本發(fā)明大致上涉及一種用于車輛的多級變速器，更特別地，涉及一種多級變速器技術(shù)，其可以使用盡可能最少的部件和盡可能最簡單的配置而實(shí)現(xiàn)盡可能多的擋位。

背景技術(shù)：

近期油價(jià)的上漲已經(jīng)驅(qū)使世界范圍的車輛制造商進(jìn)入提高燃料效率的無限制的競爭中。另外，為了基于各種技術(shù)(例如縮小尺寸)而降低發(fā)動(dòng)機(jī)的重量和改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料效率已經(jīng)進(jìn)行了很多努力。

在能夠?qū)で笥糜谘b配在車輛中的變速器以改進(jìn)燃料效率的方法中，存在可以通過使用多級變速器以允許發(fā)動(dòng)機(jī)以更有效率的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)(operation points)運(yùn)轉(zhuǎn)從而改進(jìn)燃料效率的方法。

這種多級變速器允許發(fā)動(dòng)機(jī)以相對低的RPM(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))范圍運(yùn)轉(zhuǎn)，從而進(jìn)一步改進(jìn)了車輛的靜音性(quietness)。

然而，隨著變速器的擋位的數(shù)量增加，所以構(gòu)成變速器的內(nèi)部部件的數(shù)量也增加了。這會反而導(dǎo)致不想要的影響，例如變速器的可安裝性和轉(zhuǎn)換效率的降低以及變速器的成本和重量的增加。因此，為了將使用多級變速器改進(jìn)燃料效率的效果最大化，所以重要的是設(shè)計(jì)一種變速器結(jié)構(gòu)，其可以使用相對小數(shù)量的部件和簡單的配置而實(shí)現(xiàn)最大的效率。

公開于該本發(fā)明背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的各個(gè)方面致力于提供一種用于車輛的多級變速器，其可以利用相對小數(shù)量的部件和簡單的配置而實(shí)現(xiàn)至少十個(gè)前進(jìn)擋位和一 個(gè)倒擋位。在各個(gè)方面，發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)處運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使車輛的燃料效率的改進(jìn)最大化，并且發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)更加安靜，從而改進(jìn)了車輛的靜音性。

根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面，用于車輛的多級變速器可以包括輸入軸，輸出軸，第一至第四行星齒輪裝置以及至少六個(gè)換擋元件；該第一至第四行星齒輪裝置設(shè)置在輸入軸和輸出軸之間以傳輸旋轉(zhuǎn)力，該第一至第四行星齒輪裝置中的每個(gè)具有三個(gè)旋轉(zhuǎn)元件；該至少六個(gè)換擋元件連接至行星齒輪裝置的旋轉(zhuǎn)元件，其中，第一行星齒輪裝置的第一旋轉(zhuǎn)元件在可通過在所述至少六個(gè)換擋元件中的一個(gè)換擋元件而固定的同時(shí)，連續(xù)地連接至第二行星齒輪裝置的第三旋轉(zhuǎn)元件，第一行星齒輪裝置的第二旋轉(zhuǎn)元件連續(xù)地連接至第三行星齒輪裝置的第二旋轉(zhuǎn)元件和第四行星齒輪裝置的第三旋轉(zhuǎn)元件，并且第一行星齒輪裝置的第三旋轉(zhuǎn)元件可由在所述至少六個(gè)換擋元件中的另一個(gè)換擋元件固定，其中，第二行星齒輪裝置的第一旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接至第四行星齒輪裝置的第一旋轉(zhuǎn)元件和第三行星齒輪裝置的第二旋轉(zhuǎn)元件，第二行星齒輪裝置的第二旋轉(zhuǎn)元件連續(xù)地連接至輸入軸，第二行星齒輪裝置的第三旋轉(zhuǎn)元件連續(xù)地連接至第三行星齒輪裝置的第三旋轉(zhuǎn)元件，其中，第三行星齒輪裝置的第一旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接至第四行星齒輪裝置的第一旋轉(zhuǎn)元件和第二旋轉(zhuǎn)元件，并且其中，第四行星齒輪裝置的第二旋轉(zhuǎn)元件連續(xù)地連接至輸出軸。

