CN106195164A - 用于车辆的多挡位变速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于车辆的多挡位变速器，其可以包括：输入轴和输出轴；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，所述第一至第四行星齿轮装置设置在输入轴与输出轴之间以传递扭矩，并且每个行星齿轮装置包括三个旋转元件；以及至少六个换挡元件，所述至少六个换挡元件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。

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，且更具体地，涉及一种能够通过尽可能少的部件和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

近来，油价提高成为使得全球汽车制造商进入提高燃料效率的无休止竞争的一个因素，并且就发动机而言，已经进行了通过诸如缩小尺寸等的技术来提高燃料效率并且降低重量的努力。

同时，在可以由安装在车辆中的变速器执行的提高燃料效率的方法之中，存在这样一种方法，其通过多挡位变速器来使发动机能够在更高效的运行点运行，从而最终提高燃料效率。

另外，如上所述的多挡位变速器可以使发动机能够在相对低的每分钟转数(RPM)范围运行，以进一步地改善车辆的静音性。

然而，由于变速器的换挡挡位增加，所以组成变速器的内部部件数量也会增加，使得安装特性和传输效率可能变差且成本和重量可能增加。因此，为了通过多挡位变速器来最大化燃料效率提高的效果，设计能够通过少量的部件和相对简单的配置来获得最大效率的变速器结构是重要的。

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这样一种用于车辆的多挡位变速器，其能够利用相对少量的部件和简单的配置来实现至少十个前进挡位和一个或者更多个倒车挡位，通过在发动机的最佳运行点处运行而最大化车辆的燃料效率提高，并且通过发动机的更安静地运行来改善车辆的静音性。

在本发明的一方面中，用于车辆的多挡位变速器可以包括：输入轴和输出轴；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，所述第一至第四行星齿轮装置设置在输入轴与输出轴之间以传递扭矩，并且每个行星齿轮装置包括三个旋转元件；以及至少六个换挡元件，所述六个换挡元件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，其中，第一行星齿轮装置的第一旋转元件分别选择性地连接至第二行星齿轮装置的第一旋转元件和第二旋转元件，第一行星齿轮装置的第二旋转元件持续地连接至第三行星齿轮装置的第二旋转元件，并且通过至少六个换挡元件中的第一换挡元件而能够固定地安装，而第一行星齿轮装置的第三旋转元件选择性地连接至第三行星齿轮装置的第三旋转元件，并且选择性地连接至第四行星齿轮装置的第二旋转元件，其中，第二行星齿轮装置的第一旋转元件通过至少六个换挡元件中的第二换挡元件而能够固定地安装，第二行星齿轮装置的第二旋转元件持续地连接至输入轴，而第二行星齿轮装置的第三旋转元件持续地连接至第三行星齿轮装置的第一旋转元件，其中，第三行星齿轮装置的第一旋转元件持续地连接至第四行星齿轮装置的第一旋转元件，而第三行星齿轮装置的第二旋转元件持续地连接至第四行星齿轮装置的第三旋转元件，并且其中，第四行星齿轮装置的第二旋转元件持续地连接至输出轴。

第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置、第三行星齿轮装置以及第四行星齿轮装置沿着输入轴和输出轴的轴向依次设置。

第一行星齿轮装置的第二旋转元件通过至少六个换挡元件之中的第一制动器而能够固定地安装至变速器壳体，第二行星齿轮装置的第一旋转元件通过至少六个换挡元件之中的第二制动器而能够固定地安装至变速器壳体，而至少六个换挡元件之中的其余换挡元件配置为在行星齿轮装置的旋转元件之间形成能够改变的连接结构。

至少六个换挡元件之中的第一离合器在第一行星齿轮装置的第一旋转元件与第二行星齿轮装置的第一旋转元件之间形成能够改变的连接结构，至少六个换挡元件之中的第二离合器在第一行星齿轮装置的第一旋转元件与第二行星齿轮装置的第二旋转元件之间形成能够改变的连接结构，至少六个换挡元件之中的第三离合器在第一行星齿轮装置的第三旋转元件与第三行星齿轮装置的第三旋转元件之间形成能够改变的连接结构，而至少六个换挡元件之中的第四离合器在第一行星齿轮装置的第三旋转元件与第四行星齿轮装置的第二旋转元件之间形成能够改变的连接结构。

