CN106523613B - 用于车辆的多挡位变速器 - Google Patents

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Abstract

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、第二行星齿轮装置和第三行星齿轮装置，其设置为在输入轴与输出轴之间传递扭矩，每个行星齿轮装置包括三个旋转元件；至少六个换挡元件，其连接至第一至第三行星齿轮装置的旋转元件；该第一行星齿轮装置具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件，第一旋转元件持续性地连接至输入轴以及可变地连接至第三行星齿轮装置的第三旋转元件，第二旋转元件通过换挡元件中的任意一个而固定地安装以及可变地连接至第三行星齿轮装置的第三旋转元件，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以及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
本发明涉及一种用于车辆的多挡位变速器，更具体的，本发明涉及一种通过使用尽可能少的部件数量和简单的结构而实现尽量多的换挡挡位，从而能够提高车辆的燃料效率的技术。
背景技术
近年来，不断上涨的油价成为使全世界范围内的汽车制造商进入提高燃油效率的无休止的竞争的因素，就发动机而言，人们已经积极地进行一些努力以提高燃料效率并减少发动机的重量(诸如缩小尺寸或类似的技术)。
同时，在诸多可以应用在安装于车辆中变速器的提高燃料效率的方法之中，有一种方法是：通过多挡位变速器以使发动机能够在更高效的驱动点处驱动，由此最终提高燃料效率。
另外，上面所描述的多挡位变速器可使发动机能够以相对较低的每分钟转数(RPM)范围运行，以进一步改善车辆的安静性。
然而，由于换挡挡位数量的增加，配置变速器的内部部件数量也会增加，可能导致安装性能和传输效率恶化，并且其成本和重量也会增加。因此，为了通过使用多挡位变速器来最大化燃料效率的提高效果，重要的是能够设计出可以采用较少的部件数量和相对简单的结构来获得最大效率的变速器结构。
公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加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，其能够利用相对较少的部件数量和简单的结构来实现至少九个前进挡位和一个或多个倒车挡位，这样通过在发动机的最佳驱动点处驱动来最大化车辆的燃料效率的提高，并且通过发动机更安静的驱动来改善车辆的安静性。
根据本发明的示例性的实施方案，提供一种用于车辆的多挡位变速器，包括：输入轴和输出轴；第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置和第三行星齿轮装置，其设置为在输入轴与输出轴之间传递扭矩，每一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，其连接至第一至第三行星齿轮装置的旋转元件；其中，该第一行星齿轮装置具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件，第一行星齿轮装置的第一旋转元件持续性地连接至输入轴并且可变地连接至第三行星齿轮装置的第三旋转元件，第一行星齿轮装置的第二旋转元件通过换挡元件中的任意一个而固定地安装并且可变地连接至第三行星齿轮装置的第三旋转元件，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一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；第二行星齿轮装置具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件，第二行星齿轮装置的第一旋转元件通过换挡元件中的另一个而固定地安装并且可变地连接至第三行星齿轮装置的第一旋转元件，第二行星齿轮装置的第二旋转元件持续性地连接至输出轴并且可变地连接至第三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持续性地连接至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、第二行星齿轮装置和第三行星齿轮装置沿着输入轴和输出轴的旋转轴方向可以顺序地布置。
所述第一行星齿轮装置和第二行星齿轮装置可以配置为简单的单小行星齿轮装置；所述第三行星齿轮装置可以配置为简单的双小行星齿轮装置。
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第一制动器可以固定地安装至变速器壳体；所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件通过换挡元件中的第二制动器可以固定地安装至变速器壳体。所述换挡元件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可以形成可变的连接结构。
所述换挡元件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三行星齿轮装置的第三旋转元件之间可以形成可变的连接结构；所述换挡元件中的第三离合器在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三旋转元件之间可以形成可变的连接结构；所述换挡元件中的第四离合器在第二行星齿轮装置的第一旋转元件与第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间可以形成可变的连接结构；所述换挡元件中的第二离合器在第二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可以形成可变的连接结构。
根据本发明的另一个示例性的实施方案，提供一种用于车辆的多挡位变速器，包括：第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置以及第三行星齿轮装置，其每一个具有三个旋转元件；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，其与行星齿轮装置的旋转元件连接；其中，第一旋转轴为输入轴，其直接地连接至第一行星齿轮装置的第一旋转元件；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三行星齿轮装置的第一旋转元件；第四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二旋转元件；第七旋转轴为输出轴，其直接地连接至第二行星齿轮装置的第二旋转元件；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四旋转轴之间，第二离合器安装在第三旋转轴与第七旋转轴之间，第三离合器安装在第二旋转轴与第四旋转轴之间，第四离合器安装在第三旋转轴与第五旋转轴之间，第一制动器安装在第二旋转轴与变速器壳体之间，第二制动器安装在第五旋转轴与变速器壳体之间。
所述第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置和第三行星齿轮装置可以沿着输入轴和输出轴的旋转轴方向顺序地布置。
所述第一行星齿轮装置和第二行星齿轮装置可以配置为简单的单小行星齿轮装置；所述第三行星齿轮装置可以配置为简单的双小行星齿轮装置。
