專利名稱：9擋行星齒輪自動變速器的制作方法
9擋行星齒輪自動變速器本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1所述特征的行星齒輪自動變速器。本發(fā)明的目的是，提供一種行星齒輪自動變速器，該行星齒輪自動變速器比當今市場上已經(jīng)存在的8擋-自動變速器具有更多的前進擋以及具有盡可能簡單的設(shè)計結(jié)構(gòu)。這個目的通過權(quán)利要求1的特征得以實現(xiàn)。本發(fā)明有利的設(shè)計和進一步構(gòu)成由從屬權(quán)利要求得出。本發(fā)明的基本原理在于這樣一種行星齒輪自動變速器，特別是具有九個前進擋的行星齒輪自動變速器，其中，該行星齒輪自動變速器具有正好四個行星齒輪組和正好六個為了切換行星齒輪自動變速器的各個擋位而設(shè)置的換擋元件。這些換擋元件的幾個或者全部可以是摩擦鎖合的或者形鎖合的換擋元件,例如多片式離合器或者多片式制動器或者牙嵌離合器。如果設(shè)置了一個或者多個形鎖合的換擋元件，則可以為這些形鎖合的換擋元件中的個別或者每一換擋元件分別配置一個同步裝置。所述行星齒輪自動變速器具有變速器輸入端和變速器輸出端，所述變速器輸入端例如通過變速器輸入軸構(gòu)成，所述變速器輸出端可以通過變速器輸出軸構(gòu)成?？梢詫ⅰ捌饎幽K”前置于行星齒輪自動變速器，該起動模塊例如可以通過液力的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器(液力變矩器)構(gòu)成。因此變速器輸入端可以與液力的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器的“從動端”連接。變速器輸出端可以與機動車的動力傳動系耦連。在全輪驅(qū)動的車輛的情況中，變速器輸出端例如可與全輪分動器(Allradverteilergetriebe)的輸入端連接。下文將結(jié)合附圖進一步闡述本發(fā)明。附圖中:

圖1為本發(fā)明的行星齒輪自動變速器的實施例；圖2為用于說明變速器速比間隔的圖表，該變速器速比間隔可以利用圖1示出的變速器實現(xiàn)；和圖3為換擋陣列，用以說明在各確定的擋位中哪些換擋元件閉合。在圖1中示出的行星齒輪自動變速器具有變速器輸入軸GE和變速器輸出軸GA。另外，設(shè)置有正好四個行星齒輪組，具體而言，從變速器輸入端GE朝變速器輸出端GA的方向觀察有第一行星齒輪組PGSl、第二行星齒輪組PGS2、第三行星齒輪組PGS3和第四行星齒輪組PGS4。另外，設(shè)置有正好六個用于切換到行星齒輪自動變速器的各個擋位的換擋元件，即第一離合器K78、第二離合器K18、第三離合器K14、第四離合器K38、第一制動器B06以及第二制動器B03。第一行星齒輪組PGSl具有一個與殼體0固定連接的第一內(nèi)齒輪P1H、以及一個可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的第一太陽輪P1S、和與第一內(nèi)齒輪PlH及第一太陽輪PlS嚙合的各第一行星齒輪，在圖1中示出的視圖中僅僅示出這些第一行星齒輪中的一個第一行星齒輪P1P。各第一行星齒輪PlP可旋轉(zhuǎn)地支承在第一行星齒輪架PlT上。另外，設(shè)置有第一制動器B06。在該第一制動器B06的閉合狀態(tài)中，第一太陽輪PlS相對于殼體0固定。
在圖1中示出的行星齒輪自動變速器的第二行星齒輪組PGS2具有一個可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的內(nèi)齒輪P2H、一個可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的第二太陽輪P2S和與第二內(nèi)齒輪P2H及第二太陽輪P2S嚙合的各第二行星齒輪P2P，這些第二行星齒輪可旋轉(zhuǎn)地支承在第二行星齒輪架P2T上。如從圖1中可以看到的那樣，第一太陽輪PlS與第二太陽輪P2S永久地旋轉(zhuǎn)耦連。因此這兩個太陽輪始終以一個相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。