专利名称：九速或十速分离离合器副轴自动变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有第 一 副轴和第二副轴和行星齿轮组的自动多速变速器。
背景技术：
机动车动力系典型地包括布置在发动机和向车辆的驱动轮提供转
矩的差速器之间的变速器。变速器提供了对变速器输入轴的转速和输出 轴的转速之间的速比的手动或自动选择，从而导致输出转矩的增加或减 少，其目的是将车辆的路面转矩和速度需要与发动机的输出速度和转矩 能力相匹配，同时维持发动机运行参数在最优的燃料效率和排放范围 内。
多种不同类型的变速器用于提供多个速比，包括手动变速器，自动 手动变速器，双离合器变速器，连续可变变速器和多种类型的行星齿轮 变速器。变速器的一个典型的例子是双离合器变速器，它利用了两个摩 擦离合器与爪形离合器和同步器以通过在一个摩擦离合器和另一个摩 擦离合器和数个爪形离合器/同步器之间的交替实现动态速比和转矩比
转矩比转换。
早期的机动车变速器典型地提供两个、三个或可以四个前进速度范 围。为了增加燃料经济性，近年来前进速度范围的个数趋向于增加，其 优点是允许发动机相对地与车辆的地面速度情况无关地在希望的燃料 有效性最优发动机速度和转矩范围内运行。
车辆燃料经济性和生产/零售成本进一步受到车辆零件复杂性和部 件重量/材料考虑的影响，包括变速器零件的复杂性、尺寸和重量。
发明内容
提供了组合副轴和行星齿轮组变速器，它实现了十个前进速比(在 优先实施例中九个)和两个后退速比，同时降低了零件复杂性、材料使 用和变速器尺寸。变速器包括输入构件以及第一副轴和第二副轴，其中每个副轴一般地平行于输入构件和输出构件布置。变速器包括第一前进 齿轮组和第二前进齿轮组，其中每个前进齿^仑组构造为 一组共面的相互 啮合的齿轮，该齿轮构造为将旋转运动和转矩从输入构件传递到副轴。 变速器包括多个转矩传递机构，转矩传递机构包括在第一副轴上的相
互分开的第一旋转离合器和第二旋转离合器；在第二副轴上的相互分开 的第三旋转离合器和第四旋转离合器；爪形离合器；和三个另外的转矩 传递机构。变速器进一步包括多个布置在输入构件、笫一副轴和第二副 轴上的相互啮合的齿轮，以限定五个齿轮平面。包括了行星齿轮组，且
构件和副轴与输出构件连接。旋转离合器:转矩传递机构和爪形离合器
选择地以不同的组合可接合，以在输入构件和输出构件之间建立至少九 个前进速比和至少一个后退速比，其中前进比利用了五个齿轮平面中的 仅四个中的齿轮。
在本发明的另 一个方面中，每个副轴使其旋转离合器的至少一个以 悬臂方式由支承了副轴的端部部分且定位为离开副轴的跨度的轴承的 一个支承。
在本发明的另一个方面中，变速器的特征在于每个副轴具有不超过 一个支承板。
在本发明的另一个方面中，多个相互啮合的齿轮包括共面的相互啮 合的齿轮的第 一前进齿轮组，以用于将转矩从输入构件传递到第 一副 轴；其中第 一前进齿轮组具有与第 一副轴同心的且可驱动地联接到第一 副轴的一个齿轮，且其中第一前进齿轮组具有与输入构件同心的且可驱 动地联接到输入构件的不同的齿轮。类似地，多个相互啮合的齿轮包括 共面的相互啮合的齿轮的第二前进齿轮组，以用于将转矩从输入构件传 递到第二副轴；其中第二前进齿轮组具有与第二副轴同心的且可驱动地 联接到第二副轴的一个齿轮，且第二前进齿轮组具有与输入构件同心的 且可驱动地联接到输入构件的不同的齿轮。
在本发明的另 一个方面中，第 一副轴具有与第 一副轴同心的且可绕 第 一副轴旋转的两个相互啮合的齿轮。爪形离合器与第 一副轴同心且由 第 一副轴支承以绕第 一副轴旋转，其中爪形离合器选择地在相对的前进 和后退位置之间可移动。当爪形离合器处于前进位置时，爪形离合器选 择地且可驱动地将第 一旋转离合器联接到两个第 一副轴齿轮的 一个，以至少部分地实现至少 一个前进速比。第二旋转离合器选择地可接合以可 驱动地将第 一副轴联接到两个第 一副轴齿轮的不同的 一个，以至少部分 地实现至少一个前进速比。在本发明的此方面中，相互啮合的齿轮的一 个是与第 一 副轴同心且可绕第 一 副轴旋转的第 一后退齿轮。爪形离合器 的后退位置可驱动地将第 一旋转离合器与第 一后退齿轮联接，以至少部 分地实现至少一个后退速比。
在本发明的进一 步的方面中，旋转离合器的 一个和前进齿轮组的一 个限定了齿轮平面的一个。
在本发明的另 一 个方面中，第二副轴具有与第二副轴同心的且可绕 第二副轴旋转的多个相互啮合的齿轮中的两个。第三旋转离合器选择地 可接合以可驱动地将第二副轴与第二副轴齿轮的 一 个联接，以至少部分 地实现至少一个前进速比。第四旋转离合器选择地可接合以可驱动地将 第二副轴与第二副轴齿轮的不同的 一 个联接，以至少部分地实现至少一 个前进速比。
