CN106195162B - 用于车辆的多挡位变速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于车辆的多挡位变速器，其可包括：输入轴，输出轴，第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置、第三行星齿轮装置和第四行星齿轮装置，其设置在输入轴和输出轴之间并传递旋转力；每个第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置、第三行星齿轮装置和第四行星齿轮装置具有三个旋转元件；以及至少六个换挡元件，其连接至所述行星齿轮装置的旋转元件。本发明能够实现具有至少十一个前进挡位和一个倒挡挡位并且具有相对较少数量的部件和简单结构，这样，发动机可以在最佳运行点上运行，因此能最大限度地提高车辆的燃料效率，并且使发动机的运行更加安静，从而改善车辆的安静性。

Description

用于车辆的多挡位变速器

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的多挡位变速器，更具体的，本发明涉及一种能够通过使用尽可能少的部件和尽可能简单的结构来实现尽可能多的换挡挡位，从而提高车辆的燃料效率的多挡位变速器技术。

背景技术

近年来不断上涨的油价驱使全世界范围内的汽车制造商进入提高燃油效率的无休止的竞争中。此外，人们基于多种技术(例如减小尺寸)在减少重量和提高发动机的燃油效率方面已做出巨大努力。

在可应用的装配于车辆变速器的提高燃油效率的方法之中，有一种方法是，通过使用多挡位变速器，允许发动机运行在更高效的运行点，从而最终提高燃油效率。

这种多挡位变速器允许发动机运行在一个相对较低的RPM(每分钟转数)范围内，因此可进一步改善车辆的静音性。

但是，随着变速器挡位级的增加，组成变速器的内部部件的数量也会增加。这将导致不良的影响，例如，降低安装性能，减少传输效率以及增加变速器的成本和重量。因此，如果使用多挡位变速器，为了将提高燃油效率的影响最大化，对变速器的结构设计至关重要：通过使用相对较少的部件数量和简单的结构，并能够实现效率最大化。

公开于本发明的背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，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技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面涉及提供一种用于车辆的多挡位变速器，其能够实现具有至少十一个前进挡位和一个倒挡挡位并且具有相对较少数量的部件和简单结构，这样，发动机可以在最佳运行点上运行，因此能最大限度地提高车辆的燃料效率，并且使发动机的运行更加安静，从而改善车辆的安静性。

根据本发明的各个方面，该种用于车辆的多挡位变速器，其可包括：输入轴，输出轴，第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置、第三行星齿轮装置和第四行星齿轮装置，其设置在输入轴和输出轴之间并传递旋转力；每一个第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置、第三行星齿轮装置和第四行星齿轮装置具有三个旋转元件；以及至少六个换挡元件，其连接至所述行星齿轮装置的旋转元件，所述第一行星齿轮装置的第一旋转元件可持续性连接至第二行星齿轮装置的第三旋转元件，第一行星齿轮装置的第二旋转元件可持续性连接至第三行星齿轮装置的第一旋转元件和第四行星齿轮装置的第三旋转元件，第一行星齿轮装置的第三旋转元件可通过所述至少六个换挡元件中的一个旋转元件可固定地安装；所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件可选择性连接至第三行星齿轮装置的第二旋转元件，第四行星齿轮装置的第一旋转元件和第四行星齿轮装置的第二旋转元件；第二行星齿轮装置的第二旋转元件可持续性连接至输入轴以及选择性连接至第四行星齿轮装置的第一旋转元件；第二行星齿轮装置的第三旋转元件可持续性连接至第三行星齿轮装置的第三旋转元件，第四行星齿轮装置的第一旋转元件可通过所述至少六个换挡元件中的另一个旋转元件可固定地安装，该第四行星齿轮装置的第二旋转元件可持续性连接至输出轴。

所述第一行星齿轮装置，第二行星齿轮装置，第三行星齿轮装置和第四行星齿轮装置可沿着输入轴和输出轴的轴线方向顺序排列。

所述第一行星齿轮装置的第三旋转元件通过所述至少六个换挡元件中的第三离合器可固定地安装至变速器壳体，所述第四行星齿轮装置的第一旋转元件通过所述至少六个换挡元件中的第四离合器可固定地安装至变速器壳体；以及所述至少六个换挡元件中的剩余的换挡元件构成在行星齿轮装置的旋转元件之间的选择性连接结构。