第一行星齒輪裝置、第二行星齒輪裝置、第三行星齒輪裝置和第四行星齒輪裝置可以順序地沿著輸入軸和輸出軸的軸向而布置。

第一行星齒輪裝置的第一旋轉(zhuǎn)元件可以通過在換擋元件之中的第二離合器而固定至變速器殼體，其中，第一行星齒輪裝置的第三旋轉(zhuǎn)元件可以借助于在換擋元件之中的第三離合器而固定至變速器殼體，其中，在所述至少六個(gè)換擋元件中的其余換擋元件可以配置為構(gòu)成在行星齒輪裝置的旋轉(zhuǎn)元件之間的選擇連接結(jié)構(gòu)。

在至少六個(gè)換擋元件之中的第一離合器可以形成在第三行星齒輪裝置的第一旋轉(zhuǎn)元件和第四行星齒輪裝置的第二旋轉(zhuǎn)元件之間的選擇連接結(jié)構(gòu)，其中，在至少六個(gè)換擋元件之中的第四離合器可以形成在第二行星齒輪裝置的第一旋轉(zhuǎn)元件和第三行星齒輪裝置的第二旋轉(zhuǎn)元 件之間的選擇連接結(jié)構(gòu)，其中，在至少六個(gè)換擋元件之中的第五離合器可以形成在第二行星齒輪裝置的第一旋轉(zhuǎn)元件和第四行星齒輪裝置的第一旋轉(zhuǎn)元件之間的選擇連接結(jié)構(gòu)，并且其中，在至少六個(gè)換擋元件之中的第六離合器可以形成在第三行星齒輪裝置的第一旋轉(zhuǎn)元件和第四行星齒輪裝置的第一旋轉(zhuǎn)元件之間的選擇連接結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面，用于車輛的多級變速器可以包括第一至第四行星齒輪裝置，六個(gè)換擋元件以及第一至第八旋轉(zhuǎn)軸；該第一至第四行星齒輪裝置的每個(gè)具有三個(gè)旋轉(zhuǎn)元件；該六個(gè)換擋元件配置為選擇性地提供摩擦力；該第一至第八旋轉(zhuǎn)軸連接至第一至第四行星齒輪裝置的旋轉(zhuǎn)元件，其中，第一旋轉(zhuǎn)軸是輸入軸，其直接地連接至第二行星齒輪裝置的第二旋轉(zhuǎn)元件，第二旋轉(zhuǎn)軸直接地連接至第一行星齒輪裝置的第一旋轉(zhuǎn)元件、第二行星齒輪裝置的第三旋轉(zhuǎn)元件以及第三行星齒輪裝置的第三旋轉(zhuǎn)元件，第三旋轉(zhuǎn)軸直接地連接至第一行星齒輪裝置的第二旋轉(zhuǎn)元件、第三行星齒輪裝置的第二旋轉(zhuǎn)元件以及第四行星齒輪裝置的第三旋轉(zhuǎn)元件，第四旋轉(zhuǎn)軸直接地連接至第一行星齒輪裝置的第三旋轉(zhuǎn)元件，第五旋轉(zhuǎn)軸直接地連接至第二行星齒輪裝置的第一旋轉(zhuǎn)元件，第六旋轉(zhuǎn)軸直接地連接至第四行星齒輪裝置的第一旋轉(zhuǎn)元件，第七旋轉(zhuǎn)軸直接地連接至第三行星齒輪裝置的第一旋轉(zhuǎn)元件，第八旋轉(zhuǎn)軸是輸出軸，其直接地連接至第四行星齒輪裝置的第二旋轉(zhuǎn)元件，其中，六個(gè)換擋元件包括第一至第六離合器，第一離合器設(shè)置在第七旋轉(zhuǎn)軸和第八旋轉(zhuǎn)軸之間，第二離合器設(shè)置在第二旋轉(zhuǎn)軸和變速器殼體之間，第三離合器設(shè)置在第四旋轉(zhuǎn)軸和變速器殼體之間，第四離合器設(shè)置在第三旋轉(zhuǎn)軸和第五旋轉(zhuǎn)軸之間，第五離合器設(shè)置在第五旋轉(zhuǎn)軸和第六旋轉(zhuǎn)軸之間，第六離合器設(shè)置在第六旋轉(zhuǎn)軸和第七旋轉(zhuǎn)軸之間。

