CN102808907B - 自动变速器 - Google Patents

Abstract

一种变速器，包括：周转齿轮传动，周转齿轮传动包括第一、第二、第三和第四齿轮组，每一个齿轮组包括第一、第二和第三构件；第一齿轮组的第一构件和第二齿轮组的第一构件被固定不转动；以及离合器，每一个离合器选择性地打开和闭合齿轮组的构件之间的驱动连接。

Description

自动变速器

技术领域

本发明总体上涉及一种用在机动车辆中并且具有由离合器控制的周转齿轮组（epicyclic gearset）的多速自动变速器。

背景技术

汽车工业目前的趋势需要自动变速器能够产生连续增加的速比数。该趋势需要总体上数量越来越多的控制元件，例如选择性地打开和闭合齿轮组的构件间的驱动连接的离合器以及保持齿轮组构件不转动的制动器。

通常，只要行星变速器形成高的扭矩比，尤其是当产生倒档驱动时，至少一个离合器需要非常高的最大扭矩。

汽车工业需要一种仅用五个离合器就能够产生八个前进速度和一个倒退速度的变速器。包含该变速器所需的空间最好应当尽可能地小，并且需要最佳数量的控制部件。

发明内容

一种变速器，包括：周转齿轮传动（epicyclic gearing），周转齿轮传动包括第一、第二、第三和第四齿轮组，每一个齿轮组包括第一、第二和第三构件；第一齿轮组的第一构件和第二齿轮组的第一构件被固定不转动；以及离合器，每一个离合器选择性地打开和闭合齿轮组的构件之间的驱动连接。

变速器能够仅用最佳数量的五个离合器产生八个前进速度和一个倒退速度。

此情况下，一档和倒档中大的反扭矩（reaction torque）通过固定的连接而不是离合器传递。

没有离合器传递超过1.7倍的输入扭矩。

通过以下对说明书、权利要求以及附图的详细说明，较佳实施例的适用范围将显而易见。需要了解的是，尽管说明书以及具体实例指明了本发明的较佳实施例，但仅仅通过说明的方式给出。对于本领域技术人员而言，对所述实施例和例子作出的不同改变和修改将显而易见。

附图说明

结合附图并参照以下说明，本发明将更容易被理解，其中：

图1是具有四个简单行星齿轮组的自动变速器的示意图；

图2是表示图1的四个齿轮组的优选beta比率的表格；以及

图3是表示控制图1的变速器的离合器的接合和分离状态的表格。

具体实施方式

现在参照附图，变速器10装在变速器壳体12中，固定到车辆结构不转动。输入14最好通过变矩器或发动离合器（launch clutch）由动力驱动，例如发动机或电动机。作为选择地，输入14可以直接由发动机驱动。输出16最好通过差动机构和一组传动齿轮（transfergear）或驱动链（drive chain）可驱动地连接到车辆的车轮。变速器包括四个周转齿轮组20、30、40和50。每个齿轮组的至少一个构件连接到另一个齿轮组的构件。

第一齿轮组20包括第一太阳齿轮22、第一环形齿轮24、第一支架26和支承在支架26上转动并且与第一太阳齿轮22和第一环形齿轮24啮合的第一组行星小齿轮28。支架26最好通过连接到壳体12或连接到固定至壳体的前支承而持续地固定不转动。

第二齿轮组30包括：固定到第一支架26的第二太阳齿轮32；第二环形齿轮34；第二支架36；以及支承在第二支架上转动并且与第二太阳齿轮和第二环形齿轮啮合的第二组行星小齿轮38。

第三齿轮组40包括：第三太阳齿轮42；固定到第二支架36的第三环形齿轮44；固定到输入轴14的第三支架46；以及支承在第三支架上转动并且与第三太阳齿轮和第三环形齿轮啮合的第三组行星小齿轮48。

