專利名稱：多級(jí)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及一種具有多個(gè)行星齒輪組和多個(gè)扭矩傳遞裝 置的多級(jí)變速器，更具體地涉及一種具有八種速度或更多速度，四個(gè) 行星齒輪組和多個(gè)扭矩傳遞裝置的變速器。
背景技術(shù)：
在這部分中的陳述僅僅提供與本發(fā)明公開相關(guān)聯(lián)的背景信息，并 且可構(gòu)成或者不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
典型的多級(jí)變速器使用摩擦離合器、行星齒輪裝置和固定的互連 器的組合，以取得多個(gè)齒輪比。行星齒輪組的數(shù)量和物理排列通常由 封裝技術(shù)、成本和所需的速度比來確定。
雖然當(dāng)前的變速器實(shí)現(xiàn)了其預(yù)期的目的，但是對(duì)于新的改進(jìn)的變 速器構(gòu)造的需求是基本持續(xù)存在的，其體現(xiàn)了尤其從效率、響應(yīng)性和 平滑性考慮改進(jìn)的性能，以及改進(jìn)的封裝，主要是減小的尺寸和重量。 因此，需要一種改進(jìn)的、具備成本效率的、緊湊的多級(jí)變速器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種變速器，其具有輸入部件，輸出部件，四個(gè)行 星齒輪組，多個(gè)聯(lián)接部件和多個(gè)扭矩傳遞裝置。各個(gè)行星齒輪組包括 第一、第二和第三部件。扭矩傳遞裝置是例如離合器和制動(dòng)器。這種變速器的一個(gè)實(shí)施例包括輸入部件，輸出部件，各具有第一、 第二和第三部件的第一、第二、第三和第四行星齒輪組，持續(xù)地將笫 一行星齒輪組的第 一部件與周定元件互連起來的第 一互連部件，持續(xù) 地將第一行星齒輪組的第三部件與第二行星齒輪組的第一部件互連 起來的第二互連部件，持續(xù)地將第二行星齒輪組的第三部件與笫三行 星齒輪組的第三部件互連起來的第三互連部件，持續(xù)地將笫三行星齒 輪組的第一部件與第四行星齒輪組的第三部件互連起來的第四互連 部件，以及持續(xù)地將第三行星齒輪組的第二部件與第四行星齒輪組的 第二部件互連起來的第五互連部件。五個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接 合，以便將第一、第二和第三部件的其中一個(gè)部件與第一、第二、笫 三部件及固定元件的其中另一部件互連起來。這些扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選 擇性地至少兩個(gè)組合地接合，以便在輸入部件和輸出部件之間建立至 少八個(gè)前進(jìn)速度比和至少 一個(gè)倒檔速度比。
在本發(fā)明的 一個(gè)方面，這五個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)的其中第 一個(gè)扭矩傳 遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合，以便將第 一行星齒輪組的第二部件與笫二行 星齒輪組的第二部件互連起來。
在本發(fā)明的另 一方面，這五個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)的其中笫二個(gè)扭矩傳 遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合，以便將第二行星齒輪組的第 一部件與第四行 星齒輪組的第 一部件互連起來。
在本發(fā)明的又一方面，這五個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)的其中第三個(gè)扭矩傳 遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合，以便將第二行星齒輪組的第二部件與第三行 星齒輪組的笫 一部件互連起來。
在本發(fā)明的又一方面，這五個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)的其中第四個(gè)扭矩傳 遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合，以便將第四行星齒輪組的第一部件與輸入部 件互連起來。
在本發(fā)明的又一方面，這五個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)的其中第五個(gè)扭矩傳 遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合，以便將第三行星齒輪組的第一部件與固定元 件互連起來。在本發(fā)明的又一方面，第一部件是太陽齒輪，第二部件是托架部 件，并且第三部件是環(huán)形齒輪。
在本發(fā)明的又一方面，輸入部件連續(xù)地與第 一行星齒輪組的第二 部件互連，并且輸出部件連續(xù)地與第四行星齒輪組的第二部件互連。
本發(fā)明的變速器的另一實(shí)施例包括輸入部件，輸出部件，各具有 第一、第二和第三部件的第一、第二、第三和第四行星齒輪組，其中
輸入部件持續(xù)地與第 一行星齒輪組的第二部件互連，并且輸出部件持 續(xù)地與第四行星齒輪組的第二部件互連，第一互連部件持續(xù)地將第一 行星齒輪組的第一部件與固定元件互連起來，第二互連部件持續(xù)地將 第 一行星齒輪組的第三部件與第二行星齒輪組的第 一部件互連起來， 第三互連部件持續(xù)地將第二行星齒輪組的第三部件與第三行星齒輪 組的第三部件互連起來，笫四互連部件持續(xù)地將笫三行星齒輪組的第 一部件與第四行星齒輪組的第三部件互連起來，并且第五互連部件持
續(xù)地將第三行星齒輪組的第二部件與第四行星齒輪組的笫二部件互 連起來。第一扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合，以便將第一行星齒輪組 的第二部件與第二行星齒輪組的第二部件互連起來。第二扭矩傳遞機(jī) 構(gòu)可選擇性地接合，以便將第二行星齒輪組的第 一部件與第四行星齒 輪組的第一部件互連起來。第三扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合，以便 將第二行星齒輪組的第二部件與第三行星齒輪組的第一部件互連起
