具有可選擇的單向制動離合器的多級變速器的製作方法

2023-04-22 16:10:16

專利名稱：具有可選擇的單向制動離合器的多級變速器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有可選擇的單向制動離合器的多級變速器。
背景技術：
一些自動變速器包括被應用於倒檔速比和第一前進檔速比的低速/倒檔制動離 合器(即摩擦離合器)，以便沿前向方向和反向方向提供反作用扭矩。替代性地，有時與單 向離合器一起使用制動離合器，單向離合器防止諸如行星架構件的變速器部件以第一速比 或倒檔速比旋轉，而制動離合器被應用以便防止以第一速比和倒檔速比中的另一速比的旋 轉。這種類型的單向離合器不是可選擇的，因為該單向離合器總是自動地制動變速器部件 的一個旋轉方向並且空轉，即允許該部件沿相反方向旋轉。結合有行星齒輪組的自動多級變速器通常包括多個摩擦型離合器，以便操縱變速 器來提供多個前進檔速比。需要多個這樣的部件來提供六個、七個、或八個前進檔速比。隨 著它們數量的增加，行星齒輪組和離合器變得越來越難於封裝，並且還增加了變速器的總重量。如本領域技術人員所公知的，根據各種條件，當離合器片副之間存在相對運動時， 脫離接合的多片摩擦離合器產生拖曳力。脫離接合的多片離合器的一個特性是當離合器片 副之間的相對速度增大時，通常拖曳力或旋轉損失也隨之增大。該旋轉損失會降低燃料經 濟性。

發明內容
本發明提供一種用於車輛的多級變速器，其具有可選擇的單向制動離合器 (SOffBC)，以便降低部件複雜性、重量、成本和旋轉損失。SOWBC是可選擇的，使得其能提供相 對沿任一旋轉方向的旋轉的反作用力。另外，可選擇性允許SOWBC以合適的速比空轉。該 變速器具有輸入構件、輸出構件和諸如變速器箱體的固定構件。其包括四個行星齒輪組，每 個行星齒輪組都具有第一、第二和第三構件。輸入構件與行星齒輪組的構件中的一個構件 連接，以便與該一個構件一起旋轉，而輸出構件與行星齒輪組的構件中的另一個構件連接， 以便與該另一個構件一起旋轉。第一互連構件使第一行星齒輪組的第一構件與第二行星齒 輪組的第一構件連接，以便該第一行星齒輪組的第一構件與第二行星齒輪組的第一構件一 起旋轉。第二互連構件使第一行星齒輪組的第二構件與第四行星齒輪組的第一構件連接， 以便該第一行星齒輪組的第二構件與第四行星齒輪組的第一構件一起旋轉。第三互連構件 使第二行星齒輪組的第二構件與第三行星齒輪組的第一構件連接，以便該第二行星齒輪組 的第二構件與第三行星齒輪組的第一構件一起旋轉。第四互連構件使第三行星齒輪組的第 二構件與第四行星齒輪組的第二構件連接，以便該第三行星齒輪組的第二構件與第四行星 齒輪組的第二構件一起旋轉。第一制動器能夠選擇性地接合，以使第一行星齒輪組的第一 構件接地至固定構件。第一、第二和第三旋轉離合器每個都能夠選擇性地接合，以使行星齒 輪組的不同的相應構件對連接以便一起旋轉。SOffBC構造成沿一個旋轉方向制動，並且能夠選擇性地反向以沿相反的旋轉方向制動。制動器、旋轉離合器和可選擇的單向制動離合器能夠以三個進行組合的方式接 合，從而在輸入構件與輸出構件之間建立至少一個倒檔速比和八個前進檔速比。S0WBC構造 成當變速器處於倒檔速比和前進檔速比中的第一速比時制動第一行星齒輪組的第三構件 的旋轉，並構造成在其它前進檔速比中的至少一些速比中空轉，以便允許第一行星齒輪組 的第三構件旋轉。