用于机动车的变速器的制作方法

文档序号:19429479发布日期:2019-12-17 16:14阅读:141来源:国知局
用于机动车的变速器的制作方法

本发明涉及用于机动车的变速器,变速器包括驱动轴和从动轴、以及第一、第二、第三和第四行星齿轮组,其中,行星齿轮组分别包括多个元件,其中,设有第一、第二、第三、第四、第五和第六切换元件,通过有选择地操作切换元件经由行星齿轮组在切换不同的挡的情况下能在驱动轴与从动轴之间形成不同的动力流引导。



背景技术:

在当前,变速器因此被称为多挡变速器,也就是说能通过操作各自的切换元件切换多个不同的传动比关系作为在变速器的驱动轴与从动轴之间的挡,其中,这优选自动实行。根据切换元件的布置而定地,这些切换元件是离合器或是制动器。此类变速器主要使用在机动车内,以便鉴于各种各样的标准来合适地转化各自的机动车的驱动机的牵引力供应。

由us8,545,362b1得知一种变速器,其包括四个行星齿轮组,它们分别由形式为各一个太阳轮、各一个行星架和各一个齿圈的多个元件构成。此外设有六个切换元件,通过对它们的有选择的操作能够在变速器的驱动轴与从动轴之间可以形成不同的挡。总体上,在此可以在驱动轴与从动轴之间切换十个前进挡和一个后退挡。



技术实现要素:

本发明的任务是,提供对于由现有技术所公知的具有十个前进挡和一个后退挡的变速器的替选的设计方案。

该任务从权利要求1的前序部分出发结合其特征部分的特征来解决。其后续的从属权利要求分别反映了本发明的有利的改进方案。此外,其中应用了根据本发明的变速器的机动车传动系是权利要求13的主题。

根据本发明,变速器包括驱动轴和从动轴、以及第一、第二、第三和第四行星齿轮组。在此,行星齿轮组分别包括多个元件并且用于从驱动轴向从动轴引导动力流。此外设有六个切换元件,通过有选择地操作切换元件经由行星齿轮组在切换不同的挡的情况下能在驱动轴与从动轴之间形成不同的动力流引导。

“轴”在本发明的意义中被理解为变速器的能旋转的构件,经由该能旋转的构件将变速器的各所属的部件轴向和/或径向地相互抗相对转动地连接,或经由该能旋转的构件在操作相应的切换元件时能建立此类连接。因此,各自的轴也可以作为中间件存在,经由中间件使各自的部件例如径向地与变速器输出端连接。

“轴向”在本发明的意义中是指沿如下的轴线的方向的定向,行星齿轮组沿该轴线相互同轴地布置。“径向”则被理解为处于轴线上的轴的直径方向上的定向。

行星齿轮组沿轴向方向优选以第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组的次序布置。但是原则上在本发明的范围内也可以涉及其他布置方式。

本发明现在包括如下技术教导:第一行星齿轮组的第一元件经由第一切换元件能够固定在抗相对转动的结构元件上,而第一行星齿轮组的第二元件与驱动轴抗相对转动地连接以及借助第二切换元件能够与是相互抗相对转动地连接的第二行星齿轮组的第二元件和第三行星齿轮组的第一元件抗相对转动地置于连接状态下。此外,第一行星齿轮组的第三元件与第四行星齿轮组的第一元件抗相对转动地处于连接状态下并且与该第四行星齿轮组的第一元件可以共同地经由第三切换元件与第三行星齿轮组的第二元件抗相对转动地连接,此外,第三行星齿轮组的第二元件还能借助第四切换元件固定在抗相对转动的结构元件上。第三行星齿轮组的第三元件和第四行星齿轮组的第三元件相互抗相对转动地连接,而第四行星齿轮组的第二元件与从动轴抗相对转动地处于连接状态下。

此外,第三行星齿轮组能够经由第五切换元件联锁,而在第二行星齿轮组中,存在第二行星齿轮组的第一元件与第一行星齿轮组的第三元件和第四行星齿轮组的第一元件的第一耦接,以及存第二行星齿轮组的第三元件与第一行星齿轮组的第一元件的第二耦接。这两个耦接中,一个耦接作为永久的抗相对转动的连接存在,而在剩余的耦接中能借助第六切换元件建立抗相对转动的连接。

换言之,因此在根据本发明的变速器中,驱动轴与第一行星齿轮组的第二元件永久地抗相对转动地处于连接状态下,而第一行星齿轮组的第三元件持续地与第四行星齿轮组的第一元件抗相对转动地连接。同样地,第三行星齿轮组的第三元件和第四行星齿轮组的第三元件相互永久地抗相对转动地连接,其中,在第三行星齿轮组中,第三行星齿轮组的第一元件还与第二行星齿轮组的第二元件永久地抗相对转动地处于连接状态下。此外,第四行星齿轮组的第二元件也还持续地与从动轴抗相对转动地连接。

