多级自动变速器的制造方法

文档序号:8784367阅读:259来源:国知局
多级自动变速器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种行星齿轮结构方式的自动变速器。
【背景技术】
[0002] -般而言,可自动切换的行星齿轮结构方式的车辆变速器已在现有技术中被多次 描述并且始终被进一步开发和改进。这种变速器应具有足够数量的前进挡以及一个倒挡并 且还应具有特别适合于机动车的传动比以及大的速比范围、有利的速比间隔和对于具体应 用情况足够大的起动传动比。另外,这种变速器应要求尽可能小的结构耗费、尤其是少量的 切换元件,并且在顺序换挡方式时避免所谓的组切换,从而在向下一更高或下一更低挡位 换挡时分别仅打开一个之前闭合的切换元件并且闭合一个之前打开的切换元件。
[0003] 这种多级自动变速器例如由本申请人的DE102005002337A1公开。该自动变速器 主要包括驱动轴、从动轴、总共四个单级行星齿轮组和五个切换元件。通过每次五个构造为 离合器和制动器的切换元件中的三个切换元件的选择性接合可无组切换地实现总共八个 前进挡。
[0004] 本申请人的DE102010041575B3公开代替由DE102005002337A1已知的八挡自动变 速器的一种变速器简图。在此提出一种具有四个单级行星齿轮组、五个切换元件和总共九 个轴的变速器,在该变速器中,与DE102005002337A1不同,靠近驱动端设置的第一行星齿 轮组的齿圈与变速器壳体固定连接并且第一行星齿轮组的太阳轮可经由第二切换元件与 第三轴连接,第三轴本身可经由第一切换元件固定在变速器壳体上。
[0005] 本申请人的DE102009001253B3公开代替由DE102005002337A1已知的八挡自动变 速器的一种扩展方案。在此通过在驱动轴和通过闭合之前已有的五个切换元件中的第五切 换元件可锁定的第二行星齿轮组之间的力流中增加构造为离合器的第六切换元件可实现 一个附加前进挡,该附加前进挡在其传动比方面大于八挡变速器的现有第一挡,即一个低 于八挡变速器的现有第一挡的附加起动挡。
[0006] 由本申请人的未在先公开的DE102013218941. 9公开另一种由DE102005002337A1 已知的八挡自动变速器的扩展方案,在其中通过在第二行星齿轮组的太阳轮和第四行星齿 轮组的齿圈之间的力流中增加第六切换元件可实现一个附加前进挡。DE102005002337A1的 八轴变速器的第七轴现在被分开,由此第二行星齿轮组现在只能通过同时闭合六个切换元 件之中的两个、具体而言通过闭合第五和附加的第六切换元件锁定。已知在锁定状态中该 行星齿轮组的太阳轮、行星齿轮架和齿圈的转速相等。现在附加的第六切换元件允许无组 切换地实现总共九个前进挡,在每个挡位中闭合其中四个切换元件,因而在每个挡位中始 终仅有两个切换元件未闭合。 【实用新型内容】
[0007] 本实用新型的任务在于,提供一种开头所提类型的包括总共四个行星齿轮组的多 级变速器,该变速器借助相对少地改变的变速器简图具有至少九个可无组切换地实现的前 进挡。
[0008] 根据本实用新型,该任务通过一种自动变速器、尤其是用于机动车的自动变速器 来解决,该自动变速器包括驱动轴、从动轴、四个行星齿轮组以及至少六个切换元件,所述 切换元件的选择性闭合能引起驱动轴和从动轴之间的不同传动比,用于实现至少九个前进 挡,其中,驱动轴与第四行星齿轮组持久连接并且从动轴与第三行星齿轮组持久连接,仅设 置两个耦合轴,经由所述耦合轴分别将行星齿轮组之一与另一行星齿轮组持久直接连接, 并且第四行星齿轮组与至少五个切换元件持久直接连接。
[0009] 据此提出一种自动变速器,该自动变速器包括驱动轴、从动轴、四个行星齿轮组以 及至少六个切换元件,所述切换元件的选择性闭合可引起驱动轴和从动轴之间的不同传动 比,从而能实现至少九个前进挡。驱动轴与第四行星齿轮组持久连接并且从动轴与第三行 星齿轮组持久连接。根据本实用新型,仅设置两个耦合轴,所述耦合轴将行星齿轮组之一与 另一行星齿轮组持久直接连接。根据本实用新型,与驱动轴连接的第四行星齿轮组与至少 五个切换元件持久直接连接。
