专利名称：用于地面车辆尤其是机动车的传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于地面车辆，尤其是机动车的传动装置。
更具体地说，本发明涉及一种结构非常简单的、自动的和/或能够提供多个传动比的传动装置。
几乎所有的自动传动装置都使用差动机构，更具体地说，使用行星轮装置组合，其中的选择性连接机构，例如制动器、离合器和/或单向离合器等，能够改变各个行星轮系的传动比。通常，行星轮系提供两种传动比中的一种或另一种，其中一种传动比是直接传动比，是由离合器将行星轮系中相互啮合的两个转动元件连接到一起而获得的。提供两个以上传动比的行星轮系也是已知的，但它们通常由所谓“复式行星轮系”所构成，也就是说，该复式行星轮系具有三个以上的相互啮合的转动元件。实际上，它等效于至少两个基本的行星轮系。
为了满足对自动传动装置提出的现行要求，即提供多种不同的传动比(例如五种甚至六种)，自动传动装置的设计开始采用4个或者5个行星轮系。但从能量效率的角度考虑，这样的传动装置是笨重、昂贵、复杂和低效的。
此外，采用多个行星轮系使得自动控制变得特别复杂和昂贵。
欧洲专利申请EP-A-0683877公开了一种自动传动装置，它的自动控制巧妙地利用了螺旋齿的轴向推力，与此同时，该轴向推力还被用来测定所传递的扭矩，以及用作与该扭矩成比例的致动力。当行星轮系作为一个减速装置运行时，上述这个作用力使安装在行星轮系的输入元件和输出元件之间的一个直接传动离合器保持在脱开状态。同时，当发动机扭矩为动力扭矩时，该行星轮系的第三个元件通过单向离合器(自由轮装置)而保持静止状态；当发动机扭矩反向时(发动机制动运行时)，该行星轮系的第三个元件由一个受液压作用的辅助制动器保持静止。当转速足够高，足以使得离心配重(fly-weight)克服螺旋齿轴向力的作用时，直接传动离合器在离心配重的作用下开始啮合。液压致动力也被用来影响该传动装置的自动性能，也就是说，用来改变齿的推力和离心致动力之间的“自然”平衡。
就这个已知的传动装置来说，它的控制不那么复杂，也不太耗费能量，但它仍是一个只提供两种传动比的简单的行星轮系。此外，它还需要多个推力轴承，这将产生噪音和磨损。
轴向移动就需要键槽在载荷下工作，这将“不利于”由齿的推力和离心配重分别产生的关于扭矩和转速的信号。
这个已知的行星轮系其两个传动比中的一个和另一个之间的转换要涉及到它所有的元件，而且各个动作元件之间需要有很复杂的同步关系。尽管行星轮系理论上能够提供多个传动比，但考虑到从两个传动比其中之一转换到另一传动比时复杂的换档过程，由它提供两个以上的传动比实际上是不可能的。
本发明的目的之一是要提供一种传动装置，其中，从差动机构的一个传动比向另一传动比转换所需的机构将是非常简单的；本发明的另一目的是要提供一种传动装置，其中，简单的差动机构，也就是只有三个相互啮合元件的差动机构，将能够提供两种以上的传动比；本发明的再一个目的是要提供一种传动装置，它能够以非常简单的结构和很高的机械效率提供多种传动比。
按照本发明的第一种方式，提供了一种传动装置，其中差动机构包括-壳体元件；-输入转动连接件和输出转动连接件；-三个转动元件，它们相互啮合并且可以相对于壳体元件转动；-在所述这些元件之间的两个摩擦联接装置；-单向离合器，它阻止转动元件中的第一元件沿着一个方向相对于所述元件中的第二元件的相对转动；-所述联接装置的致动装置；其特征在于，-所述选择性连接的联接装置中的第一联接装置在机械结构上与所述单向离合器平行；-所述选择性连接的联接装置中的第二联接装置可操作地安装在所述元件中的第一元件和第三元件之间；-借助于一个在两个稳定状态之间运动的转换控制件，所述的两个摩擦联接装置配合工作；在每一个所述的稳定状态时，分别有一个摩擦联接装置啮合，而另一个摩擦联接装置脱开。
对于这个装置来说，改变传动比所需的所有连接变化中涉及到差动机构的第一转动元件。该第一转动元件的工作状态是i)通过选择性连接的第一联接装置，以及在某一扭矩方向时，通过与所述第一联接装置平行安装的单向离合器，使该第一转动元件固定于第二元件(例如，壳体)；ii)通过选择性连接的第二联接装置，使该第一转动元件固定于第三元件(例如，转动连接件其中之一；在一个更具体的实施例中，就是输入转动连接件)。
于是该传动装置的其他组成元件就都非常简单了。摩擦联接装置能够以非常有利的方式在空间上组合得彼此十分靠近。致动机构也非常简单，这是因为每个摩擦联接装置都有一部分固定于第一转动元件，因而不再需要在以不同速度转动的元件之间传递作用力。转换控制件通常连接成与第一转动元件一起转动，在它的两个稳定状态之间运动时，转换控制件经过一个浮动位置，此时两个摩擦联接装置都脱开啮合。这不算是一个缺陷，因为单向离合器同时实现了相当于第一选择性的联接装置正在啮合的状态。为此，单向离合器安装成与摩擦联接装置相平行，该摩擦联接装置在提供两个传动比中的较低的传动比时啮合，而单向离合器所阻止的转动方向是将要产生更低传动比的那个方向。
使差动机构的第一转动元件与转换控制件制成一体，以及齿轮轮齿制成螺旋齿，利用轮齿推力来有助于致动转换控制件，这些措施都是非常有益的。
在这种方式下，该装置的结构简单可靠，恒定的轮齿推力传递到转换控制件上。转换控制件最好由简单的施压元件构成，它具有两个相对的施压面，每一施压面能够压紧第一和第二摩擦联接装置其中相应的一个。
作为惯例，市场上可购得的单向离合器都不允许轴向移动。尽管在所述第一和第二元件之间设有单向离合器的情况下，但为了使第一转动元件能够轴向移动，在第一转动元件和第二元件之间最好设置一个机械结构上与单向离合器串联的、具备轴向移动能力的用于共同转动的装置。
这个用于共同转动的联接装置最好可操作地安装在第一和第二元件其中之一与单向离合器的支承件之间。在单向离合器的支承件与第一和第二元件中的另一个之间设有一个在机械结构上与单向离合器平行的、不可滑动的轴承。于是很好地避免了单向离合器受到任何的轴向应力。
另一方面，为了避免在前述具备轴向滑动能力的用于共同转动的装置中出现不正常的摩擦，对第一元件轴向滑动的引导最好与该具备轴向滑动能力的用于共同转动的装置无关。
用于共同转动的该部件可安装在第一元件和单向离合器的支承件之间。因而所述支承件以相同于第一元件的速度转动，同时轴向固定于第二元件，第二元件通常就是壳体元件。支承件然后能够支承于另一个致动件，例如弹簧，于是后者能够轴向地推动第一转动元件，两者之间无需设置任何轴向推力轴承。
再一个致动装置可以由液压推力部件构成，它连接于第一元件并与之同轴，同时还起着为第一元件滑动导向的作用。因此，变换传动比所需的所有致动工作都可以只通过在多个控制力作用下的第一转动元件和与之相连的转换控制件两者的移动而完成，不通过轴向推力轴承传递控制力。
上面已经描述了一种用于在行星轮系的两个传动比中选择传动比的、基本的连接与控制结构，它主要组合于差动机构的一个转动元件上。本发明还包括另一种这样的基本结构，该结构设置于差动机构的另一个转动元件上。差动机构的第三转动元件例如恒定地连接于输入转动连接件和输出转动连接件其中之一上，例如，连接于输出件。由此提供了一种能够有四种不同工作状态的行星轮系。
如果不与单向离合器平行的两个摩擦联接装置都与同一个转动连接件相关联，例如关联到输入件，当上述两个摩擦联接装置都脱开时，四种工作状态中与上述情形相应的一种就是空档状态。这是一种非常有用的工作状态，例如，能够在车辆的发动机轴转动的情况下，使车辆保持静止。如果另外两个选择性连接的联接装置是连接到输出连接件上的使差动机构锁止的制动器，就还可以实现停车制动功能。为了从空档状态转换到与某一传动比相应的其他三种工作状态其中之一，只需改变两个转换控制件其中之一的状态，这种改变可以逐渐进行，这足以保证使车辆逐渐启动。这样就通过单一的行星轮系，提供了一种同时具有三个传动比和一个空档的传动装置，该传动装置还具有逐渐启动机构，能够省去通常安装在车辆发动机和传动装置之间的离合器或变矩器。
按照本发明的另一种方式，可以在传动装置中使用两个由前述方式控制的差动机构。其中一个差动机构的工作状态之一可以是反向运动传动比。反向运动传动比最好由位于下游的那个差动机构来提供。
将会看到，即便是使用简单的单个差动机构，也能够提供多个前进传动比和一个反向传动比。
按照本发明的另一种方式，提供了一种传动装置，其中的传动机构包括-输入转动连接件和输出转动连接件；-至少两个转动元件，它们可以相对于壳体元件转动，并且至少间接地相互啮合；-至少一个摩擦联接装置，当它脱开时，能够提供传动装置的空档状态；当它啮合时，能够提供所述两个连接件之间的动力传动关系；-用于启动所述摩擦联接装置的致动机构，该致动机构包括a)两个对抗作用的致动装置，这两个对抗作用的致动装置的至少其中之一是可以控制的；b)所述两个相互啮合的转动元件至少其中之一可以轴向运动，还包括传递部件，用于将所述相互啮合的转动元件的沿轴向的轮齿推力传递到摩擦联接装置的施压元件上。