在操作第一切换元件时,第一行星齿轮组的第一元件被固定在抗相对转动的的部件上,而第二切换元件的闭合则导致第一行星齿轮组的第二元件与第二行星齿轮组的第二元件和第三行星齿轮的第一元件的抗相对转动的连接。在此时,第二行星齿轮的第二元件和第三行星齿轮的第一元件也与驱动轴抗相对转动地连接。通过操作第三切换元件,使第四行星齿轮组的第一元件和第三行星齿轮组的第三元件共同地与第三行星齿轮组的第二元件抗相对转动地连接,此外,第三行星齿轮组的第二元件还能够通过第四切换元件的闭合被固定在抗相对转动的结构元件上。而第五切换元件的闭合导致第三行星齿轮组的联锁。

在第二行星齿轮组的情况下,在根据本发明的变速器中,存在第二行星齿轮组的元件的两个耦接。因此,第一耦接以第二行星齿轮组的第一元件与第一行星齿轮组的第三元件和第四行星齿轮组的第一元件的形式存在,而在第二行星齿轮组的第三元件的情况中,存在与第一行星齿轮组的第一元件的第二耦接。前述两个耦接中的一个耦接,即第一耦接或第二耦接,在此作为永久地抗相对转动的连接实现,而各另一耦接,即第二耦接或第一耦接,作为只有通过闭合第六切换元件才建立的抗相对转动的连接存在。

在本发明的意义中,“耦接”应被理解如下连接,其要么作为永久地抗相对转动的连接存在,要么通过操作各自的切换元件而抗相对转动地建立。

根据本发明,变速器的抗相对转动的结构元件是变速器的永久静止不动的部件,优选地是变速器壳体或此类变速器壳体的一部分,或是与变速器壳体牢固连接的构件。在操作第一切换元件时,第一行星齿轮组的第一元件被固定在该抗相对转动的结构元件上,并且因此阻止了转动运动。同样地,第三行星齿轮组的第二元件也能够通过闭合第四切换元件并且伴随地被固定在抗相对转动的结构元件上而静止不动。在此,抗相对转动的结构元件不必是相同的抗相对转动的结构元件,而是可以是其中一个抗相对转动的构件。

在根据本发明的变速器中,第一和第四切换元件被设计为制动器,在驱控时,它们将变速器的各自的能旋转的部件或将变速器的相互抗相对转动地连接的能旋转的部件制动到静止状态下并且被固定在抗相对转动的结构元件上。相反地,第二、第三、第五和第六切换元件作为离合器存在,它们在被操作时分别使变速器的各所属的能旋转的部件在其转动运动方面彼此相适应,并且然后相互抗相对转动地连接。

优选地,第一切换元件轴向地被设置在第一行星齿轮组的朝向驱动轴的联接位置的侧上,并径向地围绕该联接位置地设置,而第二切换元件轴向地尤其位于第一行星齿轮组与第二行星齿轮组之间。此外,第三切换元件和第五切换元件优选轴向地被设置在第三行星齿轮组与第四行星齿轮组之间,并且在此进一步优选地轴向地直接并排,并且径向地基本上处在相同的高度上。基于此空间上布置方式,在此能想到经由共同的供给线路对第三切换元件和第五切换元件进行共同供给。

第四切换元件轴向地尤其被设置在第二行星齿轮组和第三行星齿轮组之间,并且径向地围绕该第二行星齿轮组和第三行星齿轮组地布置。根据待建立的耦接而定地,第六切换元件可以要么位于第二行星齿轮组的齿轮平面内并且然后轴向地基本上被设置在第二行星齿轮组的高度上以及径向地围绕该第二行星齿轮组设置,要么第六切换元件轴向地同样被安置第一行星齿轮组与第二齿轮组之间。在后一种情况中,第六切换元件然后轴向地优选布置在第一行星齿轮组与第二切换元件之间,并且径向相对第二切换元件内置地安置。在此,能够经由共同的供给线路实现对第二和第六切换元件的共同供给。

根据本发明优选经由一个或多个位于中间的轴实现行星齿轮组的能旋转元件的各自的抗相对转动的连接,这些轴在此在元件的位置空间上紧密的情况下也可以作为短的轴向和/或径向的中间件存在。具体而言,在此,行星齿轮组的永久地相互抗相对转动地连接的元件可以分别要么作为抗相对转动地相互连接的单个部件存在,要么一体式地存在。在后者情况下,于是各个元件和如需要存在的轴通过共同的构件形成,其中,这尤其只有在各自的元件在变速器中空间上彼此紧靠时才实现。

