CN106246829B - 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，其可以包括：输入轴；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，各在输入轴与输出轴之间传递扭矩，每个行星齿轮装置具有三个旋转元件；以及至少六个换挡元件，其连接至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始终连接至输入轴，第二旋转元件通过换挡元件中的任一个而安装为可固定的，而第三旋转元件始终连接至第二行星齿轮装置的第二旋转元件。

Description

用于车辆的多挡位变速器

技术领域

本发明涉及用于车辆的多挡位变速器，更具体而言，涉及能够使用尽可能少的部件以及尽可能简单的配置来实现尽可能多的挡位，从而提高车辆的燃料效率的多挡位变速器技术。

背景技术

最近，上升的油价已经成为推动汽车制造商参与无限的竞争的因素，对于发动机，已经进行了通过例如减小尺寸等的技术来减小发动机的重量并提高发动机的燃料效率的努力。

同时，在应用到车辆的变速器以提高车辆的燃料效率的方法之中，存在着这样的方法，其通过变速器的多挡位而能够在更有效率的驱动点驱动发动机，从而最终提高燃料效率。

此外，上述变速器的多挡位使得发动机能够在在相对低的每分钟转数(RPM)范围下受到驱动，从而进一步提高车辆的安静性。

然而，因为随着变速器挡位的增加，变速器部件的数量也增加，这导致变速器的安装特性、价格、重量和传动效率可能反而下降，所以为了通过增加变速器的挡位来最大化燃料效率提高的效果，重要的是，如何设计出能够以少量的部件和相对简单的配置而产生最大的效率的变速器结构。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增强对本发明的总体背景的理解，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一般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用于车辆的多挡位变速器，通过以相对少量的部件和简单的配置实现至少十个前进挡位和一个倒车挡位，所述多挡位变速器通过使得发动机工作在最佳驱动点从而能够最大化车辆的燃料效率的提高，并且通过发动机的安静驱动而能够提高车辆的安静性。

根据本发明的各个方面，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，各设置在输入轴与输出轴之间以传递扭矩，每个行星齿轮装置具有三个旋转元件；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。第一行星齿轮装置的第一旋转元件可以持续地连接至输入轴，第一行星齿轮装置的第二旋转元件可以通过所述至少六个换挡元件中的一个换挡元件而安装为可固定的，而第一行星齿轮装置的第三旋转元件可以持续地连接至第二行星齿轮装置的第二旋转元件。第二行星齿轮装置的第一旋转元件可以选择性地连接至第三行星齿轮装置的第一旋转元件，第二行星齿轮装置的第二旋转元件可以选择性地连接至第三行星齿轮装置的第一旋转元件、第四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，而第二行星齿轮装置的第三旋转元件可以是持续固定的。第三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选择性地连接至第四行星齿轮装置的第三旋转元件，第三行星齿轮装置的第三旋转元件持续地连接至第四行星齿轮装置的第一旋转元件。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在输入轴和输出轴的轴线方向上依次设置。

第一行星齿轮装置的第二旋转元件可以通过所述至少六个换挡元件中的第三离合器而安装为可固定至变速器壳体；而其他换挡元件可以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。

所述至少六个换挡元件中的第一离合器可以形成第三行星齿轮装置的第二旋转元件与第四行星齿轮装置的第三旋转元件之间的选择性连接结构，所述至少六个换挡元件中的第二离合器可以形成第二行星齿轮装置的第二旋转元件与第四行星齿轮装置的第二旋转元件之间的选择性连接结构，所述至少六个换挡元件中的第四离合器可以形成第二行星齿轮装置的第二旋转元件与第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间的选择性连接结构，所述至少六个换挡元件中的第五离合器可以形成第二行星齿轮装置的第二旋转元件与第四行星齿轮装置的第三旋转元件之间的选择性连接结构，而所述至少六个换挡元件中的第六离合器可以形成第二行星齿轮装置的第一旋转元件与第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间的选择性连接结构。

