CN106246834A - 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；输出轴；第一、第二、第三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，以及在输入轴与输出轴之间传递旋转力；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。在第一行星齿轮装置中，第一旋转元件被安装为利用换挡元件中的任意一个而可固定，并且持续地连接至第三行星齿轮装置的第二旋转元件和第四行星齿轮装置的第三旋转元件；第二旋转元件可变地连接至第二行星齿轮装置的第三旋转元件，以及可变地连接至第三行星齿轮装置的第三旋转元件；第三旋转元件可变地连接至第二行星齿轮装置的第一旋转元件，以及可变地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

本发明大体上涉及一种用于车辆的多挡位变速器，更具体而言，涉及一种能够使用少量的部件以及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。

背景技术

近期，上升的油价已驱使世界范围内汽车制造商进入提高燃料效率的无休止的竞争中。另外，人们已经基于诸如减小尺寸的各种技术而做出了减小发动机的重量并提高发动机的效率的巨大努力。

同时，在用于提高装备在车辆中的变速器的燃料效率的方法之中，存在着这样的方法，其使用多挡位的变速器而使得发动机能够在更有效率的工作点工作，从而最终提高燃料效率。

此外，这样的多挡位的变速器使得发动机能够在相对低的RPM(每分钟转数)范围内工作，从而进一步改善车辆的安静性。

然而，随着变速器的挡位的数量增加，构成变速器的内部部件的数量也增加。而这可能导致不利的效果，比如可安装性和传动效率的下降以及变速器成本和重量的增加。因此，为了将使用多挡位的变速器的燃料效率的效果提升最大化，设计一种能够使用少量的部件和相对简单的配置来实现最大效率的变速器结构是非常重要的。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

发明内容

因此，考虑到现有技术中出现的上述问题和/或其他问题而做出本发明，本发明的各方面致力于提供一种用于车辆的多挡位变速器，其能够使用相对少量的部件和简单的配置来实现至少十一个前进挡位和一个倒车挡位，使得发动机可以在最佳工作点工作，从而最大化地提高车辆的燃料效率；并且发动机可以更加安静地工作，从而改善了车辆的安静性。

为了实现上述目标和/或其他目的，根据本发明的用于车辆的多挡位变速器可以包括：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，各行星齿轮装置设置在输入轴与输出轴之间以传递旋转力，第一、第二、第三和第四行星齿轮装置中的每一个具有三个旋转元件；以及至少六个换挡元件，其连接至所述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被安装为利用至少六个换挡元件中的一个换挡元件而能够固定，以及可以持续地连接至第三行星齿轮装置的第二旋转元件和第四行星齿轮装置的第三旋转元件；第一行星齿轮装置的第二旋转元件可变地连接至第二行星齿轮装置的第三旋转元件，以及可变地连接至第三行星齿轮装置的第三旋转元件；第一行星齿轮装置的第三旋转元件可变地连接至第二行星齿轮装置的第一旋转元件，以及可变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被安装为利用至少六个换挡元件中的另一个换挡元件而能够固定；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；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；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。

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可以沿着输入轴或输出轴的轴向方向依次布置。

第一行星齿轮装置的第一旋转元件可以被安装为能够通过至少六个换挡元件中的第一制动器而固定至变速器壳体；第二行星齿轮装置的第一旋转元件可以被安装为能够通过至少六个换挡元件中的第二制动器而固定至变速器壳体；并且至少六个换挡元件中的其他换挡元件可以被配置为构成行星齿轮装置的旋转元件之间的可变的连接结构。

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的可变的连接结构；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二旋转元件之间的可变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第三离合器可以形成第一行星齿轮装置的第二旋转元件与第二行星齿轮装置的第三旋转元件之间的可变的连接结构；并且所述至少六个换挡元件中的第四离合器可以形成第一行星齿轮装置的第二旋转元件与第三行星齿轮装置的第三旋转元件之间的可变的连接结构。

