用於車輛的多擋位變速器的製作方法

2023-09-14 03:41:45

本發明總體而言涉及一種用於車輛的多擋位變速器，並且更具體地，涉及這樣一種多擋位變速器技術：其使用儘可能少的部件和簡單的配置而能夠實現儘可能多的擋位，由此提高車輛的燃料效率。

背景技術：

近來，油價的上漲驅使世界範圍的車輛製造商進入到提高燃料效率的無限的競爭中。此外，人們已經基於比如縮小尺寸的各種技術而努力降低發動機的重量並提高發動機的燃料效率。

此外，在能夠用於裝配在車輛中的變速器以提高燃料效率的方法中，存在著如下的方法：利用多擋位變速器使得發動機能夠運行在更高效的運行點，由此最終提高燃料效率。

此外，這種多擋位變速器使得發動機能夠運行在相對低的每分鐘轉數(RPM)範圍內，從而進一步提高了車輛的靜音性。

然而，隨著變速器的擋位數量增加，組成變速器的內部部件的數量也增加。這反而會導致不良的效果，例如變速器的可安裝性和傳遞效率的降低以及變速器的成本和重量的增加。因此，為了利用多擋位變速器來最大化燃料效率提升的效果，重要的是將變速器結構設計為能夠使用更少數量的部件和相對簡單的配置而實現最大化的效率。

公開於本發明背景部分的信息僅僅旨在增強對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

技術實現要素：

本發明的各個方面致力於提供一種用於車輛的多擋位變速器，其能夠利用相對少量的部件和簡單的配置來實現至少十個前進擋位和一個倒車擋位，使得發動機可以運行在最優運行點，由此最大化地改善 車輛的燃料效率；並且發動機可以更加安靜地運行，從而提高車輛的靜音性。

根據本發明的用於車輛的多擋位變速器可以包括：輸入軸；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，其設置在輸入軸和輸出軸之間以傳遞旋轉力，第一、第二、第三和第四行星齒輪裝置中的每個行星齒輪裝置具有三個旋轉元件；以及至少六個換擋元件，其連接至行星齒輪裝置的旋轉元件。所述第一行星齒輪裝置的第一旋轉元件可以可變地連接至所述第二行星齒輪裝置的第一旋轉元件，並且可以可變地連接至所述第二行星齒輪裝置的第三旋轉元件，所述第一行星齒輪裝置的第二旋轉元件可以恆定地連接至輸入軸，並且可變地連接至第二行星齒輪裝置的第一旋轉元件，所述第一行星齒輪裝置的第三旋轉元件可以通過所述至少六個換擋元件中的一個換擋元件而安裝為能夠固定的，並且第一行星齒輪裝置的第三旋轉元件可以持續地連接至第三行星齒輪裝置的第三旋轉元件。所述第二行星齒輪裝置的第二旋轉元件可以恆定地連接至第三行星齒輪裝置的第二旋轉元件，第二行星齒輪裝置的第三旋轉元件可以可變地連接至第三行星齒輪裝置的第一旋轉元件。所述第三行星齒輪裝置的第一旋轉元件可以恆定地連接至所述第四行星齒輪裝置的第二旋轉元件以及輸出軸，所述第三行星齒輪組的第二旋轉元件可以恆定地連接至所述第四行星齒輪裝置的第三旋轉元件。所述第四行星齒輪裝置的第一旋轉元件可以通過所述至少六個換擋元件中的另一個換擋元件而安裝為可固定的。

所述第一行星齒輪裝置、所述第二行星齒輪裝置、所述第三行星齒輪裝置和所述第四行星齒輪裝置可以沿著所述輸入軸和所述輸出軸的軸向方向順序地布置。

第一行星齒輪裝置的第三旋轉元件可以通過至少六個換擋元件中的第一制動器而安裝為能夠固定至變速器殼體，第四行星齒輪裝置的第一旋轉元件可以通過至少六個換擋元件中的第二制動器而安裝為能夠固定至變速器殼體，至少六個換擋元件之中的其它換擋元件可以配置為在行星齒輪裝置的旋轉元件之間構成可變的連接結構。

所述至少六個換擋元件中的第一離合器可以在第一行星齒輪裝置 的第一旋轉元件與第二行星齒輪裝置的第三旋轉元件之間形成可變的連接結構；所述至少六個換擋元件中的第二離合器可以在第一行星齒輪裝置的第一旋轉元件與第二行星齒輪裝置的第一旋轉元件之間形成可變的連接結構；所述至少六個換擋元件中的第三離合器可以在第一行星齒輪裝置的第二旋轉元件與第二行星齒輪裝置的第一旋轉元件之間形成可變的連接結構；所述至少六個換擋元件中的第四離合器可以在第二行星齒輪裝置的第三旋轉元件與第三行星齒輪裝置的第一旋轉元件之間形成可變的連接結構。

