CN106246818B - 用于车辆的多挡位变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及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、第二、第三和第四行星齿轮装置，其在输入轴与输出轴之间传递旋转力，第一、第二、第三和第四行星齿轮装置中的每个具有三个旋转元件；和至少六个换挡元件，其连接至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始终地连接至输入轴和第三行星齿轮装置的第二旋转元件，第二旋转元件通过换挡元件中的任意一个而安装为可固定的并且可变地连接至第三行星齿轮装置的第一旋转元件和可变地连接至第四行星齿轮装置的第一旋转元件，第三旋转元件可变地连接至第二行星齿轮装置的第一旋转元件并且始终地连接至第二行星齿轮装置的第二旋转元件。

Description

用于车辆的多挡位变速器

技术领域

本发明大致上涉及一种用于车辆的多挡位变速器，更具体而言，涉及一种能够使用尽可能少的部件以及尽可能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多挡位变速器技术。

背景技术

近期上升的油价已经驱使世界范围内的汽车制造商进入提高燃料效率的无限的竞争中。另外，人们已经基于诸如减小尺寸的各种技术而做出了减小发动机的重量并提高发动机的效率的巨大努力。

同时，在现存的用于提高装备在车辆中的变速器的燃料效率的方法之中，存在着这样的方法，其使用变速器的多挡位而使得发动机能够在更有效率的工作点工作，从而最终提高燃料效率。

此外，这样的多挡位变速器可使得发动机能够在相对低的每分钟转数(RPM)范围内运转，从而进一步提高车辆的安静性。

然而，随着变速器的换挡挡位的数量增加，构成变速器的内部部件的数量也增加了。这可能会导致不利的效果，比如可安装性和传动效率的下降以及变速器成本和重量的增加。因此，为了将使用变速器的多挡位而提高燃料效率的效果最大化，设计一种能够使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是十分重要的。

公开于该发明背景部分的信息仅仅旨在更好地对本发明的背景进行理解，并且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。

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

本发明的各方面致力于提供一种用于车辆的多挡位变速器，其能够使用相对少量的部件和简单的配置来实现至少十个前进换挡挡位和一个倒车换挡挡位，使得发动机可以在最佳工作点工作，从而最大化的改善车辆的燃料效率，并且发动机可以更加安静地工作，从而提高了车辆的安静性。

根据本发明的用于车辆的多挡位变速器可以包括：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，其设置在输入轴与输出轴之间以传递旋转力，第一、第二、第三和第四行星齿轮装置中的每个具有三个旋转元件；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。第一行星齿轮装置的第一旋转元件可以始终地连接至输入轴和第三行星齿轮装置的第二旋转元件，第一行星齿轮装置的第二旋转元件可以通过至少六个换挡元件中的一个换挡元件而被安装为可固定的并且可变地连接至第三行星齿轮装置的第一旋转元件和能够改变地连接至第四行星齿轮装置的第一旋转元件，并且第一行星齿轮装置的第三旋转元件可以可变地连接至第二行星齿轮装置的第一旋转元件并且始终地连接至第二行星齿轮装置的第二旋转元件。第二行星齿轮装置的第一旋转元件可以可变地连接至第四行星齿轮装置的第一旋转元件，并且第二行星齿轮装置的第三旋转元件可以可变地连接至第三行星齿轮装置的第一旋转元件。第三行星齿轮装置的第三旋转元件可以始终地连接至第四行星齿轮装置的第二旋转元件和输出轴。第四行星齿轮装置的第三旋转元件可以是始终固定的。

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以沿着输入轴和输出轴的轴向方向依次布置。

第一行星齿轮装置的第二旋转元件可以通过所述至少六个换挡元件中的第一离合器而被安装为可固定至变速器壳体；并且所述至少六个换挡元件中的其他换挡元件可以被配置为形成行星齿轮装置的旋转元件之间的可变的连接结构。

所述至少六个换挡元件中的第二离合器可以形成第一行星齿轮装置的第二旋转元件与第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间的能够改变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第三离合器可以形成第一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的能够改变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第四离合器可以形成第一行星齿轮装置的第三旋转元件与第二行星齿轮装置的第一旋转元件之间的能够改变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第五离合器可以形成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的可变的连接结构；并且所述至少六个换挡元件中的第六离合器可以形成第二行星齿轮装置的第三旋转元件与第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间的能够改变的连接结构。

此外，根据本发明的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，其分别具有三个旋转元件；六个换挡元件，其被配置为可变地提供摩擦力；以及第一至第八旋转轴，其连接至第一至第四行星齿轮装置的旋转元件；其中，第一旋转轴是输入轴，其直接地连接至第一行星齿轮装置的第一旋转元件和第三行星齿轮装置的第二旋转元件；第二旋转轴直接地连接至第一行星齿轮装置的第二旋转元件；第三旋转轴直接地连接至第一行星齿轮装置的第三旋转元件和第二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二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一旋转元件；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；并且第八旋转轴是输出轴，其直接地连接至第三行星齿轮装置的第三旋转元件和第四行星齿轮装置的第二旋转元件；并且其中，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，第一离合器设置在第二旋转轴与变速器壳体之间，第二离合器设置在第二旋转轴与第六旋转轴之间，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五旋转轴之间，第五离合器设置在第五旋转轴与第七旋转轴之间，并且第六离合器设置在第四旋转轴与第六旋转轴之间。