[0010] 可规定,第一耦合轴将第二行星齿轮组与第三行星齿轮组持久连接,第二耦合轴 将第三行星齿轮组与第一行星齿轮组持久连接。
[0011] 可规定,第一行星齿轮组与最多两个切换元件直接连接,第二行星齿轮组与至少 四个切换元件直接连接,并且与从动轴连接的第三行星齿轮组与两个切换元件直接连接。
[0012] 也可规定,驱动轴与至少一个切换元件持久直接连接,而从动轴与最多一个切换 元件持久直接连接。
[0013] 在一种方案中规定,设置正好六个切换元件。在此情况下,第二行星齿轮组与正好 四个切换元件持久直接连接,第三行星齿轮组与正好两个切换元件持久直接连接,第四行 星齿轮组与正好五个切换元件持久直接连接,并且驱动轴与正好一个切换元件持久直接连 接。
[0014] 在一种替换方案中规定,设置正好七个切换元件。在此情况下,第二行星齿轮组与 正好五个切换元件持久直接连接,第三行星齿轮组与正好两个切换元件持久直接连接,第 四行星齿轮组与正好六个切换元件持久直接连接,并且驱动轴与正好两个切换元件持久直 接连接。
[0015] 在一种方案中提出,第一行星齿轮组与正好一个切换元件持久直接连接并且从动 轴与正好一个另外的切换元件持久直接连接。
[0016] 在一种替换方案中提出,第一行星齿轮组与正好两个切换元件持久直接连接并且 从动轴不与任何切换元件直接连接。
[0017] 在此在术语"直接连接"之下在涉及切换元件与行星齿轮组的耦合时可以理解,相 应切换元件的输入元件或输出元件经由无相对转动或有转动弹性的连接与相应行星齿轮 组的元件之一直接连接,使得在该行星齿轮组元件和该切换元件的输入元件或输出元件之 间始终具有固定的转速关系。
[0018] 在术语"直接连接"之下在涉及切换元件与轴的耦合时可以理解,相应切换元件的 输入元件或输出元件经由无相对转动或有转动弹性的连接与相应轴直接连接,使得在该轴 和该切换元件的输入元件或输出元件之间始终具有固定的转速关系。
[0019] 在术语"直接连接"之下在涉及一个行星齿轮组与另一行星齿轮组的耦合时可以 理解,相应行星齿轮组的元件之一经由无相对转动或有转动弹性的连接与相应另一行星齿 轮组的元件之一直接连接,使得在这两个元件之间始终具有固定的转速关系。
[0020] 优选四个行星齿轮组之中的每一个分别具有三个元件,即太阳轮、行星齿轮架和 齿圈。自动变速器可总共具有九个可转动的轴。优选第四行星齿轮组的第二元件构成构造 为驱动轴的第一轴,第三行星齿轮组的第二元件构成构造为从动轴的第二轴,第四行星齿 轮组的第一元件构成第三轴,第一行星齿轮组的第一元件构成第四轴,第四行星齿轮组的 第三元件构成第七轴,第二行星齿轮组的第二元件构成第八轴,第二行星齿轮组的第一元 件构成第九轴。优选第五轴(作为第一耦合轴)将第二行星齿轮组的第三元件与第三行星 齿轮组的第一元件持久连接,第六轴(作为第二耦合轴)将第一行星齿轮组的第二元件与 第三行星齿轮组的第三元件持久连接。在此优选第一行星齿轮组的第三元件持久固定在自 动变速器的壳体上。
[0021] 在切换元件与各轴的耦合方面可规定,第一切换元件在力流中设置在第三轴与壳 体之间,第二切换元件在力流中设置在第三轴与第四轴之间,第三切换元件在力流中设置 在第一轴与第五轴之间,第四切换元件在力流中设置在第二轴与第八轴之间或者在力流中 设置在第六轴与第八轴之间,第五切换元件在力流中设置在第七轴与第八轴之间,第六切 换元件在力流中设置在第七轴与第九轴之间。在设置第七切换元件的情况下,第七切换元 件在力流中可设置在第一轴与第八轴之间。
[0022] 由此,根据本实用新型的自动变速器与现有技术相比具有完全独立的运动学。在 使用六个切换元件的情况下可实现至少九个前进挡和一个倒挡。在使用七个切换元件的情 况下可实现至少十个前进挡和一个倒挡。
[0023] 优选在根据本实用新型的变速器中在每个挡位中四个切换元件闭合。当设置六个 切换元件时,在每个挡位中仅两个切换元件不闭合。当设置七个切换元件时,在每个挡位中 则有三个切换元件不闭合。在每次从一个挡位向下一更高或更低挡位换挡时分别仅打开一 个之前闭合的切换元件并且闭合一个之前打开的切换元件,从而在按顺序以每次一个挡位 升挡或降挡时避免组切换。
