CN106195167A - 车辆多挡位变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆多挡位变速器，其能够实现至少十个前进挡位和一个倒车挡位，该车辆多挡位变速器包括：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，以及至少六个换挡元件；各行星齿轮装置设置为在所述输入轴和所述输出轴之间传输旋转力，每个行星齿轮装置都具有三个旋转元件；所述至少六个换挡元件连接至第一、第二、第三和第四行星齿轮装置的三个旋转元件中的至少一个。该种变速器通过使发动机运行在最佳运行点，从而使车辆的燃油效率的提高最大化，并且通过使发动机能够更安静地运行，从而提高车辆的静音性。

Description

车辆多挡位变速器

技术领域

本发明的示例性实施方案涉及一种车辆多挡位变速器，并且具体地，涉及一种通过利用少量的部件和简单的配置来实现多个换挡挡位从能够而提高车辆的燃油效率的技术。

背景技术

近年来，由于油价的提高使得世界的汽车制造商开始了提高燃油效率的无休止竞争，并且汽车制造商正努力利用例如缩小发动机尺寸的技术来降低重量并提高燃油效率。

同时，例如，通过利用安装在车辆内的变速器的多挡位方法使得发动机运行在更高效的运行点，从而最终提高燃油效率。

此外，上述变速器的多挡位方法能够使得发动机在相对较低的RPM范围内运行，从而进一步提高车辆的静音性。

然而，由于随着变速器的换挡挡位的增加，变速器内的部件数量也会增加，对变速器的安装、成本、重量以及传输效率产生了不良的影响。因此，为了利用变速器的多挡位方法来使得燃油效率的提高最大化，有必要设计一种能够利用少量的部件和相对简单的配置来实现最大效率的变速器结构。

公开于相关技术的内容仅被提供用于帮助对本发明背景技术的理解，而不应当被视为相当于本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的一个实施方案致力于提供一种车辆多挡位变速器，其能够利用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倒车挡位，以使得通过发动机运行在最佳运行点，从而使车辆的燃油效率的提高最大化，并且通过使发动机能够更安静地运行，从而提高车辆的静音性。

本发明的其它目的和优点可以根据如下描述来理解，并且参考本发明的实施方案，这些目的和优点将变得明显。同样地，对于本发明所属领域的技术人员来说显而易见的是，本发明的目的和优点可以通过所声明的方法或者这些方法的组合来实现。

根据本发明的实施方案，一种车辆多挡位变速器，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，其设置为在所述输入轴和所述输出轴之间传递旋转力，每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，其连接至第一、第二、第三和第四行星齿轮装置的三个旋转元件中的至少一个；其中，所述第一行星齿轮装置配置为：所述第一行星齿轮装置的第一旋转元件选择性地连接至所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件，并且持续地连接至所述第二行星齿轮装置的第三旋转元件和所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件，所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件通过换挡元件中的一个能够固定地安装，所述第一行星齿轮装置的第三旋转元件持续地连接至所述第二行星齿轮装置的第二旋转元件和所述第四行星齿轮装置的第三旋转元件；所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件选择性地连接至所述第三行星齿轮装置的第二旋转元件和第三旋转元件；所述第三行星齿轮装置的第二旋转元件持续地连接至所述输入轴，所述第三行星齿轮装置的第三旋转元件选择性地连接至所述第四行星齿轮装置的第二旋转元件；以及所述第四行星齿轮装置的第一旋转元件通过换挡元件中的另外一个能够固定地安装，所述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。

第一、第二、第三和第四行星齿轮装置沿着所述输入轴和所述输出轴的轴向方向顺序地布置。

所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件通过所述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换挡元件中的第四离合器可固定地安装至变速器壳体，并且所述换挡元件中的其它元件配置为在第一、第二、第三和第四行星齿轮装置的旋转元件之间形成可变的连接结构。