來。第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合，以便將第四行星齒輪組的第 一部件與輸入部件互連起來。第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合，以 便將第三行星齒輪組的第一部件與固定元件互連起來。這些扭矩傳遞 機(jī)構(gòu)可選擇性地至少兩個(gè)組合地接合，以便在輸入部件和輸出部件之 間建立至少八個(gè)前進(jìn)速度比和至少 一個(gè)倒檔速度比。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，第一部件是太陽齒輪，笫二部件是托架部 件，并且第三部件是環(huán)形齒輪。
通過參考以下細(xì)節(jié)和附圖將清楚本發(fā)明的更多目的、方面和優(yōu) 點(diǎn)，其中相似的標(biāo)號(hào)表示相同的構(gòu)件、元件或特征。


這里所述的附圖只是出于舉例說明的目的，而決非意圖限制本發(fā) 明公開的范圍。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的八速變速器的一個(gè)實(shí)施例的杠桿圖2是根據(jù)本發(fā)明的八速變速器的一個(gè)實(shí)施例的筒圖；和
圖3是在圖1和2中所示的變速器的各個(gè)可得到的前進(jìn)和倒檔速
度或齒輪比下，代表各種扭矩傳遞離合器和制動(dòng)器接合狀態(tài)的真值表。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的八速變速器的另一實(shí)施例的杠桿圖5是根據(jù)本發(fā)明的八速變速器的另一實(shí)施例的筒圖6是在圖4和5中所示的變速器的各個(gè)可得到的前進(jìn)和倒檔速
度或齒輪比下，代表各種扭矩傳遞離合器和制動(dòng)器接合狀態(tài)的真值表。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的八速變速器的另一實(shí)施例的杠桿圖8是根據(jù)本發(fā)明的八速變速器的另一實(shí)施例的筒圖；和
圖9是在圖7和8中所示的變速器的各個(gè)可得到的前進(jìn)和倒檔速
度或齒輪比下，代表各種扭矩傳遞離合器和制動(dòng)器接合狀態(tài)的真值表。
具體實(shí)施例方式
以下描述在性質(zhì)上僅僅是示例性的，并且并不意圖限制本發(fā)明的 公開內(nèi)容、應(yīng)用或用途。
首先應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的自動(dòng)變速器的第一、第二和笫三實(shí)施例 具有位于四個(gè)行星齒輪組的元件之間共用的永久的機(jī)械連接的裝置。
這些機(jī)械連接通常與這三個(gè)變速器實(shí)施例相關(guān)或相關(guān)聯(lián)。第一行星齒 輪組的笫 一構(gòu)件或元件永久聯(lián)接至地。第 一行星齒輪組的第二構(gòu)件或 元件永久地聯(lián)接在第二行星齒輪組的第二構(gòu)件或元件上。第二行星齒輪組的第 一構(gòu)件或元件永久地聯(lián)接在笫三行星齒輪組的笫 一構(gòu)件或 元件上。笫三行星齒輪組的笫二構(gòu)件或元件永久地聯(lián)接在第四行星齒 輪組的第二構(gòu)件或元件上。最后，第三行星齒輪組的第三構(gòu)件或元件 永久地聯(lián)接在第四行星齒輪組的第三構(gòu)件或元件上。
現(xiàn)在參看圖1，其以杠桿圖模式顯示了八速變速器的一個(gè)實(shí)施例 10。杠桿圖是機(jī)械裝置例如自動(dòng)變速器的構(gòu)件的示意圖。各個(gè)單獨(dú)的 杠桿代表一個(gè)行星齒輪組，其中行星齒輪組的三個(gè)基本的機(jī)械構(gòu)件各
由一個(gè)節(jié)點(diǎn)表示。因此，單個(gè)杠桿包含三個(gè)節(jié)點(diǎn) 一個(gè)用于太陽齒輪，
一個(gè)用于行星齒輪托架，和一個(gè)用于環(huán)形齒輪。在各杠桿的節(jié)點(diǎn)之間 的相對(duì)長度可用于代表各個(gè)相應(yīng)的齒輪組的環(huán)形-太陽杠桿比。這些杠 桿比則用于改變變速器的齒輪比，以取得合適的比和比級(jí)數(shù)。在各種 行星齒輪組的節(jié)點(diǎn)之間的機(jī)械聯(lián)接或相互連接由薄的水平線表示，并 且扭矩傳遞裝置例如離合器和制動(dòng)器由交錯(cuò)的指狀物表示。如果裝置
是制動(dòng)器，那么就，一組指狀物接地。在Benford和Leising的SAE 論文810102, "The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis"中可找到杠桿圖的格式、目的和用途的進(jìn)一步說明。
變速器10包括輸入軸或輸入部件12，具有三個(gè)節(jié)點(diǎn)第一節(jié)點(diǎn) 14A，第二節(jié)點(diǎn)14B和第三節(jié)點(diǎn)14C的第一行星齒輪組14;具有三個(gè) 節(jié)點(diǎn)第一節(jié)點(diǎn)16A，第二節(jié)點(diǎn)16B和笫三節(jié)點(diǎn)16C的第二行星齒輪 組16;具有三個(gè)節(jié)點(diǎn)第一節(jié)點(diǎn)18A，第二節(jié)點(diǎn)18B和笫三節(jié)點(diǎn)18C 的第三行星齒輪組18;以及具有三個(gè)節(jié)點(diǎn)第一節(jié)點(diǎn)20A，第二節(jié)點(diǎn) 20B和第三節(jié)點(diǎn)20C的第四行星齒輪組20，以及輸出軸或輸出部件 22。
