CN106195165A - 用于车辆的多挡位变速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于车辆的多挡位变速器，其可包括：输入轴和输出轴；第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置、第三行星齿轮装置以及第四行星齿轮装置，其设置为传输输入轴与输出轴之间的扭矩，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。该多挡位变速器通过利用相对较少的部件数量和简单的结构来实现至少十一个前进挡位和一个或多个倒挡挡位，这样发动机能够在最佳驱动点处驱动从而最大化车辆的燃料效率，并且能使发动机更安静地运行以改善车辆的安静性。

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，更具体的，本发明涉及一种能够通过使用尽可能少的部件和尽可能简单的结构而实现尽可能多的换挡挡位，从而提高车辆燃料效率的多挡位变速器技术。

背景技术

近年来不断上涨的油价驱使全世界范围内的汽车制造商进入提高燃油效率的无休止的竞争中。此外，人们基于多种技术(例如减小发动机尺寸)，在减少重量和提高发动机的燃油效率方面已做出巨大努力。

应用于装配在车辆的变速器以提高燃油效率的方法之中，有一种方法是，通过使用多挡位变速器，使发动机运行在更高效的运行点，从而最终提高燃油效率。

这样的多挡位变速器使发动机运行在一个相对较低的RPM(每分钟转数)范围内，因此可进一步改善车辆的安静性。

但是，随着变速器换挡挡位数量的增加，组成变速器的内部部件的数量也会增加。这会导致不良的影响，例如，降低安装性能，减少传输效率以及增加变速器的成本和重量。因此，为了使利用多挡位变速器来提高燃油效率的效果最大化，对变速器结构的设计至关重要：通过使用相对较少的部件数量和简单的结构，能够实现效率最大化。

公开于本发明的背景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。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供这样一种用于车辆的多挡位变速器，其能够利用相对较少的部件数量和简单的结构来实现至少十一个前进挡位和一个或多个倒挡挡位，这样发动机能够在最佳驱动点处驱动从而最大化车辆的燃料效率，并且能使发动机更安静地运行以改善车辆的安静性。

根据本发明的各个方面，该种用于车辆的多挡位变速器，其可包括：输入轴和输出轴，第一行星齿轮装置、第二行星齿轮装置、第三行星齿轮装置以及第四行星齿轮装置，其设置在输入轴与输出轴之间以传输扭矩，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，其连接至各个行星齿轮装置的旋转元件，该第一行星齿轮装置的第一旋转元件可选择性连接至每个第二行星齿轮装置的第一旋转元件和第二旋转元件，以及可选择性连接至第三行星齿轮装置的第三旋转元件，该第一行星齿轮装置的第二旋转元件可持续性连接至第三行星齿轮装置的第二旋转元件，该第一行星齿轮装置的第三旋转元件可选择性连接至第三行星齿轮装置的第三旋转元件，该第二行星齿轮装置的第一旋转元件可通过任意一个换挡元件固定地安装，该第二行星齿轮装置的第二旋转元件可持续性连接至输入轴，该第二行星齿轮装置的第三旋转元件可持续性连接至第三行星齿轮装置的第一旋转元件，该第三行星齿轮装置的第一旋转元件可持续性连接至第四行星齿轮装置的第一旋转元件，该第三行星齿轮装置的第二旋转元件可持续性连接至第四行星齿轮装置的第三旋转元件，该第四行星齿轮装置的第二旋转元件可持续性连接至输出轴，该第四行星齿轮装置的第三旋转元件可通过另一个换挡元件固定地安装。

所述第一行星齿轮装置、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在所述输入轴和输出轴的轴向方向上可顺序布置。

所述第二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可固定地安装至变速器箱体，所述第四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可固定地安装至变速器箱体；以及该换挡元件中的其他元件配置为在行星齿轮装置的旋转元件中以形成选择性连接结构。

所述换挡元件中的第四离合器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一旋转元件之间可形成选择性连接结构；该换挡元件中的第一离合器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可形成选择性连接结构。该换挡元件中的第五离合器在第一行星齿轮装置的第一旋转元件与第三行星齿轮装置的第三旋转元件之间可形成选择性连接结构；以及该换挡元件中的第六离合器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可形成选择性连接结构。

