多級變速器的制造方法
【專利摘要】多級變速器包括四個行星齒輪組(P1、P2、P3、P4)、八個可轉(zhuǎn)動的軸(1、2、3、4、5、6、7、8)以及六個切換元件(03、04、13、14、17、26)，其中，第一行星齒輪組(P1)的太陽輪與第三軸(3)相連接，該第三軸能經(jīng)由第一離合器(13)可松脫地與驅(qū)動軸(1)相連接并且能經(jīng)由第一制動器(03)耦聯(lián)到殼體(G)上，驅(qū)動軸(1)能經(jīng)由第二離合器(14)可松脫地與連接于第三行星齒輪組(P3)的行星架的第四軸(4)相連接，該第四軸能經(jīng)由第二制動器(04)耦聯(lián)到第一行星齒輪組(P1)的行星架上，該第一行星齒輪組的行星架耦聯(lián)在殼體(G)上，驅(qū)動軸(1)能經(jīng)由第三離合器(17)可松脫地與連接于第四行星齒輪組(P4)的太陽輪的第七軸(7)連接，第八軸(8)與第一行星齒輪組(P1)的齒圈、第二行星齒輪組(P2)的太陽輪和第三行星齒輪組(P3)的太陽輪相連接，并且第五軸(5)與第二行星齒輪組(P2)的行星架、第三行星齒輪組(P3)的齒圈和第四行星齒輪組(P4)的齒圈相連接，其中，第六軸(6)與第二行星齒輪組(P2)的齒圈相連接并且該第六軸能經(jīng)由第四離合器(26)可松脫地與變速器的連接于第四行星齒輪組(P4)的行星架的從動軸(2)連接。
【專利說明】多級變速器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1前序部分所述的行星齒輪結(jié)構(gòu)方式的多級變速器、特別是用于機(jī)動車的自動變速器。

【背景技術(shù)】
[0002]自動變速器、特別是用于機(jī)動車的自動變速器根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)包括多個行星齒輪組，這些行星齒輪組借助摩擦元件或者說切換元件、如離合器和制動器被切換并且通常與承受打滑作用的并且選擇性地配設(shè)有跨接離合器的起動元件、如液力變矩器或液力耦合器相連接。
[0003]行星齒輪結(jié)構(gòu)方式的能自動換擋的車輛變速器通常在現(xiàn)有技術(shù)中已被多次描述并且經(jīng)歷永遠(yuǎn)的進(jìn)一步開發(fā)和改進(jìn)。因此，這些變速器應(yīng)當(dāng)要求小的結(jié)構(gòu)耗費(fèi)、特別是少量的切換元件，并且在順序換擋方式時應(yīng)當(dāng)避免雙切換、即接通或切斷兩個切換元件，從而在定義的擋組中換擋時總是僅變換一個切換元件。
[0004]由本 申請人:的DE 10 2008 000 428 Al已知一種行星齒輪結(jié)構(gòu)方式的多級變速器，該多級變速器具有設(shè)置在一個殼體中的一個驅(qū)動端和一個從動端。在該已知的變速器中設(shè)有至少四個行星齒輪組(下文稱為第一、第二、第三和第四行星齒輪組)、至少八個可轉(zhuǎn)動的軸(下文稱為驅(qū)動軸、從動軸、第三軸、第四軸、第五軸、第六軸、第七軸和第八軸)以及至少六個切換元件，所述切換元件包括制動器和離合器，所述切換元件的選擇性接合引起在驅(qū)動端和從動端之間的不同傳動比，從而優(yōu)選能實(shí)現(xiàn)九個前進(jìn)擋和一個倒擋。
[0005]在這里，第一和第二行星齒輪組優(yōu)選構(gòu)成為負(fù)傳動比行星齒輪組、亦即具有負(fù)的固定傳動比，該第一和第二行星齒輪組形成一個可切換的前置齒輪組，第三和第四行星齒輪組形成一個主齒輪組。
