CN106246882B - 用于车辆的多挡位变速器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于车辆的多挡位变速器，其包括输入轴；输出轴；第一至第四行星齿轮装置，其设置在所述输入轴与所述输出轴之间以传递旋转力，并且它们中的每个具有三个旋转元件；以及至少六个换挡元件，其连接至行星齿轮装置的旋转元件。在第一行星齿轮装置中，第一旋转元件恒定地连接至输入轴和所述第三行星齿轮装置的第二旋转元件，第二旋转元件安装为通过换挡元件中的任意一个而可固定的，并且可变地连接至所述第二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三旋转元件恒定地连接至第二旋转元件，并且可变地连接至所述第四行星齿轮装置的第一旋转元件。

Description

用于车辆的多挡位变速器

技术领域

本发明总体而言涉及一种用于车辆的多挡位变速器，更具体地，涉及这样一种多挡位变速器技术，其能够使用更少的部件和更简单的配置来实现尽可能多数量的挡位，从而提高车辆的燃料效率。

背景技术

近来，上涨的油价已经驱使世界范围的车辆制造商进入提高燃料效率的无限制竞争中。此外，已经基于比如缩小尺寸的各种技术来努力降低发动机的重量和提高发动机的燃料效率。

此外，在能够用于装配在车辆中的变速器以提高燃料效率的方法中，存在着如下的方法，其使用多挡位变速器而使得发动机能够运行在更有效的运行点，从而最终提高燃料效率。

此外，这种多挡位变速器使得发动机能够运行在相对低的每分钟转数(RPM)范围内，从而进一步提高了车辆的静音性。

然而，随着变速器的挡位数量增加，组成变速器的内部部件的数量也增加了。这反而会导致不良效果，例如变速器的可安装性和传递效率降低以及变速器的成本和重量增加。因此，为了最大化使用多挡位变速器来提高燃料效率的效果，重要的是将变速器结构设计为能够使用相对更少数量的部件和相对简单的配置而实现最大化的效率。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的大致背景技术的理解，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

因此，本发明谨记在相关技术中产生的以上问题和/或其他问题，并且本发明旨在提供这样一种用于车辆的多挡位变速器，其能够利用相对少数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，使得发动机可以运行在最优运行点，从而最大化车辆的燃料效率的提高，并且发动机可以更加安静地运行，从而提高车辆的静音性。

为了达到以上目的和/或其他目的，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、第二、第三和第四行星齿轮装置，其设置在所述输入轴和所述输出轴之间以传递旋转力，所述第一、第二、第三和第四行星齿轮装置中的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以恒定地连接至输入轴和所述第三行星齿轮装置的第二旋转元件，所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件可以安装为通过所述至少六个换挡元件中的一个换挡元件而能够固定的，并且可变地连接至所述第二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三旋转元件可以恒定地连接至所述第二行星齿轮装置的第二旋转元件，并且可变地连接至所述第四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一旋转元件可以可变地连接至所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件，以及可变地连接至所述第三行星齿轮装置的第二旋转元件，所述第二行星齿轮装置的第三旋转元件可以可变地连接至所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件。所述第三行星齿轮装置的第三旋转元件可以恒定地连接至所述第四行星齿轮装置的第二旋转元件和所述输出轴。所述第四行星齿轮装置的第三旋转元件可以恒定地固定。

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以沿着所述输入轴或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可以安装为借助于所述至少六个换挡元件中的第二离合器而能够固定至变速器壳体，并且所述至少六个换挡元件中的其他换挡元件可以配置为在所述行星齿轮装置的旋转元件之间构成可变的连接结构。

所述至少六个换挡元件中的第一离合器可以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可变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第三离合器可以在所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件与所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件之间形成可变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第四离合器可以在所述第一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一旋转元件之间形成可变的连接结构；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一旋转元件之间形成可变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第六离合器可以在所述第二行星齿轮装置的第三旋转元件与所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间形成可变的连接结构。

