用于车辆的多挡位变速器的制作方法

本发明涉及一种用于车辆的多挡位变速器，更具体而言，本发明涉及一项多挡位变速器的技术，其能够利用较少的零件和较简单的配置来实现尽可能多的挡位数量，从而提高车辆的燃料效率。

背景技术：

近来，油价的上涨把全世界的汽车制造商推向了提高燃料效率的无休止竞争中，就发动机而言，正在进行利用例如缩小尺寸等等的技术来提高燃料效率并降低重量方面的努力。

并且，在可以通过安装于车辆内的变速器来实现的提高燃料效率的方法中，有一种方法是：利用多挡位变速器使得发动机运行在更高效的运行点，从而最终提高燃料效率。

此外，上述的多挡位变速器使得发动机能够在相对较低的每分钟转数(RPM)范围内运行，从而进一步提高车辆的安静程度。

然而，随着变速器的挡位的数量增加，构成变速器的内部部件的数量也会增加，从而导致可能降低安装特性和传输效率，并且可能增加成本和重量。因此，为了利用多挡位变速器来使得燃料效率提高的效果最大化，有必要设计一种能够利用少量的部件和比较简单的配置来得到最大效率的变速器结构。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

因此，本发明谨记出现在相关技术中的上述问题和/或其他问题，并且本发明旨在提供一种用于车辆的多挡位变速器，其能够利用相对较少数量的部件和简单的配置来实现至少十个前进挡位和一个倒车挡 位，以使得发动机能够运行在最佳的运行点，从而使车辆的燃料效率的提高最大化，并且能够使发动机更安静地运行，从而提高车辆的性能。

为了实现上述目标和/或其他目标，根据本发明的各个方面，一种用于车辆的多挡位变速器可以包括：输入轴；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，各行星齿轮装置设置在输入轴与输出轴之间以传递扭矩，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中的每一个具有三个旋转元件；以及至少六个换挡元件，其连接至行星齿轮装置的旋转元件。所述第一行星齿轮装置的第一旋转元件可以恒定地连接至所述输入轴和所述第三行星齿轮装置的第二旋转元件，所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件可以安装为通过所述至少六个换挡元件中的一个换挡元件而可固定的，并且可以可变地连接至所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件以及可变地连接至所述第二行星齿轮装置的第三旋转元件，所述第一行星齿轮装置的第三旋转元件可以恒定地连接至所述第二行星齿轮装置的第二旋转元件。所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件可以可变地连接至所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件，所述第二行星齿轮装置的第二旋转元件可以可变地连接至所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件，所述第二行星齿轮装置的第三旋转元件可以可变地连接至所述第四行星齿轮装置的第一旋转元件。所述第三行星齿轮装置的第三旋转元件可以恒定地连接至所述第四行星齿轮装置的第二旋转元件和所述输出轴。第四行星齿轮装置的第三旋转元件可以恒定地固定。

所述第一行星齿轮装置、所述第二行星齿轮装置、所述第三行星齿轮装置以及所述第四行星齿轮装置可以沿着所述输入轴或所述输出轴的轴向方向顺序地布置。

所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件可以安装为通过所述至少六个换挡元件中的第一离合器而可固定至变速器壳体；并且所述至少六个换挡元件中的其余换挡元件可以配置为在行星齿轮装置的旋转元件之间建立可变的连接结构。

所述至少六个换挡元件中的第二离合器可以在所述第一行星齿轮 装置的第二旋转元件与所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件之间形成可变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第三离合器可以在所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件与所述第二行星齿轮装置的第三旋转元件之间形成可变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第四离合器可以在所述第二行星齿轮装置的第二旋转元件与所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间形成可变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第五离合器可以在所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件与所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间形成可变的连接结构；并且所述至少六个换挡元件中的第六离合器可以在所述第二行星齿轮装置的第三旋转元件与所述第四行星齿轮装置的第一旋转元件之间形成可变的连接结构。

为了实现上述目标和/或其他目标，根据本发明的各个方面，一种用于车辆的多挡位变速器可以包括：第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置、第三行星齿轮装置以及第四行星齿轮装置，每个行星齿轮装置分别具有三个旋转元件；六个换挡元件，其配置为可变地提供摩擦力；以及第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴、第四旋转轴、第五旋转轴、第六旋转轴、第七旋转轴以及第八旋转轴，其连接至所述第一行星齿轮装置、所述第二行星齿轮装置、所述第三行星齿轮装置和所述第四行星齿轮装置的旋转元件。所述第一旋转轴可以是直接连接至所述第一行星齿轮装置的第一旋转元件和所述第三行星齿轮装置的第二旋转元件的输入轴，所述第二旋转轴可以直接连接至所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件，所述第三旋转轴可以直接连接至所述第一行星齿轮装置的第三旋转元件和所述第二行星齿轮装置的第二旋转元件，所述第四旋转轴可以直接连接至所述第二行星齿轮装置的第三旋转元件，所述第五旋转轴可以直接连接至所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件，所述第六旋转轴可以直接连接至所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件，所述第七旋转轴可以直接连接至所述第四行星齿轮装置的第一旋转元件，所述第八旋转轴可以是直接连接至所述第三行星齿轮装置的第三旋转元件和所述第四行星齿轮装置的第二旋转元件的输出轴；其中所述六个换挡元件可以包括第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器、第五离合器以及第六离合器，所述第 一离合器可以设置在所述第二旋转轴与变速器壳体之间，所述第二离合器可以设置在所述第二旋转轴与所述第五旋转轴之间，所述第三离合器可以设置在所述第二旋转轴与所述第四旋转轴之间，所述第四离合器可以设置在所述第三旋转轴与所述第六旋转轴之间，所述第五离合器可以设置在所述第五旋转轴与所述第六旋转轴之间，所述第六离合器可以设置在所述第四旋转轴与所述第七旋转轴之间。