根据本发明的各个方面，该种用于车辆的多挡位变速器，其可包括：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，每个行星齿轮装置具有三个旋转元件，六个换挡元件，其配置为选择性的提供摩擦力，以及八个旋转轴，其与行星齿轮装置的旋转元件连接，第一旋转轴可为输入轴，其与第二行星齿轮装置的第二旋转元件可连续性连接，第二旋转轴与第二行星齿轮装置的第一旋转元件可连续性连接，第三旋转轴与第一行星齿轮装置的第一旋转元件可连续性连接，第四旋转轴与第一行星齿轮装置的第三旋转元件可连续性连接，第五旋转轴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可连续性连接，第六旋转轴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可连续性连接，第七旋转轴与第三行星齿轮装置的第三旋转元件可连续性连接，第八旋转轴可为输出轴，其与第四行星齿轮装置的第二旋转元件可连续性连接，该六个换挡元件中的第一离合器可安装在第一旋转轴与第三旋转轴之间，该六个换挡元件中的第二离合器可安装在第五旋转轴与变速器箱体之间，该六个换挡元件中的第三离合器可安装在第二旋转轴与变速器箱体之间，该六个换挡元件中的第四离合器可安装在第二旋转轴与第三旋转轴之间，该六个换挡元件中的第五离合器可安装在第三旋转轴与第七旋转轴之间，该六个换挡元件中的第六离合器可安装在第四旋转轴与第七旋转轴之间。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”的或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(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动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的实施例中进行详细陈述，这些附图和实施例共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为示出了根据本发明的用于车辆的示例性多挡位变速器的结构示意图；

图2为示出了图1中的用于车辆的示例性多挡位变速器的操作模式的图。

应当理解，附图不一定是按照比例绘制，而是呈现各种特征的简化表示，以对本发明的基本原理进行说明。本发明所公开的具体设计特征(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

下面将详细参考本发明的各个实施例，这些实施例的示例呈现在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性的实施例相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为这些示例性的实施例。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性的实施例，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例。

参考图1和图2，根据本发明的各个实施例的用于车辆的多挡位变速器配置为包括：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，以及至少六个换挡元件；这些行星齿轮装置设置在输入轴IN与输出轴OUT之间以传输扭矩，每个行星齿轮装置包括三个旋转元件，所述至少六个换挡元件连接至第一至第四行星齿轮装置的旋转元件。

该第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1选择性连接至第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2和第二旋转元件C2的每一个以及第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3，该第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1持续性连接至第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3，而该第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1选择性连接至第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3。

该第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2通过任意一个换挡元件固定地安装，该第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2持续性连接至输入轴IN，而该第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2持续性连接至第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3。

该第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3持续性连接至第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4，该第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3持续性连接至第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4，而该第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4持续性连接至输出轴OUT，并且该第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4通过另一个换挡元件固定地安装。

所述第一行星齿轮装置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在输入轴IN和输出轴OUT的轴向方向顺序布置。

该第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2通过换挡元件中的第三离合器CL3固定地安装至变速器箱体CS，而该第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4通过换挡元件中的第二离合器CL2固定地安装至变速器箱体CS。

因此，第三离合器CL3和第二离合器CL2分别用作制动器，分别用于限制或允许第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2和第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4的旋转。

换挡元件中的其他元件配置为形成行星齿轮装置的旋转元件之间的选择性连接结构。即，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的第一旋转元件S2之间形成选择性连接结构，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的第一旋转元件S1与第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3之间形成选择性连接结构，而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之间形成选择性连接结构。

在各个实施例中，该第一行星齿轮装置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，该第二行星齿轮装置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，该第三行星齿轮装置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、第三行星架和第三内齿圈，而该第四行星齿轮装置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、第四行星架和第四内齿圈。

如上述描述配置的用于车辆的多挡位变速器也可以呈现出如下结构。

即，根据本发明的各个实施例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PG4，六个换挡元件，以及八个旋转轴；每个行星齿轮装置具有三个旋转元件，所述六个换挡元件配置为选择性提供摩擦力，而所述八个旋转轴连接至行星齿轮装置的旋转元件。

因此，第一旋转轴RS1为输入轴IN，其与第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2连续性连接；第二旋转轴RS2与第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2连续性连接；第三旋转轴RS3与第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1连续性连接；第四旋转轴RS4与第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1连续性连接；第五旋转轴RS5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连续性连接；第六旋转轴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连续性连接；第七旋转轴RS7与第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3连续性连接；而第八旋转轴RS8为输出轴OUT，其与第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4连续性连接。

此外，六个换挡元件中的第一离合器CL1安装在第一旋转轴RS1与第三旋转轴RS3之间，六个换挡元件中的第二离合器CL2安装在第五旋转轴RS5与变速器箱体CS之间，六个换挡元件中的第三离合器CL3安装在第二旋转轴RS2与变速器箱体CS之间，六个换挡元件中的第四离合器CL4安装在第二旋转轴RS2与第三旋转轴RS3之间，六个换挡元件中的第五离合器CL5安装在第三旋转轴RS3与第七旋转轴RS7之间，六个换挡元件中的第六离合器CL6安装在第四旋转轴RS4与第七旋转轴RS7之间。