在本发明的另一方面中，用于车辆的多挡位变速器可以包括：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，每个行星齿轮装置具有三个旋转元件；六个换挡元件，所述六个换挡元件选择性地提供摩擦力；以及八个轴，所述八个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第一旋转元件、第二旋转元件、第三旋转元件，其中，第一轴是与第二行星齿轮装置的第二旋转元件连续地连接的输入轴，第二轴与第二行星齿轮装置的第一旋转元件连续地连接，第三轴与第一行星齿轮装置的第一旋转元件连续地连接，第四轴与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二旋转元件以及第四行星齿轮装置的第三旋转元件连续地连接，第五轴与第一行星齿轮装置的第三旋转元件连续地连接，第六轴与第二行星齿轮装置的第三旋转元件、第三行星齿轮装置的第一旋转元件以及第四行星齿轮装置的第一旋转元件连续地连接，第七轴与第三行星齿轮装置的第三旋转元件连续地连接，而第八轴是与第四行星齿轮装置的第二旋转元件连续地连接的输出轴，并且其中，六个换挡元件之中的第一离合器安装在第二轴与第三轴之间，六个换挡元件之中的第二离合器安装在第一轴与第三轴之间，六个换挡元件之中的第三离合器安装在第五轴与第七轴之间，六个换挡元件之中的第四离合器安装在第五轴与第八轴之间，六个换挡元件之中的第一制动器安装在第四轴与变速器壳体之间，而六个换挡元件之中的第二制动器安装在第二轴与变速器壳体之间。

第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置、第三行星齿轮装置以及第四行星齿轮装置在输入轴和输出轴的轴向依次设置。

第一离合器安装为在第一行星齿轮装置的第一旋转元件与第二行星齿轮装置的第一旋转元件之间选择性地连接，第二离合器安装为在第一行星齿轮装置的第一旋转元件与第二行星齿轮装置的第二旋转元件之间选择性地连接，第三离合器安装为在第一行星齿轮装置的第三旋转元件与第三行星齿轮装置的第三旋转元件之间选择性地连接，而第四离合器安装为在第一行星齿轮装置的第三旋转元件与第四行星齿轮装置的第二旋转元件之间选择性地连接。

本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，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是示出根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的多挡位变速器的配置的结构图。

图2是示出图1中的用于车辆的多挡位变速器的操作模式的图表。

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、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记指代本发明的相同或等同的部分。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例示于附图中并且在下文进行描述。尽管将结合示例性实施方案来描述本发明，但是应当理解，本说明书并非旨在将本发明限制于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替换形式、修改形式、等效形式以及其它的实施方案。

参考图1和2，根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的多挡位变速器配置为包括：输入轴IN和输出轴OUT；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，所述第一至第四行星齿轮装置设置在输入轴IN与输出轴OUT之间以传递扭矩，并且每个行星齿轮装置包括三个旋转元件；以及至少六个换挡元件，所述至少六个换挡元件连接至第一至第四行星齿轮装置的旋转元件。

第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1分别选择性地连接至第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2和第二旋转元件C2，第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1持续地连接至第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3，并且通过换挡元件的任意一个换挡元件而能够固定地安装，而第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1选择性地连接至第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3，并且选择性地连接至第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4。

第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2通过换挡元件中的另一个换挡元件而固定地安装，第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2持续地连接至输入轴IN，第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2持续地连接至第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3。

第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3持续地连接至第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4，而第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3持续地连接至第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4，而第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4持续地连接至输出轴OUT。

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以及第四行星齿轮装置PG4在输入轴和输出轴的轴向依次设置。

第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1通过换挡元件之中的第一制动器B1而能够固定地安装至变速器壳体；而第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2通过换挡元件之中的第二制动器B2而能够固定地安装至变速器壳体CS。

因此，第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1的旋转可以通过第一制动器B1来限制，而第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2的旋转可以通过第二制动器B2来抑制。