在行星齿轮组的元件只有通过各自的切换元件的操作而抗相对转动地相互连接的情况下,也经由一个或多个位于中间的轴实现了连接。

总体而言,根据本发明的变速器的特征在于具有紧凑的结构形式、低的结构元件载荷、良好的齿部效率和低的变速器损耗。

根据本发明的实施方式,第二行星齿轮组的第一元件与第一行星齿轮组的第三元件和第四行星齿轮组的第一元件抗相对转动地连接,而第二行星齿轮组的第三元件能够借助第六切换元件与第一行星齿轮组的第一元件抗相对转动地置于连接状态下。

因此,在此情况中,第二行星齿轮组的第一元件与第一行星齿轮组的第三元件和第四行星齿轮组的第一元件永久地抗相对转动地处于连接状态下,而第二行星齿轮组的第三元件只有通过操作第六切换元件才与第一行星齿轮组的第一元件抗相对转动地连接。在此,第六切换元件优选刚好处在第二行星齿轮组的齿轮平面中。

根据本发明的替选的设计可行方案,第二行星齿轮组的第三元件与第一行星齿轮组的第一元件抗相对转动地连接,而第二行星齿轮组的第一元件能够借助第六切换元件与第一行星齿轮组的第三元件和第四行星齿轮的第一元件抗相对转动地置于连接状态下。

因此,在此变型方案中,第二行星齿轮组的第三元件与第一行星齿轮组的第一元件永久地抗相对转动地连接,而在第二行星齿轮组的第一元件的情况中,只有在第六切换元件闭合时才建立与第一行星齿轮组的第三元件并且与第四行星齿轮组的第一元件的抗相对转动的连接。如前所述,第六切换元件在此轴向地优选处在第一行星齿轮组与第二行星齿轮组之间,并且进一步优选地轴向被设置在第一行星齿轮组与第二切换元件之间。

在本发明的改进方案中,第五切换元件在操作时由于将第三行星齿轮组的第一元件和第二元件的抗相对转动连接起来使得第三行星齿轮组被联锁。对此替选地,通过如下方式导致第三行星齿轮组联锁,即,第五切换元件处于闭合状态使得第三行星齿轮组的第二元件和第三元件抗相对转动地相互连接。因此在两种情况中,分别实现了第三行星齿轮组的联锁。

在根据本发明的变速器的前述变型方案中,可以通过有选择地闭合各三个切换元件来实现十一个前进挡以及两个后退挡。在此,通过操作第二、第四和第六切换元件来切换第一前进挡,而通过闭合第一、第二和第四切换元件来形成第二前进挡。此外,通过操作第一、第四和第六切换元件来得到第三前进挡,而通过操作第一、第四和第五切换元件能切换第四前进挡。此外,能够通过闭合第四、第五和第六切换元件建立第五前进挡,其中,为切换第六前进挡,操作第一、第五和第六切换元件。

而在第一变型方案中,通过操作第二、第五和第六切换元件得到第七前进挡,或对此替选地,在第二变型方案中,通过闭合第二、第三和第六切换元件来得到。此外,在第三变型方案中,还能够通过操作第二、第三和第五切换元件来切换第七前进挡,以及在第四变型方案中,通过闭合第三、第五和第六切换元件来切换第七前进挡。通过操作第一、第二和第五切换元件能切换第八前进挡,而通过操作第一、第三和第五切换元件能够切换第九前进挡。为切换第十前进挡,闭合第一、第二和第三切换元件,而在操作第一、第三和第六切换元件时得到了第十一前进挡。

而通过操作第二、第三和第四切换元件得到第一后退挡,而在闭合第三、第四和第六切换元件时,切换第二后退挡。

通过合适地选择行星齿轮组的定轴传动比,以此实现了适用于应用在机动车领域中的传动比序列。对于前进挡的根据其次序的相继切换,在此除第七前进挡的第二、第三和第四变型方案之外总是通过如下方式改变各两个切换元件的状态,即,使参与先前的前进挡的其中一个切换元件断开并且闭合用于形成后续的前进挡的另一切换元件。这也导致很流畅地经历挡间的切换。

以有利的方式,在根据本发明的变速器中针对经由前接于变速器的驱动机的驱动可以实现两个后退挡。在此这可以作为在变速器内设有电机的替选或补充来实现,以便在电机发生故障的情况下仍可以实现机动车的后退行驶。

