用于车辆的多级变速器的制作方法

本发明总的来说涉及一种用于车辆的多级变速器，更具体涉及以下这种多级变速技术，其能够利用最少的部件和最简单的配置实现尽可能多的变速级，从而改善车辆的燃料效率。

背景技术：

近年来上涨的燃油价格已迫使全世界的汽车制造商进行无限制竞争，以改善燃料效率。另外，人们已根据各种技术，例如缩小尺寸等，为减轻重量和改善发动机的燃料效率做出巨大的努力。

在为改善燃料效率而针对装配在车辆中的变速器可想到的方法中，存在一种使发动机利用多级变速器在更有效的工作点工作的方法，从而最终改善燃料效率。

这类多级变速器使发动机在相对低RPM(每分钟转数，revolutions per minute)范围内工作，从而进一步改善车辆的静音性。

然而，随着变速器的变速级的数量增加，构成变速器内部部件的数量也会增加。这反而会导致不合需要的效果，例如降低可安装性和转换效率，并增加变速器的成本和重量。因此，为了利用变速器的多级而使燃料效率改善的效果最大化，设计出一种能够利用较少的部件和简单的配置来实现最大效率的变速器结构，非常重要。

在本发明背景部分中公开的信息仅用于对本发明的一般背景理解的增强，并且不应该被认为是对此信息形成已为本领域的技术人员所知的现有技术的承认或任何形式的暗示。

技术实现要素：

本发明的各种方面旨在提供一种用于车辆的多级变速器，该变速器能够以相对少量的部件和简单的配置，实现至少十个前进档变速级和一个倒档变速级，使得发动机可在最佳工作点工作，因此使车辆燃 料效率的改善最大化，并且发动机可更安静地工作，从而改善车辆的静音性。

根据本发明的各个方面，一种用于车辆的多级变速器，可包括：输入轴；输出轴；设置在输入轴与输出轴之间以传输旋转力的第一、第二、第三和第四行星齿轮装置，该第一、第二、第三和第四行星齿轮装置中的每一个均具有三个旋转元件；以及至少六个换档元件，连接到第一、第二、第三和第四行星齿轮装置的三个旋转元件，其中第一行星齿轮装置的第一旋转元件可始终连接到第二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可选择性地连接到第二行星齿轮装置的第一旋转元件，并且第一行星齿轮装置的第三旋转元件可始终连接到第三行星齿轮装置的第二旋转元件，其中第二行星齿轮装置的第一旋转元件可始终连接到输入轴，并选择性地连接到第三行星齿轮装置的第三旋转元件，第二行星齿轮装置的第二旋转元件可通过至少六个换档元件中的一个换档元件可固定地安装，且第二行星齿轮装置的第三旋转元件可始终连接到第三行星齿轮装置的第一旋转元件，第三行星齿轮装置的第一旋转元件可选择性地连接到第四行星齿轮装置的第一旋转元件和第二旋转元件的每一个，且第三行星齿轮装置的第二旋转元件可始终连接到第四行星齿轮装置的第三旋转元件，并且第四行星齿轮装置的第一旋转元件可通过至少六个换档元件的另一个换档元件可固定地安装，且第四行星齿轮装置的第二旋转元件可始终连接到输出轴。

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可沿着输入轴和输出轴的轴向依次排列。

第二行星齿轮装置的第二旋转元件可通过至少六个换档元件中的第四离合器，可固定地安装到变速器壳体；第四行星齿轮装置的第一旋转元件可通过至少六个换档元件中的第五离合器，可固定地安装到变速器壳体；并且至少六个换档元件中的剩余换档元件构成行星齿轮装置的旋转元件之间的可变连接结构。

至少六个换档元件中的第一离合器，可形成第一行星齿轮装置的第二旋转元件与第二行星齿轮装置的第一旋转元件之间的可变连接结构；至少六个换档元件中的第二离合器，可形成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三旋转元件之间的可变连接结构；至少六个换档元件中的第三离合器，可形成第三行星齿轮装置的第一旋转元件与第四行星齿轮装置的第二旋转元件之间的可变连接结构；并且至少六个换档元件中的第六离合器，可形成第三行星齿轮装置的第一旋转元件与第四行星齿轮装置的第一旋转元件之间的可变连接结构。

