專利名稱：8速變速器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有三個行星齒輪組的動力變速器，這些行星齒 輪組由六個扭矩傳遞裝置控制，以提供八個前進速度比和一個倒檔速 度比。
背景技術：
客車包括由發(fā)動機，多級變速器和差速或主減速器(final drive)組 成的傳動系。多級變速器通過容許發(fā)動機多次經過其扭矩范圍運行而 提高了車輛的整個運行范圍。變速器中可得到的前進速度比的數量決
定了發(fā)動機扭矩范圍重復的次數。早前的自動變速器具有兩個速度范 圍。這嚴格地限制了車輛的整個速度范圍，并因此需要相對較大的可 產生較寬的速度和扭矩范圍的發(fā)動機。這導致發(fā)動機在巡航期間運行 在并非最有效點的特定的燃料消耗點上。因此，手動換檔(副軸變速器) 是最通用的。
隨著三速和四速自動變速器的出現，自動換檔(行星齒輪)變速器 隨著汽車的大眾化而提高了普及性。這些變速器改進了車輛的操作性
能和燃料經濟性。速度比的數量增加將減少在速度比之間的步長，并
因此通過在正常車輛加速下使操作員基本察覺不到速度比替換而改
進變速器的換檔質量。
六速變速器提供了相對四速和五速變速器的若干優(yōu)勢，包括改進 的車輛加速度和改進的燃料經濟性。雖然許多貨車采用具有六個或更 多前進速度比的動力變速器，但客車仍然制造成帶有三速和四速自動 變速器，而由于五速或六速裝置的尺寸和復雜性，采用它們的客車相 對較少。相對六速變速器，七速、八速和九速變速器在加速度和燃料經濟 性方面提供了進一步的改進。然而，類似于上面討論的六速變速器， 七速、八速和九速變速器的發(fā)展由于復雜性、尺寸和成本而被排除在 外。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是提供一種改進的變速器，其具有三個受控制 的行星齒輪組，以提供八個前進速度比和一個倒檔速度比。
本發(fā)明的變速器族具有三個行星齒輪組，其各包括第一部件、第 二部件和第三部件，這些部件可以任何順序包括恒星齒輪、環(huán)形齒輪 或行星架組件部件。
在本說明書和權利要求中提及第 一齒輪組、第二齒輪組和第三齒 輪組時，這些齒輪組可以圖中任何順序(即，從左至右或從右至左等等) 從"第一"數到"第三"。另外，對于各齒輪組，各齒輪組的第一部 件、第二部件或第三部件可以圖中任何順序(即，從上至下或從下至上 等等)從"第一"數到"第三"。
各個架部件可以是單小齒輪架部件(簡單)或雙小齒輪架部件(復 合)。帶有長小齒輪的實施例也是可行的。
第 一互連部件持續(xù)地將第 一行星齒輪組的第三部件與所述第二 行星齒輪組的第三部件連接。
第二互連部件持續(xù)地將第二行星齒輪組的第二部件與第三行星 齒輪組的第一部件連接。
第一扭矩傳遞裝置，例如制動器，選擇性地將第一行星齒輪組的 第一部件與固定部件(變速器外殼/殼體)連接。
第二扭矩傳遞裝置,.例如制動器，選擇性地將第二行星齒輪組的 第三部件與固定部件(變速器外殼/殼體)連接。
第三扭矩傳遞裝置，例如制動器，選擇性地將第二行星齒輪組的 第二部件與固定部件(變速器外殼/殼體)連接。第四扭矩傳遞裝置，例如離合器，選擇性地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連接。
第五扭矩傳遞裝置，例如離合器，選擇性地將第一行星齒輪組的 第二部件與第三行星齒輪組的第二部件連接。
第六扭矩傳遞裝置，例如離合器，選擇性地將第二行星齒輪組的 第 一部件與第三行星齒輪組的第二部件連接。
這六個扭矩傳遞裝置可選擇性地以三個的組合^姿合，以產生八個 前進速度比和一個倒檔速度比。
