四離合器多速變速器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及四離合器多速變速器。變速器具有第一和第二行星齒輪組，所述第一和第二行星齒輪組帶有四個輸入扭矩傳遞機構(gòu)以實現(xiàn)通過行星齒輪組至副軸傳動裝置的扭矩流動，所述輸入扭矩傳遞機構(gòu)例如是摩擦離合器。該變速器包括輸入構(gòu)件、輸出構(gòu)件、一對行星齒輪組、具有四個輸入離合器的輸入離合器組件、以及副軸傳動裝置。所述副軸傳動裝置操作地連接到所述行星齒輪組并且包括：三個共面互嚙齒輪組；第一和第二副軸；第一中間軸；以及與輸入軸同心的第二和第三中間軸。
【專利說明】四離合器多速變速器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有可選擇性地連接到一對行星齒輪組和副軸傳動裝置的四輸入離合器的多速變速器。
【背景技術(shù)】
[0002]典型多速雙離合器變速器使用兩個摩擦離合器和多個爪式離合器/同步器的組合以通過在一個摩擦離合器和另一摩擦離合器之間交替來實現(xiàn)“動力接通”或動態(tài)換檔，其中同步器在實際執(zhí)行動態(tài)換檔之前針對即將到來的比(oncoming ratio)而被“預(yù)先選擇”?！皠恿油ā睋Q檔意味著，在執(zhí)行換檔之前來自發(fā)動機的扭矩流不必被中斷。該概念通常使用副軸齒輪與不同的專用齒輪對或齒輪組來實現(xiàn)每個前進速度比(例外是，在后輪驅(qū)動應(yīng)用中能夠?qū)崿F(xiàn)直接傳動比)。因此，在該典型設(shè)計中需要的齒輪的總數(shù)量是前進速度比的數(shù)量的兩倍與用于倒檔的三之和。這使得尤其在具有相對大數(shù)量的前進速度比的變速器中必需大量所需的齒輪對。因此，需要一種使用齒輪對的更緊湊有效的變速器。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]提供一種變速器，所述變速器具有一對行星齒輪組，該對行星齒輪組帶有四輸入扭矩傳遞機構(gòu)(例如，摩擦離合器)以實現(xiàn)通過該對行星齒輪組至副軸傳動裝置的扭矩流動。該變速器包括輸入構(gòu)件、輸出構(gòu)件、一對行星齒輪組、具有第一、第二、第三和第四扭矩傳遞機構(gòu)的四輸入離合器組件、以及副軸傳動裝置。
[0004]該對行星齒輪組具有第一、第二和第三構(gòu)件。四輸入離合器組件的第一、第二、第三和第四扭矩傳遞機構(gòu)均可選擇性地接合以將輸入構(gòu)件與該對行星齒輪組的構(gòu)件中的相應(yīng)不同構(gòu)件連接。
[0005]所述副軸傳動裝置操作地連接到該對行星齒輪組，并且包括:三組共面互嚙齒輪；第一中間軸；第二中間軸和第三中間軸；多個同步器；以及第一和第二副軸。第一中間軸連接到行星齒輪組的太陽輪構(gòu)件以便共同旋轉(zhuǎn)。第二中間軸連接到行星齒輪組的行星架構(gòu)件以便共同旋轉(zhuǎn)。第三中間軸連接到行星齒輪組的齒圈以便共同旋轉(zhuǎn)。
[0006]第一和第二副軸從所述中間軸徑向偏離，并且通常平行于所述中間軸。所述多個同步器可選擇性地接合以將所述共面齒輪組的齒輪中的選定齒輪聯(lián)接到所述軸中的選定軸以便共同旋轉(zhuǎn)，以由此將扭矩從所述行星齒輪組沿所述軸和所述共面互嚙齒輪組傳遞到所述輸出構(gòu)件。
[0007]所述第一和第二副軸均具有可旋轉(zhuǎn)地固定到相應(yīng)副軸的副軸傳動齒輪。所述副軸傳動齒輪均與連接到輸出構(gòu)件的輸出傳動齒輪嚙合。
[0008]所述行星齒輪組可以是傘齒輪組、簡單小齒輪或雙小齒輪(復(fù)合)行星齒輪組。
[0009]在本發(fā)明的另一方面，通過使用制動器可實現(xiàn)倒檔扭矩比，所述制動器將所述行星齒輪組的行星架構(gòu)件選擇性地連接到固定構(gòu)件以獲得倒檔扭矩比，由此免除對專用互嚙齒輪組的需要。[0010]本發(fā)明還提供了以下技術(shù)方案。
[0011]方案1.一種變速器，所述變速器包括:
輸入構(gòu)件；
輸出構(gòu)件；
具有第一、第二和第三構(gòu)件的第一行星齒輪組；
具有第一、第二和第三構(gòu)件的第二行星齒輪組，其中，所述第一行星齒輪組的第二構(gòu)件連接到所述第二行星齒輪組的第二構(gòu)件，所述第一行星齒輪組的第三構(gòu)件連接到所述第二行星齒輪組的第三構(gòu)件；
具有第一、第二、第三和第四扭矩傳遞機構(gòu)的離合器組件，每個扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述輸入構(gòu)件與所述第一和第二行星齒輪組的構(gòu)件中的相應(yīng)不同構(gòu)件連接；第一中間軸，所述第一中間軸與所述第一行星齒輪組的第一構(gòu)件連接以便共同旋轉(zhuǎn)；第二中間軸，所述第二中間軸與所述第一和第二行星齒輪組的第二構(gòu)件連接以便共同旋轉(zhuǎn)，其中，所述第二中間軸與所述第一中間軸同心；
第三中間軸，所述第三中間軸與所述第一和第二行星齒輪組的第三構(gòu)件連接以便共同旋轉(zhuǎn)，其中，所述第三中間軸與所述第二中間軸同心；
從所述中間軸徑向偏離的第一副軸；
從所述中間軸徑向偏離的第二副軸；
第一副軸傳動齒輪，所述第一副軸傳動齒輪與所述第一副軸連接以便共同旋轉(zhuǎn)并且與所述輸出構(gòu)件連通以將扭矩從所述第一副軸傳遞到所述輸出構(gòu)件；
