

第五离合器将第二行星齿轮组的第三旋转构件与第三行星齿轮组的第一旋转构件选择性彼此连接，

第六离合器将第二行星齿轮组的第三旋转构件与第四行星齿轮组的第一旋转构件选择性彼此连接。