通過恰當地選擇行星齒輪組的齒數比可以實現各種速度比和速 度比范圍。
從以下結合所附圖紙對實現本發(fā)明的最佳模式的詳細描述中，本 發(fā)明的上述特征和其它特征及優(yōu)勢將變得非常明顯。


圖la是包括根據本發(fā)明的行星變速器的傳動系的示意圖；和 圖lb是描述圖la中所示的傳動系的某些運行特征的真值表和圖表。
具體實施例方式
參照圖紙，圖la中顯示了傳動系10，其具有傳統的發(fā)動機和扭 矩變換器12,行星變速器14,和傳統的主減速器機構16。發(fā)動機12 可利用各種類型的燃料來驅動，以提高特定應用的效率和燃料經濟 性。這種燃料可包括例如汽油、柴油、乙醇、二曱醚等等。
行星變速器14包括持續(xù)地與發(fā)動機12連接的輸入部件17、行星 齒輪裝置18以及持續(xù)地與主減速器機構16連接的輸出部件19。行星 齒輪裝置18包括三個行星齒輪組20,30和40。
行星齒輪組20包括恒星齒輪部件22、環(huán)形齒輪部件24和行星架 組件部件26。行星架組件部件26包括多個可旋轉地安裝在架部件29上，并布置成與恒星齒輪部件22及環(huán)形齒輪部件24成嚙合關系的小 齒輪27。
行星齒輪組30包括恒星齒輪部件32、環(huán)形齒輪部件34和行星架 組件部件36。行星架組件部件36包括多個可旋轉地安裝在架部件39 上，并布置成與環(huán)形齒輪部件34及恒星齒輪部件32成嚙合關系的小 齒輪37。
行星齒輪組40包括恒星齒輪部件42、環(huán)形齒輪部件44和行星架 組件部件46。行星架組件部件46包括多個安裝在架部件49上，并布 置成與環(huán)形齒輪部件44及恒星齒輪部件42成嚙合關系的小齒輪47。
行星齒輪裝置還包括六個扭矩傳遞機構50,52,54,55,56和57。扭 矩傳遞機構50,52和54是固定類型的扭矩傳遞機構，通常稱為制動器 或反作用離合器。扭矩傳遞機構55，56和57是旋轉類型的扭矩傳遞機 構，通常稱為離合器。
輸入部件17持續(xù)地與行星齒輪組30的恒星齒輪部件32連接。 輸出部件19持續(xù)地與行星齒輪組40的環(huán)形齒輪部件44連接。第一 互連部件70持續(xù)地將行星齒輪組20的環(huán)形齒輪部件24與行星齒4侖 組30的環(huán)形齒輪部件34連接。第二互連部件72持續(xù)地將行星齒輪 組30的行星架組件部件36與行星齒輪組40的恒星齒輪部件42連接。
第一扭矩傳遞裝置，例如制動器50，選擇性地將行星齒輪組20 的恒星齒輪部件22與變速器外殼60連接。第二扭矩傳遞裝置，例如 制動器52，選擇性地將行星齒輪組30的環(huán)形齒輪部件34與變速器外 殼60連接。第三扭矩傳遞裝置，例如制動器54，選擇性地將行星齒 輪組30的行星架組件部件36與變速器外殼60連接。第四扭矩傳遞 裝置，例如離合器55,選擇性地將行星齒輪組20的行星架組件部件 26與行星齒輪組30的行星架組件部件36連接。第五扭矩傳遞裝置， 例如離合器56，選擇性地將行星齒輪組20的行星架組件部件26與行 星齒輪組40的行星架組件部件46連接。第六扭矩傳遞裝置，例如離 合器57，選擇性地將行,齒輪組30的恒星齒輪部件32與行星齒輪組40的行星架組件部件46連接。
如圖lb中所示，尤其如此處所公開的真值表中所示，這些扭矩
傳遞機構選擇性地以三個的組合進行接合，以提供八個前進速度比和
一個倒檔速度比，所有都帶單躍遷換檔(single transition shift)及雙倍超 載(double overdrive)。