第二副軸傳動齒輪，所述第二副軸傳動齒輪與所述第二副軸連接以便共同旋轉(zhuǎn)并且與所述輸出構(gòu)件連通以將扭矩從所述第二副軸傳遞到所述輸出構(gòu)件；
至少三個共面互嚙齒輪組，其中所述至少三個共面互嚙齒輪組的齒輪中的至少一個齒輪固定到所述中間軸中的至少一個以便共同旋轉(zhuǎn)；以及
多個同步器，其中所述多個同步器中的至少一個可選擇性地接合以將所述至少三個共面互嚙齒輪組中的至少一個齒輪與所述第一和第二副軸中的至少一個連接以便與所述第一和第二副軸中的至少一個共同旋轉(zhuǎn)，由此將扭矩從所述第一和第二行星齒輪組通過所述中間軸中的至少一個以及所述共面互嚙齒輪組中的至少一組傳遞到所述第一和第二副軸中的至少一個。
[0012]方案2.根據(jù)方案I所述的變速器，其中，所述第一和第二行星齒輪組的第一構(gòu)件是太陽輪，所述第一和第二行星齒輪組的第二構(gòu)件是行星架構(gòu)件，所述第一和第二行星齒輪組的第三構(gòu)件是齒圈。
[0013]方案3.根據(jù)方案2所述的變速器，其中，所述第一行星齒輪組的行星架構(gòu)件可旋轉(zhuǎn)地支撐一組行星齒輪，且其中，該組行星齒輪與所述第一行星齒輪組的太陽輪和齒圈互嚙；所述第二行星齒輪組的行星架構(gòu)件可旋轉(zhuǎn)地支撐一組行星齒輪，且其中，該組行星齒輪與所述第二行星齒輪組的太陽輪和齒圈互嚙。
[0014]方案4.根據(jù)方案2所述的變速器，其中，所述第一中間軸連接到所述第一行星齒輪組的太陽輪以便共同旋轉(zhuǎn)。
[0015]方案5.根據(jù)方案2所述的變速器，其中，所述第二中間軸連接到所述第一和第二行星齒輪組的行星架構(gòu)件以便共同旋轉(zhuǎn)。[0016]方案6.根據(jù)方案2所述的變速器，其中，所述第一扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述輸入構(gòu)件與所述第一和第二行星齒輪組的齒圈連接，所述第二扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述輸入構(gòu)件與所述第一和第二行星齒輪組的行星架連接，所述第三扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述輸入構(gòu)件與所述第二行星齒輪組的太陽輪連接，所述第四扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述輸入構(gòu)件與所述第一行星齒輪組的太陽輪連接。
[0017]方案7.根據(jù)方案I所述的變速器，其中，所述至少三個共面互嚙齒輪組中的兩個均包括與第二齒輪嚙合的第一齒輪。
[0018]方案8.根據(jù)方案7所述的變速器，其中，所述至少三個共面互嚙齒輪組中的一個包括與第二齒輪和第三齒輪嚙合的第一齒輪。
[0019]方案9.根據(jù)方案8所述的變速器，其中，所述至少三個共面互嚙齒輪組中的一個的第一齒輪固定地連接到所述第一中間軸，所述至少三個共面互嚙齒輪組中的另兩個的第一齒輪固定地連接到所述第三中間軸。
[0020]方案10.根據(jù)方案8所述的變速器，其中，所述至少三個共面互嚙齒輪組中的兩個的第二齒輪可選擇性地接合到所述第一副軸，所述至少三個共面互嚙齒輪組中的其余一個的第二齒輪可選擇性地接合到所述第二副軸。
[0021]方案11.根據(jù)方案I所述的變速器，其中，所述多個同步器還包括第一同步器，所述第一同步器用于將所述至少三個共面互嚙齒輪組中的第一個的第二齒輪選擇性地連接到所述第一副軸。
[0022]方案12.根據(jù)方案11所述的變速器，其中，所述多個同步器還包括第二同步器，所述第二同步器用于將所述至少三個共面互嚙齒輪組中的第二個的第二齒輪選擇性地連接到所述第二副軸。
[0023]方案13.根據(jù)方案12所述的變速器，其中，所述多個同步器還包括第三同步器，所述第三同步器用于將所述至少三個共面互嚙齒輪組中的第三個的第二齒輪選擇性地連接到所述第一副軸。
[0024]方案14.根據(jù)方案13所述的變速器，其中，所述多個同步器還包括第四同步器，所述第四同步器用于將所述至少三個共面互嚙齒輪組中的第三個的第三齒輪選擇性地連接到所述第二副軸。
[0025]方案15.根據(jù)方案14所述的變速器，其中，所述多個同步器還包括制動器，所述制動器用于將所述第一和第二行星齒輪組的行星架構(gòu)件選擇性地連接到固定構(gòu)件。
[0026]方案16.根據(jù)方案I所述的變速器，其中，所述輸出構(gòu)件還包括輸出傳動齒輪，所述輸出傳動齒輪與所述第一和第二副軸傳動齒輪中的每個哨合。
[0027]方案17.—種變速器，包括:
輸入構(gòu)件；
輸出構(gòu)件；
具有太陽輪、行星架構(gòu)件和齒圈的第一行星齒輪組，其中，所述行星架構(gòu)件可旋轉(zhuǎn)地支撐一組行星小齒輪，所述行星小齒輪與所述第一行星齒輪組的太陽輪和齒圈兩者互嚙；具有太陽輪、行星架構(gòu)件和齒圈的第二行星齒輪組，其中，所述第二行星齒輪組的行星架構(gòu)件可旋轉(zhuǎn)地支撐一組行星小齒輪，所述行星小齒輪與所述第二行星齒輪組的太陽輪和齒圈兩者互嚙，且其中，所述第一行星齒輪組的行星架構(gòu)件連接到所述第二行星齒輪組的行星架構(gòu)件，所述第一行星齒輪組的齒圈連接到所述第二行星齒輪組的齒圈，且其中所述行星架；