在一些方面，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，每个行星齿轮装置分别具有三个旋转元件；至少六个换挡元件，其被配置为可变地提供摩擦力；以及第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴、第四旋转轴、第五旋转轴、第六旋转轴、第七旋转轴和第八旋转轴，其各连接至第一行星齿轮装置、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的旋转元件，其中，第一旋转轴是输入轴，其直接地连接至第二行星齿轮装置的第二旋转元件；第二旋转轴直接地连接到第一行星齿轮装置的第一旋转元件、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；第三旋转轴直接地连接到第一行星齿轮装置的第二旋转元件；第四旋转轴直接地连接到第一行星齿轮装置的第三旋转元件；第五旋转轴直接地连接到第二行星齿轮装置的第一旋转元件；第六旋转轴直接地连接到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；第七旋转轴直接地连接到第三行星齿轮装置的第三旋转元件；并且第八旋转轴是输出轴，其直接地连接到第四行星齿轮装置的第二旋转元件；所述至少六个换挡元件包括第一离合器、第二离合器、第三离合器和第四离合器以及第一制动器和第二制动器，第一离合器设置在第四旋转轴与第五旋转轴之间，第二离合器设置在第一旋转轴与第四旋转轴之间，第三离合器设置在第三旋转轴与第六旋转轴之间，第四离合器设置在第三旋转轴与第七旋转轴之间，第一制动器设置在第二旋转轴与变速器壳体之间，第二制动器设置在第五旋转轴与变速器壳体之间。

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沿着输入轴或输出轴的轴向方向依次布置。

所述至少六个换挡元件中的第一离合器可以形成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的可变的连接结构；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二旋转元件之间的可变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第三离合器可以形成第一行星齿轮装置的第二旋转元件与第二行星齿轮装置的第三旋转元件之间的可变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第四离合器可以形成第一行星齿轮装置的第二旋转元件与第三行星齿轮装置的第三旋转元件之间的可变的连接结构；所述至少六个换挡元件中的第一制动器可以形成第一行星齿轮装置的第一旋转元件与变速器壳体之间的可变的连接结构；并且所述至少六个换挡元件中的第二制动器可以形成第二行星齿轮装置的第一旋转元件与变速器壳体之间的可变的连接结构。

根据如上所述的本发明，该种用于车辆的多挡位变速器可以使用相对少量的部件和简单的配置来实现至少十一个前进挡位和一个倒车挡位，使得发动机可以在最佳运行点工作，从而最大化地改善车辆的燃料效率，并且发动机可以更加安静地工作，从而提高车辆的安静性。

公开于发明背景技术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所述信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

附图说明

通过随后结合附图时所呈现的详细描述将会更为清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征以及优点，在这些附图中：

图1为示出了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的配置的示意图；

图2示出了在图1中显示的变速器的工作模式图。

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。尽管将结合示例性实施方案来描述本发明，但是应当理解的是，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可替选形式、修改形式、等同形式及其他实施方案。尽可能地，在整个附图和说明书中使用相同的附图标记表示相同或类似的部件。

参见图1，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包括输入轴IN；输出轴OUT；设置在输入轴IN与输出轴OUT之间以传递旋转力的第一行星齿轮装置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，第一至第四行星齿轮装置PG1至PG4中的每个具有三个旋转元件；以及连接至第一至第四行星齿轮装置PG1至PG4的旋转元件的至少六个换挡元件。

第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1安装为利用至少六个换挡元件中的一个换挡元件而可固定，并且持续地连接至第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3，以及持续地连接至第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4。第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1可以可变地连接至第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2以及可变地连接至第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3。第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1可以可变地连接至第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2以及可变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安装为可以通过至少六个换挡元件中的另一个换挡元件而可固定，第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2可以持续地连接至输入轴IN，第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2可以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。

在本示例性的实施方案中，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可以沿着输入轴IN和/或输出轴OUT的轴向方向依次布置。

