專利名稱：多級變速器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明大體涉及具有多個行星齒輪組和多個扭矩傳遞裝置的多 級變速器，更具體地涉及具有八種或者更多種速度、四個行星齒輪組 和多個扭矩傳遞裝置的變速器。
背景技術：
本部分中的陳述僅提供與本公開相關的背景資料，并且可構成或 可不構成現(xiàn)有技術。
典型的多級變速器使用摩擦離合器、行星齒輪布置和固定互連的 組合，以實現(xiàn)多個齒輪比。行星齒輪組的數(shù)目和物理布置通常由封裝、 成本和所需的速度比所確定。
雖然當前的變速器實現(xiàn)其預定的目的，但是基本不斷地需要新的 改進的變速器構造，其體現(xiàn)了尤其從效率、響應性和平穩(wěn)性考慮的改 進的性能，以及改進的封裝，主要是減小的尺寸和重量。因此，需要 一種改進的、節(jié)省成本的、緊湊的多級變速器。

發(fā)明內(nèi)容
提供了r種變速器，其具有輸入部件、輸出部件.四個行星齒輪 組、多個聯(lián)接部件和多個扭矩傳遞裝置。各個行星齒輪組包括第一、 第二和第三部件。扭矩傳遞裝置例如是離合器和制動器。
變速器的實施例包括四個行星齒輪組、三個離合器和兩個制動 器。 '
因此，本發(fā)明的目的是提供具有四個行星齒輪組的變速器。
本發(fā)明的另 一個目的是提供具有至少八種前進速度和至少 一種 倒檔速度的變速器。
本發(fā)明的又一目的是提供具有四個行星齒輪組、多個聯(lián)接部件和 多個扭矩傳遞裝置的變速器。
通過參考以下的說明和附圖，本發(fā)明的其它目的、方面和優(yōu)點將 變得顯而易見，在附圖中，相似的附圖標記表示相同的構件、元件或 特征。


此處描述的附圖僅僅用于示意的目的而不意圖以任何方式限制 本公開的范圍。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的八級變速器的實施例的杠桿圖(lever diagram);
圖2是根據(jù)本發(fā)明的八級變速器的實施例的簡圖；和 圖3是表示在圖1和圖2所示變速器的每種可獲得的前進和倒檔 速度比或齒輪比中的各個扭矩傳遞離合器的接合狀態(tài)的真值表。
具體實施例方式
以下說明在本質(zhì)上僅僅是示例性的，并且不意圖限制本公開、應 用或用途。
最初應該了解的是，在所提供的具體示例中，本發(fā)明的八速自動 變速器具有在四個行星齒輪組的元件之間的永久的機械連接的布置。 第 一行星齒輪組的第 一構件或元件永久地聯(lián)接到第二行星齒輪組的 第一構件或元件。第一行星齒輪組的第三構件或元件永久地聯(lián)接到第 二行星齒輪組的^二'構件或元件。第二行星齒輪組的第三構件或元件 永久地聯(lián)接到第三行星齒輪組的第一構件或元件。最后，第三行星齒 輪組的第二構件或元件永久地聯(lián)接到第四行星齒輪組的第一構件或 元件。
現(xiàn)在參考圖1，八級變速器IO的實施例以杠桿圖形式示出。杠桿 圖是例如自動變速器的機械裝置的構件的示意圖。每個單獨的杠桿表
示一個行星齒輪組，其中行星齒輪的三個基本的機械構件各由節(jié)點表
示。因此，單個杠桿包括三個節(jié)點 一個用于太陽齒輪， 一個用于行 星齒輪托架， 一個用于環(huán)形齒輪。各個杠桿的節(jié)點之間的相對長度可 用于表示各個相應齒輪組的環(huán)形-太陽比。這些杠桿比又用于改變變速 器的齒輪比，以便實現(xiàn)合適的比率和比率遞變(ratioprogression)。各種 行星齒輪組的節(jié)點之間的機械聯(lián)接或互連以細水平線表示，并且例如 離合器和制動器的扭矩傳遞裝置表示為交錯的指狀物。如果該裝置為 制動器，則將一組指狀物接地(grounded)。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、目的和用途的進一步說明，該論文 因此通過引用而完全結合于本發(fā)明中。
變速器10包括輸入軸或輸入部件12、第一行星齒輪組14、第二 行星齒輪組16、第三行星齒輪組18、第四行星齒輪組20和輸出軸或 輸出部件22。第一行星齒輪組14具有三個節(jié)點第一節(jié)點14A、第 二節(jié)點14B和第三節(jié)點14C;第二行星齒輪組16具有三個節(jié)點第 一節(jié)點16A、第二節(jié)點16B和第三節(jié)點16C;第三行星齒輪組18具 有三個節(jié)點第一節(jié)點18A、第二節(jié)點18B和第三節(jié)點18C;第四行 星齒輪組20具有三個節(jié)點第一節(jié)點20A、第二節(jié)點20B和第三節(jié) 點20C。
輸入部件12聯(lián)接到第 一行星齒輪組14的第二節(jié)點14B。輸出部 件22聯(lián)接到第四行星齒輪組20的第二節(jié)點20B。第 一行星齒輪組14 的第一節(jié)點14A聯(lián)接到第二行星齒輪組16的第一節(jié)點16A。第一行 星齒輪組l4的.第三節(jié)點.MC聯(lián)接到第二行星貴輪組16的第二節(jié)點 16B。第二行皇齒輪組16的第三節(jié)》、16C聯(lián)接到第三行星齒輪i且18 的第一節(jié)點18A。第三秄星齒輪組18的'第二節(jié)點18B聯(lián)接到第四行 星齒輪組20的第一節(jié)點20A。