輸入12聯(lián)接在笫一行星齒輪組的第三節(jié)點(diǎn)14C上。輸出22聯(lián)接 在第三行星齒輪組18的第三節(jié)點(diǎn)18C上。第一行星齒輪組14的笫一 節(jié)點(diǎn)14A聯(lián)接至地或變速器外殼40上。笫一行星齒輪組14的第二節(jié) 點(diǎn)14B聯(lián)接在第二行星齒輪組16的笫二節(jié)點(diǎn)16B上。第二行星齒4侖 組16的第一節(jié)點(diǎn)16A聯(lián)接在第三行星齒輪組18的第一節(jié)點(diǎn)18A上。第三行星齒輪組18的第二節(jié)點(diǎn)18B聯(lián)^接在第四行星齒輪組20的第二 節(jié)點(diǎn)20B上。第三行星齒輪組18的第三節(jié)點(diǎn)18C聯(lián)接在第四行星齒 輪組20的第三節(jié)點(diǎn)20C上。
第一離合器26選擇性地將第一行星齒輪組14的笫三節(jié)點(diǎn)14C與 第二行星齒輪組16的第三節(jié)點(diǎn)16C連接起來。笫二離合器28選擇性 地將第二行星齒輪組16的第三節(jié)點(diǎn)16C與笫三行星齒輪組18的笫二 節(jié)點(diǎn)18B連接起來。第三離合器30選擇性地將輸入12和第一行星齒 輪組14的第三節(jié)點(diǎn)14C連接到第四行星齒輪組20的第 一 節(jié)點(diǎn)20A上。 第四離合器32選擇性地將第二行星齒輪組16的第二節(jié)點(diǎn)16B連接到 第四行星齒輪組20的笫一節(jié)點(diǎn)20A上。第一制動(dòng)器34選擇性地將第 三行星齒輪組18的第二節(jié)點(diǎn)18B連接至地或變速器外殼40上。
現(xiàn)在參看圖2,符號(hào)圖代表了根據(jù)本發(fā)明的八速變速器10的實(shí)施 例的示意圖。在圖2中，延續(xù)了來自圖l杠桿圖的標(biāo)號(hào)。其相應(yīng)地展 示了離合器、制動(dòng)器和聯(lián)接器，而行星齒輪組的節(jié)點(diǎn)現(xiàn)在顯示為行星 齒輪組的構(gòu)件例如太陽齒輪，環(huán)形齒輪，行星齒輪和行星齒輪托架。
例如，行星齒輪組14是一種包括太陽齒輪部件14A,行星齒輪托 架部件14C和環(huán)形齒輪部件14B的行星齒輪組。太陽齒輪部件14A 與固定在地或變速器外殼40上的第一軸或互連部件42相連接，以便 共同旋轉(zhuǎn)。環(huán)形齒輪部件14B連接到第二軸或互連部件44上。行星 齒輪托架部件14C可旋轉(zhuǎn)地支撐一組行星齒輪14D(圖中只顯示了一 個(gè))，并且與第三中間軸或部件46以及輸入12相連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。 行星齒輪14D構(gòu)造成可與太陽齒輪部件14A及環(huán)形齒輪部件14B相 互嚙合。
輸入軸或輸入部件12持續(xù)地連接在發(fā)動(dòng)機(jī)(未顯示)或扭矩變換器 的渦輪(未顯示)上。輸出軸或輸出部件22持續(xù)地與主減速器或分動(dòng)箱 (未顯示)相連接。
行星齒輪組16是一種包括太陽齒輪部件16B,行星托架部件16C 和環(huán)形齒輪部件16A的行星齒輪組，該行星托架部件可旋轉(zhuǎn)地支撐一組行星齒輪16D。太陽齒輪部件16B與第二互連部件44及第四軸或 互連部件48相連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。行星托架部件16C與第五軸或 互連部件50相連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。環(huán)形齒輪部件16A與第六軸或 互連部件52相連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪16D構(gòu)造成可與太陽 齒輪部件16C及環(huán)形齒輪部件16A相互嚙合。
行星齒輪組18是一種包括太陽齒輪部件18B，環(huán)形齒輪部件18A 和行星托架部件18C的行星齒輪組，該行星托架部件可旋轉(zhuǎn)地支撐一 組行星齒輪18D。太陽齒輪部件18B與第七軸或互連部件54及第八 軸或互連部件56相連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。環(huán)形齒輪部件18A與第六 互連部件52相連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。行星托架部件18C與第九軸或 互連部件58相連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪18D構(gòu)造成可與太陽 齒輪部件18B及環(huán)形齒輪部件18A相互嚙合。
行星齒輪組20是一種包括太陽齒輪部件20A,環(huán)形齒輪部件20B 和行星托架部件20C的行星齒輪組，該行星托架部件可旋轉(zhuǎn)地支撐一 組行星齒輪20D。太陽齒輪部件20A與第十軸或互連部件60相連接， 以便共同旋轉(zhuǎn)。環(huán)形齒輪部件20B與第七互連部件54相連接，以便 共同旋轉(zhuǎn)。行星托架部件20C與第九互連部件58和輸出22相連接， 以便共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪20D構(gòu)造成可與太陽齒輪部件20A及環(huán)形齒 輪部件20B相互嚙合。
扭矩傳遞機(jī)構(gòu)或離合器26,28，30和32及制動(dòng)器34容許軸或互連 部件，行星齒輪組的部件及外殼選擇性的互連。例如，笫一離合器26 可選擇性地接合，以便將第三互連部件46連接到第五互連部件50上。 第二離合器28可選擇性地接合，以便將第五互連部件50連接到第八 互連部件56上。第三離合器30可選擇性地接合，以便將輸入12連 接到第十互連部件60上。第四離合器32可選擇性地接合，以便將第 四互連部件48連接到第十互連部件60上。第一制動(dòng)器34可選擇性 地接合，以便將第八互連部件56連接至地或變速器外殼40上，以限 制第八互連部件56相對(duì)于外殼40的旋轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在參看圖2和3，將描述八速變速器10的實(shí)施例的操作。