在本发明的再另 一个方面中，第二后退齿轮连续地可啮合地接合第 一后退齿轮。第三后退齿轮连续地且不可啮合地联接以与第二后退齿轮 共同旋转，第三齿轮连续地可啮合地接合与输入构件同心的且可绕输入 构件旋转的笫四齿轮的部分，且可驱动地耳关接，以至少部分地实现至少 一个后退速比。第一和第二后退齿轮至少部分地限定了五个齿轮平面的 一个。
在本发明的另一个方面中，行星齿轮组包括齿圈构件、行星架构件 和太阳轮构件。转矩传递机构的一个是制动离合器，该制动离合器选择 地可接合以将齿圏构件接地，以向行星齿轮组提供反作用点。
在本发明的另一个方面中，转矩传递机构的一个是锁定离合器，该 锁定离合器选择地可接合以扭转上联接以与行星齿轮组的构件中的两 个共同旋转。
以上所述的本发明的特征和优点和本发明的其他特征和优点/人如 下的参考附图的对用于执行本发明的最佳模式的详细描述中容易地显见。
图1图示了根据本发明的具有九个或十个前进范围和两个后退范围的变速器的第一实施例；
图2表示了根据本发明的用于转矩传递机构的接合方案或真值表以 实现九个前进范围和两个后退范围；
图3图示了图1中的表示的变速器的替代实施例，其中进一步具有 降低了图1的变速器长度的优点以允许移除支承板，因此进一步降低零 件复杂性和变速器的总长度；和
图4图示了不在本发明的范围内的具有九个前进范围和两个后退范 围的变速器，以用于比较和论述在此描述的差异和益处。
具体实施例方式
参考附图，其中类似的参考数字指类似的部件。图l图示了动力系 10,动力系10包括运行地且以扭转上通过变矩器16联接到变速器14 的发动机12。变矩器16包括联接为与发动机12的输出轴20 —起旋转 的泵部分18和涡轮部分26。泵部分18的定子部分22接地到例如变速 器壳体或外壳24的静止构件。如本领域一般技术人员所理解，变矩器 16是转矩联接设备，它使用了由泵部分18输送的流体以将转矩和旋转 运动传递到涡轮部分26。涡轮部分26 一皮连4妾以与变速器14的输入轴 28—起旋转。为改进燃料经济性，变矩器16包括选择地可运行以将泵 部分18的旋转锁定到涡轮部分26的锁定离合器30。当锁定离合器30 接合时，来自发动机12的输出轴20的动力流直接联接到输入构件28, 因此将变矩器16旁通。
变速器14可运行以在变速器输入构件28和输出构件32之间提供
变速器的"范围，，或"档位"。每个速比与图2中第一列内的各"范围，， 和在图2的第二列中示出的相应的转矩比相对应，如本领域一般技术人 员所理解。
变速器输入构件28扭转上联接以与变速器主轴34共同旋转。在多 种实施例中，输入构件28和主轴34可以是一个构件而非在此所示出和 描述的两个分开的构件。在此应理解的是在参考主轴34处，参考也替 代地以输入构件28替换。
变速器进一步包括第一副轴36和第二副轴38, 二者与主轴34分开 且大体上与主轴34平行地对齐。主轴34具有固定到其上的齿4仑40以与它共同旋转。齿轮40与固定到第一副轴36上的与第一副轴36共同 旋转的齿轮42相互啮合。齿轮40和齿轮42形成了第一共面的相互啮 合的齿轮组，如通过平面P1指示。齿一仑40和齿一仑42也可以称为第一 前进齿轮组，它构造为将旋转运动和转矩从主轴34传递到第一副轴36。
齿4仑44固定到主轴34以与主轴34共同旋转。齿轮44与固定为与 第二副轴38共同旋转的齿轮46连续地相互啮合。齿轮44和齿轮46形 成了第二共面的相互啮合的齿轮组，如通过平面P2指示。齿轮44和齿 轮46也可以称为第二前进齿轮组，它构造为将旋转运动和转矩/人主轴 34传递到第二副轴38。
套轴48与主轴34同心且可绕主轴34旋转。套轴48具有安放在轴 承52内且由轴承52支承的一个端部部分，该轴承52固定到齿轮44的 侧部分。套轴48在轴承52内相对于齿轮44自由旋转。毂部分50固定 到套轴48的相对的端部部分。
套轴60与第一副轴36同心且可绕第一副轴36旋转。齿轮54固定 到套轴60以与套轴60共同》炎转。齿4仑54与齿4仑56连续地相互啮合， 该齿轮56与套轴48同心且固定到套轴48以与套轴48共同S走转。
套轴62与第二副轴38同心且可绕第二副轴38旋转。齿4仑58固定 到套轴62以与套轴62共同旋转。齿轮58与齿4仑56连续地相互啮合。 齿4仑54、 56和58形成了第三共面的相互啮合的齿轮组，如通过平面P3 指示。