[0006]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，這樣構(gòu)造的多級變速器的通常構(gòu)造成多片式離合器或制動器的切換元件被以液壓方式操縱，這以不利的方式導(dǎo)致高的液壓損失。為了避開這些操縱損失，使用可備選操縱的切換元件、例如可機(jī)電式操縱的切換元件將會是特別有利的。
[0007]為了能實(shí)現(xiàn)使用可按需要操縱的切換元件，切換元件、特別是離合器必須能良好地從外部夠到。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于，建議一種開頭所述類型的多級變速器，該多級變速器具有帶有足夠傳動比的九個前進(jìn)擋和一個倒擋，其中，結(jié)構(gòu)耗費(fèi)、構(gòu)件載荷和結(jié)構(gòu)尺寸得到優(yōu)化并且此外在拖曳和嚙合損失方面的效率得到改善。此外，變速器的切換元件應(yīng)當(dāng)能良好地從外部夠到，由此便于可按需要操縱的切換元件的安裝。此外，變速器應(yīng)當(dāng)不僅適合于標(biāo)準(zhǔn)安裝方式、而且適合于前部橫向安裝方式。
[0009]按照本發(fā)明，所述目的通過權(quán)利要求1的特征實(shí)現(xiàn)。由從屬權(quán)利要求得出其他的優(yōu)點(diǎn)和有利的實(shí)施方案。
[0010]據(jù)此建議一種按照本發(fā)明的行星齒輪結(jié)構(gòu)方式的多級變速器，該多級變速器具有設(shè)置在一個殼體中的一個驅(qū)動端和一個從動端。此外，至少設(shè)有四個行星齒輪組(以下稱為第一、第二、第三和第四行星齒輪組)、八個可轉(zhuǎn)動的軸(以下稱為驅(qū)動軸、從動軸、第三軸、第四軸、第五軸、第六軸、第七軸和第八軸)以及六個優(yōu)選構(gòu)造成多片式切換元件或構(gòu)造成形鎖合切換元件的切換元件，這些切換元件包括制動器和離合器，這些切換元件的選擇性接合引起在驅(qū)動端和從動端之間的不同傳動比，從而優(yōu)選能實(shí)現(xiàn)至少九個前進(jìn)擋和一個倒擋。
[0011]變速器的第一行星齒輪組優(yōu)選構(gòu)造成正傳動比行星齒輪組，變速器的第二、第三和第四行星齒輪組優(yōu)選構(gòu)成為負(fù)傳動比行星齒輪組。
[0012]一個單級的負(fù)傳動比行星齒輪組已知包括一個太陽輪、一個齒圈和一個行星架，在該行星架上可轉(zhuǎn)動地支承有行星齒輪，這些行星齒輪總是與太陽輪和齒圈嚙合。由此，在行星架固定的情況下齒圈具有與太陽輪相反的轉(zhuǎn)動方向并且負(fù)的固定傳動比產(chǎn)生。與此相對地，一個單級的正傳動比行星齒輪組包括一個太陽輪、一個齒圈和一個行星架，在該行星架上可轉(zhuǎn)動地支承有內(nèi)側(cè)的和外側(cè)的行星齒輪，其中，所有內(nèi)側(cè)的行星齒輪與太陽輪嚙合、而所有外側(cè)的行星齒輪與齒圈嚙合，每個內(nèi)側(cè)的行星齒輪分別與一個外側(cè)的行星齒輪嚙合。由此，在行星架固定的情況下齒圈具有與太陽輪相同的轉(zhuǎn)動方向并且正的固定傳動比產(chǎn)生。
[0013]按照本發(fā)明，第一行星齒輪組的太陽輪與第三軸相連接，該第三軸能經(jīng)由第一離合器可松脫地與驅(qū)動軸相連接并且能經(jīng)由第一制動器耦聯(lián)到殼體上，驅(qū)動軸能經(jīng)由第二離合器可松脫地與連接于第三行星齒輪組的行星架的第四軸相連接，該第四軸能經(jīng)由第二制動器耦聯(lián)到第一行星齒輪組的行星架上，該第一行星齒輪組的行星架耦聯(lián)在殼體上。
[0014]此外，驅(qū)動軸能經(jīng)由第三離合器可松脫地與連接于第四行星齒輪組的太陽輪的第七軸連接，第八軸與第一行星齒輪組的齒圈、第二行星齒輪組的太陽輪和第三行星齒輪組的太陽輪相連接，并且第五軸與第二行星齒輪組的行星架、第三行星齒輪組的齒圈和第四行星齒輪組的齒圈相連接。
