[发明专利]可动力切换的多级变速器

说明书

本发明涉及一种位于传动轴和从动轴之间的可动力切换的多级 变速器，所述传动轴能够和该变速器的第一个轴相连，所述从动轴作 为该变速器的第二个轴，该变速器包括两个并排设置在一个共用的变 速器箱体内的轴系、三个正齿轮组、三个行星齿轮组和多个换挡单元， 其中第一个轴系包含所述第一个轴以及第三个轴、第四个轴和第五个 轴，第二个轴系包含所述第二个轴以及第六个轴、第七个轴和第八个 轴，其中第三个轴和第六个轴通过第一个正齿轮组连接，第四个轴和 第七个轴通过第二个正齿轮组连接，第五个轴和第八个轴通过第三个 正齿轮组连接，其中第一个行星齿轮组设置在第一个轴系上，并具有 第一个恒星齿轮、第一个齿圈和第一个行星支架，第二个行星齿轮组 设置在第二个轴系上，并由第二个恒星齿轮、第二个齿圈和第二个 行星支架，第三个行星齿轮组设置在第二个轴系上，并具有第三个恒 星齿轮、第三个齿圈和第三个行星支架。

JP2000-304110A描述了一种这样的可动力切换的多级变速器。 根据该现有技术的变速器的实现形式中，第二个行星齿轮组设置在第 二个轴系上。为了多至六个前进挡和一个倒挡的切换，在该变速器中 设置了五个换挡单元，即三个离合器和两个制动器。由此能够使各个 变速器单元之间相互连接或者与变速器箱体相连，以便在每个挡位能 够限定针对具有特定传动比的扭矩传递的明确的运动状态和动力路 径。但该变速器的缺点是，以这样的换挡单元只能切换六个前进挡。 当今的车辆为了进一步减少油耗和改善行驶动态性能需要更多的和 更小挡位分配的挡位。

DE 102005018804A1同样描述了可动力切换的多级变速器，它 具有两个轴系，并通过三个正齿轮组相连接。在该现有技术中描述的 大多数变速器具有三个分别由一个恒星齿轮、一个齿圈和一个行星支 架组成的行星齿轮组，但其中在大多数情况下两个行星齿轮组设置在 第一个轴系上。利用该变速器结构使用五个换挡单元也仅能实现六个 前进挡。为了实现七个或八个前进挡，这里至少需要六个换挡单元。

DE102005002337A1描述了可动力切换的多级变速器，其中只 用五个换挡单元就能实现八个具有良好挡位分配的前进挡和一个倒 挡。特别是优点在于，切换至每个挡位始终只需闭合三个换挡单元。 在每个挡位只有五个换挡单元中的两个有相对滑移，并引起较小的摩 擦损耗。根据该文献，变速级的所有实现方式都具有四个同轴设置在 一个唯一的轴系上的三轴行星齿轮组作为变速级。因此这种变速器结 构很长，不适用于前置横向应用。此外，这种仅在一个轴系上同轴设 置四个行星齿轮组的缺点在于，在某些部位必须安装多至五个轴并使 其彼此套接。另外，一部分相距较远的构件需要通过较长的空心轴相 连。在该文献中描述的变速器结构中的至少一个离合器只能分别通过 两个转动传递线路提供用于产生换挡力、润滑和冷却的液压油。由此 也导致液压损耗增加。

DE102005002337A1中还提到了具有优选挡位分配的八个前进 挡，其总的传动范围为并带有直接的第六挡。对该变速器 的分析表明，该行星齿轮组为此所需的主传动比在结构上能很好地实 现。对于其它的传动比序列和其它总体传动范围，虽然能够很快得到 主传动比，但其在结构上很难实现。

为减少油耗，越来越多地在车辆传动系内集成了电机和电储能 器。由此所实现的能量管理允许更为有效地利用发动机，并在不必使 用发动机时关闭发动机。通过增压、纯电力行驶和能量恢复进一步实 现了燃料节省。在传动系中最适合连接电机的位置是在汽车变速器 内，因为在优选的连接方式下，变速器的传动比使电机在大多数工作 点下减轻负荷。通常一台小型的电机即可获得更好的效果。

为此，在DE102005002337A1中提出，在每个传动轴上均可连接 电机。但只有能够从变速器箱体直接连到外部的轴才适合连接电机。 在根据该现有技术的变速器结构中，不能恰好找到最适合连接电机的 轴。

所有根据上述现有技术已知的由两个轴系、三个正齿轮组和三个 行星齿轮组组成的可动力切换的多级变速器设计能够通过五个换挡 单元实现最多六个前进挡。为了仅用五个换挡单元实现多至八个前进 挡，已知的只有具有四个同轴设置且复杂相连的行星齿轮组的变速器 设计。