CN106257094B - 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。所述多挡位变速器可以包括：输入轴；输出轴；第一行星齿轮装置至第四行星齿轮装置，其在所述输入轴与所述输出轴之间传递旋转力，各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安装为通过换挡元件中的任意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的第二旋转元件，所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件持续性地连接至所述输入轴，并且可变地连接至第二行星齿轮装置的第三旋转元件，所述第一行星齿轮装置的第三旋转元件可变地连接至第二行星齿轮装置的第二旋转元件，并且持续性地连接至第三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，并且更具体地，本申请涉及一种多挡位变速器技术，其能够利用少量的部件和简单的配置来实现尽可能多的挡位，从而提高车辆的燃油效率。

背景技术

近来，油价的上涨促使全世界的汽车制造商进入了提高燃油效率的无休止竞争中。此外，汽车制造商在基于各种技术(例如，缩小尺寸)来降低重量并且提高发动机的燃油效率方面做出了巨大努力。

并且，在可寻求的用于装备在车辆内的变速器以提高燃油效率的方法中，有一种方法是：利用多挡位变速器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，这种多挡位变速器使得发动机在相对较低的每分钟转数(RPM)范围内运行，从而进一步提高车辆的安静性。

然而，随着变速器的挡位数量增加，构成变速器的内部部件的数量也会增加。这会导致例如安装性和传输效率的降低，以及成本和变速器重量的增加这样的不良效果替代。因此，为了利用变速器的多挡位来使得燃油效率的提高最大化，重要的是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

本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的多挡位变速器，其能够利用相对较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，以使得发动机能够运行在最佳的运行点，从而使车辆的燃油效率的提高最大化，并且能够使发动机更安静地运行，从而提高车辆的安静性。

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，其设置在所述输入轴和所述输出轴之间以传递旋转力，第一至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安装为通过所述至少六个换挡元件中的一个换挡元件而可固定的，并且可变地连接至所述第二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永久地连接至所述输入轴，并且可变地连接至所述第二行星齿轮装置的第三旋转元件，所述第一行星齿轮装置的第三旋转元件可以可变地连接至所述第二行星齿轮装置的第二旋转元件，并且永久地连接至所述第三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永久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二旋转元件可以可变地连接至所述第三行星齿轮装置的第三旋转元件。所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件可以永久地连接至所述第四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二旋转元件可以永久地连接至所述第四行星齿轮装置的第三旋转元件。所述第四行星齿轮装置的第二旋转元件可以永久地连接至所述输出轴，所述第四行星齿轮装置的第三旋转元件可以安装为通过所述至少六个换挡元件中的另一个换挡元件而可固定的。

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可以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一旋转元件可以安装为通过所述至少六个换挡元件中的第一制动器而可固定至变速器壳体；所述第四行星齿轮装置的第三旋转元件可以安装为通过所述至少六个换挡元件中的第二制动器而可固定至变速器壳体；并且所述至少六个换挡元件中的其它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。

所述至少六个换挡元件中的第一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三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二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二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二行星齿轮装置的第二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一旋转元件与所述第二行星齿轮装置的第二旋转元件之间形成可变的连接结构。

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、第三行星齿轮装置以及第四行星齿轮装置，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、第七旋转轴以及第八旋转轴，其连接至第一行星齿轮装置至第四行星齿轮装置的旋转元件；其中，所述第一旋转轴是直接地连接至所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件的输入轴，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一旋转元件，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、所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件以及所述第四行星齿轮装置的第一旋转元件，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二旋转元件，所述第五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，所述第六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、所述第三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，所述第七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；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、第四离合器以及第一制动器和第二制动器，所述第一离合器设置在所述第一旋转轴与所述第七旋转轴之间，所述第二离合器设置在所述第三旋转轴与所述第四旋转轴之间，所述第三离合器设置在所述第四旋转轴与所述第五旋转轴之间，所述第四离合器设置在所述第二旋转轴与所述第四旋转轴之间，所述第一制动器设置在所述第二旋转轴与变速器壳体之间，所述第二制动器设置在所述第六旋转轴与变速器壳体之间。

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可以沿着所述输入轴和所述输出轴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三旋转元件之间形成可变的连接结构；至少六个换挡元件中的第二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二行星齿轮装置的第二旋转元件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可以在所述第二行星齿轮装置的第二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可变的连接结构；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一旋转元件与所述第二行星齿轮装置的第二旋转元件之间形成可变的连接结构；至少六个换挡元件中的第一制动器可以在所述第一行星齿轮装置的第一旋转元件与变速器壳体之间形成可变的连接结构；至少六个换挡元件中的第二制动器可以在所述第四行星齿轮装置的第三旋转元件与变速器壳体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较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，以使得发动机能够运行在最佳的运行点，从而使车辆的燃油效率的提高最大化，并且能够使发动机更安静地运行，从而提高车辆的安静性。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，根据并入本文中的附图和随后的具体实施方案，这些特性和优点将是显而易见的，或者将进行详细陈述，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为示出了根据发明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为示出了图1中所示的变速器的操作模式图。

应当理解，所附附图并非是按照比例，而是图示性地简化呈现各种特征以显示本发明的基本原理。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，相同的附图标记涉及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被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，但是应当理解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、等价形式及其它实施方案。

参考图1，根据本发明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，各行星齿轮装置设置在输入轴IN与输出轴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的第二旋转元件C2。第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1可以永久地连接至输入轴IN，并且可变地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的第二旋转元件C2，并且永久地连接至第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3。