根據(jù)如上所述的本發(fā)明，用于車輛的多級變速器可以利用相對小數(shù)量的部件和簡單的配置而實(shí)現(xiàn)至少十個(gè)前進(jìn)擋位和一個(gè)倒擋位。發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)處運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使車輛的燃料效率的改進(jìn)最大化。發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)更加安靜，從而改進(jìn)了車輛的靜音性。

應(yīng)當(dāng)理解，此處所使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或其它類似術(shù)語一般包括機(jī)動(dòng)車輛，例如包括運(yùn)動(dòng)型多用途車輛(SUV)、大客 車、卡車、各種商用車輛的乘用汽車，包括各種舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合動(dòng)力車輛、電動(dòng)車輛、可插式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛、氫動(dòng)力車輛以及其它替代性燃料車輛(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此處所提到的，混合動(dòng)力車輛是具有兩種或更多動(dòng)力源的車輛，例如具有汽油動(dòng)力和電力動(dòng)力兩者的車輛。

本發(fā)明的方法和裝置具有其它的特性和優(yōu)點(diǎn)，這些特性和優(yōu)點(diǎn)從并入本文中的附圖和隨后的具體實(shí)施方案中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實(shí)施方案中進(jìn)行詳細(xì)陳述，這些附圖和具體實(shí)施方案共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。

附圖說明

圖1是顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的用于車輛的示例性多級變速器的配置的示意圖。

圖2顯示了圖1中所示的示例性多級變速器的運(yùn)行模式圖表。

應(yīng)當(dāng)了解，所附附圖并不必須是按比例繪制的，其呈現(xiàn)了某種程度上經(jīng)過簡化的說明本發(fā)明的基本原理的各個(gè)特征。本文所公開的本發(fā)明的具體設(shè)計(jì)特征包括例如具體尺寸、方向、位置和外形將部分地由具體所要應(yīng)用和使用的環(huán)境來確定。

具體實(shí)施方式

下面將詳細(xì)說明本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案，在附圖中和隨后的描述中示出了這些實(shí)施方案的示例。雖然本發(fā)明與示例性實(shí)施方案相結(jié)合進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)了解，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實(shí)施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實(shí)施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種替換形式、修改形式、等效形式以及其它實(shí)施方案。

參考圖1和圖2，根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的用于車輛的多級變速器包括輸入軸IN，輸出軸OUT，第一至第四行星齒輪裝置PG1、PG2、PG3和PG4以及至少六個(gè)換擋元件；第一行星齒輪裝置PG1、第二行星齒輪裝置PG2、第三行星齒輪裝置PG3和第四行星齒輪裝置PG4設(shè)置在輸入軸IN和輸出軸OUT之間以傳輸旋轉(zhuǎn)力，行星齒輪裝置PG1 至PG4中的每個(gè)具有三個(gè)旋轉(zhuǎn)元件；該至少六個(gè)換擋元件連接至行星齒輪裝置PG1至PG4的旋轉(zhuǎn)元件。

第一行星齒輪裝置PG1的第一旋轉(zhuǎn)元件S1在可通過至少六個(gè)換擋元件之中的一個(gè)換擋元件固定的同時(shí)，連續(xù)地連接至第二行星齒輪裝置PG2的第三旋轉(zhuǎn)元件R2。第一行星齒輪裝置PG1的第二旋轉(zhuǎn)元件C1連續(xù)地連接至第三行星齒輪裝置PG3的第二旋轉(zhuǎn)元件C3和第四行星齒輪裝置PG4的第三旋轉(zhuǎn)元件R4。第一行星齒輪裝置PG1的第三旋轉(zhuǎn)元件R1可由至少六個(gè)換擋元件之中的另一個(gè)換擋元件固定。