另外，根據本發明的用於車輛的多擋位變速器可以包括：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，每個行星齒輪裝置分別具有三個旋轉元件；六個換擋元件，其配置為可變地提供摩擦力；以及第一旋轉軸、第二旋轉軸、第三旋轉軸、第四旋轉軸、第五旋轉軸、第六旋轉軸、第七旋轉軸和第八旋轉軸，其連接至第一至第四行星齒輪裝置的旋轉元件；其中，第一旋轉軸是輸入軸，其直接地連接至第一行星齒輪裝置的第二旋轉元件，第二旋轉軸直接地連接至第一行星齒輪裝置的第一旋轉元件，第三旋轉軸直接地連接至第一行星齒輪裝置的第三旋轉元件和第三行星齒輪裝置的第三旋轉元件，第四旋轉軸直接地連接至第二行星齒輪裝置的第一旋轉元件，第五旋轉軸直接地連接至第二行星齒輪裝置的第二旋轉元件、第三行星齒輪裝置的第二旋轉元件以及第四行星齒輪裝置的第三旋轉元件，第六旋轉軸直接地連接至第二行星齒輪裝置的第三旋轉元件，第七旋轉軸直接地連接至第四行星齒輪裝置的第一旋轉元件，第八旋轉軸是輸出軸，其直接地連接至第三行星齒輪裝置的第一旋轉元件和第四行星齒輪裝置的第二旋轉元件；並且其中，所述六個換擋元件包括第一離合器至第四離合器以及第一制動器和第二制動器，所述第一離合器設置在第二旋轉軸與第六旋轉軸之間，所述第二離合器設置在第二旋轉軸與第四旋轉軸之間，所述第三離合器設置在第一旋轉軸與第四旋轉軸之間，所述第四離合器設置在第六旋轉軸與第八旋轉軸之間，所述第一制動器設置在第三旋轉軸與變速器殼體之間，所述第二制動器設置在第七旋轉軸與變速器殼體之間。

所述第一行星齒輪裝置、所述第二行星齒輪裝置、所述第三行星 齒輪裝置和所述第四行星齒輪裝置可以沿著所述輸入軸和所述輸出軸的軸向方向順序地布置。

所述至少六個換擋元件中的第一離合器可以在第一行星齒輪裝置的第一旋轉元件與第二行星齒輪裝置的第三旋轉元件之間形成可變的連接結構；所述至少六個換擋元件中的第二離合器可以在第一行星齒輪裝置的第一旋轉元件與第二行星齒輪裝置的第一旋轉元件之間形成可變的連接結構；所述至少六個換擋元件中的第三離合器可以在第一行星齒輪裝置的第二旋轉元件與第二行星齒輪裝置的第一旋轉元件之間形成可變的連接結構；所述至少六個換擋元件中的第四離合器可以在第二行星齒輪裝置的第三旋轉元件與第三行星齒輪裝置的第一旋轉元件之間形成可變的連接結構；所述至少六個換擋元件中的第一制動器可以在第一行星齒輪裝置的第三旋轉元件與變速器殼體之間形成可變的連接結構；所述至少六個換擋元件中的第二制動器可以在第四行星齒輪裝置的第一旋轉元件與變速器殼體之間形成可變的連接結構。

根據如上所述的本發明，該種用於車輛的多擋位變速器能夠利用相對少數量的部件和簡單的配置實現至少十個前進擋位和一個倒車擋位，使得發動機可以運行在最佳運行點，由此最大化地改善車輛的燃料效率，並且發動機可以更加安靜地運行，從而提高了車輛的靜音性。

本發明的方法和裝置具有其它的特性和優點，這些特性和優點從併入本文中的附圖和隨後的具體實施方案中將是顯而易見的，或者將在併入本文中的附圖和隨後的具體實施方案中進行詳細陳述，這些附圖和具體實施方案共同用於解釋本發明的特定原理。

附圖說明

圖1為示出了根據本發明的示例性實施方案的用於車輛的多擋位變速器配置的示意圖；

圖2示出了在圖1中所示的變速器的操作模式圖。

應當理解的是，附圖並非按比例地繪製，而是圖示性地簡化呈現各種特徵以顯示本發明的基本原理。本文所公開的本發明的具體設計特徵(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用和使用的環境來確定。