本发明的另外的设计可行方案是,各自的行星齿轮组作为负行星齿轮组存在,其中,各自的行星齿轮组的各自的第一元件是各自的太阳轮,其中,各自的行星齿轮组的各自的第二元件是各自的行星架,并且其中,各自的行星齿轮组的各自的第三元件是各自的齿圈。负行星齿轮组以本领域技术人员原则上所公知的方式由元件,即太阳轮、行星架和齿圈构成,其中,行星架引导至少一个、但是优选是多个的行星轮,这些行星轮各个分别与太阳轮和环绕的齿圈咬合。在四个行星齿轮组中,于是一个或多个行星齿轮组被设计为负行星齿轮组。但是,特别地优选地,所有行星齿轮组都作为负行星齿轮组存在,以此能够实现特别紧凑的结构。

替选地也或补充地,各自的行星齿轮组作为正行星齿轮组存在,其中,各自的行星齿轮组的各自的第一元件是各自的太阳轮,其中,各自的行星齿轮组的各自的第二元件是各自的齿圈,并且其中,各自的行星齿轮组的各自的第三元件是各自的行星架。在正行星齿轮组中,同样存在如下元件,即太阳轮、齿圈和行星架,其中,行星架引导有至少一个行星轮对,其中一个行星轮与内置的太阳轮处于齿啮合状态下,并且其他行星轮与环绕的齿圈处于齿啮合状态下,以及行星轮相互咬合。在根据本发明的变速器中,一个或多个行星齿轮组能够被实施为此类正行星齿轮组。

在各个元件允许被接驳时,负行星齿轮组可以转变为正行星齿轮组,其中,于是相对于作为负行星齿轮组的实施方案,齿圈连接和行星架彼此互换,以及将各自的定轴传动比升高一。相反地,也可以通过负行星齿轮组来代替正行星齿轮组,只要变速器的元件的接驳能够实现此情况。在此,与正行星齿轮组相比同样彼此互换齿圈和行星架接驳,以及各自的定轴传动比降低一。但是如已提及,优选地,所有行星齿轮组实施为负行星齿轮组。

在本发明的改进方案中,一个或多个切换元件分别作为力锁合(kraftschlüssig)的切换元件实现。力锁合的切换元件的优点是,其即使在载荷下也可以被切换,从而使得挡间的变换能在牵引力不中断的情况下实现。但是特别优选地,第四切换元件实施为形状锁合(formschlüssig)的切换元件,例如实施为牙嵌式离合器或惯性同步器。因为第四切换元件参与第一至第五前进挡的形成,从而使得在此最终仅在相继的向高切换过程中发生断开。形状锁合的切换元件相对于力锁合的切换元件的优点是,在断开状态中仅出现低的拖动力矩,从而能够实现更高的效率。

根据本发明的另一实施方式,驱动轴和从动轴相互同轴并且分别构成各一个联接位置,其中,驱动轴的联接位置和从动轴的联接位置处在相反的轴向端部上。此类型的布置特别适用于应用于具有纵置的传动系的机动车。替选地,从动轴的联接位置也横向于驱动轴的联接位置取向,以便实现适于传动系横置的机动车。在此,从动轴的联接位置可以通过齿部形成,该齿部与轴线平行于驱动轴布置的轴的齿部咬合。然后可以在该轴上布置驱动车桥的车桥差速器。

在本发明的改进方案中,设置有电机,其转子与变速器的其一个能旋转的部件抗相对转动地耦接。优选地,电机的定子与变速器的抗相对转动的结构元件抗相对转动地连接。此外,电机在此可以尤其电动马达式和/或发电机式地运行,以便实现不同的功能。尤其地,在此能够经由电机实现纯电动行驶、助力、能够实现经由电机的在变速器内的制动和再生和/或同步。电机的转子可以在此与各自的结构元件同轴,或与该结构元件轴线错开地布置,其中,在后者情况中耦接可以经由一个或多个位于中间的传动级,例如形式为正齿轮级或例如链条传动机构的牵引器件传动机构。

但是优选地,电机的转子与驱动轴抗相对转动地耦接,其中以此,以合适的方式和方法建立机动车的纯电动行驶。进一步优选地,使用其中一个或多个切换元件作为用于电动行驶的内部的起动元件,其中,为此特别合适的是第二切换元件、第四切换元件或第六切换元件,这是因为这些切换元件在后退挡和第一前进挡中分别闭合。但是作为另外的替选,也可以使用分开的起动离合器,其被定位在电机与变速器齿轮组之间。

针对纯电动行驶切换变速器内的其中一个挡,其中,在此时,在前进挡中也能通过如下方式实现机动车的后退行驶,即,经由电机引入相反的转动运动,以此使机动车以各自的前进挡的传动比发生后退行驶。其结果是前进挡的传动比可以用于机动车的电动前进行驶和电动后退行驶。但是电机的转子除驱动轴外也能够接驳在变速器的其余的能旋转的部件上。