應(yīng)當(dāng) 理解，變速器10能夠以至少八個(gè)前進(jìn)速度或扭矩比和至少一個(gè)倒檔 速度或扭矩比而將扭矩從輸入軸或輸入部件12傳遞到輸出軸或輸出 部件22上。如將在下面所述，通過一個(gè)或多個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)(即第一 離合器26,第二離合器28,第三離合器30，第四離合器32和第一制 動(dòng)器34)的接合可獲得各個(gè)前進(jìn)和倒檔速度或扭矩比。圖3是代表被 激勵(lì)或接合以取得各種齒輪狀態(tài)的扭矩傳遞機(jī)構(gòu)的各種組合的真值 表。表中還展示了各種齒輪狀態(tài)的實(shí)際數(shù)字齒輪比，但應(yīng)當(dāng)理解，這 些數(shù)值只是示例性的，而且可在極大的范圍內(nèi)調(diào)整這些數(shù)值，以適應(yīng) 變速器10的各種應(yīng)用和操作準(zhǔn)則。圖3中還顯示了利用本發(fā)明的實(shí) 施例可獲得齒輪比的一個(gè)示例。當(dāng)然，根據(jù)所選擇的齒輪直徑，齒輪 齒數(shù)和齒輪構(gòu)造還可獲得其它齒輪比。
為了建立倒檔齒輪比，使第一制動(dòng)器34和第二離合器28接合或 被激勵(lì)。第一制動(dòng)器34將第八互連部件56連接至地或變速器外殼40 上，以限制第八互連部件56相對(duì)于外殼40的旋轉(zhuǎn)。第二離合器28 將第五互連部件50連接到第八互連部件56上。類似地，通過離合器 接合的不同組合可獲得八個(gè)前進(jìn)比，如圖3中所示。
應(yīng)當(dāng)理解，前面八速變速器10的操作和齒輪狀態(tài)的解釋首先假 定在給定的齒輪狀態(tài)下沒有特別指出的所有離合器和制動(dòng)器都是未 被激勵(lì)的或分離的，其次在換檔期間，即齒輪狀態(tài)變化期間，在至少 相鄰的齒輪狀態(tài)之間，在兩種齒輪狀態(tài)下都接合或被激勵(lì)的離合器或 制動(dòng)器將仍保持接合的或^f皮激勵(lì)的狀態(tài)。
現(xiàn)在參看圖4，由標(biāo)號(hào)IOO顯示并表示變速器的另一實(shí)施例。變 速器100包括輸入軸或輸入部件112,具有三個(gè)節(jié)點(diǎn)第一節(jié)點(diǎn)114A， 第二節(jié)點(diǎn)114B和第三節(jié)點(diǎn)114C的第一行星齒輪組114;具有三個(gè)節(jié) 點(diǎn)第一節(jié)點(diǎn)116A，第二節(jié)點(diǎn)116B和第三節(jié)點(diǎn)116C的笫二行星齒 輪組116;具有三個(gè)節(jié)點(diǎn)第一節(jié)點(diǎn)118A,第二節(jié)點(diǎn)118B和第三節(jié) 點(diǎn)118C的第三行星齒輪組118;以及具有三個(gè)節(jié)點(diǎn)第一節(jié)點(diǎn)120A,第二節(jié)點(diǎn)120B和第三節(jié)點(diǎn)120C的第四行星齒輪組120,以及輸出軸 或輸出部件122。
輸入112聯(lián)接在第一行星齒輪組114的第三節(jié)點(diǎn)114C上。輸出 122聯(lián)接在第三行星齒輪組118的第三節(jié)點(diǎn)118C上。第一行星齒輪組 114的第一節(jié)點(diǎn)114A聯(lián)接至地或變速器外殼140上。第一行星齒輪 組114的笫二節(jié)點(diǎn)114B聯(lián)接在第二行星齒輪組116的第二節(jié)點(diǎn)116B 上。第二行星齒輪組116的第一節(jié)點(diǎn)116A聯(lián)接在第三行星齒輪組118 的第一節(jié)點(diǎn)118A上。第三行星齒輪組118的第二節(jié)點(diǎn)118B聯(lián)接在第 四行星齒輪組120的第二節(jié)點(diǎn)120B上。第三行星齒輪組118的第三 節(jié)點(diǎn)118C聯(lián)接在第四行星齒輪組120的第三節(jié)點(diǎn)120C上。
第一離合器126選擇性地將第一行星齒輪組114的笫三節(jié)點(diǎn)114C 連接到第四行星齒輪組120的第一節(jié)點(diǎn)120A上。第二離合器128選 擇性地將第二行星齒輪組116的第三節(jié)點(diǎn)116C連接到第三行星齒輪 組118的第三節(jié)點(diǎn)118C及輸出122上。第三離合器130選擇性地將 第一行星齒輪組114的第三節(jié)點(diǎn)114C連接到笫二行星齒輪組116的 第一節(jié)點(diǎn)116A上。第四離合器132選擇性地將第一行星齒輪組114 的第二節(jié)點(diǎn)114B及第二行星齒輪組116的第二節(jié)點(diǎn)116B連接到第二 行星齒輪組116的第一節(jié)點(diǎn)116A上。第一制動(dòng)器134選擇性地將第 四行星齒輪組120的第二節(jié)點(diǎn)120B連接至地或變速器外殼140上。
現(xiàn)在參看圖5,符號(hào)圖代表了根據(jù)本發(fā)明的八速變速器100的實(shí) 施例的示意圖。在圖5中，延續(xù)了來自圖4杠桿圖的標(biāo)號(hào)。其相應(yīng)地 展示了離合器、制動(dòng)器和聯(lián)接器，而行星齒輪組的節(jié)點(diǎn)現(xiàn)在顯示為行 星齒輪組的構(gòu)件例如太陽齒輪，環(huán)形齒輪，行星齒輪和行星齒輪托架。
例如，行星齒輪組114是一種包括太陽齒輪部件114A,行星齒輪 托架部件114C和環(huán)形齒輪部件114B的行星齒輪組。太陽齒輪部件 114A與永久連接至地140的笫一軸或互連部件142相連接，以便共 同旋轉(zhuǎn)。環(huán)形齒輪部件114B連接到第二軸或互連部件144上。行星 齒輪托架部件114C可旋轉(zhuǎn)地支撐一組行星齒輪114D(圖中只顯示了一個(gè))，并且與第三中間軸或部件146以及輸入112相連接，以便共同 114B相互嚙合。
輸入軸或輸入部件112持續(xù)地連接在發(fā)動(dòng)機(jī)(未顯示)或扭矩變換 器的渦輪(未顯示)上。輸出軸或輸出部件122持續(xù)地與主減速器或分 動(dòng)箱(未顯示)相連接。
