具有四个行星齿轮组的阶梯传动比自动变速器的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及用于机动车辆的自动变速器领域。更具体地讲，本公开涉及在动力传动系统中齿轮、离合器以及它们之间的相互连接的布置。
【背景技术】
[0002]很多车辆在宽范围的车速(包括向前和向后运动两者)下使用。然而，某些类型的发动机只能在较窄的速度范围内有效地运转。所以，能够以多个传动比(speed rat1)有效地传递动力的变速器被频繁地使用。当车辆处于较低车速时，变速器通常以高传动比运转，从而变速器使发动机扭矩倍增，用于改善加速。在较高车速时，以低传动比运转的变速器允许发动机转速在更安静、燃料更高效的巡航转速下运转。通常，变速器具有安装至车辆结构的壳体、通过发动机曲轴经由离合器或变矩器驱动的输入轴以及通常经由差速器总成驱动车轮的输出轴，在车辆转弯时，差速器总成允许左车轮和右车轮以稍微不同的转速旋转。
[0003]自动变速器(也称为自动变速箱)是能够随着车辆运动而自动改变齿轮比(gearrat1)、使驾驶员从不得不手动换档中解脱的一类机动车变速器。大多数自动变速器具有设定的一组档位范围或者阶梯传动比(step-rat1)。通常通过变速器内不同的换档元件将复合行星齿轮组(compound epicyclic planetary-gearset)的不同齿轮元件结合在一起以提供该阶梯传动比。可以通过由阀体控制的液压伺服器来驱动换档元件。液压流体或自动变速器流体可以用于驱动和接合换档元件。
【发明内容】
[0004]本公开的一方面涉及一种具有四个行星齿轮组的变速器，每个行星齿轮组具有包括中心齿轮、齿轮架和环形齿轮的齿轮元件。在该变速器中，第一行星齿轮组中心齿轮固定地结合到基础，第一行星齿轮组齿轮架固定地结合到第二行星齿轮组环形齿轮。第一换档元件选择性地将第二行星齿轮组齿轮架结合到基础。第二换档元件选择性地将第一行星齿轮组环形齿轮结合到第三行星齿轮组齿轮元件中的一个齿轮元件。输入固定地结合到第二行星齿轮组中心齿轮并结合到第四行星齿轮组齿轮元件中的一个齿轮元件。输出固定地结合到第三行星齿轮组齿轮元件中的另一齿轮元件。
[0005]变速器的第二换档元件可选择性地将第一行星齿轮组环形齿轮结合到第三行星齿轮组中心齿轮。第二换档元件也可选择性地将第一行星齿轮组环形齿轮结合到第四行星齿轮组中心齿轮。输入可固定地结合到第四行星齿轮组齿轮架。输出可固定地结合到第三行星齿轮组齿轮架。
[0006]变速器的第三换档元件可选择性地使第二行星齿轮组齿轮元件中的两个齿轮元件结合。第三换档元件可选择性地将第二行星齿轮组齿轮架结合到第二行星齿轮组中心齿轮。第四换档元件可选择性地将第二行星齿轮组齿轮架结合到第三行星齿轮组中心齿轮。或者可替换地，第四换档元件也可选择性地将第二行星齿轮组齿轮架结合到第四行星齿轮组中心齿轮。
[0007]变速器的第五换档元件可选择性地将第三行星齿轮组齿轮元件中的又一齿轮元件结合到基础。第五换档元件可选择性地将第三行星齿轮组环形齿轮结合到基础。第六换档元件可选择性地将第四行星齿轮组齿轮元件中的另一齿轮元件结合到输出。第六换档元件可选择性地将第四行星齿轮组环形齿轮结合到输出。
[0008]本公开的另一方面涉及一种具有第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组的变速器。第一行星齿轮组具有固定地结合到基础的第一端部齿轮、第二端部齿轮和第一内部齿轮。第二行星齿轮组具有固定地结合到输入的第三端部齿轮、固定地结合到第一内部齿轮的第四端部齿轮以及第二内部齿轮。第三行星齿轮组具有固定地结合到输出的第三内部齿轮。第四行星齿轮组具有固定地结合到输入的第四内部齿轮。
[0009]变速器的第一换档元件可选择性地将第二内部齿轮结合到基础。第二换档元件可选择性地将第二端部齿轮结合到第三行星齿轮组的第五端部齿轮。第三换档元件可使第三端部齿轮、第四端部齿轮和第二内部齿轮中的两个选择性地结合。第三换档元件可选择性地将第三端部齿轮结合到第二内部齿轮。
[0010]变速器的第四换档元件可选择性地将第二内部齿轮结合到第五端部齿轮。第五换档元件可选择性地将第三行星齿轮组的第六端部齿轮结合到基础。第四行星齿轮组的第七端部齿轮可固定地结合到第五端部齿轮。
[0011]变速器的第六换档元件可选择性地将第四行星齿轮组的第八端部齿轮结合到输出。第一换档元件、第二换档元件、第三换档元件、第四换档元件、第五换档元件和第六换档元件可按照三者组合的方式接合，以提供九个前进档和一个倒档。
[0012]下面，将参照附图更详细地解释本公开的上述方面和其他方面。
【附图说明】
[0013]图1是第一变速器的不意图。
[0014]图2是用于图1中的变速器的离合器图表。
[0015]图3是第二变速器的示意图。
[0016]图4是第二变速器的不意图。