本发明的这种方式能够省去传统的输入离合器或输入变矩器。设在传动机构中的摩擦联接装置可操作转换至空档状态，此时，从原动机到待驱动负载例如车辆的车轮之间的动力传动路径中断于传动机构的内部。
此外，由传动装置中的齿轮轮齿所产生的沿轴向的轮齿推力被用作摩擦联接装置的致动力。如果轮齿推力沿着使摩擦联接装置啮合的方向，这样就减小了使摩擦联接装置啮合另外所需的作用力。通常，这一另外所需的作用力由可控制的致动器来提供，例如由液压致动器提供。离合器的脱开可由弹簧来完成，当可控制的致动器卸压时，弹簧足以克服轮齿推力。当传动装置最初处在空档状态而车辆发动机已经事先启动时，这种装置能够实现车辆的逐渐起动。可控制的致动器受控加载，以实现车辆平稳的逐渐起动。还可进行调整以避免任何冲击，例如，可以检测出车辆的加速，并且与所要求的值相比较。将比较的结果作为对可控致动器的加载程度，和/或发动机的动力，和/或发动机的r.p.m.进行调整的基础。
还可以这样布置传动机构，使得轮齿推力的方向与可控致动器产生的作用力的方向相反。因而它的起动性能在某种程度上是自行调整的，这是因为车辆过高的加速度将导致轮齿推力的增大，从而加大了使离合器在一定程度上脱开的倾向，也就是降低了离合器的夹紧力。这种方案的缺点在于，为使摩擦联接装置啮合，致动器产生的作用力要很大，因为该作用力必须克服轮齿推力，才能进而使离合器啮合。
按照本发明的再一种方式，提供了一种传动装置，其中的传动机构包括-输入转动连接件和输出转动连接件；-至少两个转动元件，它们可以相对于壳体元件转动，并且至少间接地相互啮合；-至少两个摩擦联接装置，每个摩擦联接装置当它啮合时，能够在所述的两个连接件之间，以相应的传动比提供相应的动力传动关系；-对抗作用的用于启动摩擦联接装置的致动装置，所述的致动装置包括至少一个可控制的对抗作用的致动装置；-其中，当两个摩擦联接装置都处于脱开状态时，传动装置实现空档。
通过两个摩擦联接装置，使得能够选择两个传动比中的一个或另一个。当两个摩擦联接装置都脱开时，传动装置实现空档状态，允许在车辆发动机转动时，车辆的驱动轮没有相应的转动。提供了一种非常简单的结构以选择三种工作状态。
更有益的是，通过使两个摩擦联接装置都处于啮合，还可以获得第四种工作状态。在大多数情况下，这第四种工作状态是直接传动状态。
按照本发明的再一种方式，提供了一种传动装置，其中的差动机构包括
-壳体元件；-输入转动连接件和输出转动连接件；-两个同轴的带齿元件，它们相对于壳体元件能够转动并且包括太阳轮；和冠形轮；-行星支架，它支承着与太阳轮和冠形轮相啮合的行星轮；-在行星支架和输出转动连接件之间的联接装置；-在同轴的带齿元件、壳体元件和输入连接件之间的选择性连接的联接装置；其特征在于，所述的选择性连接的联接装置包括-用于选择性地连接太阳轮与输入连接件，以及太阳轮与壳体元件的第一组合式机构；-用于选择性地连接冠形轮与输入连接件，以及冠形轮与壳体元件的第二组合式机构；由此提供-低传动比，此时太阳轮连接于输入连接件，冠形轮连接于壳体元件；-中间传动比，此时太阳轮连接于壳体元件，冠形轮连接于输入连接件；-直接传动比，此时太阳轮和冠形轮都连接于输入连接件。
由此为三速的传动装置提供了一种非常简单的结构，其中的齿轮数量如此之少只有三个。
而且在几乎没有增加复杂性的情况下，当两个模块使太阳轮和冠形轮分别脱离输入连接件时，还可以提供空档。
按照本发明的再一种方式，提供了一种传动装置，它包括-提供了低传动比、中间传动比和高传动比的三速传动机构，其低传动比与中间传动比之间的第一传动比间隔，至少大约是中间传动比与高传动比之间的第二传动比间隔的平方；-与该三速传动机构串联的、提供了较低传动比和较高传动比的两速传动机构，这两个传动比之间的第三传动比间隔介于第一传动比间隔和第二传动比间隔之间；
其中，通过下述组合而提供六个档位-第一档位低传动比与较低传动比；-第二档位低传动比与较高传动比；-第三档位中间传动比与较低传动比；-第四档位高传动比与较低传动比；-第五档位中间传动比与较高传动比；-第六档位高传动比与较高传动比。
这个具有上述传动比间隔分配的六速传动装置可以是本发明前述各种方式中所定义的类型。
通过说明书下文的非限制性实施例，本发明的其他特征和优点将变得更加清楚。
在附图中
图1和图2是本发明传动装置的第一和第二实施例的轴向截面示意图；图3是本发明传动装置第三实施例的、在某种程度上更详细的半部轴向横截面视图；图4是沿着本发明传动装置的两个平行轴线的轴向截面视图，对每一轴线都采用了半部视图的形式，并且带有局部的断开省略；图5是类似于图2的视图，表示了一个改进的实施例，但只示出了局部；图6是类似于图2的视图，表示了一个改进的实施例；图7和图8是本发明另外两个实施例的示意图；图9是对于图8右侧部分，即对于两传动比机构的改进实施例的视图；图10是本发明另一个实施例的示意图；图11是对应于图10实施例右侧部分的改进实施例的示意图；以及图12是本发明传动装置的又一个实施例的示意图。
在图1所示的实施例中，传动装置基本上由差动机构1组成，它包括壳体元件2，它仅仅示出了局部并且尤其包括固定轴21，该轴是静止的，不能移动和转动，且沿着该机构的主轴线X延伸；
输入转动连接件3，它不能相对于壳体元件2移动并且包括输入轴31，该轴在固定轴21端部之外沿着主轴线X延伸，输入轴31用于直接地或间接地连接至车辆的发动机驱动轴；输出转动连接件4，用于至少是间接地连接至车辆的车轮，它包括沿着轴线X设置的、且能够围绕着固定轴21作相对转动的管状轴31；太阳轮旋转件5，它围绕着固定轴21沿着轴线X设置，并且能够围绕着轴线X相对于固定轴21转动；冠形旋转件6，它围绕着轴线X转动地安装、以及布置成围绕着太阳轮旋转件5和固定轴21，输入连接件3有一个钟形件32，冠形旋转件6通过该钟形件32固定连接至输入轴31；行星支架旋转件7，它与输出轴41制成一体并且支承着心轴71，心轴71偏离主轴线X且围绕着轴线X均匀分布。行星轮72在心轴上自由转动，并且同时与太阳轮5和冠形轮6相啮合，与后两者一起形成了行星轮系；单向离合器8，它只用符号示意性地表示，该单向离合器8用来阻止太阳轮5沿着与输入轴31的转动方向相反的方向，相对于壳体元件2发生转动。
如果该传动装置只限于所描述的形式，那么只要施加在输入轴31上的扭矩是动力扭矩，该装置将仅以减速器的方式运行。在这种情况下，行星支架7所承受的来自输出轴41的载荷趋向于使心轴71不转动，于是作用于冠形轮6的动力扭矩趋向于使太阳轮5反向转动，但这一倾向被单向离合器8阻止，于是太阳轮5不转动而行星支架7转动，其转速界于太阳轮5的零转速和冠形轮6的与输入轴31转速相对应的转速之间。
如果作用于发动机轴31的扭矩是负扭矩，也就是说，车辆发动机的运行受到制动，车轮通过输出轴4趋向于使行星支架7的转速高于与输入轴31相连的冠形轮6的转速，这就趋向于使太阳轮5的转速也高于行星支架7的转速，这种情况单向离合器8无法加以阻止。这种错误的运行情况必须避免，因为它会导致在车辆没有制动的情况下发动机空转。因此，在太阳轮5和壳体元件2之间设有第一摩擦联接装置，或制动器9，它在机械结构上与单向离合器8平行。当制动器9啮合时，它使太阳轮5相对于壳体元件2保持静止，因而使得传动装置在施加于输入轴31上的扭矩是负扭矩时，也以减速器的方式工作，与扭矩是正扭矩时的方式相同。制动器9的尺寸设计要足以保证制动工作，它所涉及的扭矩较之峰值动力扭矩要小的多。
借助于第二摩擦联接装置，或离合器10，该传动装置还能够实现直接传动比。离合器10能够有选择地将行星轮系的三个旋转元件5，6，7中的两个元件连在一起共同转动，从而使得整个行星轮系以一个整体围绕着轴线X转动。通过单向离合器8能够自动地实现这点，但需要制动器9脱开啮合。
按照本发明的一个重要特征，第二摩擦联接装置10与其他联接装置都连接于同一个转动元件。也就是说，在所示的实施例中，与所述的其他联接装置一样，即与单向离合器8和第一联接装置9一样，第二摩擦联接装置10也连接于太阳轮5。
更具体地说，在所示的实施例中，第二摩擦联接装置10可操作地安装在太阳轮5和输入连接件3之间。
上面已经说过，第二摩擦联接装置10的啮合需要第一摩擦联接装置9脱开啮合；反之亦然，制动器9的啮合需要离合器10脱开啮合。为此，按照本发明的另一个重要特征，单一的一个控制件111用作两种稳定的工作状态之间的转换件。在所述的每一种工作状态中，分别有其中一个摩擦联接装置9，10发生啮合而另一个脱开啮合。在所示的实施例中，转换控制件111是一个可以轴向移动的压力元件。当受压朝着图1的右侧运动时，压力元件111使制动器9啮合而离合器10脱开啮合；当受压朝着图1的左侧运动时，压力元件111使制动器9脱开啮合而离合器10发生啮合。从这两种稳定的工作状态中的一种转换到另一种是通过轴向平动而完成的。
压力元件111与太阳轮5制成一体，因而其转速与太阳轮的转速相同。由于两个摩擦联接装置9，10都具有将太阳轮5选择性地与该机构1中的其他相应元件相连接的功能，将压力元件111与太阳轮5连接成一体就能够使压力元件111成为一个公共的压力元件，它具有两个彼此相对的施压表面，即用于使制动器9的盘接合的施压面112，以及用于使离合器10的盘接合的施压面113。