方案(1) 一種用於車輛的多級變速器，包括輸入構件；輸出構件；固定構件；第 一、第二、第三、和第四行星齒輪組，每個所述行星齒輪組都具有第一、第二、和第三構件；其 中，所述輸入構件與所述行星齒輪組的所述構件中的一個構件連接以便與所述一個構件一 起旋轉，並且所述輸出構件與所述行星齒輪組的所述構件中的另一個構件連接以便與所述 另一個構件一起旋轉；第一互連構件，其使所述第一行星齒輪組的第一構件與所述第二行 星齒輪組的第一構件連接，以便所述第一行星齒輪組的第一構件與所述第二行星齒輪組的 第一構件一起旋轉；第二互連構件，其使所述第一行星齒輪組的第二構件與所述第四行星 齒輪組的第一構件連接，以便所述第一行星齒輪組的第二構件與所述第四行星齒輪組的第 一構件一起旋轉；第三互連構件，其使所述第二行星齒輪組的第二構件與所述第三行星齒 輪組的第一構件連接，以便所述第二行星齒輪組的第二構件與所述第三行星齒輪組的第一 構件一起旋轉；第四互連構件，其使所述第三行星齒輪組的第二構件與所述第四行星齒輪 組的第二構件連接，以便所述第三行星齒輪組的第二構件與所述第四行星齒輪組的第二構 件一起旋轉；第一制動器，其能夠選擇性地接合，以使所述第一行星齒輪組的第一構件接地 至所述固定構件；第一、第二、和第三旋轉離合器，所述第一、第二、和第三旋轉離合器每個 都能夠選擇性地接合，以使所述行星齒輪組的不同的相應構件對相連接以便一起旋轉；可 選擇的單向制動離合器，其構造成沿一個旋轉方向制動，並且能夠選擇性地反向以沿相反 的旋轉方向制動；並且其中，所述可選擇的單向制動離合器構造成當所述變速器處於倒檔 速比和第一前進檔速比時制動所述第一行星齒輪組的第三構件的旋轉，並且構造成在其它 前進檔速比中的至少一些速比中空轉。方案(2)根據方案(1)所述的變速器，其中，所述制動器、所述旋轉離合器和所述 可選擇的單向制動離合器以三個進行組合的方式接合，從而在所述輸入構件與所述輸出構 件之間建立倒檔速比和八個前進檔速比。方案(3)根據方案(1)所述的變速器，其中，所述第一旋轉離合器使所述第二行星 齒輪組的第三構件與所述第四行星齒輪組的第二和第三構件中的一個構件連接，以便所述 第二行星齒輪組的第三構件與所述第四行星齒輪組的第二和第三構件中的所述一個構件 一起旋轉；其中，所述第二旋轉離合器使所述第三行星齒輪組的第三構件與所述第四行星 齒輪組的第三構件連接，以便所述第三行星齒輪組的第三構件與所述第四行星齒輪組的第 三構件一起旋轉；並且其中，所述第三旋轉離合器使所述第二行星齒輪組的第二構件與所 述第四行星齒輪組的第三構件連接，以便所述第二行星齒輪組的第二構件與所述第四行星 齒輪組的第三構件一起旋轉。方案(4)根據方案(3)所述的變速器，其中，所述輸入構件與所述第二行星齒輪組 的第三構件連接以便一起旋轉，而所述輸出構件與所述第四行星齒輪組的第二和第三構件 中的一個構件連接以便一起旋轉。
方案(5)根據方案(1)所述的變速器，其中，所述第一旋轉離合器使所述第二行星 齒輪組的第三構件與所述第四行星齒輪組的第二和第三構件中的一個構件連接，以便所述 第二行星齒輪組的第三構件與所述第四行星齒輪組的第二和第三構件中的所述一個構件 一起旋轉；其中，所述第二旋轉離合器使所述第三行星齒輪組的第三構件與所述第四行星 齒輪組的第三構件連接，以便所述第三行星齒輪組的第三構件與所述第四行星齒輪組的第 三構件一起旋轉；並且其中，所述第三旋轉離合器使所述第二行星齒輪組的第二構件與所 述第四行星齒輪組的第二構件連接，以便所述第二行星齒輪組的第二構件與所述第四行星 齒輪組的第二構件一起旋轉。方案(6)根據方案(1)所述的變速器，其中，所有行星齒輪組都是簡單型行星齒輪組。