套轴64与第一副轴36同心且可绕第一副轴36旋转。齿轮68固定 到套轴64以与套轴64共同旋转。齿4仑68与齿4仑70连续地相互啮合， 该齿轮70与套轴48同心且固定到套轴48以与套轴48共同旋转。套轴 66与第二副轴38同心且可绕第二副轴38旋转。齿轮72固定到套轴66 以与套轴66共同旋转。齿轮72与齿轮70连续地相互啮合，该齿轮70 与套轴48同心且固定到套轴48以与套轴48共同旋转。应注意的是套 轴60和64不相互连接，且独立地绕第一副轴36自由旋转。类似地， 套轴62和66不相互连接，且独立地绕第二副轴38自由旋转。齿轮68、 70和72形成了第四共面的相互啮合的齿轮组，如通过平面P4指示。
转矩传递机构CD是爪形离合器，它与第一副轴36同心且被支承以 绕第一副轴36旋转。爪形离合器是将两个旋转的轴或其他旋转的部件 不通过摩擦而通过机械干涉来联接的离合器类型。多种类型的爪形离合器对于本领域一般技术人员是已知的。爪形离合器CD具有三个位置或状态前进、后退和空档。在某些实施例中，爪形离合器可以在任何给定的时间处于前进或后退的位置，空档位置是使得爪形离合器首先分离 一个状态然后接合另一个状态的瞬时/短时位置。在其他实施例中，爪形离合器可以选择地置于任何状态前进、空档和后退。爪形离合器CD 的位置或状态通过独立的促动器(未示出)选择，例如但不限制于液压 控制系统或电动螺线管促动器，以将爪形离合器CD移动到后退(左侧) 位置或前进(右侧)位置。当选择地置于后退位置时，爪形离合器CD 接合且扭转上联接齿轮74以与套轴78共同旋转，从而部分地建立第一 后退速比，如在图2中在标识为CD的列中指示。套轴78与第一副轴 36同心且可绕第一副轴36旋转。齿轮74连续地与齿轮76啮合。齿轮 76与齿轮80同心且连续地联接齿轮80以与齿轮80共同旋转。齿轮80 连续地与齿轮56相互啮合，该齿轮56固定到套轴48且由套轴48支承。当选择地置于前进位置时，爪形离合器CD接合且扭转上联接套轴 64以与套轴78共同旋转，从而部分地建立了前进速比，如在图2中在 标识为CD的列中指示。变速器14进一步包括行星齿轮组82。行星齿轮组包括太阳轮构件 84,齿圏构件88和行星架构件90，行星架构件90可旋转地支承了多个 行星小齿轮86。行星小齿4仑86连续地与齿圈构件88和太阳4仑构件84 相互啮合。行星架构件90连续地联接以与变速器输出构件32共同旋转。应理解的是主轴34和副轴36、 38以分开的平4亍方式以布置为分开 地接近的一般地三角形形式对齐，使得在主轴34及其同心的套轴48上 的齿4仑可以与在副轴36、 38及其套轴60、 62、 64、 66上的齿4仑相互啮 合。除前述的爪形离合器CD外，变速器14包括七个转矩传递机构。转 矩传递机构和爪形离合器根据在图2中的真值表内的接合方案选择地可 接合，以在变速器输入构件28和变速器输出构件32之间建立九个前进 速比和两个后退速比。七个另外的转矩传递构件是C1、 C2、 C3、 C4、 C5、 C6和C7。选择的第十进速比可以通过接合转矩传递构件C4和C6 而建立(此选择的第十速度不在图2的接合方案或真值表中表示)。Cl是旋转离合器，它选择地可接合以扭转上联接套轴62和齿轮58 以与第二副轴38共同旋转。C2是旋转离合器，它选择地可接合以扭转上联接套轴62和齿轮72以与第二副轴38共同旋转。C3是旋转离合器， 它选择地可接合以扭转上联接套轴78以与第一副轴36共同旋转。C4 是旋转离合器，它选择地可接合以扭转上联接主轴34以与太阳轮构件 84共同旋转，因此将副轴36和38旁通。C5是旋转离合器，它选择地 可接合以扭转上耳关接套轴64和齿轮68以与第一副轴36共同旋转。C6 是制动器，它选择地可接合以将齿圈构件88接地到变速器壳体24。 C7 是旋转离合器，它选择地可接合以扭转上联接齿圏构件88以与套轴48 共同旋转。C7也可以称为锁定离合器，因为C7的接合将齿圈构件88 锁定为与太阳轮构件84共同旋转，因此将整个行星齿轮组82以及输出 构件32锁定，以以与套轴48相同的速度旋转。在第 一副轴36上，齿轮54和68支承在支承寿反96、 92之间的在副 轴36的跨度上。类似地，在第二副轴38上，齿轮58和72支承在支承 板96、 92之间的在副轴38的跨度上。旋转离合器C2和C5以悬臂方式 支承在支承板92后方在支承板92的与副轴36、 38的跨度相对的侧上。现在参考图2，图2给出了转矩传递机构Cl、 C2、 C3、 C4、 C5、 C6、 C7和CD的接合方案或真值表以用于实现九个前进速比和两个后 退速比。