在一些方面中，根据本发明的用于车辆的多挡位变速器可以包括：第一、第二、第三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，其配置为可变地提供摩擦力；以及第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八旋转轴，其连接至第一至第四行星齿轮装置的旋转元件，其中，所述第一旋转轴是输入轴，其直接地连接至所述第一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，所述第二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，所述第三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以及所述第二行星齿轮装置的第二旋转元件，所述第四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，所述第五旋转轴直接地连接至所述第二行星齿轮装置的第三旋转元件，所述第六旋转轴直接地连接至所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件，所述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，所述第八旋转轴是输出轴，其直接地连接至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；并且其中，所述六个换挡元件包括第一、第二、第三、第四、第五和第六离合器，所述第一离合器设置在所述第一旋转轴与所述第四旋转轴之间，所述第二离合器设置在所述第二旋转轴与变速器壳体之间，所述第三离合器设置在所述第二旋转轴和所述第四旋转轴之间，所述第四离合器设置在所述第三旋转轴与所述第七旋转轴之间，所述第五离合器设置在所述第四旋转轴与所述第六旋转轴之间，所述第六离合器设置在所述第五旋转轴与所述第六旋转轴之间。

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以沿着所述输入轴或所述输出轴的轴向方向顺序地布置。

所述至少六个换挡元件中的第一离合器可以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可变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第三离合器可以在所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件与所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件之间形成可变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第四离合器可以在所述第一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一旋转元件之间形成可变的连接结构；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一旋转元件之间形成可变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第六离合器可以在所述第二行星齿轮装置的第三旋转元件与所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间形成可变的连接结构。

根据如上所述的本发明，用于车辆的多挡位变速器能够利用相对少数量的部件和简单的配置实现至少十个前进挡位和一个倒车挡位，使得发动机可以运行在最优运行点，由此最大化车辆的燃料效率的提高，并且发动机可以更加安静地运行，从而提高了车辆的静音性。

本发明的方法和装置可以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

通过下文结合附图所呈现的详细描述将会更为清楚地理解本发明的以上和其他目的、特征以及优点，在这些附图中：

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图。

图2示出了在图1中所示的变速器的操作模式图。

具体实施方式

下面将具体参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，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、等同形式及其它实施方案。

参考图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；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，其设置在输入轴IN和/或输出轴OUT之间以传递旋转力，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；以及至少六个换挡元件，其连接至第一至第四行星齿轮装置PG1至PG4的旋转元件。

第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1可以恒定地连接至输入轴IN和第三行星齿轮装置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可以安装为通过至少六个换挡元件中的一个换挡元件而可固定的，并且可变地连接至第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2。第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1可以恒定地或直接地连接至第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2，并且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的第一旋转元件S2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，以及可变地连接至第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3，并且第二行星齿轮装置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可以恒定地连接至第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4以及输出轴OUT。第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4可以恒定地固定。

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/或输出轴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可以安装为借助于至少六个换挡元件中的第二离合器CL2而可固定至变速器壳体CS。

因此，第二离合器CL2起到制动器的作用，使得第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1可以通过第二离合器CL2的操作而转换为可旋转状态或者不能旋转的受限状态。

至少六个换挡元件中的其他换挡元件可以配置为在行星齿轮装置的旋转元件之间构成可变的连接结构。

例如，至少六个换挡元件中的第一离合器CL1可以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之间形成可变的连接结构。至少六个换挡元件中的第三离合器CL3可以在第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1与第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2之间形成可变的连接结构。至少六个换挡元件中的第四离合器CL4可以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的第一旋转元件S4之间形成可变的连接结构。至少六个换挡元件中的第五离合器CL5可以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的第一旋转元件S3之间形成可变的连接结构。至少六个换挡元件中的第六离合器CL6可以在第二行星齿轮装置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之间形成可变的连接结构。

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分别为第一太阳轮、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分别为第二太阳轮、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分别为第三太阳轮、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分别为第四太阳轮、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呈现如下。

具体而言，根据本发明的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，其设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，在该八个旋转轴中，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装置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以及第二行星齿轮装置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的第一旋转元件S2。第五旋转轴RS5可以直接地连接至第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2。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。

此外，在六个换挡元件中，第一离合器CL1可以设置在第一旋转轴RS1与第四旋转轴RS4之间。第二离合器CL2可以设置在第二旋转轴RS2与变速器壳体CS之间。第三离合器CL3可以设置在第二旋转轴RS2与第四旋转轴RS4之间。第四离合器CL4可以设置在第三旋转轴RS3与第七旋转轴RS7之间。第五离合器CL5可以设置在第四旋转轴RS4与第六旋转轴RS6之间。第六离合器CL6可以设置在第五旋转轴RS5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/或输出轴OUT的轴向方向顺序地布置。