换挡元件之中的其它换挡元件配置为在行星齿轮装置的旋转元件之间形成能够改变的连接结构。

即，换挡元件之中的第一离合器CL1在第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1与第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2之间形成能够改变的连接结构；换挡元件之中的第二离合器CL2在第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1与第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2之间形成能够改变的连接结构；换挡元件之中的第三离合器CL3在第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1与第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3之间形成能够改变的连接结构；换挡元件之中的第四离合器CL4在第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1与第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4之间形成能够改变的连接结构。

在本示例性实施方案中，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分别是第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈，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分别是第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈，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分别是第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈，而第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4、第二旋转元件C4和第三旋转元件R4分别是第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈。

如上所述配置的用于车辆的多挡位变速器还可以表示如下。

即，根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的多挡位变速器配置为包括：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，所述第一至第四行星齿轮装置各自具有三个旋转元件；六个换挡元件，所述六个换挡元件配置为选择性地提供摩擦力；以及八个轴，所述八个轴连接至行星齿轮装置的旋转元件。

这里，第一轴RS1是与第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2连续地连接的输入轴IN；第二轴RS2与第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2连续地连接；第三轴RS3与第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1连续地连接；第四轴RS4与第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1、第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3以及第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4连续地连接；第五轴RS5与第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1连续地连接；第六轴RS6与第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2、第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3以及第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4连续地连接；第七轴RS7与第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件连续地连接；而第八轴RS8是与第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4连续地连接的输出轴OUT。

另外，六个换挡元件之中的第一离合器CL1安装在第二轴RS2与第三轴RS3之间，六个换挡元件之中的第二离合器CL2安装在第一轴RS1与第三轴RS3之间，六个换挡元件之中的第三离合器CL3安装在第五轴RS5与第七轴RS7之间，六个换挡元件之中的第四离合器CL4安装在第五轴RS5与第八轴RS8之间，六个换挡元件之中的第一制动器B1安装在第四轴RS4与变速器壳体CS之间，而六个换挡元件之中的第二制动器B2安装在第二轴RS2与变速器壳体CS之间。

由于根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的多挡位变速器(如上所述，其包括四个简单的行星齿轮装置和六个换挡元件)可以根据如图2中所示的操作模式表来实现十一个前进挡位和一个倒车挡位，所以其可以通过相对少量的部件和简单的配置来实现十一个挡位的多挡位，从而有助于改善燃料效率和车辆的静音性，由此能够提高车辆的适销性。

另外，由于是通过离合器至离合器的切换组合而进行在各个档位之间的换挡，即通过释放一个离合器并接合另一个离合器来进行换挡，所以能够容易地控制换挡并且能够保证良好的换挡品质。

如上所述，根据本发明的示例性实施方案，利用相对少量的部件和简单的配置来实现至少十个前进挡位和一个或者更多个倒车挡位，由此能够通过在发动机最佳运行点处运行而最大化车辆的燃料效率的提高，并且通过发动机更安静的运行来改善车辆的静音性。

为了方便解释并精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”用于参照附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。

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。前面的描述并非旨在穷举，或者将本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据以上教导很多修改和变化都是可能的。选择示例性实施方案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方案及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (7)

1.一种用于车辆的多挡位变速器，其包括：

输入轴和输出轴；

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，所述第一至第四行星齿轮装置设置在所述输入轴与所述输出轴之间以传递扭矩，并且每个行星齿轮装置包括三个旋转元件；

至少六个换挡元件，所述至少六个换挡元件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，

其中，第一行星齿轮装置的第一旋转元件分别选择性地连接至第二行星齿轮装置的第一旋转元件和第二旋转元件，第一行星齿轮装置的第二旋转元件持续地连接至第三行星齿轮装置的第二旋转元件，并且通过所述至少六个换挡元件中的第一换挡元件而能够固定地安装，而第一行星齿轮装置的第三旋转元件选择性地连接至第三行星齿轮装置的第三旋转元件，并且选择性地连接至第四行星齿轮装置的第二旋转元件，