根据本发明的多个方面，一种用于车辆的多级变速器，可包括：第一、第二、第三和第四行星齿轮装置，第一、第二、第三和第四行星齿轮装置中的每一个均具有三个旋转元件；六个换档元件，被配置成选择性地提供摩擦力；以及第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八旋转轴，连接于第一至第四行星齿轮装置的旋转元件，其中第一旋转轴可以是直接连接到第二行星齿轮装置的第一旋转元件的输入轴，第二旋转轴可以直接连接到第一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以及第三行星齿轮装置的第一旋转元件，第三旋转轴可直接连接到第一行星齿轮装置的第二旋转元件，第四旋转轴可直接连接到第一行星齿轮装置的第三旋转元件、第三行星齿轮装置的第二旋转元件以及第四行星齿轮装置的第三旋转元件，第五旋转轴可以直接连接到第三行星齿轮装置的第三旋转元件，第六旋转轴可直接连接到第二行星齿轮装置的第二旋转元件，第七旋转轴可直接连接到第四行星齿轮装置的第一旋转元件，第八旋转轴可以是直接连接到第四行星齿轮装置的第二旋转元件的输出轴，并且六个换档元件可包括第一、第二、第三、第四、第五和第六离合器，第一离合器可布置在第一旋转轴和第三旋转轴之间，第二离合器可布置在第一旋转轴和第五转动轴之间，第三离合器可布置在第二旋转轴和第八旋转轴之间，第四离合器可布置在第六旋转轴和变速器壳体之间，第五离合器可布置在第七旋转轴和变速器壳体之间，第六离合器可布置在第二旋转轴和第七转轴之间。

根据如上所述的本发明，用于车辆的多级变速器可以较少量的部件和简单的配置，实现至少十个前进档变速级和一个倒档变速级，使得发动机可在最佳工作点工作，因此使车辆的燃料效率的改善最大，并且发动机可更安静地工作，从而改善车辆的静音性。

应当理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语包括一般的机动车辆，例如包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆、包括各种小船和轮船的船只、飞行器等的载客汽车，其还包括混合动力车辆、电动车辆、插入式混合电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如从除石油之外的资源获得的燃料)。本文提及的混合动力车辆是具有两个或多个电源的车辆，例如汽油动力和电动力混合车辆。

本发明的方法和装置具有在附图中和下面详细描述中显而易见或具体描述的其他特征和优点，其中附图被结合在本文中，并且与下面详细描述共同用于解释本发明的原理。

附图说明

图1是示出根据本发明的用于车辆的多级变速器的示例的示意图；

图2示出图1所示的示例性变速器的工作模式表。

应该理解，附图不一定按比例，而是呈现出说明本发明的基本原理的各种特征的有所简化的表现形式。本发明在此公开的具体设计特征，包括诸如具体尺寸、方向、位置及形状将部分地由具体预期的应用和使用环境来确定。

具体实施方式

现在详细地参考本发明的各种实施方式，在附图中和以下的描述中示出这些实施方式的实施例。虽然将结合示例性实施例对进行本发明描述，然而应该理解的是，本描述并非意在将本发明限制到这些示例性实施例。相反地，本发明意图不仅覆盖示例性实施例，而且覆盖落在如所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内的各种替换、修改、等效和其他方案。

参见图1和图2，根据本发明各个实施方式的用于车辆的多级变速器，包括输入轴IN；输出轴OUT；布置在输入轴IN与输出轴OUT之间用以传输旋转力的第一至第四行星齿轮装置PG1、PG2、PG3和PG4，第一至第四行星齿轮装置PG1至PG4中的每一个均具有三个旋转元件；以及至少六个换档元件，连接到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始终连接到第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2。第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1选择性地连接到第二行星齿轮装置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始终连接到第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3。

第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2始终连接到输入轴IN，并且选择性地连接到第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3。第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2，通过至少六个换档元件中的一个旋转元件被可固定地安装，第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2始终连接到第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3。

第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3选择性地连接到第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4和第二旋转元件C4，第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3始终连接到第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4。