在這些圖形中，貫穿附圖的多幅圖形，附圖標記引用本發明的同樣的或等同的部分。

具體實施方式

下面將詳細參考本發明的各種實施方案，這些實施方案的示例示於附圖中並且描述如下。儘管將結合示例性實施方案來描述本發明，但是將理解的是，本說明書並非旨在將本發明限制於那些示例性實施方案。相反，本發明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案，而且覆蓋可以包括在由所附權利要求所限定的本發明的精神和範圍之內的各種替選方式、修改方式、等同方式以及其它的實施方案。

參見圖1，根據本發明的示例性實施方案的用於車輛的多擋位變速器可以包括：輸入軸IN；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，各行星齒輪裝置設置在輸入軸IN與輸出軸OUT之間以傳遞旋轉力，第一至第四行星齒輪裝置PG1至PG4中的每一個具有三個旋轉元件；以及至少六個換擋元件，其連接至第一至第四行星齒輪裝置PG1至PG4的旋轉元件。

第一行星齒輪裝置PG1的第一旋轉元件S1可以可變地連接至第二行星齒輪裝置PG2的第一旋轉元件S2以及可變地連接至第二行星齒輪裝置PG2的第三旋轉元件R2。第一行星齒輪裝置PG1的第二旋轉元件C1可以恆定地連接至輸入軸IN，並且可變地連接至第二行星齒輪裝置PG2的第一旋轉元件S2。第一行星齒輪裝置PG1的第三旋轉元件R1可以通過至少六個換擋元件中的一個換擋元件而安裝為可固定的，並且恆定地連接至第三行星齒輪裝置PG3的第三旋轉元件R3。

第二行星齒輪裝置PG2的第二旋轉元件C2可以恆定地連接至第三行星齒輪裝置PG3的第二旋轉元件C3，第二行星齒輪裝置PG2的第三旋轉元件R2可以可變地連接至第三行星齒輪裝置PG3的第一旋轉元件S3。

第三行星齒輪裝置PG3的第一旋轉元件S3可以恆定地連接至第四行星齒輪裝置PG4的第二旋轉元件C4以及輸出軸OUT。第三行星齒輪裝置PG3的第二旋轉元件C3可以恆定地連接至第四行星齒輪裝置 PG4的第三旋轉元件R4。第四行星齒輪裝置PG4的第一旋轉元件S4可以通過至少六個換擋元件中的另一個換擋元件而安裝為可固定的。

在當前示例性的實施方案中，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可以沿著輸入軸IN和輸出軸OUT的軸向方向順序地布置。

第一行星齒輪裝置PG1的第三旋轉元件R1可以通過至少六個換擋元件中的第一制動器B1而安裝為可固定至變速器殼體CS。第四行星齒輪裝置PG4的第一旋轉元件S4可以通過至少六個換擋元件中的第二制動器B2而安裝為可固定至變速器殼體CS。

至少六個換擋元件之中的其它換擋元件可以配置為在行星齒輪裝置的旋轉元件之間構成可變的連接結構。

即，至少六個換擋元件中的第一離合器CL1可以在第一行星齒輪裝置PG1的第一旋轉元件S1與第二行星齒輪裝置PG2的第三旋轉元件R2之間形成可變的連接結構。至少六個換擋元件中的第二離合器CL2可以在第一行星齒輪裝置PG1的第一旋轉元件S1與第二行星齒輪裝置PG2的第一旋轉元件S2之間形成可變的連接結構。至少六個換擋元件中的第三離合器CL3可以在第一行星齒輪裝置PG1的第二旋轉元件C1與第二行星齒輪裝置PG2的第一旋轉元件S2之間形成可變的連接結構。至少六個換擋元件中的第四離合器CL4可以在第二行星齒輪裝置PG2的第三旋轉元件R2與第三行星齒輪裝置PG3的第一旋轉元件S3之間形成可變的連接結構。

在本示例性實施方案中，第一行星齒輪裝置PG1的第一旋轉元件S1、第二旋轉元件C1和第三旋轉元件R1分別為第一太陽輪、第一行星架和第一內齒圈。第二行星齒輪裝置PG2的第一旋轉元件S2、第二旋轉元件C2和第三旋轉元件R2分別為第二太陽輪、第二行星架和第二內齒圈。第三行星齒輪裝置PG3的第一旋轉元件S3、第二旋轉元件C3和第三旋轉元件R3分別為第三太陽輪、第三行星架和第三內齒圈。第四行星齒輪裝置PG4的第一旋轉元件S4、第二旋轉元件C4和第三旋轉元件R4分別為第四太陽輪、第四行星架和第四內齒圈。