行星齒輪組116是一種包括太陽齒輪部件116B，行星托架部件 116C和環(huán)形齒輪部件116A的行星齒輪組，該行星托架部件可旋轉(zhuǎn)地 支撐一組行星齒輪116D。太陽齒輪部件116B與第二互連部件144相 連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。行星托架部件116C與第四軸或互連部件148 相連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。環(huán)形齒輪部件116A與第五軸或互連部件150 及第六軸或互連部件152相連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪116D構(gòu) 造成可與太陽齒輪部件116B及環(huán)形齒輪部件116A相互嚙合。
行星齒輪組118是一種包括太陽齒輪部件118A，環(huán)形齒輪部件 118B和行星托架部件118C的行星齒輪組，該行星托架部件可旋轉(zhuǎn)地 支撐一組行星齒輪118D。太陽齒輪部件118A與第六互連部件152相 連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。環(huán)形齒輪部件118B與笫七軸或互連部件154 相連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。行星托架部件118C與第八軸或互連部件156 相連接，以便共同旋轉(zhuǎn)，并連接到輸出122上。行星齒輪118D構(gòu)造 成可與太陽齒輪部件118A及環(huán)形齒輪部件118B相互嚙合。
行星齒輪組120是一種包括太陽齒輪部件120B,環(huán)形齒輪部件 120C和行星托架部件120A的行星齒輪組，該行星托架部件可旋轉(zhuǎn)地 支撐第一組行星齒輪120D和第二組行星齒輪120E。太陽齒輪部件 120B與第七互連部件154相連接，以便共同旋轉(zhuǎn)，并連接到笫九軸或 互連部件158上。環(huán)形齒輪部件120C與第八互連部件156相連接， 以便共同旋轉(zhuǎn)。行星托架部件120A與第十軸或互連部件160相連接， 以便共同旋轉(zhuǎn)。第一行星齒輪120D構(gòu)造成可與太陽齒輪部件120B相 互嚙合，并且第二行星齒輪120E構(gòu)造成可與環(huán)形齒輪部件120C相互嚙合。第一和第二行星齒輪120D和120E構(gòu)造成可彼此相互嚙合。
扭矩傳遞機(jī)構(gòu)或離合器126,128,130和132及制動(dòng)器134容許軸 或互連部件，行星齒輪組的部件及外殼選擇性的互連。例如，第一離 合器126可選擇性地接合，以便將笫三互連部件146連接到第十互連 部件160上。第二離合器128可選擇性地接合，以便將第四互連部件 148連接到輸出122上。第三離合器130可選擇性地接合，以便將第 三互連部件146連接到第五互連部件150上。第四離合器132可選擇 性地接合，以便將第二互連部件144連接到第五互連部件150上。第 一制動(dòng)器134可選擇性地接合，以便將第九互連部件158連接至地140 上，以限制第九互連部件158相對(duì)于地140的旋轉(zhuǎn)。
現(xiàn)在參看圖5和6，將描述八速變速器100的實(shí)施例的操作。應(yīng) 當(dāng)理解，變速器100能夠以至少八個(gè)前進(jìn)速度或扭矩比和至少一個(gè)倒 檔速度或扭矩比而將扭矩從輸入軸或輸入部件112傳遞至輸出軸或輸 出部件122上。如將在下面所述，通過一個(gè)或多個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)(即笫 一離合器126,第二離合器128，第三離合器130,第四離合器132和 第一制動(dòng)器134)的接合可獲得各個(gè)前進(jìn)和倒檔速度或扭矩比。圖6是
的真值表。表中還展示了各種齒輪狀態(tài)的實(shí)際數(shù)字齒輪比，但應(yīng)當(dāng)理 解，這些數(shù)值只是示例性的，而且可在極大的范圍內(nèi)調(diào)整這些數(shù)值， 以適應(yīng)變速器100的各種應(yīng)用和操作準(zhǔn)則。圖6中還顯示了利用本發(fā) 明的實(shí)施例可獲得齒輪比的一個(gè)示例。當(dāng)然，根據(jù)所選擇的齒輪直徑， 齒輪齒數(shù)和齒輪構(gòu)造還可獲得其它齒輪比。
為了建立倒檔齒輪比，使第一制動(dòng)器134和第二離合器128接合 或被激勵(lì)。第一制動(dòng)器134將第九互連部件158連接至地140上，以 限制第九互連部件158相對(duì)于地140的旋轉(zhuǎn)。笫二離合器128將第四 互連部件148連接到輸出122上。類似地，通過離合器和制動(dòng)器接合 的不同組合可獲得八個(gè)前進(jìn)比，如圖6中所示。
應(yīng)當(dāng)理解，前面八速變速器100的操作和齒輪狀態(tài)的解釋首先假定在給定的齒輪狀態(tài)下沒有特別指出的所有離合器和制動(dòng)器都是未 被激勵(lì)的或分離的，其次在換檔期間，即齒輪狀態(tài)變化期間，在至少 相鄰的齒輪狀態(tài)之間，在兩種齒輪狀態(tài)下都接合或被激勵(lì)的離合器或 制動(dòng)器將仍保持接合的或纟皮激勵(lì)的狀態(tài)。
現(xiàn)在參看圖7，由標(biāo)號(hào)200顯示并表示變速器的另一實(shí)施例。變
速器200包括輸入軸或輸入部件212,具有三個(gè)節(jié)點(diǎn)第一節(jié)點(diǎn)214A， 第二節(jié)點(diǎn)214B和第三節(jié)點(diǎn)214C的第一行星齒輪組214;具有三個(gè)節(jié) 點(diǎn)第一節(jié)點(diǎn)216A，第二節(jié)點(diǎn)216B和第三節(jié)點(diǎn)216C的第二行星齒 輪組216;具有三個(gè)節(jié)點(diǎn)第一節(jié)點(diǎn)218A，第二節(jié)點(diǎn)218B和第三節(jié) 點(diǎn)218C的第三行星齒輪組218;以及具有三個(gè)節(jié)點(diǎn)第一節(jié)點(diǎn)220A， 第二節(jié)點(diǎn)220B和第三節(jié)點(diǎn)220C的第四行星齒輪組220,以及輸出軸 或輸出部件222。