[0015]此外，第六軸與第二行星齒輪組的齒圈相連接并且該第六軸能經(jīng)由第四離合器可松脫地與變速器的連接于第四行星齒輪組的行星架的從動軸連接。
[0016]第一、第二和第三離合器設(shè)置在變速器的驅(qū)動軸上，第四離合器設(shè)置在從動軸上并且其余切換元件構(gòu)造成制動器，由此確保變速器的全部切換元件可良好夠到，因而切換元件可以構(gòu)造成能按需要操縱的切換元件。
[0017]另外，得到多級變速器的特別適合于轎車的傳動比以及提高的總速比范圍，由此實(shí)現(xiàn)行駛舒適性的改善和顯著的消耗降低。
[0018]此外，利用按照本發(fā)明的多級變速器通過少量的切換元件顯著降低結(jié)構(gòu)耗費(fèi)。利用按照本發(fā)明的多級變速器以有利的方式可以利用液力變換器、外部的起動離合器或者也利用其他適合的外部起動元件實(shí)施起動。也可想到，利用集成在變速器中的起動元件能實(shí)現(xiàn)起動過程。優(yōu)選地，在第一前進(jìn)擋中和在倒擋中被操縱的切換元件是適合的。
[0019]此外，在按照本發(fā)明的多級變速器中由于小的拖曳和嚙合損失而在主要行駛擋中得到好的效率。
[0020]以有利的方式在多級變速器的切換元件上和行星齒輪組上存在小的轉(zhuǎn)矩，由此在多級多變速器中以有利的方式降低載荷。此外，通過小的轉(zhuǎn)矩能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)小的尺寸化，由此降低所需的結(jié)構(gòu)空間和相應(yīng)的成本。此外，在各軸、切換元件和行星齒輪組中也存在小的轉(zhuǎn)速。
[0021]另外，按照本發(fā)明的變速器這樣設(shè)計，使得不僅在力流方向上、而且在空間方面能實(shí)現(xiàn)對于不同傳動系實(shí)施方案的可匹配性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]下面根據(jù)附圖示例性地更詳細(xì)地闡述本發(fā)明。在這些圖中:
[0023]圖1示出一個按照本發(fā)明的多級變速器的一種優(yōu)選實(shí)施形式的示意圖；以及
[0024]圖2示出用于按照圖1的多級變速器的示例性的換擋示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]在圖1中示出一個按照本發(fā)明的多級變速器，該多級變速器包括設(shè)置在一個殼體G中的一個驅(qū)動軸1、一個從動軸2和四個行星齒輪組P1、P2、P3和P4。第一行星齒輪組Pl在圖1所示的實(shí)例中構(gòu)成為正傳動比行星齒輪組，第二、第三和第四行星齒輪組P2、P3、P4構(gòu)成為負(fù)傳動比行星齒輪組。按照本發(fā)明，如果同時更換行星架連接結(jié)構(gòu)和齒圈連接結(jié)構(gòu)并且固定傳動比的數(shù)值與作為負(fù)傳動比行星齒輪組的實(shí)施方式相比提高了 1，則負(fù)傳動比行星齒輪組P2、P3、P4之中的至少一個可以構(gòu)造成正傳動比行星齒輪組。
[0026]在所示的實(shí)施例中，各行星齒輪組PU P2、P3、P4沿軸向觀察按第一行星齒輪組P1、第二行星齒輪組P2、第三行星齒輪組P3、第四行星齒輪組P4的順序設(shè)置。按照本發(fā)明，各個行星齒輪組的軸向順序和各切換元件的布置結(jié)構(gòu)可以自由選擇，只要行星齒輪組的元件的可連接性允許這一點(diǎn)。
[0027]如由圖1可看出，設(shè)有六個切換元件，即兩個制動器03、04和四個離合器13、14、
