專利名稱：多檔變速器的制作方法
多檔變速器 本發(fā)明總地涉及具有多個行星齒輪組和多個扭矩傳遞裝 置的多檔變速器，尤其涉及具有八個或更多的檔位、四個行星齒輪組和 多個扭矩傳遞裝置的變速器。
背景技術(shù)：
典型的多檔變速器使用摩擦離合器、行星齒輪裝置及固定 互相連接的組合來獲得多個傳動比。行星齒輪組的數(shù)量和物理布置通常 根據(jù)包裝、成本和所需的傳動比來確定。 —種變速器，具有輸入元件、輸出元件、四個行星齒輪組、 多個聯(lián)接元件和多個扭矩傳遞裝置。每個行星齒輪組都包括第一、第二 和第三元件。扭矩傳遞裝置為例如離合器和制動器。 在本發(fā)明的另一方面，所述五個4丑矩傳遞才幾構(gòu)的第三個可 有選擇地接合，以將所述第三行星齒輪組的第二元件與所述第四行星齒 輪組的第一元件接合。 在本發(fā)明的另一方面，所述五個4丑矩傳遞才幾構(gòu)的第四個可 有選擇地接合，以將所述第四行星齒輪組的第三元件和所述輸出元件中 的至少 一個與所述第二行星齒輪組的第三元件接合。
0012] 在本發(fā)明的另一方面，所述五個扭矩傳遞才幾構(gòu)的第五個可 有選擇地接合，以將所述第三行星齒輪組的第二元件與所述固定元件接 合。 在本發(fā)明的另一方面，所述第一元件為中心齒輪，所述第 二元件為行星架元件，所述第三元件為齒圈。變速器的另一實施例包括輸入元件；輸出元件；第一、
第二、第三和第四行星齒輪組，每個行星齒輪組都具有中心齒輪、行星
架元件和齒圏，其中該輸入元件與第三行星齒輪組的中心齒輪持續(xù)地互
連，并且輸出元件與第四行星齒輪組的齒圈持續(xù)地互連；笫一互連元件， 該第一互連元件將所述第一行星齒輪組的中心齒輪與固定元件持續(xù)地 互連；第二互連元件，該第二互連元件將所述第二行星齒輪組的中心齒 輪與所述固定元件持續(xù)地互連；第三互連元件，該第三互連元件將所述 第一行星齒輪組的齒圈與所述第二行星齒輪組的行星架元件和所述第 三行星齒輪組的齒圏持續(xù)地互連；以及第四互連元件，該第四互連元件 將所述第四行星齒輪組的行星架元件與所述第三行星齒輪組的齒圏持 續(xù)地互連。第一扭矩傳遞機構(gòu)可有選擇地接合，以將所述第三行星齒輪 組的中心齒輪和所述輸入元件中的至少一個與所述第 一行星齒輪組的 行星架元件接合；第二扭矩傳遞機構(gòu)可有選擇地接合，以將所述第三行 星齒輪組的中心齒輪和所述輸入元件中的至少 一個與所述第四行星齒 輪組的中心齒輪接合；第三扭矩傳遞機構(gòu)可有選擇地接合，以將所述第 三行星齒輪組的行星架元件與所述第四行星齒輪組的中心齒輪接合；第 四扭矩傳遞機構(gòu)可有選擇地接合，以將所述第四行星齒輪組的齒圈和所 述輸出元件中的至少一個與所述第二行星齒輪組的齒圈接合；第五扭矩 傳遞機構(gòu)可有選擇地接合，以將所述第三行星齒輪組的行星架元件與所 述固定元件接合；所述扭矩傳遞才幾構(gòu)可有選擇地以至少兩個扭矩傳遞裝 置的組合進行接合，以在所述輸入元件與所述輸出元件之間建立至少八 個前進檔和至少 一個倒檔。

圖1為根據(jù)本發(fā)明的八檔變速器實施例的桿狀圖； [0021圖2為根據(jù)本發(fā)明的八檔變速器實施例的簡圖；和 現(xiàn)在參考圖1，以桿狀圖形式示出了八檔變速器10的實施 例。桿狀圖為機械裝置(例如自動變速器)的組件的示意圖。每個單獨 的桿表示一個行星齒輪組，其中行星齒輪組的3個基本機械組件各由節(jié) 點表示。因此， 一個桿包含三個節(jié)點 一個表示中心齒輪， 一個表示行 星齒輪架， 一個表示齒圈。各桿節(jié)點之間的相對長度可用來表示各齒輪 組的齒圈相對于中心齒輪的傳動比。而這些桿長比用來改變變速器的傳 動比，以獲得適當?shù)膫鲃颖群蛡鲃颖燃墧?shù)。各行星齒輪組的節(jié)點之間的 機械聯(lián)接或互連由細水平線表示，扭矩傳遞裝置(例如，離合器和制動 器)顯示為交錯的指形物。如果該裝置為制動器，那么一組該指形物接 地。