[发明专利]多级变速器

说明书

技术领域

本发明涉及用于机动车辆的自动变速器领域。更具体地讲，本发明涉及在动力传输中齿轮、离合器的设置以及它们之间的相互连接。

背景技术

很多车辆在宽范围的车速（包括向前和向后移动两者）下使用。然而，某些类型的发动机只能在较窄的速度范围内高效运转。所以，能以多个传动比（speed ratio）高效传输动力的变速器被频繁使用。当车辆处于较低车速时，变速器通常以高传动比运转，使得它放大用于改善加速的发动机扭矩。处于较高车速时，变速器以低传动比运转以允许与安静、燃料高效巡航关联的发动机转速。通常，变速器有安装至车辆结构的壳体、通过发动机曲轴驱动的输入轴以及通常经由差速器总成驱动车轮的输出轴，该差速器总成允许车辆转弯时左轮和右轮的转速稍微不同。

齿轮传动装置（gearing arrangement）是配置用于在元件之间施加具体的速度关系的旋转元件和离合器的集合。可以施加称为固定转速关系的一些转速关系，而与任何离合器的状态无关。齿轮传动装置仅施加固定的关系称为固定的齿轮传动装置。只有当特定离合器完全接合时施加其它的转速关系。选择性施加转速关系的齿轮传动装置称为可换挡的齿轮传动装置。离散传动比变速器具有在输入轴和输出轴之间选择性施加多个传动比的可换挡的齿轮传动装置。

如果一组元件被约束以在所有工况中作为单元而旋转，则这组元件彼此固定地连接。可通过花键连接、焊接、压装、通过共同固体机加工或其它方式固定地连接元件。可以出现固定连接的元件之间转动角位移的轻微变化，比如由于冲击或轴柔量（shaft compliance）导致的位移。相反，每当离合器完全接合时，离合器约束元件作为单元旋转时可通过离合器选择性连接两个元件并且在至少一些其它工况中它们以不同的转速自由旋转。离合器包括主动控制的装置（比如液压或电动驱动的离合器）和被动装置（比如单向离合器）。通过选择性将元件连接至壳体而保持元件不旋转的离合器可以称为制动器。如果一组元件被固定地连接或选择性地连接，则它们被连接。

发明内容

本发明公开了一系列变速器。每个变速器包括输入轴、输出轴、多个旋转元件，以及施加指定的固定的和可选择的转速关系的齿轮传动装置和离合器。

在一个实施例中，变速器除了包括输入轴和输出轴外还至少包括第一、第二、第三、第四、第五和第六元件。第一齿轮传动装置固定地约束输入轴的转速在第一和第二元件的转速之间。例如，第一齿轮传动装置可以是具有作为第二元件的中心齿轮、固定地连接至输入轴的行星齿轮架以及作为第一元件的环形齿轮的简单行星齿轮组。第二齿轮传动装置固定地约束输出轴的转速在第三和第四元件的转速之间。例如，第二齿轮传动装置可以是具有作为第三元件的中心齿轮、固定地连接至输出轴的行星齿轮架以及作为第四元件的环形齿轮的简单行星齿轮组。第三齿轮传动装置固定地约束第五元件的转速在零和第六元件的转速之间。第五元件连接至第四元件而第六元件连接至第二元件。例如，第三齿轮传动装置可以是具有固定的连接至第二元件的作为第六元件的中心齿轮、选择性地连接至第四元件的作为第五元件的行星齿轮架以及固定地保持不旋转的环形齿轮。可替代地，作为另一个示例，第三齿轮传动装置可以是具有选择性地连接至第二元件的中心齿轮、固定地连接至第四元件的行星齿轮架以及固定地保持不旋转的环形齿轮的简单行星齿轮组。第四齿轮传动装置选择性地约束第四元件的转速在第一元件和第三元件的转速之间。例如，第四齿轮传动装置可以是具有固定地连接至第三元件的中心齿轮、选择性地连接至第一元件的行星齿轮架以及固定地连接到第四元件的环形齿轮的双小齿轮行星齿轮组（double pinion planetary gear set）。八速的实施例具有选择性保持第二元件不旋转、选择性连接第三元件至输入轴以及选择性连接第一元件至第三元件的离合器和制动器。十速的实施例额另外还有选择性连接第一元件至第四元件的离合器。