所述第一离合器可以安装为可变地在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三旋转元件之间进行连接；所述第二离合器可以安装为可变地在第二行星齿轮装置的第二旋转元件和第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间进行连接；所述第三离合器可以安装为可变地在第一行星齿轮装置的第二旋转元件和第三行星齿轮装置的第三旋转元件之间进行连接；所述第四离合器可以安装为可变地在第二行星齿轮装置的第一旋转元件和第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间进行连接。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，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实施方案中进行详细陈述，这些附图和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结构的结构图；
图2为用于图1的车辆的多挡位变速器的操作模式表。
应当理解，附图不一定是按照比例绘制，而是呈现各种特征的简化表示，以对本发明的基本原理进行说明。本发明所公开的具体设计特征(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。
在这些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记表示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呈现在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性的实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为这些示例性的实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性的实施方案，而且覆盖可以被包括在本发明的精神和由所附权利要求所限定的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和第三行星齿轮装置PG3，这些行星齿轮装置设置成在输入轴IN与输出轴OUT之间传输扭矩，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，其连接至第一至第三行星齿轮装置的旋转元件。
第一行星齿轮装置PG1具有第一旋转元件S1、第二旋转元件C1和第三旋转元件R1，第一旋转元件S1恒定地连接至输入轴IN并且可变地连接至第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3，第二旋转元件C1通过换挡元件中的任意一个可固定地安装并且可变地连接至第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3，第三旋转元件R1可变地连接至第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2并且恒定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具有第一旋转元件S2、第二旋转元件C2和第三旋转元件R2。第一旋转元件S2通过换挡元件中的另一个可固定地安装并且可变地连接至第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3，第二旋转元件C2恒定地连接至输出轴OUT并且可变地连接至第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3，第三旋转元件R2恒定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、第二行星齿轮装置PG2和第三行星齿轮装置PG3沿着输入轴IN和输出轴OUT的旋转轴方向顺序地布置。
第一行星齿轮装置PG1和第二行星齿轮装置PG2配置为简单的单小行星齿轮装置，第三行星齿轮装置PG3配置为简单的双小行星齿轮装置。
第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1由换挡元件中的第一制动器B1可固定地安装至变速器壳体CS，第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2由换挡元件中的第二制动器B2可固定地安装至变速器壳体CS。
换挡元件中剩下的换挡元件配置为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；换挡元件中的第三离合器CL3在第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1与第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3之间形成可变的连接结构；换挡元件中的第四离合器CL4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，以及换挡元件中的第二离合器CL2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的第一旋转元件S3之间形成可变的连接结构。
根据本发明的示例性实施方案，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中的每一个分别为第一太阳轮、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中的每一个分别为第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈，以及第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3、第二旋转元件C3和第三旋转元件R3中的每一个分别为第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈。
如上所述配置的用于车辆的多挡位变速器也可以呈现如下。
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、六个换挡元以及八个旋转轴，每一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可变地提供摩擦力；所述八个旋转轴连接至行星齿轮装置的旋转元件。
这里，第一旋转轴RS1为输入轴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，第二旋转轴RS2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和第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3，第四旋转轴RS4直接地连接至第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3，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的第二旋转元件C3，第七旋转轴RS7为输出轴，其直接地连接至第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2。
此外，所述六个换挡元件中的第一离合器CL1安装在第一旋转轴RS1与第四旋转轴RS4之间，第二离合器CL2安装在第三旋转轴RS3与第七旋转轴RS7之间，第三离合器CL3安装在第二旋转轴RS2与第四旋转轴RS4之间，第四离合器CL4安装在第三旋转轴RS3与第五旋转轴RS5之间，第一制动器B1安装在第二旋转轴RS2与变速器壳体CS之间，以及第二制动器B2安装在第五旋转轴RS5与变速器壳体CS之间。