方案(7)根據方案(1)所述的變速器，其中，所述第一、第二、和第四行星齒輪組是 簡單型行星齒輪組，而所述第三行星齒輪組是雙小齒輪型行星齒輪組。方案(8) —種用於車輛的多級變速器，包括輸入構件；輸出構件；固定構件；第 一、第二、第三、和第四行星齒輪組，每個所述行星齒輪組都具有太陽輪構件、行星架構件和 齒圈構件；其中，所述輸入構件與所述第二行星齒輪組的行星架構件連接以便與所述行星 架構件一起旋轉；其中，所述輸出構件與所述第四行星齒輪組的行星架構件連接以便與所 述行星架構件一起旋轉；第一互連構件，其使所述第一行星齒輪組的太陽輪構件與所述第 二行星齒輪組的太陽輪構件連接，以便所述第一行星齒輪組的太陽輪構件與所述第二行星 齒輪組的太陽輪構件一起旋轉；第二互連構件，其使所述第一行星齒輪組的行星架構件與 所述第四行星齒輪組的齒圈構件連接，以便所述第一行星齒輪組的行星架構件與所述第四 行星齒輪組的齒圈構件一起旋轉；第三互連構件，其使所述第二行星齒輪組的齒圈構件與 所述第三行星齒輪組的太陽輪構件連接，以便所述第二行星齒輪組的齒圈構件與所述第三 行星齒輪組的太陽輪構件一起旋轉；第四互連構件，其使所述第三行星齒輪組的齒圈構件 與所述第四行星齒輪組的構件中不與所述第二互連構件連接的一個構件連接，以便所述第 三行星齒輪組的齒圈構件與所述第四行星齒輪組的所述一個構件一起旋轉；第一制動器， 其能夠選擇性地接合，以使所述第一行星齒輪組的太陽輪構件接地至所述固定構件；第一、 第二、和第三旋轉離合器，所述第一、第二、和第三旋轉離合器每個都能夠選擇性地接合，以 使所述行星齒輪組的不同的相應構件對連接以便一起旋轉；可選擇的單向制動離合器，其 構造成沿一個旋轉方向制動，並且能夠選擇性地反向以沿相反的旋轉方向制動，所述可選 擇的單向制動離合器構造成當所述變速器處於所述輸入構件與所述輸出構件之間的倒檔 速比和第一前進檔速比時，制動所述第一行星齒輪組的齒圈構件的旋轉。方案(9)根據方案(8)所述的變速器，其中，在所述第一速比中所述第一旋轉離合 器被接合併且所述可選擇的單向制動離合器被選擇成制動以允許扭矩從所述輸入構件傳 遞至所述輸出構件；其中，在所述倒檔速比中所述第二旋轉離合器被接合併且所述可選擇 的單向制動離合器被選擇成制動以允許扭矩從所述輸入構件傳遞至所述輸出構件。方案(10)根據方案(8)所述的變速器，其中，在所述第一速比和倒檔速比中所述 第一制動器都被接合。方案(11)根據方案(8)所述的變速器，其中，所述第一旋轉離合器使所述第二行 星齒輪組的行星架構件與所述第四行星齒輪組的太陽輪構件連接，以便所述第二行星齒輪組的行星架構件與所述第四行星齒輪組的太陽輪構件一起旋轉；其中，所述第二旋轉離合 器使所述第三行星齒輪組的行星架構件與所述第四行星齒輪組的行星架構件和所述第四 行星齒輪組的太陽輪構件中的一個構件連接，以便所述第三行星齒輪組的行星架構件與所 述第四行星齒輪組的所述一個構件一起旋轉；並且其中，所述第三旋轉離合器使所述第三 行星齒輪組的太陽輪構件與所述第四行星齒輪組的太陽輪構件連接，以便所述第三行星齒 輪組的太陽輪構件與所述第四行星齒輪組的太陽輪構件一起旋轉。方案(12)根據方案⑶所述的變速器，其中，所述制動器、所述旋轉離合器和所述 可選擇的單向制動離合器能夠在所述輸入構件與所述輸出構件之間提供倒檔速比和八個 前進檔速比-包括第一前進檔速比，並且所述可選擇的單向制動離合器在前進檔速比中的 一些速比中空轉。方案(13)根據方案(8)所述的變速器，其中，所述第四互連構件使所述第三行星 齒輪組的齒圈構件與所述第四行星齒輪組的行星架構件連接，以便所述第三行星齒輪組的 齒圈構件與所述第四行星齒輪組的行星架構件一起旋轉。方案(14)根據方案(8)所述的變速器，其中，所述第四互連構件使所述第三行星 齒輪組的齒圈構件與所述第四行星齒輪組的太陽輪構件連接，以便所述第三行星齒輪組的 齒圈構件與所述第四行星齒輪組的太陽輪構件一起旋轉。當結合附圖考慮時，本發明的上述以及其它特徵和優點將通過下面對實施本發明 的最佳模式的詳細描述而清楚地顯現。