在SAE Paper 810102由Benford和Leising所著的"The Lever Analogy: A New Tool m Transmission Analysis"內(nèi)可找到桿圖的形式、目的及使 用的進一步說明，其內(nèi)容通過參考并入本文。 現(xiàn)在參考圖2,符號圖示出了根據(jù)本發(fā)明的八檔變速器10 的實施例的示意布局圖。在圖2中，繼續(xù)使用圖1中桿圖的編號。離合 器、制動器及聯(lián)接對應地表示，而行星齒輪組的節(jié)點現(xiàn)在顯示為行星齒 輪組的組件，例如中心齒輪、齒圏、行星齒輪和行星齒輪架。 例如，行星齒輪組14為包括中心齒輪元件4C、行星齒 輪架元件14B和齒圏元件14A的行星齒輪組。中心齒4侖元件14C通過 第一軸或互連元件42接地或連接到固定元件或變速器殼體50上。齒圈 元件14A與第二軸或互連元件44連接以共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪架元件14B 可旋轉(zhuǎn)地支撐一組行星齒輪14D (只示出了一個)，并與第三軸或互連 元件46連接以共同旋轉(zhuǎn)。各行星齒輪14D構(gòu)造成與中心齒輪元件14C 和齒圏元件14A互相嚙合。 行星齒輪組16包括中心齒4侖元件16C、齒圏元件16A和 可旋轉(zhuǎn)地支撐一組行星齒輪16D的行星架元件16B。中心齒輪元件16C 通過第四軸或互連元件48接地或連接到固定元件或變速器殼體50上。 齒圏元件16A與第五軸或互連元件52連接以共同旋轉(zhuǎn)。行星架元件16B 與第二軸或互連元件44連接以共同旋轉(zhuǎn)。各行星齒輪16D構(gòu)造成與中 心齒4侖元件16C和齒圈元件16A都互相嚙合。 行星齒輪組18包括中心齒輪元件18C、可旋轉(zhuǎn)地支撐第 一組行星齒輪18D和第二組行星齒輪18E的行星架元件18A、及齒圏元 件18B。中心齒輪元件18C與輸入軸或元件12連接以共同^走轉(zhuǎn)并連接
到第五軸或互連元件52。行星架元件18A與第七軸或互連元件56和第 八軸或互連元件58連接以共同旋轉(zhuǎn)。齒圈元件18B與第九軸或互連元 件60連接以共同旋轉(zhuǎn)。笫一組行星齒輪18D構(gòu)造成與齒圏元件18B和 第二組行星齒輪18E都互相嚙合。第二組行星齒輪18E構(gòu)造成與中心齒 輪元件18C和第一組行星齒輪18D都互相嚙合。
0033
行星齒輪組20包括中心齒輪元件20C、齒圏元件20A和 可旋轉(zhuǎn)地支撐一組行星齒輪20D的行星架元件20B。中心齒輪元件20C 與第十軸或互連元件62連接以共同旋轉(zhuǎn)。齒圈元件20A與輸出軸或元 件22連接以共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪架元件20B與第二軸或互連元件44和 第九軸或互連元件60連接以共同旋轉(zhuǎn)。各行星齒輪20D構(gòu)造成與中心 齒4侖元件20C和齒圈元件20A都互相嚙合。 輸入軸或元件12優(yōu)選持續(xù)地連接到發(fā)動片幾(未示出)或 液力變矩器(未示出)的渦輪上。輸出軸或元件22優(yōu)選持續(xù)地連接到 主減速器單元或分動箱(未示出)上。 現(xiàn)在參考圖2和3,描述八檔變速器10的實施例的#:作。 應當理解，變速器10能夠以至少八個前進檔或扭矩比及至少一個倒檔 或扭矩比將扭矩乂人輸入軸或元件12傳遞到輸出軸或元件22。各前進檔 和倒檔或扭矩比通過一個或多個扭矩傳遞機構(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和制動器34)的接合來實 現(xiàn)，如下所述。圖3為示出扭矩傳遞機構(gòu)中被起用或接合以獲得各種傳 動狀態(tài)的各種組合的真值表。還示出了各種檔位狀態(tài)的實際數(shù)值傳動 比，但是應當理解，這些數(shù)值僅僅是示意性的，它們可在有很大的范圍上調(diào)整，以適應變速器10的各種應用和操作標準。圖3中還示了使用 本發(fā)明實施例可獲得的傳動比的實例。當然，依據(jù)所選的齒輪直徑、齒 輪齒數(shù)和齒輪構(gòu)造，可獲得其它傳動比。 應當理解，前面八檔變速器10的操作和齒輪狀態(tài)的描述 假定，首先，停用或分離在給定檔位狀態(tài)中未明確提及的離合器和制動 器，其次，在至少相鄰的檔位狀態(tài)之間換檔期間，即改變檔位狀態(tài)期間， 在兩個檔位狀態(tài)中都接合或起用的離合器或制動器將保持接合或起用。
