CN105626793A - 用于车辆的多挡位变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的多挡位变速器，其包括：输入轴和输出轴；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，其设置在所述输入轴和所述输出轴之间以传输扭矩，并且每个行星齿轮装置包括三个旋转元件；以及至少六个换挡元件，其连接至第一行星齿轮装置至第四行星齿轮装置的旋转元件。

Description

用于车辆的多挡位变速器

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的多挡位变速器，且更具体地，涉及一项能够以尽可能少的部件和简单的配置来实现尽可能多的换挡挡位，从而提高车辆的燃油效率的技术。

背景技术

最近，油价的提高成为使全世界的汽车制造商进入提高燃油效率的无休止竞争中的决定因素，并且就发动机而言，已经进行了利用例如缩小尺寸等等的技术来提高燃油效率并且降低重量的努力。

同时，在可以利用安装在车辆内的变速器来完成的提高燃油效率的方法中，有这样一种方法：其利用多挡位变速器可使发动机在更高效的运行点运行，从而最终提高燃油效率。

此外，如上所述的多挡位变速器可使发动机在相对较低的每分钟转速(RPM)范围内行驶，从而进一步提高车辆的静音性。

然而，随着变速器的换挡挡位增加，形成变速器的内部部件的数量也会增加，从而安装性能和传输效率会变差，并且成本和重量也会增加。因此，为了利用多挡位变速器使得燃油效率的提高效果最大化，有必要设计一种能够利用少量的部件和相对简单的配置来得到最大效率的变速器结构。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的大致背景技术的理解，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。

发明内容

本发明的各个方面致力于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和一个倒车挡或者更多个，从而通过使发动机在最佳运行点运行来使车辆的燃油效率的提高最大化，并且通过使发动机更安静地运行来提高车辆的静音性。

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：输入轴和输出轴；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，其设置在输入轴和输出轴之间以传输扭矩，并且每个行星齿轮装置包括三个旋转元件；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的旋转元件，其中，第一行星齿轮装置的第一旋转元件可以分别选择性地连接至第二行星齿轮装置的第二旋转元件和第三旋转元件，第一行星齿轮装置的第二旋转元件可以持续地连接至第三行星齿轮装置的第二旋转元件，第一行星齿轮装置的第三旋转元件可以分别选择性地连接至第二行星齿轮装置的第一旋转元件和第三行星齿轮装置的第三旋转元件，并且可以通过换挡元件的任意一个可固定地安装；第二行星齿轮装置的第二旋转元件可以持续地连接至输入轴，并且第二行星齿轮装置的第三旋转元件可以持续地连接至第三行星齿轮装置的第一旋转元件；第三行星齿轮装置的第一旋转元件可以持续地连接至第四行星齿轮装置的第一旋转元件，并且第三行星齿轮装置的第二旋转元件可以持续地连接至第四行星齿轮装置的第三旋转元件；第四行星齿轮装置的第一旋转元件可以通过换挡元件的另一个可固定地安装，并且第四行星齿轮装置的第二旋转元件可以持续地连接至输出轴。

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可以沿着输入轴和输出轴的轴向顺序地布置。

第一行星齿轮装置的第三旋转元件可以通过换挡元件中的第二离合器可固定地安装至变速器壳体，第四行星齿轮装置的第一旋转元件可以通过换挡元件中的第三离合器可固定地安装至变速器壳体，并且其余的换挡元件可以在行星齿轮装置的旋转元件之间形成选择性的连接结构。

换挡元件中的第一离合器可以在第一行星齿轮装置的第一旋转元件与第二行星齿轮装置的第二旋转元件之间形成选择性的连接结构，换挡元件中的第四离合器可以在第一行星齿轮装置的第一旋转元件与第二行星齿轮装置的第三旋转元件之间形成选择性的连接结构，换挡元件中的第五离合器可以在第一行星齿轮装置的第三旋转元件与第二行星齿轮装置的第一旋转元件之间形成选择性的连接结构，换挡元件中的第六离合器可以在第一行星齿轮装置的第三旋转元件与第三行星齿轮装置的第三旋转元件之间形成选择性的连接结构。

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、第三行星齿轮装置和第四行星齿轮装置，每个行星齿轮装置具有三个旋转元件；六个换挡元件，其选择性地提供摩擦力；以及八个连接轴，其连接至行星齿轮装置的旋转元件，其中，第一连接轴可以是与第二行星齿轮装置的第二旋转元件串接的输入轴，第二连接轴可以与第二行星齿轮装置的第一旋转元件串接，第三连接轴可以与第一行星齿轮装置的第一旋转元件串接，第四连接轴可以与第一行星齿轮装置的第二旋转元件、第三行星齿轮装置的第二旋转元件以及第四行星齿轮装置的第三旋转元件串接，第五连接轴可以与第一行星齿轮装置的第三旋转元件串接，第六连接轴可以与第二行星齿轮装置的第三旋转元件、第三行星齿轮装置的第一旋转元件以及第四行星齿轮装置的第一旋转元件串接，第七连接轴可以与第三行星齿轮装置的第三旋转元件串接，第八连接轴可以是与第四行星齿轮装置的第二旋转元件串接的输出轴，并且其中，六个换挡元件中的第一离合器可以安装在第一连接轴与第三连接轴之间，六个换挡元件中的第二离合器可以安装在第五连接轴与变速器壳体之间，六个换挡元件中的第三离合器可以安装在第六连接轴与变速器壳体之间，六个换挡元件中的第四离合器可以安装在第三连接轴与第六连接轴之间，六个换挡元件中的第五离合器可以安装在第二连接轴与第五连接轴之间，六个换挡元件中的第六离合器可以安装在第五连接轴与第七连接轴之间。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语，通常包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(sportsutilityvehicles,SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车；包括各种舟艇、船舶的船只；航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源(例如兼具汽油动力和电动力)的车辆。

