[发明专利]机动车的多级变速器

说明书

本发明涉及具有多个前进档和至少一个倒挡的机动车的多级变速器，该多级变速器包括多个3轴变速器和多个换挡元件，具有驱动轴、输出轴和多个变速器轴、差动轴和总轴(summenwellen)，其中第一3轴变速器的第一差动轴为了共同旋转而经由第一变速器轴连接到第二3轴变速器的第一差动轴；第二3轴变速器的驱动轴和总轴为了共同旋转而连接；第四变速器轴和第二3轴变速器的第二差动轴为了共同旋转而连接；为了共同旋转，第四变速器轴或第五变速器轴连接到第三3轴变速器的第一差动轴；且第三变速器轴和第一3轴变速器的第二差动轴为了共同旋转而连接。

这种具有多种前进档和至少一种倒挡的多级变速器在机动车中很常用。

WO2012/084370A1公开了基于上述类型的基于行星齿轮系的多级变速器，壳体将三组行星组和多个轴保持在其中。通过被配置为制动器和离合器的换挡元件的选择性驱动，可以实现驱动轴和输出轴之间的多种传动比。

本发明的目的在于获得具有广泛应用性同时节约了空间和成本的如上所述的变速器。

根据本发明，这个目的可通过提出如下方案而获得：第一3轴变速器的总轴为了共同旋转而连接，优选地经由第二变速器轴到第三3轴变速器的总轴，且输出轴和第三3轴变速器的第二差动轴为了共同旋转而连接。

本文中的3轴变速器具体地地被理解为行星齿轮系。不考虑特别的设计，3轴变速器总是包括具有相同的轴扭矩符号(vorzeitchen)的两个轴，以及具有相反的轴扭矩符号的一个轴。具有相同符号的轴叫做差动轴，具有相反符号的轴叫做总轴。仅传递离合器功率的轴被称为系杆轴，而传递联轴器功率以及滚动功率的轴被称为中心轴。

3轴变速器的差动轴及总轴的扭矩和速度性能是唯一确定的。为了对3轴变速器的动力性能进行说明，固定系杆轮系传动比的概念是有帮助的。固定系杆轮系传动比被定义为当系杆轴保持不动时两个中心轴之间的传动比。固定系杆轮系传动比可以是正的或者负的，由此限定出正变速器和负变速器。

负变速器是3轴变速器，其中两中心轴用作差动轴，而系杆轴用作总轴。

正变速器是3轴变速器，其中系杆轴和两中心轴之一用作差动轴，而另一个中心轴用作总轴。

在仅有一个一方面与中心齿轮啮合另一方面又与环形齿轮啮合的行星齿轮简单行星齿轮组中，中心齿轮和环形齿轮的两个中心轴是差动轴，系杆轴为总轴。这种类型的行星齿轮组具有负变速器的动力性能。

在具有一对行星齿轮或多个这种成对齿轮的行星齿轮组的情况下，每一个第一行星齿轮与中心齿轮和第二行星齿轮啮合，而第二行星齿轮与环形齿轮和第一行星齿轮啮合，系杆轴和中心齿轮作为第一中心轴而用作差动轴，环形齿轮和第二中心轴作为总轴。这种类型的行星齿轮组具有正变速器的动力性能。

在当前情况下，3轴变速器中的所有或者一些(至少两个)可以是负变速器－比如简单的直齿轮行星变速器，其具有一个行星齿轮；或者是正变速器－比如具有至少一对行星齿轮的简单直齿轮行星变速器。

3轴变速器中的至少一个(优选第二3轴变速器)可以是正变速器，优选地具有两组相互啮合的行星齿轮。

第一3轴变速器的第一差动轴和第二3轴变速器的第一差动轴可通过第一换挡元件(优选地被配置为制动器)而得以防止转动。

此外，在简单的变体中，第一3轴变速器的第二差动轴也可以通过第二换挡元件(优选地被配置为制动器)而得以防止转动。不然，也可以提供为，第一3轴变速器的第二差动轴与电力装置旋转连接。

第二3轴变速器的第二差动轴可经由第三换挡元件(优选为离合器)有利地旋转连接到第三3轴变速器的总轴上。

可在第二3轴变速器的第二差动轴和第三3轴变速器的第一差动轴之间提供第四换挡元件(优选地被配置为离合器)。

在另一个变体中，第一3轴变速器的第一差动轴和第二3轴变速器的第一差动轴可经由第五换挡元件(优选地为离合器)旋转连接到第三3轴变速器的第一差动轴。作为变体，本发明还可以提供为，第一3轴变速器的第一差动轴和第二3轴变速器的第一差动轴可经由第五换挡元件(优选地为离合器)与第二3轴变速器的第二差动轴旋转连接。

如果第二3轴变速器的总轴可以经由第六换挡元件(优选地为离合器)旋转连接到第三3轴变速器的第一差动轴，可获得传动比选择中的特殊高度灵活性。

一些或者所有的换挡元件可以是摩擦锁定或者正向锁定换挡元件，像多片离合器或者多片式制动器或者爪形离合器。如果选择了一个或更多的正向锁定元件，这些中的每一个或者仅仅是所选择的那个可以提供同步装置，或者可以在变速器中提供中央、机械或者电子同步装置。