一般来说，市场上可获得的各种单向离合器需要安装在相互间轴向静止的两个元件之间。因此，考虑到太阳轮5的轴向运动，单向离合器8就不能直接安装在太阳轮5和壳体元件2之间。因此设置了一个支承件51，它的外表面上有与太阳轮5相应的轴向键槽53相啮合的轴向键槽52。于是当太阳轮5连同支承件51一起转动时，它可以相对于后者滑动。借助于一个安装在支承件51和固定轴21之间的轴向不能滑动的轴承54，支承件51相对于壳体元件2轴向保持静止。单向离合器8与轴承54平行，也安装在支承件51和固定轴21之间。
为了对两个摩擦联接装置9，10进行转换控制，转换控制件111受到三个致动装置的相关作用-业已描述过的包括连成一体的转换控制件111和太阳轮5的第一致动装置。由于连接成一体，转换控制件111受到因螺旋齿而产生在太阳轮5上的轴向推力。该轴向推力反映了轮齿所传递的扭矩；-设置在轴向静止的支承件51和太阳轮5之间的、包括至少一个弹簧114，例如一叠BELLEVILLE型垫圈，的第二致动装置；-第三致动装置是一个液压致动器116，它包括成形在壳体元件2中的环形腔22，以及与转换控制件111连成一体的、围绕轴线X呈环形的活塞117。于是活塞117围绕着轴线X在腔室22中转动，腔室22则与壳体元件2连成一体。
图1中以箭头F1，F2表示了太阳轮5所受到的轮齿推力的两个可能的方向。对于给定的轮齿倾斜方向，当施加在输入轴31上的扭矩是动力扭矩时，所产生的轴向推力与给定的方向相对应；当施加在输入轴31上的扭矩是负扭矩时(发动机制动工作)，推力方向也相反。
假定当扭矩是动力扭矩时，轮齿推力的方向朝向右侧(箭头F1)，工作过程如下-在开始阶段，弹簧114使制动器9保持啮合以及离合器10脱开传动装置以减速器方式工作。在传递动力扭矩的过程中，由于轮齿的轴向推力加在弹簧114的作用力上，轮齿推力F1强化了制动器9的啮合；-为了转换到高速传动比，一个适当的液压力施加到致动器116上，以克服弹簧114的作用力以及可能存在的轮齿推力F1；-为了使装置从直接传动比转换回到减速传动，只需通过一定的所需操作释放掉致动器116的腔室22中的压力。
当发动机制动工作时，轮齿推力的方向反向，并且推力很小，不足以克服弹簧114的作用力。因此除非有一个适当的液压力作用在腔室22中，该装置通常就以减速器方式工作。在这两个工作状态的转换过程中，也就是在控制件111的两个稳定状态的转换过程中，存在着一个中间状态，此时两个摩擦联接装置都不啮合。假定此时作用在输入轴31上的扭矩是动力扭矩，则两个摩擦联接装置9，10同时脱开不会产生问题，这是因为通过单向离合器8使太阳轮5保持静止，于是装置以减速器形式工作。反之，假如作用在输入轴31上的扭矩是负扭矩，理论上存在着太阳轮5加速、输入轴31减速、同时输出轴41加速的危险。但实际上由于作用在输出轴41上的载荷惯量(车辆的质量)很大、作用于输入轴31的负扭矩的值很小、以及发生这种情况的持续时间很短，因此其影响很小。
也可以另外选择轮齿的螺旋角，使得当施加在输入轴31上的扭矩是动力扭矩时，轮齿推力沿着F2的方向。在这种情况下，弹簧114必须足够有力，以便在所有需要克服轮齿推力F2的情况下都能够使该装置保持减速工作状态。但为了这一目的弹簧也不必提供过量的作用力，只需当制动器9初步啮合时能够使离合器10脱开即可，这是因为单向离合器8起着使太阳轮5保持静止的作用。当发动机制动工作时，由于轮齿推力反向并沿着F1的方向，使制动器9更紧地啮合。
为了直接传动，向腔室22提供足以使离合器10紧密啮合的液压力。
如图1中虚线所示，也可以用安装在支承件51和转换控制件111之间的弹簧118来代替弹簧114，使得弹簧的作用方向不再与致动器116的作用方向相反，而是与后者的方向相同。在这种情况下，以及如图所示地假如没有设置其他的致动机构，就需要将轮齿推力的方向选择为当输入轴31上的扭矩为动力扭矩时，轮齿推力沿着F1的方向。这样，当轮齿推力克服弹簧118的反向推力以及致动器116中通常存在的压力时，装置就以减速器方式工作。
当轮齿推力F1充分减小，和/或当足够高的压力或补充压力作用到致动器116的腔室中，就能转换到直接传动。在直接传动时需要发动机制动工作，因为此时所有致动器的作用力都朝向图1左侧的方向。
也还可以有另外的结构组合，例如，使致动器的工作方向与弹簧118的工作方向相反。在这种情况下，弹簧118用于促使产生直接传动，而启动后的致动器则用来促使发动机制动工作。因此，较有利的情形是将轮齿推力的方向F1选择为当输入轴31上的扭矩是动力扭矩时轮齿推力沿着F1的方向。对于发动机的制动工作，轮齿推力反向并且促使发生直接传动，但可以通过适当的液压力有选择地阻止发生这种情况。
对图2的实施例仅描述其区别于图1的内容。
图1表示了一种所谓“组合式”控制结构的传动装置，它实际上将所有控制件和连接件都组合到行星轮系的一个转动元件，即太阳轮5上。这样就能够使其他的控制和选择性连接件去作用到行星轮系的至少另一个转动元件上，以此提供另外的传动比。在图2的实施例中，第二个致动与控制机构被组合到行星轮系5，6，7的冠形轮6上。
在这个实施例中，除了太阳轮5能够有选择地与输入连接件3或壳体元件2相连外，冠形轮6也可以有选择地与输入连接件3或壳体元件2相连，这里示出了壳体元件的另一部分23。组合到冠形轮6上的控制与连接机构与太阳轮5上的非常相似。更具体地说，一个转换控制件211与冠形轮6制成一体并且可以与之共同轴向移动。元件211包括一个施压面212，用于使可操作地安装在冠形轮6与壳体部分23之间的制动器209有选择地啮合；元件211还包括一个与施压面212相对的施压面213，用于使可操作地安装在冠形轮6和输入连接件3之间的离合器210有选择地啮合。壳体2的局部23确定了液压致动器216的腔室24，活塞217与冠形轮6牢固相连并且可以在所述腔室中滑动。一个支承件251通过键槽252，253可以相对于冠形轮6作轴向滑动并且与冠形轮6连在一起共同转动。在支承件251和壳体部分23之间，设置了一个与单向离合器208平行的不能轴向滑动的轴承254，单向离合器208用来阻止冠形轮6沿着与输入轴31通常的转动方向相反的方向相对于壳体元件2发生转动。弹簧214轴向地安装在支承件251和活塞217之间，用于沿着与腔室24中通常存在的液压力的作用方向相反的方向，对冠形轮6施加作用力。
对应于转换控制件111和211的稳定状态的四种组合，图2所示的传动装置可以具有四种主要的工作状态-如果元件111位于图2右侧的稳定状态，且元件211位于图2左侧的稳定状态，两个离合器10，210都脱开。由于输入连接件3与行星轮系的所有转动元件都未连接，从而产生空档状态；-从这种空档状态开始，通过使控制件111转变到其另一种稳定状态，同时由制动器209和/或单向离合器208使冠形轮6保持静止，就可以提供第一传动比。所实现的第一减速比对应着输出轴41相对于输入轴31很低的转速；-然后，通过使两个转换控制件111，211同时或者几乎同时改变其稳定状态，从而使制动器9和离合器210啮合，同时让离合器10和制动器209脱开，就可以实现第二传动比。这再次产生了图1中的减速传动方式，它对应着输出轴41的转速仍然低于输入轴31的转速，但与前面结合图2所描述的第一传动比相比，是一种适度的减速；-第四种状态是直接传动状态，由冠形轮6的控制件211保持在使离合器210啮合的状态，以及将控制件111转换到使离合器10啮合的状态而获得的。输入连接件3于是同时与太阳轮5和冠形轮6固连，这导致了传动装置的直接传动。
太阳轮5具有螺旋齿，冠形轮6也有螺旋齿。因此，组合于冠形轮6的控制与连接机构也受到三个力的相关作用，这三个力是轮齿推力、弹性作用力、以及由液压装置有选择地施加的作用力。
同样，如同结合图1所描述的那样，这三个作用力的方向可能有多种不同的组合。在图2所示的实施例中，组合到冠形轮6上的控制与致动机构是与组合到太阳轮5上的相应机构反向的，因为在运行时，冠形轮6上的轮齿推力总是与太阳轮5上的轮齿推力等值反向。因此，在这个非限制性的实施例中，对于这两个组合机构来说，致动作用力的不同方向的组合都是相同的。
应当注意，尽管在这个单一和简单的行星轮系中提供了四种工作状态，但控制元件和连接件都例如与行星支架7及输出轴41无关，以及不需要推力轴承来在具有不同转速的转动元件之间传递推力。
象在图1的实施例中那样，液压活塞的位置距离相应的转动元件很远，活塞与行星轮系中的这些相应转动元件连接成一体并且同时为它们作轴向导向。因此，键槽52，53；252，253不具有导向功能，因而也就不会产生很大的摩擦。很大的摩擦可能会影响由轮齿推力产生的扭矩信号。
适当地选择致动力的方向，更具体地说，就是在图1例举的组合式结构的所述四种可能的作用力组合中适当地选择致动力的方向，就能够最大程度地减小液压致动所需的能量，以及减小传动装置的运行本身所需要消耗的动力。