另外，圖1示出的行星齒輪自動變速器還具有第一離合器K78。在該第一離合器K78的閉合狀態(tài)中，第一行星齒輪架PlT與第二行星齒輪架P2T旋轉(zhuǎn)耦連。因此在第一離合器K78閉合的情況下兩個行星齒輪架PIT、P2T以一個相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。作為第一離合器K78的替代，也可能使用一種形鎖合的換擋元件，例如牙嵌離合器，特別是帶有同步裝置的牙嵌離合器。另外還設(shè)置有第二離合器K18。在該第二離合器K18的閉合狀態(tài)中，變速器輸入元件GE與第二行星齒輪架P2T旋轉(zhuǎn)耦連。第三行星齒輪組PGS3具有一個可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的第三內(nèi)齒輪P3H、一個可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的第三太陽輪P3S和與第三內(nèi)齒輪P3H及第三太陽輪P3S嚙合的各第三行星齒輪，在圖1中示出的視圖中僅僅示出這些第三行星齒輪中的一個第三行星齒輪P3P。各第三行星齒輪P3P可旋轉(zhuǎn)地支承在第三行星齒輪架P3T上。如從附圖中可以看到的那樣，第三內(nèi)齒輪P3H與第二內(nèi)齒輪P2H永久地旋轉(zhuǎn)耦連。第三行星齒輪架P3T又與變速器從動元件GA永久地耦連。此外還設(shè)置有第三離合器K14。在該第三離合器K14的閉合狀態(tài)中，第三太陽輪P3S與變速器輸入元件GE旋轉(zhuǎn)耦連。第四行星齒輪組PGS4具有一個可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的第四內(nèi)齒輪P4H、一個可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的第四太陽輪P4S和與第四內(nèi)齒輪P4H及第四太陽輪P4S嚙合的各第四行星齒輪P4P，這些第四行星齒輪可旋轉(zhuǎn)地支承在第四行星齒輪架P4T上。第四內(nèi)齒輪P4H與第三太陽輪P3S永久地旋轉(zhuǎn)耦連。如從圖1中可以看到的那樣，第四行星齒輪架P4T與變速器從動元件GA永久地旋轉(zhuǎn)耦連。另外可以確定，第四行星齒輪架P4T與第三行星齒輪架P3T永久地旋轉(zhuǎn)耦連。通過使第二制動器B03閉合，第四太陽輪P4S可以相對于殼體0固定。另外，圖1示出的變速器還具有第四離合器K38。在該第四離合器K38的閉合狀態(tài)中，第二行星齒輪架P2T與第四太陽輪P4S旋轉(zhuǎn)耦連。另外，圖1中所示的變速器的特征還在于一種空心軸結(jié)構(gòu)，該空心軸結(jié)構(gòu)具有外部空心軸AHW、可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在其內(nèi)的空心軸IHW和可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在該內(nèi)部空心軸中的軸W。通過所述外部空心軸AHW，第一太陽輪PlS與第二太陽輪P2S旋轉(zhuǎn)耦連。通過所述內(nèi)部空心軸，第二行星齒輪架P2T與第二離合器K18的從動側(cè)旋轉(zhuǎn)耦連。通過設(shè)置在內(nèi)部空心軸IHW中的軸，第三太陽輪P3S與第三離合器K14的從動側(cè)連接。第三離合器K14特別可以是一種形鎖合的離合器，例如牙嵌離合器。圖2示出了各個變速器擋位的傳動比。圖1中示出的行星齒輪自動變速器總共具有九個前進擋和一個倒車擋。在一種具體的實施例中，擋位速比間隔例如在1.131(第五擋與第六擋之間的速比間隔)與1.692 (第一擋與第二擋之間的速比間隔)之間的范圍內(nèi)。變速器的總速比間隔具有相對較高的值8.962。如從圖2中可以看到的那樣，該變速器具有三個所謂的“超速擋”，即前進擋7、8、9。通過改變“固定變速器傳動比”(所說固定變速器傳動比是指內(nèi)齒輪的齒數(shù)與太陽輪的齒數(shù)之比)i_、i0PGS2> i0PGS3> Ws3，當然也可以實現(xiàn)其他的傳動級躍變(即各擋速比間隔)。