[0017]图5是第四变速器的示意图。
【具体实施方式】
[0018]参照附图公开了示出的实施例。然而，应理解的是，公开的实施例仅仅意味着可以以各种和可替代形式实施的示例。附图不一定按比例绘制并且可以放大或缩小一些特征以示出特定部件的细节。公开的具体结构和功能细节不应解释为限定，而是作为用于教导本领域中技术人员如何实施所公开的原理的代表性基础。
[0019]图1不出了第一变速器10的不意图。变速器的不意图也可被称为符号不图(stickdiagram)并且符号示图中的线可以代表由齿轮元件、与齿轮元件关联的轴以及所述轴与其它轴、齿轮元件或变速器壳体的互相连接组成的齿轮传动装置。轴可以是用于传递(或保持)关联的齿轮元件向另一位置的运动或者用于响应于该轴接收到来自另一位置的运动(或不运动)而使关联的齿轮元件运动(或保持)的任何物体。
[0020]齿轮传动装置是配置用于在齿轮元件之间施加特定转速关系的啮合齿轮元件的集合。可以通过各个齿轮元件的齿数确定齿轮元件之间的转速关系。在下述条件下，顺序列表(ordered list)的齿轮元件之间存在线性转速关系(linear speed relat1nship，LSR):i)当一组中的第一个齿轮元件和最后一个齿轮元件约束成具有最极端的转速时，?)当剩余齿轮元件的转速中被各自约束成第一个齿轮元件和最后一个齿轮元件的加权平均时，以及iii)当齿轮元件的转速不同时，按照所列顺序约束(增加或减小)这些转速。离散传动比或阶梯传动比变速器具有在输入轴和输出轴之间选择性施加多个离散传动比的齿轮传动装置。
[0021 ] 齿轮传动装置可以是行星齿轮组，该行星齿轮组具有至少一个行星齿轮设置在中心齿轮和环形齿轮之间的齿轮元件。在简单行星齿轮组中，行星齿轮的齿与中心齿轮和环形齿轮的齿同时都啮合。行星齿轮与称为齿轮架的轴相关联。简单行星齿轮组是在中心齿轮、齿轮架和环形齿轮之间施加LSR的齿轮传动装置类型。LSR的顺序是从中心齿轮到齿轮架到环形齿轮，或者反之亦然，因此关联的轴遵循该线性转速关系。如果与中心齿轮关联的轴保持不旋转(制动)，那么与环形齿轮关联的轴的转速将高于齿轮架的转速。类似地，如果与环形齿轮关联的轴制动，那么与中心齿轮关联的轴的转速将高于齿轮架的转速。
[0022]虽然双小齿轮行星齿轮组也在中心齿轮、齿轮架和环形齿轮之间施加LSR，但是与简单行星齿轮组的顺序不同。在双小齿轮行星齿轮组中，齿轮架与设置在中心齿轮和环形齿轮之间的至少一对行星齿轮相关联。第一行星齿轮的齿与中心齿轮的齿啮合(与环形齿轮不接触)、第二行星齿轮的齿与环形齿轮的齿啮合(与中心齿轮不接触)并且两个行星齿轮的齿彼此啮合。双小齿轮行星齿轮组中LSR的顺序是从中心齿轮到环形齿轮到齿轮架。因此，如果与中心齿轮关联的轴被制动，那么齿轮架的转速将高于与环形齿轮关联的轴的转速。如果齿轮架被制动，那么与中心齿轮关联的轴的转速将高于环形齿轮的转速。
[0023]遵循这样的关系，通过将轴从环形齿轮交换至齿轮架(这可能还需要改变各个齿轮元件的齿数以保持相同的转速关系)可由双小齿轮行星齿轮组代替简单行星齿轮组。换句话说，可通过切换简单行星齿轮组和双小齿轮行星齿轮组而“完全调整(turnedinside-out)”齿轮传动装置的线性转速关系。该可互换性使得极端转速齿轮元件(彼此比较中最快或最慢的)可称为端部齿轮，而经历极端转速齿轮元件转速内的转速的齿轮元件可被称为内部齿轮。在简单行星齿轮组的情况下，中心齿轮和环形齿轮可以是端部齿轮而齿轮架可以是内部齿轮，而在双小齿轮的齿轮传动装置中，中心齿轮和齿轮架可以是端部齿轮而环形齿轮可以是内部齿轮。
[0024]如果一组齿轮元件在所有工况中被约束作为整体而旋转，则这组齿轮元件彼此固定地结合。多个齿轮元件将与相同的轴关联，或者认为一个轴将与多个齿轮元件关联。可通过花键连接、焊接、压装、由同一固体加工或其它方式固定地结合齿轮元件。固定结合的齿轮元件之间可能出现转动角位移的轻微变化，诸如由于冲击或轴柔量(shaft compliance)导致的位移。固定地结合到变速器壳体的单个齿轮元件被约束使得它不能旋转，并且变速器壳体可被称为基础(ground)。
[0025]只要换档元件完全接合，当换档元件约束齿轮元件或轴作为整体旋转(或不旋转)时，齿轮元件或轴就可通过换档元件选择性结合到另一个齿轮元件、轴或变速器壳体。换档元件也可被称为离合器。在选择性使两个齿轮元件结合的情况下，当离合器没有完全接合时它们以不同的转速自由旋转。可以认为无论离合器接合状态怎样，这两个齿轮元件都与两个不同的轴相关联。通过将齿轮元件或轴选择性地结合到不旋转的结构(诸如变速器壳体)而保持它们不旋转的离合器称为制动器。不旋转的结构(诸如变速器壳体)可被称为基础。离合器可以是主动控制装置(诸如液压或电动致动的离合器或制动器)或者它们可以是被动装置(诸如单向离合器或制动器)。
[0026]第一变速器10具有第一