本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動車輛的自動變速器領(lǐng)域。更具體地講，本公開關(guān)于動力傳動系統(tǒng)中齒輪、離合器及這些部件間的互連件的裝置。

背景技術(shù)：
許多車輛在很寬的車速范圍內(nèi)使用，既包括前進(jìn)運動也包括倒車運動。然而，一些類型的發(fā)動機(jī)只能夠在很窄的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)高效運轉(zhuǎn)。因此，能夠高效地以多個轉(zhuǎn)速比傳遞動力的變速器被頻繁地使用。當(dāng)車輛處于低速時，變速器通常以高轉(zhuǎn)速比運轉(zhuǎn)，從而變速器為了改善加速而使發(fā)動機(jī)扭矩倍增。在高速時，使變速器以低轉(zhuǎn)速比運轉(zhuǎn)允許發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與安靜的、燃料效率高的巡航相關(guān)聯(lián)。通常，變速器具有安裝到車輛結(jié)構(gòu)的殼體、由發(fā)動機(jī)曲軸驅(qū)動的輸入軸以及通常經(jīng)差速器組件驅(qū)動車輪的輸出軸，差速器組件允許左車輪和右車輪在車輛轉(zhuǎn)彎時以稍微不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
公開了一種變速器，該變速器具有可以為，例如，簡單的行星齒輪組的四個傳動裝置。傳動裝置約束各個旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)速。第一傳動裝置固定地約束輸入軸以第一元件的轉(zhuǎn)速和第二元件的轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。第二傳動裝置固定地約束輸出軸以第三元件的轉(zhuǎn)速和第四元件的轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。第三傳動裝置選擇性地約束中間軸以第二元件和第三元件之間的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。最后，第四傳動裝置選擇性地約束第四元件以比第一元件的轉(zhuǎn)速低的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。六個離合器選擇性地將齒輪元件結(jié)合到彼此、輸入軸、中間軸或變速器殼。以各種組合接合離合器建立了10個前進(jìn)轉(zhuǎn)速比和一個倒檔轉(zhuǎn)速比。在一個實施例中，三個離合器形成離合器模塊，其中，三個離合器中的每個離合器選擇性地將中間軸結(jié)合到不同的齒輪元件。離合器模塊中的兩個組合的離合器的接合將齒輪元件中的不同對齒輪元件結(jié)合。在另一個實施例中，三個離合器形成離合器模塊，在該離合器模塊中，三個離合器中的每個離合器選擇性地將兩個齒輪元件直接彼此結(jié)合。本公開還公開了一種變速器，包括：輸入軸和輸出軸；第一固定傳動裝置，被配置為約束輸入軸以第一元件的轉(zhuǎn)速和第二元件之間的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；第二固定傳動裝置，被配置為約束輸出軸以第三元件的轉(zhuǎn)速和第四元件的轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；第三固定傳動裝置，被配置為約束第五元件以第二元件的轉(zhuǎn)速和第三元件的轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；第一可換檔的傳動裝置，被配置為選擇性地約束第四元件以零和第一元件的轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；第一離合器，被配置為選擇性地將輸入軸結(jié)合到第三元件；第一制動器，被配置為選擇性地保持第一元件不旋轉(zhuǎn)；離合器模塊，被配置為選擇性地結(jié)合第二元件、第四元件和第五元件中的兩個元件的每個組合。