第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置、第三行星齿轮装置和第四行星齿轮装置可以沿着输入轴和输出轴的轴向方向依次布置。

所述至少六个换挡元件中的第二离合器可以形成第一行星齿轮装置的第二旋转元件与第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间的能够改变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第三离合器可以形成第一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的能够改变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第四离合器可以形成第一行星齿轮装置的第三旋转元件与第二行星齿轮装置的第一旋转元件之间的能够改变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第五离合器可以形成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的可变的连接结构；并且所述至少六个换挡元件中的第六离合器可以形成第二行星齿轮装置的第三旋转元件与第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间的能够改变的连接结构。

根据如上所述的本发明，用于车辆的多挡位变速器可以使用相对少量的部件和简单的配置来实现至少十个前进换挡挡位和一个倒车换挡挡位，使得发动机可以在最佳工作点工作，从而最大化的提高车辆的燃料效率，并且发动机可以更加安静地工作，从而提高车辆的安静性。

本发明的方法和装置具有其他的特征和益处，根据并入本文的附图和随后的具体实施方案，这些特征和益处将是显而易见的，或者在并入本文的附图和随后的具体实施方案中这些特征和益处得到了详细陈述，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为示出了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示意图；

图2示出了在图1中所示的变速器的工作模式图。

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。

在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部件。

具体实施方式

现在将更详细参照根据本发明的用于车辆的多挡位变速器的示例性实施方案，其示例在所附附图中示出。尽可能地，在整个附图和说明书中使用相同的附图标记表示相同或类似的部件。

参见图1，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可以包括输入轴IN；输出轴OUT；设置在输入轴IN与输出轴OUT之间以传递旋转力的第一行星齿轮装置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，第一至第四行星齿轮装置PG1至PG4中的每个具有三个旋转元件；以及连接至第一至第四行星齿轮装置PG1至PG4的旋转元件的至少六个换挡元件。

第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1可以始终地连接至输入轴IN和始终地连接至第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3。第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1可以通过至少六个换挡元件中的一个换挡元件而被安装为可固定的并且该第二旋转元件C1可变地连接至第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3和可变地连接至第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4。第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1可以可变地连接至第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2并且始终地连接至第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2。

第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2可以可变地连接至第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4，第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2可以可变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的第三旋转元件R3可以始终地连接至第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4和始终地连接至输出轴OUT。第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4可以是始终固定的。

在本示例性实施方案中，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可以沿着输入轴IN和输出轴OUT的轴向方向依次布置。

第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1可以通过至少六个换挡元件中的第一离合器CL1的装置而被安装为可固定至变速器壳体CS。

因此，第一离合器CL1执行制动器的功能，使得第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1可以转变至可旋转状态或者受限状态；在受限状态，第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1由于第一离合器CL1装置的操作而不会旋转。

至少六个换挡元件中的其他换挡元件可以配置为构成行星齿轮装置的旋转元件之间的可变连接结构。

即，至少六个换挡元件中的第二离合器CL2可以形成第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1与第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3之间的可变连接结构。至少六个换挡元件中的第三离合器CL3可以形成第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1与第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4之间的可变连接结构。至少六个换挡元件中的第四离合器CL4可以形成第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1与第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2之间的可变连接结构。至少六个换挡元件中的第五离合器CL5可以形成第二行星齿轮装置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之间的可变连接结构。至少六个换挡元件中的第六离合器CL6可以形成第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2与第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3之间的可变连接结构。

根据本示例性实施方案，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。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。

如上配置的用于车辆的多挡位变速器也可以展现成以下述方式。

具体地，根据本发明的示例性实施方案用于车辆的多挡位变速器可以包括第一至第四行星齿轮装置PG1至PG4，每个行星齿轮装置具有三个旋转元件；六个换挡元件，其配置为可变地提供摩擦力；以及八个旋转轴，其连接至第一至第四行星齿轮装置PG1至PG4的旋转元件。

因此，在八个旋转轴之中，第一旋转轴RS1可以是输入轴IN，其直接地连接至第一行星齿轮PG1的第一旋转元件S1和第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3。第二旋转轴RS2可以直接地连接至第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1。第三旋转轴RS3可以直接地连接至第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1和第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2。第四旋转轴RS4可以直接地连接至第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2。第五旋转轴RS5可以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可以直接地连接至第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3。第七旋转轴RS7可以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可以是输出轴OUT，其直接地连接至第三行星齿轮装置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。