輸入212聯(lián)接在第一行星齒輪組214的第三節(jié)點(diǎn)214C上。輸出 222聯(lián)接在笫四行星齒輪組220的第三節(jié)點(diǎn)220C上。第一行星齒輪組 214的第一節(jié)點(diǎn)214A聯(lián)接至地或變速器外殼240上。第一行星齒輪 組214的第二節(jié)點(diǎn)214B聯(lián)接在第二行星齒輪組216的笫二節(jié)點(diǎn)216B 上。第二行星齒輪組216的第一節(jié)點(diǎn)216A聯(lián)接在第三行星齒輪組218 的第一節(jié)點(diǎn)218A上。笫三行星齒輪組218的笫二節(jié)點(diǎn)218B聯(lián)接在第 四行星齒輪組220的第二節(jié)點(diǎn)220B上。笫三行星齒輪組218的第三 節(jié)點(diǎn)218C聯(lián)接在第四行星齒輪組220的第三節(jié)點(diǎn)220C上。
第一離合器226選擇性地將輸入212及第一行星齒輪組214的第 三節(jié)點(diǎn)214C連接到第二行星齒輪組216的第一節(jié)點(diǎn)216A上。笫二離 合器228選擇性地將第二行星齒輪組216的第三節(jié)點(diǎn)216C連接到第 三行星齒輪組218的第二節(jié)點(diǎn)218B上。笫三離合器230選擇性地將 輸入212及第一行星齒輪組214的第三節(jié)點(diǎn)214C連接到笫三行星齒 輪組218的第一節(jié)點(diǎn)218B上。第四離合器232選擇性地將第二行星 齒輪組216的第二節(jié)點(diǎn)216B連接到第三行星齒輪組218的笫二節(jié)點(diǎn) 218B上。第一制動(dòng)器234選擇性地將第四行星齒輪組220的第一節(jié)點(diǎn)220A連接至地或變速器外殼240上。
現(xiàn)在參看圖8，符號(hào)圖代表了根據(jù)本發(fā)明的八速變速器200的實(shí) 施例的示意圖。在圖8中，延續(xù)了來自圖7杠桿圖的標(biāo)號(hào)。其相應(yīng)地 展示了離合器、制動(dòng)器和聯(lián)接器，而行星齒輪組的節(jié)點(diǎn)現(xiàn)在顯示為行 星齒輪組的構(gòu)件例如太陽齒輪，環(huán)形齒輪，行星齒輪和行星齒輪托架。
例如，行星齒輪組214是一種包括太陽齒輪部件214A，行星齒輪 托架部件214C和環(huán)形齒輪部件214B的行星齒輪組。太陽齒輪部件 214A與永久連接至地240的第一軸或互連部件242相連接，以便共 同旋轉(zhuǎn)。環(huán)形齒輪部件214B連接到第二軸或互連部件244上。行星 齒輪托架部件214C可旋轉(zhuǎn)地支撐一組行星齒輪214D(圖中只顯示了 一個(gè))，并且與第三軸或互連部件246以及輸入212相連接，以便共同 旋轉(zhuǎn)。行星齒輪214D構(gòu)造成可與太陽齒輪部件214A及環(huán)形齒輪部件 214B相互嚙合。
輸入軸或輸入部件212持續(xù)地連接在發(fā)動(dòng)機(jī)(未顯示)或扭矩變換 器的渦輪(未顯示)上。輸出軸或輸出部件222持續(xù)地與主減速器或分 動(dòng)箱(未顯示)相連接。
行星齒輪組216是一種包括太陽齒輪部件216B，行星托架部件 216A和環(huán)形齒輪部件216C的行星齒輪組，該行星托架部件可^:轉(zhuǎn)地 支撐一組行星齒輪216D。太陽齒輪部件216B與第二互連部件244及 第四軸或互連部件248相連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。行星托架部件216A 與第五軸或互連部件250相連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。環(huán)形齒輪部件216C 與第六軸或互連部件252相連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪216D構(gòu) 造成可與太陽齒輪部件216B及環(huán)形齒輪部件216C相互嚙合。
行星齒輪組218是一種包括太陽齒輪部件218B,環(huán)形齒輪部件 218C和行星托架部件218A的行星齒輪組，該行星托架部件可旋轉(zhuǎn)地 支撐一組行星齒輪218D。太陽齒輪部件218B與第七軸或互連部件254 及第八軸或互連部件256相連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。環(huán)形齒輪部件218C 與第九軸或互連部件258相連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。行星托架部件218A與第五互連部件250相連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪218D構(gòu)造成 可與太陽齒輪部件218B及環(huán)形齒輪部件218C相互嚙合。
行星齒輪組220是一種包括太陽齒輪部件220B,環(huán)形齒輪部件 220A和行星托架部件220C的行星齒輪組，該行星托架部件可旋轉(zhuǎn)地 支撐一組行星齒輪220D。太陽齒輪部件220B與笫八互連部件256相 連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。環(huán)形齒輪部件220A與第十軸或互連部件260 相連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。行星托架部件220C與第九互連部件258及 輸出222相連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪220D構(gòu)造成可與太陽齒 輪部件220B及環(huán)形齒輪部件220A相互嚙合。