第二行星齒輪裝置PG2的第一旋轉(zhuǎn)元件S2選擇性地連接至第四行星齒輪裝置PG4的第一旋轉(zhuǎn)元件S4和第三行星齒輪裝置PG3的第二旋轉(zhuǎn)元件C3。第二行星齒輪裝置PG2的第二旋轉(zhuǎn)元件C2連續(xù)地連接至輸入軸IN。第二行星齒輪裝置PG2的第三旋轉(zhuǎn)元件R2連續(xù)地連接至第三行星齒輪裝置PG3的第三旋轉(zhuǎn)元件R3。

第三行星齒輪裝置PG3的第一旋轉(zhuǎn)元件S3選擇性地連接至第四行星齒輪裝置PG4的第一旋轉(zhuǎn)元件S4和第二旋轉(zhuǎn)元件C4。第四行星齒輪裝置PG4的第二旋轉(zhuǎn)元件C4連續(xù)地連接至輸出軸OUT。

第一行星齒輪裝置PG1、第二行星齒輪裝置PG2、第三行星齒輪裝置PG3和第四行星齒輪裝置PG4順序地沿著輸入軸IN和輸出軸OUT的軸向方向而布置。

通過在換擋元件中的第二離合器CL2，第一行星齒輪裝置PG1的第一旋轉(zhuǎn)元件S1可固定至變速器殼體CS。通過在換擋元件中的第三離合器CL3的裝置，第一行星齒輪裝置PG1的第三旋轉(zhuǎn)元件R1可固定至變速器殼體CS。

因此，第二離合器CL2和第三離合器CL3用作制動(dòng)器，并且分別地停止或允許第一行星齒輪裝置PG1的第一旋轉(zhuǎn)元件S1和第三旋轉(zhuǎn)元件R1的轉(zhuǎn)動(dòng)。

在換擋元件之中的其它換擋元件配置為構(gòu)成在行星齒輪裝置的旋轉(zhuǎn)元件之間的選擇連接結(jié)構(gòu)。

具體而言，在換擋元件之中的第一離合器CL1形成在第三行星齒輪裝置PG3的第一旋轉(zhuǎn)元件S3和第四行星齒輪裝置PG4的第二旋轉(zhuǎn)元件C4之間的選擇連接結(jié)構(gòu)。在換擋元件之中的第四離合器CL4形 成在第二行星齒輪裝置PG2的第一旋轉(zhuǎn)元件S2和第三行星齒輪裝置PG3的第二旋轉(zhuǎn)元件C3之間的選擇連接結(jié)構(gòu)。在換擋元件之中的第五離合器CL5形成在第二行星齒輪裝置PG2的第一旋轉(zhuǎn)元件S2和第四行星齒輪裝置PG4的第一旋轉(zhuǎn)元件S4之間的選擇連接結(jié)構(gòu)。在換擋元件之中的第六離合器CL6形成在第三行星齒輪裝置PG3的第一旋轉(zhuǎn)元件S3和第四行星齒輪裝置PG4的第一旋轉(zhuǎn)元件S4之間的選擇連接結(jié)構(gòu)。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施方案，第一行星齒輪裝置PG1的第一旋轉(zhuǎn)元件S1、第二旋轉(zhuǎn)元件C1和第三旋轉(zhuǎn)元件R1分別為第一太陽輪、第一行星架和第一內(nèi)齒圈。第二行星齒輪裝置PG2的第一旋轉(zhuǎn)元件S2、第二旋轉(zhuǎn)元件C2和第三旋轉(zhuǎn)元件R2分別為第二太陽輪、第二行星架和第二內(nèi)齒圈。第三行星齒輪裝置PG3的第一旋轉(zhuǎn)元件S3、第二旋轉(zhuǎn)元件C3和第三旋轉(zhuǎn)元件R3分別為第三太陽輪、第三行星架和第三內(nèi)齒圈。第四行星齒輪裝置PG4的第一旋轉(zhuǎn)元件S4、第二旋轉(zhuǎn)元件C4和第三旋轉(zhuǎn)元件R4分別為第四太陽輪、第四行星架和第四內(nèi)齒圈。