[0024] 为了实现至少九个前进挡和至少一个倒挡,这种变速器可具有下述换挡逻辑或者 说挡位逻辑:在倒挡中第一、第二、第四和第六切换元件是闭合或者说传递扭矩的。在第一 前进挡中第一、第二、第三和第六切换元件是闭合或者说传递扭矩的。在第二前进挡中第 一、第二、第五和第六切换元件是闭合或者说传递扭矩的。在第三前进挡中第二、第三、第五 和第六切换元件是闭合或者说传递扭矩的。在第四前进挡中第二、第四、第五和第六切换元 件是闭合或者说传递扭矩的。在第五前进挡中第二、第三、第四和第五切换元件是闭合或者 说传递扭矩的。在第六前进挡中第二、第三、第四和第六切换元件是闭合或者说传递扭矩 的。在第七前进挡中第三、第四、第五和第六切换元件是闭合或者说传递扭矩的。在第八前 进挡中第一、第三、第四和第六切换元件是闭合或者说传递扭矩的。在第一种变型方案中, 在第九前进挡中第一、第四、第五和第六切换元件是闭合或者说传递扭矩的。在第二种变型 方案中,在第九前进挡中第一、第三、第四和第五切换元件是闭合或者说传递扭矩的,在此 情况下可实现第十前进挡,在其中第一、第四、第五和第六切换元件是闭合或者说传递扭矩 的。
[0025] 当设置一个附加的第七切换元件时,与仅设有六个切换元件的变速器方案相比可 实现一个低于仅设有六个切换元件的变速器方案的第一挡的附加前进挡,该附加前进档的 传动比大于仅设有六个切换元件的变速器方案的第一挡的传动比。因此该附加前进挡特别 适合用作所谓的爬行挡,其具有用于大牵引力的大的总传动比。作为换挡逻辑或者说挡位 逻辑可规定,在这种附加前进档中第一、第二、第六和第七切换元件是闭合或者说传递扭矩 的,而在所有其余前进挡和倒挡中第七切换元件不是闭合或者说传递扭矩的。
[0026] 有利的是,该附加的第七切换元件可在按本实用新型的具有六个切换元件的变速 器所需的相同结构空间或仅稍大的结构空间中安装。
[0027] 优选第四切换元件与第五切换元件直接连接。优选第五切换元件也与第六切换元 件直接连接。
[0028] 在一种优选方案中,第二行星齿轮组可通过同时闭合第五和第六切换元件锁定, 使得第二行星齿轮组的三个元件(太阳轮、行星齿轮架、齿圈)的转速在第二行星齿轮组的 锁定状态中是相同的。
[0029] 所有四个行星齿轮组可构造为所谓的负传动比行星齿轮组,其各行星齿轮与相应 行星齿轮组的太阳轮和齿圈啮合。
[0030] 代替具有四个单级负传动比行星齿轮组的齿轮组系统方案,单个负传动比行星齿 轮组可通过一个所谓的正传动比行星齿轮组代替。已知正传动比行星齿轮组具有行星齿轮 架,在其上可转动地支承有内侧行星齿轮和外侧行星齿轮,每个内侧行星齿轮与正传动比 行星齿轮组的一个外侧行星齿轮和太阳轮啮合并且每个外侧行星齿轮与正传动比行星齿 轮组的一个内侧行星齿轮和齿圈啮合。代替具有四个单级负传动比行星齿轮组的齿轮组系 统方案,多个负传动比行星齿轮组也可通过正传动比行星齿轮组代替。
[0031] 为了确保要求保护的齿轮组系统具有相同的运动学而提出,每个负传动比行星齿 轮组的第一元件和每个正传动比行星齿轮组的第一元件构造为太阳轮,每个负传动比行星 齿轮组的第二元件构造为行星齿轮架,而每个正传动比行星齿轮组的第二元件构造为齿 圈,每个负传动比行星齿轮组的第三元件构造为齿圈,而每个正传动比行星齿轮组的第三 元件构造为行星齿轮架。
[0032] 在四个行星齿轮组于自动变速器壳体中的空间布置方面,在一种方案中规定,所 有四个行星齿轮组彼此同轴并排按照定义的顺序"第一、第四、第二和第三行星齿轮组"设 置,由此可以以简单的方式向所有离合器低泄漏地供应液压操作所需的压力介质。在此情 况下对于具有彼此同轴延伸的驱动轴和从动轴的应用适宜的是,第一行星齿轮组是行星齿 轮组系统中靠近自动变速器驱动端的行星齿轮组。在另一种方案中,在四个行星齿轮组于 自动变速器壳体中的空
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