根据本发明的各个方面，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，各具有三个旋转元件；六个换挡元件，其配置为选择性地提供摩擦力；以及第一至第八旋转轴，其连接至行星齿轮装置的旋转元件，其中，第一旋转轴可以是输入轴，其直接连接至第一行星齿轮装置的第一旋转元件和第三行星齿轮装置的第二旋转元件，第二旋转轴可以直接连接至第一行星齿轮装置的第二旋转元件，第三旋转轴可以直接连接至第一行星齿轮装置的第三旋转元件和第二行星齿轮装置的第二旋转元件，第四旋转轴可以直接连接至第二行星齿轮装置的第一旋转元件，第五旋转轴可以直接连接至第三行星齿轮装置的第一旋转元件，第六旋转轴可以直接连接至第三行星齿轮装置的第三旋转元件和第四行星齿轮装置的第一旋转元件，第七旋转轴可以直接连接至第四行星齿轮装置的第三旋转元件，而第八旋转轴可以是输出轴，其直接连接至第四行星齿轮装置的第二旋转元件，其中，六个换挡元件可以包括第一至第六离合器，第一离合器可以设置在第一旋转轴与第七旋转轴之间，第二离合器可以设置在第三旋转轴与第八旋转轴之间，第三离合器可以设置在第二旋转轴与变速器壳体之间，第四离合器可以设置在第三旋转轴与第五旋转轴之间，第五离合器可以设置在第三旋转轴与第七旋转轴之间，而第六离合器可以设置在第四旋转轴与第五旋转轴之间。

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在输入轴和输出轴的轴线方向上依次设置。

第一离合器可以设置为在第三行星齿轮装置的第二旋转元件与第四行星齿轮装置的第三旋转元件之间进行选择性连接，第二离合器可以设置为在第二行星齿轮装置的第二旋转元件与第四行星齿轮装置的第二旋转元件之间进行选择性连接，第四离合器可以设置为在第二行星齿轮装置的第二旋转元件与第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间进行选择性连接，第五离合器可以设置为在第二行星齿轮装置的第二旋转元件与第四行星齿轮装置的第三旋转元件之间进行选择性连接，而第六离合器可以设置为在第二行星齿轮装置的第一旋转元件与第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间进行选择性连接。

根据上述的本发明，通过以相对少量的部件和简单的配置实现了至少十个前进挡位和一个倒车挡位，用于车辆的多挡位变速器通过使得发动机工作在最佳驱动点从而能够最大化车辆的燃料效率的提高，并且通过发动机的安静驱动而能够提高车辆的安静性。

本发明的方法和装置具有其他的特征和益处，这些特征和益处根据并入本文的附图和随后的具体实施方案将是显而易见的，或者将在并入本文的附图和随后的具体实施方案中得到详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1是示出根据本发明的示例性的用于车辆的多挡位变速器的构造的图。

图2是用于图1中所示的变速器的模式图表。

应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，其呈现了某种程度上经过简化的说明本发明的基本原理的各个特征。本文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。

在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部件。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被示出在附图中并描述如下。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当了解，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替选形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

参考图1，本发明的多挡位变速器的示例性实施方案配置为包括：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，各设置在输入轴与输出轴之间以便传递扭矩，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可以持续地连接至输入轴IN，第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1可以通过至少六个换挡元件中的一个换挡元件而安装为可固定的，而第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1可以持续地连接至第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2。

第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2可以选择性地连接至第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3，第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2可以选择性地连接至第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3、第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4以及第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4，而第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2可以是持续固定的。

第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3可以持续地连接至输入轴IN并且选择性地连接至第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4，第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3可以持续地连接至第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4。第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4可以持续地连接至输出轴OUT。

在该实施方案中，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的轴线方向依次设置。

第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1可以通过至少六个换挡元件中的第三离合器CL3而安装为可固定至变速器壳体CS。

因此，第三离合器CL3作为制动器工作，从而限制或允许第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1的旋转。