虽然在图2中给出的接合方案标识了九个前进速比，但变速器 14选择地可以实现十个前进速比，其中缺少的第十个速比通过将转矩传 递机构C4和C6与爪形离合器CD在前进或后退位置接合而实现，如在 上文中所述。C7在传动范围5至9中应用以通过将齿轮56、 70通过套 轴48和穀构件50联>接到太阳轮构件84和齿圈构件88而将行星齿轮组 82锁定，从而有效地将输出构件32的旋转速度锁定到套轴48的旋转速 度。如本领域一般技术人员将理解，当行星齿轮组的任何两个构件联接 而共同旋转时，行星齿轮组的所有构件以相同的速度旋转。当制动器C6接合时，转矩传递机构Cl、 C2、 C3、 C4和C5可以 单独地应用以提供第一组四个前进速比范围1至4,如在图2中给出。 在范围3的情况中，除使得C3接合外，爪形离合器CD必须处于前进 位置。爪形离合器CD的位置与前进范围1、 2和4无关。当转矩传递才几构C7接合以锁定行星齿4仑组82时，转矩传递才几构 Cl、 C2、 C3、 C4和C5可以单独地应用以提供五个前进速比，如在图2 中给出的范围5至范围9中指示。在范围7的情况中，除使得C3接合 外，爪形离合器CD必须处于前进位置。爪形离合器CD的位置与前进范围5、 6、 8和9无关。如在图2中指示，在输入构件28和输出构件32之间实现了其值为 8.777的相对地高的总比覆盖(TRC)，而不包括变矩器16的任何转矩 比放大效果。在范围1内实现了 7.464的高转矩比，因此提供了用于车 辆起动的足够的转矩。比级(ratio step)足够小以实现在低范围(范围 1)期间变矩器16的锁定(通过锁定离合器30的接合)，且利用变矩 器锁定换档到较高的范围，这显著地降低了燃料消耗且降低了变速器冷 却的需要。在图2中给出的转矩比使用如下的齿轮齿数实现。在第 一前进组内， 齿轮40具有五十七个齿；齿轮42具有五十五个齿。在第二前进组内， 齿轮44具有四十一个齿且齿轮46具有五十九个齿。在后退齿轮组内， 齿轮74具有四十六个齿，且齿轮76具有四十六个齿；齿轮80具有二 十六个齿且齿一仑56具有五十九个齿。对于绕副轴36、 38或主轴34同 心旋转的剩余齿轮，齿轮54具有五十个齿；齿轮56具有五十九个齿； 齿轮58具有三十九个齿；齿轮68具有五十九个齿；齿轮70具有五十 二个齿且齿轮72具有四十八个齿。在行星齿轮组82中，太阳轮84具 有三十五个齿，且齿圈88具有八十五个齿。通过接合离合器Cl和C6实现前进范围1,从而将动力沿如下联接 的路径传递输入构件28,主轴34,与齿轮46相互啮合的齿轮44,第 二副轴38，旋转离合器C1，套轴62,与齿轮56相互啮合的齿轮58, 套轴48,毂构件50,太阳轮构件84，行星小齿轮86和行星架构件90, 到输出构件32。离合器C6将齿圈构件88接地以提供对行星齿轮组82 的反作用点。通过接合离合器C2和C6实现前进范围2,从而将动力沿如下联接 的路径传递输入构件28，主轴34,与齿轮46相互啮合的齿轮44,第 二副轴38,旋转离合器C2，套轴66,与齿轮70相互啮合的齿轮72, 套轴48，毂构件50,太阳轮构件84, 4亍星小齿轮86和4亍星架构件90, 到输出构件32。离合器C6将齿圈构件88接地以提供对行星齿轮组82 的反作用点。通过接合离合器C3和C6且爪形离合器CD在前进位置实现前进范 围3,从而将动力沿如下联接的路径传递输入构件28,主轴34，与齿 轮42相互啮合的齿轮40，第一副轴36,旋转离合器C3，套轴78,选择地接合了套轴60的爪形离合器CD,与齿轮56相互啮合的齿轮54， 套轴48，穀构件50,太阳轮构件84,行星小齿轮86和行星架构件90, 到输出构件32。离合器C6将齿圈构件88接地以提供对行星齿轮组82 的反作用点。通过接合离合器C5和C6实现前进范围4,从而将动力沿如下联接 的路径传递输入构件28，主轴34,与齿轮42相互啮合的齿轮40,第 一副轴36,旋转离合器C5，套轴64,与齿轮70相互啮合的齿轮68, 套轴48,毂构件50,太阳轮构件84,行星小齿轮86和行星架构件90, 到输出构件32。离合器C6将齿圈构件88接地以提供对行星齿轮组82 的反作用点。通过接合离合器Cl和C7实现前进范围5,从而将动力沿如下联接 的路径传递输入构件28，主轴34,与齿轮46相互啮合的齿4仑44,第 二副轴38，旋转离合器Cl,套轴62,与齿轮56相互啮合的齿轮58, 套轴48，穀构件50,太阳轮构件84,行星小齿轮86和行星架构件90， 到输出构件32。离合器C7是锁定离合器，它将齿圏构件88锁定为与太 阳轮构件84共同旋转，因此将输出构件32的转速与套轴48和毂构件 50的转速锁定。