具有第一、第二、第三和第四離合器的離合器組件，其中，所述第一離合器可選擇性地接合以將所述輸入構(gòu)件連接到所述第一和第二行星齒輪組的齒圈，所述第二離合器可選擇性地接合以將所述輸入構(gòu)件連接到所述第一和第二行星齒輪組的行星架構(gòu)件，所述第三離合器可選擇性地接合以將所述輸入構(gòu)件連接到所述第二行星齒輪組的太陽輪，所述第四離合器可選擇性地接合以將所述輸入構(gòu)件連接到所述第一行星齒輪組的太陽輪；
第一中間軸，所述第一中間軸與所述第一行星齒輪組的太陽輪連接以便共同旋轉(zhuǎn)，其中，所述第一中間軸與所述輸入軸同心；
第二中間軸，所述第二中間軸與所述第一和第二行星齒輪組的行星架構(gòu)件連接以便共同旋轉(zhuǎn)，其中，所述第二中間軸與所述第一中間軸同心；
第三中間軸，所述第三中間軸與所述第一和第二行星齒輪組的齒圈連接以便共同旋轉(zhuǎn)，其中，所述第三中間軸與所述第二中間軸同心；
從所述中間軸徑向偏離并且與所述輸出構(gòu)件連通的第一副軸；
從所述中間軸徑向偏離并且與所述輸出構(gòu)件連通的第二副軸；
第一、第二和第三共面互嚙齒輪組，其中，所述第一和第二共面互嚙齒輪組均具有與第二齒輪和第三齒輪互嚙的第一齒輪，所述第三共面互嚙齒輪組具有與第二齒輪互嚙的第一齒輪，其中，所述第一和第二共面互嚙齒輪組的第一齒輪固定到所述第三中間軸以便共同旋轉(zhuǎn)，所述第三共面互嚙齒輪組的第一齒輪固定到所述第一中間軸以便共同旋轉(zhuǎn)；以及多個同步器，其中所述多個同步器中的每個可選擇性地接合以將所述至少三個共面互嚙齒輪組的齒輪中的至少一個齒輪與所述第一和第二副軸中的至少一個連接以便與所述第一和第二副軸中的至少一個共同旋轉(zhuǎn)，由此將扭矩從所述第一和第二行星齒輪組通過所述中間軸中的至少一個以及所述共面互嚙齒輪組中的至少一組傳遞到所述第一和第二副軸中的至少一個。
[0028]方案18.根據(jù)方案17所述的變速器，其中，所述多個同步器還包括第一同步器，所述第一同步器用于將所述至少三個共面互嚙齒輪組中的第一個的第二齒輪選擇性地連接到所述第一副軸。
[0029]方案19.根據(jù)方案18所述的變速器，其中，所述多個同步器還包括第二同步器，所述第二同步器用于將所述至少三個共面互嚙齒輪組中的第二個的第二齒輪選擇性地連接到所述第二副軸。
[0030]方案20.根據(jù)方案19所述的變速器，其中，所述多個同步器還包括第三同步器，所述第三同步器用于將所述至少三個共面互嚙齒輪組中的第三個的第二齒輪選擇性地連接到所述第一副軸。
[0031]方案21.根據(jù)方案20所述的變速器，其中，所述多個同步器還包括第四同步器，所述第四同步器用于將所述至少三個共面互嚙齒輪組中的第三個的第三齒輪選擇性地連接到所述第二副軸。
[0032]方案22.根據(jù)方案21所述的變速器，其中，所述多個同步器還包括制動器，所述制動器用于將所述第一和第二行星齒輪組的行星架構(gòu)件選擇性地連接到固定構(gòu)件。
[0033]方案23.根據(jù)方案17所述的變速器，還包括第一和第二副軸傳動齒輪，其中，所述第一副軸傳動齒輪可旋轉(zhuǎn)地固定到所述第一副軸以便共同旋轉(zhuǎn)，所述第二副軸傳動齒輪可旋轉(zhuǎn)地固定到所述第二副軸以便共同旋轉(zhuǎn)。
[0034]方案24.根據(jù)方案23所述的變速器，其中，所述輸出構(gòu)件還包括輸出傳動齒輪，所述輸出傳動齒輪與所述第一和第二副軸傳動齒輪中的每個哨合。
[0035]因此，本發(fā)明通過在多于一個檔位狀態(tài)中“重新使用” 一些或全部的物理齒輪來減少給定數(shù)量的不同檔位狀態(tài)所需的副軸齒輪的數(shù)量。
[0036]本發(fā)明的上述特征和優(yōu)勢以及其他特征和優(yōu)勢從用于實施本發(fā)明的最佳模式的下述詳細說明結(jié)合附圖將顯而易見。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0037]圖1是根據(jù)本發(fā)明的九速變速器的實施例的示意圖，所述九速變速器具有連接到一對行星齒輪組的四輸入離合器組件以及副軸傳動裝置；
圖2是列出用于由圖1的九速變速器實現(xiàn)的選定扭矩比的接合的扭矩傳遞機構(gòu)和同步器的真值表；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的九速變速器的實施例的示意圖，所述九速變速器具有連接到一對行星齒輪組的四輸入離合器組件以及副軸傳動裝置；以及
圖4是列出用于由圖3的九速變速器實現(xiàn)的選定扭矩比的扭矩傳遞機構(gòu)和同步器的接合狀態(tài)的真值表。
【具體實施方式】
[0038]參考附圖，其中相同的附圖標(biāo)記指代相同的部件，在圖1中描述了多速變速器10。變速器10包括輸入構(gòu)件12和輸出構(gòu)件14。在本實施例中，輸入構(gòu)件12和輸出構(gòu)件14是軸，并且將被如此稱謂。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，輸入和輸出構(gòu)件12、14可以是除軸之外的部件。輸入軸12持續(xù)地連接到發(fā)動機(未示出)或連接到扭矩變換器的渦輪機(未示出)。輸出軸14持續(xù)地連接到最終傳動單元(未示出)。