第一離合器26使輸出部件22和第四行星齒輪組20的第二節(jié)點 20B有選擇地連接到第一行星齒輪組14的第三節(jié)點14C和第二行星
齒輪組16的第二節(jié)點16B。第二離合器28使第二行星齒輪組16的第 一節(jié)點16A和第一行星齒輪組14的第一節(jié)點14A有選擇地連接到第 三行星齒輪組18的第二節(jié)點18B和第四行星齒輪組20的第一節(jié)點 20A。第三離合器30使第二行星齒輪組16的第一節(jié)點16A和第一行 星齒輪組14的第一節(jié)點14A有選擇地連接到第三行星齒輪組18的第 三節(jié)點18C。第一制動器32使第四行星齒輪組20的第三節(jié)點20C有 選擇地連接到地(ground)或變速器殼體50。第二制動器34使第三行星 齒輪組18的第三節(jié)點18C有選擇地連接到地或變速器殼體50。
現(xiàn)在參考圖2，符號圖(stick diagram)表示根據(jù)本發(fā)明的八級變速 器10的實施例的示意性的布置。在圖2中，延續(xù)圖1的杠桿圖的編 號。相應地示出離合器和聯(lián)接器，而行星齒輪組的節(jié)點現(xiàn)在表示為行 星齒輪組的構件，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是包括太陽齒輪部件14A、行星齒輪托架 部件14B和環(huán)形齒輪部件14C的行星齒輪組。太陽齒輪部件14A與 第一軸或中間部件42連接以共同旋轉(zhuǎn)。環(huán)形齒輪部件14C連接到第 二軸或中間部件44并且連接到第三軸或中間部件46。行星齒輪托架 部件14B可旋轉(zhuǎn)地支承一組行星齒輪14D(僅顯示了一個)并且與輸入 軸或輸入部件12連接以共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪14D構造為以便與太陽 齒輪部件14A及環(huán)形齒輪部件14C互相嚙合。
輸入軸或輸入部件12持續(xù)地連接到發(fā)動機(未顯示)或連接到扭矩 轉(zhuǎn)換器(未顯示)的渦輪。輸出軸或輸出部件22與主減速器或分動箱(未 顯示)持續(xù)地連接。
行星齒輪組16是包括太陽齒輪部件16A、可旋轉(zhuǎn)地支承一組行 星齒輪16D的行星托架部件16B和環(huán)形齒輪部件.16C的行星齒輪組。 太陽齒輪部件16A與第 一軸或中間部件42及第由軸或中間部件48連 接以共同旋轉(zhuǎn)。行星托架部件16B連接到第二軸或中間部件44。環(huán)形 齒輪部件16C與第五軸或中間部件52連接以共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪16D
構造為以便與太陽齒輪部件16A和環(huán)形齒輪部件16C均互相嚙合。
行星齒輪組18是包括太陽齒輪部件18A、環(huán)形齒輪部件18C和 可旋轉(zhuǎn)地支承一組行星齒輪18D的行星托架部件18B的行星齒輪組。 太陽齒輪部件18A與第五軸或中間部件52連接以共同旋轉(zhuǎn)。環(huán)形齒 輪部件18C與第六軸或中間部件54連接以共同旋轉(zhuǎn)并且連接到第二 制動器34。行星托架部件18B與第七軸或中間部件56及第八軸或中 間部件58連接以共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪18D構造為與太陽齒輪部件18A 和環(huán)形齒輪部件18C均互相嚙合。
行星齒輪組20是包括太陽齒輪部件20A、環(huán)形齒輪部件20C和 可旋轉(zhuǎn)地支承一組行星齒輪20D的行星托架部件20B的行星齒輪組。 太陽齒輪部件20A與第八軸或中間部件58連接以共同旋轉(zhuǎn)。環(huán)形齒 輪部件20C連接到第一制動器32。行星托架部件20B與輸出軸22連 接以共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪20D構造為以便與太陽齒輪部件20A和環(huán)形 齒輪部件20C均互相嚙合。
扭矩傳遞機構或離合器26,28,30和制動器32，34允許軸或互連部 件、行星齒輪組的部件和殼體的選擇性的互連。例如，第一離合器26 可以有選擇地接合，以將輸出部件22連接到第三軸或中間部件46。 第二離合器28可以有選擇地接合，以將第四軸或中間部件48連接到 第七軸或中間部件56。第三離合器30可以有選擇地接合，以將第四 軸或中間部件48連接到第六軸或中間部件54。第一制動器32可以有 選擇地接合，以將第四行星齒輪組20的環(huán)形齒輪20C連接到地或變 速器殼體50，以便限制環(huán)形齒輪部件20C相對于地或變速器殼體50 旋轉(zhuǎn)。第二制動器34可以有選擇地接合，以將第三行星齒輪組18的 環(huán)形齒輪部件18C連接到地或變速器殼體50,以便限制環(huán)形齒輪部件 20C相對于地或變速器殼體50旋轉(zhuǎn)。