所述换挡元件中的第五离合器在所述第一行星齿轮装置的第一旋转元件和第二旋转元件之间形成可变的连接结构；所述换挡元件中的第一离合器在所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件和所述第三行星齿轮装置的第二旋转元件之间形成可变的连接结构；所述换挡元件中的第六离合器在所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件和所述第三行星齿轮装置的第三旋转元件之间形成可变的连接结构；所述换挡元件中的第二离合器在所述第三行星齿轮装置的第三旋转元件和所述第四行星齿轮装置的第二旋转元件之间形成可变的连接结构。

根据本发明的另一个方面，一种车辆多挡位变速器，其可以包括：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，每个行星齿轮装置分别具有三个旋转元件；六个换挡元件，其配置为在第一、第二、第三和第四行星齿轮装置之间选择性地提供摩擦力；以及八个旋转轴，其连接至第一、第二、第三和第四行星齿轮装置的三个旋转元件；其中，第一旋转轴是直接地连接至所述第三行星齿轮装置的第二旋转元件的输入轴；第二旋转轴直接地连接至所述第一行星齿轮装置的第一旋转元件、所述第二行星齿轮装置的第三旋转元件以及所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件；第三旋转轴直接地连接至所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件；第四旋转轴直接地连接至所述第一行星齿轮装置的第三旋转元件、所述第二行星齿轮装置的第二旋转元件以及所述第四行星齿轮装置的第三旋转元件；第五旋转轴直接地连接至所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件；第六旋转轴直接地连接至所述第三行星齿轮装置的第三旋转元件；第七旋转轴直接地连接至所述第四行星齿轮装置的第一旋转元件；第八旋转轴是直接地连接至所述第四行星齿轮装置的第二旋转元件的输出轴；以及，所述六个换挡元件中的第一离合器安装在所述第一旋转轴与所述第五旋转轴之间，所述换挡元件中的第二离合器安装在所述第六旋转轴与所述第八旋转轴之间，所述换挡元件中的第三离合器安装在所述第三旋转轴与变速器壳体之间，所述换挡元件中的第四离合器安装在所述第七旋转轴与变速器壳体之间，所述换挡元件中的第五离合器安装在所述第二旋转轴与所述第三旋转轴之间，所述换挡元件中的第六离合器安装在所述第五旋转轴与所述第六旋转轴之间。

所述第一至第四行星齿轮装置沿着所述输入轴和所述输出轴的轴向方向顺序地布置。

所述第一离合器安装为使得所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件与所述第三行星齿轮装置的第二旋转元件互相选择性地连接；所述第二离合器安装为使得所述第三行星齿轮装置的第三旋转元件与所述第四行星齿轮装置的第二旋转元件互相选择性地连接；所述第五离合器安装为使得所述第一行星齿轮装置的第一旋转元件与第二旋转元件互相选择性地连接；以及，所述第六离合器安装为使得所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件与所述第三行星齿轮装置的第三旋转元件互相选择性地连接。

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式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为根据本发明示例性的实施方案的车辆多挡位变速器的结构示意图；

图2为图1中的变速器的运行模式图。

具体实施方式

下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。然而，本发明可以以不同的形式实施并且不应解释为限于在此阐述的实施方案。相反，提供这些实施方案使得此申请将是彻底和完整的，并且将本发明的范围完全传达给本领域技术人员。在整个公开内容中，相同的引用符号在本发明构思的所有的附图和实施方案中指代相同的部分。

参考图1和图2，根据本发明示例性实施方案的车辆多挡位变速器包括：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；以及至少六个换挡元件；各行星齿轮装置设置为在输入轴IN与输出轴OUT之间以传递旋转力，每个行星齿轮装置具有三个旋转元件；所述至少六个换挡元件连接至行星齿轮装置的旋转元件。

第一行星齿轮装置PG1配置为：第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1选择性地连接至第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1，并且持续地连接至第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2和第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3，第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1通过换挡元件中的一个可固定地安装，第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1持续地连接至第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2和第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4。

第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2选择性地连接至第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3和第三旋转元件R3。第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3持续地连接至输入轴IN。第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3选择性地连接至第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4。第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4通过换挡元件中的另外一个可固定地安装。第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4持续地连接至输出轴OUT。