[0039]變速器10包括副軸傳動裝置16，該副軸傳動裝置包括中間軸、副軸、共面互嚙齒輪組、以及可選擇性地接合的同步器，如將在本文描述的。例如，副軸傳動裝置16包括第一中間軸18、第二中間軸20和第三中間軸22。第一、第二和第三中間軸18、20和22是與輸入軸12同心的套軸。副軸傳動裝置16還包括第一副軸24和第二副軸26。副軸24與輸入軸12以及中間軸18、20和22都間隔開并且平行。副軸26與輸入軸12以及中間軸18、20和22都間隔開并且平行。
[0040]第一行星齒輪組28和第二行星齒輪組30是簡單行星齒輪組，并且被連接在輸入軸12和輸出軸14之間。第一行星齒輪組28包括太陽輪構(gòu)件32、齒圈構(gòu)件34和行星架構(gòu)件36，所述行星架構(gòu)件可旋轉(zhuǎn)地支撐一組小齒輪38。太陽輪構(gòu)件32可旋轉(zhuǎn)地固定或連接到第一中間軸18以便共同旋轉(zhuǎn)。行星架構(gòu)件36可旋轉(zhuǎn)地固定或連接到第二中間軸20以便共同旋轉(zhuǎn)。齒圈34可旋轉(zhuǎn)地固定或連接到第三中間軸22以便共同旋轉(zhuǎn)。該組小齒輪38與太陽輪構(gòu)件32以及齒圈構(gòu)件34都互嚙。第二行星齒輪組30包括太陽輪構(gòu)件40、齒圈構(gòu)件42和行星架構(gòu)件44，所述行星架構(gòu)件可旋轉(zhuǎn)地支撐一組小齒輪46。該組小齒輪46與太陽輪構(gòu)件40和齒圈構(gòu)件42兩者互嚙。第二行星齒輪組30的齒圈42被連接到第一行星齒輪組28的齒圈34以便共同旋轉(zhuǎn)。第二行星齒輪組30的齒圈42和第一行星齒輪組28的齒圈34可形成為單個整體件，或如圖1所示形成為由軸或轂連接的兩個獨立構(gòu)件。第二行星齒輪組30的行星架構(gòu)件44和第一行星齒輪組28的行星架構(gòu)件36可形成為單個整體式行星架構(gòu)件，或如圖1所示形成為由軸或轂連接的兩個獨立行星架構(gòu)件。
[0041]副軸傳動裝置16還具有共面的互嚙齒輪組50、60和70。齒輪組50包括齒輪52和54。齒輪52連接到第三中間軸22以便共同旋轉(zhuǎn)，并且與齒輪54互嚙。齒輪54可繞第一副軸24旋轉(zhuǎn)并且可選擇性地連接到該第一副軸。
[0042]齒輪組60包括共面的互嚙齒輪62和64。齒輪62連接到第三中間軸22以便共同旋轉(zhuǎn)，并且與齒輪64互嚙。齒輪64可繞第二副軸26旋轉(zhuǎn)并且可選擇性地連接到該第二副軸。
[0043]齒輪組70包括共面的互嚙齒輪72、74和76。齒輪72連接到第一中間軸18以便共同旋轉(zhuǎn)，并且與齒輪74和齒輪76互嚙。齒輪74可繞第一副軸24旋轉(zhuǎn)并且可選擇性地連接到該第一副軸。齒輪76可繞第二副軸26旋轉(zhuǎn)并且可選擇性地連接到該第二副軸。
[0044]此外，第一副軸傳動齒輪77與第一副軸24可旋轉(zhuǎn)地固定并連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。第二副軸傳動齒輪78與第二副軸26可旋轉(zhuǎn)地固定并連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。第一副軸傳動齒輪77和第二副軸傳動齒輪78均構(gòu)造成與輸出傳動齒輪79嚙合。輸出傳動齒輪79與第一副軸傳動齒輪77和第二副軸傳動齒輪78共面。然而，第一副軸傳動齒輪77和第二副軸傳動齒輪78彼此并不嚙合。輸出傳動構(gòu)件79被附接到輸出軸14并且可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動該輸出軸。因此，傳遞到副軸24的扭矩被傳遞到傳動齒輪77，并且經(jīng)由輸出傳動齒輪79繼續(xù)傳遞到輸出軸14，傳遞到副軸26的扭矩被傳遞到傳動齒輪78，并且經(jīng)由輸出傳動齒輪79繼續(xù)傳遞到輸出軸14。
[0045]變速器10包括四輸入離合器或組件80，其具有四個扭矩傳遞機構(gòu)或裝置，包括第一輸入離合器82、第二輸入離合器84、第三輸入離合器86和第四輸入離合器88。四輸入離合器或組件80具有離合器殼體90，所述離合器殼體固定地連接到輸入軸或構(gòu)件12以便共同旋轉(zhuǎn)。因此，第一輸入離合器82可選擇性地接合以將輸入軸12通過離合器殼體90連接到齒圈34和42。第二輸入離合器84可選擇性地接合以將輸入軸12通過離合器殼體90連接到行星架構(gòu)件44和36以及第二中間軸20。第三輸入離合器86可選擇性地接合以將輸入軸12通過離合器殼體90連接到太陽輪40。第四輸入離合器88可選擇性地接合以將輸入軸12通過離合器殼體90連接到太陽輪32和第一中間軸18。
[0046]此外，變速器10提供制動構(gòu)件92。制動構(gòu)件92可選擇性地接合以將行星架構(gòu)件36和44通過第二中間軸20連接到諸如變速器殼體94的固定構(gòu)件，以限制行星架構(gòu)件36和44的旋轉(zhuǎn)。