扭矩傳遞機(jī)構(gòu)或離合器226,228,230和232及制動(dòng)器234容許軸 或互連部件，行星齒輪組的部件及外殼選擇性的互連。例如，第一離 合器226可選擇性地接合，以便將第三互連部件246連接到第五互連 部件250上。笫二離合器228可選擇性地接合，以便將第六互連部件 252連接到第七互連部件254上。第三離合器230可選擇性地接合， 以便將輸入212連接到笫七互連部件254上。第四離合器232可選擇 性地接合，以便將笫四互連部件248連接到第七互連部件254上。第 一制動(dòng)器234可選擇性地接合，以便將笫十互連部件260連接至地240 上，以限制笫十互連部件260相對(duì)于地240的旋轉(zhuǎn)。
現(xiàn)在參看圖8和9，將描述八速變速器200的實(shí)施例的操作。應(yīng) 當(dāng)理解，變速器200能夠以至少八個(gè)前進(jìn)速度或扭矩比和至少一個(gè)倒
出部件222上。如將在下面所述，通過一個(gè)或多個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)(即第 一離合器226,第二離合器228，第三離合器230,第四離合器232和 笫一制動(dòng)器234)的接合可獲得各個(gè)前進(jìn)和倒檔速度或扭矩比。圖9是
的真值表。表中還展示了各種齒輪狀態(tài)的實(shí)際數(shù)字齒輪比，但應(yīng)當(dāng)理 解，這些數(shù)值只是示例性的，而且可在極大的范圍內(nèi)調(diào)整這些數(shù)值， 以適應(yīng)變速器200的各種應(yīng)用和操作準(zhǔn)則。圖9中還顯示了利用本發(fā)明的實(shí)施例可獲得齒輪比的一個(gè)示例。當(dāng)然，根據(jù)所選擇的齒輪直徑， 齒輪齒數(shù)和齒輪構(gòu)造還可獲得其它齒輪比。
為了建立倒檔齒輪比，使第一制動(dòng)器234和第二離合器228接合 或被激勵(lì)。第一制動(dòng)器234將第十互連部件260連接至地240上，以 限制第十互連部件260相對(duì)于地240的旋轉(zhuǎn)。第二離合器228將第六 互連部件252連接到第七互連部件254上。類似地，通過離合器和制 動(dòng)器接合的不同組合可獲得八個(gè)前進(jìn)比，如圖9中所示。
應(yīng)當(dāng)理解，前面八速變速器200的操作和齒輪狀態(tài)的解釋首先假 定在給定的齒輪狀態(tài)下沒有特別指出的所有離合器和制動(dòng)器都是未 被激勵(lì)的或分離的，其次在換檔期間，即齒輪狀態(tài)變化期間，在至少 相鄰的齒輪狀態(tài)之間，在兩種齒輪狀態(tài)下都接合或被激勵(lì)的離合器或 制動(dòng)器將仍保持接合的或被激勵(lì)的狀態(tài)。
本發(fā)明的描述在性質(zhì)上僅僅是示例性的，因而不脫離本發(fā)明要點(diǎn) 的變型將屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。這種變型并不^f皮認(rèn)為脫離了本發(fā)明的 精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種變速器，包括輸入部件；輸出部件；第一、第二、第三和第四行星齒輪組，其各具有第一、第二和第三部件；持續(xù)地將所述第一行星齒輪組的第一部件與固定元件互連起來的第一互連部件；持續(xù)地將所述第一行星齒輪組的第三部件與所述第二行星齒輪組的第一部件互連起來的第二互連部件；持續(xù)地將所述第二行星齒輪組的第三部件與所述第三行星齒輪組的第三部件互連起來的第三互連部件；持續(xù)地將所述第三行星齒輪組的第一部件與所述第四行星齒輪組的第三部件互連起來的第四互連部件；持續(xù)地將所述第三行星齒輪組的第二部件與所述第四行星齒輪組的第二部件互連起來的第五互連部件；可選擇性地接合，以便將所述第一、第二和第三部件的其中一個(gè)部件與所述第一、第二、第三部件及固定元件的其中另一部件互連起來的五個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)；和其中，所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地至少兩個(gè)組合地接合，以便在所述輸入部件和所述輸出部件之間建立至少八個(gè)前進(jìn)速度比和至少一個(gè)倒檔速度比。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其特征在于，所述五個(gè)扭矩 傳遞機(jī)構(gòu)的其中第一個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合，以便使所述第 一行星齒輪組的第二部件與所述第二行星齒輪組的第二部件互連起 來。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的變速器，其特征在于，所述五個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)的其中第二個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合，以便將所述第 一行星齒輪組的第三部件與所述第四行星齒輪組的笫 一部件互連起來。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的變速器，其特征在于，所述五個(gè)扭矩 傳遞機(jī)構(gòu)的其中第三個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合，以^^將所述第 二行星齒輪組的第二部件與所述第三行星齒輪組的第一部件互連起 來。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的變速器，其特征在于，所述五個(gè)扭矩 傳遞機(jī)構(gòu)的其中第四個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合，以便將所述第 四行星齒輪組的第一部件與所述輸入部件互連起來。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的變速器，其特征在于，所述五個(gè)扭矩 傳遞機(jī)構(gòu)的其中第五個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地接合，以便將所述第 三行星齒輪組的第一部件與所述固定元件互連起來。