在图2的第一减速比和第二减速比之间的转换过程中，有可能发生瞬间的过渡状态，这可能表现为空档甚至是直接传动。通过适当地控制每个腔室22，24中的液压压力，使两个控制件111，211适当地同步运动，就可以避免上述情况。例如，从第一减速比转向第二减速比时，可以让离合器210逐渐开始啮合，以使冠形轮6逐渐转动，直到输出轴41与输入轴31之间的转速比对应于第二减速比，并且只有在这一时刻才开始释放离合器10，同时继续增加离合器210的压紧力。这样，通过这两个阶段的相互均衡，传动比基本上恒定保持等于第二减速比，直到传动比转换过程结束。因而显然本发明能够以很简单的方式同步地、大体上同时地改变四个摩擦联接装置的状态。
在空档状态，弹簧114，214使制动器9，209保持啮合。这样，整个行星轮系以及与之相连的输出轴41不转动，由此实现停车制动。在这种情况下，例如通过启动车辆发动机就可以使输入轴31转动，然后通过在腔室22中逐渐地施加液压力，从而使离合器10逐渐啮合，并引入车辆的逐渐启动，以此使车辆逐渐启动。因此，图2的传动装置可以省去通常安装在发动机和车辆变速器之间的离合器或变矩器。
对图3的传动装置仅描述其区别于图2的内容。
在图3的实施例中，该传动装置包括两个串联安装的差动机构，即，沿着从输入连接件3到输出连接件4的顺序，与图2中的机构基本上相似的第一差动机构301，以及将在下文中详细描述的第二差动机构302。
机构301与图2机构的区别在于，固定轴21是管状的并且围绕着输入轴31。车辆发动机假定位于图3的左侧，而不是(象图2的情形那样)位于图的右侧。
机构301的各个元件被标以与图2中的元件相同的参考标号。然而，原来与冠形轮6连成一体的活塞217现在由与壳体元件2连成一体的活塞27代替，以及构成冠形轮的元件6确定了相应的以数字64标注的液压腔室。弹簧214不再支承于活塞，而是安装成围绕着导杆61，导杆61则与冠形轮6连成一体并且滑动地延伸穿过支承件251，支承件251上设有适当的孔。弹簧214安装在支承件251的背面以及导杆61的凸缘62之间。为了更好地滑动导向，冠形轮6在其内孔中设有衬管63，以便于在管状轴41的外周面上滑动。管状轴41现在不仅是第一差动机构301的输出轴，而且也是第二差动机构302的输入轴。轴41连接至差动机构302的输入连接件330。
包括一个简单的行星轮系的差动机构302主要包括太阳轮350、冠形元件360以及行星支架370。冠形元件360与输出件4制成一体，并且通过轴承365使之相对于作为壳体元件2一部分的套管26轴向上保持静止。输出件4设有与主轴线X共轴布置的齿轮轮齿42。轮齿42用来与一个未示出的齿轮相啮合，该齿轮的支承轴线平行于主轴线X。行星支架370支承着偏心设置的心轴371，行星轮372转动地安装在心轴371上，并且同时与太阳轮350的齿以及冠形轮360的齿相啮合。
太阳轮350连接有组合式的连接与控制机构，它包括用于选择性地将太阳轮350连接于壳体元件2的制动器309，用于选择性地将太阳轮350连接于输入连接件330的离合器310，以及包括施压元件的转换控制件311。转换控制件311与太阳轮350制成一体，并且包括用于在其两个稳定状态其中之一时使制动器309啮合的施压面312；以及方向相反的、用于在其另一个稳定状态时使离合器310啮合的施压面313。太阳轮350与壳体2一起确定了液压致动器316的腔室322，腔室322被设置成当它充压时，能够推动太阳轮350朝着使离合器310啮合、并且使制动器309脱开的那个稳定状态方向进行运动。
与连接于差动机构301的太阳轮5上的组合式结构不同，这里的单向离合器308安装成与离合器310平行，而不是与制动器309平行。单向离合器308阻止太阳轮350转动得比输入连接件330更快。然而，单向离合器自身的安装方式则与已经描述过的方式相似单向离合器308安装成与位于输入连接件330和支承件351之间的一个轴向不可滑动的轴承354平行。输入连接件330自身则通过一个示意性表示的轴承333相对于壳体元件2轴向上不能运动。支承件351通过键槽352，353与太阳轮350连在一起共同转动。弹簧314安装在支承件351和太阳轮350之间，以便沿着与液压腔322中的压力所确定的方向相反的方向推动太阳轮350。行星轮系的轮齿是螺旋齿，因此，与前述的所有组合式控制机构相同，太阳轮350受到三个作用力的组合作用，它们是轮齿推力，弹簧314的弹性力，以及腔室322中的液压力。
机构302还包括爪式离合器装置373，爪式离合器装置373包括带有连接齿376的控制件374。控制件374可在三个档位之间运动，即图中所示的空档“N”；前进驱动档“D”，此时行星支架370与第二差动机构302的输入连接件330相互连接共同转动；以及反向驱动档“R”，此时行星支架370与输入连接件330脱开，并且连接到与壳体元件2成一体的套管26上。控制件374也是管状的，它移动地插在固定轴21和固定套管26之间。
现在来描述第二差动机构302的工作过程，当爪式离合器置于前进档位置“D”时，允许有两个不同的前进传动比。
当离合器310啮合时，输入连接件330通过离合器310与太阳轮350一起转动，同时通过爪式离合器373的连接齿376又与行星支架370一起转动，于是机构302以直接传动的方式运行。当离合器310脱开、以及制动器309啮合时，太阳轮350锁定于壳体元件2，输入连接件330只驱动行星支架370。因此，行星轮372围绕着太阳轮350的齿滚动，使得冠形轮360以快于行星支架370的速度转动。机构302于是以超速传动的方式运行。
在上述两个稳定状态的转换过程中，由于施加在输出件4上的载荷的作用，冠形轮360趋向于停止转动，因而太阳轮350趋向于比行星支架370和输入连接件330所构成的组件转动得更快，但这一倾向被单向离合器308所阻止。
当爪式离合器373置于反向位置“R”时，行星支架370不能转动，因此，行星轮372如同运行在太阳轮350和冠形轮360之间的运动反向机构。在这种情况下，必须通过腔室322中适当的液压压力，克服弹簧314的作用力使离合器310啮合，由输入连接件330引入的运动这样才能传递至太阳轮350。由于冠形轮360的直径大于太阳轮350的轮齿的直径，因此反向运动以减速方式进行。
通过适当地选择齿轮元件不同直径之间的比值，图3给出了这种选择的大致设想，当爪式离合器373置于前进档位置“D”时，图3的传动装置能够提供6种前进传动比。
这6种前进传动比是-第一总传动比，此时机构301运行于其第一减速比(最大减速比)，而第二机构302运行于其低传动比模式(直接传动比)；-第二总传动比，此时机构302转换到超速传动状态，而机构301保持在强的减速状态；-第三总传动比，此时机构301以第二传动比(适度减速比)状态运行，而机构302以其直接传动方式运行；-第四传动比是整个传动装置的直接传动状态；-第五传动比，当机构301以其第二传动比(适度减速比)方式运行，而机构302以超速方式运行时，就获得第五传动比；-第六传动比，机构301运行于直接传动模式，而机构302处于超速模式。
-另外还有反向传动比，此时爪式离合器373置于“R”位置，当机构301以其第二传动比(适度减速比)方式运行时，即可获得适当的反向传动比。
爪式离合器373置于“N”位置就释放了输出件4，这种状态可能是非常有用的，例如，用手推动车辆、在机构301未启动的情况下牵引车辆、或者在机构301处于停车制动的情况下实现。之所以能够使停车制动不起作用，其原因是机构301在发动机到车轮的整个传动路径中位于爪式离合器的上游。
图3的传动装置其显著特征是只用两个简单的行星轮系，只由三个液压活塞和六个摩擦连接机构，就能提供六种传动比和一个反向传动比。此外，液压致动器只提供补充作用力因而减小了能量消耗。在六个摩擦连接机构中，总是只有其中的三个处于啮合状态，因此在传动装置中不会产生多余的摩擦力。
在行星轮系中获得第一差动机构301的三种传动比的方式中，第一传动比与第二传动比之间的传动比间隔远远大于第二传动比与直接传动比之间的传动比间隔。具体地说，第一传动比间隔基本上等于或大于第二传动比间隔的平方，更具体地说，大约是第二传动比间隔的立方。例如，三个传动比分别是1∶4.2，1∶1.4和1∶1，所给出的第一传动比与第二传动比之间的第一传动比间隔是4.2/1.4＝3.00；而第二传动比与直接传动比之间的第二传动比间隔是1.4/1＝1.4。选择第二差动机构中的超速传动比，使其传动比间隔的值介于第一机构的第一和第二传动比间隔值之间，例如大约1.8，于是超速传动比大约是1∶1.8。
对图4的实施例只描述它与图3实施例之间的区别。在图4的实施例中，机构301，302基本上与图3中的相同，但它们分别沿着轴线X1，X2排列，轴线X1，X2则彼此分开相互平行。机构301的输出元件41带有一个输出齿轮43，它与机构302的输入齿轮334相啮合，该输入齿轮334与输入连接件330制成一体。在机构302中，不再有输入轴31，也没有固定轴31，因此输入连接件330以带有齿轮334的轴336的形式占据了中心位置，爪式离合器中的套形控制件374围绕着轴336。