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

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可以沿着输入轴IN和输出轴OUT的轴向方向依次布置。

至少六个换挡元件中的第二离合器CL2可以形成第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1与第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3之间的可变连接结构；至少六个换挡元件中的第三离合器CL3可以形成第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1与第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4之间的可变连接结构；至少六个换挡元件中的第四离合器CL4可以形成第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1与第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2之间的可变连接结构；至少六个换挡元件中的第五离合器CL5可以形成第二行星齿轮装置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之间的可变连接结构；并且至少六个换挡元件中的第六离合器CL6可以形成第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2与第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3之间的可变连接结构。

第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4可以始终的固定至变速器壳体CS。

如上所述，根据图2所示的工作模式图，包括有四个简单的行星齿轮装置和六个换挡元件的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实现了十个前进换挡挡位和一个倒车换挡挡位。由于可以基于相对少量的部件和简单的配置来实施十个挡位的多挡位换挡，所以该种用于车辆的多挡位变速器可以有助于提高车辆的燃料效率和安静性，从而最终提高车辆的适销性。

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 (6)

1.一种用于车辆的多挡位变速器，包括：

输入轴；

输出轴；

设置在输入轴与输出轴之间以传递旋转力的第一行星齿轮装置、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，第一、第二、第三和第四行星齿轮装置中的每一个具有三个旋转元件；以及

六个换挡元件，其连接至各个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始终地连接至输入轴和第三行星齿轮装置的第二旋转元件，第一行星齿轮装置的第二旋转元件由六个换挡元件中的第一离合器而被安装为能够固定的，并且通过六个换挡元件中的第二离合器能够改变地连接至第三行星齿轮装置的第一旋转元件，以及通过六个换挡元件中的第三离合器能够改变地连接至第四行星齿轮装置的第一旋转元件，第一行星齿轮装置的第三旋转元件始终地连接至第二行星齿轮装置的第二旋转元件，并且通过六个换挡元件中的第四离合器能够改变地连接至第二行星齿轮装置的第一旋转元件；

第二行星齿轮装置的第一旋转元件通过六个换挡元件中的第五离合器能够改变地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通过六个换挡元件中的第六离合器能够改变地连接至第三行星齿轮装置的第一旋转元件；

第三行星齿轮装置的第三旋转元件始终地连接至第四行星齿轮装置的第二旋转元件和输出轴；

第四行星齿轮装置的第三旋转元件是始终固定的；

第一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；第二行星齿轮装置的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件分别是第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；第三行星齿轮装置的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件分别是第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；第四行星齿轮装置的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件分别是第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈。

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向方向依次布置。

3.一种用于车辆的多挡位变速器，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，各行星齿轮装置分别具有三个旋转元件；

六个换挡元件，其被配置为能够改变地提供摩擦力；以及

第一至第八旋转轴，各旋转轴连接第一至第四行星齿轮装置的旋转元件；

其中，第一旋转轴是输入轴，其直接地连接第一行星齿轮装置的第一旋转元件和第三行星齿轮装置的第二旋转元件；第二旋转轴直接地连接第一行星齿轮装置的第二旋转元件；第三旋转轴直接地连接第一行星齿轮装置的第三旋转元件和第二行星齿轮装置的第二旋转元件；第四旋转轴直接地连接第二行星齿轮装置的第三旋转元件；第五旋转轴直接地连接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第三行星齿轮装置的第一旋转元件；第七旋转轴直接地连接第四行星齿轮装置的第一旋转元件；第八旋转轴是输出轴，其直接地连接第三行星齿轮装置的第三旋转元件和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，第一离合器设置在第二旋转轴与变速器壳体之间，第二离合器设置在第二旋转轴与第六旋转轴之间，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五旋转轴之间，第五离合器设置在第五旋转轴与第七旋转轴之间，第六离合器设置在第四旋转轴与第六旋转轴之间；

第一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；第二行星齿轮装置的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件分别是第二太阳轮、

第二行星架和第二内齿圈；第三行星齿轮装置的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件分别是第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；第四行星齿轮装置的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件分别是第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的多挡位变速器，其中：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向方向依次布置。

5.根据权利要求3所述的用于车辆的多挡位变速器，其中：

所述六个换挡元件中的第二离合器形成第一行星齿轮装置的第二旋转元件与第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间的能够改变的连接结构；

所述六个换挡元件中的第三离合器形成第一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的能够改变的连接结构；

所述六个换挡元件中的第四离合器形成第一行星齿轮装置的第三旋转元件与第二行星齿轮装置的第一旋转元件之间的能够改变的连接结构；

所述六个换挡元件中的第五离合器形成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的能够改变的连接结构；

所述六个换挡元件中的第六离合器形成第二行星齿轮装置的第三旋转元件与第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间的能够改变的连接结构。

6.根据权利要求3所述的用于车辆的多挡位变速器，其中：所述第四行星齿轮装置的第三旋转元件始终地固定至变速器壳体。

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