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其特征在于，所述第一部件 是太陽齒輪，所述第二部件是托架部件，并且所述第三部件是環(huán)形齒 輪。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其特征在于，所述輸入部件 持續(xù)地與所述第四行星齒輪組的第一部件互連，并且所述輸出部件持 續(xù)地與所述第三行星齒輪組的第二部件互連。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其特征在于，其中一個(gè)所述 扭矩傳遞機(jī)構(gòu)是制動(dòng)器，而另外四個(gè)所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)是離合器。
10. —種變速器，包括 輸入部件； 輸出部件；第一、第二、第三和第四行星齒輪組，其各具有第一、第二和笫 三部件，其中，所述輸入部件持續(xù)地與所述第一行星齒輪組的第二部 件互連，并且所述輸出部件持續(xù)地與所述第三行星齒輪組的第二部件 互連；持續(xù)地將所述第一行星齒輪組的第一部件與固定元件互連起來的第一互連部件；持續(xù)地將所述第一行星齒輪組的第三部件與所述第二行星齒輪 組的第一部件互連起來的第二互連部件；持續(xù)地將所述第二行星齒輪組的第三部件與所述笫三行星齒輪 組的第三部件互連起來的第三互連部件；持續(xù)地將所述第三行星齒輪組的第一部件與所述第四行星齒輪 組的第三部件互連起來的第四互連部件；持續(xù)地將所述笫三行星齒輪組的第二部件與所述第四行星齒輪 組的第二部件互連起來的笫五互連部件；可選擇性地接合，以便使所述第一行星齒輪組的第二部件與所述 第二行星齒輪組的第二部件互連起來的第 一扭矩傳遞機(jī)構(gòu)；可選擇性地接合，以便將所述第 一行星齒輪組的第三部件與所述 第四行星齒輪組的第 一部件互連起來的第二扭矩傳遞機(jī)構(gòu)；可選擇性地接合，以便將所述第二行星齒輪組的第二部件與所述 第三行星齒輪組的第 一部件互連起來的第三扭矩傳遞機(jī)構(gòu)；可選擇性地接合，以便將所述第四行星齒輪組的第一部件與所述 輸入部件互連起來的笫四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)；和可選擇性地接合，以便使所述第三行星齒輪組的第一部件與所述 固定元件互連起來的第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)；和其中，所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地至少兩個(gè)組合地接合，以便 在所述輸入部件和所述輸出部件之間建立至少八個(gè)前進(jìn)速度比和至 少一個(gè)倒檔速度比。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的變速器，其特征在于，所述笫一部 件是太陽齒輪，所述第二部件是托架部件，并且所述第三部件是環(huán)形 齒輪。
12. —種變速器，包括 輸入部件；輸出部件；第一、第二、第三和第四行星齒輪組，其各具有太陽齒輪、托架 部件和環(huán)形齒輪，其中，所述輸入部件持續(xù)地與所述第一行星齒輪組 的托架部件互連，并且所述輸出部件持續(xù)地與所述第三行星齒輪組的才乇架部件互連；持續(xù)地將所述第一行星齒輪組的太陽齒輪與固定元件互連起來的第一互連部件；持續(xù)地將所述第一行星齒輪組的環(huán)形齒輪與所述第二行星齒輪 組的太陽齒輪互連起來的第二互連部件；持續(xù)地將所述第二行星齒輪組的環(huán)形齒輪與所述第三行星齒輪 組的環(huán)形齒輪互連起來的第三互連部件；持續(xù)地將所述第三行星齒輪組的太陽齒輪與所述第四行星齒輪 組的環(huán)形齒輪互連起來的第四互連部件；持續(xù)地將所述第三行星齒輪組的托架部件與所述笫四行星齒輪 組的托架部件互連起來的第五互連部件；可選擇性地接合，以便將所述第一行星齒輪組的托架部件與所述 第二行星齒輪組的托架部件互連起來的第 一扭矩傳遞機(jī)構(gòu)；可選擇性地接合，以便將所述第一行星齒輪組的環(huán)形齒輪與所述 第四行星齒輪組的太陽齒輪互連起來的第二扭矩傳遞裝置；可選擇性地接合，以便將所述第二行星齒輪組的托架部件與所述 第三行星齒輪組的太陽齒輪互連起來的第三扭矩傳遞機(jī)構(gòu)；可選擇性地接合，以便將所述第四行星齒輪組的太陽齒輪與所述 輸入部件互連起來的第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)；和可選擇性地接合，以便使所述笫三行星齒輪組的太陽齒輪與所述 固定元件互連起來的第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)；和其中，所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)可選擇性地至少兩個(gè)組合地接合，以便 在所述輸入部件和所述輸出部件之間建立至少八個(gè)前進(jìn)速度比和至 少一個(gè)倒檔速度比。
全文摘要
本發(fā)明涉及多級(jí)變速器。具體而言，本發(fā)明提供了一種變速器，其具有輸入部件，輸出部件，四個(gè)行星齒輪組，多個(gè)聯(lián)接部件和多個(gè)扭矩傳遞裝置。各個(gè)行星齒輪組包括第一、第二和第三部件。所述扭矩傳遞裝置可包括離合器和制動(dòng)器。
文檔編號(hào)F16H3/62GK101290056SQ20081009336
公開日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2008年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月20日
發(fā)明者A·W·菲利普斯, C·E·凱里, J·M·哈特, S·H·維特科普 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司