現(xiàn)在參考圖2和圖3，將對八級變速器10的實施例的揭:作進行說 明。將要了解的是，變速器10能夠以至少八種前進速度或扭矩比和 至少一種倒檔速度或扭矩比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。通過扭矩傳遞機構(即第一離合器26、第二離合 器28、第三離合器30、第一制動器32和第二制動器34)中的一個或 多個的接合，獲得各種前進和倒檔速度或扭矩比，如下文所述。圖3
組合的真值表。還表示了各種齒輪狀態(tài)的齒輪比的實際數(shù)值，但是應 了解的是，這些數(shù)值僅僅為示例性的，并且可在很大的范圍上調(diào)節(jié)這 些數(shù)值以適應變速器10的各種應用和操作準則。圖3還示出可利用 本發(fā)明實施例獲得的齒輪比的示例。當然，根據(jù)所選擇的齒輪直徑、 齒輪齒數(shù)和齒輪構造，可實現(xiàn)其它的齒輪比。
接合或促動第一離合器26、第一制動器32和第二制動器34以建 立倒檔。第 一 離合器26使輸出部件22連接到第三軸或中間部件46。 第 一制動器32使第四行星齒輪組20的環(huán)形齒輪20C連接到地或變速 器殼體50。第二制動器34使第三行星齒輪組18的環(huán)形齒輪部件18C 連接到地或變速器殼體50。同樣地，如圖3所示，通過離合器和制動 器接合的不同組合實現(xiàn)八種前進比。
將了解的是，八級變速器10的操作和齒輪狀態(tài)的上述說明首先 假設未在給定齒輪狀態(tài)中具體指出的所有離合器和制動器均為不促 動的或脫離的，其次在換檔期間，即改變齒輪狀態(tài)期間，在至少相鄰 的齒輪狀態(tài)之間，在兩種齒輪狀態(tài)下接合或促動的離合器或制動器仍 將保持接合或促動。
本發(fā)明的 說明在本質(zhì)上僅為示例性的，并且旨在使不脫離本發(fā)明 要旨的變型處在本發(fā)明的范圍內(nèi)。這種變型不被認為脫離了本發(fā)明的 4青神和范圍。
權利要求
1.一種變速器，其包括輸入部件；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；第一互連部件，其使所述第一行星齒輪組的第一部件與所述第二行星齒輪組的第一部件持續(xù)地互連；第二互連部件，其使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二部件持續(xù)地互連；第三互連部件，其使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一部件持續(xù)地互連；第四互連部件，其使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一部件持續(xù)地互連；五個扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第一、第二和第三部件中的一個與所述第一、第二和第三部件中的另一個互連；和其中，所述扭矩傳遞機構可以以至少三個的組合有選擇地接合，以在所述輸入部件和所述輸出部件之間建立至少八種前進速度比和至少一種倒檔速度比。
2. 根據(jù)權利要求l所述的變速器，其特征在于，所述五個扭矩傳 遞機構中的第一扭矩傳遞機構可以有選擇地接合，以使所述第一行星 齒輪組的第三部件與所述輸出部件互連。
3. 根據(jù)權利要求2所述的變速器，其特征在于/所述五個扭矩傳 遞機構中的第二扭矩傳遞機構可以有選擇地接合，以使所述第二行星 齒輪組的第一部件與所述第三行星齒輪組的第二部件互連。
4. 根據(jù)權利要求3所述的變速器，其特征在于，所述五個扭矩傳 遞機構中的第三扭矩傳遞機構可以有選擇地接合，以使所述第二行星 齒輪組的第一部件與所述第三行星齒輪組的第三部件互連。
5. 根據(jù)權利要求4所述的變速器，其特征在于，所述五個扭矩傳 遞機構中的第四扭矩傳遞機構可以有選擇地接合，以使所述第四行星 齒輪組的第三部件與固定部件互連。
6. 根據(jù)權利要求5所述的變速器，其特征在于，所述五個扭矩傳 遞機構中的第五扭矩傳遞機構可以有選擇地接合，以使所述第三行星 齒輪組的第三部件與固定部件互連。
7. 根據(jù)權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述第四扭矩傳 遞機構和所述第五扭矩傳遞機構是制動器，所述第一扭矩傳遞機構、 所述第二扭矩傳遞機構和所述第三扭矩傳遞機構是離合器。
8. 根據(jù)權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述第一部件是 太陽齒輪，所述第二部件是行星托架部件，所述第三部件是環(huán)形齒輪。