圖3示出了在圖1中所示的行星齒輪自動變速器針對各個擋位的換擋陣列。配置黑點的表格區(qū)代表閉合的換擋元件(可實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩傳遞)。空白的表格區(qū)代表斷開的換擋元件(不可實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩傳遞)。例如，在掛入第三擋位時，兩個制動器B03、B06斷開，離合器K14閉合，離合器K18斷開，離合器K38閉合以及離合器K78同樣閉合。在圖1所示的變速器中，在每個擋位中始終有三個換擋元件是閉合的以及三個換擋元件是斷開的，這在變速器的效率方面是有益的，因為在閉合的換擋元件上實際上不產(chǎn)生滑動或拖曳損失。
權(quán)利要求
1.行星齒輪自動變速器，特別是具有九個前進擋的行星齒輪自動變速器，其中設(shè)置有: -正好一個變速器輸入元件(GE)， -正好一個變速器從動元件(GA)， -正好四個行星齒輪組PGS1-PGS4，和 -正好六個用于切換該行星齒輪自動變速器的各個擋位的換擋元件(B03、B06、K14、K18、K38、K78)。
2.如權(quán)利要求1所述的行星齒輪自動變速器，其特征在于，設(shè)置第一行星齒輪組(PGS1)，該第一行星齒輪組具有一個與所述行星齒輪自動變速器的殼體(O)固定連接的第一內(nèi)齒輪(P1H)、一個能旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的第一太陽輪(PlS)和與所述第一內(nèi)齒輪(PlH)及所述第一太陽輪(PlS)嚙合的各第一行星齒輪(P1P)，所述各第一行星齒輪能旋轉(zhuǎn)地支承在第一行星齒輪架(PIT)上。
3.如權(quán)利要 求2所述的行星齒輪自動變速器，其特征在于，設(shè)置第一制動器(B06)，在該第一制動器(B06)的閉合狀態(tài)中，所述第一太陽輪(PlS)相對于所述殼體(0)是固定的。
4.如權(quán)利要求1至3之任一項所述的行星齒輪自動變速器，其特征在于，設(shè)置第二行星齒輪組(PGS2)，該第二行星齒輪組具有一個能旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的第二內(nèi)齒輪(P2H)、一個能旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的第二太陽輪(P2S)和與所述第二內(nèi)齒輪(P2H)及所述第二太陽輪(P2S)嚙合的各第二行星齒輪(P2P)，所述各第二行星齒輪能旋轉(zhuǎn)地支承在第二行星齒輪架(P2T)上。
5.如權(quán)利要求4所述的行星齒輪自動變速器，其特征在于，第一與第二太陽輪(P1S，P2S)永久地相互旋轉(zhuǎn)耦連。
6.如權(quán)利要求4或5所述的行星齒輪自動變速器，其特征在于，設(shè)置第一離合器(K78)，在該第一離合器(K78)的閉合狀態(tài)中，第一行星齒輪架(PIT)與第二行星齒輪架(P2T)相互旋轉(zhuǎn)耦連。
7.如前述權(quán)利要求之任一項所述的行星齒輪自動變速器，其特征在于，設(shè)置第二離合器(K18)，在該第二離合器(K18)的閉合狀態(tài)中，所述變速器輸入元件(GE)與第二行星齒輪架(P2T)相互旋轉(zhuǎn)耦連。
8.如前述權(quán)利要求之任一項所述的行星齒輪自動變速器，其特征在于，設(shè)置第三行星齒輪組(PGS3)，該第三行星齒輪組具有一個能旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的第三內(nèi)齒輪(P3H)、一個能旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的第三太陽輪(P3S)和與所述第三內(nèi)齒輪(P3H)及所述第三太陽輪(P3S)嚙合的各第三行星齒輪(P3P)，所述各第三行星齒輪能旋轉(zhuǎn)地支承在第三行星齒輪架(P3T)上。
9.如權(quán)利要求8所述的行星齒輪自動變速器，其特征在于，所述第三內(nèi)齒輪(P3H)與第二內(nèi)齒輪(P2H)永久地旋轉(zhuǎn)耦連。