[0047]變速器10還包括多個可選擇性地接合的同步器100、102、104和106。同步器100可選擇性地接合以將第一共面齒輪組50的第二齒輪54連接到第一副軸24以與所述第一副軸共同旋轉(zhuǎn)。同步器102可選擇性地接合以將第二共面齒輪組60的第二齒輪64連接到第二副軸26以與所述第二副軸共同旋轉(zhuǎn)。同步器104可選擇性地接合以將第三共面齒輪組70的第二齒輪74連接到第一副軸24以與所述第一副軸共同旋轉(zhuǎn)。同步器106可選擇性地接合以將第三共面齒輪組70的第三齒輪76連接到第二副軸26以與所述第二副軸共同旋轉(zhuǎn)。[0048]變速器10能夠以至少九個前進扭矩比和一個倒檔扭矩比將扭矩從輸入軸12傳遞到輸出軸14，如圖2的真值表中所示的。通過第一、第二、第三扭矩傳遞機構(gòu)或輸入離合器82、84、86、88以及制動器92中的一個以及同步器100、102、104和106中的一個或多個的接合來獲得前進扭矩比和倒檔扭矩比中的每個。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解的是，不同的速度比與每個扭矩比相關(guān)。因此，變速器10可獲得九個前進速度比。
[0049]為了建立倒檔扭矩比(檔位狀態(tài)Rev)，輸入離合器、制動器和同步器如圖2的表中闡述的那樣被選擇。更具體地，輸入離合器88、制動器92和同步器100被接合。輸入離合器88將第一行星齒輪組28的太陽輪32連接到輸入軸12。同步器100將第二齒輪54與第一副軸24連接以便共同旋轉(zhuǎn)。制動器92將行星架構(gòu)件36和44通過第二中間軸20與變速器殼體94連接，用于制動行星架構(gòu)件36和44以及防止該行星架構(gòu)件36和44的旋轉(zhuǎn)。因此，扭矩從輸入軸12通過太陽輪32傳遞到行星架構(gòu)件36和44。行星架構(gòu)件36和44將扭矩傳遞到齒圈34和42。齒圈34和42將扭矩傳遞到第三中間軸22。第三中間軸22將扭矩傳遞到齒輪52。扭矩從齒輪52傳遞到齒輪54。齒輪54將扭矩通過同步器100傳遞到第一副軸24。然后，扭矩從第一副軸24傳遞到第一副軸傳動齒輪77。第一副軸傳動齒輪77將扭矩經(jīng)由輸出傳動齒輪79傳遞到輸出軸14，以產(chǎn)生倒檔傳動比。
[0050]通過接合輸入離合器88以及同步器104實現(xiàn)第一前進扭矩比(圖2的真值表中的檔位狀態(tài)1st)。輸入離合器88將第一行星齒輪組28的太陽輪32連接到輸入軸12。同步器104將第二齒輪74連接到第一副軸24以便共同旋轉(zhuǎn)。因此，扭矩從太陽輪構(gòu)件32傳遞到第一中間軸18，從而傳遞到齒輪72。扭矩從齒輪72被傳遞到第二齒輪74。第二齒輪74將扭矩通過同步器104傳遞到第一副軸24。然后扭矩從第一副軸24傳遞到第一副軸傳動齒輪77。第一副軸傳動齒輪77將扭矩經(jīng)由輸出傳動齒輪79傳遞到輸出軸14，以產(chǎn)生第一傳動比。
[0051]通過輸入離合器86以及同步器100和104的接合來建立后續(xù)前進扭矩比，如在圖2中的檔位狀態(tài)2nd所示的。輸入離合器86將第二行星齒輪組30的太陽輪40連接到輸入軸12。同步器100將第二齒輪54連接到第一副軸24以便共同旋轉(zhuǎn)。同步器104將第二齒輪74連接到第一副軸24以便共同旋轉(zhuǎn)。扭矩從輸入軸12經(jīng)由接合的輸入離合器86傳遞到第二行星齒輪組30的太陽輪40。然后，扭矩從太陽輪40流動到行星架構(gòu)件36和44，并且從行星架構(gòu)件36和44流動到齒圈34和42并且流動到第一行星齒輪組28的太陽輪32。扭矩從第三中間軸22傳遞到齒輪52并且從第一中間軸18傳遞到齒輪72。扭矩從齒輪52傳遞到齒輪54，并且從同步器100傳遞到第一副軸24。扭矩從齒輪72傳遞到齒輪74，并且從同步器104傳遞到第一副軸24。然后，扭矩從第一副軸24傳遞到第一副軸傳動齒輪77。第一副軸傳動齒輪77將扭矩經(jīng)由輸出傳動齒輪79傳遞到輸出軸14，以產(chǎn)生第二傳動比。
[0052]通過輸入離合器84以及同步器100和104的接合來建立后續(xù)扭矩比，如在圖2的真值表中的檔位狀態(tài)3rd所示的。輸入離合器84將行星架構(gòu)件36和44連接到輸入軸12。同步器100將第二齒輪54連接到第一副軸24以便共同旋轉(zhuǎn)。同步器104將第二齒輪74連接到第一副軸24以便共同旋轉(zhuǎn)。扭矩從輸入軸12經(jīng)由接合的輸入離合器84傳遞到行星架構(gòu)件36和44。然后，扭矩從行星架構(gòu)件36和44流動到齒圈34和42并且流動到第一行星齒輪組28的太陽輪32。扭矩從齒圈34和42經(jīng)由第三中間軸22傳遞到齒輪52，并且從第一行星齒輪組28的太陽輪32經(jīng)由第一中間軸18傳遞到齒輪72。扭矩從齒輪52傳遞到齒輪54，并且從同步器100傳遞到第一副軸24。扭矩從齒輪72傳遞到齒輪74，并且從同步器104傳遞到第一副軸24。然后，扭矩從第一副軸24傳遞到第一副軸傳動齒輪77。第一副軸傳動齒輪77將扭矩經(jīng)由輸出傳動齒輪79傳遞到輸出軸14，以產(chǎn)生第三傳動比。
[0053]通過輸入離合器82以及同步器100的接合來建立后續(xù)前進扭矩比，如在圖2的真值表中的檔位狀態(tài)4th所示的。輸入離合器82將齒圈34和42連接到輸入軸12。同步器100將第二齒輪54連接到第一副軸24以便共同旋轉(zhuǎn)。扭矩從輸入軸12經(jīng)由接合的輸入離合器82傳遞到齒圈34和42。扭矩從齒圈34和42經(jīng)由第三中間軸22傳遞到齒輪52。扭矩從齒輪52傳遞到齒輪54、從齒輪54傳遞到同步器100、并且從同步器100傳遞到第一副軸24。然后扭矩從第一副軸24傳遞到第一副軸傳動齒輪77。第一副軸傳動齒輪77將扭矩經(jīng)由輸出傳動齒輪79傳遞到輸出軸14，以產(chǎn)生第四傳動比。