9. 根據(jù)權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述輸入部件與 所述第一行星齒輪組的所述第二部件持續(xù)地互連，所述輸出部件與所 述第四行星齒輪組的所述第二部件持續(xù)地互連。
10. —種變速器，其包括 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，其中，所述輸入部件與所述第一行星齒輪組的第二部件持續(xù) 地互連，所述輸出部件與所述第四行星齒輪組的第二部件持續(xù)地互連；第 一互'連部件，其使所述第 一'行星齒輪組的第 一部件與所述第二行星齒輪組的第一部件持續(xù)地互連；第二互連部件，其使所述第一行星齒輪組的第三部件與所述第二 行星齒輪組的第二部件持續(xù)地互連；第三互連部件，其使所述第二行星齒輪組的第三部件與所述第三 行星齒輪組的笫一部件持續(xù)地互連；第四互連部件，其使所述第三行星齒輪組的第二部件與所述第四 行星齒輪組的第一部件持續(xù)地互連；第一扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第一行星齒 輪組的第三部件與所述輸出部件互連；第二扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第二行星齒 輪組的第 一部件與所述第三行星齒輪組的第二部件互連；第三扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第二行星齒 輪組的第 一部件與所述第三行星齒輪組的第三部件互連；第四扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第四行星齒 輪組的第三部件與固定部件互連；第五扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第三行星齒 輪組的第三部件與固定部件互連；和其中，所述扭矩傳遞機構可以以至少三個的組合有選擇地-接合， 以在所述輸入部件和所述輸出部件之間建立至少八種前進速度比和 至少一種倒檔速度比。
11. 根據(jù)權利要求10所述的變速器，其特征在于，所述第四扭矩 傳遞機構和所述第五扭矩傳遞機構是制動器，所述第 一扭矩傳遞4幾 構、所述第二扭矩傳遞機構和所述第三扭矩傳遞機構是離合器。
12. 根據(jù)權利要求IO所述的變速器，其特征在于，所述第一部件 是太陽齒輪，所述第二部件是行星托架部件，所述第三部件是環(huán)形齒 輪。
13. —種變速器，其包括 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、行星 托架和環(huán)形齒輪，其中，所述輸入部件與所述第一行星齒輪組的行星 托架持續(xù)地互連，所述輸出部件與所迷第四行星齒輪組的行星托架持 續(xù)地互連；第一互連部件，其使所述第一行星齒輪組的太陽齒輪與所述第二 行星齒輪組的太陽齒輪持續(xù)地互連；第二互連部件，其使所述第一行星齒輪組的環(huán)形齒輪與所述第二 行星齒輪組的行星托架持續(xù)地互連；第三互連部件，其使所述第二行星齒輪組的環(huán)形齒輪與所述第三 行星齒輪組的太陽齒輪持續(xù)地互連；第四互連部件，其使所述第三行星齒輪組的行星托架與所述第四 行星齒輪組的太陽齒輪持續(xù)地互連；第一扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第一行星齒 輪組的環(huán)形齒輪與所述輸出部件互連；第二扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第二行星齒 輪組的太陽齒輪與所述第三行星齒輪組的行星托架互連；第三扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第二行星齒 輪組的太陽齒輪與所述第三行星齒輪組的環(huán)形齒輪互連；第四扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第四行星齒 輪組的環(huán)形齒輪與固定部件互連；第五扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第三行星齒 輪組的環(huán)形齒輪與固定部件互連；和其中，所述扭矩傳遞機構可以以至少三個的^合有選擇地接合， 以在所述輸入部件和所述輸出部件之間建立至少八種前進速度比和 至少一種倒檔速度比。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多級變速器，其具有輸入部件、輸出部件、四個行星齒輪組、多個聯(lián)接部件和多個扭矩傳遞裝置。各個行星齒輪組各包括第一、第二和第三部件。扭矩傳遞裝置可包括離合器和制動器。
文檔編號F16H3/62GK101363519SQ20081013498
公開日2009年2月11日 申請日期2008年8月6日 優(yōu)先權日2007年8月7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