通過制動器52和離合器55,56的接合建立倒檔速度比。制動器 52通過互連部件70而使環(huán)形齒輪部件34及環(huán)形齒輪部件24與變速 器外殼60相接合。離合器55通過互連部件72而使行星架組件部件 26與行星架組件部件36及恒星齒輪部件42相接合。離合器56使行 星架組件部件26與行星架組件部件46相接合。恒星齒輪部件32以 與輸入部件17相同的速度旋轉。環(huán)形齒輪部件34和環(huán)形齒輪部件24 不旋轉。行星架組件部件36、行星架組件部件26、行星齒輪組40和 輸出部件19以相同的速度旋轉。行星架組件部件36的速度，以及由 此輸出部件19的速度，由恒星齒輪部件32的速度以及行星齒輪組30 的環(huán)形齒輪/恒星齒輪的齒數比來確定。利用行星齒輪組30的環(huán)形齒 輪/恒星齒輪的齒數比可確定倒檔速度比的數值。
通過制動器50,52和離合器56的接合建立第一前進速度比。制動 器50使恒星齒輪部件22與變速器外殼60相接合。制動器52通過互 連部件70而使環(huán)形齒輪部件34及環(huán)形齒輪部件24與變速器外殼60 相接合。離合器56使行星架組件部件26與行星架組件部件46相接 合。恒星齒輪部件32以與輸入部件17相同的速度旋轉。環(huán)形齒輪部 件34、行星齒輪組20和行星架組件部件46不旋轉。行星架組件部件 36和恒星齒輪部件42以相同的速度旋轉。行星架組件部件36的速度 由恒星齒輪部件32的速度以及行星齒輪組30的環(huán)形齒輪/恒星齒輪的 齒數比來確定。環(huán)形齒輪部件44和輸出部件19以相同的速度旋轉。 環(huán)形齒輪部件44的速度，以及由此輸出部件19的速度，由恒星齒輪 部件42的速度以及行星齒輪組40的環(huán)形齒輪/恒星齒輪的齒數比來確 定。利用行星齒輪組30和40的環(huán)形齒輪/恒星齒輪的齒數比可確定第一前進速度比的數值。
通過制動器50,54和離合器56的接合建立第二前進速度比。制動 器50使恒星齒輪部件22與變速器外殼60相接合。制動器54通過互 連部件72而使行星架組件部件36及恒星齒輪部件42與變速器外殼 60相接合。離合器56使行星架組件部件26與行星架組件部件46相 接合。恒星齒輪部件32以與輸入部件17相同的速度旋轉。行星架組 件部件36和恒星齒輪部件42不旋轉。環(huán)形齒輪部件34和環(huán)形齒輪 部件24以相同的速度旋轉。環(huán)形齒輪部件34的速度由恒星齒輪部件 32的速度以及行星齒輪組30的環(huán)形齒輪/恒星齒輪的齒數比來確定。 恒星齒輪部件22不旋轉。行星架組件部件26和行星架組件部件46 以相同的速度旋轉。行星架組件部件26的速度由環(huán)形齒輪部件24的 速度以及行星齒輪組20的環(huán)形齒輪/恒星齒輪的齒數比來確定。環(huán)形 齒輪部件44和輸出部件19以相同的速度旋轉。環(huán)形齒輪部件44的 速度，以及由此輸出部件19的速度，由行星架組件部件46的速度以 及行星齒輪組40的環(huán)形齒輪/恒星齒輪的齒數比來確定。利用行星齒 輪組20,30和40的環(huán)形齒輪/恒星齒輪的齒數比可確定第二前進速度 比的數值。
通過制動器50和離合器55,56的接合建立第三前進速度比。制動 器50使恒星齒輪部件22與變速器外殼60相接合。離合器55通過互 連部件72而使行星架組件部件26與行星架組件部件36及恒星齒輪 部件42相接合。離合器56使行星架組件部件26與行星架組件部件 46相接合。恒星齒輪部件32以與輸入部件17相同的速度旋轉。環(huán)形 齒輪部件34和環(huán)形齒輪部件24以相同的速度旋轉。行星架組件部件 36、行星架組件部件26、行星齒輪組40和輸出部件19以相同的速度 旋轉。環(huán)形齒輪部件34的速度由恒星齒輪部件32的速度、行星架組 件部件36的速度以及行星齒輪組30的環(huán)形齒輪/恒星齒輪的齒數比來 確定。