图4的双轴式布置简单易行，这是因为两个机构301，302仅通过(第一机构的输出轴41和第二机构输入连接件330之间)单一的转动连接而相互连接，而且能够使得设计结构很短。因而就可以预料，例如，可以将直列的六缸发动机横向地安装在车辆中并连接着六速的自动传动装置。有可能在发动机和适当的传动装置之间省去离合器或变矩器则进一步减小了对轴向空间的要求。
对图5的实施例仅描述它与图2之间的区别。
行星支架7不再刚性地连接于输出轴41。该差动机构中设有爪式离合器机构73，它包括-爪式离合器44，它设有致动件29并且连接成与输出轴41一起转动，致动件可在三个位置之间轴向运动，即(空)档“N”；图中所示的(前进驱动)档“D”，此时行星支架7与输出轴41连在一起共同转动；以及(倒)档“R”，此时冠形轮6与输出轴41连在一起共同转动，为此，冠形轮6设有爪式的离合器齿65；-爪式离合器28，它被安装成不能在固定轴21上转动，但能够随同爪式离合器44平动。当爪式离合器44处在倒档“R”位置时，爪式离合器28使行星支架7与固定轴21相连，因而也就是与壳体2相连；-爪式离合器255，它可在爪式离合器机构44上自由转动并随同后者一起平动。爪式离合器255与设在支承件251上的爪式离合器齿256恒定啮合。支承件251不再与冠形轮6相连，除非在前进档“D”时，支承件251通过爪式离合器255才与冠形轮6相连，此时爪式离合器机构255与爪式离合器齿65相啮合。
在前进档时，工作情形与图2中相同。在反向传动时，制动器209和(图2中的)离合器10啮合；心轴71由于爪式离合器28而锁定；行星轮72作为运动反向机构，工作在与输入件相连的太阳轮5和与输出件相连的冠形轮6之间；并且由于脱离了单向离合器的支承件251，因而能够反向转动。太阳轮5和冠形轮6之间的减速程度足以满足要求。
这样就以简单的单一行星轮系，使一种具有三个前进传动比、一个倒档传动、一个空档和逐渐启动装置的车辆实现了完全的自动传动。为了从前进档转换至倒档，一个爪式离合器机构通常就能满足要求，这是因为这种转换通常是在车辆停止时进行，此时即便发动机正在驱使输入轴31转动，但爪式离合器转换所涉及的所有元件都是静止的。
在反向传动方式时，冠形轮6转动而支承件251静止，因此，轴向推力轴承141插在弹簧214和冠形轮6之间。
对图6的实施例仅描述它与图2之间的区别。
弹簧114和214这里已经省去，代之以安插在太阳轮5和冠形轮6之间的单一弹簧元件14，用以沿相反的方向推动上述两个齿轮。对每个齿轮而言，这就象图2中弹簧114，214对其所施加的作用一样，即抵御每个液压致动器的作用。由于太阳轮5和冠形轮6的转速是不同的，直接传动时除外，因此推力轴承142安插在弹簧14和太阳轮、冠形轮6其中之一之间，例如在图示的实施例中，所述的其中之一是指太阳轮5。
在图6实施例的第一和第二传动比中的每个时，总有一个液压致动器充压，并且通过弹簧14和推力轴承142向后推动另一个致动器的活塞。
在直接传动时，两个液压致动器都充压，以此最大程度地压缩弹簧14，同时，象图2实施例中那样，使离合器10，210啮合。
在一个未示出的实施例中，弹簧14和推力轴承142的组件由一个在直接传动时卸压的、附加的液压致动器所代替。
对图7的实施例仅描述它与图4之间的区别。图7中使用的与前面附图中相同的数字标记代表着与前面附图中的元件相同、或非常相似的元件。
图7的实施例包括第二差动机构302，它与图4的第二机构大体相似，但有下述几个主要区别-机构302的输入连接件330与行星支架370、以及与传动装置的输入轴131制成一体；-反向传动机构不再由第二机构302所包含，而是在传动装置中构成一个独立的单元303，对此下文将予以描述；-沿着传动装置的从输入轴131到输出齿42的传动路径，第二机构302安装在第一机构301的上游；以及-第二差动机构302的冠形轮360与输出连接件304制成一体。输出连接件304包括齿轮轮齿，它通过中间齿轮81，驱动着第一传动机构301的带有轮齿的输入转动连接件3。
第一机构301大体上与图6中的第一机构相似，区别在于输出转动连接件4通过爪式离合器机构连接于行星支架7，所述的爪式离合器机构包括爪式离合器44，后者可在两个位置之间运动，即前进档位“D”，此时行星支架7与输出连接件4相连，两者一起转动；以及档位“R，N”，此时如图所示，行星支架7与输出连接件4脱开。
第一机构301的输出连接件4设有与中间输出件45的轮齿相啮合的轮齿，输出齿42与该中间输出件制成一体，并且中间输出件45转动地安装在传动装置的输入轴131上。于是整个传动装置的输入(轴131)与输出(齿42)同轴。这是一个优点，它使传动装置能够根据所允许的空间，绕着输入输出的共同轴线X3在车辆的马达室中自由地选定方向。
反向传动机构303围绕着几何轴线X3安装，以便选择性地使传动路径绕过第一机构301。反向传动机构303包括爪式离合器机构361，它选择性地使第二机构的冠形轮360，及其成一体的输出连接件304，与齿轮82一起转动。齿轮82围绕着输入轴131自由转动，并且与偏置的中间阶梯齿轮83相啮合。中间阶梯齿轮83然后再与中间输出件45的第三齿84相啮合。
正是由于这样的布置，在直接传动时，因为在第二机构302的输出连接件304与第一机构301的输入连接件3之间安装有中间齿轮81，使得输出齿42的运动方向与输入轴131的运动方向两者相反；而在反向传动时，输出齿42和输入轴131的转动方向则是一样的。爪式离合器机构361的爪式离合器362可以在两个位置之间运动，即图7所示的位置“N，D”，此时第二机构302的输出件304与齿轮82脱开连接；以及倒档位置“R”，此时输出件304与齿轮82连在一起。爪式离合器44，362两者是联动的，从而当爪式离合器44置于“R，N”位置、同时爪式离合器362置于“R”位置时，就实现了反向传动状态；而当爪式离合器44置于“D”位置、同时爪式离合器362置于“N，D”位置时，就实现了前进传动状态；当爪式离合器44置于“R，N”位置、同时爪式离合器362置于“N，D”位置时，就实现了空档状态。在前进传动位置时，当致动器116，216都卸压时，就由第一机构301实现了停车制动功能；而当实现空档状态时，输出齿42可以自由转动。因此，传动装置的输入轴131可以与发动机101的轴整体相连，无需在两者之间装入任何的输入离合器或变矩器。
对图8的实施例仅描述它与图7之间的区别。
其中的第二机构302类似于图7中的第二机构，区别在于它的输出连接件304不再与反向驱动机构相连，也不象在图7中那样以中间齿轮81为中介齿轮，而是与第一机构301的输入连接件3的轮齿直接啮合。
第一机构301类似于图7中的第一机构，区别在于行星支架7恒定地连接于第一机构301的输出件4。
此外，冠形轮6不再是选择性地连接于壳体元件2，而是由离合器209和单向离合器208的组件将冠形轮6连接于一个可围绕着第一传动机构301的轴线X4进行转动的支架86。
输出元件4和支架86都设有轮齿，这些轮齿分别与整体制造在环形件87，88上的相应的轮齿相互啮合。环形件87，88可围绕着输入轴131转动并与之同轴。静止环89与壳体元件2连为一体，并且与环形件87，88沿轴向对齐，安装在环形件87，88之间。这三个环87，88，89都可以相对于中间连接件45的管状轴作相对转动，并且位于该管状轴的两个齿轮凸缘46之间。第一爪式离合器91选择性地将环形件87连接于传动装置的输出齿42，使两者共同转动以提供直接传动，或者将环形件87连接于静止环89，使行星支架7不能转动以提供反向传动。第二爪式离合器92选择性地将第二环形件88连接于输出齿42或静止环89，使它们共同转动，从而将支架86要么连接于输出齿42以提供反向传动，要么连接于壳体2以提供直接传动。通过连接件93使两个爪式离合器91，92同步联动。
对图9的实施例仅描述它与图8之间的区别。
第二差动机构302现在由一个两速的中间轴机构402所代替，该机构402还起着这样的作用将动力从输入轴131延伸所在的轴线X3传递到未示出的第一差动机构301的与轴线X 3平行的轴线X4。更具体地说，就是将动力从传动装置的输入轴131传递到第一差动机构301的输入连接件3。
机构402包括两个不同直径的推进齿轮410，420，它们转动地安装在输入轴131上，并且分别与接纳齿轮411，421相啮合。齿轮411，421与输入连接件3连成一体。较小的那个推进齿轮410通过单向离合器408选择性地连接于输入轴131。单向离合器408被安装成与离合器413平行，而离合器413则在致动器416启动后产生啮合。
较大直径的那个推进齿轮420滑动地安装在输入轴131上，并且选择性地当摩擦离合器423啮合时与轴131相连而共同转动。离合器423的啮合是由液压致动器426导致的，液压致动器426沿轴向推动推进齿轮420，其推动方向与推进齿轮420在将动力扭矩从输入轴131传递到输入连接件3时所产生的轮齿推力425的方向相对应。在推进齿轮410，420之间设有一个弹簧414，它串联在推力轴承442的后面。