其他换挡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。

至少六个换挡元件中的第一离合器CL1可以形成第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3与第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4之间的选择性连接结构；至少六个换挡元件中的第二离合器CL2可以形成第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2与第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4之间的选择性连接结构；至少六个换挡元件中的第四离合器CL4可以形成第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2与第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3之间的选择性连接结构；至少六个换挡元件中的第五离合器CL5可以形成第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2与第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4之间的选择性连接结构；而至少六个换挡元件中的第六离合器CL6可以形成第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2与第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3之间的选择性连接结构。

在该实施方案中，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分别对应于第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈，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分别对应于第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈，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分别对应于第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈，而第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4、第二旋转元件C4和第三旋转元件R4分别对应于第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈。

如上配置的用于车辆的多挡位变速器也可以以下述方式表示。

换言之，根据本发明的各个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以及第四行星齿轮装置PG4，各具有三个旋转元件；六个换挡元件，其能够选择性地提供摩擦力；以及第一至第八旋转轴，其连接至行星齿轮装置的旋转元件。

这里，第一旋转轴RS1可以是输入轴，其直接连接至第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1和第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3；第二旋转轴RS2可以直接连接至第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1；第三旋转轴RS3可以直接连接至第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1和第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2；第四旋转轴RS4可以直接连接至第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2；第五旋转轴RS5可以直接连接至第三行星齿轮装置PG3的第一旋转元件S3；第六旋转轴RS6可以直接连接至第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3和第四行星齿轮装置PG4的第一旋转元件S4；第七旋转轴RS7可以直接连接至第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4；而第八旋转轴RS8可以是输出轴OUT，其直接连接至第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4。

另外，六个换挡元件中的第一离合器CL1可以设置在第一旋转轴RS1与第七旋转轴RS7之间，六个换挡元件中的第二离合器CL2可以设置在第三旋转轴RS3与第八旋转轴RS8之间，六个换挡元件中的第三离合器CL3可以设置在第二旋转轴RS2与变速器壳体CS之间，六个换挡元件中的第四离合器CL4可以设置在第三旋转轴RS3与第五旋转轴RS5之间，六个换挡元件中的第五离合器CL5可以设置在第三旋转轴RS3与第七旋转轴RS7之间，而六个换挡元件中的第六离合器CL6可以设置在第四旋转轴RS4与第五旋转轴RS5之间。

如上所述的包括四个简单行星齿轮装置和六个换挡元件的根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的多挡位变速器可以基于图2所示的模式图表而以相对少量的部件和简单的配置实现十个前进挡位和一个倒车挡位，使得车辆的燃料效率和安静性能够提高，从而能够促进车辆的销售。

尽管已出于说明的目的描述了本发明的示例性实施方案，但是本领域一般技术人员将意识到，各种修改形式、增加形式和替代形式都是可行的，并不脱离所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神。

为了在所附权利要求中便于进行解释和精确限定，术语“上”、“下”、“内”和“外”是参考图中所显示的特征的位置来描述示例性实施方案的这些特征。

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。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够利用并实现本发明的各种示例性实施方案及其各种可替选形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等价形式来限定。

Claims (8)

1.一种用于车辆的多挡位变速器，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，各设置在输入轴与输出轴之间以传递扭矩，每个行星齿轮装置具有三个旋转元件；

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持续地连接至输入轴，第一行星齿轮装置的第二旋转元件通过所述六个换挡元件中的一个换挡元件而安装为能够固定的，而第一行星齿轮装置的第三旋转元件持续地连接至第二行星齿轮装置的第二旋转元件，

其中，第二行星齿轮装置的第一旋转元件选择性地连接至第三行星齿轮装置的第一旋转元件，第二行星齿轮装置的第二旋转元件选择性地连接至第三行星齿轮装置的第一旋转元件、第四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，而第二行星齿轮装置的第三旋转元件是持续固定的，

其中，第三行星齿轮装置的第二旋转元件持续地连接至输入轴并且选择性地连接至第四行星齿轮装置的第三旋转元件，而第三行星齿轮装置的第三旋转元件持续地连接至第四行星齿轮装置的第一旋转元件，