第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4，通过至少六个换档元件中的另一个换档元件可固定地安装，第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4始终连接到输出轴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，沿着输入轴IN和输出轴OUT的轴向方向依次排列。

第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2，通过至少六个换档元件中的第四离合器CL4可固定地安装到变速器壳体CS。第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4，通过至少六个换档元件中的第五离合器CL5可固定地安装到变速器壳体CS。

因此，第四离合器CL4和第五离合器CL5用作制动器，使得第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2和第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4可分别在旋转状态和限制状态之间转换，该限制状态为在第四离合器CL4和第五离合器CL5的操作下不可旋转。

至少六个换档元件中的其他换档元件，被配置成构成行星齿轮装置的旋转元件之间的可变连接结构。

具体地，至少六个换档元件中的第一离合器CL1形成第一行星齿轮装置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之间的可变连接结构。至少六个换档元件中的第二离合器CL2形成第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2与第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3之间的可变连接结构。至少六个换档元件中的第三离合器CL3形成第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3与第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4之间的可变连接结构。至少六个换档元件中的第六离合器CL6形成第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3与第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4之间的可变连接结构。

根据各种实施例，第一星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1、第二旋转元件C1以及第三旋转元件R1分别为第一中心齿轮、第一行星齿轮架以及第一环形齿轮。第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2、第二旋转元件C2以及第三旋转元件R2分别为第二中心齿轮、第二行星齿轮架以及第二环形齿轮。第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3，第二旋转元件C3以及第三旋转元件R3分别为第三中心齿轮、第三行星齿轮架和第三环形齿轮。第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4，第二旋转元件C4以及第三旋转元件R4分别为第四中心齿轮、第四行星齿轮架以及第四环形齿轮。

如上配置的用于车辆的多级变速器也可如下呈现：

具体地，根据本发明的用于车辆的多级变速器，包括第一至第四行星齿轮装置PG1至PG4，其中每一个行星齿轮装置均具有三个旋转元件；六个换档元件，被配置成选择性地提供摩擦力；以及八个旋转轴，连接到第一至第四行星齿轮装置的旋转元件。

因此，在八个旋转轴中，第一旋转轴RS1是直接连接到第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2的输入轴IN。第二旋转轴RS2直接连接到第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1、第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2以及第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3。第三旋转轴RS3直接连接到第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1。第四旋转轴RS4直接连接到第一行星齿轮装置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。第五旋转轴RS5直接连接到第三行星齿轮装置PG3的第三 旋转元件R3。第六旋转轴RS6直接连接到第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2。第七旋转轴RS7直接连接到第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4。第八旋转轴RS8是直接连接到第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4的输出轴OUT。

另外，在六个换档元件中，第一离合器CL1布置在第一旋转轴RS1与第三转轴RS3之间。第二离合器CL2布置在第一旋转轴RS1与第五转轴RS5之间。第三离合器CL3布置在第二旋转轴RS2与第八转轴RS8之间。第四离合器CL4布置在第六旋转轴RS6与变速器壳体CS之间。第五离合器CL5布置在第七旋转轴RS7与变速器壳体CS之间。第六离合器CL6布置在第二旋转轴RS2与第七转轴RS7之间。

如上所述，根据本发明的包含四个简单的行星齿轮装置和六个换档元件的用于车辆的多级传输器，根据图2所示的工作模式表，实现十个前进档变速级和一个倒档变速级。由于十个变速级的多级变速级可基于较少的部件和简单的配置来实施，因此用于车辆的多级变速器可有助于改善车辆的燃料效率和静音性，从而最终改善车辆的市销性。

上面已经出于示例和描述的目的，对本发明的特定示例性实施例进行描述。这些描述不是为了穷举性地说明本发明，或者将本发明限制在本说明书所公开的精确形式，显然地，考虑了上述教导之后，还可以进行各种修改和变化。为了解释本发明的特定原理及其实际应用，选择和描述了上述示例性实施例，从而使本领域的其他技术人员可以实施和利用本发明的不同示例性实施例，及其各种改变和变化。本发明的保护范围由所附权利要求及其等效方案来限定。