图9实施例的工作方式如下当致动器416，426都未启动，以及动力扭矩施加于输入轴131时，单向离合器408驱动推进齿轮410，后者再以两个传动比中的较低的传动比驱动输入连接件3；当施加在输入轴131上的扭矩变为负的时(发动机制动状态)，可以启动致动器416，以保持上述同样的传动比。
当致动器416卸压以及致动器426启动，以使离合器423啮合时，机构402便转换到其较高的传动比。上述情形相当于由输入连接件3的转速确定的推进齿轮410的转速关系保持不变，仍然由单向离合器或称自由轮408予以传动时，对应着输入轴131的一个较低的转速。
对图10的实施例仅描述它与前述实施例之间的区别。
第一机构301和第二机构402沿着同一个几何轴线X5串联安装。车辆发动机101通过输入离合器102连接于第一机构301的输入连接件3。第一机构301基本上类似于图6中的第一机构，区别在于其输出件是管状轴41，它同时也构成了第二机构402的输入连接件。第二机构402与图9中的相同，区别在于它的输入连接件，如同已经说过的那样，是一个管状轴，第一机构301的固定轴21延伸穿过该管状轴。
第二机构402的两个接纳齿轮411，421不再是刚性地连接于输入连接件3，而是刚性地连接于环形件94。该环形件通过爪式离合器96选择性地连接于输出齿42。另一个爪式离合器97选择性地将输出齿42连接于反向中间传动件98，后者包括一个连为一体的齿轮99。中间齿轮181同时与齿轮99以及设在第一机构301的输入连接件3上的轮齿182相啮合。
中间输出件98、输出齿42、环形件94以及接纳齿轮411，421沿着共同的轴线X6而延伸，该轴线X6平行于第一机构301和第二机构402的轴线X5。
通过弹簧183将爪式离合器96，97相互推离，因此，在这两个爪式离合器的复位状态下，输出齿42与任一个接纳齿轮411，421所传来的前进驱动，以及与反向中间传动连接件98所传来的反向驱动，都脱开连接。从这种状态开始，通过将爪式离合器96推向仍保持复位位置的爪式离合器97，就实现了前进驱动方式；反之，将爪式离合器97推向仍保持复位位置的爪式离合器96，就实现了反向驱动方式。
在反向驱动方式时，第一机构301和第二机构302都被绕过。
因而就需要输入离合器102，以便在反向驱动时逐渐地启动车辆。
对图11的实施例仅描述它与图10之间的区别。
设置在第一机构的输入件和输出齿42之间的反向传动连接件181，182；97，98，99现在全都被去掉，输出齿42刚性地连接于接纳齿轮411，421和反向接纳齿轮484。中间齿轮483同时啮合于反向接纳齿轮484和反向传动推进齿轮482。齿轮482安装成能够围绕着第二机构402中的管状轴41自由地转动。
单向离合器408不再是安装在推进齿轮410与第二机构的输入连接件之间，而是安装在推进齿轮410与环形件184之间。爪式离合器186选择性地将管状轴41与环形件184相连，以提供直接传动；或者将管状轴41与反向传动推进齿轮482相连，以提供反向传动。由于在前进驱动和反向驱动时动力都经过第一机构301，因此这个实施例不需要在发动机101和第一机构301的输入连接件3之间设置任何(图10那样的)输入离合器102。
对图12的实施例仅描述它与图8之间的区别。
第一机构301已经有了修改，每个摩擦联接装置9，10，209，210由相应的致动器317，318，319，320加以控制，这些致动器317～320仅以箭头示意性表示。太阳轮5和冠形轮6在轴向上是静止的。因此，不再需要设置与单向离合器8，208平行的轴承。
弹簧机构也被去掉了。
在这个实施例中，可获得的传动比与图8中的相同。然而，为了实现各个传动比所需要的离合器啮合则分别取决于相应的一个液压致动器的启动充压。
第二机构302未在图8的基础上作修改，但可以按照与第一机构301相同的构思作出修改使太阳轮350轴向不能滑动、取消弹簧314、以及不再是一个共同的致动器316，而是为每个摩擦连接件309，310提供专用的致动器。
当然，本发明并不限于所示和所述的这些实施例。
可以采用与所述致动力不同的其他形式的致动力，例如，当转速增大时促使转换到较高传动比的、由离心配重产生的致动力。或者，第二液压作用力沿着与第一液压作用力相反的方向，以便能够沿着这一方向或另外的方向主动地影响组合式致动与控制机构的工作状态。
从图2的实施例以及由此衍生的实施例中已经可以看出即便是在单一的简单的行星轮系上采用两个组合式控制与连接机构，这种结构的差动机构中的一个转动元件(在该实施例中就是行星支架)仍然是完全自由的。于是就可以想到，将第三个组合式控制结构连接到行星支架上。
本发明对于具有至少四个转动元件的、复杂的差动装置也是适用的。届时可以增加组合式控制与连接机构的数量。
权利要求
1.一种传动装置，其中差动机构(1，301，302)包括壳体元件(2)；输入转动连接元件(3，303)和输出转动连接元件(4)；三个转动元件(5，6，7；350，360，370)，这些元件可以相对于壳体元件(2)转动并且相互啮合；在所述元件之间的两个摩擦联接装置(9，10；209，210；309，310)；单向离合器(8；208；308)，其阻止转动元件中的第一元件(5，350)沿着一个方向相对于所述元件中的第二元件(2，330)的相对转动；用于所述联接装置的致动装置(114，116；214，216；314，316)；其特征在于，所述选择性联接装置中的第一联接装置(9；209；310)在机械结构上与单向离合器(8；208；308)平行；所述选择性联接装置中的第二联接装置(10；210；309)可操作地安装在所述第一元件(5；350)和所述元件(3；2)中的第三元件之间；借助于在两个稳定状态之间的转换控制装置(11；211；311)使所述两个摩擦联接装置配合工作，在每一个该稳定状态下，分别有一个联接装置啮合，而另一个联接装置脱开。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该转换控制装置是一公共的施压部件(11；211；311)，其可在两个端部位置之间运动，每一端部位置对应着一个稳定状态，并且该转换控制装置受致动装置的作用。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，转换控制装置与第一元件(5；6；350)制成一体。
4.如权利要求1～3中任一项所述的装置，其特征在于，其包括具备轴向移动能力的用于共同转动的装置(52，53；252，253；352，353)，该装置在机械结构上与第一转动元件(5；350)和第二元件(2；330)之间的单向离合器(8；208；308)串联。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，引导第一转动元件(5，350)以轴向滑动而与用于共同转动的装置(52，53；252，253；352，353)无关。
6.如权利要求4或5所述的装置，其特征在于，该用于共同转动的装置(52，53；252，253；352，353)可操作地安装在第一和第二元件其中之一与单向离合器的支承件(51；251；351)之间，以及不可轴向滑动的轴承(54；254；354)设置成在机械结构上与单向离合器(8；208；308)平行，并且设置在单向离合器的支承件与所述第一和第二元件中的另一个之间。
7.如权利要求1～6中任一项所述的装置，其特征在于，致动措施包括第一元件(5；6；350)在轮齿反推力(F1，F2)作用下的轴向运动能力。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，致动装置包括两个对抗作用的致动器(114，116；214，216；314，316)，这些致动器其中一个能够沿着与轮齿推力相同的方向起作用。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，对抗作用的致动器其中之一是至少一个弹簧(114；214；314)。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述至少一个弹簧沿着与轮齿推力相反的方向起作用。
11.如权利要求8～10中任一项所述的装置，其特征在于，能够沿着与轮齿推力相同的方向起作用的对抗作用的致动器是一可控制的致动器，优选是液压致动器(116；216；316)。
12.如权利要求1～11中任一项所述的装置，其特征在于，第一元件是差动机构(1；302)中的太阳轮(5；350)。
13.如权利要求1～12中任一项所述的装置，其特征在于，第二元件是壳体元件(2)。
14.如权利要求1～13中任一项所述的装置，其特征在于，设有属于壳体元件(2)的固定轴(21)，该固定轴沿轴向穿过第一元件(5；350)，壳体元件(2)形成了第二元件。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，固定轴(21)是管状的，并且围绕着与第三元件(3)相固连的轴(31)。