根据本发明的特别是与电机的前述布置方式组合地实现的另一设计可行方案,此外还设置有分离离合器,借助该分离离合器能将驱动轴与联接轴抗相对转动地连接。然后,联接轴用于在机动车传动系内部接驳到驱动机上。在此,设有分离离合器具有的优点是,在纯电动行驶过程中可以中断与驱动机的连接,以此不使此驱动机联动。分离离合器在此优选地被实施为力锁合的切换元件,例如实施为膜片式离合器,但是也可以很好地存在形状锁合的切换元件,例如作为牙嵌式离合器或惯性同步器。

一般地,变速器可以原则上前接有起动元件,例如液力变矩器或摩擦离合器。此起动元件于是也可以是变速器的组成部分并且通过如下方式用于行驶过程的设计,即,其能够实现内燃机与变速器的变速器输入端之间的滑转转速。在此,也可以将变速器的其中一个切换元件或可能存在的分离离合器通过如下方式构造为此起动元件,即,使该其中一个切换元件或可能存在的分离离合器作为摩擦元件存在。此外,可以在变速器的每个轴上原则上布置有通向变速器壳体或其他的轴的超越离合器(freilauf)。

根据本发明的变速器尤其是机动车传动系的一部分,并且然后布置在机动车的尤其是被设计为内燃机的驱动机与传动系的在通向机动车的驱动轮的东西流方向上后继的部件之间。在此,变速器的输入轴要么永久地与内燃机的曲轴抗相对转动地耦接,要么能够经由位于中间的分离离合器或起动元件与该曲轴连接,其中,在内燃机与变速器之间还可以附加地设有扭振减振器。在从动侧,变速器在机动车传动系内部于是优选与机动车的驱动车桥的车桥变速器耦接,然而其中在此,也可以存在到纵向差速器的接驳,经由该纵向差速器实现到机动车的多个被驱动的车桥的分配。车桥变速器或纵向差速器在此可以与变速器一起布置在共同的壳体内。同样地。扭振减振器也可以一起地被整合到该壳体内。

变速器的两个结构元件的抗相对转动的“连接”或“耦接”或“相互处于连接状态下”在本发明的意义中是指这些结构元件的永久连接,从而使它们不能相互独立地旋转。就此而言,在这些指的是行星齿轮组的元件或变速器的轴或抗相对转动的结构元件的结构元件之间不设有切换元件,而是相应的结构元件相互刚性耦接。

而如果在变速器的两个结构元件之间设有切换元件,则这些结构元件并非永久地相互抗相对转动地耦接,而是只有通过操作位于中间的切换元件才进行抗相对转动的耦接。在此,在本发明的意义中,切换元件的操作意味着相关的切换元件转移到闭合状态中并且随后使与之直接耦联的结构元件在其转动运动方面相适应。在相关的切换元件设计为形状锁合的切换元件的情况中,经由其直接抗相对转动地相互连接的结构元件在相同的转速下运行,而在力锁合的切换元件的情况中,在操作该切换元件之后还会在结构元件之间总是存在转速差。尽管如此,在本发明的范围内,该希望的或不希望的状态仍然被称为经由切换元件进行对各自的结构元件的抗相对转动的连接。

本发明并不限制于独立权利要求或其从属权利要求的特征的所说明的组合。此外,也可以得到如下可能性,即,将从权利要求、如下的对本发明的优选实施方式的描述或直接从附图中得到的各自的特征相互组合。权利要求通过使用附图标记参引附图不应限制权利要求的保护范围。

附图说明

在附图中示出了将在下文中解释的本发明的有利实施方式。其中:

图1示出机动车传动系的示意性的视图,其中使用根据本发明的变速器;

图2示出根据本发明的第一实施方式的变速器的示意性的视图;

图3示出根据本发明的第二设计可行方案的变速器的示意图;

图4示出根据本发明的第三实施方式的变速器的示意性的视图;

图5示出根据本发明的第四设计可行方案的变速器的示意图;

图6示出根据本发明的第五实施方式的变速器的示意性的视图;和

图7示出图2至6中的变速器的示例的切换方案。

具体实施方式

图1示出机动车传动系的示意性的视图,其中,内燃机vkm经由位于中间的扭振减振器ts与变速器g连接。变速器g在从动侧后接有车桥变速器ag,经由该车桥变速器将驱动功率分配到机动车的驱动车桥的驱动轮dw上。变速器g和扭振减振器ts可以在此组合在共同的变速器壳体内,其中于是也可以整合有车桥变速器ag。如此外在图1中可见,内燃机vkm、扭振减振器ts、变速器g和车桥变速器ag沿机动车的行驶方向取向。