通过接合离合器C2和C7实现前进范围6，从而将动力沿如下联接 的路径传递输入构件28,主轴34,与齿轮46相互啮合的齿轮44，第 二副轴38，旋转离合器C2，套轴66，与齿轮70相互啮合的齿轮72, 套轴48，毂构件50，太阳轮构件84,行星小齿轮86和行星架构件90, 到输出构件32。离合器C7是锁定离合器，它将齿圈构件88锁定为与太 阳轮构件84共同旋转，因此将输出构件32的转速与套轴48和穀构件 50的转速锁定。通过接合离合器C3和C7且爪形离合器CD在前进位置实现前进范 围7,从而将动力沿如下联接的路径传递输入构件28，主轴34,与齿 轮42相互啮合的齿轮40，第一副轴36,旋转离合器C3，套轴78,选 择地接合套轴60的爪形离合器CD，与齿轮56相互啮合的齿轮54,套 轴48，毂构件50，太阳轮构件84, ^t星小齿4仑86和4于星架构件90, 到输出构件32。离合器C7是锁定离合器，它将齿圏构件88锁定为与太 阳轮构件84共同旋转，因此将输出构件32的转速与套轴48和毂构件 50的转速锁定。通过接合离合器C4和C7实现前进范围8,从而将动力沿如下联接 的路径传递输入构件28,主轴34,旋转离合器C4，太阳轮构件84， 行星小齿轮86和行星架构件90,到输出构件32。离合器C7是锁定离 合器，它将齿圏构件88锁定为与太阳轮构件84共同旋转，因此将输出 构件32的转速与主轴34的转速锁定。在范围8中，通过选择地通过离 合器C4和C7将主轴34联接到太阳轮构件84和齿圈构件88而旁通了 副轴36、 38及其相关的离合器和齿轮。
通过接合离合器C5和C7实现前进范围9,从而将动力沿如下联接 的路径传递输入构件28，主轴34,与齿轮42相互啮合的齿轮40，第 一副轴36,旋转离合器C5，套轴64，与齿4仑70相互啮合的齿4仑68, 套轴48，毂构件50，太阳轮构件84, 4亍星小齿4仑86和4亍星架构件90, 到输出构件32。离合器C7是锁定离合器，它将齿圈构件88锁定为与太 阳轮构件84共同旋转，因此将输出构件32的转速与套轴48和毂构件 50的转速锁定。
通过接合离合器C3和C6且爪形离合器CD在后退位置实现后退范 围RevL, /人而将动力沿如下耳关接的^各径传递flr入构件28,主轴34， 与齿轮42相互啮合的齿轮40,第一副轴36，旋转离合器C3，套轴78, 选择地接合与齿轮76相互啮合的齿轮74的爪形离合器CD,联接到与 齿轮56相互啮合的齿轮80的齿轮76,套轴48,毂构件50,太阳轮构 件84,行星小齿轮86和行星架构件90,到输出构件32。离合器C6将 齿圈构件88接地以提供对行星齿轮组82的反作用点。齿4仑74、 76和 80在此可称为后退齿轮系，因为它们选择地通过爪形离合器驱动以至少 部分地建立两个后退档位范围的 一 个。
通过接合离合器C3和C7且爪形离合器CD在后退位置实现后退范 围RevH, /人而将动力沿如下联一妻的^各径传递输入构件28,主轴34, 与齿轮42相互啮合的齿轮40，第一副轴36,旋转离合器C3，套轴78, 选择地接合与齿轮76相互啮合的齿轮74的爪形离合器CD,联接到与 齿轮56相互啮合的齿轮80的齿轮76,套轴48,毂构件50,太阳轮构 件84，行星小齿轮86和行星架构件90,到输出构件32。离合器C7是 锁定离合器，它将齿圈构件88锁定为与太阳轮构件84共同旋转，因此 将输出构件32的转速与套轴48和毂构件50的转速锁定。
现在针对图1与图4进行论述。图4图示了具有九个前进范围和两个后退范围的不在本发明的范围内的变速器，以用于对比和论述在此给 出的本发明的变速器的特征。在此处的论述中且为交叉参考，图4中的
参考数字对应于在图1中提供的参考数字，但增加100。在图4中，转 矩传递构件C101和C102分别联接到套轴162和166,套轴162和166 与副轴138同心，由副轴138支承且绕副轴138旋转。类似地，转矩传 递机构C103和C105分别联接到套轴160和164，套轴160和164与副 轴136同心，由副轴136支承且绕副轴136旋转。在图1中图示的本发 明中，离合器Cl和C2现在分离且定位为更靠近副轴38的相对的端部。 类似地，离合器C3和C5现在分离且定位为更靠近副轴36的相对的端 部。在图1中，离合器C2和C5(对应于图4中的离合器C102和C105) 移动到支承板92后方(移动到支承板92的右侧)，其中它们移动离开 副轴36、 38 (对应于图4中的副轴136、 138)，因此允i午降^氐在变速 器壳体前方处的轴承94和在变速器壳体的后支承板处的轴承93的跨度 (或轴承94和轴承93之间的距离)。轴承93、 94可以是但不限制于 是滚球轴承，滚子轴承或锥形轴承中的任何轴承。此3争度的降低允许降 低副轴36、 38的直径和长度，从而导致更紧凑的变速器14且降低材料 成本。