根据图2所示的操作模式表，根据本发明的示例性实施方案，由于上述的包括有三个简单的行星齿轮装置和六个换挡元件的用于车辆的多挡位变速器可实现九个前进挡位和一个倒车挡位，其可以通过相对较少数量的部件和简单的结构来实现九个挡位的多挡位换挡，从而有助于改善车辆的燃料效率和车辆的安静性，并因此提高车辆的可销售性。
如上所述，根据本发明的示例性实施方案，通过使用较少数量的部件和简单的结构可实现至少九个前进挡位和一个或多个倒车挡位，通过将发动机驱动在最佳驱动点从而能够最大化的改善车辆的燃料效率并且使发动机更安静地运转以改善车辆的安静性。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”是用于参考图中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的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。对这些示例性实施方案的选择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不同选择形式和修改形式。本发明的范围由所附权利要求及其等价形式所限定。

Claims (9)

1.一种用于车辆的多挡位变速器，包括：
输入轴和输出轴；
第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置和第三行星齿轮装置，其设置为在输入轴与输出轴之间传递扭矩，每一个行星齿轮装置包括三个旋转元件；以及
六个换挡元件，其连接至第一至第三行星齿轮装置的旋转元件；
其中，该第一行星齿轮装置具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件，第一行星齿轮装置的第一旋转元件持续性地连接至输入轴并且可变地连接至第三行星齿轮装置的第三旋转元件，第一行星齿轮装置的第二旋转元件通过换挡元件中的任意一个而固定地安装并且可变地连接至第三行星齿轮装置的第三旋转元件，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一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；
第二行星齿轮装置具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件，第二行星齿轮装置的第一旋转元件通过换挡元件中的另一个而固定地安装并且可变地连接至第三行星齿轮装置的第一旋转元件，第二行星齿轮装置的第二旋转元件持续性地连接至输出轴并且可变地连接至第三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持续性地连接至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；以及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。
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、第二行星齿轮装置和第三行星齿轮装置沿着输入轴和输出轴的旋转轴方向顺序地布置。
3.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和第二行星齿轮装置配置为简单的单小行星齿轮装置；所述第三行星齿轮装置配置为简单的双小行星齿轮装置。
4.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的第二旋转元件通过换挡元件中的第一制动器固定地安装至变速器壳体；
所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件通过换挡元件中的第二制动器固定地安装至变速器壳体；
所述换挡元件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可变的连接结构。
5.根据权利要求4所述的用于车辆的多挡位变速器，其中：所述换挡元件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三离合器在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四离合器在第二行星齿轮装置的第一旋转元件与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；
所述换挡元件中的第二离合器在第二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形成可变的连接结构。
6.一种用于车辆的多挡位变速器，包括：
第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置以及第三行星齿轮装置，其每一个具有三个旋转元件；
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，其与行星齿轮装置的旋转元件连接；
其中，第一旋转轴为输入轴，其直接地连接至第一行星齿轮装置的第一旋转元件；
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三行星齿轮装置的第一旋转元件；
第四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二旋转元件；
第七旋转轴为输出轴，其直接地连接至第二行星齿轮装置的第二旋转元件；
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四旋转轴之间，第二离合器安装在第三旋转轴与第七旋转轴之间，第三离合器安装在第二旋转轴与第四旋转轴之间，第四离合器安装在第三旋转轴与第五旋转轴之间，第一制动器安装在第二旋转轴与变速器壳体之间，第二制动器安装在第五旋转轴与变速器壳体之间；
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；以及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。
7.根据权利要求6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、第二行星齿轮装置和第三行星齿轮装置沿着输入轴和输出轴的旋转轴方向顺序地布置。
8.根据权利要求6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和第二行星齿轮装置配置为简单的单小行星齿轮装置，所述第三行星齿轮装置配置为简单的双小行星齿轮装置。
9.根据权利要求6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可变地在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三旋转元件之间进行连接；
所述第二离合器安装为可变地在第二行星齿轮装置的第二旋转元件和第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间进行连接；
所述第三离合器安装为可变地在第一行星齿轮装置的第二旋转元件和第三行星齿轮装置的第三旋转元件之间进行连接；
所述第四离合器安装为可变地在第二行星齿轮装置的第一旋转元件和第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间进行连接。
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