从图2中得知根据本发明的第一实施方式的变速器g的示意图。如可见,变速器g包括第一行星齿轮组p1、第二行星齿轮组p2、第三行星齿轮组p3和第四行星齿轮组p4。其中每个行星齿轮组p1、p2、p3和p4具有各一个第一元件e11或e12或e13或e14、各一个第二元件e21或e22或e23或e24、和各一个第三元件e31或e32或e33或e34。各自的第一元件e11或e12或e13或e14在此通过各自的行星齿轮组p1或p2或p3或p4的太阳轮形成,而各自的第二元件e21或e22或e23或e24在此通过各自的行星齿轮组p1或p2或p3或p4的行星架形成。各剩下的第三元件e31或e32或e33或e34则在行星齿轮组p1或p2或p3或p4中通过各自的齿圈形成。

行星齿轮组p1、p2、p3和p4在当前因此分别被设计为负行星齿轮组,其中,各自的行星架以能转动支承的方式引导一个、但是优选是多个的行星轮,行星轮各个与径向内置的太阳轮并且也与环绕的齿圈处于齿啮合状态下。

但是,如果允许接驳的话,其中一个或多个行星齿轮组p1、p2、p3和p4也可以实施为正行星齿轮组。在正行星齿轮组中,行星架于是承载有至少一个行星轮对,其行星轮中一个行星轮与径向内置的太阳轮处于齿啮合状态下,并且一个行星轮与径向环绕的齿圈处于齿啮合状态下,以及齿轮对的行星轮相互咬合。与各自的作为负行星齿轮组的实施方案相比,各自的第二元件e21或e22或e23或e24必须通过各自的齿圈形成,并且各自的第三元件e31或e32或e33或e34必须通过各自的行星架形成,并且此外各自的定轴传动比升高一。

在当前,第一行星齿轮组p1、第二行星齿轮组p2、第三行星齿轮组p3和第四行星齿轮组p4轴向地以第一行星齿轮组p1、第二行星齿轮组p2、第三行星齿轮组p3和第四行星齿轮组p4的次序布置在驱动轴gw1的联接位置gw1-a与输出轴gw2的联接位置gw2-a之间。

联接位置gw1-a和联接位置gw2-a相互同轴地被设置在变速器g的相反的轴向端部上。在此,联接位置gw1-a在图1中的机动车传动系中用于接驳到内燃机vkm上,而变速器g在联接位置gw2-a上与随后的车桥变速器ag连接。

如在图2中可见,变速器g总共包括具有如下形式的六个切换元件:第一切换元件b1、第二切换元件k1、第三切换元件k2、第四切换元件b2、第五切换元件k3和第六切换元件k4。在此,切换元件b1、k1、k2、b2、k3和k4分别被实施为力锁合的切换元件,并且优选作为膜片式切换元件存在。此外,第二切换元件k1、第三切换元件k2、第五切换元件k3和第六切换元件k4作为离合器存在,而第一切换元件b1和第四切换元件b2作为制动器存在。

在当前,第一行星齿轮组p1的第一元件e11经由第一切换元件b1固定在抗相对转动的结构元件gg上,抗相对转动的结构元件优选地是变速器g的壳体或是此类变速器壳体的一部分。除此可固定性之外,第一行星齿轮组b1的第一元件e11于是还通过第六切换元件k4的闭合与第二行星齿轮组p2的第三元件e32抗相对转动地连接。

第一行星齿轮p1的第二元件e21与驱动轴gw1抗相对转动地处于连接状态下。此外,第一行星齿轮p1的第二元件e21能够借助第二切换元件k1与是相互永久地抗相对转动地处于连接状态下的第二行星齿轮组p2的第二元件e22和第三行星齿轮组p3的第一元件e13抗相对转动地连接。第二切换元件k1的闭合于是也导致第二行星齿轮组p2的第二元件e22和第三行星齿轮组p3的第一元件e13与驱动轴gw1的抗相对转动的连接。

此外在图2中还可见,第一行星齿轮组p1的第三元件e31与第二行星齿轮组p2的第一元件e12和第四行星齿轮组p4的第一元件e14永久地抗相对转动地连接,并且该第二行星齿轮组的第一元件和第四行星齿轮组的第一元件可以经由第三切换元件k2共同地与第三行星齿轮p3的第二元件e23置于连接状态下。此外,第三行星齿轮组p3的第二元件e23也可以通过第四切换元件b2的闭合被固定在抗相对转动的结构元件gg上,以及经由第五切换元件k3与第三行星齿轮组p3的第一元件e13和第二行星齿轮p2的第二元件e22抗相对转动地连接,其中,第三行星齿轮组p3的第二元件e23与第三行星齿轮组p3的第一元件e13的抗相对转动的连接在此导致了第三行星齿轮p3的联锁。