第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1可以被安装为利用至少六个换挡元件中的第一制动器B1而可以固定至变速器壳体CS。第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2可以被安装为利用至少六个换挡元件中的第二制动器B2而可以固定至变速器壳体CS。

至少六个换挡元件中的其他换挡元件可以被配置为构成行星齿轮装置的旋转元件之间的可变的连接结构。

例如，至少六个换挡元件中的第一离合器CL1可以形成第一行星齿轮装置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之间的可变的连接结构。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的第二旋转元件C2之间的可变的连接结构。至少六个换挡元件中的第三离合器CL3可以形成第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1与第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2之间的可变的连接结构。至少六个换挡元件中的第四离合器CL4可以形成第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1与第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3之间的可变的连接结构。

根据本示例性实施方案，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分别是第一太阳轮、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分别是第二太阳轮、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分别是第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈。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分别是第四太阳轮、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展示。

具体的，根据本发明的用于车辆的多挡位变速器可以包括：第一至第四行星齿轮装置PG1至PG4，每个行星齿轮装置具有三个旋转元件；六个换挡元件，其配置为可变地提供摩擦力；以及八个旋转轴，其连接第一至第四行星齿轮装置PG1至PG4的旋转元件。

这里，在八个旋转轴之中，第一旋转轴RS1可以是输入轴IN，其直接地连接至第二行星齿轮装置PG2的第二旋转元件C2。第二旋转轴RS2可以直接地连接至第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1、第三行星齿轮装置PG3的第二旋转元件C3和第四行星齿轮装置PG4的第三旋转元件R4。第三旋转轴RS3可以直接地连接至第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1。第四旋转轴RS4可以直接地连接至第一行星齿轮装置PG1的第三旋转元件R1。第五旋转轴RS5可以直接地连接至第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2。第六旋转轴RS6可以直接地连接至第二行星齿轮装置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。第七旋转轴RS7可以直接地连接至第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3。第八旋转轴RS8可以是输出轴OUT，其直接地连接至第四行星齿轮装置PG4的第二旋转元件C4。

另外，在六个换挡元件中，第一离合器CL1可以设置在第四旋转轴RS4与第五旋转轴RS5之间。第二离合器CL2可以设置在第一旋转轴RS1与第四旋转轴RS4之间。第三离合器CL3可以设置在第三旋转轴RS3与第六旋转轴RS6之间。第四离合器CL4可以设置在第三旋转轴RS3与第七旋转轴RS7之间。第一制动器B1可以设置在第二旋转轴RS2与变速器壳体CS之间。第二制动器B2可以设置在第五旋转轴RS5与变速器壳体CS之间。

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可以沿着输入轴IN和/或输出轴OUT的轴向方向依次布置。

至少六个换挡元件中的第一离合器CL1可以形成第一行星齿轮装置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之间的可变的连接结构。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的第二旋转元件C2之间的可变的连接结构。至少六个换挡元件中的第三离合器CL3可以形成第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1与第二行星齿轮装置PG2的第三旋转元件R2之间的可变的连接结构。至少六个换挡元件中的第四离合器CL4可以形成第一行星齿轮装置PG1的第二旋转元件C1与第三行星齿轮装置PG3的第三旋转元件R3之间的可变的连接结构。第一制动器B1可以形成第一行星齿轮装置PG1的第一旋转元件S1与变速器壳体CS之间的可变的连接结构。第二制动器B2可以形成第二行星齿轮装置PG2的第一旋转元件S2与变速器壳体CS之间的可变的连接结构。

如上所述，根据图2所示的操作模式图，包括有四个简单的行星齿轮装置和六个换挡元件的根据本发明的用于车辆的多挡位变速器实现了十一个前进挡位和一个倒车挡位。由于可以基于相对少量的部件和简单的配置来实现十二个挡位的多挡位换挡，所以该用于车辆的多挡位变速器可以有助于提高车辆的燃料效率和安静性，从而最终提高车辆的适销性。

