具有四个行星齿轮组的多档变速器的制作方法

文档序号:5632305
专利名称:具有四个行星齿轮组的多档变速器的制作方法
技术领域
本发明总的涉及一种具有多个行星齿轮组和多个扭矩传递装置的多档变速器,更 具体地说,涉及一种具有八个档位、四个行星齿轮组和多个扭矩传递装置的变速器。
背景技术
本章节中的陈述仅为本公开提供的相关背景信息,其可能会或不会构成现有技 术。典型的多档变速器使用摩擦离合器、行星齿轮装置和固定互连的组合来实现多个 传动比。行星齿轮组的数目和物理布置则通常由封装、造价以及所需的速度比决定。尽管现有的变速器起到了其预期的效果,然而对于新型改良的变速器配置的需求 是始终存在的,其具有改良的性能——尤其是从效率、响应速度和平顺性作为出发点来看, 以及在封装上的改进——主要是尺寸和重量上的减小。因此,需要一种改良的、成本有效性 更高的以及结构更紧凑的多档变速器。

发明内容
提供一种变速器,其具有输入部件、输出部件、四个行星齿轮组、多个互连部件和 多个扭矩传递装置。每个行星齿轮组均包括第一、第二和第三部件。扭矩传递装置例如可 为离合器和制动器。在一个实施例中,变速器包括输入部件、输出部件以及第一、第二、第三和第四行 星齿轮组,其中每个行星齿轮组均具有第一、第二和第三部件。其中第三行星齿轮组的第三 部件形成于第二行星齿轮组的第一部件的外表面上。第三行星齿轮组的第三部件包括一个 内表面,该内表面形成一个内腔,其中第二行星齿轮组的第一、第二和第三部件被设置于该 内腔中。输入部件与第二行星齿轮组的第二部件持续地互连,输出部件与第一行星齿轮组 的第二部件和第三行星齿轮组的第二部件的至少其中之一持续地互连。第一互连部件使第 一行星齿轮组的第一部件与第四行星齿轮组的第二部件持续地互连,第二互连部件使第一 行星齿轮组的第二部件与第三行星齿轮组的第二部件持续地互连,第三互连部件使第一行 星齿轮组的第三部件与第二行星齿轮组的第三部件持续地互连,第四互连部件使第二行星 齿轮组的第一部件与第三行星齿轮组的第三部件持续地互连。第一扭矩传递机构可有选择 性地接合以使得第三行星齿轮组的第一部件与第四行星齿轮组的第三部件互连。第二扭矩 传递机构可有选择性地接合以使得第二行星齿轮组的第一部件和第三行星齿轮组的第三 部件的至少其中之一与第四行星齿轮组的第三部件互连。第三扭矩传递机构可有选择性地 接合以使得输入部件和第二行星齿轮组的第二部件的至少其中之一与第四行星齿轮组的 第三部件互连。第四扭矩传递机构可有选择性地接合以使得第一行星齿轮组的第三部件和 第二行星齿轮组的第三部件的至少其中之一与一个固定部件互连。第五扭矩传递机构可有 选择性地接合以使得第四行星齿轮组的第一部件与该固定部件互连。这些扭矩传递机构以 其中至少三个相组合的方式进行有选择性地接合,以在输入部件和输出部件间建立至少八个前进速度比和至少一个倒档速度比。在另一个实施例中,变速器包括输入部件、输出部件以及第一、第二、第三和第四 行星齿轮组,其中每个行星齿轮组均具有第一、第二和第三部件。其中第三行星齿轮组的第 三部件形成于第二行星齿轮组的第一部件的外表面上。第三行星齿轮组的第三部件包括一 个内表面,该内表面形成一个内腔,其中第二行星齿轮组的第一、第二和第三部件设置于该 内腔中。输入部件与第二行星齿轮组的第二部件持续地互连,输出部件与第一行星齿轮组 的第二部件和第三行星齿轮组的第一部件的至少其中之一持续地互连。第一互连部件使第 一行星齿轮组的第一部件与第四行星齿轮组的第二部件持续地互连,第二互连部件使第一 行星齿轮组的第二部件与第三行星齿轮组的第一部件持续地互连,第三互连部件使第一行 星齿轮组的第三部件与第二行星齿轮组的第三部件持续地互连,第四互连部件使第二行星 齿轮组的第一部件与第三行星齿轮组的第三部件持续地互连。第一扭矩传递机构可有选择 性地接合以使得第三行星齿轮组的第二部件与第四行星齿轮组的第三部件互连。第二扭矩 传递机构可有选择性地接合以使得第二行星齿轮组的第一部件和第三行星齿轮组的第三 部件的至少其中之一与第四行星齿轮组的第三部件互连。第三扭矩传递机构可有选择性地 接合以使得输入部件和第二行星齿轮组的第二部件的至少其中之一与第四行星齿轮组的 第三部件互连。第四扭矩传递机构可有选择性地接合以使得第一行星齿轮组的第三部件和 第二行星齿轮组的第三部件的至少其中之一与一个固定部件互连。第五扭矩传递机构可有 选择性地接合以使得第四行星齿轮组的第一部件与该固定部件互连。这些扭矩传递机构以 至少三个相组合的方式可有选择性的接合,以在输入部件和输出部件间建立至少八个前进 速度比和至少一个倒档速度比。在又一个实施例中,变速器包括输入部件、输出部件以及第一、第二、第三和第四 行星齿轮组,其中每个行星齿轮组均具有第一、第二和第三部件。其中第三行星齿轮组的第 三部件形成于第二行星齿轮组的第一部件的外表面上。第三行星齿轮组的第三部件包括一 个内表面,该内表面形成一个内腔,其中第二行星齿轮组的第一、第二和第三部件设置于该 内腔中。输入部件与第二行星齿轮组的第二部件持续地互连。输出部件与第一行星齿轮组 的第二部件持续地互连。第一互连部件使第一行星齿轮组的第一部件与第四行星齿轮组的 第二部件持续地互连,第二互连部件使第三行星齿轮组的第一部件与第四行星齿轮组的第 三部件持续地互连,第三互连部件使第一行星齿轮组的第三部件与第二行星齿轮组的第三 部件持续地互连,第四互连部件使第二行星齿轮组的第一部件与第三行星齿轮组的第三部 件持续地互连。第一扭矩传递机构可有选择性地接合以使得输出部件和第一行星齿轮组的 第二部件的至少其中之一与第三行星齿轮组的第二部件互连。第二扭矩传递机构可有选择 性地接合以使得第三行星齿轮组的第三部件和第二行星齿轮组的第一部件的至少其中之 一与第三行星齿轮组的第二部件互连。第三扭矩传递机构可有选择性地接合以使得输入部 件和第二行星齿轮组的第二部件的至少其中之一与第四行星齿轮组的第三部件互连。第四 扭矩传递机构可有选择性地接合以使得第一行星齿轮组的第三部件和第二行星齿轮组的 第三部件的至少其中之一与一个固定部件互连。第五扭矩传递机构可有选择性地接合以使 得第四行星齿轮组的第一部件与该固定部件互连。这些扭矩传递机构以至少三个的组合方 式可有选择性的接合,以在输入部件和输出部件间建立至少八个前进速度比和至少一个倒 档速度比。
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在本发明的一个方面中,每个行星齿轮组均具有太阳齿轮、齿轮架和齿圈部件。在本发明的另一个方面中,所述扭矩传递装置包括三个离合器和两个制动器。在本发明的又一个方面中,变速器是前轮驱动变速器。在本发明的第一方面中,提供了一种变速器,包括输入部件;输出部件 ’第一、第 二、第三和第四行星齿轮组,每个所述行星齿轮组均具有第一、第二和第三部件,其中所述 第三行星齿轮组的所述第三部件形成于所述第二行星齿轮组的所述第一部件的外表面上; 所述第三行星齿轮组的所述第三部件包括内表面,该内表面形成内腔,所述第二行星齿轮 组的所述第一、第二和第三部件布置于所述内腔内;并且所述输入部件与所述第二行星齿 轮组的所述第二部件持续地互连,所述输出部件与所述第一行星齿轮组的所述第二部件和 所述第三行星齿轮组的所述第二部件的至少其中之一持续地互连;第一互连部件,其使所 述第一行星齿轮组的所述第一部件与所述第四行星齿轮组的所述第二部件持续地互连;第 二互连部件,其使所述第一行星齿轮组的所述第二部件与所述第三行星齿轮组的所述第二 部件持续地互连;第三互连部件,其使所述第一行星齿轮组的所述第三部件与所述第二行 星齿轮组的所述第三部件持续地互连;和五个扭矩传递机构,其可有选择性地接合以使得 所述第一、第二和第三部件之一与所述第一、第二、第三部件和固定部件中的另一个互连, 并且其中所述扭矩传递机构以至少三个扭矩传递机构组合的方式进行有选择性的接合,以 在所述输入部件和所述输出部件之间建立至少八个前进速度比和至少一个倒档速度比。