此外,第三行星齿轮组p3的第三元件e33和第四行星齿轮组p4的第三元件e34永久地抗相对转动地连接,而第四行星齿轮组p4的第二元件e24与从动轴gw2抗相对转动地处于连接状态下。

第一切换元件b1轴向地位于第一行星齿轮组p1的朝向驱动轴gw1的联接位置gw1-a的侧上,并且径向地围绕此该联接位置设置。而第二切换元件k1轴向地布置在第一行星齿轮组p1与第二行星齿轮p2之间,其中,第六切换元件k4轴向地与第二切换元件k1相邻地布置,第六切换元件轴向地被设置在第二行星齿轮组p2的齿轮平面内并且因此基本上处于与第二行星齿轮组p2相同的轴向高度上。基于第二切换元件k1和第六切换元件k4的空间上的布置方式,在此能够实现经由供给线路对两个切换元件的共同供给。

此外如在图2中可见,第三切换元件k2和第五切换元件k3轴向地布置在第三行星齿轮组p3与第四行星齿轮组p4之间,并且轴向地直接并排,以及径向地基本上处于相同的高度上。在这方面,在此也可以实现对第三切换元件k2和第五切换元件k3的共同供给。最后,第四切换元件b2还轴向地被安置在第二行星齿轮组p2与第三行星齿轮组p3之间,并且径向地围绕第二行星齿轮组p2和第三行星齿轮组p3。

此外,图3示出了根据本发明的第二实施例的变速器g的示意图,其在此基本上相应于根据图2的前述变型方案。唯一的区别在此是,第五切换元件k3在被操作时现在将第三行星齿轮组p3的第二元件e23和第三元件e33抗相对转动地相互连接,并且以此引起第三行星齿轮p3的联锁。由于第五切换元件k3的功能改变,使得该第五切换元件现在与相对第三切换元件k2轴向紧邻的布置相比被径向进一步外置地布置。其余地,图3的实施方式相应于图2的前述变型方案,从而参考对于图2的变型方案的描述。

图4示出了根据本发明的第三设计可行方案的变速器g的示意性的视图。此设计可行方案在很大程度上也相应于图2的变型方案,其中,与图2的变型方案的不同在于,现在第二行星齿轮组p2的第三元件e32与第一行星齿轮组p1的第一元件e11永久地抗相对转动地连接。而第二行星齿轮组p2的第一元件e12不再与第一行星齿轮p1的第三元件e31和第四行星齿轮组p4的第一元件e14永久地抗相对转动地处于连接状态下,而是只有通过第六切换元件k4的闭合才抗相对转动地处于连接状态下。与根据图2的变型方案相比,第六切换元件k4在此轴向地布置在第一行星齿轮组p1与第二切换元件k1之间,并且相对第二切换元件k1径向内置并且轴向地与该第二切换元件紧邻。其结果是在此又可以实现对第二切换元件k1和第六切换元件k4的共同供给。其余地,根据图4的设计可行方案相应于图2的变型方案,从而参考对于图2的变型方案的描述。

此外,从图5中得知根据本发明的第四实施方式的变速器g的示意图,其在很大程度上相应于根据图4的前述设计可行方案。但是在此区别是,现在在操作时第五切换元件k3将第三行星齿轮组p3的第二元件e23和第三元件e33抗相对转动地相互连接,并且由此导致第三行星齿轮p3的联锁。由于第五切换元件k3的功能改变,使得现在将该第五切换元件相对于第三切换元件k2径向地进一步向外错开,但是仍如之前轴向地与第三切换元件k2紧邻布置。其余地,根据图5的实施方式相应于图4的变型方案,从而参考对于图4的变型方案的描述。

最后,图6示出了根据本发明的第五实施方式的变速器g的示意图。此实施方式在此基本上相应于根据图2的变型方案,其中区别是,附加地设有电机em,电机的定子s被固定在抗相对转动的结构元件gg上,而电机em的转子r与驱动轴gw1抗相对转动地连接。此外,驱动轴gw1在联接位置gw1-a上经由位于中间的在此被设计为膜片式切换元件的分离离合器k0与联接轴an抗相对转动地连接,联接轴又借助位于中间的扭转振动阻尼器ts与内燃机vkm的曲轴连接。由于转子r与驱动轴gw1的抗相对转动的连接,使得电机em与驱动轴gw1同轴安置。

在此可以经由电机em实现纯电动行驶,其中,在此情况中,分离离合器k0断开,以便使得驱动轴gw1从联接轴an脱耦并且不使内燃机vkm联动。根据图6的实施方式相应于图2的变型方案,从而参考对于图2的变型方案的描述。