[0039
本發(fā)明的描述實質(zhì)上僅僅是示意性的，不脫離本發(fā)明要旨 的變形也屬于本發(fā)明的范圍。這種變形并不認為脫離了本發(fā)明的宗旨和 范圍。
權(quán)利要求
1.一種變速器，包括輸入元件；輸出元件；第一、第二、第三和第四行星齒輪組，每個行星齒輪組都具有第一、第二和第三元件；第一互連元件，該第一互連元件將所述第一行星齒輪組的第一元件與固定元件持續(xù)地互連；第二互連元件，該第二互連元件將所述第二行星齒輪組的第一元件與所述固定元件持續(xù)地互連；第三互連元件，該第三互連元件將所述第一行星齒輪組的第三元件與所述第二行星齒輪組的第二元件和所述第三行星齒輪組的第三元件持續(xù)地互連；第四互連元件，該第四互連元件將所述第四行星齒輪組的第二元件與所述第三行星齒輪組的第三元件持續(xù)地互連；以及五個扭矩傳遞機構(gòu)，這五個扭矩傳遞機構(gòu)可有選擇地接合，以將所述第一元件、第二元件和第三元件中的一個與所述第一元件、第二元件、第三元件和所述固定元件中的至少一個互連；并且其中所述扭矩傳遞機構(gòu)可有選擇地以至少兩個扭矩傳遞裝置的組合進行接合，以在所述輸入元件與所述輸出元件之間建立至少八個前進檔和至少一個倒檔。
2. 如權(quán)利要求l所述的變速器，其中所迷五個扭矩傳遞機構(gòu)的第一 個可有選擇地接合，以將所述第三4亍星齒4侖組的笫一元件和所述輸入元 件中的至少 一 個與所述第 一行星齒輪組的第二元件接合。
3. 如權(quán)利要求2所述的變速器，其中所迷五個扭矩傳遞機構(gòu)的第二 個可有選擇地接合，以將所述第三行星齒輪組的第一元件和所述輸入元 件中的至少 一個與所述第四行星齒輪組的第 一元件接合。
4. 如權(quán)利要求3所述的變速器，其中所迷五個扭矩傳遞機構(gòu)的第三 個可有選擇地接合，以將所述第三行星齒輪組的笫二元件與所述第四行 星齒輪組的第一元件接合。
5. 如權(quán)利要求4所述的變速器，其中所述五個扭矩傳遞機構(gòu)的笫四 個可有選擇地接合，以將所述第四行星齒輪組的第三元件和所述輸出元 件中的至少一個與所述第二^f亍星齒輪組的第三元件接合。
6. 如權(quán)利要求5所述的變速器，其中所述五個扭矩傳遞機構(gòu)的第五個可有選擇地接合，以將所述第三行星齒輪組的笫二元件與所述固定元件接合。
7. 如權(quán)利要求l所述的變速器，其中所述第一元件為中心齒輪，所迷第二元件為行星架元件，所述第三元件為齒圈。
8. 如權(quán)利要求l所述的變速器，其中所述輸入元件與所述第三行星齒輪組的第一元件持續(xù)地互連，所述輸出元件與所述第四行星齒輪組的 第三元件持續(xù)地互連。
9. 如權(quán)利要求l所述的變速器，其中所述扭矩傳遞機構(gòu)包括四個離合器和一個制動器。
10. 如權(quán)利要求l所述的變速器，其中所述固定元件為變速器殼體。
11. 一種變速器，包括 輸入元件；輸出元件；第一、第二、第三和第四行星齒輪組，每個行星齒輪組都具有第一、 第二和第三元件，其中所述輸入元件與所述第三行星齒輪組的第一元件 持續(xù)地互連，所述輸出元件與所述第四行星齒輪組的第三元件持續(xù)地互連；第一互連元件，該第一互連元件將所述第一行星齒輪組的第一元件與固定元件持續(xù)地互連；第二互連元件，該第二互連元件將所述第二行星齒輪組的第一元件與所述固定元件持續(xù)地互連；笫三互連元件，該第三互連元件將所述第 