图4的变速器利用了五个副轴齿4仑平面PlOl、 P102、 P103、 P104 和P105以实施九个前进范围。作为对比，在图1中描绘的本发明的变 速器实施例仅使用四个副轴齿轮平面Pl、 P2、 P3和P4实现了九个前进 范围，从而降低了零件复杂性和成本，且允许进一步降低轴承94、 93 之间的跨度且降低副轴36、 38要求的尺寸，这又导致更紧凑的变速器 14。在图1中示出的后退齿轮74和76可以考虑为第五齿轮平面。
在图4的变速器中，后退范围部分地通过与副轴136同心的且绕副 轴136旋转的后退旋转离合器CR(见图4)实现。在图1中图示的本发 明中，图4的后退旋转离合器CR通过爪形离合器CD替换。爪形离合 器CD的使用允许将旋转离合器C103 (见图4 )移动到挤进输入齿轮44 (图4中的144)的下方，挤进到否则为死区的部分内，/人而允许副轴 36缩短且又导致更紧凑的变速器14。
图3图示了图1中图示的变速器14的替代变速器实施例314,其中 利用了图1的变速器14的降低的长度的优点。在变速器314中，在副 轴轴承393和394之间的距离的另外的降低(相对于在图1的副轴轴承93和94之间的距离)通过去除支承板96 (见图1)实现。这允许第一 副轴336和第二副轴338在长度上降低，因此进一步降低了零件复杂性， 减少了材料和变速器的总长度。
虽然用于执行本发明的最佳模式已详细描述，但本方面所隶属的领 域的 一般技术人员将认识到用于实现本发明的多种替代设计和实施例 在附带的权利要求书的范围内。
权利要求
1. 一种变速器，包括 输入构件； 输出构件；一般地平行于所述的输入构件和输出构件布置的第 一 副轴和第二 副轴；多个转矩传递机构，包括在所述的第 一副轴上的相互分开的笫 一旋转离合器和第二旋转离 合器；在所述的第二副轴上的相互分开的第三旋转离合器和第四旋转离 合器；爪形离合器；和三个另外的转矩传递机构；布置在所述的输入构件、所述的第一副轴和所述的第二副轴上的多 个相互啮合的齿轮，以限定五个齿轮平面；和的输入构件和所述的副轴与所述的输出构件连接的行星齿轮组；其中所述的旋转离合器、转矩传递机构和爪形离合器选择地以不同 的组合可接合，以在所述的输入构件和所述的输出构件之间建立至少九 个前进速比和至少一个后退速比，所述的前进比利用了所述的五个齿轮 平面中的4又四个中的齿轮。
2. 根据权利要求1所述的变速器，其中每个副轴由轴承在相对的端部处可旋转地支承，每个副轴具有在支 承了布置在所述的副轴上的所述的相互啮合的齿轮的所述的轴承之间 的跨度；其中每个副轴使其旋转离合器的至少 一个以悬臂方式由与所述的 副轴的所述的跨度分开的所述的轴承的一个支承；和其中，每个副轴的所述的跨度支承了不多于一个旋转离合器。
3. 根据权利要求2所述的变速器，其中所述的变速器的特征在于不多于一个支承板支承了所述的副轴。
4. 根据权利要求1所述的变速器，其中 所述的多个相互啮合的齿轮包括共面的相互啮合的齿轮的第 一前进齿轮组，以用于将转矩从所述的输入构件传递到所述的第 一副轴；其中所述的第 一前进齿轮组具有与所 述的第一副轴同心的且可驱动地联接到所述的第一副轴的一个齿轮；其 中所述的第一前进齿轮组具有与所述的输入构件同心的且可驱动地联 接到所述的输入构件的不同的齿轮；和共面的相互啮合的齿轮的第二前进齿轮组，以用于将转矩从所述的 输入构件传递到所述的第二副轴；其中所述的第二前进齿轮组具有与所 述的第二副轴同心的且可驱动地联接到所述的第二副轴的一个齿轮；其 中所述的第二前进齿轮组具有与所述的输入构件同心的且可驱动地联 接到所述的输入构件的不同的齿轮。
5. 根据权利要求4所述的变速器，其中所述的第 一 副轴具有从所述的多个相互啮合的齿轮中选择的三个 副轴齿轮，所述的三个副轴齿轮与所述的第一副轴同心且可绕所述的第 一副轴旋转；其中所述的爪形离合器与所述的第 一副轴同心且被支承以可绕所 述的第 一副轴旋转；所述的爪形离合器选择地在相对的前进和后退位置 之间可移动；当所述的爪形离合器处于所述的前进位置时，所述的爪形 离合器选择地可驱动地将所述的第一旋转离合器联接到所述的三个第 一副轴齿轮的一个，以至少部分地实现所述的前进速比的至少一个；其中所述的第二旋转离合器选择地可接合以可驱动地将所述的第 一副轴联接到所述的三个第 一 副轴齿轮的不同的 一个，以至少部分地实 现至少一个前进速比；其中所述的三个第 一副轴齿轮的不同的一个是与所述的笫 一副轴 同心且可绕所述的第一副轴旋转的第一后退齿轮；和其中所述的爪形离合器的所述的后退位置可驱动地将所述的第一 旋转离合器联接到所述的第 一后退齿轮，以至少部分地实现至少一个后 退速比。