在图7中以表格形式示出了图2至6的齿轮g的示例的切换图表。从图中可见,在此分别可以实现总计十一个前进挡1至11以及两个后退挡r1和r2,其中,在切换图表的各列中分别以x标记在其中哪个前进挡1至11和后退挡r1和r2中分别闭合其中哪个切换元件b1、k1、k2、b2、k3和k4。在其中每个前进挡1至11以及后退挡r1和r2中,在此分别闭合其中三个切换元件b1、k1、k2、b2、k3和k4,其中,在对前进挡1至11进行相继切换时,除第七前进挡的变型方案7.2、7.3和7.4之外,将所参与的其中各一个切换元件断开并且然后将另一切换元件闭合。

如在图7中可见,通过操作第二切换元件k1、第四切换元件b2和第六切换元件k4来切换第一前进挡1,其中从此出发,通过如下方式形成第二前进挡2,即,断开第六切换元件k4并且然后闭合第一切换元件b1。此外,通过如下方式切换第三前进挡3即,从第二前进挡2出发断开第二切换元件k1并且闭合第六切换元件k4。从此开始,然后通过断开第六切换元件k4并且闭合第五切换元件k3来得到第四前进挡4。随后,通过断开第一切换元件b1并且操作第六切换元件k4来得到第五前进挡5,其中,从此出发,通过如下方式切换到第六前进挡6即,断开第四切换元件b2并且闭合第一切换元件b1。

然后为了切换到第七前进挡7.1,再次断开第一切换元件b并且闭合第二切换元件k1。替选地,也可以通过如下方式切换到第七前进挡7.2,即,断开第一切换元件b1和第五切换元件k3并且闭合第二切换元件k1和第三切换元件k2。另外替选地,可以通过断开第一切换元件b1和第六切换元件k4并且闭合第二切换元件k1和第三切换元件k2来形成第七前进挡7.3。同样地,通过断开第一切换元件b1并且闭合第三切换元件k2从第六前进挡6来得到第七前进挡7.4。在此,优选地考虑使用第七前进挡7.1,这是因为在此情况中在切换过程中仅需要改变两个切换元件的切换状态。

此外,通过如下方式得到第八前进挡8,即,操作第一切换元件b1、第二切换元件k1和第五切换元件k3。为了进一步向高切换到第九前进挡9,随后断开第二切换元件k1并且闭合第三切换元件k2。此外,通过如下方式从第九前进挡9切换到第十前进挡10,即,将第五切换元件k3转变到非操作状态并且然后将第二切换元件k1转变到操作状态。最后,从第十前进挡10出发地,通过断开第二切换元件k1并且操作第六切换元件k4得到第十一前进挡11。

而通过闭合第二切换元件k1、第三切换元件k2和第四切换元件b2来切换第一后退挡r1,在第一后退挡中,即使在借助内燃机vkm驱动时也可以实现机动车的后退行驶。相反地,通过操作第三切换元件k2、第四切换元件b2和第六切换元件k4得到第二后退挡r2。

如图2至6中所示,第四切换元件b2被实施为力锁合的切换元件。但是第四切换元件b2也可以作为形状锁合的切换元件,例如惯性同步器或牙嵌式切换元件实现。

此外,根据图3至5的实施方式的变速器g也可以类似于根据图6的变型方案被混合动力化。

借助根据本发明的设计方案可以实现具有紧凑结构和良好效率的变速器。

附图标号列表

g变速器

gg抗相对转动的结构元件

p1第一行星齿轮组

e11第一行星齿轮组的第一元件

e21第一行星齿轮组的第二元件

e31第一行星齿轮组的第三元件

p2第二行星齿轮组

e12第二行星齿轮组的第一元件

e22第二行星齿轮组的第二元件

e32第二行星齿轮组的第三元件

p3第三行星齿轮组

e13第三行星齿轮组的第一元件

e23第三行星齿轮组的第二元件

e33第三行星齿轮组的第三元件

p4第四行星齿轮组

e14第四行星齿轮组的第一元件

e24第四行星齿轮组的第二元件

e34第四行星齿轮组的第三元件

b1第一切换元件

k1第二切换元件

k2第三切换元件

b2第四切换元件

k3第五切换元件

k4第六切换元件

1第一前进挡

2第二前进挡

3第三前进挡

4第四前进挡

5第五前进挡

6第六前进挡

7.1第七前进挡

7.2第七前进挡

7.3第七前进挡

7.4第七前进挡

8第八前进挡

9第九前进挡

10第十前进挡

11第十一前进挡

r1第一后退挡

r2第二后退挡

gw1驱动轴

gw1-a联接位置

gw2从动轴

gw2-a联接位置

em电机

s定子

r转子

an联接轴

k0分离离合器

vkm内燃机

ts扭振减振器

ag车桥变速器

dw驱动轮

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