其中，第四行星齿轮装置的第二旋转元件持续地连接至输出轴；

其中，第一行星齿轮装置的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件分别对应于第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；第二行星齿轮装置的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件分别对应于第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；第三行星齿轮装置的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件分别对应于第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；第四行星齿轮装置的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件分别对应于第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的多挡位变速器，其中，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沿着输入轴和输出轴的轴线方向依次设置。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的多挡位变速器，其中：

第一行星齿轮装置的第二旋转元件通过所述六个换挡元件中的第三离合器而安装为能够固定至变速器壳体；

其他换挡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。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的多挡位变速器，其中：

所述六个换挡元件中的第一离合器形成第三行星齿轮装置的第二旋转元件与第四行星齿轮装置的第三旋转元件之间的选择性连接结构，

所述六个换挡元件中的第二离合器形成第二行星齿轮装置的第二旋转元件与第四行星齿轮装置的第二旋转元件之间的选择性连接结构，

所述六个换挡元件中的第四离合器形成第二行星齿轮装置的第二旋转元件与第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间的选择性连接结构，

所述六个换挡元件中的第五离合器形成第二行星齿轮装置的第二旋转元件与第四行星齿轮装置的第三旋转元件之间的选择性连接结构，

所述六个换挡元件中的第六离合器形成第二行星齿轮装置的第一旋转元件与第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间的选择性连接结构。

5.一种用于车辆的多挡位变速器，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，各具有三个旋转元件；

六个换挡元件，其配置为选择性地提供摩擦力；

第一至第八旋转轴，其连接至行星齿轮装置的旋转元件，

其中，第一旋转轴是输入轴，其直接连接至第一行星齿轮装置的第一旋转元件和第三行星齿轮装置的第二旋转元件；第二旋转轴直接连接至第一行星齿轮装置的第二旋转元件；第三旋转轴直接连接至第一行星齿轮装置的第三旋转元件和第二行星齿轮装置的第二旋转元件；第四旋转轴直接连接至第二行星齿轮装置的第一旋转元件；第五旋转轴直接连接至第三行星齿轮装置的第一旋转元件；第六旋转轴直接连接至第三行星齿轮装置的第三旋转元件和第四行星齿轮装置的第一旋转元件；第七旋转轴直接连接至第四行星齿轮装置的第三旋转元件；而第八旋转轴是输出轴，其直接连接至第四行星齿轮装置的第二旋转元件，

其中，六个换挡元件中的第一离合器设置在第一旋转轴与第七旋转轴之间，六个换挡元件中的第二离合器设置在第三旋转轴与第八旋转轴之间，六个换挡元件中的第三离合器设置在第二旋转轴与变速器壳体之间，六个换挡元件中的第四离合器设置在第三旋转轴与第五旋转轴之间，六个换挡元件中的第五离合器设置在第三旋转轴与第七旋转轴之间，而六个换挡元件中的第六离合器设置在第四旋转轴与第五旋转轴之间；

其中，第一行星齿轮装置的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件分别对应于第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；第二行星齿轮装置的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件分别对应于第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；第三行星齿轮装置的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件分别对应于第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；第四行星齿轮装置的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件分别对应于第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的多挡位变速器，其中，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沿着输入轴和输出轴的轴线方向依次设置。

7.根据权利要求5所述的用于车辆的多挡位变速器，其中：

第一离合器设置为在第三行星齿轮装置的第二旋转元件与第四行星齿轮装置的第三旋转元件之间进行选择性连接，

第二离合器设置为在第二行星齿轮装置的第二旋转元件与第四行星齿轮装置的第二旋转元件之间进行选择性连接，

第四离合器设置为在第二行星齿轮装置的第二旋转元件与第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间进行选择性连接，

第五离合器设置为在第二行星齿轮装置的第二旋转元件与第四行星齿轮装置的第三旋转元件之间进行选择性连接，

第六离合器设置为在第二行星齿轮装置的第一旋转元件与第三行星齿轮装置的第一旋转元件之间进行选择性连接。

8.根据权利要求5所述的用于车辆的多挡位变速器，其中，第二行星齿轮装置的第三旋转元件持续固定至变速器壳体。

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