优选地,所述五个扭矩传递机构中的第一扭矩传递机构可有选择性地接合以使得 所述第三行星齿轮组的所述第一部件与所述第四行星齿轮组的所述第三部件互连。优选地,所述五个扭矩传递机构中的第二扭矩传递机构可有选择性地接合以使得 所述第二行星齿轮组的所述第一部件和所述第三行星齿轮组的所述第三部件的至少其中 之一与所述第四行星齿轮组的所述第三部件互连。优选地,所述五个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构可有选择性地接合以使得 所述输入部件和所述第二行星齿轮组的所述第二部件的至少其中之一与所述第四行星齿 轮组的所述第三部件互连。优选地,所述五个扭矩传递机构中的第四扭矩传递机构可有选择性地接合以使得 所述第一行星齿轮组的所述第三部件和所述第二行星齿轮组的所述第三部件的至少其中 之一与所述固定部件互连。优选地,所述五个扭矩传递机构中的第五扭矩传递机构可有选择性地接合以使得 所述第四行星齿轮组的所述第一部件与所述固定部件互连。优选地,所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的所述第三部件是太阳齿轮,所 述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的所述第二部件是齿轮架部件,所述第一、第二、第三 和第四行星齿轮组的所述第一部件是齿圈。优选地,所述扭矩传递机构中有两个是用于将多个所述第一、第二和第三部件连 接到所述固定部件的制动器,以及所述扭矩传递机构中有三个是用于将所述第一、第二和 第三部件的其中一组连接到所述第一、第二和第三部件的另一组的离合器。在本发明的第二方面中,提供一种变速器,包括输入部件;输出部件;第一、第 二、第三和第四行星齿轮组,每个所述行星齿轮组均具有第一、第二和第三部件;其中所述 第三行星齿轮组的所述第三部件形成于所述第二行星齿轮组的所述第一部件的外表面上;所述第三行星齿轮组的所述第三部件包括内表面,该内表面形成内腔,所述第二行星齿轮 组的所述第一、第二和第三部件布置于所述内腔中;并且所述输入部件与所述第二行星齿 轮组的所述第二部件持续地互连,所述输出部件与所述第一行星齿轮组的所述第二部件和 所述第三行星齿轮组的所述第二部件的至少其中之一持续地互连;第一互连部件,其使所 述第一行星齿轮组的所述第一部件与所述第四行星齿轮组的所述第二部件持续地互连;第 二互连部件,其使所述第一行星齿轮组的所述第二部件与所述第三行星齿轮组的所述第二 部件持续地互连;第三互连部件,其使所述第一行星齿轮组的所述第三部件与所述第二行 星齿轮组的所述第三部件持续地互连;第一扭矩传递机构,其可有选择性地接合以使得所 述第三行星齿轮组的所述第一部件与所述第四行星齿轮组的所述第三部件互连;第二扭矩 传递机构,其可有选择性地接合以使得所述第二行星齿轮组的所述第一部件和所述第三行 星齿轮组的所述第三部件的至少其中之一与所述第四行星齿轮组的所述第三部件互连;第 三扭矩传递机构,其可有选择性地接合以使得所述输入部件和所述第二行星齿轮组的所述 第二部件的至少其中之一与所述第四行星齿轮组的所述第三部件互连;第四扭矩传递机 构,其可有选择性地接合以使得所述第一行星齿轮组的所述第三部件和所述第二行星齿轮 组的所述第三部件的至少其中之一与固定部件互连;以及第五扭矩传递机构,其可有选择 性地接合以使得所述第四行星齿轮组的所述第一部件与所述固定部件互连;以及其中所述 扭矩传递机构以至少三个相组合的方式进行有选择性的接合,以在所述输入部件和所述输 出部件之间建立至少八个前进速度比和至少一个倒档速度比。优选地,所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的所述第三部件是太阳齿轮,所 述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的所述第二部件是齿轮架部件,所述第一、第二、第三 和第四行星齿轮组的所述第一部件是齿圈。在本发明的第三方面中,提供一种变速器,包括输入部件;输出部件;第一、第 二、第三和第四行星齿轮组,每个所述行星齿轮组均具有太阳齿轮部件、齿轮架部件和齿圈 部件;其中所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮部件形成于所述第二行星齿轮组的所述齿 圈部件的外表面上;所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮部件包括内表面,该内表面形成 内腔,所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮部件、齿轮架部件和齿圈部件布置于所述内腔 中;并且所述输入部件与所述第二行星齿轮组的所述齿轮架部件持续地互连,所述输出部 件与所述第一行星齿轮组的所述齿轮架部件和所述第三行星齿轮组的所述齿轮架部件的 至少其中之一持续地互连;第一互连部件,其使所述第一行星齿轮组的所述齿圈部件与所 述第四行星齿轮组的所述齿轮架部件持续地互连;第二互连部件,其使所述第一行星齿轮 组的所述齿轮架部件与所述第三行星齿轮组的所述齿轮架部件持续地互连;第三互连部 件,其使所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮部件与所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮 部件持续地互连;第一扭矩传递机构,其可有选择性地接合以使得所述第三行星齿轮组的 所述齿圈部件与所述第四行星齿轮组的所述太阳齿轮部件互连;第二扭矩传递机构,其可 有选择性地接合以使得所述第二行星齿轮组的所述齿圈部件和所述第三行星齿轮组的所 述太阳齿轮部件的至少其中之一与所述第四行星齿轮组的所述太阳齿轮部件互连;第三扭 矩传递机构,其可有选择性地接合以使得所述输入部件和所述第二行星齿轮组的所述齿轮 架部件的至少其中之一与所述第四行星齿轮组的所述太阳齿轮部件互连;第四扭矩传递机 构,其可有选择性地接合以使得所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮部件和所述第二行星
7齿轮组的所述太阳齿轮部件的至少其中之一与固定部件互连;以及第五扭矩传递机构,其 可有选择性地接合以使得所述第四行星齿轮组的所述齿圈部件与所述固定部件互连;以及 其中所述扭矩传递机构以至少三个相组合的方式进行有选择性的接合,以在所述输入部件 和所述输出部件之间建立至少八个前进速度比和至少一个倒档速度比。在本发明的第四方面中,提供一种变速器,包括输入部件;输出部件;第一、第 二、第三和第四行星齿轮组,每个所述行星齿轮组均具有第一、第二和第三部件;其中所述 第三行星齿轮组的所述第三部件形成于所述第二行星齿轮组的所述第一部件的外表面上; 所述第三行星齿轮组的所述第三部件包括内表面,该内表面形成内腔,所述第二行星齿轮 组的所述第一、第二和第三部件布置于所述内腔中;并且所述输入部件与所述第二行星齿 轮组的所述第二部件持续地互连,所述输出部件与所述第一行星齿轮组的所述第二部件和 所述第三行星齿轮组的所述第一部件的至少其中之一持续地互连;第一互连部件,其使所 述第一行星齿轮组的所述第一部件与所述第四行星齿轮组的所述第二部件持续地互连;第 二互连部件,其使所述第一行星齿轮组的所述第二部件与所述第三行星齿轮组的所述第一 部件持续地互连;第三互连部件,其使所述第一行星齿轮组的所述第三部件与所述第二行 星齿轮组的所述第三部件持续地互连;五个扭矩传递机构,其可有选择性地接合以使得所 述第一、第二和第三部件之一与所述第一、第二、第三部件和固定部件中的另一个互连,并 且其中所述扭矩传递机构以至少三个相组合的方式进行有选择性的接合,以在所述输入部 件和所述输出部件之间建立至少八个前进速度比和至少一个倒档速度比。