所述離合器模塊可包括：中間軸；第二離合器，被配置為選擇性地將中間軸結(jié)合到第二元件；第三離合器，被配置為選擇性地將中間軸結(jié)合到第四元件；第四離合器，被配置為選擇性地將中間軸結(jié)合到第五元件。所述離合器模塊可包括：第二離合器，被配置為選擇性地將第二元件結(jié)合到第四元件；第三離合器，被配置為選擇性地將第四元件結(jié)合到第五元件；第四離合器，被配置為選擇性地將第五元件結(jié)合到第二元件。所述第一可換檔的傳動裝置可包括：第四固定傳動裝置，被配置為約束第四元件以第一元件的轉(zhuǎn)速和第七元件的轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；第二制動器，選擇性地保持第七元件不旋轉(zhuǎn)。本公開還公開了一種變速器，包括：輸入軸和輸出軸；第一中間軸、第二中間軸、第三中間軸、第四中間軸、第五中間軸、第六中間軸和第七中間軸；第一制動器，被配置為選擇性地保持第一中間軸不旋轉(zhuǎn)；第二制動器，被配置為選擇性地保持第三中間軸不旋轉(zhuǎn)；第一離合器，被配置為選擇性地將第四中間軸結(jié)合到第七中間軸；第二離合器，被配置為選擇性地將第五中間軸結(jié)合到第七中間軸；第三離合器，被配置為選擇性地將輸入軸結(jié)合到第六中間軸；第四離合器，被配置為選擇性地將第二中間軸結(jié)合到第七中間軸。所述變速器還可包括：第一固定傳動裝置，被配置為約束第二中間軸以第一中間軸的轉(zhuǎn)速和第三中間的轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；第二固定傳動裝置，被配置為約束輸入軸以第一中間軸的轉(zhuǎn)速和第四中間軸的轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；第三固定傳動裝置，被配置為約束第五中間軸以第四中間軸的轉(zhuǎn)速和第六中間軸的轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；第四固定傳動裝置，被配置為約束輸出軸以第六中間軸的轉(zhuǎn)速和第二中間軸的轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。所述第一固定傳動裝置可包括：第一太陽齒輪，固定地結(jié)合到第四中間軸；第一環(huán)形齒輪，固定地結(jié)合到第六中間軸；第一齒輪架，固定地結(jié)合到第五中間軸；一組行星齒輪，與第一太陽齒輪和第一環(huán)形齒輪持續(xù)地嚙合接合。所述第二固定傳動裝置可包括：第二太陽齒輪，固定地結(jié)合到第一中間軸；第二環(huán)形齒輪，固定地結(jié)合到第四中間軸；第二齒輪架，固定地結(jié)合到輸入軸；一組行星齒輪，與第二太陽齒輪和第二環(huán)形齒輪持續(xù)地嚙合接合。所述第三固定傳動裝置可包括：第三太陽齒輪，固定地結(jié)合到第四中間軸；第三環(huán)形齒輪，固定地結(jié)合到第六中間軸；第三齒輪架，固定地結(jié)合到第五中間軸；一組行星齒輪，與第三太陽齒輪和第三環(huán)形齒輪持續(xù)地嚙合接合。所述第四固定傳動裝置可包括：第四太陽齒輪，固定地結(jié)合到第六中間軸；第四環(huán)形齒輪，固定地結(jié)合到第二中間軸；第四齒輪架，固定地結(jié)合到輸出軸；一組行星齒輪，與第四太陽齒輪和第四環(huán)形齒輪持續(xù)地嚙合接合。附圖說明圖1是第一變速器傳動裝置的示意圖；圖2是第二變速器傳動裝置的示意圖；圖3是第三變速器傳動裝置的示意圖。具體實施方式在此描述本公開的實施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解，公開的實施例僅是示例，其它實施例可采用各種和替代形式。附圖不一定成比例繪制；一些特征可被夸大或最小化，以顯示特定組件的細(xì)節(jié)。