一行星齒輪組的第三元件與所述第二行星齒輪組的第二元件和所述第三行星齒輪組的第三元件持續(xù)地互連；第四互連元件，該第四互連元件將所述第四行星齒輪組的第二元件與所述第三行星齒輪組的第三元件持續(xù)地互連；第一扭矩傳遞機構(gòu)，該第一扭矩傳遞機構(gòu)可有選擇地接合，以將所述第三行星齒輪組的第一元件和所述輸入元件中的至少一個與所述第一行星齒輪組的第二元件接合；第二扭矩傳遞機構(gòu)，該第二扭矩傳遞機構(gòu)可有選擇地接合，以將所 迷第三行星齒輪組的第一元件和所述輸入元件中的至少一個與所述第四行星齒輪組的第一元件接合；第三扭矩傳遞機構(gòu)，該第三扭矩傳遞機構(gòu)可有選擇地接合，以將所 述第三行星齒輪組的第二元件與所述第四行星齒輪組的第一元件接合；第四扭矩傳遞機構(gòu)，該第四扭矩傳遞機構(gòu)可有選擇地接合，以將所 迷第四行星齒輪組的第三元件和所述輸出元件中的至少一個與所述第 二行星齒輪組的第三元件接合；和第五扭矩傳遞機構(gòu)，該第五扭矩傳遞機構(gòu)可有選擇地接合，以將所 述第三行星齒輪組的第二元件與所述固定元件接合；并且其中所述扭矩傳遞才幾構(gòu)可有選擇地以至少兩個4丑矩傳遞裝置的組 合進行接合，以在所述輸入元件與所述輸出元件之間建立至少八個前進 檔和至少一個倒檔。
12. 如權(quán)利要求ll所述的變速器，其中所述笫一元件為中心齒輪， 所述第二元件為行星架元件，所述第三元件為齒團。
13. 如權(quán)利要求12所述的變速器，其中所述固定元件為變速器殼體。
14. 一種變速器，包括 輸入元件； 輸出元件；笫一、第二、第三和第四行星齒輪組，每個行星齒輪組都具有中心 齒輪、行星架元件和齒圈，其中所述輸入元件與所述第三行星齒輪組的 中心齒輪持續(xù)地互連，所述輸出元件與所述第四行星齒輪組的齒圏持續(xù) 地互連；第 一互連元件，該第 一互連元件將所述第 一行星齒輪組的中心齒輪 與固定元件持續(xù)地互連；第二互連元件，該第二互連元件將所述第二行星齒輪組的中心齒輪 與所述固定元件持續(xù)地互連；第三互連元件，該第三互連元件將所述第一行星齒輪組的齒圈與所 述第二行星齒輪組的行星架元件和所述第三行星齒輪組的齒圈持續(xù)地 互連；第四互連元件，該第四互連元件將所述第四行星齒輪組的行星架元 件與所迷第三行星齒輪組的齒園持續(xù)地互連；第一扭矩傳遞機構(gòu)，該第一扭矩傳遞機構(gòu)可有選擇地接合，以將所 述第三行星齒輪組的中心齒輪和所述輸入元件中的至少一個與所述第一行星齒輪組的行星架元件互連；第二扭矩傳遞機構(gòu)，該第二扭矩傳遞機構(gòu)可有選擇地接合，以將所述第三行星齒輪組的中心齒輪和所述輸入元件中的至少一個與所述第 四行星齒輪組的中心齒輪互連；第三扭矩傳遞機構(gòu)，該第三扭矩傳遞機構(gòu)可有選擇地接合，以將所 述第三行星齒輪組的行星架元件與所述第四行星齒輪組的中心齒輪互 連；第四扭矩傳遞機構(gòu)，該第四扭矩傳遞機構(gòu)可有選擇地接合，以將所 述笫四行星齒輪組的齒圈和所述輸出元件中的至少一個與所述第二行 星齒輪組的齒圈互連；和第五扭矩傳遞機構(gòu)，該第五扭矩傳遞機構(gòu)可有選擇地接合，以將所 述第三行星齒輪組的行星架元件與所述固定元件互連；并且其中所述扭矩傳遞才幾構(gòu)可有選擇地以至少兩個4丑矩傳遞裝置的紐_ 合進行接合，以在所述輸入元件與所述輸出元件之間建立至少八個前進 檔和至少一個倒檔。
15.如權(quán)利要求14所述的變速器，其中所述固定元件為變速器殼體。
全文摘要
本發(fā)明涉及多檔變速器。提供了一種變速器，具有輸入元件、輸出元件、四個行星齒輪組、多個聯(lián)接元件和多個扭矩傳遞裝置。每個行星齒輪組都包括第一、第二和第三元件。扭矩傳遞裝置包括離合器和制動器。
文檔編號F16H3/62GK101344158SQ20081013792
公開日2009年1月14日 申請日期2008年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者A·W·菲利普斯, C·E·凱里, G·哈基爾, J·M·哈特, S·H·維特科普 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司