圖1是具有S0WBC的變速器的第一實施例的符號圖形式的示意圖；圖2是表示用於圖1的變速器的接合規程的表格；圖3是選擇為用於前向旋轉制動的圖1的S0WBC的示意性局部剖視圖；圖4是選擇為用於反向旋轉制動和前向旋轉制動的圖1的S0WBC的示意性局部剖 視圖；圖5是與圖1和6的變速器一起使用的替代性S0WBC的示意性立體分解圖；以及圖6是具有S0WBC的變速器的第二實施例的符號圖形式的示意圖。
具體實施例方式參考附圖，其中在所有幾個視圖中相同的附圖標記指代相同的部件，圖1示意性 地示出了包括發動機12、行星變速器14和主減速器機構16的示例性動力系10。行星變速器14包括與發動機12操作性連接的輸入構件17、行星齒輪設備18、和 與主減速器機構16持續連接的輸出構件19。正如通常情況下一樣，在發動機12與輸入構 件17之間可設置有具有閉鎖離合器15的變矩器13。當操作條件準許發動機12與輸入構 件17之間的方向連接時，閉鎖離合器15可被接合。如果不存在變矩器，則在發動機12與 輸入構件17之間可設置有隔離器(isolator)。行星齒輪設備18包括四個行星齒輪組20、 30,40 和 50。第一行星齒輪組20包括太陽輪構件22、齒圈構件24、和行星架構件26。多個小齒 輪27以可旋轉方式安裝在行星架構件26上，並設置成與太陽輪構件22和齒圈構件24都成嚙合關係。第二行星齒輪組30包括太陽輪構件32、齒圈構件34、和行星架構件36。多個小齒 輪37以可旋轉方式安裝在行星架構件36上，並設置成與太陽輪構件32和齒圈構件34都 成嚙合關係。第三行星齒輪組40包括太陽輪構件42、齒圈構件44、和行星架構件46。多個小齒 輪47以可旋轉方式安裝在行星架構件46上。小齒輪47設置成與太陽輪構件42和齒圈構 件44都成嚙合關係。第四行星齒輪組50包括太陽輪構件52、齒圈構件54、和行星架構件56。多個小齒 輪57以可旋轉方式安裝在行星架構件56上。小齒輪57設置成與太陽輪構件52和齒圈構 件54都成嚙合關係。行星齒輪設備18還包括五個扭矩傳遞機構60、62、64、66和68。扭矩傳遞機構60、 62,64是通常被稱為離合器的旋轉式扭矩傳遞機構。離合器60、62、和64是例如具有摩擦 起動構造的多片離合器裝置。扭矩傳遞機構66是通常被稱為制動器或反作用離合器的固 定式扭矩傳遞機構。扭矩傳遞機構68是以下參考圖3、4、和5更詳細地討論的S0WBC。輸入構件17與行星架構件36持續連接，並且輸出構件19與行星架構件56持續 連接。互連構件70是使太陽輪構件22與太陽輪構件32持續連接以便一起旋轉的轂。互 連構件72是使行星架構件26與齒圈構件54持續連接以便一起旋轉的轂。互連構件74是 使齒圈構件34與太陽輪構件42持續連接以便一起旋轉的轂。互連構件76是使齒圈構件 44與太陽輪構件52持續連接以便一起旋轉的轂。行星架構件36可通過離合器60的接合與太陽輪構件52選擇性地連接。行星架 構件46可通過離合器62的接合與行星架構件56選擇性地連接。太陽輪構件42可通過離 合器64的接合與太陽輪構件52選擇性地連接。