至少六个换挡元件中的第一离合器CL1可以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之间形成可变的连接结构。至少六个换挡元件中的第三离合器CL3可以在第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1与第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2之间形成可变的连接结构。至少六个换挡元件中的第四离合器CL4可以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的第一旋转元件S4之间形成可变的连接结构。至少六个换挡元件中的第五离合器CL5可以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的第一旋转元件S3之间形成可变的连接结构。至少六个换挡元件中的第六离合器CL6可以在第二行星齿轮装置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之间形成可变的连接结构。

因此，第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4可以恒定地固定至变速器壳体CS。

如上所述，根据本发明的用于车辆的多挡位变速器包括四个简单的行星齿轮装置和六个换挡元件，该用于车辆的多挡位变速器根据如图2所示的操作模式图实现了十个前进挡位和一个倒车挡位。由于十个挡位的多挡位换挡能够基于相对少数量的部件和简单的配置而实现，所以用于车辆的多挡位变速器能够有助于提高车辆的燃料效率和静音性，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公开的精确形式，且显然的是，根据以上教导若干修改和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述以解释本发明的特定原理及其实际应用，由此使得本领域的其它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方式和修改方式。本发明的范围旨在通过所附权利要求及其等同形式来限定。

Claims (5)

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，其设置在所述输入轴和所述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行星齿轮装置具有三个旋转元件；以及

六个换挡元件，其连接至行星齿轮装置的旋转元件；

其中，所述第一行星齿轮装置的第一旋转元件恒定地连接至输入轴和所述第三行星齿轮装置的第二旋转元件，所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件安装为通过所述六个换挡元件中的一个换挡元件而能够固定的，并且可变地连接至所述第二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三旋转元件恒定地连接至所述第二行星齿轮装置的第二旋转元件，并且可变地连接至所述第四行星齿轮装置的第一旋转元件；

其中，所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件可变地连接至所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件以及可变地连接至所述第三行星齿轮装置的第二旋转元件，所述第二行星齿轮装置的第三旋转元件可变地连接至所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件；

其中，所述第三行星齿轮装置的第三旋转元件恒定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输出轴；

其中，所述第四行星齿轮装置的第三旋转元件恒定地固定；

其中，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为第一太阳轮、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为第二太阳轮、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为第三太阳轮、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为第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈；

其中，所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件安装为借助于所述六个换挡元件中的第二离合器而能够固定至变速器壳体；

所述六个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可变的连接结构；

所述六个换挡元件中的第三离合器在所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件与所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件之间形成可变的连接结构；

所述六个换挡元件中的第四离合器在所述第一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一旋转元件之间形成可变的连接结构；

所述六个换挡元件中的第五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一旋转元件之间形成可变的连接结构；

所述六个换挡元件中的第六离合器在所述第二行星齿轮装置的第三旋转元件与所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间形成可变的连接结构。

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沿着所述输入轴或所述输出轴的轴向方向顺序地布置。

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，每个行星齿轮装置分别具有三个旋转元件；

六个换挡元件，其配置为可变地提供摩擦力；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、第二、第三和第四行星齿轮装置的旋转元件；

其中，所述第一旋转轴是输入轴，其直接地连接至所述第一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，所述第二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，所述第三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以及所述第二行星齿轮装置的第二旋转元件，所述第四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，所述第五旋转轴直接地连接至所述第二行星齿轮装置的第三旋转元件，所述第六旋转轴直接地连接至所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件，所述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，所述第八旋转轴是输出轴，其直接地连接至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；

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，所述第一离合器设置在所述第一旋转轴与所述第四旋转轴之间，所述第二离合器设置在所述第二旋转轴与变速器壳体之间，所述第三离合器设置在所述第二旋转轴与所述第四旋转轴之间，所述第四离合器设置在所述第三旋转轴与所述第七旋转轴之间，所述第五离合器设置在所述第四旋转轴与所述第六旋转轴之间，所述第六离合器设置在所述第五旋转轴与所述第六旋转轴之间；

其中，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为第一太阳轮、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为第二太阳轮、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为第三太阳轮、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为第四太阳轮、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沿着所述输入轴或所述输出轴的轴向方向顺序地布置。

5.根据权利要求3所述的用于车辆的多挡位变速器，其中，所述第四行星齿轮装置的第三旋转元件恒定地固定至所述变速器壳体。

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