优选地,所述五个扭矩传递机构中的第一扭矩传递机构可有选择性地接合以使得 所述第三行星齿轮组的所述第二部件与所述第四行星齿轮组的所述第三部件互连。优选地,所述五个扭矩传递机构中的第二扭矩传递机构可有选择性地接合以使得 所述第二行星齿轮组的所述第一部件和所述第三行星齿轮组的所述第三部件的至少其中 之一与所述第四行星齿轮组的所述第三部件互连。优选地,所述五个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构可有选择性地接合以使得 所述输入部件和所述第二行星齿轮组的所述第二部件的至少其中之一与所述第四行星齿 轮组的所述第三部件互连。优选地,所述五个扭矩传递机构中的第四扭矩传递机构可有选择性地接合以使得 所述第一行星齿轮组的所述第三部件和所述第二行星齿轮组的所述第三部件的至少其中 之一与所述固定部件互连。优选地,所述五个扭矩传递机构中的第五扭矩传递机构可有选择性地接合以使得 所述第四行星齿轮组的所述第一部件与所述固定部件互连。优选地,所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的所述第三部件是太阳齿轮,所 述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的所述第二部件是齿轮架部件,所述第一、第二、第三 和第四行星齿轮组的所述第一部件是齿圈。优选地,所述扭矩传递机构中有两个是用于将多个所述第一、第二和第三部件连 接到所述固定部件的制动器,以及所述扭矩传递机构中有三个是用于将所述第一、第二和 第三部件的其中一组连接到所述第一、第二和第三部件的另一组的离合器。在本发明的第五方面中,提供一种变速器,包括输入部件;输出部件;第一、第 二、第三和第四行星齿轮组,每个所述行星齿轮组均具有第一、第二和第三部件;其中所述
8第三行星齿轮组的所述第三部件形成于所述第二行星齿轮组的所述第一部件的外表面上; 所述第三行星齿轮组的所述第三部件包括内表面,该内表面形成内腔,所述第二行星齿轮 组的所述第一、第二和第三部件布置于所述内腔中;并且所述输入部件与所述第二行星齿 轮组的所述第二部件持续地互连,所述输出部件与所述第一行星齿轮组的所述第二部件和 所述第三行星齿轮组的所述第一部件的至少其中之一持续地互连;第一互连部件,其使所 述第一行星齿轮组的所述第一部件与所述第四行星齿轮组的所述第二部件持续地互连;第 二互连部件,其使所述第一行星齿轮组的所述第二部件与所述第三行星齿轮组的所述第一 部件持续地互连;第三互连部件,其使所述第一行星齿轮组的所述第三部件与所述第二行 星齿轮组的所述第三部件持续地互连;第一扭矩传递机构,其可有选择性地接合以使得所 述第三行星齿轮组的所述第二部件与所述第四行星齿轮组的所述第三部件互连;第二扭矩 传递机构,其可有选择性地接合以使得所述第二行星齿轮组的所述第一部件和所述第三行 星齿轮组的所述第三部件的至少其中之一与所述第四行星齿轮组的所述第三部件互连;第 三扭矩传递机构,其可有选择性地接合以使得所述输入部件和所述第二行星齿轮组的所述 第二部件的至少其中之一与所述第四行星齿轮组的所述第三部件互连;第四扭矩传递机 构,其可有选择性地接合以使得所述第一行星齿轮组的所述第三部件和所述第二行星齿轮 组的所述第三部件的至少其中之一与固定部件互连;以及第五扭矩传递机构,其可有选择 性地接合以使得所述第四行星齿轮组的所述第一部件与所述固定部件互连;以及其中所述 扭矩传递机构以至少三个相组合的方式进行有选择性的接合,以在所述输入部件和所述输 出部件之间建立至少八个前进速度比和至少一个倒档速度比。优选地,所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的所述第三部件是太阳齿轮,所 述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的所述第二部件是齿轮架部件,所述第一、第二、第三 和第四行星齿轮组的所述第一部件是齿圈。在本发明的第六方面中,提供一种变速器,包括输入部件;输出部件;第一、第 二、第三和第四行星齿轮组,每个所述行星齿轮组均具有太阳齿轮部件、齿轮架部件和齿圈 部件;其中所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮部件形成于所述第二行星齿轮组的所述齿 圈部件的外表面上;所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮部件包括内表面,该内表面形成 内腔,所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮部件、齿轮架部件和齿圈部件布置于所述内腔 中;并且所述输入部件与所述第二行星齿轮组的所述齿轮架部件持续地互连,所述输出部 件与所述第一行星齿轮组的所述齿轮架部件和所述第三行星齿轮组的所述齿圈部件的至 少其中之一持续地互连;第一互连部件,其使所述第一行星齿轮组的所述齿圈部件与所述 第四行星齿轮组的所述齿轮架部件持续地互连;第二互连部件,其使所述第一行星齿轮组 的所述齿轮架部件与所述第三行星齿轮组的所述齿圈部件持续地互连;第三互连部件,其 使所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮部件与所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮部件 持续地互连;第一扭矩传递机构,其可有选择性地接合以使得所述第三行星齿轮组的所述 齿轮架部件与所述第四行星齿轮组的所述太阳齿轮部件互连;第二扭矩传递机构,其可有 选择性地接合以使得所述第二行星齿轮组的所述齿圈部件和所述第三行星齿轮组的所述 太阳齿轮部件的至少其中之一与所述第四行星齿轮组的所述太阳齿轮部件互连;第三扭矩 传递机构,其可有选择性地接合以使得所述输入部件和所述第二行星齿轮组的所述齿轮架 部件的至少其中之一与所述第四行星齿轮组的所述太阳齿轮部件互连;第四扭矩传递机构,其可有选择性地接合以使得所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮部件和所述第二行星 齿轮组的所述太阳齿轮部件的至少其中之一与固定部件互连;以及第五扭矩传递机构,其 可有选择性地接合以使得所述第四行星齿轮组的所述齿圈部件与所述固定部件互连;以及 其中所述扭矩传递机构以至少三个相组合的方式进行有选择性的接合,以在所述输入部件 和所述输出部件之间建立至少八个前进速度比和至少一个倒档速度比。在本发明的第七方面,提供一种变速器,包括输入部件;输出部件;第一、第二、 第三和第四行星齿轮组,每个所述行星齿轮组均具有第一、第二和第三部件;其中所述第三 行星齿轮组的所述第三部件形成于所述第二行星齿轮组的所述第一部件的外表面上;所 述第三行星齿轮组的所述第三部件包括内表面,该内表面形成内腔,所述第二行星齿轮组 的所述第一、第二和第三部件布置于所述内腔中;并且所述输入部件与所述第二行星齿轮 组的所述第二部件持续地互连,所述输出部件与所述第一行星齿轮组的第二部件持续地互 连;第一互连部件,其使所述第一行星齿轮组的所述第一部件与所述第四行星齿轮组的所 述第二部件持续地互连;第二互连部件,其使所述第三行星齿轮组的所述第一部件与所述 第四行星齿轮组的所述第三部件持续地互连;第三互连部件,其使所述第一行星齿轮组的 所述第三部件与所述第二行星齿轮组的所述第三部件持续地互连;以及五个扭矩传递机 构,其可有选择性地接合以使得所述第一、第二和第三部件之一与所述第一、第二、第三部 件和固定部件中的另一个互连,并且其中所述扭矩传递机构以至少三个相组合的方式进行 有选择性的接合,以在所述输入部件和所述输出部件之间建立至少八个前进速度比和至少 一个倒档速度比。