16.如权利要求14或15所述的装置，其特征在于，与另一个连接元件(4)相固连的管(41)围绕着固定轴(21)。
17.如权利要求1～15中任一项所述的装置，其特征在于，第三元件是连接元件(3；330)其中之一。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，该装置包括选择性的爪式离合器装置，该爪式离合器装置用于在前进驱动位置，将差动机构的三个相互啮合元件中剩余的一个元件与另一个连接元件相连，以及将第二元件至少选择性地连接于壳体元件；在反向驱动位置，将差动机构中的所述剩余的元件连接于壳体元件，以及将第二元件连接于另一个连接元件。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，该装置包括第三摩擦联接装置(210；10)，通过该摩擦联接装置，第三元件(3)选择性地连接于这些元件中的第四元件，该第四元件由不同于第一元件(5；6)的一个转动元件(6；5)构成。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，该装置包括与第二单向离合器(208；8)平行的第四摩擦联接装置(209；9)，该联接装置在第四元件(6；5)和这些元件中的另一个元件(2)之间；以及在两个稳定状态之间使第三和第四联接装置配合工作的第二转换控制装置(211；11)，在每一个稳定状态下，分别有第三和第四联接装置中的一个联接装置啮合，而另一个联接装置脱开。
21.如与权利要求9或10相结合的权利要求20所述的装置，其特征在于，弹簧可操作地安装在两个转换控制装置之间。
22.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述致动装置包括可操作地安装在所述两个转换控制装置之间的可控制的致动器。
23.如权利要求20～22中任一项所述的装置，其特征在于，第二转换控制装置(211；11)受到所述第四元件(6；5)的轮齿反推力的作用，该第四元件安装成在轮齿推力作用下移动。
24.如权利要求19～23中任一项所述的装置，其特征在于，所述另一个元件是所述第二元件(2)，通过第四联接装置可以将所述第四元件连接到该另一个元件上以便转动。
25.如权利要求19～24中任一项所述的装置，其特征在于，一个连接装置(3)适于联接于发动机轴，无需置入任何启动离合器。
26.如权利要求1～25中任一项所述的装置，其特征在于，一个连接装置(41)连接至提供了两个传动比的机构(302)。
27.如权利要求26所述的装置，其特征在于，该两传动比的机构将运动从差动机构的轴线传递至平行的第二轴线。
28.如权利要求27所述的装置，其特征在于，该两传动比的机构包括转动地安装在第一连接轴上的两个齿轮；具有两个小齿轮的第二连接轴，这些小齿轮刚性地安装在该第二连接轴上并具有不同直径；选择性地将其中一个齿轮联接于第一轴的离合器；当该离合器解除致动时，将另一个齿轮联接于第一轴的单向离合器；与单向离合器平行的辅助离合器。
29.如权利要求28所述的装置，其特征在于，与离合器相关联的齿轮能够轴向运动，从而其轮齿反作用也具有对离合器的致动作用。
30.如权利要求27～29中任一项所述的装置，其特征在于，其包括反向驱动装置，该反向驱动装置一旦由爪式离合器启动，就选择性地绕过差动机构和两传动比机构。
31.如权利要求27～29中任一项所述的装置，其特征在于，其包括反向驱动装置，该反向驱动装置一旦由爪式离合器启动，就选择性地绕过位于差动机构轴线和平行的第二轴线之间的两传动比机构。
32.如权利要求26所述的装置，其特征在于，具有至少两个传动比的机构和差动机构被布置成沿着两条平行的不同轴线(X1，X2)。
33.如权利要求32所述的装置，其特征在于，其包括附加联接装置，该部件与两传动比机构同轴，并且联接至差动机构的连接元件，而不是联接于与两传动比机构联接的元件，因而使传动装置的输入元件和输出元件同轴。
34.如权利要求33所述的装置，其特征在于，反向驱动机构安装在两传动比机构和附加联接装置之间，设有反向控制装置，用于选择性地启动反向驱动装置，并且共同使差动机构不起作用。
35.如权利要求33所述的装置，其特征在于，通过选择性的爪式离合器装置将差动机构与附加联接装置相连，使得差动机构或者以若干个前进传动比工作，或者以反向传动比工作。
36.如权利要求32所述的装置，其特征在于，具有至少两个传动比的该机构(302)，还提供反向传动比。
37.如权利要求26～36中任一项所述的装置，其特征在于，两传动比机构(302)是如权利要求1～9中任一项所述的第二差动机构。
38.如权利要求37所述的装置，其特征在于，在该第二机构中，第二元件(330)是一连接元件，并且第三元件是壳体元件(2)，该第二差动机构(302)的三个转动元件中剩余的一个元件(360)被连接至另一个连接元件(4)。
39.如权利要求38所述的装置，其特征在于，所述第二机构的所述第二元件是与第一机构(301)相连的连接元件。
40.如权利要求38或39所述的装置，其特征在于，所述第二机构(302)的另一个转动元件(370)可以选择性地连接至连接元件(330)，以提供前进直接传动比，以及选择性地提供不同的前进传动比，或者可以选择性地连接至壳体元件(2)，以提供反向传动比。
41.如权利要求38～40中任一项所述的装置，其特征在于，相对于通过传动装置的动力流动方向，两传动比机构位于差动机构的上游。
42.如权利要求1～9中任一项所述的装置，其特征在于，第二元件(330)是一连接元件，并且第三元件是壳体元件(2)，三个转动元件中剩余的一个元件(360)被连接至另一个连接元件(4)。
43.如权利要求42所述的装置，其特征在于，第二元件是输入连接元件(330)。
44.如权利要求38～43中任一项所述的装置，其特征在于，形成第二元件的连接元件(330)还可以选择性地连接于另一个转动元件(370)。
45.如权利要求38～43中任一项所述的装置，其特征在于，三个转动元件中剩余的一个元件选择性地连接至反向驱动装置。
46.如权利要求42或43所述的装置，其特征在于，所述另一个转动元件(370)可以选择性地连接至连接元件(330)，以提供前进直接传动比，以及选择性地提供不同的前进传动比，或者可以选择性地连接至壳体元件(2)，以提供反向传动比。
47.如权利要求38～46中任一项所述的装置，其特征在于，所述不同的前进传动比是超速传动比。
48.一种传动装置，其中传动机构包括输入转动连接元件(3)和输出转动连接元件(4)；至少两个转动元件，这些元件可以相对于壳体元件转动，并且至少间接地相互啮合；至少一个摩擦联接装置，当该联接装置脱开时，能够提供传动机构中的空档状态，并且当该联接装置处于接合状态时，能够提供所述两个连接元件之间的动力传动关系；用于启动摩擦联接装置的致动装置，所述致动装置包括c)两个对抗作用的致动装置，所述两个对抗作用的致动装置中的至少一个是可以控制的；d)所述两个相互啮合的转动元件中的至少一个元件的轴向运动能力，以及传递装置，用于将所述相互啮合的转动元件的沿轴向的轮齿推力传递到摩擦联接装置的施压部件上。
49.如权利要求48所述的装置，其特征在于，推力传递装置是一位于相互啮合的转动元件其中之一与施压部件之间的整体连接元件。
50.如权利要求48或49所述的装置，其特征在于，可控制的对抗作用的装置被安装成与动力传动期间的轮齿推力反作用。
51.如权利要求48～50中任一项所述的装置，其特征在于，可控制的对抗作用的装置被安装成沿着与动力传动期间的轮齿推力相同的方向作用。
52.如权利要求48～51中任一项所述的装置，其特征在于，致动装置包括弹簧，该弹簧与可控制的对抗作用的装置反作用。
53.如权利要求48～52中任一项所述的装置，其特征在于，输入连接元件恒定地连接于原动机(101)。
54.如权利要求48～53中任一项所述的装置，其特征在于，施压部件(113)属于转换控制部件(111)，该转换控制部件成一体地带有用于另一摩擦联接装置(9)的另一个施压部件(112)，转换控制部件可在两个端部位置之间运动，在每一个该端部位置，分别有一个联接装置处于啮合状态，而另一个联接装置处于脱开状态。
55.如权利要求54所述的装置，其特征在于，一个摩擦联接装置是辅助联接装置，该联接装置被安装成在机械结构上与可操作地安装在传动机构的两个元件之间的单向离合器平行。
56.如权利要求49～54中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个摩擦联接装置包括两个这样的摩擦联接装置。
57.如权利要求56所述的装置，其特征在于，所述两个这样的摩擦联接装置可操作地安装在一个所述连接元件和相应的所述相互啮合转动元件中的一个元件之间，当所述两个这样的摩擦联接装置都处在脱开状态时，就产生了空档状态。