17、26。切換元件的空間布置結(jié)構(gòu)可以是任意的并且僅僅受尺寸和外部造型限制。變速器的離合器和制動器優(yōu)選構(gòu)造成摩擦切換元件或者說多片式切換元件，但也可以構(gòu)造成形鎖合的切換元件。
[0028]利用這些切換元件能實(shí)現(xiàn)九個前進(jìn)擋和一個倒擋的選擇性換擋。按照本發(fā)明的多級變速器總共具有八個可轉(zhuǎn)動的軸，即軸1、2、3、4、5、6、7和8，其中，驅(qū)動軸形成變速器的第一軸1，并且從動軸形成變速器的第二軸2。
[0029]按照本發(fā)明，在按照圖1的多級變速器中規(guī)定，第一行星齒輪組Pl的太陽輪與第三軸3相連接，該第三軸能經(jīng)由第一離合器13可松脫地與驅(qū)動軸I相連接并且能經(jīng)由第一制動器03耦聯(lián)到殼體G上，其中，驅(qū)動軸I能經(jīng)由第二離合器14可松脫地與連接于第三行星齒輪組P3的行星架的第四軸4相連接，該第四軸能經(jīng)由第二制動器04耦聯(lián)到第一行星齒輪組Pl的行星架上，該第一行星齒輪組的行星架耦聯(lián)在殼體G上(軸O)。
[0030]參照圖1，驅(qū)動軸I能經(jīng)由第三離合器17可松脫地與連接于第四行星齒輪組P4的太陽輪的第七軸7連接，其中，第八軸8與第一行星齒輪組Pl的齒圈、第二行星齒輪組P2的太陽輪和第三行星齒輪組P3的太陽輪相連接；第五軸5與第二行星齒輪組P2的行星架、第三行星齒輪組P3的齒圈和第四行星齒輪組P4的齒圈相連接。
[0031]此外，變速器的第六軸6與第二行星齒輪組P2的齒圈相連接并且該第六軸能經(jīng)由第四離合器26可松脫地與變速器的連接于第四行星齒輪組P4的行星架的從動軸2連接。
[0032]在所示的實(shí)施例中，特別是第二制動器04和第三離合器17適合于構(gòu)造成牙嵌切換元件，由此顯著改善消耗。
[0033]在圖2中示出按照圖1的多級變速器的示例性的換擋示意圖。為每個擋閉合三個切換元件。從該換擋示意圖可示例性地得出各個擋位的各自的傳動比i和由此可確定的向下一更高擋的擋速比間隔或者說級速比間隔Φ，其中，值9.002是變速器的速比范圍。
[0034]在所示的實(shí)例中，第一、第二、第三和第四行星齒輪組P1、P2、P3、P4的固定傳動比的值分別是2.550,-3.425,-2.700和-2.350。由圖2可看出，在順序的換擋方式時總是僅須接通一個切換元件并且斷開一個切換元件，因?yàn)閮蓚€相鄰的擋位共用兩個切換元件。此外可看出，在多個小的擋速比間隔時得到一個大的速比范圍。
[0035]第一前進(jìn)擋通過閉合第二制動器04和第一與第三離合器13、17得到，第二前進(jìn)擋通過閉合第一與第二制動器03、04和第三離合器17得到，第三前進(jìn)擋通過閉合第二制動器04和第三與第四離合器17、26得到，第四前進(jìn)擋通過閉合第一制動器03和第三與第四離合器17、26得到，第五前進(jìn)擋通過閉合第一、第三和第四離合器13、17、26得到，在所示的實(shí)例中構(gòu)造成直接擋的第六前進(jìn)擋通過閉合第二、第三和第四離合器14、17、26得到，第七前進(jìn)擋通過閉合第一、第二和第三離合器13、14、17得到，第八前進(jìn)擋通過閉合第一、第二和第四離合器13、14、26得到，并且第九前進(jìn)擋通過閉合第一制動器03和第二與第四離合器14、26得到，其中，倒擋通過閉合第二制動器04和第一與第四離合器13、26得到。
[0036]除了這九個前進(jìn)擋，通過閉合第一制動器03和第二與第三離合器14、17能實(shí)現(xiàn)另一擋Zl，該另一擋的傳動比在第七和第八前進(jìn)擋的傳動比之間。