所述至少六个换挡元件中的第一离合器在第二行星齿轮装置的第二旋转元件与第四行星齿轮装置的第一旋转元件之间可形成选择性连接结构，所述至少六个换挡元件中的第二离合器在第二行星齿轮装置的第一旋转元件与第四行星齿轮装置的第二旋转元件之间可形成选择性连接结构，所述至少六个换挡元件中的第五离合器在第二行星齿轮装置的第一旋转元件与第三行星齿轮装置的第二旋转元件之间可形成选择性连接结构，所述至少六个换挡元件中的第六离合器在第二行星齿轮装置的第一旋转元件与第四行星齿轮装置的第一旋转元件之间可形成选择性连接结构。

根据本发明的各个方面，该种用于车辆的多挡位变速器，其可包括：第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置、第三行星齿轮装置和第四行星齿轮装置，每一个行星齿轮装置具有三个旋转元件，六个换挡元件，其配置为选择性的提供摩擦力，以及第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴、第四旋转轴、第五旋转轴、第六旋转轴、第七旋转轴和第八旋转轴，其连接至第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置、第三行星齿轮装置和第四行星齿轮装置的旋转元件，第一旋转轴可以为输入轴，其直接连接至第二行星齿轮装置的第二旋转元件；第二旋转轴可直接连接至第一行星齿轮装置的第一旋转元件、第二行星齿轮装置的第三旋转元件和第三行星齿轮装置的第三旋转元件；第三旋转轴可直接连接至第一行星齿轮装置的第二旋转元件、第三行星齿轮装置的第一旋转元件和第四行星齿轮装置的第三旋转元件；第四旋转轴可直接连接至第一行星齿轮装置的第三旋转元件；第五旋转轴可直接连接至第三行星齿轮装置的第二旋转元件；第六旋转轴可直接连接至第二行星齿轮装置的第一旋转元件；第七旋转轴可直接连接至第四行星齿轮装置的第一旋转元件；第八旋转轴可以为输出轴，其直接连接至第四行星齿轮装置的第二旋转元件，所述六个换挡元件可包括：第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器、第五离合器和第六离合器，该第一离合器可设置在第一旋转轴与第七旋转轴之间，第二离合器可设置在第六旋转轴与第八旋转轴之间；第三离合器可设置在第四旋转轴与变速器壳体之间，第四离合器可设置在第七旋转轴与变速器壳体之间，第五离合器可设置在第五旋转轴与第六旋转轴之间，第六离合器可设置在第六旋转轴与第七旋转轴之间。

根据上述提到的本发明的用于车辆的多挡位变速器，其能够实现具有至少十一个前进挡位和一个倒挡挡位并且具有相对较少数量的部件和简单结构，这样，发动机可以在最佳运行点上运行，因此能最大限度地提高车辆的燃料效率，并且使发动机的运行更加安静，从而改善车辆的安静性。

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)、公共汽车、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)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。

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示出了本发明中的用于车辆的示例性的多挡位变速器的结构示意图；

图2示出了图1中的示例性的多挡位变速器的运行模式表。

应当理解，附图不一定是按照比例绘制，而是呈现各种特征的简化表示，以对本发明的基本原理进行说明。本发明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

下面将详细参考本发明的各个实施例，这些实施例的示例呈现在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性的实施例相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性的实施例。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性的实施例，而且覆盖可以被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选择形式、修改形式、等价形式及其它实施例。

参考图1和图2，根据本发明的各个实施例，一种用于车辆的多挡位变速器，其包括：输入轴IN，输出轴OUT，设置在输入轴IN和输出轴OUT之间的第一至第四行星齿轮装置PG1、PG2、PG3和PG4，用于传递旋转力，每一个第一至第四行星齿轮装置PG1、PG2、PG3和PG4具有三个旋转元件，以及至少六个用于连接第一至第四行星齿轮装置PG1、PG2、PG3和PG4的旋转元件的换挡元件。

第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1持续性连接至第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2。第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1持续性连接至第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3以及持续性连接至第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4。第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1通过所述至少六个换挡元件中的一个旋转元件可固定地安装。