优选地,所述五个扭矩传递机构中的第一扭矩传递机构可有选择性地接合以使得 所述输出部件和第一行星齿轮组的所述第二部件的至少其中之一与所述第三行星齿轮组 的所述第二部件互连。优选地,所述五个扭矩传递机构中的第二扭矩传递机构可有选择性地接合以使得 所述第三行星齿轮组的所述第三部件和所述第二行星齿轮组的所述第一部件的至少其中 之一与所述第三行星齿轮组的所述第二部件互连。优选地,所述五个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构可有选择性地接合以使得 所述输入部件和所述第二行星齿轮组的所述第二部件的至少其中之一与所述第四行星齿 轮组的所述第三部件互连。优选地,所述五个扭矩传递机构中的第四扭矩传递机构可有选择性地接合以使得 所述第一行星齿轮组的所述第三部件和所述第二行星齿轮组的所述第三部件的至少其中 之一与所述固定部件互连。优选地,所述五个扭矩传递机构中的第五扭矩传递机构可有选择性地接合以使得 所述第四行星齿轮组的所述第一部件与所述固定部件互连。优选地,所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的所述第三部件是太阳齿轮,所 述第一、第二和第四行星齿轮组的所述第二部件以及所述第三行星齿轮组的所述第一部件 是齿轮架部件,所述第一、第二和第四行星齿轮组的所述第一部件以及所述第三行星齿轮 组的所述第二部件是齿圈。优选地,所述扭矩传递机构中有两个是用于将多个所述第一、第二和第三部件连 接到所述固定部件的制动器,以及所述扭矩传递机构中有三个是用于将所述第一、第二和
10第三部件的其中一组连接到所述第一、第二和第三部件的另一组的离合器。在本发明的第八方面,提供一种变速器,包括输入部件;输出部件;第一、第二、 第三和第四行星齿轮组,每个所述行星齿轮组均具有第一、第二和第三部件;其中所述第三 行星齿轮组的所述第三部件形成于所述第二行星齿轮组的所述第一部件的外表面上;所述 第三行星齿轮组的所述第三部件包括内表面,该内表面形成内腔,所述第二行星齿轮组的 所述第一、第二和第三部件布置于所述内腔中;并且所述输入部件与所述第二行星齿轮组 的所述第二部件持续地互连,所述输出部件与所述第一行星齿轮组的所述第二部件持续地 互连;第一互连部件,其使所述第一行星齿轮组的所述第一部件与所述第四行星齿轮组的 所述第二部件持续地互连;第二互连部件,其使所述第三行星齿轮组的所述第一部件与所 述第四行星齿轮组的所述第三部件持续地互连;第三互连部件,其使所述第一行星齿轮组 的所述第三部件与所述第二行星齿轮组的所述第三部件持续地互连;第一扭矩传递机构, 其可有选择性地接合以使得所述输出部件和所述第一行星齿轮组的所述第二部件的至少 其中之一与所述第三行星齿轮组的所述第二部件互连;第二扭矩传递机构,其可有选择性 地接合以使得所述第三行星齿轮组的所述第三部件和所述第二行星齿轮组的所述第一部 件的至少其中之一与所述第三行星齿轮组的所述第二部件互连;第三扭矩传递机构,其可 有选择性地接合以使得所述输入部件和所述第二行星齿轮组的所述第二部件的至少其中 之一与所述第四行星齿轮组的所述第三部件互连;第四扭矩传递机构,其可有选择性地接 合以使得所述第一行星齿轮组的所述第三部件和所述第二行星齿轮组的所述第三部件的 至少其中之一与固定部件互连;以及第五扭矩传递机构,其可有选择性地接合以使得所述 第四行星齿轮组的所述第一部件与所述固定部件互连;以及其中所述扭矩传递机构以至少 三个相组合的方式进行有选择性的接合,以在所述输入部件和所述输出部件之间建立至少 八个前进速度比和至少一个倒档速度比。优选地,所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的所述第三部件是太阳齿轮,所 述第一、第二和第四行星齿轮组的所述第二部件以及所述第三行星齿轮组的所述第一部件 是齿轮架部件,所述第一、第二和第四行星齿轮组的所述第一部件以及所述第三行星齿轮 组的所述第二部件是齿圈。在本发明的第九方面,提供一种变速器,包括输入部件;输出部件;第一、第二、 第三和第四行星齿轮组,每个所述行星齿轮组均具有太阳齿轮部件、齿轮架部件和齿圈部 件;其中所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮部件形成于所述第二行星齿轮组的所述齿圈 部件的外表面上;所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮部件包括内表面,该内表面形成内 腔,所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮部件、齿轮架部件和齿圈部件布置于所述内腔中; 并且所述输入部件与所述第二行星齿轮组的所述齿轮架部件持续地互连,所述输出部件与 所述第一行星齿轮组的所述齿轮架部件持续地互连;第一互连部件,其使所述第一行星齿 轮组的所述齿圈部件与所述第四行星齿轮组的所述齿轮架部件持续地互连;第二互连部 件,其使所述第三行星齿轮组的所述齿轮架部件与所述第四行星齿轮组的所述太阳齿轮部 件持续地互连;第三互连部件,其使所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮部件与所述第二 行星齿轮组的所述太阳齿轮部件持续地互连;第一扭矩传递机构,其可有选择性地接合以 使得所述输出部件和所述第一行星齿轮组的所述齿轮架部件的至少其中之一与所述第三 行星齿轮组的所述齿圈部件互连;第二扭矩传递机构,其可有选择性地接合以使得所述第三行星齿轮组的所述太阳齿轮部件和所述第二行星齿轮组的所述齿圈部件的至少其中之 一与所述第三行星齿轮组的所述齿圈部件互连;第三扭矩传递机构,其可有选择性地接合 以使得所述输入部件和所述第二行星齿轮组的所述齿轮架部件的至少其中之一与所述第 四行星齿轮组的所述太阳齿轮部件互连;第四扭矩传递机构,其可有选择性地接合以使得 所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮部件和所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮部件的 至少其中之一与固定部件互连;以及第五扭矩传递机构,其可有选择性地接合以使得所述 第四行星齿轮组的所述齿圈部件与所述固定部件互连;以及其中所述扭矩传递机构以至少 三个相组合的方式进行有选择性的接合,以在所述输入部件和所述输出部件之间建立至少 八个前进速度比和至少一个倒档速度比。参考下述的说明和附图,本发明的进一步的目标、方面和优势将会得到明显的体 现。附图中,相似的附图标号指代相同的部件、元件或特征。


本文中的附图仅用于说明目的而非在任何意义上对本发明的范围进行限制。图1为依照本发明的八档变速器的一个实施例的杠杆图;图2为依照本发明的八档速变速器的一个实施例的示意图;图3为在图1和2所示的变速器的每个可实现的前进档和倒档的速度比或传动比 中,各扭矩传递机构的接合状态的真值表;图4为依照本发明的八档变速器的一个实施例的杠杆图;图5为依照本发明的八档速变速器的一个实施例的示意图;图6为在图4和5所示的变速器的每个可实现的前进档和倒档的速度比或传动比 中,各扭矩传递机构的接合状态的真值表;图7为依照本发明的八档变速器的一个实施例的杠杆图;图8为依照本发明的八档速变速器的一个实施例的示意图;以及图9为在图7和8所示的变速器的每个可实现的前进档和倒档的速度比或传动比 中,各扭矩传递机构的接合状态的真值表。