[0054]通過輸入離合器86以及同步器100和106的接合來建立后續(xù)前進扭矩比，如在圖2中的檔位狀態(tài)5th所示的。輸入離合器86將第二行星齒輪組30的太陽輪40連接到輸入軸12。同步器100將第二齒輪54連接到第一副軸24以便共同旋轉(zhuǎn)。同步器106將第三齒輪76連接到第二副軸26以便共同旋轉(zhuǎn)。扭矩從輸入軸12經(jīng)由接合的輸入離合器86傳遞到第二行星齒輪組30的太陽輪40。然后扭矩從太陽輪40流動到行星架構(gòu)件36和44，并且從行星架構(gòu)件36和44流動到齒圈34和42以及流動到第一行星齒輪組28的太陽輪
32。扭矩從第三中間軸22傳遞到齒輪52，并且從第一中間軸18傳遞到齒輪72。扭矩從齒輪52傳遞到齒輪54，從齒輪54傳遞到同步器100以及傳遞到第一副軸24。扭矩從齒輪72傳遞到齒輪76，從齒輪76傳遞到同步器106以及傳遞到第二副軸26。然后，扭矩從第二副軸26傳遞到第二副軸傳動齒輪78。第二副軸傳動齒輪78將扭矩經(jīng)由輸出傳動齒輪79傳遞到輸出軸14,以產(chǎn)生第五傳動比。
[0055]通過輸入離合器88以及同步器106的接合來建立后續(xù)前進扭矩比，如在圖2的真值表中的檔位狀態(tài)6th所示的。輸入離合器88將第一行星齒輪組28的太陽輪32連接到輸入軸12。同步器106將第三齒輪76連接到第二副軸26以便共同旋轉(zhuǎn)。因此扭矩從太陽輪構(gòu)件32經(jīng)由第一中間軸18傳遞到齒輪72。扭矩從齒輪72傳遞到第三齒輪76。第三齒輪76將扭矩通過同步器106傳遞到第二副軸26。然后扭矩從第二副軸26傳遞到第二副軸傳動齒輪78。第二副軸傳動齒輪78將扭矩經(jīng)由輸出傳動齒輪79傳遞到輸出軸14，以產(chǎn)生第六傳動比。
[0056]通過輸入離合器86以及同步器102和106的接合來建立后續(xù)前進扭矩比，如在圖2中的檔位狀態(tài)7th所示的。輸入離合器86將第二行星齒輪組30的太陽輪40連接到輸入軸12。同步器102將第二齒輪64連接到第二副軸26以便共同旋轉(zhuǎn)。同步器106將第三齒輪76連接到第二副軸26以便共同旋轉(zhuǎn)。扭矩從輸入軸12經(jīng)由接合的輸入離合器86傳遞到第二行星齒輪組30的太陽輪40。然后，扭矩從太陽輪40流動到行星架構(gòu)件36和44，并且從行星架構(gòu)件36和44流動到齒圈34和42以及到第一行星齒輪組28的太陽輪32。扭矩從第三中間軸22傳遞到齒輪62并且從第一中間軸18傳遞到齒輪72。扭矩從齒輪62傳遞到齒輪64，并且從齒輪64傳遞到同步器102以及傳遞到第二副軸26。扭矩從齒輪72傳遞到齒輪76，并且從齒輪76傳遞到同步器106以及傳遞到第二副軸26。然后扭矩從第二副軸26傳遞到第二副軸傳動齒輪78。第二副軸傳動齒輪78將扭矩經(jīng)由輸出傳動齒輪79傳遞到輸出軸14，以產(chǎn)生第七傳動比。[0057]通過輸入離合器84以及同步器102和106的接合來建立后續(xù)前進扭矩比，如在圖2的真值表中的檔位狀態(tài)8th所示的。輸入離合器84將行星架構(gòu)件36和44連接到輸入軸12。同步器102將第二齒輪64連接到第二副軸26以便共同旋轉(zhuǎn)。同步器106將第三齒輪76連接到第二副軸26以便共同旋轉(zhuǎn)。扭矩從輸入軸12經(jīng)由接合的輸入離合器84傳遞到行星架構(gòu)件36和44。然后扭矩從行星架構(gòu)件36和44流動到齒圈34和42以及第一行星齒輪組28的太陽輪32。扭矩從齒圈34和42經(jīng)由第三中間軸22傳遞到齒輪62，并且從第一行星齒輪組28的太陽輪32經(jīng)由第一中間軸18傳遞到齒輪72。扭矩從齒輪62傳遞到齒輪64，并且從同步器102傳遞到第二副軸26。扭矩從齒輪72傳遞到齒輪76，并且從同步器106傳遞到第二副軸26。然后扭矩從第二副軸26傳遞到第二副軸傳動齒輪78。第二副軸傳動齒輪78將扭矩經(jīng)由輸出傳動齒輪79傳遞到輸出軸14，以產(chǎn)生第八傳動比。
[0058]通過輸入離合器82以及同步器102的接合來建立后續(xù)前進扭矩比，如在圖2的真值表中的檔位狀態(tài)9th所示的。輸入離合器82將齒圈34和42連接到輸入軸12。同步器102將第二齒輪64連接到第二副軸26以便共同旋轉(zhuǎn)。扭矩從輸入軸12經(jīng)由接合的輸入離合器82傳遞到齒圈34和42。扭矩從齒圈34和42經(jīng)由第三中間軸22傳遞到齒輪62。扭矩從齒輪62傳遞到齒輪64并且從同步器102傳遞到第二副軸26。然后扭矩從第二副軸26傳遞到第二副軸傳動齒輪78。第二副軸傳動齒輪78將扭矩經(jīng)由輸出傳動齒輪79傳遞到輸出軸14,以產(chǎn)生第九傳動比。
[0059]本發(fā)明構(gòu)想到，降檔大致遵循與相應(yīng)升檔(如上所述)相反的順序，并且多個動力接通的跳躍換檔是可能的。