第一至第四行星齿轮装置PG1至PG4沿着输入轴IN和输出轴OUT的轴向方向顺序地布置。

第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1通过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，并且第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4通过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，第三离合器和第四离合器CL3和CL4起制动器的作用，分别用于将第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1和四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4约束至变速器壳体CS，以抑制旋转元件C1和S4的旋转。

换挡元件中的其它元件配置为使得在行星齿轮装置的旋转元件之间形成可变的连接结构。

即，换挡元件中的第五离合器CL5在第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1和第二旋转元件C1之间形成可变的连接结构。换挡元件中的第一离合器CL1在第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2和第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3之间形成可变的连接结构。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和第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3之间形成可变的连接结构。换挡元件中的第二离合器CL2在第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3和第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4之间形成可变的连接结构。

在上述示例性实施方案中，第一行星齿轮装置PG1的第一、第二和第三旋转元件S1、C1、R1分别指的是第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈。第二行星齿轮装置PG2的第一、第二和第三旋转元件S2、C2、R2分别指的是第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈。第三行星齿轮装置PG3的第一、第二和第三旋转元件S3、C3、R3分别指的是第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈。第四行星齿轮装置PG4的第一、第二和第三旋转元件S4、C4、R4分别指的是第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈。

具有上述配置的车辆多挡位变速器也可以呈现如下配置。

即，本发明的车辆多挡位变速器包括：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、六个换挡元件、以及八个旋转轴。其中，每个行星齿轮装置具有三个旋转元件，所述六个换挡元件配置为选择性地提供摩擦力，所述八个旋转轴连接至行星齿轮装置的旋转元件。

此处，第一旋转轴RS1指的是直接地连接至第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3的输入轴IN。第二旋转轴RS2直接地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以及第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3。第三旋转轴RS3直接地连接至第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1。第四旋转轴RS4直接地连接至第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1、第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2以及第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4。第五旋转轴RS5直接地连接至第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2。第六旋转轴RS6直接地连接至第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3。第七旋转轴RS7直接地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指的是直接地连接至第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4的输出轴OUT。

此外，六个换挡元件中的第一离合器CL1安装在第一和第五旋转轴RS1和RS5之间。六个换挡元件中的第二离合器CL2安装在第六和第八旋转轴RS6和RS8之间。六个换挡元件中的第三离合器CL3安装在第三旋转轴RS3和变速器壳体CS之间。六个换挡元件中的第四离合器CL4安装在第七旋转轴RS7和变速器壳体CS之间。六个换挡元件中的第五离合器CL5安装在第二和第三旋转轴RS2和RS3之间。六个换挡元件中的第六离合器CL6安装在第五和第六旋转轴RS5和RS6之间。

具有如上所述四个简单的行星齿轮装置和六个换挡元件的本发明的车辆多挡位变速器，其根据图2所示的运行模式图，可实现十个前进挡位和一个倒车挡位。因此，由于上述车辆多挡位变速器利用少量的部件和简单的配置来实现十个多挡位换挡，因此能够提高车辆的燃油效率和静音性，并且能够最终提高车辆的生产率。

根据本发明示例性实施方案，一种车辆多挡位变速器能够利用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倒车挡位，以使得通过发动机运行在最佳运行点，从而使车辆的燃油效率的提高最大化，并且使得发动机能够更安静地运行，从而提高车辆的静音性。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。

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，鉴于上述内容来进行某些改变和变化是有可能的。选择并描述所述示例性实施方案是为了解释本发明的某些原理及其实际应用，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可选方案和修改形式。本发明的范围由所附权利要求及其等价形式所限定。

Claims (7)

1.一种车辆多挡位变速器，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，各行星齿轮装置设置为在所述输入轴和所述输出轴之间传递旋转力，每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三个旋转元件中的至少一个；