具体实施例方式以下描述其本质上仅是作为示例性说明,而非对本公开、应用或实施上进行限制。现参照图1,图中以杠杆图的形式示出了八档变速器的一个实施例10。杠杆图 (lever diagram)是一种机械装置如自动变速器的部件的示意图。图中每个杆表示一个行 星齿轮组,其中该行星齿轮组的三个基本机械部件各由一个节点表示。因此一个杆包含三 个节点一个表示太阳齿轮,一个表示行星齿轮架,另一个则表示齿圈。各杆的各节点之间 的相对长度可用于表示各相应齿轮组中的齿圈-太阳齿轮的齿数比。这些杆比又可用于改 变变速器的传动比,以实现适当的比率和比率递进。不同的行星齿轮组的各节点之间的机 械连接或相互连接由细水平线表示,扭矩传递装置如离合器和制动器则由交叉的指状物来 表示。对杠杆图的形式、目的和应用的进一步说明可在Benford和Leising所著的SAE论 文810102,“The Lever Analogy :A New Tool in Transmission Analysis”中找至lj,因此该 论文通过引用的形式完全合并于本文中。
12
变速器10包括输入轴或部件12,第一行星齿轮组14,第二行星齿轮组16,第三行 星齿轮组18,第四行星齿轮组20,以及输出轴或部件22。其中,第一行星齿轮组14包括三 个节点第一节点14A、第二节点14B和第三节点14C ;第二行星齿轮组16包括三个节点 第一节点16A、第二节点16B和第三节点16C ;第三行星齿轮组18包括三个节点第一节点 18A、第二节点18B和第三节点18C ;第四行星齿轮组20包括三个节点第一节点20A、第二 节点20B和第三节点20C。输入轴或部件12与第二行星齿轮组16的第二节点16B相连接。输出轴或部件22 与第一行星齿轮组14的第二节点14B相连接。第一行星齿轮组14的第一节点14A与第四 行星齿轮组20的第二节点20B相连接。第一行星齿轮组14的第二节点14B与第三行星齿 轮组18的第二节点18B相连接。第一行星齿轮组14的第三节点14C与第二行星齿轮组16 的第三节点16C相连接。第二行星齿轮组16的第一节点16A与第三行星齿轮组18的第三 节点18C相连接。第一离合器26使第三行星齿轮组18的第一节点18A与第四行星齿轮组20的第 三节点20C有选择性地连接。第二离合器28使第二行星齿轮组16的第一节点16A和第三 行星齿轮组18的第三节点18C与第四行星齿轮组20的第三节点20C有选择性地连接。第 三离合器30使第二行星齿轮组16的第二节点16B和输入部件12与第四行星齿轮组20的 第三节点20C有选择性地连接。第一制动器32使第一行星齿轮组14的第三节点14C与地 面、固定部件或变速箱壳40有选择性地连接。第二制动器34使第四行星齿轮组20的第一 节点20A与地面、固定部件或变速箱壳40有选择性地连接。现参照图2,其以示意简图的形式示出了依照本发明的八档变速器10的实施例的 布局示意图。图2中沿用了杠杆图1中的标号。图中相应地示出了离合器、制动器和各连 接件,而行星齿轮组的各节点则表现为行星齿轮组的部件,如太阳齿轮、齿圈、行星齿轮和 行星齿轮架。例如,行星齿轮组14包括太阳齿轮部件14C、齿圈部件14A和可旋转地支撑一组行 星齿轮14D(图中仅示出了其中一个)的行星齿轮架部件14B。太阳齿轮部件14C与第一 轴或互连部件42相连接以共同旋转并与第二轴或互连部件44相连接以共同旋转。齿圈部 件14A与第三轴或互连部件46相连接以共同旋转。行星齿轮架部件14B与第四轴或互连 部件48相连接以共同旋转并与输出部件22相连接以共同旋转。每个行星齿轮14D均构造 为同时与太阳齿轮部件14C和齿圈部件14A相啮合。行星齿轮组16包括太阳齿轮部件16C、齿圈部件16A和可旋转地支撑一组行星齿 轮16D (图中仅示出了其中一个)的行星齿轮架部件16B。太阳齿轮部件16C与第二轴或互 连部件44相连接以共同旋转。齿圈部件16A与第五轴或互连部件50相连接以共同旋转。 行星齿轮架部件16B与输入部件12相连接以共同旋转。每个行星齿轮16D均构造为同时 与太阳齿轮部件16C和齿圈部件16A相啮合。行星齿轮组18包括太阳齿轮部件18C、齿圈部件18A和可旋转地支撑一组行星齿 轮18D (图中仅示出了其中一个)的行星齿轮架部件18B。太阳齿轮部件18C与第五轴或互 连部件50相连接以共同旋转。齿圈部件18A与第六轴或互连部件52相连接以共同旋转。 行星齿轮架部件18B与第四轴或互连部件48相连接以共同旋转。每个行星齿轮18D均构 造为同时与太阳齿轮部件18C和齿圈部件18A相啮合。
行星齿轮组20包括太阳齿轮部件20C、齿圈部件20A和可旋转地支撑一组行星齿 轮20D (图中仅示出了其中一个)的行星齿轮架部件20B。太阳齿轮部件20C与第七轴或互 连部件54相连接以共同旋转。齿圈部件20A与第八轴或互连部件56相连接以共同旋转。 行星齿轮架部件20B与第三轴或互连部件46相连接以共同旋转。每个行星齿轮20D均构 造为同时与太阳齿轮部件20C和齿圈部件20A相啮合。在本发明的优选实施例中,太阳齿轮部件18C和行星齿轮组16的齿圈部件16A整 体形成,使得太阳齿轮部件18C和齿圈部件16A分别位于同一部件的外表面和内表面。此 外,太阳齿轮部件18C形成一个内腔并且行星齿轮组16布置于该内腔中(亦即,行星齿轮 组18在径向上与行星齿轮组16相堆叠,以使得行星齿轮组16被套在行星齿轮组18内)。 然而,应当了解的是,在不偏离本发明范围的条件下,太阳齿轮部件18C和齿圈部件16A亦 可为由互连部件相连接的独立部件。输入轴或部件12持续地连接于发动机(图中未示出)或扭矩变换器(图中未示 出)的涡轮。输出轴或部件22持续地连接于主减速器单元或分动箱(图中未示出)。扭矩传递机构、或者说离合器26、28和30以及制动器32和34容许轴或互连部件、 行星齿轮组各部件以及壳体之间的有选择性的互连。例如,第一离合器26可有选择性地接 合以使得第六轴或互连部件52与第七轴或互连部件54相连接。第二离合器28可有选择 性地接合以使得第五轴或互连部件50与第七轴或互连部件54相连接。第三离合器30可 有选择性地接合以使得输入轴或部件12与第七轴或互连部件54相连接。第一制动器32 可有选择性地接合以使得第一轴或互连部件42和第二轴或互连部件44与固定部件或变速 箱壳40相连接,从而限制部件42和44相对变速箱壳40的旋转。第二制动器34可有选择 性地接合以使得第八轴或互连部件56与固定部件或变速箱壳40相连接,从而限制第八互 连部件56相对变速箱壳40的旋转。现参照图2和图3,对八档变速器10的实施例的操作进行描述。将了解的是,变速 器10能够以具有单一的转变顺序换挡和两重超速档的至少八个前进速度比或扭矩比和至 少一个倒档速度比或扭矩比将扭矩从输入轴或部件12传递至输出轴或部件22。各前进和 倒档速度比或扭矩比由一个或多个扭矩传递机构(亦即,第一离合器26、第二离合器28、第 三离合器30、第一制动器32和第二制动器34)的接合来实现,如下文所述。图3是表示扭 矩传递机构在不同的组合方式下致动或接合来实现不同档位状态的真值表。表格中“ X,, 表示特定的制动器或离合器处于接合状态以达到所需的档位状态,“〇”表示特定的扭矩传 递部件(亦即,制动器或离合器)处于启动或运行状态但没有扭矩负载。表中亦给出了各 档位状态下传动比的实际数值,然而应当了解的是,所述数值仅仅是示例性的,这些数值可 在很大的范围内作出调整以适应变速器10不同的应用和操作标准。使用本发明实施例所 得到的传动比的实例也在图3中示出。当然,根据所选齿轮直径、齿轮齿数和齿轮配置可以 得到其它的传动比。为建立倒档,接合或启动第一离合器26、第一制动器32和第二制动器34。例如, 第一离合器26使第六轴或互连部件52与第七轴或互连部件54相连接。第一制动器32使 第一轴或互连部件42和第二轴或互连部件44与固定部件或变速箱壳40相连接以限制部 件42和44相对变速箱壳40的旋转。第二制动器34使第八轴或互连部件56与固定部件 或变速箱壳40相连接以限制第八互连部件56相对变速箱壳40的旋转。同样的,八个前进