本发明的方法和装置可以具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1是显示了根据本发明示例性实施方案的用于车辆的示例性多挡位变速器的配置图。

图2是显示了图1中的用于车辆的多挡位变速器的运行模式的表。

应当了解，所附附图并非是按照比例，而是呈现了本发明基本原理的各种图示性特征的略微简化的表示。本发明所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

具体实施方式

下面将具体参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例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和图2，根据本发明各种实施方案的用于车辆的多挡位变速器包括：输入轴IN和输出轴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与输出轴OUT之间以传输扭矩，并且每个行星齿轮装置包括三个旋转元件；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的旋转元件。

第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1分别选择性地连接至第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2和第三旋转元件R2，第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1持续地连接至第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3，第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1分别选择性地连接至第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2和第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3，并且通过换挡元件的任意一个可固定地安装。

第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2持续地连接至输入轴IN，并且第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2持续地连接至第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3。

第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3持续地连接至第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4，并且第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3持续地连接至第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4，并且第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4通过换挡元件的另一个可固定地安装，并且第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4持续地连接至输出轴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沿着输入轴IN和输出轴OUT的轴向顺序地布置。

第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1通过换挡元件中的第二离合器CL2可固定地安装至变速器壳体CS，并且第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4通过换挡元件中的第三离合器CL3可固定地安装至变速器壳体CS。

因此，第二离合器CL2和第三离合器CL3分别用作制动器，以用于限制或允许第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1和第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4的旋转。

换挡元件中的其他换挡元件配置为在行星齿轮装置的旋转元件之间形成选择性的连接结构。

即，换挡元件中的第一离合器CL1在第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1与第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2之间形成选择性的连接结构，换挡元件中的第四离合器CL4在第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1与第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2之间形成选择性的连接结构，换挡元件中的第五离合器CL5在第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1与第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2之间形成选择性的连接结构，换挡元件中的第六离合器CL6在第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1与第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3之间形成选择性的连接结构。

在各种实施方案中，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、第一行星架和第一齿圈；并且第二行星齿轮装置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、第二行星架和第二齿圈；并且第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3、第二旋转元件C3和第三旋转元件R3分别为第三太阳轮、第三行星架和第三齿圈；并且第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4、第二旋转元件C4和第三旋转元件R4分别为第四太阳轮、第四行星架和第四齿圈。

如上所述配置的用于车辆的多挡位变速器也可以表示如下：

即，根据本发明各种实施方案的用于车辆的多挡位变速器配置为包括：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，每个行星齿轮装置都具有三个旋转元件；六个换挡元件，其配置为选择性地提供摩擦力；以及八个连接轴，其配置为连接至行星齿轮装置的旋转元件。

此处，第一连接轴RS1是与第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2串接的输入轴IN，第二连接轴RS2与第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2串接，第三连接轴RS3与第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1串接，第四连接轴RS4与第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1、第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3以及第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4串接，第五连接轴RS5与第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1串接，第六连接轴RS6与第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2、第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3以及第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4串接，第七连接轴RS7与第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3串接，第八连接轴RS8是与第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4串接的输出轴OUT。

此外，六个换挡元件中的第一离合器CL1安装在第一连接轴RS1与第三连接轴RS3之间，六个换挡元件中的第二离合器CL2安装在第五连接轴RS5与变速器壳体CS之间，六个换挡元件中的第三离合器CL3安装在第六连接轴RS6与变速器壳体CS之间，六个换挡元件中的第四离合器CL4安装在第三连接轴RS3与第六连接轴RS6之间，六个换挡元件中的第五离合器CL5安装在第二连接轴RS2与第五连接轴RS5之间，六个换挡元件中的第六离合器CL6安装在第五连接轴RS5与第七连接轴RS7之间。

由于如上所述根据本发明各种实施方案的用于车辆的多挡位变速器(其包括四个简单的行星齿轮装置和六个换挡元件)能够根据如图2中所示的运行模式表来实现10个前进挡和1个倒车挡，因此可以利用相对较少数量的部件和简单的配置来实现10个挡位的多挡位变速器，以促进车辆的燃料效率和静音性的提高，从而提高车辆的适销性。