其中，第二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换挡元件而能够固定地安装，第二行星齿轮装置的第二旋转元件持续地连接至所述输入轴，而第二行星齿轮装置的第三旋转元件持续地连接至第三行星齿轮装置的第一旋转元件；

其中，第三行星齿轮装置的第一旋转元件持续地连接至第四行星齿轮装置的第一旋转元件，而第三行星齿轮装置的第二旋转元件持续地连接至第四行星齿轮装置的第三旋转元件，

其中，第四行星齿轮装置的第二旋转元件持续地连接至所述输出轴。

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、所述第二行星齿轮装置、所述第三行星齿轮装置和所述第四行星齿轮装置在所述输入轴和所述输出轴的轴向依次设置。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的多挡位变速器，其中，第一行星齿轮装置的第二旋转元件通过所述至少六个换挡元件之中的第一制动器而能够固定地安装至变速器壳体；

第二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之中的第二制动器而能够固定地安装至所述变速器壳体；

所述至少六个换挡元件之中的其余换挡元件配置为在行星齿轮装置的旋转元件之间形成能够改变的连接结构。

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之中的第一离合器在第一行星齿轮装置的第一旋转元件与第二行星齿轮装置的第一旋转元件之间形成能够改变的连接结构；

所述至少六个换挡元件之中的第二离合器在第一行星齿轮装置的第一旋转元件与第二行星齿轮装置的第二旋转元件之间形成能够改变的连接结构；

所述至少六个换挡元件之中的第三离合器在第一行星齿轮装置的第三旋转元件与第三行星齿轮装置的第三旋转元件之间形成能够改变的连接结构；

所述至少六个换挡元件之中的第四离合器在第一行星齿轮装置的第三旋转元件与第四行星齿轮装置的第二旋转元件之间形成能够改变的连接结构。

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，每个行星齿轮装置具有三个旋转元件；

六个换挡元件，所述六个换挡元件选择性地提供摩擦力；

八个轴，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第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件，

其中，第一轴是与第二行星齿轮装置的第二旋转元件连续地连接的输入轴；

第二轴与第二行星齿轮装置的第一旋转元件连续地连接；

第三轴与第一行星齿轮装置的第一旋转元件连续地连接；

第四轴与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二旋转元件以及第四行星齿轮装置的第三旋转元件连续地连接；

第五轴与第一行星齿轮装置的第三旋转元件连续地连接；

第六轴与第二行星齿轮装置的第三旋转元件、第三行星齿轮装置的第一旋转元件以及第四行星齿轮装置的第一旋转元件连续地连接；

第七轴与第三行星齿轮装置的第三旋转元件连续地连接；

第八轴是与第四行星齿轮装置的第二旋转元件连续地连接的输出轴；

其中，所述六个换挡元件之中的第一离合器安装在所述第二轴与所述第三轴之间，所述六个换挡元件之中的第二离合器安装在所述第一轴与所述第三轴之间，所述六个换挡元件之中的第三离合器安装在所述第五轴与所述第七轴之间，所述六个换挡元件之中的第四离合器安装在所述第五轴与所述第八轴之间，所述六个换挡元件之中的第一制动器安装在所述第四轴与变速器壳体之间，而所述六个换挡元件之中的第二制动器安装在所述第二轴与所述变速器壳体之间。

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、所述第二行星齿轮装置、所述第三行星齿轮装置以及所述第四行星齿轮装置在所述输入轴和所述输出轴的轴向依次设置。

7.根据权利要求5所述的用于车辆的多挡位变速器，其中，所述第一离合器安装为选择性地连接在第一行星齿轮装置的第一旋转元件与第二行星齿轮装置的第一旋转元件之间；

所述第二离合器安装为选择性地连接在第一行星齿轮装置的第一旋转元件与第二行星齿轮装置的第二旋转元件之间；

所述第三离合器安装为选择性地连接在第一行星齿轮装置的第三旋转元件与第三行星齿轮装置的第三旋转元件之间；

所述第四离合器安装为选择性地连接在第一行星齿轮装置的第三旋转元件与第四行星齿轮装置的第二旋转元件之间。