6. 根据权利要求4所述的变速器，其中所述的旋转离合器的 一个和所述的前进齿^仑组的 一个限定了所述 的齿轮平面的一个。
7. 根据权利要求5所述的变速器，其中所述的第二副轴具有与所述第二副轴同心且可绕其旋转的所迷的多个相互啮合的齿轮中的两个；其中所述的第三旋转离合器选择地可接合以可驱动地将所述的第 二副轴与所述的两个第二副轴齿轮的一个联接，以至少部分地实现至少 一个前进速比；和其中所述的第四旋转离合器选择地可接合以可驱动地将所述的第 二副轴与所述的两个第二副轴齿轮的不同的 一 个联接，以至少部分地实 现至少一个前进速比。
8. 根据权利要求5所述的变速器，其中所述的后退齿轮系包括 所述的第一后退齿轮；连续地可啮合地接合所述的第 一后退齿轮的第二后退齿轮；和 连续地且非啮合地联接以与所述的第二后退齿轮共同旋转的第三后退齿轮，所述的第三后退齿轮连续地可啮合地接合第四齿轮的部分，所述的第四齿轮与所述的输入构件同心且绕所述的输入构件旋转，且可驱动地联接，以至少部分地实现至少一个后退速比；其中所述的第 一后退齿轮和第二后退齿轮至少部分地限定了所述的五个齿l仑平面的一个。
9. 根据权利要求1所述的变速器，其中所述的三个另外的转矩传递机构的一个是旁通转矩传递机构，所述递到所述的行星齿轮组，因此旁通了所述的副轴。
10. 根据权利要求1所述的变速器，其中所述的行星齿轮组包括齿圈构件、行星架构件和太阳轮构件；且其 中所述的三个另外的转矩传递机构的 一个是制动离合器，所述的制动离 合器选择地可接合以将所述的齿圏构件接地，从而向所述的行星齿轮组 提供反作用点。
11. 根据权利要求1所述的变速器，其中所述的三个另外的转矩传递机构的 一个是锁定离合器，所述的锁定 离合器选择地可接合以扭转上联接以与所述的行星齿轮组的所述的构件中的两个共同;5走转。
12. —种变速器，包括 输入构件； 输出构件；一般地平行于所述的输入构件和输出构件布置的第 一 副轴和第二副轴；多个转矩传递机构，包括在所述的第 一 副轴上的第 一旋转离合器和第二旋转离合器； 在所述的第二副轴上的第三旋转离合器和第四旋转离合器； 爪形离合器；和 三个另外的转矩传递机构；布置在所述的输入构件、所述的第一副轴和所述的第二副轴上的多 个相互啮合的齿轮，从而形成了多个齿轮平面，其中旋转离合器的一个 和一个前进齿轮组限定了所述的齿轮平面的一个；的输入构件和所述的副轴与所"述的输入构件连接的行星齿轮组；、 ； 其中至少一个副轴具有其相互分开的旋转离合器；和 其中所述的旋转离合器、转矩传递机构和爪形离合器选择地以不同的组合可接合，以在所述的输入构件和所述的输出构件之间建立至少九个前进速比和至少一个后退速比，所述的前进比利用了所述的五个齿轮平面中的4又四个中的齿4仑。
13. 根据权利要求12所述的变速器，其中每个副轴具有由轴承可旋转地支承的相对的端部，所述的副轴具有在支承了布置在所述的副轴上的所述的相互啮合的齿轮的所述的轴承 之间的5争度；和其中每个副轴使其旋转离合器的至少 一个以悬臂方式由与所述的 副轴的所述的跨度分开的所述的轴承的 一个支承。
14. 根据权利要求13所述的变速器，其中所述的变速器的特征在于不多于 一 个支承板支承了所述的副轴的 至少一个。
15. 根据权利要求12所述的变速器，其中 所述的多个相互啮合的齿轮包括共面的相互啮合的齿轮的第一前进齿轮组，以用于将转矩^v所述的输入构件传递到所述的第一副轴；其中所述的第一前进齿轮组具有与所 述的第 一副轴同心的且可驱动地联接到所述的第 一副轴的 一个齿轮；其 中所述的第 一前进齿轮组具有与所述的输入构件同心的且可驱动地联接到所述的输入构件的不同的齿轮；和共面的相互啮合的齿轮的第二前进齿轮组，以用于将转矩从所述的 输入构件传递到所述的第二副轴；其中所述的第二前进齿轮组具有与所 述的第二副轴同心的且可驱动地联接到所述的第二副轴的 一个齿轮；其 中所述的第二前进齿轮组具有与所述的输入构件同心的且可驱动地联 接到所述的输入构件的不同的齿轮。