第四齿轮组40包括：固定到第三太阳齿轮42的第四太阳齿轮52；固定到第一环形齿轮24的第四环形齿轮54；固定到输出轴16的第四支架56；以及支承在第四支架上转动并且与第四太阳齿轮和第四环形齿轮啮合的第四组行星小齿轮58。输入14固定到第三支架46。第一支架26和第二太阳齿轮32相互固定。第一环形齿轮24固定到第四环形齿轮54。第三太阳齿轮42和第四太阳齿轮52相互固定。第三环形齿轮44和第二支架36相互固定。输出16固定到第四支架56。第一离合器60（A）选择性地打开和闭合第二环形齿轮34和第三及第四太阳齿轮42、52之间的驱动连接，即，扭矩。第二离合器62（B）选择性地打开和闭合第二环形齿轮34和第三支架46之间的驱动连接。第三离合器64（C）选择性地打开和闭合第一太阳齿轮22和输入14之间的驱动连接。第四离合器66（D）选择性地打开和闭合第四太阳齿轮52和第四支架56之间的驱动连接。第五离合器68（E）选择性地打开和闭合第二支架36和第四支架56之间的驱动连接。

离合器交替地连接和断开两个转动元件。制动器交替地保持转动元件不转动以及释放该转动元件以便其可以自由转动。变速器10包括五个离合器60、62、64、66、68但没有制动器。离合器60（A）包含花键联接到汽缸70并且与花键联接到部件72的板相间的板，部件72将太阳齿轮42、52相互固定在一起。当施加液压以驱动离合器60（A）时，板被压在一起并且扭矩穿过离合器传递。当释放液压时，离合器60（A）不传递扭矩，允许太阳齿轮42、52独立于环形齿轮34转动。

离合器62（B）包含花键联接到汽缸70并且与花键联接到支架46或连接到支架46的元件的板相间的板。当施加液压以驱动离合器62（B）时，板被压在一起并且扭矩穿过离合器传递。当释放液压时，离合器62（B）不传递扭矩，允许支架46独立于环形齿轮34转动。

离合器64（C）包含花键联接到汽缸74并且与花键联接到输入14的板相间的板。当施加液压以驱动离合器64（C）时，板被压在一起并且扭矩穿过离合器传递。当释放液压时，离合器64（C）不传递扭矩，允许太阳齿轮22独立于输入14转动。当离合器64（C）接合时，齿轮组20使环形齿轮24和54以较低的速度在相对于输入轴14的速度和方向的相反方向转动。离合器66（D）包含花键联接到汽缸76并且与花键联接到支架56的板相间的板。当施加液压以驱动离合器66（D）时，板被压在一起并且扭矩穿过离合器传递。当释放液压时，离合器66（D）不传递扭矩，允许支架56独立于太阳齿轮52转动。当离合器66（D）接合时，第四齿轮组50的所有三个构件以相同的速度转动。离合器68（E）包含花键联接到汽缸78并且与花键联接到支架56的板相间的板。当施加液压以驱动离合器68（E）时，板被压在一起并且扭矩穿过离合器传递。当释放液压时，离合器68（E）不传递扭矩，允许支架36独立于支架56转动。尽管已经对离合器60、62、64、66和68进行说明并且将它们描述为液压驱动多片式离合器，但本发明可以用包括但不限于爪形离合器、可控单向离合器、电磁驱动离合器或电驱动离合器的可释放连接的替换类型实施。

使元件相互固定的可接受的方法包括但不限于由普通原料机械加工、焊接、花键联接和过盈配合。固定的元件之间的一些空隙或扭力柔度是允许的。

车辆前进运动仅需要准备的是接合离合器60和64。如果发动装置是变矩器，则车辆将在车轮制动器释放时就加速。如果发动装置是专用的发动离合器，则前进运动通过逐渐地接合专用的发动离合器实现。邻近档位之间的所有转换通过根据图3中的表格的协调的一个离合器的接合和另一个离合器的释放来完成。例如，当车辆达到足够的前进速度时，通过释放离合器60并逐渐接合离合器62来完成转换到二档。