14传动比也通过离合器和制动器接合的不同组合方式来实现,如图3所示。应当了解的是,前述对八档变速器10的操作和档位状态的说明具有以下的前提 首先,在给定的档位状态下,未明确指出的所有离合器或制动器均处于不起作用或脱离状 态;其次,在换挡期间,也就是档位状态变换的过程中,至少在相邻的档位状态间变换时,在 该两个档位状态下均为接合或启动的离合器或制动器将保持接合或启动的状态。现参照图4,图中以杠杆图的形式示出了八档变速器100的另一实施例。变速器 100包括输入轴或部件112,第一行星齿轮组114,第二行星齿轮组116,第三行星齿轮组 118,第四行星齿轮组120,以及输出轴或部件122。其中,第一行星齿轮组114包括三个节 点第一节点114A、第二节点114B和第三节点114C ;第二行星齿轮组116包括三个节点 第一节点116A、第二节点116B和第三节点116C ;第三行星齿轮组118包括三个节点第一 节点118A、第二节点118B和第三节点118C ;第四行星齿轮组120包括三个节点第一节点 120A、第二节点120B和第三节点120C。输入轴或部件112与第二行星齿轮组116的第二节点116B相连接。输出轴或部件 122与第一行星齿轮组114的第二节点114B相连接。第一行星齿轮组114的第一节点114A 与第四行星齿轮组120的第二节点120B相连接。第一行星齿轮组114的第二节点114B与 第三行星齿轮组118的第一节点118A相连接。第一行星齿轮组114的第三节点114C与第 二行星齿轮组116的第三节点116C相连接。第二行星齿轮组116的第一节点116A与第三 行星齿轮组118的第三节点118C相连接。第一离合器126使第三行星齿轮组118的第二节点118B与第四行星齿轮组120的 第三节点120C有选择性地连接。第二离合器128使第二行星齿轮组116的第一节点116A 和第三行星齿轮组118的第三节点118C与第四行星齿轮组120的第三节点120C有选择性 地连接。第三离合器130使第二行星齿轮组116的第二节点116B和输入部件112与第四 行星齿轮组120的第三节点120C有选择性地连接。第一制动器132将第一行星齿轮组114 的第三节点114C与地面、固定部件或变速箱壳140有选择性地连接。第二制动器134将第 四行星齿轮组120的第一节点120A与地面、固定部件或变速箱壳140有选择性地连接。现参照图5,其以示意简图的形式示出了依照本发明的八档变速器的实施例100 的布局示意图。图5中沿用了杠杆图4中的标号。图中相应地示出了离合器、制动器和各 连接件,而行星齿轮组的各节点则表现为行星齿轮组的部件,如太阳齿轮、齿圈、行星齿轮 和行星齿轮架。例如,行星齿轮组114包括太阳齿轮部件114C、齿圈部件114A和可旋转地支撑一 组行星齿轮114D(图中仅示出了其中一个)的行星齿轮架部件114B。太阳齿轮部件114C 与第一轴或互连部件142相连接以共同旋转并与第二轴或互连部件144相连接以共同旋 转。齿圈部件114A与第三轴或互连部件146相连接以共同旋转。行星齿轮架部件114B与 第四轴或互连部件148相连接以共同旋转并与输出部件122相连接以共同旋转。每个行星 齿轮114D均构造为同时与太阳齿轮部件114C和齿圈部件114A相啮合。行星齿轮组116包括太阳齿轮部件116C、齿圈部件116A和可旋转地支撑一组行星 齿轮116D(图中仅示出了其中一个)的行星齿轮架部件116B。太阳齿轮部件116C与第二 轴或互连部件144相连接以共同旋转。齿圈部件116A与第五轴或互连部件150相连接以 共同旋转。行星齿轮架部件116B与输入部件112相连接以共同旋转。每个行星齿轮116D
15均构造为同时与太阳齿轮部件116C和齿圈部件116A相啮合。行星齿轮组118包括太阳齿轮部件118C、齿圈部件118A和可旋转地支撑第一组行 星齿轮118D(图中仅示出了其中一个)和第二组行星齿轮118E(图中仅示出了其中一个) 的行星齿轮架部件118B。太阳齿轮部件118C与第五轴或互连部件150相连接以共同旋转。 齿圈部件118A与第四轴或互连部件148相连接以共同旋转。行星齿轮架部件118B与第六 轴或互连部件152相连接以共同旋转。每个行星齿轮118D均构造为同时与齿圈部件118A 和行星齿轮118E相啮合。每个行星齿轮118E均构造为同时与太阳齿轮部件118C和行星 齿轮118D相啮合。行星齿轮组120包括太阳齿轮部件120C、齿圈部件120A和可旋转地支撑一组行星 齿轮120D(图中仅示出了其中一个)的行星齿轮架部件120B。太阳齿轮部件120C与第七 轴或互连部件154相连接以共同旋转。齿圈部件120A与第八轴或互连部件156相连接以 共同旋转。行星齿轮架部件120B与第三轴或互连部件146相连接以共同旋转。每个行星 齿轮120D均构造为同时与太阳齿轮部件120C和齿圈部件120A相啮合。在本发明的优选实施例中,太阳齿轮部件118C和行星齿轮组116的齿圈部件116A 整体形成,使得太阳齿轮部件118C位于该整体部件的外表面并且齿圈部件116A位于其内 表面。此外,太阳齿轮部件118C形成一个内腔并且行星齿轮组116布置于该内腔中(亦即, 行星齿轮组118在径向上与行星齿轮组116相堆叠,以使得行星齿轮组116被套在行星齿 轮组118内)。然而,应当了解的是,在不偏离本发明范围的条件下,太阳齿轮部件118C和 齿圈部件116A亦可为由互连部件相连接的独立部件。输入轴或部件112持续地连接于发动机(图中未示出)或扭矩变换器(图中未示 出)的涡轮。输出轴或部件122持续地连接于主减速器单元或分动箱(图中未示出)。扭矩传递机构、或者说离合器126、128和130以及制动器132和134容许这些轴 或互连部件、行星齿轮组各部件以及壳体之间的有选择性的互连。例如,第一离合器126可 有选择性地接合以使得第六轴或互连部件152与第七轴或互连部件154相连接。第二离合 器128可有选择性地接合以使得第五轴或互连部件150与第七轴或互连部件154相连接。 第三离合器130可有选择性地接合以使得输入轴或部件112与第七轴或互连部件154相连 接。第一制动器132可有选择性地接合以使得第一轴或互连部件142和第二轴或互连部件 144与固定部件或变速箱壳140相连接,从而限制部件142和144相对变速箱壳140的旋 转。第二制动器134可有选择性地接合以使得第八轴或互连部件156与固定部件或变速箱 壳140相连接,从而限制第八互连部件156相对变速箱壳140的旋转。现参照图5和图6,对八档变速器100的实施例的操作进行描述。将了解的是,变 速器100能够以具有单一的转变顺序换挡和两重超速档的至少八个前进速度比或扭矩比 和至少一个倒档速度比或扭矩比将扭矩从输入轴或部件112传递至输出轴或部件122。各 前进和倒档速度比或扭矩比由一个或多个扭矩传递机构(亦即,第一离合器126、第二离合 器128、第三离合器130、第一制动器132和第二制动器134)的接合来实现,如下文所述。图 6是表示扭矩传递机构在不同的组合方式下被启动或接合来实现不同档位状态的真值表。 表格中“ X ”表示特定的制动器或离合器处于接合状态以达到所需的档位状态,“〇”表示特 定的扭矩传递部件(亦即,制动器或离合器)处于启动或运行状态但没有扭矩负载。表中 亦给出了各档位状态下传动比的实际数值,然而应当了解的是,所述数值仅仅是示例性的,这些数值可在很大的范围内作出调整以适应变速器100不同的应用和操作标准。使用本发 明实施例所得到的传动比的实例也在图6中示出。当然,根据所选齿轮直径、齿轮齿数和齿 轮配置可以得到其它的传动比。为建立倒档,接合或启动第一离合器126、第一制动器132和第二制动器134。例 如,第一离合器126使第六轴或互连部件152与第七轴或互连部件154相连接。