多級(jí)自動(dòng)變速器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種行星齒輪結(jié)構(gòu)方式的自動(dòng)變速器。
【背景技術(shù)】
[0002] -般而言，可自動(dòng)切換的行星齒輪結(jié)構(gòu)方式的車輛變速器已在現(xiàn)有技術(shù)中被多次 描述并且始終被進(jìn)一步開發(fā)和改進(jìn)。這種變速器應(yīng)具有足夠數(shù)量的前進(jìn)擋以及一個(gè)倒擋并 且還應(yīng)具有特別適合于機(jī)動(dòng)車的傳動(dòng)比以及大的速比范圍、有利的速比間隔和對(duì)于具體應(yīng) 用情況足夠大的起動(dòng)傳動(dòng)比。另外，這種變速器應(yīng)要求盡可能小的結(jié)構(gòu)耗費(fèi)、尤其是少量的 切換元件，并且在順序換擋方式時(shí)避免所謂的組切換，從而在向下一更高或下一更低擋位 換擋時(shí)分別僅打開一個(gè)之前閉合的切換元件并且閉合一個(gè)之前打開的切換元件。
[0003] 這種多級(jí)自動(dòng)變速器例如由本申請(qǐng)人的DE102005002337A1公開。該自動(dòng)變速器 主要包括驅(qū)動(dòng)軸、從動(dòng)軸、總共四個(gè)單級(jí)行星齒輪組和五個(gè)切換元件。通過每次五個(gè)構(gòu)造為 離合器和制動(dòng)器的切換元件中的三個(gè)切換元件的選擇性接合可無組切換地實(shí)現(xiàn)總共八個(gè) 前進(jìn)擋。
[0004] 本申請(qǐng)人的DE102010041575B3公開代替由DE102005002337A1已知的八擋自動(dòng)變 速器的一種變速器簡(jiǎn)圖。在此提出一種具有四個(gè)單級(jí)行星齒輪組、五個(gè)切換元件和總共九 個(gè)軸的變速器，在該變速器中，與DE102005002337A1不同，靠近驅(qū)動(dòng)端設(shè)置的第一行星齒 輪組的齒圈與變速器殼體固定連接并且第一行星齒輪組的太陽(yáng)輪可經(jīng)由第二切換元件與 第三軸連接，第三軸本身可經(jīng)由第一切換元件固定在變速器殼體上。
[0005] 本申請(qǐng)人的DE102009001253B3公開代替由DE102005002337A1已知的八擋自動(dòng)變 速器的一種擴(kuò)展方案。在此通過在驅(qū)動(dòng)軸和通過閉合之前已有的五個(gè)切換元件中的第五切 換元件可鎖定的第二行星齒輪組之間的力流中增加構(gòu)造為離合器的第六切換元件可實(shí)現(xiàn) 一個(gè)附加前進(jìn)擋，該附加前進(jìn)擋在其傳動(dòng)比方面大于八擋變速器的現(xiàn)有第一擋，即一個(gè)低 于八擋變速器的現(xiàn)有第一擋的附加起動(dòng)擋。
[0006] 由本申請(qǐng)人的未在先公開的DE102013218941. 9公開另一種由DE102005002337A1 已知的八擋自動(dòng)變速器的擴(kuò)展方案，在其中通過在第二行星齒輪組的太陽(yáng)輪和第四行星齒 輪組的齒圈之間的力流中增加第六切換元件可實(shí)現(xiàn)一個(gè)附加前進(jìn)擋。DE102005002337A1的 八軸變速器的第七軸現(xiàn)在被分開，由此第二行星齒輪組現(xiàn)在只能通過同時(shí)閉合六個(gè)切換元 件之中的兩個(gè)、具體而言通過閉合第五和附加的第六切換元件鎖定。已知在鎖定狀態(tài)中該 行星齒輪組的太陽(yáng)輪、行星齒輪架和齒圈的轉(zhuǎn)速相等?，F(xiàn)在附加的第六切換元件允許無組 切換地實(shí)現(xiàn)總共九個(gè)前進(jìn)擋，在每個(gè)擋位中閉合其中四個(gè)切換元件，因而在每個(gè)擋位中始 終僅有兩個(gè)切換元件未閉合。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007] 本實(shí)用新型的任務(wù)在于，提供一種開頭所提類型的包括總共四個(gè)行星齒輪組的多 級(jí)變速器，該變速器借助相對(duì)少地改變的變速器簡(jiǎn)圖具有至少九個(gè)可無組切換地實(shí)現(xiàn)的前 進(jìn)擋。