其中，该第一行星齿轮装置配置为：第一行星齿轮装置的第一旋转元件选择性地连接至第一行星齿轮装置的第二旋转元件，并且持续地连接至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一旋转元件，第一行星齿轮装置的第二旋转元件通过换挡元件的一个能够固定地安装，第一行星齿轮装置的第三旋转元件持续地连接至第二行星齿轮装置的第二旋转元件和第四行星齿轮装置的第三旋转元件；

该第二行星齿轮装置的第一旋转元件选择性地连接至第三行星齿轮装置的第二旋转元件和第三旋转元件；

该第三行星齿轮装置的第二旋转元件持续地连接至所述输入轴，第三行星齿轮装置的第三旋转元件选择性地连接至第四行星齿轮装置的第二旋转元件；以及

该第四行星齿轮装置的第一旋转元件通过换挡元件的另外一个能够固定地安装，第四行星齿轮装置的第二旋转元件持续地连接至输出轴。

2.根据权利要求1所述的车辆多挡位变速器，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所述输入轴和所述输出轴的轴向方向顺序地布置。

3.根据权利要求2所述的车辆多挡位变速器，其中：

所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件通过所述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换挡元件中的第四离合器能够固定地安装至变速器壳体；以及

所述换挡元件中的其它元件配置为在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的旋转元件之间形成能够变化的连接结构。

4.根据权利要求3所述的车辆多挡位变速器，其中：

所述换挡元件中的第五离合器在所述第一行星齿轮装置的第一旋转元件与第二旋转元件之间形成能够变化的连接结构；

所述换挡元件中的第一离合器在所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件与所述第三行星齿轮装置的第二旋转元件之间形成能够变化的连接结构；

所述换挡元件中的第六离合器在所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件与所述第三行星齿轮装置的第三旋转元件之间形成能够变化的连接结构；以及

所述换挡元件中的第二离合器在所述第三行星齿轮装置的第三旋转元件与所述第四行星齿轮装置的第二旋转元件之间形成能够变化的连接结构。

5.一种车辆多挡位变速器，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，每个行星齿轮装置分别具有三个旋转元件；

六个换挡元件，其配置为在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之间选择性地提供摩擦力；以及

八个旋转轴，其连接至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的三个旋转元件；

其中，第一旋转轴是直接地连接至第三行星齿轮装置的第二旋转元件的输入轴；

第二旋转轴直接地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以及第三行星齿轮装置的第一旋转元件；

第三旋转轴直接地连接至第一行星齿轮装置的第二旋转元件；

第四旋转轴直接地连接至第一行星齿轮装置的第三旋转元件、第二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；

第五旋转轴直接地连接至第二行星齿轮装置的第一旋转元件；

第六旋转轴直接地连接至第三行星齿轮装置的第三旋转元件；

第七旋转轴直接地连接至第四行星齿轮装置的第一旋转元件；

第八旋转轴是直接地连接至第四行星齿轮装置的第二旋转元件的输出轴；

所述六个换挡元件中的第一离合器安装在第一旋转轴与第五旋转轴之间，换挡元件中的第二离合器安装在第六旋转轴与第八旋转轴之间，换挡元件中的第三离合器安装在第三旋转轴与变速器壳体之间，换挡元件中的第四离合器安装在第七旋转轴与变速器壳体之间，换挡元件中的第五离合器安装在第二旋转轴与第三旋转轴之间，换挡元件中的第六离合器安装在第五旋转轴与第六旋转轴之间。

6.根据权利要求5所述的车辆多挡位变速器，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所述输入轴和所述输出轴的轴向方向顺序地布置。

7.根据权利要求5所述的车辆多挡位变速器，其中

所述第一离合器安装为使得所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件与所述第三行星齿轮装置的第二旋转元件互相选择性地连接；

所述第二离合器安装为使得所述第三行星齿轮装置的第三旋转元件与所述第四行星齿轮装置的第二旋转元件互相选择性地连接；

所述第五离合器安装为使得所述第一行星齿轮装置的第一旋转元件与第二旋转元件互相选择性地连接；以及

所述第六离合器安装为使得所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件与所述第三行星齿轮装置的第三旋转元件互相选择性地连接。