如上所述，根据本发明的各种实施方案，可以利用相对较少数量的部件和简单的配置来实现至少10个前进挡和1个倒车挡，从而通过使发动机在最佳运行点运行来使车辆的燃油效率的提高最大化，并且通过使发动机更安静地运行来提高车辆的静音性。

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，鉴于上述内容来进行某些改变和变化是有可能的。选择并描述所述示例性实施方案是为了解释本发明的某些原理及其实际应用，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各种可选方案和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等价形式所确定。

Claims (7)

1.一种用于车辆的多挡位变速器，其包括：

输入轴和输出轴；

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，其设置在所述输入轴和所述输出轴之间以传输扭矩，并且每个行星齿轮装置包括三个旋转元件；以及

至少六个换挡元件，其连接至所述第一行星齿轮装置至第四行星齿轮装置的旋转元件，

其中，所述第一行星齿轮装置的第一旋转元件分别选择性地连接至所述第二行星齿轮装置的第二旋转元件和第三旋转元件，所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件持续地连接至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三旋转元件分别选择性地连接至所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件和第三行星齿轮装置的第三旋转元件，并且通过换挡元件的任意一个能够固定地安装，

所述第二行星齿轮装置的第二旋转元件持续地连接至所述输入轴，所述第二行星齿轮装置的第三旋转元件持续地连接至所述第三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一旋转元件持续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二旋转元件持续地连接至所述第四行星齿轮装置的第三旋转元件，

所述第四行星齿轮装置的第一旋转元件通过换挡元件的另一个能够固定地安装，所述第四行星齿轮装置的第二旋转元件持续地连接至所述输出轴。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的多挡位变速器，其中，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沿着所述输入轴和所述输出轴的轴向顺序地布置。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的多挡位变速器，其中，所述第一行星齿轮装置的第三旋转元件通过所述换挡元件中的第二离合器能够固定地安装至变速器壳体，

所述第四行星齿轮装置的第一旋转元件通过所述换挡元件中的第三离合器能够固定地安装至变速器壳体，

其余的所述换挡元件在所述行星齿轮装置的旋转元件之间形成选择性的连接结构。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的多挡位变速器，其中，所述换挡元件中的第一离合器在所述第一行星齿轮装置的第一旋转元件与所述第二行星齿轮装置的第二旋转元件之间形成选择性的连接结构，

所述换挡元件中的第四离合器在所述第一行星齿轮装置的第一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选择性的连接结构，

所述换挡元件中的第五离合器在所述第一行星齿轮装置的第三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选择性的连接结构，

所述换挡元件中的第六离合器在所述第一行星齿轮装置的第三旋转元件与所述第三行星齿轮装置的第三旋转元件之间形成选择性的连接结构。

5.一种用于车辆的多挡位变速器，其包括：

第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置、第三行星齿轮装置和第四行星齿轮装置，每个行星齿轮装置具有三个旋转元件；

六个换挡元件，其选择性地提供摩擦力；以及

八个连接轴，其连接至所述行星齿轮装置的旋转元件，

其中，第一连接轴是与所述第二行星齿轮装置的第二旋转元件串接的输入轴，

第二连接轴与所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件串接，

第三连接轴与所述第一行星齿轮装置的第一旋转元件串接，

第四连接轴与所述第一行星齿轮装置的第二旋转元件、所述第三行星齿轮装置的第二旋转元件以及所述第四行星齿轮装置的第三旋转元件串接，

第五连接轴与所述第一行星齿轮装置的第三旋转元件串接，

第六连接轴与所述第二行星齿轮装置的第三旋转元件、所述第三行星齿轮装置的第一旋转元件以及所述第四行星齿轮装置的第一旋转元件串接，

第七连接轴与所述第三行星齿轮装置的第三旋转元件串接，

第八连接轴是与所述第四行星齿轮装置的第二旋转元件串接的输出轴，

其中，所述六个换挡元件中的第一离合器安装在所述第一连接轴与所述第三连接轴之间，所述六个换挡元件中的第二离合器安装在所述第五连接轴与变速器壳体之间，所述六个换挡元件中的第三离合器安装在所述第六连接轴与变速器壳体之间，所述六个换挡元件中的第四离合器安装在所述第三连接轴与第六连接轴之间，所述六个换挡元件中的第五离合器安装在所述第二连接轴与第五连接轴之间，所述六个换挡元件中的第六离合器安装在所述第五连接轴与第七连接轴之间。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的多挡位变速器，其中，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沿着所述输入轴和所述输出轴的轴向顺序地布置。

7.根据权利要求5所述的用于车辆的多挡位变速器，其中，所述第一离合器选择性地连接至所述第一行星齿轮装置的第一旋转元件和所述第二行星齿轮装置的第二旋转元件，

所述第四离合器选择性地连接至所述第一行星齿轮装置的第一旋转元件和所述第二行星齿轮装置的第三旋转元件，

所述第五离合器选择性地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一旋转元件，

所述第六离合器选择性地连接至所述第一行星齿轮装置的第三旋转元件和所述第三行星齿轮装置的第三旋转元件。