[0060]現(xiàn)參考圖3，示出了根據(jù)本發(fā)明原理的九速變速器100。變速器100具有與關(guān)于變速器10先前描述的部件相同的部件，并且所述部件如圖3所示具有相同的附圖標(biāo)記。但是變速器100具有用于共面齒輪組50 (在本文稱為共面齒輪組50’)、共面齒輪組60 (在本文稱為共面齒輪組60’)和共面齒輪組70 (在本文稱為共面齒輪組70’)的不同具體布置。共面齒輪組70’此時定位成最接近輸入離合器80。共面齒輪組60’此時定位成最遠離輸入離合器80。共面齒輪組50’此時定位在共面齒輪組60’和70’之間。更具體地，齒輪組50’包括共面互嚙齒輪52’和54’。齒輪組60’包括共面互嚙齒輪62’和64’。齒輪組70’包括共面互嚙齒輪72’、74’和76’，其中齒輪72’與齒輪74’和76’兩者都互嚙。齒輪52’和62’連接到第一中間軸18以便共同旋轉(zhuǎn)。齒輪54’和74’可繞第一副軸24旋轉(zhuǎn)并且可選擇性地連接到該第一副軸。齒輪64’和76’可繞第二副軸26旋轉(zhuǎn)并且可選擇性地連接到該第二副軸。同步器100將齒輪74’選擇性地接合到第一副軸24以便與所述第一副軸共同旋轉(zhuǎn)，而不是如關(guān)于變速器10在上文描述的那樣將齒輪54選擇性地連接到第一副軸24。同步器102將齒輪76’選擇性地接合到第二副軸26以便與所述第二副軸共同旋轉(zhuǎn)，而不是如關(guān)于變速器10在上文描述的那樣將齒輪64選擇性地連接到第二副軸26。同步器104將齒輪54’選擇性地接合到第一副軸24以便與所述第一副軸共同旋轉(zhuǎn)，而不是如關(guān)于變速器10在上文描述的那樣將齒輪74選擇性地連接到第一副軸24。同步器106將齒輪64’選擇性地接合到第二副軸26以便與所述第二副軸共同旋轉(zhuǎn)，而不是如關(guān)于變速器10在上文描述的那樣將齒輪76選擇性地連接到第二副軸26。
[0061]變速器100能夠以至少九個前進扭矩比和一個倒檔扭矩比將扭矩從輸入軸12傳遞到輸出軸14，如圖4的真值表中所示的。通過第一、第二、第三和第四扭矩傳遞機構(gòu)或輸入離合器82、84、86、88以及制動器92中的一個以及同步器100、102、104和106中的一個或
多個的接合來獲得前進扭矩比和倒檔扭矩比中的每個，如圖4的真值表的欄中的“X”所示的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解的是，不同的速度比與每個扭矩比相關(guān)。因此，變速器100可獲得九個前進速度比。
[0062]雖然已經(jīng)詳細地描述了用于實施本發(fā)明的最佳模式，但是本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到用于實踐本發(fā)明的落入所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的各種替代性設(shè)計和實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種變速器，所述變速器包括: 輸入構(gòu)件； 輸出構(gòu)件； 具有第一、第二和第三構(gòu)件的第一行星齒輪組； 具有第一、第二和第三構(gòu)件的第二行星齒輪組，其中，所述第一行星齒輪組的第二構(gòu)件連接到所述第二行星齒輪組的第二構(gòu)件，所述第一行星齒輪組的第三構(gòu)件連接到所述第二行星齒輪組的第三構(gòu)件； 具有第一、第二、第三和第四扭矩傳遞機構(gòu)的離合器組件，每個扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述輸入構(gòu)件與所述第一和第二行星齒輪組的構(gòu)件中的相應(yīng)不同構(gòu)件連接；第一中間軸，所述第一中間軸與所述第一行星齒輪組的第一構(gòu)件連接以便共同旋轉(zhuǎn)；第二中間軸，所述第二中間軸與所述第一和第二行星齒輪組的第二構(gòu)件連接以便共同旋轉(zhuǎn)，其中，所述第二中間軸與所述第一中間軸同心； 第三中間軸，所述第三中間軸與所述第一和第二行星齒輪組的第三構(gòu)件連接以便共同旋轉(zhuǎn)，其中，所述第三中間軸與所述第二中間軸同心； 從所述中間軸徑向偏離的第一副軸； 從所述中間軸徑向偏離的第二副軸； 第一副軸傳動齒輪 ，所述第一副軸傳動齒輪與所述第一副軸連接以便共同旋轉(zhuǎn)并且與所述輸出構(gòu)件連通以將扭矩從所述第一副軸傳遞到所述輸出構(gòu)件； 第二副軸傳動齒輪，所述第二副軸傳動齒輪與所述第二副軸連接以便共同旋轉(zhuǎn)并且與所述輸出構(gòu)件連通以將扭矩從所述第二副軸傳遞到所述輸出構(gòu)件； 至少三個共面互嚙齒輪組，其中所述至少三個共面互嚙齒輪組的齒輪中的至少一個齒輪固定到所述中間軸中的至少一個以便共同旋轉(zhuǎn)；以及 多個同步器，其中所述多個同步器中的至少一個可選擇性地接合以將所述至少三個共面互嚙齒輪組中的至少一個齒輪與所述第一和第二副軸中的至少一個連接以便與所述第一和第二副軸中的至少一個共同旋轉(zhuǎn)，由此將扭矩從所述第一和第二行星齒輪組通過所述中間軸中的至少一個以及所述共面互嚙齒輪組中的至少一組傳遞到所述第一和第二副軸中的至少一個。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述第一和第二行星齒輪組的第一構(gòu)件是太陽輪，所述第一和第二行星齒輪組的第二構(gòu)件是行星架構(gòu)件，所述第一和第二行星齒輪組的第二構(gòu)件是齒圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變速器，其中，所述第一行星齒輪組的行星架構(gòu)件可旋轉(zhuǎn)地支撐一組行星齒輪，且其中，該組行星齒輪與所述第一行星齒輪組的太陽輪和齒圈互嚙；所述第二行星齒輪組的行星架構(gòu)件可旋轉(zhuǎn)地支撐一組行星齒輪，且其中，該組行星齒輪與所述第二行星齒輪組的太陽輪和齒圈互嚙。