因此，在此公開的具體結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制，而僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以不同的方式應(yīng)用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，參照任一附圖示出和描述的各種特征可與在一個或更多個其它附圖中示出的特征相組合，以產(chǎn)生未明顯示出或描述的實施例。示出的特征的組合為典型應(yīng)用提供代表性實施例。然而，對于特定應(yīng)用或?qū)嵤?，可得到與本公開的教導(dǎo)一致的特征的各種組合和修改。傳動裝置是旋轉(zhuǎn)元件和離合器的集合，被構(gòu)造成在元件中施加特定的轉(zhuǎn)速關(guān)系。不論任何離合器的狀態(tài)如何，均施加一些轉(zhuǎn)速關(guān)系（被稱為固定轉(zhuǎn)速關(guān)系）。僅施加固定關(guān)系的傳動裝置被稱為固定傳動裝置。只有當(dāng)特定的離合器完全接合時，才施加其它轉(zhuǎn)速關(guān)系。選擇性地施加轉(zhuǎn)速關(guān)系的傳動裝置被稱為可換檔的傳動裝置。離散轉(zhuǎn)速比的變速器具有可換檔的傳動裝置，該可換檔的傳動裝置在輸入軸和輸出軸之間選擇性地施加各種轉(zhuǎn)速比。如果一組元件在所有的運轉(zhuǎn)條件下均受約束以作為單元旋轉(zhuǎn)，則該組元件固定地結(jié)合到彼此。元件可通過花鍵連接、焊接、壓裝、對普通固體進(jìn)行加工（machiningfromacommonsolid）或其它方法固定地結(jié)合。在固定地結(jié)合的元件之間可能發(fā)生旋轉(zhuǎn)位移的輕微變化，例如，由于沖擊（lash）或軸從動性導(dǎo)致的位移。相反，當(dāng)離合器隨時完全接合而約束兩個元件作為單元旋轉(zhuǎn)時，兩個元件通過離合器選擇性地結(jié)合，而在至少一些其它運轉(zhuǎn)條件下兩個元件以不同的轉(zhuǎn)速自由旋轉(zhuǎn)。離合器包括主動控制裝置（例如液動或電動致動的離合器）以及被動裝置（諸如單向離合器）。通過選擇性地將元件連接到殼體而保持元件不旋轉(zhuǎn)的離合器可被稱為制動器。在圖1中示例性地示出了示例變速器。變速器利用四個簡單的行星齒輪組20、30、40和50。簡單的行星齒輪組是固定傳動裝置的一種類型。行星齒輪架22繞著中心軸旋轉(zhuǎn)，并支撐一組行星齒輪24，從而行星齒輪相對于行星齒輪架旋轉(zhuǎn)。行星齒輪上的外輪齒與太陽齒輪26上的外輪齒以及環(huán)形齒輪28上的內(nèi)輪齒嚙合。太陽齒輪和環(huán)形齒輪被支撐以繞著與齒輪架相同的軸旋轉(zhuǎn)。簡單的行星齒輪組施加固定的轉(zhuǎn)速關(guān)系。齒輪架的轉(zhuǎn)速被約束在太陽齒輪的轉(zhuǎn)速和環(huán)形齒輪的轉(zhuǎn)速之間（這種關(guān)系被限定為包括所有三者以相同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的條件）。更具體地講，齒輪架的轉(zhuǎn)速是太陽齒輪的轉(zhuǎn)速和環(huán)形齒輪的轉(zhuǎn)速的加權(quán)平均值，加權(quán)系數(shù)由每個齒輪上的齒數(shù)確定。由其它公知類型的固定傳動裝置施加類似的轉(zhuǎn)速關(guān)系。例如，雙小齒輪行星齒輪組將環(huán)形齒輪的轉(zhuǎn)速約束至太陽齒輪的轉(zhuǎn)速和齒輪架的轉(zhuǎn)速之間的加權(quán)平均值。齒輪組30、40和50類似地構(gòu)造。在表1中列出了針對每個行星齒輪組的建議齒數(shù)比。表1環(huán)形齒輪28/太陽齒輪262.20環(huán)形齒輪38/太陽齒輪361.75環(huán)形齒輪48/太陽齒輪461.60環(huán)形齒輪58/太陽齒輪563.70在圖1的變速器中，太陽齒輪26被固定地結(jié)合到太陽齒輪36，齒輪架22被固定地結(jié)合到環(huán)形齒輪58，環(huán)形齒輪38被固定地結(jié)合到太陽齒輪46，環(huán)形齒輪48被固定地結(jié)合到太陽齒輪56，輸入軸60被固定地結(jié)合到齒輪架32，輸出軸62被固定地結(jié)合到齒輪架52。