[0008] 根據(jù)本實(shí)用新型，該任務(wù)通過一種自動(dòng)變速器、尤其是用于機(jī)動(dòng)車的自動(dòng)變速器 來解決，該自動(dòng)變速器包括驅(qū)動(dòng)軸、從動(dòng)軸、四個(gè)行星齒輪組以及至少六個(gè)切換元件，所述 切換元件的選擇性閉合能引起驅(qū)動(dòng)軸和從動(dòng)軸之間的不同傳動(dòng)比，用于實(shí)現(xiàn)至少九個(gè)前進(jìn) 擋，其中，驅(qū)動(dòng)軸與第四行星齒輪組持久連接并且從動(dòng)軸與第三行星齒輪組持久連接，僅設(shè) 置兩個(gè)耦合軸，經(jīng)由所述耦合軸分別將行星齒輪組之一與另一行星齒輪組持久直接連接， 并且第四行星齒輪組與至少五個(gè)切換元件持久直接連接。
[0009] 據(jù)此提出一種自動(dòng)變速器，該自動(dòng)變速器包括驅(qū)動(dòng)軸、從動(dòng)軸、四個(gè)行星齒輪組以 及至少六個(gè)切換元件，所述切換元件的選擇性閉合可引起驅(qū)動(dòng)軸和從動(dòng)軸之間的不同傳動(dòng) 比，從而能實(shí)現(xiàn)至少九個(gè)前進(jìn)擋。驅(qū)動(dòng)軸與第四行星齒輪組持久連接并且從動(dòng)軸與第三行 星齒輪組持久連接。根據(jù)本實(shí)用新型，僅設(shè)置兩個(gè)耦合軸，所述耦合軸將行星齒輪組之一與 另一行星齒輪組持久直接連接。根據(jù)本實(shí)用新型，與驅(qū)動(dòng)軸連接的第四行星齒輪組與至少 五個(gè)切換元件持久直接連接。
[0010] 可規(guī)定，第一耦合軸將第二行星齒輪組與第三行星齒輪組持久連接，第二耦合軸 將第三行星齒輪組與第一行星齒輪組持久連接。
[0011] 可規(guī)定，第一行星齒輪組與最多兩個(gè)切換元件直接連接，第二行星齒輪組與至少 四個(gè)切換元件直接連接，并且與從動(dòng)軸連接的第三行星齒輪組與兩個(gè)切換元件直接連接。
[0012] 也可規(guī)定，驅(qū)動(dòng)軸與至少一個(gè)切換元件持久直接連接，而從動(dòng)軸與最多一個(gè)切換 元件持久直接連接。
[0013] 在一種方案中規(guī)定，設(shè)置正好六個(gè)切換元件。在此情況下，第二行星齒輪組與正好 四個(gè)切換元件持久直接連接，第三行星齒輪組與正好兩個(gè)切換元件持久直接連接，第四行 星齒輪組與正好五個(gè)切換元件持久直接連接，并且驅(qū)動(dòng)軸與正好一個(gè)切換元件持久直接連 接。
[0014] 在一種替換方案中規(guī)定，設(shè)置正好七個(gè)切換元件。在此情況下，第二行星齒輪組與 正好五個(gè)切換元件持久直接連接，第三行星齒輪組與正好兩個(gè)切換元件持久直接連接，第 四行星齒輪組與正好六個(gè)切換元件持久直接連接，并且驅(qū)動(dòng)軸與正好兩個(gè)切換元件持久直 接連接。
[0015] 在一種方案中提出，第一行星齒輪組與正好一個(gè)切換元件持久直接連接并且從動(dòng) 軸與正好一個(gè)另外的切換元件持久直接連接。
[0016] 在一種替換方案中提出，第一行星齒輪組與正好兩個(gè)切換元件持久直接連接并且 從動(dòng)軸不與任何切換元件直接連接。
[0017] 在此在術(shù)語(yǔ)"直接連接"之下在涉及切換元件與行星齒輪組的耦合時(shí)可以理解，相 應(yīng)切換元件的輸入元件或輸出元件經(jīng)由無相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)或有轉(zhuǎn)動(dòng)彈性的連接與相應(yīng)行星齒輪 組的元件之一直接連接，使得在該行星齒輪組元件和該切換元件的輸入元件或輸出元件之 間始終具有固定的轉(zhuǎn)速關(guān)系。
[0018] 在術(shù)語(yǔ)"直接連接"之下在涉及切換元件與軸的耦合時(shí)可以理解，相應(yīng)切換元件的 輸入元件或輸出元件經(jīng)由無相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)或有轉(zhuǎn)動(dòng)彈性的連接與相應(yīng)軸直接連接，使得在該軸 和該切換元件的輸入元件或輸出元件之間始終具有固定的轉(zhuǎn)速關(guān)系。