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變速器，其中，所述第一中間軸連接到所述第一行星齒輪組的太陽輪以便共同旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變速器，其中，所述第二中間軸連接到所述第一和第二行星齒輪組的行星架構(gòu)件以便共同旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變速器，其中，所述第一扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述輸入構(gòu)件與所述第一和第二行星齒輪組的齒圈連接，所述第二扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述輸入構(gòu)件與所述第一和第二行星齒輪組的行星架連接，所述第三扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述輸入構(gòu)件與所述第二行星齒輪組的太陽輪連接，所述第四扭矩傳遞機構(gòu)可選擇性地接合以將所述輸入構(gòu)件與所述第一行星齒輪組的太陽輪連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述至少三個共面互嚙齒輪組中的兩個均包括與第二齒輪嚙合的第一齒輪。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變速器，其中，所述至少三個共面互嚙齒輪組中的一個包括與第二齒輪和第三齒輪嚙合的第一齒輪。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的變速器，其中，所述至少三個共面互嚙齒輪組中的一個的第一齒輪固定地連接到所述第一中間軸，所述至少三個共面互嚙齒輪組中的另兩個的第一齒輪固定地連接到所述第三中間軸。
10.一種變速器，包括: 輸入構(gòu)件； 輸出構(gòu)件； 具有太陽輪、行星架構(gòu)件和齒圈的第一行星齒輪組，其中，所述行星架構(gòu)件可旋轉(zhuǎn)地支撐一組行星小齒輪，所述行星小齒輪與所述第一行星齒輪組的太陽輪和齒圈兩者互嚙；具有太陽輪、行星架構(gòu)件和齒圈的第二行星齒輪組，其中，所述第二行星齒輪組的行星架構(gòu)件可旋轉(zhuǎn)地支撐一組行星小齒輪，所述行星小齒輪與所述第二行星齒輪組的太陽輪和齒圈兩者互嚙，且其中，所述第一行星齒輪組的行星架構(gòu)件連接到所述第二行星齒輪組的行星架構(gòu)件，所述第一行星齒輪組的齒圈連接到所述第二行星齒輪組的齒圈，且其中所述行星架； 具有第一、第二、第三和第 四離合器的離合器組件，其中，所述第一離合器可選擇性地接合以將所述輸入構(gòu)件連接到所述第一和第二行星齒輪組的齒圈，所述第二離合器可選擇性地接合以將所述輸入構(gòu)件連接到所述第一和第二行星齒輪組的行星架構(gòu)件，所述第三離合器可選擇性地接合以將所述輸入構(gòu)件連接到所述第二行星齒輪組的太陽輪，所述第四離合器可選擇性地接合以將所述輸入構(gòu)件連接到所述第一行星齒輪組的太陽輪； 第一中間軸，所述第一中間軸與所述第一行星齒輪組的太陽輪連接以便共同旋轉(zhuǎn)，其中，所述第一中間軸與所述輸入軸同心； 第二中間軸，所述第二中間軸與所述第一和第二行星齒輪組的行星架構(gòu)件連接以便共同旋轉(zhuǎn)，其中，所述第二中間軸與所述第一中間軸同心； 第三中間軸，所述第三中間軸與所述第一和第二行星齒輪組的齒圈連接以便共同旋轉(zhuǎn)，其中，所述第三中間軸與所述第二中間軸同心； 從所述中間軸徑向偏離并且與所述輸出構(gòu)件連通的第一副軸； 從所述中間軸徑向偏離并且與所述輸出構(gòu)件連通的第二副軸；第一、第二和第三共面互嚙齒輪組，其中，所述第一和第二共面互嚙齒輪組均具有與第二齒輪和第三齒輪互嚙的第一齒輪，所述第三共面互嚙齒輪組具有與第二齒輪互嚙的第一齒輪，其中，所述第一和第二共面互嚙齒輪組的第一齒輪固定到所述第三中間軸以便共同旋轉(zhuǎn)，所述第三共面互嚙齒輪組的第一齒輪固定到所述第一中間軸以便共同旋轉(zhuǎn)；以及多個同步器，其中所述多個同 步器中的每個可選擇性地接合以將所述至少三個共面互嚙齒輪組的齒輪中的至少一個齒輪與所述第一和第二副軸中的至少一個連接以便與所述第一和第二副軸中的至少一個共同旋轉(zhuǎn)，由此將扭矩從所述第一和第二行星齒輪組通過所述中間軸中的至少一個以及所述共面互嚙齒輪組中的至少一組傳遞到所述第一和第二副軸中的至 少一個。
【文檔編號】F16H57/023GK103807379SQ201310550209
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月8日
【發(fā)明者】A.W.菲利普斯, C.E.凱里 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司