10.如權(quán)利要求8或9之任一項所述的行星齒輪自動變速器，其特征在于，所述第三行星齒輪架(P3T)與所述變速器從動元件(GA)永久地旋轉(zhuǎn)耦連。
11.如前述權(quán)利要求之任一項所述的行星齒輪自動變速器，其特征在于，設(shè)置第三離合器(K14)，在該第三離合器(K14)的閉合狀態(tài)中，第三太陽輪(P3S)與所述變速器輸入元件(GE)相互旋轉(zhuǎn)耦連。
12.如前述權(quán)利要求之任一項所述的行星齒輪自動變速器，其特征在于，設(shè)置第四行星齒輪組(PGS4)，該第四行星齒輪組具有一個能旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的第四內(nèi)齒輪(P4H)、一個能旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的第四太陽輪(P4S)和與所述第四內(nèi)齒輪(P4H)及所述第四太陽輪(P4S)嚙合的各第四行星齒輪(P4P )，所述各第四行星齒輪能旋轉(zhuǎn)地支承在第四行星齒輪架(P4T )上。
13.如權(quán)利要求12所述的行星齒輪自動變速器，其特征在于，所述第四內(nèi)齒輪(P4H)與第三太陽輪(P3S)永久地旋轉(zhuǎn)耦連。
14.如權(quán)利要求12或13之任一項所述的行星齒輪自動變速器，其特征在于，所述第四行星齒輪架(P4T)與所述變速器從動元件(GA)永久地旋轉(zhuǎn)耦連。
15.如權(quán)利要求12至14之任一項所述的行星齒輪自動變速器，其特征在于，所述第四行星齒輪架(P4T)與第三行星齒輪架(P3T)永久地旋轉(zhuǎn)耦連。
16.如前述權(quán)利要求之任一項所述的行星齒輪自動變速器，其特征在于，設(shè)置第二制動器(B03)，在該第二制動器(B03)的閉合狀態(tài)中，第四太陽輪(P4S)相對于所述殼體(O)是固定的。
17.如前述權(quán)利要求之任一項所述的行星齒輪自動變速器，其特征在于，設(shè)置第四離合器(K38)，在該第四離合器(K38)的閉合狀態(tài)中，第二行星齒輪架(P2T)與第四太陽輪(P4S)相互旋轉(zhuǎn)耦連。
18.如前述權(quán)利要求之任一項所述的行星齒輪自動變速器，其特征在于，設(shè)有一外部空心軸(AHW)，通過該外部空心軸，第一太陽輪(PlS)與第二太陽輪(P2S)旋轉(zhuǎn)耦連。
19.如權(quán)利要求18所述的行星齒輪自動變速器，其特征在于，設(shè)有在所述外部空心軸(AHW)中設(shè)置的內(nèi)部空心軸(IHW)，通過該內(nèi)部空心軸，第二行星齒輪架(P2T)與第二離合器(K18)的從動側(cè)連接。
20.如權(quán)利要求19所述的行星齒輪自動變速器，其特征在于，設(shè)有在所述內(nèi)部空心軸(IHW)中設(shè)置的軸(W)，通過該軸，第三太陽輪(P3S)與第三離合器(K14)的從動側(cè)連接。
21.如權(quán)利要求11至20之任一項所述的行星齒輪自動變速器，其特征在于，第三離合器是一種形鎖合的離合器，特別是牙嵌離合器。
22.如權(quán)利要求6所述的行星齒輪自動變速器，其特征在于，設(shè)置一種形鎖合的換擋元件，該換擋元件起到第一離合器(K78)的作用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種行星齒輪自動變速器，特別是具有九個前進擋的行星齒輪自動變速器，其中設(shè)置有正好一個變速器輸入元件(GE)、正好一個變速器從動元件(GA)、正好四個行星齒輪組(PGS1-PGS4)和正好六個用于切換該行星齒輪自動變速器的各個擋位的換擋元件(B03、B06、K14、K18、K38、K78)。
文檔編號F16H3/66GK103154568SQ201180045331
公開日2013年6月12日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者U·奧內(nèi)穆斯, T·馬沙爾, A·馬丁, L·沃爾夫, A·森夫特 申請人:寶馬股份公司