变速器通过接合离合器64和66为车辆倒退运动做准备。与前进运动一样，如果发动装置是变矩器，则车辆将在车轮制动器释放时就加速。如果发动装置是专用的发动离合器，则向后运动通过逐渐地接合专用的发动离合器实现。

特定齿轮组的beta比率是环形齿轮的节径（pitch diameter）与各自的太阳齿轮的节径的比。当齿轮组20、30、40、50具有如图2所示的beta比率时，离合器60、62、64、66、68中没有一个传递超过1.7倍的由输入14传递的扭矩。

依照专利法的规定，已经对较佳实施例进行说明。然而，应当注意的是，除了具体的说明和阐述外，作为替换的实施例也可以实施。

Claims (8)

1.一种变速器，其特征在于，包含：

输入；

输出；

包括第一、第二、第三和第四齿轮组的周转齿轮传动，每一个齿轮组包括多个构件,其中所述构件包括太阳齿轮、环形齿轮、支架和在支承各自的支架上并且与各自的太阳齿轮和各自的环形齿轮啮合的行星小齿轮；

离合器，每一个离合器选择性地打开和闭合齿轮组的构件之间的驱动连接；

输入固定到第三支架，第一支架和第二太阳齿轮固定不转动，第二支架和第三环形齿轮相互固定，第三和第四太阳齿轮相互固定，输出固定到第四支架；并且

离合器包括选择性地将第二环形齿轮连接到第三和第四太阳齿轮的第一离合器，选择性地将第三支架连接到第二环形齿轮的第二离合器，选择性地打开和闭合第一太阳齿轮和输入之间的驱动连接的第三离合器，选择性地将第四齿轮组的两个构件相互连接的第四离合器以及选择性地将第四支架连接到第二支架的第五离合器。

2.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，变速器产生前进档，每一个前进档通过接合两个离合器产生。

3.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于：

每一个前进档通过接合两个离合器产生；并且

邻近的前进档之间的档位转换通过保持所述离合器中的一个接合、使所述离合器之中的另一个分离并且使第三个离合器接合而产生。

4.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于：

第一前进档通过接合两个离合器产生；并且

向倒档的转换通过保持所述离合器中的一个接合、使所述离合器之中的另一个分离并且使第三个离合器接合而产生。

5.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于：

所述离合器包括第三离合器；以及

当第一和第三离合器接合时产生具有最大传动比的第一前进档，当第二和第三离合器接合时产生具有比第一前进档小的传动比的第二前进档，当第五和第三离合器接合时产生具有比第二前进档小的传动比的第三前进档，当第二和第五离合器接合时产生具有比第三前进档小的传动比的第四前进档，当第一和第五离合器接合时产生具有比第四前进档小的传动比的第五前进档，当第四和第五离合器接合时产生具有比第五前进档小的传动比的第六前进档，当第一和第四离合器接合时产生具有比第六前进档小的传动比的第七前进档，以及当第二和第四离合器接合时产生具有比第七前进档小的传动比的第八前进档。

6.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述离合器包括第三离合器；以及当第三和第四离合器接合并且第一、第二和第五离合器分离时产生倒档驱动。

7.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于：

所述离合器包括第三离合器；以及

当第一和第三离合器接合时产生具有最大传动比的第一前进档，当第二和第三离合器接合时产生具有比第一前进档小的传动比的第二前进档，当第五和第三离合器接合时产生具有比第二前进档小的传动比的第三前进档，当第二和第五离合器接合时产生具有比第三前进档小的传动比的第四前进档，当第一和第五离合器接合时产生具有比第四前进档小的传动比的第五前进档，当第四和第五离合器接合时产生具有比第五前进档小的传动比的第六前进档，当第一和第四离合器接合时产生具有比第六前进档小的传动比的第七前进档，以及当第二和第四离合器接合时产生具有比第七前进档小的传动比的第八前进档。

8.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述离合器包括第三离合器；以及当第三和第四离合器接合并且第一、第二和第五离合器分离时产生倒档驱动。