第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2选择性连接至第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3、第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4和第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4中的任意一个。第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2持续性连接至输入轴IN以及选择性连接至第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4，以及，第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2持续性连接至第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3。

第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4通过所述至少六个换挡元件中的另一个旋转元件可固定地安装，第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4持续性连接至输出轴OUT。

所述第一行星齿轮装置PG1、第二行星齿轮装置PG2、第三行星齿轮装置PG3和第四行星齿轮装置PG4沿着输入轴IN和输出轴OUT的轴线方向顺序排列。

该第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1通过所述至少六个换挡元件中的第三离合器CL3可固定地安装至变速器壳体CS。该第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4通过所述至少六个换挡元件中的第四离合器CL4可固定地安装至变速器壳体CS。

因此，该第三离合器CL3和第四离合器CL4可作为制动器，并且分别限制或允许第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1和第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4的旋转。

该至少六个换挡元件中的其他换挡元件配置为构成在行星齿轮装置的旋转元件之间的选择性连接结构。

具体的，所述至少六个换挡元件中的第一离合器CL1在第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2与第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4之间形成选择性连接结构。所述至少六个换挡元件中的第二离合器CL2在第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2与第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4之间形成选择性连接结构。所述至少六个换挡元件中的第五离合器CL5在第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2与第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3之间形成选择性连接结构。所述至少六个换挡元件中的第六离合器CL6在第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2与第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4之间形成选择性连接结构。

根据各个实施例，该第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1，第二旋转元件C1和第三旋转元件R1分别为第一太阳轮，第一行星架和第一齿圈。该第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2，第二旋转元件C2和第三旋转元件R2分别为第二太阳轮，第二行星架和第二齿圈。该第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3，第二旋转元件C3和第三旋转元件R3分别为第三太阳轮，第三行星架和第三齿圈。该第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4，第二旋转元件C4和第三旋转元件R4分别为第四太阳轮，第四行星架和第四齿圈。

上述用于车辆的多挡位变速器也可以呈现出如下结构。

具体的，本发明的一种用于车辆的多挡位变速器，其包括：第一至第四行星齿轮装置PG1、PG2、PG3和PG4，每个行星齿轮装置具有三个旋转元件，六个换挡元件，该换挡元件配置为选择性地提供摩擦力，以及八个旋转轴，该旋转轴连接至第一至第四行星齿轮装置的旋转元件。

因此，在八个旋转轴中，第一旋转轴RS1即为输入轴IN，其直接连接至第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2。第二旋转轴RS2直接连接至第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1、第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2和第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3。第三旋转轴RS3直接连接至第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1、第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3和第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4。第四旋转轴RS4直接连接至第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1。第五旋转轴RS5直接连接至第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3。第六旋转轴RS6直接连接至第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2。第七旋转轴RS7直接连接至第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4。第八旋转轴RS8即为输出轴OUT，其直接连接至第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4。

此外，在六个换挡元件中，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设置在第六旋转轴RS6与第八旋转轴RS8之间。第三离合器CL3设置在第四旋转轴RS4与变速器壳体CS之间。第四离合器CL4设置在第七旋转轴RS7与变速器壳体CS之间。第五离合器CL5设置在第五旋转轴RS5与第六旋转轴RS6之间。第六离合器CL6设置在第六旋转轴RS6与第七旋转轴RS7之间。

如上所述，根据图2示出的运行模式表，本发明的包括四个简单的行星齿轮装置和六个换挡元件的用于车辆的多挡位变速器可实现十一个前进挡挡位和一个倒挡挡位。由于基于相对较少的部件数量和简单的结构，可实现十一级换挡的多级换挡，该种用于车辆的多挡位变速器可有助于提高燃料效率并且改善车辆的安静性，因此最终提高车辆的市场竞争力。

前面对本发明示例性的实施例所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在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。对这些示例性实施例的选择并对其进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施例及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求及其等价形式所限定。

Claims (6)

1.一种用于车辆的多挡位变速器，其包括：

输入轴；

输出轴；

第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置、第三行星齿轮装置和第四行星齿轮装置，各行星齿轮装置设置在输入轴和输出轴之间并传递旋转力；每一个行星齿轮装置具有三个旋转元件；以及