行星架組件部件26的速度，以及由此輸出部件19的速度，由 環(huán)形齒輪部件24的速度以及行星齒輪組20的環(huán)形齒輪/恒星齒輪的齒數比來確定。利用行星齒輪組20和30的環(huán)形齒輪/恒星齒輪的齒數比可確定第三前進速度比的數值。通過制動器50和離合器56,57的接合建立第四前進速度比。制動 器50使恒星齒輪部件22與變速器外殼60相接合。離合器56使行星 架組件部件26與行星架組件部件46相接合。離合器57使恒星齒輪 部件32與行星架組件部件46相接合。恒星齒輪部件32、行星架組件 部件46和行星架組件部件26通過互連部件72而以與輸入部件17相 同的速度旋轉。行星架組件部件36和恒星齒輪部件42以相同的速度 旋轉。環(huán)形齒輪部件34和環(huán)形齒輪部件24以相同的速度旋轉。環(huán)形 齒輪部件34的速度由恒星齒輪部件32的速度、行星架組件部件36 的速度以及行星齒輪組30的環(huán)形齒輪/恒星齒輪的齒數比來確定。恒 星齒輪部件22不旋轉。行星架組件部件26的速度由環(huán)形齒輪部件24 的速度以及行星齒輪組20的環(huán)形齒輪/恒星齒輪的齒數比來確定。環(huán) 形齒輪部件44和輸出部件19以相同的速度旋轉。環(huán)形齒輪部件44 的速度，以及由此輸出部件19的速度，由恒星齒輪部件42的速度、 行星架組件部件46的速度以及行星齒輪組40的環(huán)形齒輪/恒星齒輪的 齒數比來確定。利用行星齒輪組20,30和40的環(huán)形齒輪/恒星齒輪的 齒數比可確定第四前進速度比的數值。通過離合器55,56和57的接合建立第五前進速度比。在這種布置 下，輸入部件17直接與輸出部件19連接。第五前進速度比的數值為 1。通過制動器50和離合器55,57的接合建立第六前進速度比。制動 器50使恒星齒輪部件22與變速器外殼60相接合。離合器55通過互 連部件72而使行星架組件部件26與行星架組件部件36及恒星齒輪 部件42相接合。離合器57使恒星齒輪部件32與行星架組件部件46 相接合。恒星齒輪部件32和行星架組件部件46以與輸入軸17相同 的速度旋轉。行星架組件部件26、行星架組件部件36和恒星齒輪部 件42以相同的速度旋轉。環(huán)形齒輪部件34和環(huán)形齒輪部件24以相同的速度旋轉。環(huán)形齒輪部件34的速度由恒星齒輪部件32的速度、 行星架組件部件36的速度以及行星齒輪組30的環(huán)形齒輪/恒星齒輪的 齒數比來確定。恒星齒輪部件22不旋轉。行星架組件部件26的速度 由環(huán)形齒輪部件24的速度以及行星齒輪組20的環(huán)形齒輪/恒星齒輪的 齒數比來確定。環(huán)形齒輪部件44和輸出部件19以相同的速度旋轉。 環(huán)形齒輪部件44的速度，以及由此輸出部件19的速度，由恒星齒輪 部件42的速度、行星架組件部件46的速度以及行星齒輪組40的環(huán) 形齒輪/恒星齒輪的齒數比來確定。利用行星齒輪組20,30和40的環(huán) 形齒輪/恒星齒輪的齒數比可確定第六前進速度比的數值。通過制動器50,54和離合器57的接合建立第七前進速度比。制動 器50使恒星齒輪部件22與變速器外殼60相接合。制動器54通過互 連部件72而使行星架組件部件36及恒星齒輪部件42與變速器外殼 60相接合。離合器57使恒星齒輪部件32與行星架組件部件46相接 合。恒星齒輪部件32和行星架組件部件46以與輸入軸17相同的速 度旋轉。行星架組件部件36、恒星齒輪部件42和恒星齒輪部件22不 旋轉。環(huán)形齒輪部件34和環(huán)形齒輪部件24以相同的速度旋轉。