如上配置的用於車輛的多級變速器還可以展示如下。

具體而言，根據本發明的示例性實施方案的用於車輛的多擋位變 速器可以包括：第一至第四行星齒輪裝置PG1至PG4，每個行星齒輪裝置具有三個旋轉元件；六個換擋元件，其設置為可變地提供摩擦力；以及八個旋轉軸，其連接至第一至第四行星齒輪裝置PG1至PG4的旋轉元件。

因此，在該八個旋轉軸中，第一旋轉軸RS1可以是輸入軸IN，其直接地連接至第一行星齒輪裝置PG1的第二旋轉元件C1。第二旋轉軸RS2可以直接地連接至第一行星齒輪裝置PG1的第一旋轉元件S1。第三旋轉軸RS3可以直接地連接至第一行星齒輪裝置PG1的第三旋轉元件R1和第三行星齒輪裝置PG3的第三旋轉元件R3。第四旋轉軸RS4可以直接地連接至第二行星齒輪裝置PG2的第一旋轉元件S2。第五旋轉軸RS5可以直接地連接至第二行星齒輪裝置PG2的第二旋轉元件C2、第三行星齒輪裝置PG3的第二旋轉元件C3以及第四行星齒輪裝置PG4的第三旋轉元件R4。第六旋轉軸RS6可以直接地連接至第二行星齒輪裝置PG2的第三旋轉元件R2。第七旋轉軸RS7可以直接地連接至第四行星齒輪裝置PG4的第一旋轉元件S4。第八旋轉軸RS8可以是輸出軸OUT，其直接地連接至第三行星齒輪裝置PG3的第一旋轉元件S3以及第四行星齒輪裝置PG4的第二旋轉元件C4。

另外，在六個換擋元件中，第一離合器CL1可以設置在第二旋轉軸RS2與第六旋轉軸RS6之間。第二離合器CL2可以設置在第二旋轉軸RS2與第四旋轉軸RS4之間。第三離合器CL3可以設置在第一旋轉軸RS1與第四旋轉軸RS4之間。第四離合器CL4可以設置在第六旋轉軸RS6與第八旋轉軸RS8之間。第一制動器B1可以設置在第三旋轉軸RS3與變速器殼體CS之間。第二制動器B2可以設置在第七旋轉軸RS7與變速器殼體CS之間。

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可以沿著輸入軸IN和輸出軸OUT的軸向方向順序地布置。

至少六個換擋元件中的第一離合器CL1可以在第一行星齒輪裝置PG1的第一旋轉元件S1與第二行星齒輪裝置PG2的第三旋轉元件R2之間形成可變的連接結構。至少六個換擋元件中的第二離合器CL2可以在第一行星齒輪裝置PG1的第一旋轉元件S1與第二行星齒輪裝置 PG2的第一旋轉元件S2之間形成可變的連接結構。至少六個換擋元件中的第三離合器CL3可以在第一行星齒輪裝置PG1的第二旋轉元件C1與第二行星齒輪裝置PG2的第一旋轉元件S2之間形成可變的連接結構。至少六個換擋元件中的第四離合器CL4可以在第二行星齒輪裝置PG2的第三旋轉元件R2與第三行星齒輪裝置PG3的第一旋轉元件S3之間形成可變的連接結構。第一制動器B1可以在第一行星齒輪裝置PG1的第三旋轉元件R1與變速器殼體CS之間形成可變的連接結構。第二制動器B2可以在第四行星齒輪裝置PG4的第一旋轉元件S4與變速器殼體CS之間形成可變的連接結構。

如上所述，根據本發明的示例性實施方案的用於車輛的多擋位變速器包括四個簡單的行星齒輪裝置和六個換擋元件，該用於車輛的多擋位變速器根據如圖2所示的操作模式圖實現了十個前進擋位和一個倒車擋位。由於十個擋位的多擋位換擋能夠基於相對少數量的部件和簡單的配置而實現，所以該種用於車輛的多擋位變速器能夠有助於提高車輛的燃料效率和靜音性，從而最終提高車輛的適銷性。

為了方便解釋並精確限定所附權利要求，術語「上」、「下」、「內」和「外」用於參照附圖中所顯示的這些特徵的位置來描述示例性實施方案的特徵。

前面對本發明具體示例性實施方案所呈現的描述出於說明和描述的目的。前面的描述並非旨在窮舉，或者將本發明限制為公開的精確形式，且顯然的是，根據以上教導若干修改和變化都是可能的。選擇示例性實施方案並進行描述以解釋本發明的特定原理及其實際應用，由此使得本領域的其它技術人員能夠利用並實現本發明的各種示例性實施方案及其各種可替選方式和修改方式。本發明的範圍旨在通過所附權利要求及其等同形式來限定。