第一制动 器132使第一轴或互连部件142和第二轴或互连部件144与固定部件或变速箱壳140相连 接以限制部件142和144相对变速箱壳140的旋转。第二制动器134使第八轴或互连部件 156与固定部件或变速箱壳140相连接以限制第八互连部件156相对变速箱壳140的旋转。 同样的,八个前进传动比也通过离合器和制动器接合的不同组合方式来实现,如图6所示。应当了解的是,前述对八档变速器100的操作和档位状态的说明具有以下的前 提首先,在给定的档位状态下,未明确指出的所有离合器或制动器均处于不起作用或脱离 状态;其次,在换挡期间,也就是档位状态变换的过程中,至少在相邻的档位状态间变换时, 在该两个档位状态下均为接合或启动的离合器或制动器将保持接合或启动的状态。先参照图7,图中以杠杆图的形式示出了八档变速器200的另一实施例。变速器 200包括输入轴或部件212,第一行星齿轮组214,第二行星齿轮组216,第三行星齿轮组 218,第四行星齿轮组220,以及输出轴或部件222。其中,第一行星齿轮组214包括三个节 点第一节点214A、第二节点214B和第三节点214C ;第二行星齿轮组216包括三个节点 第一节点216A、第二节点216B和第三节点216C ;第三行星齿轮组218包括三个节点第一 节点21gA、第二节点218B和第三节点218C ;第四行星齿轮组220包括三个节点第一节点 220A、第二节点220B和第三节点220C。输入轴或部件212与第二行星齿轮组216的第二节点216B相连接。输出轴或部件 222与第一行星齿轮组214的第二节点214B相连接。第一行星齿轮组214的第一节点214A 与第四行星齿轮组220的第二节点220B相连接。第三行星齿轮组218的第一节点218A与 第四行星齿轮组220的第三节点220C相连接。第一行星齿轮组214的第三节点214C与第 二行星齿轮组216的第三节点216C相连接。第二行星齿轮组216的第一节点216A与第三 行星齿轮组218的第三节点218C相连接。第一离合器226使第一行星齿轮组214的第二节点214B和输出部件222与第三 行星齿轮组218的第二节点218B有选择性地连接。第二离合器228使第二行星齿轮组216 的第一节点216A和第三行星齿轮组218的第三节点218C与第三行星齿轮组218的第二节 点218B有选择性地连接。第三离合器230使第二行星齿轮组216的第二节点216B和输入 部件212与第四行星齿轮组220的第三节点220C有选择性地连接。第一制动器232将第 一行星齿轮组214的第三节点214C与地面、固定部件或变速箱壳240有选择性地连接。第 二制动器234将第四行星齿轮组220的第一节点220A与地面、固定部件或变速箱壳240有 选择性地连接.现参照图8,其以示意简图的形式示出了依照本发明的八档变速器200的实施例 的布局示意图。图8中沿用了杠杆图7中的标号。图中相应地示出了离合器、制动器和各 连接件,而行星齿轮组的各节点则表现为行星齿轮组的部件,如太阳齿轮、齿圈、行星齿轮 和行星齿轮架。例如,行星齿轮组214包括太阳齿轮部件 、齿圈部件214A和可旋转地支撑一组行星齿轮214D(图中仅示出了其中一个)的行星齿轮架部件214B。太阳齿轮部件214C 与第一轴或互连部件242相连接以共同旋转并与第二轴或互连部件244相连接以共同旋 转。齿圈部件214A与第三轴或互连部件246相连接以共同旋转。行星齿轮架部件214B与 第四轴或互连部件248相连接以共同旋转并与输出部件222相连接以共同旋转。每个行星 齿轮214D均构造成同时与太阳齿轮部件214C和齿圈部件214A相啮合。行星齿轮组216包括太阳齿轮部件216C、齿圈部件216A和可旋转地支撑一组行星 齿轮216D(图中仅示出了其中一个)的行星齿轮架部件216B。太阳齿轮部件216C与第二 轴或互连部件244相连接以共同旋转。齿圈部件216A与第五轴或互连部件250相连接以 共同旋转。行星齿轮架部件216B与输入部件212相连接以共同旋转。每个行星齿轮216D 均构造成同时与太阳齿轮部件216C和齿圈部件216A相啮合。行星齿轮组218包括太阳齿轮部件218C、齿圈部件218B和可旋转地支撑第一组 行星齿轮218D(图中仅示出了其中一个)和第二组行星齿轮218E(图中仅示出了其中一 个)的行星齿轮架部件218A。太阳齿轮部件218C与第五轴或互连部件250相连接以共同 旋转。在本发明的优选实施例中,太阳齿轮部件218C和行星齿轮组216的齿圈部件216A 形成为一整体。齿圈部件218B与第六轴或互连部件252相连接以共同旋转。行星齿轮架 部件218A与第七轴或互连部件254相连接以共同旋转。每个行星齿轮218D均构造成同时 与行星齿轮218E和齿圈部件218B相啮合。每个行星齿轮218E均构造成同时与行星齿轮 218D和太阳齿轮部件218C相啮合。行星齿轮组220包括太阳齿轮部件220C、齿圈部件220A和可旋转地支撑一组行星 齿轮220D(图中仅示出了其中一个)的行星齿轮架部件220B。太阳齿轮部件220C与第七 轴或互连部件254相连接以共同旋转。齿圈部件220A与第八轴或互连部件256相连接以 共同旋转。行星齿轮架部件220B与第三轴或互连部件246相连接以共同旋转。每个行星 齿轮220D均构造成同时与太阳齿轮部件220C和齿圈部件220A相啮合。在本发明的优选实施例中,太阳齿轮部件218C和行星齿轮组216的齿圈部件216A 形成为一整体,使得太阳齿轮部件218C位于该整体部件的外表面并且齿圈部件216A位于 其内表面。此外,太阳齿轮部件218C形成一个内腔并且行星齿轮组216布置于该内腔中 (亦即,行星齿轮组218在径向上与行星齿轮组216相堆叠,以使得行星齿轮组216被套在 行星齿轮组218内)。然而,应当了解的是,在不偏离本发明范围的条件下,太阳齿轮部件 218C和齿圈部件216A亦可为由互连部件相连接的独立部件。输入轴或部件212持续地连接于发动机(图中未示出)或扭矩变换器(图中未示 出)的涡轮。输出轴或部件222持续地连接于主减速器单元或分动箱(图中未示出)。扭矩传递机构、或者说离合器226、228和230以及制动器232和234容许这些轴 或互连部件、行星齿轮组各部件以及壳体之间的有选择性地互连。例如,第一离合器226可 有选择性地接合以使得第四轴或互连部件248和输出部件222与第六轴或互连部件252相 连接。第二离合器228可有选择性地接合以使得第五轴或互连部件250与第六轴或互连部 件252相连接。第三离合器230可有选择性地接合以使得输入轴或部件212与第七轴或互 连部件254相连接。第一制动器232可有选择性地接合以使得第一轴或互连部件242以及 第二轴或互连部件244与固定部件或变速箱壳240相连接,从而限制部件242和244相对 变速箱壳240的旋转。第二制动器234可有选择性地接合以使得第八轴或互连部件256与