第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2可以永久地连接至第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3，第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2可以可变地连接至第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3。

第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3可以永久地连接至第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4。第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3可以永久地连接至第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4。第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4可以永久地连接至输出轴OUT。第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4可以安装为通过至少六个换挡元件中的另一个换挡元件而可固定的。

在本发明的示例性实施方案中，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以及第四行星齿轮装置PG4可以沿着输入轴IN和输出轴OUT的轴向方向顺序地布置。

第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1可以安装为通过至少六个换挡元件中的第一制动器B1而可固定至变速器壳体CS。第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4可以安装为通过至少六个换挡元件中的第二制动器B2而可固定至变速器壳体CS。

至少六个换挡元件中的其它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。

即，至少六个换挡元件中的第一离合器CL1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的第三旋转元件R2之间形成可变的连接结构。至少六个换挡元件中的第二离合器CL2可以在第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1与第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2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可以在第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2与第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3之间形成可变的连接结构。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之间形成可变的连接结构。

在该示例性实施方案中，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。

具体地，根据本发明示例性实施方案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、六个换挡元件、以及八个旋转轴；每个行星齿轮装置具有三个旋转元件；六个换挡元件配置为可变地提供摩擦力；八个旋转轴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装置PG1的第二旋转元件C1。第二旋转轴RS2可以直接地连接至第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1。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、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。第四旋转轴RS4可以直接地连接至第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2。第五旋转轴RS5可以直接地连接至第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3。第六旋转轴RS6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。第七旋转轴RS7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。第八旋转轴RS8可以是输出轴OUT，其直接地连接至第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4。

此外，在六个换挡元件之中，第一离合器CL1可以设置在第一旋转轴RS1与第七旋转轴RS7之间。第二离合器CL2可以设置在第三旋转轴RS3与第四旋转轴RS4之间。第三离合器CL3可以设置在第四旋转轴RS4与第五旋转轴RS5之间。第四离合器CL4可以设置在第二旋转轴RS2与第四旋转轴RS4之间。第一制动器B1可以设置在第二旋转轴RS2与变速器壳体CS之间。第二制动器B2可以设置在第六旋转轴RS6与变速器壳体CS之间。

如上所述，根据本发明示例性实施方案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，其根据如图2中所示的操作模式图来实现十个前进挡位和一个倒车挡位。由于基于相对较少数量的部件和简单的配置能够实现十个挡位的多挡位换挡，因此用于车辆的多挡位变速器能够促进提高车辆的燃油效率和安静性，从而最终提高车辆的适销性。

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。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书及其等价形式所限定。

Claims (7)

1.一种用于车辆的多挡位变速器，其包括：

输入轴；

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与所述输出轴之间以传递旋转力，第一行星齿轮装置至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二旋转元件，所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件持续性地连接至所述输入轴，并且可变地连接至所述第二行星齿轮装置的第三旋转元件，所述第一行星齿轮装置的第三旋转元件可变地连接至所述第二行星齿轮装置的第二旋转元件，并且持续性地连接至所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件；

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

其中，所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件持续性地连接至所述第四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二旋转元件持续性地连接至所述第四行星齿轮装置的第三旋转元件；

其中，所述第四行星齿轮装置的第二旋转元件持续性地连接至所述输出轴，所述第四行星齿轮装置的第三旋转元件安装为通过所述至少六个换挡元件中的另一个换挡元件而能够固定的。

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以及所述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一旋转元件安装为通过所述至少六个换挡元件中的第一制动器而能够固定至变速器壳体；

所述第四行星齿轮装置的第三旋转元件安装为通过所述至少六个换挡元件中的第二制动器而能够固定至变速器壳体；

所述至少六个换挡元件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构成可变的连接结构。

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中的第一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三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二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二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在所述第二行星齿轮装置的第二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可变的连接结构；

所述至少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一旋转元件与所述第二行星齿轮装置的第二旋转元件之间形成可变的连接结构。

5.一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、第三行星齿轮装置以及第四行星齿轮装置，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、第七旋转轴以及第八旋转轴，其连接至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的旋转元件；

其中，所述第一旋转轴是直接地连接至所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件的输入轴，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一旋转元件，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、所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件以及所述第四行星齿轮装置的第一旋转元件，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二旋转元件，所述第五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，所述第六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、所述第三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，所述第七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；

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、第四离合器以及第一制动器和第二制动器，所述第一离合器设置在所述第一旋转轴与所述第七旋转轴之间，所述第二离合器设置在所述第三旋转轴与所述第四旋转轴之间，所述第三离合器设置在所述第四旋转轴与所述第五旋转轴之间，所述第四离合器设置在所述第二旋转轴与所述第四旋转轴之间，所述第一制动器设置在所述第二旋转轴与变速器壳体之间，所述第二制动器设置在所述第六旋转轴与变速器壳体之间。

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所述的用于车辆的多挡位变速器，其中，

至少六个换挡元件中的第一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三旋转元件之间形成可变的连接结构；

至少六个换挡元件中的第二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二行星齿轮装置的第二旋转元件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在所述第二行星齿轮装置的第二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可变的连接结构；

至少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一旋转元件与所述第二行星齿轮装置的第二旋转元件之间形成可变的连接结构；

至少六个换挡元件中的第一制动器在所述第一行星齿轮装置的第一旋转元件与变速器壳体之间形成可变的连接结构；

至少六个换挡元件中的第二制动器在所述第四行星齿轮装置的第三旋转元件与变速器壳体之间形成可变的连接结构。

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