環(huán)形 齒輪部件34的速度由恒星齒輪部件32的速度以及行星齒輪組30的 環(huán)形齒輪/恒星齒輪的齒數比來確定。環(huán)形齒輪部件44和輸出部件19 以相同的速度旋轉。環(huán)形齒輪部件44的速度，以及由此輸出部件19 的速度，由行星架組件部件46的速度以及行星齒輪組40的環(huán)形齒輪 /恒星齒輪的齒數比來確定。利用行星齒輪組30和40的環(huán)形齒輪/恒 星齒輪的齒數比可確定第七前進速度比的數值。通過制動器50,52和離合器57的接合建立第八前進速度比。制動 器50使恒星齒輪部件22與變速器外殼60相接合。制動器52通過互 連部件70而使環(huán)形齒輪部件34及環(huán)形齒輪部件24與變速器外殼60 相接合。離合器57使恒星齒輪部件32與行星架組件部件46相接合。 恒星齒輪部件32和行星架組件部件46以與輸入軸17相同的速度旋 轉。環(huán)形齒輪部件34和行星齒輪組20不旋轉。行星架組件部件36和恒星齒輪部件42以相同的速度旋轉。行星架組件部件36的速度由 恒星齒輪部件32的速度以及行星齒輪組30的環(huán)形齒輪/恒星齒輪的齒 數比來確定。環(huán)形齒輪部件44和輸出部件19以相同的速度旋轉。環(huán) 形齒輪部件44的速度，以及由此輸出部件19的速度，由恒星齒輪部 件42的速度、行星架組件部件46的速度以及行星齒輪組40的環(huán)形 齒輪/恒星齒輪的齒數比來確定。利用行星齒輪組30和40的環(huán)形齒輪 /恒星齒輪的齒數比可確定第八前進速度比的數值。如上所述，在圖lb的真值表中顯示了用于扭矩傳遞機構的接合 一覽表。該真值表還提供了上述變速器中可得到的速度比和比階(ratio step)的一個示例。例如，在第一和第二前進速度比之間的階比(step ratio)是1.43，而在倒檔速度比和第一前進速度比之間的階比為-0,59。 所述階比指的是相鄰兩檔速度比之間的具體比值。傳動系IO可與混合動力車輛共享構件，并且這種組合在"電量 耗盡模式"下可以是可操作的。對于本發(fā)明的目的，"電量耗盡模式" 是一種這樣的模式，在這種;f莫式下主要由電動機/發(fā)電機為車輛提供動 力，使得當車輛到達其目的地時，蓄電池^皮耗盡或幾乎耗盡。換句話 說，在電量耗盡^t式期間，發(fā)動機12只是運行到確保蓄電池在到達 目的地之前不被耗盡的所必需的程度。傳統的混合動力車輛以"電量 維持模式，，進行操作，其中如果蓄電池電量水平下降到預定的水平以 下(例如，25%)時，發(fā)動才幾自動地運行以對蓄電池充電。因此，通過 在電量耗盡^f莫式下操作，混合動力車輛可保留某些或所有否則將^f皮消 耗以保持25%的傳統混合動力車輛中的蓄電池電量水平的燃料。應該 懂得如果蓄電池可在到達目的地之后，通過將其插入到某一能源中進 行再充電，那么混合動力車輛的傳動系優(yōu)選只以電量耗盡模式運行。雖然已經詳細介紹了用于實現本發(fā)明的最佳模式，但是熟悉本發(fā) 明相關領域的技術人員將認識到屬于所附權利要求的范圍內的各種 實踐本發(fā)明的備選設計和實施例。
權利要求
1.一種多級變速器，包括輸入部件；輸出部件；各具有第一部件、第二部件和第三部件的第一行星齒輪組、第二行星齒輪組和第三行星齒輪組；第一互連部件，其持續(xù)地將所述第一行星齒輪組的所述第三部件與所述第二行星齒輪組的所述第三部件連接；第二互連部件，其持續(xù)地將所述第二行星齒輪組的所述第二部件與所述第三行星齒輪組的所述第一部件連接；第一扭矩傳遞機構，其選擇性地將所述第一行星齒輪組的所述第一部件與固定部件連接；第二扭矩傳遞機構，其選擇性地將所述第二行星齒輪組的所述第三部件與所述固定部件連接；第三扭矩傳遞機構，其選擇性地將所述第二行星齒輪組的所述第二部件與所述固定部件連接；第四扭矩傳遞機構，其選擇性地將所述第一行星齒輪組的所述第二部件與所述第二行星齒輪組的所述第二部件連接；第五扭矩傳遞機構，其選擇性地將所述第一行星齒輪組的所述第二部件與所述第三行星齒輪組的所述第二部件連接；第六扭矩傳遞機構，其選擇性地將所述第二行星齒輪組的所述第一部件與所述第三行星齒輪組的所述第二部件連接；所述扭矩傳遞機構以三個的組合進行接合，以在所述輸入部件和所述輸出部件之間建立八個前進速度比和一個倒檔速度比。