58.一种传动装置，其中传动机构包括输入转动连接元件(3)和输出转动连接元件(4)；至少两个转动元件，这些元件可以相对于壳体元件转动，并且至少间接地相互啮合；至少两个摩擦联接装置，每个摩擦联接装置在处于啮合状态时，能够在所述两个连接元件之间，以相应的传动比提供相应的动力传动关系；用于启动摩擦联接装置的对抗作用的致动装置，所述致动装置包括至少一个可控制的对抗作用的致动装置；其中，当两个摩擦联接装置都处于脱开状态时，传动机构中实现空档状态。
59.如权利要求57或58所述的装置，其特征在于，两个摩擦联接装置安装在相互啮合的转动元件中所述相应的一个元件和所述输入及输出连接元件中的同一个元件之间。
60.如权利要求59所述的装置，其特征在于，所述同一个连接元件是输入连接元件。
61.如权利要求57～60中任一项所述的装置，其特征在于，当两个摩擦联接装置都处于啮合状态时，提供了另一个传动比。
62.如权利要求61所述的装置，其特征在于，另一个传动比是直接驱动传动比，在直接驱动传动比时通过相互啮合的转动元件传递动力，因而在直接驱动期间保持轮齿推力。
63.如权利要求56或57所述的装置，其特征在于，所述两个摩擦联接装置中的每个装置的施压部件(113，213)属于相应的转换控制部件(111，211)，该转换控制部件(111，211)成一体地带有用于相应的另一摩擦联接装置(9)的另一个施压部件(112)，每个转换控制部件可在两个端部位置之间运动，在每一个该端部位置，分别有一个联接装置处于啮合状态，而另一个联接装置处于脱开状态。
64.如权利要求58所述的装置，其特征在于，至少一个所述另外的摩擦联接装置是辅助联接装置，该联接装置被安装成在机械结构上与可操作地安装在传动机构的两个元件之间的单向离合器平行。
65.如权利要求55或64所述的装置，其特征在于，其包括具备轴向滑动能力的用于共同转动的装置，该用于共同转动的装置在机械结构上与单向离合器(8)串联，在单向离合器和两个元件其中之一之间起作用，辅助联接装置安装在该两个元件之间。
66.如权利要求65所述的装置，其特征在于，该用于共同转动的装置(52，53；252，253；352，353)可操作地安装在两个元件其中之一和单向离合器的支承件(51；251；351)之间；并且在单向离合器的支承件和所述两个元件中的另一个之间设有不能轴向滑动的轴承(54；254；354)，该轴承在机械结构上与单向离合器(8；208；308)平行。
67.如权利要求66所述的装置，其特征在于，一个对抗作用的装置承载在支承件上。
68.如权利要求48～67中任一项所述的装置，其特征在于，其包括提供至少两个传动比的第二机构，该第二机构与所述传动机构串联。
69.如权利要求68所述的装置，其特征在于，第二机构包括反向驱动装置。
70.如权利要求48～68中任一项所述的装置，其特征在于，其还包括具有反向驱动装置的反向驱动机构，该机构与所述传动机构串联。
71.如与权利要求68相结合的权利要求70所述的装置，其特征在于，可以使反向驱动装置工作时绕过第二机构。
72.如权利要求47～71中任一项所述的装置，其特征在于，输入连接装置恒定地连接于原动机，以便同时转动；空档状态是停车制动状态；输出转动连接元件通过爪式离合器装置连接于待驱动的负载。
73.如权利要求71所述的装置，其特征在于，爪式离合器装置能够具有三种状态前进驱动和停车状态；允许负载自由转动的空档状态；反向驱动状态。
74.一种传动装置，其中差动机构(1)包括壳体元件(2)；输入转动连接元件(3)和输出转动连接元件(4)；两个同轴的带齿元件(5，6)，这些元件相对于壳体元件(2)能够转动并且包括太阳轮(5)；和冠形轮(6)；以及行星支架元件(7)，该元件支承着与太阳轮(5)和冠形轮(6)相啮合的行星轮(72)；在行星支架(7)和输出转动连接元件之间的连接装置；在同轴的带齿元件、壳体元件和输入连接元件之间的选择性的联接装置；其特征在于，所述选择性的联接装置包括用于选择性地将太阳轮(5)与输入连接元件和壳体元件(2)联接的第一组合式结构；用于选择性地将冠形轮(6)与输入连接元件和壳体元件联接的第二组合式结构；由此提供低传动比，此时太阳轮连接于输入连接元件，并且冠形轮连接于壳体元件；中间传动比，此时太阳轮(5)连接于壳体元件(2)，并且冠形轮(6)连接于输入连接元件(3)；直接传动比，此时太阳轮(5)和冠形轮(6)都连接于输入连接元件。
75.如权利要求74所述的装置，其特征在于，当太阳轮(5)和冠形轮都连接于壳体元件时，就提供了空档状态。
76.如权利要求74或75所述的装置，其特征在于，至少一个组合式结构包括在机械结构上与单向离合器(8)平行的第一摩擦联接装置(9)该联接装置位于相对应的同轴带齿元件和壳体元件之间；可操作地安装在同轴的带齿元件和输入连接元件之间的第二摩擦联接装置(10)。
77.如权利要求76所述的装置，其特征在于，借助于在两个稳定状态之间的转换控制装置(11；211；311)，使所述第一和第二摩擦联接装置配合工作，在每一个该稳定状态下，分别有组合式结构的一个联接装置啮合，而另一个联接装置脱开。
78.如权利要求77所述的装置，其特征在于，该转换控制装置是公共的施压部件(11；211；311)，其可在两个端部位置之间运动，每一端部位置对应着一个稳定状态，并且该转换控制装置受致动装置的作用。
79.如权利要求77或78所述的装置，其特征在于，该转换控制装置与相对应的同轴带齿元件(5；6；350)制成一体。
80.如权利要求74～79中任一项所述的装置，其特征在于，一个连接元件(6)连接至两传动比机构。
81.如权利要求80所述的装置，其特征在于，两个传动比中较低的一个传动比是直接驱动(74)。
82.如权利要求80或81所述的装置，其特征在于，两个传动比中较高的一个传动比是超速驱动(75)。
83.如权利要求80～82中任一项所述的装置，其特征在于，通过下述组合，提供了六个档位第一档位低传动比与较低传动比；第二档位低传动比与较高传动比；第三档位中间传动比与较低传动比；第四档位直接驱动与较低传动比；第五档位中间传动比与较高传动比；第六档位直接驱动与较高传动比。
84.如权利要求74～83中任一项所述的装置，其特征在于，行星支架与输出连接元件之间的连接装置包括爪式离合器(44，28；91)，通过该爪式离合器，行星支架可以与输出连接元件(4；42)脱开联接并且连接至壳体元件(2)，另一个爪式离合器(255；92)能够将一个同轴的带齿元件(6)从其对应的组合式结构的至少一部分上释放，并将其连接于输出连接元件(4；42)，以提供反向驱动状态。
85.一种传动装置，其包括提供了低传动比、中间传动比和高传动比的三速机构，低传动比与中间传动比之间的第一传动比间隔，至少大约是中间传动比与高传动比之间的第二传动比间隔的平方；安装成与该三速机构串联并且提供了较低传动比和较高传动比的两速机构，这两个传动比之间的第三传动比间隔介于所述第一传动比间隔和所述第二传动比间隔之间；其中，通过下述组合提供六个档位第一档位低传动比与较低传动比；第二档位低传动比与较高传动比；第三档位中间传动比与较低传动比；第四档位高传动比与较低传动比；第五档位中间传动比与较高传动比；第六档位高传动比与较高传动比。
86.如权利要求85所述的装置，其特征在于，三速机构包括行星轮单元机构，该行星轮系具有壳体元件；输入转动连接元件；输出转动连接元件；太阳轮；冠形轮；行星支架，其连接于输出转动连接元件，并且支承着与太阳轮和冠形轮相啮合的行星轮；以及其中通过将太阳轮连接于输入转动连接元件以便共同转动，以及将冠形轮连接于壳体元件，就实现了低传动比；通过将冠形轮连接于输入转动连接元件以便共同转动，以及将太阳轮连接于壳体元件，就实现了中间传动比；通过将冠形轮和太阳轮连接于输入转动连接元件以便共同转动，就实现了高传动比。
全文摘要
一种传动装置，当太阳轮(5)由单向离合器(8)锁止时，行星轮系能够以减速器方式工作；当离合器(10)啮合时则工作在直接传动状态。用于转换传动比的整个连接与控制机构基本上组合在太阳轮(5)上，太阳轮(5)可以滑动，并且与转换控制装置(111)制成一体。转换控制装置则在使离合器(10)脱开的同时，使致动器(9)啮合，反之亦然。制动器(9)安装成与单向离合器(8)相平行，并且当施加于输入轴(31)的扭矩是制动扭矩时，允许以减速方式运行。单向离合器(8)安装成与一个位于固定轴(21)和支承件(51)之间的不可轴向滑动的轴承(54)相互平行。支承件(51)则连接成与太阳轮(5)一同转动并且两者可以相互滑动。还提供了液压致动器(116)、弹簧(114)和所涉及的螺旋齿的轴向推力(F1，F2)以作为控制装置(111)的致动装置。这都有助于通过行星轮系的其他转动元件(6，7)而简化控制、保持可能的其他选择性连接、实现另外的工作状态、以及避免使用推力轴承。
文档编号F16H3/54GK1418297SQ01806710
公开日2003年5月14日 申请日期2001年11月15日 优先权日2000年11月17日
发明者R·安托诺夫, F·莫兰特 申请人:安东诺夫汽车技术有限公司