由制動器66選擇性地保持環(huán)形齒輪28不旋轉(zhuǎn)，由制動器68選擇性地保持太陽齒輪26和36不旋轉(zhuǎn)。輸入軸60通過離合器70選擇性地結(jié)合到環(huán)形齒輪48和太陽齒輪56。中間軸64通過離合器72選擇性地結(jié)合到齒輪架42，通過離合器74選擇性地結(jié)合到齒輪架22和環(huán)形齒輪58，并通過離合器76選擇性地結(jié)合到環(huán)形齒輪38和太陽齒輪46。如表2中所示出的，使四個組合的離合器和制動器接合在輸入軸60和輸出軸62之間建立了10個前進(jìn)轉(zhuǎn)速比和一個倒車轉(zhuǎn)速比。X指示需要離合器建立轉(zhuǎn)速比。（X）指示可應(yīng)用離合器但不需要離合器。在第一檔位中，在不改變轉(zhuǎn)速比的情況下，可應(yīng)用離合器74或離合器76，而不應(yīng)用離合器72。當(dāng)齒輪組具有如表1中所指示的齒數(shù)時，轉(zhuǎn)速比具有表2中所指示的值。表2在圖2中示出了另一個示例變速器。在該變速器中，中間軸64固定地結(jié)合到齒輪架42并且環(huán)形齒輪48通過離合器72′選擇性地結(jié)合到太陽齒輪56。剩余的特征與關(guān)于圖1描述的變速器中的特征相同。離合器72′與圖1中的離合器72在相同的轉(zhuǎn)速比下應(yīng)用（即，與圖1中的離合器72一樣，離合器72′在倒車檔、第一檔至第四檔、第六檔至第八檔以及第10檔中應(yīng)用）。在圖3中示出了第三示例變速器。在該變速器中，離合器78選擇性地將齒輪架22和環(huán)形齒輪58結(jié)合到齒輪架42，離合器80選擇性地將齒輪架22和環(huán)形齒輪58選擇性地結(jié)合到環(huán)形齒輪38和太陽齒輪46，而離合器82選擇性地將環(huán)形齒輪38和太陽齒輪46結(jié)合到齒輪架42。三個離合器的這個模塊與圖1中的離合器72、74和76的模塊類似，允許將三個旋轉(zhuǎn)元件中的任何兩個選擇性地結(jié)合。在圖1的變速器中，通過接合兩個離合器實現(xiàn)兩個元件的選擇性結(jié)合，由此將每個元件結(jié)合到中間軸64。在圖3的變速器中，單個離合器接合，以選擇性地結(jié)合兩個元件。如表3中所示，使圖3中的三個組合的離合器和制動器接合在輸入軸60和輸出軸62之間建立了10個前進(jìn)轉(zhuǎn)速比以及一個倒車轉(zhuǎn)速比。當(dāng)齒輪具有與圖1和圖2中相應(yīng)的齒數(shù)相同的齒數(shù)時，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速比相同。表3666870788082轉(zhuǎn)速比速比階倒檔XXX-4.79102%第一檔XXX4.70第二檔XXX2.991.57第三檔XXX2.181.37第四檔X(X)XX1.801.21第五檔XXX1.541.17第六檔XXX1.291.19第七檔XXX(X)1.001.29第八檔XXX0.851.17第九檔XXX0.691.24第十檔XXX(X)0.641.08雖然上文描述了示例實施例，但是并不意味著這些實施例描述了權(quán)利要求包含的所有可能的形式。說明書中使用的詞語為描述性詞語而非限定，并且應(yīng)理解在不脫離本公開的精神和范圍的情況下可作出各種改變。如上所述，可組合多個實施例的特征以形成本發(fā)明沒有明確描述或說明的進(jìn)一步的實施例。雖然已經(jīng)針對一個或更多個需要的特征描述了提供優(yōu)點的或優(yōu)于其它實施例或現(xiàn)有技術(shù)的多個實施例，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)理解可以包含一個或更多個特性以實現(xiàn)需要的整體系統(tǒng)屬性，該屬性取決于具體的應(yīng)用和實施。這些屬性可包括但不限于：成本、強(qiáng)度、耐用性、生命周期成本、可銷售性、外觀、包裝、尺寸、可維修性、重量、可制造性、裝配的便利性等。這樣，被描述為在一個或更多個特性上可取性低于其它實施例或現(xiàn)有技術(shù)實施的實施例并不在本公開的范圍之外并且可能對于特定應(yīng)用是可取的。