所述第一行星齿轮装置、所述第二行星齿轮装置、所述第三行星齿轮装置以及所述第四行星齿轮装置可以沿着所述输入轴或所述输出轴的轴向方向顺序地布置。

至少六个换挡元件中的第二离合器可以在所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件与所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件之间形成可变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第三离合器可以在所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件与所述第二行星齿轮装置的第三旋转元件之间形成可变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第四离合器可以在所述第二行星齿轮装置的第二旋转元件与所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间形成可变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第五离合器可以在所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件与所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间形成可变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第六离合器可以在所述第二行星齿轮装置的第三旋转元件与所述第四行星齿轮装置的第一旋转元件之间形成可变的连接结构。

根据本发明，如上所述，所述用于车辆的多挡位变速器能够利用相对较少数量的部件和简单的配置来实现至少十个前进挡位和一个倒车挡位，以使得发动机能够运行在最佳的运行点，从而使车辆的燃料效率的提高最大化，并且能够使发动机更安静地运行，从而提高车辆的安静程度。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，根据并入本文中的附图和随后的具体实施方案，这些特性和优点将是显而易见的，或者将进行详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过下文结合附图所呈现的详细描述将会更为清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征以及优点，在这些附图中：

图1为示出根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的多挡位变速器的配置的图；

图2为示出图1中所示的变速器的操作模式表。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

参考图1，根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的多挡位变速器可以包括：输入轴IN；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，其设置在输入轴IN和/或输出轴OUT之间以传递旋转力，所述第一至第四行星齿轮装置PG1至PG4中的每个行星齿轮装置分别具有三个旋转元件；以及至少六个换挡元件，其连接至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可以恒定地连接至输入轴IN和第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3。第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1可以安装为通过至少六个换挡元件中的一个换挡元件而可固定的，并且可以可变地连接至第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2以及可变地连接至第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2。第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1可以恒定地连接至第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2。

第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2可以可变地连接至第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3。第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2可以可变地连接至第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元 件S3。第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2可以可变地连接至第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4。

第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3可以恒定地连接至第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4和输出轴OUT。第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4可以恒定地固定。

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以及第四行星齿轮装置PG4可以沿着输入轴IN和/或输出轴OUT的轴向方向顺序地布置。

第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1安装为通过至少六个换挡元件中的第一离合器CL1而可固定至变速器壳体CS。

因此，第一离合器CL1起制动器的作用，以使得第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1可以通过第一离合器CL1的操作而转变为可旋转的状态或者不能够旋转的约束状态。

至少六个换挡元件中的其余换挡元件可以配置为在行星齿轮装置的旋转元件之间建立可变的连接结构。

即，至少六个换挡元件中的第二离合器CL2可以在第一行星齿轮装置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之间形成可变的连接结构。至少六个换挡元件中的第三离合器CL3可以在第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1与第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2之间形成可变的连接结构。至少六个换挡元件中的第四离合器CL4可以在第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2与第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3之间形成可变的连接结构。至少六个换挡元件中的第五离合器CL5可以在第二行星齿轮装置的第一旋转元件S2与第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3之间形成可变的连接结构。至少六个换挡元件中的第六离合器CL6可以在第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2与第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4之间形成可变的连接结构。

在示例性实施方案中，第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1、第二旋转元件C1和第三旋转元件R1分别为第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈。第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2、第二旋转元件C2和第三旋转元件R2分别为第二太阳轮、第二行星架和第二内 齿圈。第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3、第二旋转元件C3和第三旋转元件R3分别是第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈。第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4、第二旋转元件C4和第三旋转元件R4分别是第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈。

如上配置的用于车辆的多挡位变速器也可以呈现如下。

具体地，根据本发明的用于车辆的多挡位变速器可以包括：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，其每一个具有三个旋转元件；六个换挡元件，其配置为可变地提供摩擦力；以及八个旋转轴，其连接至第一至第四行星齿轮装置PG1至PG4的旋转元件。

因此，在八个旋转轴中，第一旋转轴RS1是直接连接至第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1和第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3的输入轴IN。第二旋转轴RS2直接连接至第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1。第三旋转轴RS3直接连接至第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1和第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2。第四旋转轴RS4直接连接至第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2。第五旋转轴RS5直接连接至第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2。第六旋转轴RS6直接连接至第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3。第七旋转轴RS7直接连接至第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4。第八旋转轴RS8是直接连接至第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3和第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4的输出轴OUT。

此外，六个换挡元件中的第一离合器CL1设置在第二旋转轴RS2与变速器壳体CS之间。六个换挡元件中的第二离合器CL2设置在第二旋转轴RS2与第五旋转轴RS5之间。六个换挡元件中的第三离合器CL3设置在第二旋转轴RS2与第四旋转轴RS4之间。六个换挡元件中的第四离合器CL4设置在第三旋转轴RS3与第六旋转轴RS6之间。六个换挡元件中的第五离合器CL5设置在第五旋转轴RS5与第六旋转轴RS6之间。六个换挡元件中的第六离合器CL6设置在第四旋转轴RS4与第七旋转轴RS7之间。

如上所述，根据本发明的用于车辆的多挡位变速器包括四个简单 的行星齿轮装置和六个换挡元件，其根据如图2中所示的操作模式表来实现十个前进挡位和一个倒车挡位。由于基于相对较少数量的部件和简单的配置能够实现十个挡位的多挡位换挡，因此所述用于车辆的多挡位变速器能够促进提高车辆的燃料效率和安静程度，从而最终提高车辆的适销性。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。