18固定部件或变速箱壳240相连接,从而限制第八互连部件256相对变速箱壳240的旋转。现参照图8和图9,对八档变速器200的实施例的操作进行描述。将了解的是,变 速器200能够以具有单一的转变顺序换挡和两重超速档的至少八个前进速度比或扭矩比 和至少一个倒档速度比或扭矩比将扭矩从输入轴或部件212传递至输出轴或部件222。各 前进和倒档速度比或扭矩比由所述扭矩传递机构(亦即,第一离合器226、第二离合器228、 第三离合器230、第一制动器232和第二制动器234)中的一个或多个的接合来实现,如下 文所述。图9是表示扭矩传递机构在不同的组合方式下被启动或接合来实现不同档位状态 的真值表。表格中“ X ”表示特定的制动器或离合器处于接合状态以达到所需的档位状态, “〇”表示特定的扭矩传递部件(亦即,制动器或离合器)处于启动或运行状态但没有扭矩 负载。表中亦给出了各档位状态下传动比的实际数值,然而应当了解的是,所述数值仅仅 是示例性的,这些数值可在很大的范围内作出调整以适应变速器200不同的应用和操作标 准。使用本发明实施例所得到的传动比的实例也在图9中示出。当然,根据所选齿轮直径、 齿轮齿数和齿轮配置可以得到其它的传动比。为建立倒档,接合或启动第一离合器226、第一制动器232和第二制动器234。例 如,第一离合器226使第四轴或互连部件248和输出部件222与第六轴或互连部件252相 连接。第一制动器232使第一轴或互连部件242和第二轴或互连部件244与固定部件或变 速箱壳240相连接以限制部件242和244相对变速箱壳240的旋转。第二制动器234使第 八轴或互连部件256与固定部件或变速箱壳240相连接以限制第八互连部件256相对变速 箱壳240的旋转。同样的,八个前进传动比也通过离合器和制动器接合的不同组合方式来 实现,如图9所示。应当了解的是,前述对八档变速器200的操作和档位状态的说明具有以下的前 提首先,在给定的档位状态下,未明确指出的所有离合器或制动器均处于不起作用或脱离 状态;其次,在换挡期间,也就是档位状态变换的过程中,至少在相邻的档位状态间变换时, 在该两个档位状态下均为接合或启动的离合器或制动器将保持接合或启动的状态。对本发明的描述本质上仅是作为示例性说明,在不偏离本发明主旨的条件下做出 的改变均应包括在本发明的范围内。这些改变不应被视为对本发明精神和范围的偏离。
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权利要求
一种变速器,包括输入部件;输出部件;第一、第二、第三和第四行星齿轮组,每个所述行星齿轮组均具有第一、第二和第三部件,其中所述第三行星齿轮组的所述第三部件形成于所述第二行星齿轮组的所述第一部件的外表面上;所述第三行星齿轮组的所述第三部件包括内表面,该内表面形成内腔,所述第二行星齿轮组的所述第一、第二和第三部件布置于所述内腔内;并且所述输入部件与所述第二行星齿轮组的所述第二部件持续地互连,所述输出部件与所述第一行星齿轮组的所述第二部件和所述第三行星齿轮组的所述第二部件的至少其中之一持续地互连;第一互连部件,其使所述第一行星齿轮组的所述第一部件与所述第四行星齿轮组的所述第二部件持续地互连;第二互连部件,其使所述第一行星齿轮组的所述第二部件与所述第三行星齿轮组的所述第二部件持续地互连;第三互连部件,其使所述第一行星齿轮组的所述第三部件与所述第二行星齿轮组的所述第三部件持续地互连;和五个扭矩传递机构,其可有选择性地接合以使得所述第一、第二和第三部件之一与所述第一、第二、第三部件和固定部件中的另一个互连,并且其中所述扭矩传递机构以至少三个扭矩传递机构组合的方式进行有选择性的接合,以在所述输入部件和所述输出部件之间建立至少八个前进速度比和至少一个倒档速度比。
2.如权利要求1所述的变速器,其中所述五个扭矩传递机构中的第一扭矩传递机构可 有选择性地接合以使得所述第三行星齿轮组的所述第一部件与所述第四行星齿轮组的所 述第三部件互连。
3.如权利要求2所述的变速器,其中所述五个扭矩传递机构中的第二扭矩传递机构可 有选择性地接合以使得所述第二行星齿轮组的所述第一部件和所述第三行星齿轮组的所 述第三部件的至少其中之一与所述第四行星齿轮组的所述第三部件互连。
4.如权利要求3所述的变速器,其中所述五个扭矩传递机构中的第三扭矩传递机构可 有选择性地接合以使得所述输入部件和所述第二行星齿轮组的所述第二部件的至少其中 之一与所述第四行星齿轮组的所述第三部件互连。
5.如权利要求4所述的变速器,其中所述五个扭矩传递机构中的第四扭矩传递机构可 有选择性地接合以使得所述第一行星齿轮组的所述第三部件和所述第二行星齿轮组的所 述第三部件的至少其中之一与所述固定部件互连。
6.如权利要求5所述的变速器,其中所述五个扭矩传递机构中的第五扭矩传递机构可 有选择性地接合以使得所述第四行星齿轮组的所述第一部件与所述固定部件互连。
7.如权利要求1所述的变速器,其中所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的所述 第三部件是太阳齿轮,所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的所述第二部件是齿轮架部 件,所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的所述第一部件是齿圈。
8.如权利要求1所述的变速器,其中所述扭矩传递机构中有两个是用于将多个所述第 一、第二和第三部件连接到所述固定部件的制动器,以及所述扭矩传递机构中有三个是用 于将所述第一、第二和第三部件的其中一组连接到所述第一、第二和第三部件的另一组的2亩A典 ra pi -nfl-。
9.一种变速器,包括 输入部件; >输出部件;第一、第二、第三和第四行星齿轮组,每个所述行星齿轮组均具有第一、第二和第三部 件;其中所述第三行星齿轮组的所述第三部件形成于所述第二行星齿轮组的所述第一部件 的外表面上;所述第三行星齿轮组的所述第三部件包括内表面,该内表面形成内腔,所述第 二行星齿轮组的所述第一、第二和第三部件布置于所述内腔中;并且所述输入部件与所述 第二行星齿轮组的所述第二部件持续地互连,所述输出部件与所述第一行星齿轮组的所述 第二部件和所述第三行星齿轮组的所述第二部件的至少其中之一持续地互连;第一互连部件,其使所述第一行星齿轮组的所述第一部件与所述第四行星齿轮组的所 述第二部件持续地互连;第二互连部件,其使所述第一行星齿轮组的所述第二部件与所述第三行星齿轮组的所 述第二部件持续地互连;第三互连部件,其使所述第一行星齿轮组的所述第三部件与所述第二行星齿轮组的所 述第三部件持续地互连;第一扭矩传递机构,其可有选择性地接合以使得所述第三行星齿轮组的所述第一部件 与所述第四行星齿轮组的所述第三部件互连;第二扭矩传递机构,其可有选择性地接合以使得所述第二行星齿轮组的所述第一部件 和所述第三行星齿轮组的所述第三部件的至少其中之一与所述第四行星齿轮组的所述第 三部件互连;第三扭矩传递机构,其可有选择性地接合以使得所述输入部件和所述第二行星齿轮组 的所述第二部件的至少其中之一与所述第四行星齿轮组的所述第三部件互连;第四扭矩传递机构,其可有选择性地接合以使得所述第一行星齿轮组的所述第三部件 和所述第二行星齿轮组的所述第三部件的至少其中之一与固定部件互连;以及第五扭矩传递机构,其可有选择性地接合以使得所述第四行星齿轮组的所述第一部件 与所述固定部件互连;以及其中所述扭矩传递机构以至少三个相组合的方式进行有选择性的接合,以在所述输入 部件和所述输出部件之间建立至少八个前进速度比和至少一个倒档速度比。
10.如权利要求9所述的变速器,其中所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的所述 第三部件是太阳齿轮,所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的所述第二部件是齿轮架部 件,所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的所述第一部件是齿圈。
全文摘要
本发明涉及具有四个行星齿轮组的多档变速器。提供一种变速器,其具有输入部件、输出部件、四个行星齿轮组、多个连接部件和多个扭矩传递装置。每个行星齿轮组均包括第一、第二和第三部件。扭矩传递装置包括离合器和制动器。
文档编号F16H3/62GK101915289SQ201010114699
公开日2010年12月15日 申请日期2010年2月20日 优先权日2009年2月17日
发明者J·M·哈特, S·H·维特科普 申请人:通用汽车环球科技运作公司
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