[0037]通過在第一前進(jìn)擋中和在倒擋中第二制動器04以及第一離合器13閉合，可以將這些換擋元件用作起動元件。
[0038]按照本發(fā)明，即使在相同的變速器示意圖中根據(jù)換擋邏輯的不同也得到不同的擋速比間隔，從而能實(shí)現(xiàn)對于應(yīng)用或車輛特定的變型方案。
[0039]此外，按照本發(fā)明可選地可能的是，在多級變速器的每個適當(dāng)?shù)奈恢蒙显O(shè)置附加的單向離合器，例如在某一軸和殼體之間或者以便必要時連接兩個軸。
[0040]在驅(qū)動側(cè)或者在從動側(cè)可以設(shè)置輪間差速器和/或軸間差速器。
[0041]在本發(fā)明的一種有利的進(jìn)一步改進(jìn)方案的范圍內(nèi)，驅(qū)動軸I可以通過一離合器元件按照需要同驅(qū)動發(fā)動機(jī)分開，其中，作為離合器元件可以使用液力變換器、液壓離合器、干式起動離合器、濕式起動離合器、磁粉離合器或離心力離合器。也可以將這樣的起動元件沿力流方向設(shè)置在變速器下游，其中，在這種情況下驅(qū)動軸I持久地與驅(qū)動發(fā)動機(jī)的曲軸連接。
[0042]此外，按照本發(fā)明的多級變速器能實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)減震器設(shè)置在驅(qū)動發(fā)動機(jī)和變速器之間。
[0043]在本發(fā)明的另一種未示出的實(shí)施形式的范圍內(nèi)，可以在每個軸上、優(yōu)選在驅(qū)動軸I或從動軸2上設(shè)置有無磨損的制動器、例如液壓式或電力式減速器或類似物，這特別是對于應(yīng)用在商用車中有特別意義。此外，為了驅(qū)動在每個軸上的、優(yōu)選在驅(qū)動軸I或從動軸2上的附加機(jī)組可以設(shè)有副從動部。
[0044]所使用的摩擦切換元件可以構(gòu)成為可無動力中斷地切換的離合器或制動器。特別是可以使用力鎖合的離合器或制動器、例如多片式離合器、帶式制動器和/或圓錐離合器。
[0045]這里所提出的多級變速器的另一優(yōu)點(diǎn)在于，在每個軸上作為發(fā)電機(jī)和/或作為附加的驅(qū)動機(jī)可安裝電機(jī)。
[0046]附圖標(biāo)記
[0047]O軸
[0048]I第一軸、驅(qū)動軸
[0049]2第二軸、從動軸
[0050]3第三軸
[0051]4第四軸
[0052]5第五軸
[0053]6第六軸
[0054]7 第七軸
[0055]8 第八軸
[0056]03 第一制動器
[0057]04 第二制動器
[0058]13 第一離合器
[0059]14 第二離合器
[0060]17 第三離合器
[0061]26 第四離合器
[0062]G 殼體
[0063]Pl 第一行星齒輪組
[0064]P2 第二行星齒輪組
[0065]P3 第三行星齒輪組
[0066]P4 第四行星齒輪組
[0067]i 傳動比
[0068]Φ 級速比間隔
【權(quán)利要求】
1.行星齒輪結(jié)構(gòu)方式的多級變速器、特別是用于機(jī)動車的自動變速器，包括設(shè)置在一個殼體(G)中的一個驅(qū)動軸(I)、一個從動軸(2)和四個行星齒輪組(P1、P2、P3、P4)，包括總共八個可轉(zhuǎn)動的軸(1、2、3、4、5、6、7、8)以及六個切換元件(03、04、13、14、17、26)，所述切換元件包括制動器(03、04)和離合器(13、14、17、26)，所述切換元件的選擇性接合引起在驅(qū)動軸(I)和從動軸(2)之間的不同傳動比，從而能實(shí)現(xiàn)至少九個前進(jìn)擋和一個倒擋，其中，第一行星齒輪組(PD的太陽輪與第三軸(3)相連