16. 根据权利要求15所述的变速器，其中所述的第 一 副轴具有从所述的多个相互啮合的齿轮中选择的三个 第一副轴齿轮，所述的三个第一副轴齿轮与所述的第一副轴同心且可绕 所述的第一副轴旋转；所述的爪形离合器与所述的第 一 副轴同心且被支承以可绕所述的 第一副轴旋转；所述的爪形离合器选择地在相对的前进和后退位置之间 可移动；当所述的爪形离合器处于所述的前进位置时，所述的爪形离合 器选择地可驱动地将所述的第一旋转离合器联接到所述的三个第一副 轴齿轮的一个，以至少部分地实现至少一个前进速比；其中所述的第二旋转离合器选择地可接合以可驱动地将所述的第 一副轴联接到所述的三个第 一 副轴齿轮的不同的 一 个，以至少部分地实 现至少一个前进速比；其中所述的三个第一副轴齿轮的不同的一个是与所述的第一副轴 同心且可绕所述的第一副轴旋转的第一后退齿轮；和其中所述的爪形离合器的所述的后退位置可驱动地将所述的第一 旋转离合器联接到所述的第 一后退齿轮，以至少部分地实现至少 一个后 退速比。
17. 根据权利要求16所述的变速器，其中所述的后退齿轮系包括 所述的第一后退齿轮；连续地可啮合地接合所述的第一后退齿轮的第二后退齿轮；和 连续地且非啮合地联接以与所述的第二后退齿轮共同旋转的第三 后退齿轮，所述的第三后退齿轮连续地可啮合地接合第四齿轮的部分， 所述的第四齿轮与所述的输入构件同心且绕所述的输入构件旋转，且可 驱动地if关接，以至少部分地实现至少一个后退速比。
18. —种变速器，包括车lr入构件；输出构件；一般地以平行布置定位的第 一 副轴和第二副轴； 多个转矩传递机构，包括在所述的第一副轴上相互分开的第一旋转离合器和第二旋转离合器；在所述的第二副轴上相互分开的第三旋转离合器和第四旋转离合器；爪形离合器；和三个另外的转矩传递机构；布置在所述的输入构件、所述的第一副轴和所述的第二副轴上的多 个相互啮合的齿4仑，乂人而形成了多个齿轮平面，其中所述的多个相互啮 合的齿轮包括共面的相互啮合的齿轮的第 一前进齿轮组，以用于将转矩从所述的 输入构件传递到所述的第一副轴；其中所述的第一前进齿轮组具有与所 述的第 一副轴同心的且可驱动地联接到所述的第 一副轴的一个齿轮；其 中所述的第 一前进齿轮组具有与所述的输入构件同心的且可驱动地联 接到所述的输入构件的不同的齿轮；共面的相互啮合的齿轮的第二前进齿轮组，以用于将转矩从所述的 输入构件传递到所述的第二副轴；其中所述的第二前进齿轮组具有与所 述的第二副轴同心的且可驱动地联接到所述的第二副轴的 一 个齿轮；其 中所述的第二前进齿轮组具有与所述的输入构件同心的且可驱动地联 接到所述的输入构件的不同的齿轮；其中旋转离合器的一个和前进齿轮组的一个限定了所述的齿轮平 面的一个；件和所述的副轴与所述的输出构件连接的行星齿轮组；其中所述的旋转离合器的至少 一个以悬臂方式由支承板支承，支承板将所述的副轴的至少一个的跨度从所述的悬臂的旋转离合器分开；和 其中所述的旋转离合器、转矩传递机构和爪形离合器选择地以不同的组合可接合，以在所述的输入构件和所述的输出构件之间建立至少九个前进速比和至少一个后退速比。
19.根据权利要求18所述的变速器，其中每个副轴使一个旋转离合器以悬臂方式由支承板支承，支承板将所 述的副轴的跨度从所述的悬臂的旋转离合器分开。
20.根据权利要求19所述的变速器，其中所述的第 一副轴具有与所述的第 一副轴同心且可绕其旋转的所述 的多个相互啮合的齿轮中的三个；所述的爪形离合器与所述的第 一 副轴同心且被支承以绕所述的第 一副轴旋转，所述的爪形离合器选择地在相对的前进位置和后退位置之 间可移动；当所述的爪形离合器处于所述的前进位置时，所述的爪形离 合器选择地可驱动地将所述的第一旋转离合器联接到所述的三个第一 副轴齿一仑的一个，以至少部分地实现至少一个前进速比；其中所述的三个第 一副轴齿轮的不同的一个是与所述的第 一副轴 同心且可绕所述的第一副轴旋转的第一后退齿轮；其中所述的爪形离合器的所述的后退位置可驱动地将所述的第一 旋转离合器联接到所述的第 一后退齿轮，以至少部分地实现至少 一个后 退速比。
全文摘要
本发明涉及九速或十速分离离合器副轴自动变速器。提供了组合副轴和行星齿轮组变速器，它实现了至少九个前进速比和两个后退速比。变速器包括运行地由变速器输入构件驱动的主轴以及第一副轴和第二副轴，其中每个副轴相互分开且大体上平行于主轴。副轴利用了分离离合器设备，其中离合器的一个从副轴悬臂出，从而允许副轴的尺寸降低以及移除中间支承板，从而降低了零件复杂性、减少了材料和变速器的总长度。
文档编号F16H3/10GK101311579SQ20081010051
公开日2008年11月26日 申请日期2008年5月20日 优先权日2007年5月21日
发明者D·L·罗德格斯二世 申请人:通用汽车公司