如上配置的用于車輛的多級變速器也可以按以下方式呈現(xiàn)。

具體而言，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的用于車輛的多級變速器包括第一至第四行星齒輪裝置PG1至PG4，六個(gè)換擋元件以及八個(gè)旋轉(zhuǎn)軸；該第一至第四行星齒輪裝置的每一個(gè)具有三個(gè)旋轉(zhuǎn)元件；該六個(gè)換擋元件配置為選擇性地提供摩擦力；該八個(gè)旋轉(zhuǎn)軸連接至第一至第四行星齒輪裝置的旋轉(zhuǎn)元件。

這里，在八個(gè)旋轉(zhuǎn)軸之中，第一旋轉(zhuǎn)軸RS1是輸入軸IN，其直接地連接至第二行星齒輪裝置PG2的第二旋轉(zhuǎn)元件C2。第二旋轉(zhuǎn)軸RS2直接地連接至第一行星齒輪裝置PG1的第一旋轉(zhuǎn)元件S1、第二行星齒輪裝置PG2的第三旋轉(zhuǎn)元件R2和第三行星齒輪裝置PG3的第三旋轉(zhuǎn)元件R3。第三旋轉(zhuǎn)軸RS3直接地連接至第一行星齒輪裝置PG1的第二旋轉(zhuǎn)元件C1、第三行星齒輪裝置PG3的第二旋轉(zhuǎn)元件C3和第四行星齒輪裝置PG4的第三旋轉(zhuǎn)元件R4。第四旋轉(zhuǎn)軸RS4直接地連接至第一行星齒輪裝置PG1的第三旋轉(zhuǎn)元件R1。第五旋轉(zhuǎn)軸RS5直接地連接至第二行星齒輪裝置PG2的第一旋轉(zhuǎn)元件S2。第六旋轉(zhuǎn)軸RS6直接地連接至第四行星齒輪裝置PG4的第一旋轉(zhuǎn)元件S4。第七旋轉(zhuǎn)軸 RS7直接地連接至第三行星齒輪裝置PG3的第一旋轉(zhuǎn)元件S3。第八旋轉(zhuǎn)軸RS8是輸出軸OUT，其直接地連接至第四行星齒輪裝置PG4的第二旋轉(zhuǎn)元件C4。

另外，在六個(gè)換擋元件之中，第一離合器CL1設(shè)置在第七旋轉(zhuǎn)軸RS7和第八旋轉(zhuǎn)軸RS8之間。第二離合器CL2設(shè)置在第二旋轉(zhuǎn)軸RS2和變速器殼體CS之間。第三離合器CL3設(shè)置在第四旋轉(zhuǎn)軸RS4和變速器殼體CS之間。第四離合器CL4設(shè)置在第三旋轉(zhuǎn)軸RS3和第五旋轉(zhuǎn)軸RS5之間。第五離合器CL5設(shè)置在第五旋轉(zhuǎn)軸RS5和第六旋轉(zhuǎn)軸RS6之間。第六離合器CL6設(shè)置在第六旋轉(zhuǎn)軸RS6和第七旋轉(zhuǎn)軸RS7之間。

如上所述，根據(jù)圖2所示的運(yùn)行模式圖表，包括四個(gè)簡單的行星齒輪裝置和六個(gè)換擋元件的根據(jù)本發(fā)明的用于車輛的多級變速器實(shí)現(xiàn)了十一個(gè)前進(jìn)擋位和一個(gè)倒擋位。由于可以基于小數(shù)量的部件和簡單的配置而實(shí)現(xiàn)所述多級變速器，所以所述多級變速器能夠有助于改進(jìn)車輛的燃料效率和靜音性，從而改進(jìn)車輛的適銷性。

前面對本發(fā)明具體示例性實(shí)施方案所呈現(xiàn)的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并不想要成為毫無遺漏的，也不是想要把本發(fā)明限制為所公開的精確形式，顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實(shí)施方案并進(jìn)行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方案及其各種選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍意在由所附權(quán)利要求書及其等效形式所限定。