[发明专利]多级变速器

说明书

技术领域

本公开涉及用于机动车辆的自动变速器领域。更具体地讲，本公开关于动力传动系统中齿轮、离合器及这些部件间的互连件的装置。

背景技术

许多车辆在很宽的车速范围内使用，既包括前进运动也包括倒车运动。然而，一些类型的发动机只能够在很窄的转速范围内高效运转。因此，能够以多个传动比高效地传递动力的变速器被频繁地使用。当车辆处于低速时，变速器通常以高传动比运转，从而变速器为了改善加速而使发动机扭矩倍增。在高车速时，使变速器以低传动比运转允许发动机转速与安静的、燃料效率高的巡航相关联。通常，变速器具有安装到车辆结构的箱体、由发动机曲轴驱动的输入轴以及通常经差速器组件驱动车轮的输出轴，差速器组件允许左车轮和右车轮在车辆转弯时以稍微不同的转速旋转。

齿轮传动装置是旋转元件和离合器的集合，旋转元件和离合器被配置成在元件之间施加特定的转速关系。一些转速关系的施加与任何离合器的状态无关，这样的转速关系被称为固定转速关系。仅施加固定转速关系的齿轮传动装置被称为固定的齿轮传动装置。其它转速关系只有当特定的离合器完全接合时才被施加。选择性地施加转速关系的齿轮传动装置被称为可换档的齿轮传动装置。离散传动比变速器具有可换档的齿轮传动装置，该齿轮传动装置在输入轴和输出轴之间选择性地施加各种传动比。

如果将一组元件限制为在所有的运转条件下均作为一个单元旋转，则该组元件被固定地连接到彼此。元件可通过花键连接、焊接、压装、普通实体加工法或其它方式固定地连接。在固定地连接的元件之间可能会出现旋转位移的轻微变化，例如，由于冲击（lash）或轴从动性导致的位移。相比之下，只要当离合器完全接合而约束两个元件作为一个单元旋转时，这两个元件通过该离合器选择性地连接，而这两个元件在至少其它操作条件下以不同的转速自由旋转。离合器包括主动控制装置（诸如液动或电动致动离合器）和被动装置（诸如单向离合器）。通过将元件选择性地连接到壳体而保持该元件不旋转的离合器可被称为制动器。如果一组元件固定地连接或选择性地连接，则该组元件连接。

发明内容

公开了一类变速器。每个变速器包括输入轴、输出轴、多个旋转元件以及施加特定的固定转速关系和可选择的转速关系的齿轮传动装置和离合器。

在一个实施例中，变速器包括四个简单的行星齿轮组。输入轴被固定地连接到第二行星齿轮架，并选择性地连接到第四太阳齿轮。输出轴固定地连接到第四行星齿轮架，并连接到第三行星齿轮架。第二太阳齿轮选择性地连接到变速器箱，并连接到第一太阳齿轮。第一环形齿轮连接到变速器箱。第四环形齿轮连接到第一行星齿轮架，并选择性地连接到第二环形齿轮。第二环形齿轮连接到第三太阳齿轮，并选择性地连接到第四太阳齿轮。最后，第三环形齿轮连接到第四太阳齿轮。

在另一实施例中，除了输入轴和输出轴之外，变速器还至少包括第一元件、第二元件、第三元件、第四元件和第五元件。第一齿轮传动装置将输入轴的转速固定地约束在第一元件的转速和第二元件的转速之间。例如，第一齿轮传动装置可以是简单的行星齿轮组，该简单的行星齿轮组具有作为第二元件的太阳齿轮、固定地连接到输入轴的行星齿轮架以及作为第一元件的环形齿轮。第二齿轮传动装置将输出轴的转速固定地约束在第三元件的转速和第四元件的转速之间，并将第四元件的转速固定地约束为在第三元件的转速和第五元件的转速之间。例如，第二齿轮传动装置可以是具有互相连接的元件的两个简单的行星齿轮组的总成。在该示例中，第三元件是彼此固定地连接的第一太阳齿轮和第二环形齿轮的组合，输出轴被固定到齿轮架，所述齿轮架固定地连接到彼此，第四元件是第一环形齿轮，第五元件是第二太阳齿轮。第三齿轮传动装置将第四元件的转速选择性地约束在零和第二元件的转速之间。第三齿轮传动装置可以是，例如，简单的行星齿轮组，该简单的行星齿轮组具有固定地连接到第二元件的太阳齿轮、通过离合器选择性地连接到第四元件的行星齿轮架以及被固定地保持不旋转的环形齿轮。八速的变速器实施例具有离合器和制动器，该离合器和制动器选择性地保持第二元件不旋转、选择性地将第三元件连接到输入轴、选择性地将第一元件连接到第五元件并选择性地将第一元件连接到第三元件。十速的变速器的实施例另外还具有选择性地将第一元件连接到第四元件的离合器。