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同形式来限定。

Claims (7)

1.一种用于车辆的多挡位变速器，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，各行星齿轮装置设置在输入轴与输出轴之间以传递旋转力，第一、第二、第三和第四行星齿轮装置中的每一个具有三个旋转元件；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安装为利用至少六个换挡元件中的一个换挡元件而能够固定，以及持续地连接至第三行星齿轮装置的第二旋转元件和第四行星齿轮装置的第三旋转元件；第一行星齿轮装置的第二旋转元件可变地连接至第二行星齿轮装置的第三旋转元件，以及可变地连接至第三行星齿轮装置的第三旋转元件；第一行星齿轮装置的第三旋转元件可变地连接至第二行星齿轮装置的第一旋转元件，以及可变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安装为利用至少六个换挡元件中的另一个换挡元件而能够固定；第二行星齿轮装置的第二旋转元件持续地连接至输入轴；第二行星齿轮装置的第三旋转元件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持续地连接至输出轴。

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、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或输出轴的轴向方向依次布置。

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一旋转元件安装为利用至少六个换挡元件中的第一制动器而能够固定至变速器壳体；

所述第二行星齿轮装置的第一旋转元件安装为利用至少六个换挡元件中的第二制动器而能够固定至变速器壳体；

所述至少六个换挡元件中的其他换挡元件配置为构成行星齿轮装置的旋转元件之间的可变的连接结构。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的多挡位变速器，其中：

所述至少六个换挡元件中的第一离合器形成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的可变的连接结构；

所述至少六个换挡元件中的第二离合器形成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二旋转元件之间的可变的连接结构；

所述至少六个换挡元件中的第三离合器形成第一行星齿轮装置的第二旋转元件与第二行星齿轮装置的第三旋转元件之间的可变的连接结构；

所述至少六个换挡元件中的第四离合器形成第一行星齿轮装置的第二旋转元件与第三行星齿轮装置的第三旋转元件之间的可变的连接结构。

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，每个行星齿轮装置分别具有三个旋转元件；

至少六个换挡元件，其被配置为可变地提供摩擦力；以及

第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴、第四旋转轴、第五旋转轴、第六旋转轴、第七旋转轴和第八旋转轴，各旋转轴连接至第一行星齿轮装置、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的旋转元件，

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

所述至少六个换挡元件包括：第一离合器、第二离合器、第三离合器和第四离合器以及第一制动器和第二制动器，该第一离合器设置在第四旋转轴与第五旋转轴之间，该第二离合器设置在第一旋转轴与第四旋转轴之间，该第三离合器设置在第三旋转轴与第六旋转轴之间，该第四离合器设置在第三旋转轴与第七旋转轴之间，该第一制动器设置在第二旋转轴与变速器壳体之间，该第二制动器设置在第五旋转轴与变速器壳体之间。

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、第三行星齿轮装置和第四行星齿轮装置沿着输入轴或输出轴的轴向方向依次布置。

7.根据权利要求5所述的用于车辆的多挡位变速器，其中：

所述至少六个换挡元件中的第一离合器形成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的可变的连接结构；

所述至少六个换挡元件中的第二离合器形成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二旋转元件之间的可变的连接结构；

所述至少六个换挡元件中的第三离合器形成第一行星齿轮装置的第二旋转元件与第二行星齿轮装置的第三旋转元件之间的可变的连接结构；

所述至少六个换挡元件中的第四离合器形成第一行星齿轮装置的第二旋转元件与第三行星齿轮装置的第三旋转元件之间的可变的连接结构；

所述至少六个换挡元件中的第一制动器形成第一行星齿轮装置的第一旋转元件与变速器壳体之间的可变的连接结构；

所述至少六个换挡元件中的第二制动器形成第二行星齿轮装置的第一旋转元件与变速器壳体之间的可变的连接结构。