2. 根據權利要求1所述的變速器，其特征在于所述第一扭矩傳 遞機構、笫二扭矩傳遞機構和第三扭矩傳遞機構包括制動器，并且所 述第四扭矩傳遞機構、第五扭矩傳遞機構和第六扭矩傳遞裝置包括離合器。
3. 根據權利要求1所述的變速器，其特征在于所述第一行星齒 輪組、第二行星齒輪組和第三行星齒輪組的所述第一部件、第二部件 和第三部件分別包括恒星齒輪部件、行星架組件部件和環(huán)形齒輪部 件。
4. 根據權利要求1所述的變速器，其特征在于所述輸入部件持 續(xù)地與所述第二行星齒輪組的所述第 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所述第三部件互連。
5. —種多級變速器，包括 輸入部件；輸出部件；各具有恒星齒輪部件、行星架組件部件和環(huán)形齒輪部件的第一行 星齒輪組、第二行星齒輪組和第三行星齒輪組；所述輸入部件持續(xù)地與所述第二行星齒輪組的所述恒星齒輪部 件互連；所述輸出部件持續(xù)地與所述第三行星齒輪組的所述環(huán)形齒輪部 件互連；第一互連部件，其持續(xù)地將所述第一行星齒輪組的所述環(huán)形齒輪 部件與所述第二行星齒輪組的所述環(huán)形齒輪部件連接；第二互連部件，其持續(xù)地將所述第二行星齒輪組的所述行星架組 件部件與所述第三行星齒輪組的所述恒星齒輪部件連接；第一扭矩傳遞機構，其選擇性地將所述第一行星齒輪組的所述恒 星齒輪部件與固定部件連接；第二扭矩傳遞機構，其選擇性地將所述第二行星齒輪組的所述環(huán) 形齒輪部件與所述固定部件連接；第三扭矩傳遞機構，其選擇性地將所述第二行星齒輪組的所述行 星架組件部件與所述固定部件連接；第四扭矩傳遞機構，其選擇性地將所述第一行星齒輪組的所述行星架組件部件與所述第二行星齒輪組的所述行星架組件部件連接；第五扭矩傳遞機構，其選擇性地將所述第一行星齒輪組的所述行星架組件部件與所迷第三行星齒輪組的所述行星架組件連接；和第六扭矩傳遞機構，其選擇性地將所述第二行星齒輪組的所述恒 星齒輪部件與所述第三行星齒輪組的所迷行星架組件部件連接； 所述扭矩傳遞機構以三個的組合進行接合，以在所述輸入部件和所述 輸出部件之間建立八個前進速度比和一個倒檔速度比。
全文摘要
本發(fā)明涉及8速變速器，具體而言，變速器具有多個部件，其可用于傳動系以提供八個前進速度比和一個倒檔速度比。該變速器包括具有六個扭矩傳遞機構和兩個固定的互連部件的三個行星齒輪組。該傳動系包括發(fā)動機和持續(xù)地連接在其中一個行星齒輪部件上的扭矩變換器，以及持續(xù)地與另一行星齒輪部件連接的輸出部件。這六個扭矩傳遞機構提供了各種齒輪部件之間、變速器外殼以及與輸入部件之間的互連，并且以三個的組合運行，以建立八個前進速度比和一個倒檔速度比。
文檔編號F16H3/62GK101319706SQ200810108348
公開日2008年12月10日 申請日期2008年6月3日 優(yōu)先權日2007年6月4日
發(fā)明者A·W·菲利普斯, C·E·凱里, J·M·哈特, M·拉哈文, S·H·維特科普 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司