接，該第三軸能經(jīng)由第一離合器(13)可松脫地與驅(qū)動軸(I)相連接并且能經(jīng)由第一制動器(03)耦聯(lián)到殼體(G)上，驅(qū)動軸(I)能經(jīng)由第二離合器(14)可松脫地與連接于第三行星齒輪組(P3)的行星架的第四軸(4)相連接，該第四軸能經(jīng)由第二制動器(04)耦聯(lián)到第一行星齒輪組(Pl)的行星架上，該第一行星齒輪組的行星架耦聯(lián)在殼體(G)上，驅(qū)動軸(I)能經(jīng)由第三離合器(17)可松脫地與連接于第四行星齒輪組(P4)的太陽輪的第七軸(7)連接，第八軸(8)與第一行星齒輪組(Pl)的齒圈、第二行星齒輪組(P2)的太陽輪和第三行星齒輪組(P3)的太陽輪相連接，并且第五軸(5)與第二行星齒輪組(P2)的行星架、第三行星齒輪組(P3)的齒圈和第四行星齒輪組(P4)的齒圈相連接，其中，第六軸(6)與第二行星齒輪組(P2)的齒圈相連接并且該第六軸能經(jīng)由第四離合器(26)可松脫地與變速器的連接于第四行星齒輪組(P4)的行星架的從動軸⑵連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級變速器，其特征在于，所述第一行星齒輪組(Pl)構(gòu)成為正傳動比行星齒輪組，第二、第三和第四行星齒輪組(P2、P3、P4)構(gòu)成為負(fù)傳動比行星齒輪組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級變速器，其特征在于，各所述行星齒輪組沿軸向觀察按第一行星齒輪組(PD、第二行星齒輪組(P2)、第三行星齒輪組(P3)、第四行星齒輪組(P4)的順序設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級變速器，其特征在于，所述變速器的全部或者個別切換元件構(gòu)造成能按需要操縱的切換元件。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的多級變速器，其特征在于，所述第二制動器(04)和/或所述第三離合器(17)構(gòu)造成形鎖合的切換元件。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的多級變速器，其特征在于，第一前進(jìn)擋通過閉合第二制動器(04)和第一與第三離合器(13、17)得到，第二前進(jìn)擋通過閉合第一與第二制動器(03,04)和第三離合器(17)得到，第三前進(jìn)擋通過閉合第二制動器(04)和第三與第四離合器(17、26)得到，第四前進(jìn)擋通過閉合第一制動器(03)和第三與第四離合器(17、26)得至IJ，第五前進(jìn)擋通過閉合第一、第三和第四離合器(13、17、26)得到，第六前進(jìn)擋通過閉合第二、第三和第四離合器(14、17、26)得到，第七前進(jìn)擋通過閉合第一、第二和第三離合器(13、14、17)得到，第八前進(jìn)擋通過閉合第一、第二和第四離合器(13、14、26)得到，并且第九前進(jìn)擋通過閉合第一制動器(03)和第二與第四離合器(14、26)得到，倒擋通過閉合第二制動器(04)和第一與第四離合器(13、26)得到，其中，通過閉合第一制動器(03)和第二與第三離合器(14、17)能實(shí)現(xiàn)另一擋，該另一擋的傳動比在第七和第八前進(jìn)擋的傳動比之間。
【文檔編號】F16H3/66GK104379967SQ201380033171
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月26日
【發(fā)明者】S·貝克, C·西布拉, W·里格爾 申請人:腓特烈斯港齒輪工廠股份公司