[0019] 在術(shù)語(yǔ)"直接連接"之下在涉及一個(gè)行星齒輪組與另一行星齒輪組的耦合時(shí)可以 理解，相應(yīng)行星齒輪組的元件之一經(jīng)由無相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)或有轉(zhuǎn)動(dòng)彈性的連接與相應(yīng)另一行星齒 輪組的元件之一直接連接，使得在這兩個(gè)元件之間始終具有固定的轉(zhuǎn)速關(guān)系。
[0020] 優(yōu)選四個(gè)行星齒輪組之中的每一個(gè)分別具有三個(gè)元件，即太陽(yáng)輪、行星齒輪架和 齒圈。自動(dòng)變速器可總共具有九個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的軸。優(yōu)選第四行星齒輪組的第二元件構(gòu)成構(gòu)造 為驅(qū)動(dòng)軸的第一軸，第三行星齒輪組的第二元件構(gòu)成構(gòu)造為從動(dòng)軸的第二軸，第四行星齒 輪組的第一元件構(gòu)成第三軸，第一行星齒輪組的第一元件構(gòu)成第四軸，第四行星齒輪組的 第三元件構(gòu)成第七軸，第二行星齒輪組的第二元件構(gòu)成第八軸，第二行星齒輪組的第一元 件構(gòu)成第九軸。優(yōu)選第五軸（作為第一耦合軸）將第二行星齒輪組的第三元件與第三行星 齒輪組的第一元件持久連接，第六軸（作為第二耦合軸）將第一行星齒輪組的第二元件與 第三行星齒輪組的第三元件持久連接。在此優(yōu)選第一行星齒輪組的第三元件持久固定在自 動(dòng)變速器的殼體上。
[0021] 在切換元件與各軸的耦合方面可規(guī)定，第一切換元件在力流中設(shè)置在第三軸與殼 體之間，第二切換元件在力流中設(shè)置在第三軸與第四軸之間，第三切換元件在力流中設(shè)置 在第一軸與第五軸之間，第四切換元件在力流中設(shè)置在第二軸與第八軸之間或者在力流中 設(shè)置在第六軸與第八軸之間，第五切換元件在力流中設(shè)置在第七軸與第八軸之間，第六切 換元件在力流中設(shè)置在第七軸與第九軸之間。在設(shè)置第七切換元件的情況下，第七切換元 件在力流中可設(shè)置在第一軸與第八軸之間。
[0022] 由此，根據(jù)本實(shí)用新型的自動(dòng)變速器與現(xiàn)有技術(shù)相比具有完全獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)學(xué)。在 使用六個(gè)切換元件的情況下可實(shí)現(xiàn)至少九個(gè)前進(jìn)擋和一個(gè)倒擋。在使用七個(gè)切換元件的情 況下可實(shí)現(xiàn)至少十個(gè)前進(jìn)擋和一個(gè)倒擋。
[0023] 優(yōu)選在根據(jù)本實(shí)用新型的變速器中在每個(gè)擋位中四個(gè)切換元件閉合。當(dāng)設(shè)置六個(gè) 切換元件時(shí)，在每個(gè)擋位中僅兩個(gè)切換元件不閉合。當(dāng)設(shè)置七個(gè)切換元件時(shí)，在每個(gè)擋位中 則有三個(gè)切換元件不閉合。在每次從一個(gè)擋位向下一更高或更低擋位換擋時(shí)分別僅打開一 個(gè)之前閉合的切換元件并且閉合一個(gè)之前打開的切換元件，從而在按順序以每次一個(gè)擋位 升擋或降擋時(shí)避免組切換。
[0024] 為了實(shí)現(xiàn)至少九個(gè)前進(jìn)擋和至少一個(gè)倒擋，這種變速器可具有下述換擋邏輯或者 說擋位邏輯：在倒擋中第一、第二、第四和第六切換元件是閉合或者說傳遞扭矩的。在第一 前進(jìn)擋中第一、第二、第三和第六切換元件是閉合或者說傳遞扭矩的。在第二前進(jìn)擋中第 一、第二、第五和第六切換元件是閉合或者說傳遞扭矩的。在第三前進(jìn)擋中第二、第三、第五 和第六切換元件是閉合或者說傳遞扭矩的。在第四前進(jìn)擋中第二、第四、第五和第六切換元 件是閉合或者說傳遞扭矩的。在第五前進(jìn)擋中第二、第三、第四和第五切換元件是閉合或者 說傳遞扭矩的。在第六前進(jìn)擋中第二、第三、第四和第六切換元件是閉合或者說傳遞扭矩 的。在第七前進(jìn)擋中第三、第四、第五和第六切換元件是閉合或者說傳遞扭矩的。在第八前 進(jìn)擋中第一、第三、第四和第六切換元件是閉合或者說傳遞扭矩的。在第一種變型方案中， 在第九前進(jìn)擋中第一、第四、第五和第六切換元件是閉合或者說傳遞扭矩的。在第二種變型 方案中，在第九前進(jìn)擋中第一、第三、第四和第五切換元件是閉合或者說傳遞扭矩的，在此 情況下可實(shí)現(xiàn)第十前進(jìn)擋，在其中第一、第四、第五和第六切換元件是閉合或者說傳遞扭矩 的。