至少六个换挡元件，其连接至所述行星齿轮装置的旋转元件；

所述第一行星齿轮装置的第一旋转元件持续性连接至第二行星齿轮装置的第三旋转元件，第一行星齿轮装置的第二旋转元件持续性连接至第三行星齿轮装置的第一旋转元件和第四行星齿轮装置的第三旋转元件，第一行星齿轮装置的第三旋转元件通过所述至少六个换挡元件中的第一旋转元件能够固定地安装；

所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件选择性连接至第三行星齿轮装置的第二旋转元件、第四行星齿轮装置的第一旋转元件和第四行星齿轮装置的第二旋转元件；第二行星齿轮装置的第二旋转元件持续性连接至输入轴以及选择性连接至第四行星齿轮装置的第一旋转元件；第二行星齿轮装置的第三旋转元件持续性连接至第三行星齿轮装置的第三旋转元件；

第四行星齿轮装置的第一旋转元件通过所述至少六个换挡元件中的第二旋转元件能够固定地安装，该第四行星齿轮装置的第二旋转元件持续性连接至输出轴。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的多挡位变速器，其中：所述第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置、第三行星齿轮装置和第四行星齿轮装置沿着输入轴和输出轴的轴线方向顺序排列。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的多挡位变速器，其中：

所述第一行星齿轮装置的第三旋转元件通过所述至少六个换挡元件中的第三离合器能够固定地安装至变速器壳体；

所述第四行星齿轮装置的第一旋转元件通过所述至少六个换挡元件中的第四离合器能够固定地安装至变速器壳体；

所述至少六个换挡元件中的剩余的换挡元件构成在行星齿轮装置的旋转元件之间的选择性连接结构。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的多挡位变速器，其中：

所述至少六个换挡元件中的第一离合器在第二行星齿轮装置的第二旋转元件与第四行星齿轮装置的第一旋转元件之间形成选择性连接结构；

所述至少六个换挡元件中的第二离合器在第二行星齿轮装置的第一旋转元件与第四行星齿轮装置的第二旋转元件之间形成选择性连接结构；

所述至少六个换挡元件中的第五离合器在第二行星齿轮装置的第一旋转元件与第三行星齿轮装置的第二旋转元件之间形成选择性连接结构；

所述至少六个换挡元件中的第六离合器在第二行星齿轮装置的第一旋转元件与第四行星齿轮装置的第一旋转元件之间形成选择性连接结构。

5.一种用于车辆的多挡位变速器，其包括：

第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置、第三行星齿轮装置和第四行星齿轮装置，每一个行星齿轮装置具有三个旋转元件；

六个换挡元件，其配置为选择性的提供摩擦力；以及

第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴、第四旋转轴、第五旋转轴、第六旋转轴、第七旋转轴和第八旋转轴，该旋转轴连接至第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置、第三行星齿轮装置和第四行星齿轮装置的旋转元件；

第一旋转轴为输入轴，其直接连接至第二行星齿轮装置的第二旋转元件；第二旋转轴直接连接至第一行星齿轮装置的第一旋转元件、

第二行星齿轮装置的第三旋转元件和第三行星齿轮装置的第三旋转元件；第三旋转轴直接连接至第一行星齿轮装置的第二旋转元件、第三行星齿轮装置的第一旋转元件和第四行星齿轮装置的第三旋转元件；第四旋转轴直接连接至第一行星齿轮装置的第三旋转元件；第五旋转轴直接连接至第三行星齿轮装置的第二旋转元件；第六旋转轴直接连接至第二行星齿轮装置的第一旋转元件；第七旋转轴直接连接至第四行星齿轮装置的第一旋转元件；第八旋转轴为输出轴，其直接连接至第四行星齿轮装置的第二旋转元件；

所述六个换挡元件包括：第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器、第五离合器和第六离合器，该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六旋转轴与第八旋转轴之间；第三离合器设置在第四旋转轴与变速器壳体之间；第四离合器设置在第七旋转轴与变速器壳体之间；第五离合器设置在第五旋转轴与第六旋转轴之间；第六离合器设置在第六旋转轴与第七旋转轴之间。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的多挡位变速器，其中：所述第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置、第三行星齿轮装置和第四行星齿轮装置沿着输入轴和输出轴的轴线方向顺序排列。