根据图2所示的操作模式图，根据本发明的各个实施例，上述的包括有四个简单的行星齿轮装置和六个换挡元件的用于车辆的多挡位变速器可以实现十一个前进挡位和一个倒挡挡位，其可以通过相对较少数量的部件和简单的结构来实现十一个挡位的多挡位，有助于改善车辆的燃料效率和车辆的安静性，以此增加车辆的销量。

如上所述，根据本发明的各个实施例，通过使用较少数量的部件和简单的结构可实现至少十一个前进挡位和一个或多个倒挡挡位，通过将发动机驱动在最佳驱动点从而能够最大化的改善车辆的燃料效率并且使发动机更安静地运行以改善车辆的安静性。

尽管本发明已对具体的示例性实施例进行说明和描述，对于本领域技术人员来说，显然可以对本发明进行各种修改和改变而不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

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、第三行星齿轮装置以及第四行星齿轮装置，其设置在输入轴与输出轴之间以传输扭矩，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；

该第一行星齿轮装置的第一旋转元件选择性连接至第二行星齿轮装置的第一旋转元件和第二旋转元件的每一个以及第三行星齿轮装置的第三旋转元件，该第一行星齿轮装置的第二旋转元件持续性连接至第三行星齿轮装置的第二旋转元件，该第一行星齿轮装置的第三旋转元件选择性连接至第三行星齿轮装置的第三旋转元件；

该第二行星齿轮装置的第一旋转元件通过任意一个换挡元件固定地安装，该第二行星齿轮装置的第二旋转元件持续性连接至输入轴，该第二行星齿轮装置的第三旋转元件持续性连接至第三行星齿轮装置的第一旋转元件；

该第三行星齿轮装置的第一旋转元件持续性连接至第四行星齿轮装置的第一旋转元件，该第三行星齿轮装置的第二旋转元件持续性连接至第四行星齿轮装置的第三旋转元件；

该第四行星齿轮装置的第二旋转元件持续性连接至输出轴，该第四行星齿轮装置的第三旋转元件通过另一个换挡元件固定地安装。

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、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在所述输入轴和输出轴的轴向方向上顺序布置。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的多挡位变速器，其中：所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件通过换挡元件中的第三离合器固定地安装至变速器箱体；

所述第四行星齿轮装置的第三旋转元件通过换挡元件中的第二离合器固定地安装至变速器箱体；

换挡元件中的其他元件配置为在行星齿轮装置的旋转元件之间形成选择性连接结构。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的多挡位变速器，其中：换挡元件中的第四离合器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一旋转元件之间形成选择性连接结构；

换挡元件中的第一离合器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连接结构；

换挡元件中的第五离合器在第一行星齿轮装置的第一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连接结构；

换挡元件中的第六离合器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、第三行星齿轮装置以及第四行星齿轮装置，每个行星齿轮装置具有三个旋转元件；

配置为选择性提供摩擦力的六个换挡元件；以及

与行星齿轮装置的旋转元件连接的八个旋转轴；

第一旋转轴为输入轴，其与第二行星齿轮装置的第二旋转元件连续性连接；

第二旋转轴与第二行星齿轮装置的第一旋转元件连续性连接；

第三旋转轴与第一行星齿轮装置的第一旋转元件连续性连接；

第四旋转轴与第一行星齿轮装置的第三旋转元件连续性连接；

第五旋转轴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连续性连接；

第六旋转轴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连续性连接；

第七旋转轴与第三行星齿轮装置的第三旋转元件连续性连接；

第八旋转轴为输出轴，其与第四行星齿轮装置的第二旋转元件连续性连接；

六个换挡元件中的第一离合器安装在第一旋转轴与第三旋转轴之间，六个换挡元件中的第二离合器安装在第五旋转轴与变速器箱体之间，六个换挡元件中的第三离合器安装在第二旋转轴与变速器箱体之间，六个换挡元件中的第四离合器安装在第二旋转轴与第三旋转轴之间，六个换挡元件中的第五离合器安装在第三旋转轴与第七旋转轴之间，六个换挡元件中的第六离合器安装在第四旋转轴与第七旋转轴之间。

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、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在所述输入轴和输出轴的轴向方向上顺序布置。

7.根据权利要求5所述的用于车辆的多挡位变速器，其中：所述第一离合器安装为选择性连接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；

所述第四离合器安装为选择性连接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一旋转元件；

所述第五离合器安装为选择性连接第一行星齿轮装置的第一旋转元件与第三行星齿轮装置的第三旋转元件；

所述第六离合器安装为选择性连接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。