[0025] 當(dāng)設(shè)置一個(gè)附加的第七切換元件時(shí)，與僅設(shè)有六個(gè)切換元件的變速器方案相比可 實(shí)現(xiàn)一個(gè)低于僅設(shè)有六個(gè)切換元件的變速器方案的第一擋的附加前進(jìn)擋，該附加前進(jìn)檔的 傳動(dòng)比大于僅設(shè)有六個(gè)切換元件的變速器方案的第一擋的傳動(dòng)比。因此該附加前進(jìn)擋特別 適合用作所謂的爬行擋，其具有用于大牽引力的大的總傳動(dòng)比。作為換擋邏輯或者說擋位 邏輯可規(guī)定，在這種附加前進(jìn)檔中第一、第二、第六和第七切換元件是閉合或者說傳遞扭矩 的，而在所有其余前進(jìn)擋和倒擋中第七切換元件不是閉合或者說傳遞扭矩的。
[0026] 有利的是，該附加的第七切換元件可在按本實(shí)用新型的具有六個(gè)切換元件的變速 器所需的相同結(jié)構(gòu)空間或僅稍大的結(jié)構(gòu)空間中安裝。
[0027] 優(yōu)選第四切換元件與第五切換元件直接連接。優(yōu)選第五切換元件也與第六切換元 件直接連接。
[0028] 在一種優(yōu)選方案中，第二行星齒輪組可通過同時(shí)閉合第五和第六切換元件鎖定， 使得第二行星齒輪組的三個(gè)元件（太陽(yáng)輪、行星齒輪架、齒圈）的轉(zhuǎn)速在第二行星齒輪組的 鎖定狀態(tài)中是相同的。
[0029] 所有四個(gè)行星齒輪組可構(gòu)造為所謂的負(fù)傳動(dòng)比行星齒輪組，其各行星齒輪與相應(yīng) 行星齒輪組的太陽(yáng)輪和齒圈嚙合。
[0030] 代替具有四個(gè)單級(jí)負(fù)傳動(dòng)比行星齒輪組的齒輪組系統(tǒng)方案，單個(gè)負(fù)傳動(dòng)比行星齒 輪組可通過一個(gè)所謂的正傳動(dòng)比行星齒輪組代替。已知正傳動(dòng)比行星齒輪組具有行星齒輪 架，在其上可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承有內(nèi)側(cè)行星齒輪和外側(cè)行星齒輪，每個(gè)內(nèi)側(cè)行星齒輪與正傳動(dòng)比 行星齒輪組的一個(gè)外側(cè)行星齒輪和太陽(yáng)輪嚙合并且每個(gè)外側(cè)行星齒輪與正傳動(dòng)比行星齒 輪組的一個(gè)內(nèi)側(cè)行星齒輪和齒圈嚙合。代替具有四個(gè)單級(jí)負(fù)傳動(dòng)比行星齒輪組的齒輪組系 統(tǒng)方案，多個(gè)負(fù)傳動(dòng)比行星齒輪組也可通過正傳動(dòng)比行星齒輪組代替。
[0031] 為了確保要求保護(hù)的齒輪組系統(tǒng)具有相同的運(yùn)動(dòng)學(xué)而提出，每個(gè)負(fù)傳動(dòng)比行星齒 輪組的第一元件和每個(gè)正傳動(dòng)比行星齒輪組的第一元件構(gòu)造為太陽(yáng)輪，每個(gè)負(fù)傳動(dòng)比行星 齒輪組的第二元件構(gòu)造為行星齒輪架，而每個(gè)正傳動(dòng)比行星齒輪組的第二元件構(gòu)造為齒 圈，每個(gè)負(fù)傳動(dòng)比行星齒輪組的第三元件構(gòu)造為齒圈，而每個(gè)正傳動(dòng)比行星齒輪組的第三 元件構(gòu)造為行星齒輪架。
[0032] 在四個(gè)行星齒輪組于自動(dòng)變速器殼體中的空間布置方面，在一種方案中規(guī)定，所 有四個(gè)行星齒輪組彼此同軸并排按照定義的順序"第一、第四、第二和第三行星齒輪組"設(shè) 置，由此可以以簡(jiǎn)單的方式向所有離合器低泄漏地供應(yīng)液壓操作所需的壓力介質(zhì)。在此情 況下對(duì)于具有彼此同軸延伸的驅(qū)動(dòng)軸和從動(dòng)軸的應(yīng)用適宜的是，第一行星齒輪組是行星齒 輪組系統(tǒng)中靠近自動(dòng)變速器驅(qū)動(dòng)端的行星齒輪組。在另一種方案中，在四個(gè)行星齒輪組于 自動(dòng)變速器殼體中的空