太陽輪構件22通過制動器66的接合選擇 性地接地至固定構件、變速器殼體80。變速器殼體80僅以局部視圖示出，但包圍行星齒輪 組20、30、40、50。齒圈構件24通過S0WBC68的接合選擇性地接地至變速器殼體80。圖2是描述變速器14的離合器在各種檔位狀態下的操作的離合表。在圖2的表 格中，「X」表示接合的離合器。就S0WBC 68而言，「R」(反向)代表反向，「F」(前向)代表 前向，而F/Neu(前向/空檔)代表沿前向旋轉方向的空轉。扭矩傳遞機構60、62、64、66和 68以三個進行組合的方式選擇性地接合，以便在輸入構件17與輸出構件19之間提供八個 前進檔速比和一個倒檔速比。圖2中清楚可見的是，當沿反向(R)旋轉方向給輸出構件19 提供動力時S0WBC68以倒檔速比被接合，並且當以五個不同的前進檔速比(1檔至5檔)向 輸出構件19提供動力時S0WBC68也被接合。因此，S0WBC68在倒檔速比中提供反作用扭矩 並防止齒圈構件24的前向旋轉，而在第一至第五前進檔速比中提供反作用扭矩並防止齒 圈構件24的反向旋轉。在第六至第八前進檔速比中，S0WBC68空轉(即齒圈構件24沿前 向旋轉方向自轉，S0WBC68處於制動反向狀態)。在切換元件69被選擇至前向制動位置的情況下，在圖1中示意性地示出了 S0WBC68。在倒檔速比中選擇該位置，並且該位置使固定構件80提供反作用扭矩並防止齒 圈構件24沿前向方向的旋轉。在圖3的反向制動位置中，如果諸如在第六、第七、和第八前 進檔速比中，其它離合器60、62、64和制動器66中選定的離合器和制動器的接合將沿反向 方向的扭矩置於齒圈構件24上，則S0WBC68將空轉，以允許齒圈構件24沿前向方向旋轉。
切換元件69可選擇性地運動至如69A的虛線所示的反向制動位置。在第一至第五 前進檔速比中選擇該位置，並且該位置提供反作用扭矩，以便防止齒圈構件24沿反向方向 的旋轉。在圖4中示出了 S0WBC68的制動前向旋轉和反向旋轉的反轉位置。表示S0WBC68 的外環的第一構件105花鍵聯接至變速器殼體80上的花鍵。第二構件110是S0WBC68的 花鍵聯接至齒圈構件24的內環。卡環可用於將S0WBC68保持在合適位置。S0WBC68可以是可控制的機械雙離合器或選擇性的滾柱離合器設計或其它可選擇 (可逆)的單向離合器。可通過活塞和閥液壓地致動S0WBC。想到有許多能用作S0WBC的 離合器設計，並且本發明意在不局限於在此描述的特定的示例性實施例。已知實現S0WBC的多種方法。支柱、搖杆、滾珠、或楔塊是能夠用於使離合器的構 件選擇性地聯接或分離的不同特徵。圖3和4以橫截面示出根據本發明在前向鎖定和反向 鎖定的操作(圖4)與反向鎖定、前向空轉的操作(圖3)之間選擇的SOWBC。S0WBC特徵68 包括第一構件105、第二構件110、選擇板115、選擇板致動特徵120、第一接合元件130、第二 接合元件135、兩個復位彈簧140、和兩個接合特徵150。第二構件110和選擇板115可以 是以共同的旋轉軸線(未示出，但是由圖1的輸入構件17建立)為中心的可旋轉特徵。構 件105和110可以是扁平圓形板。選擇板115被夾在這兩個構件之間並且通常使第二構件 110運動或保持固定。選擇板115包括選擇板致動特徵120。選擇板115可相對於第一構 件115運動某一小的旋轉角，以便提供選擇板致動特徵120的校準的運動。在該示例性實 施例中示出為支柱的接合元件130和135旋轉地定位到第二構件110，並且定向成大致垂直 於構件110的半徑，並提供由S0WBC68採用的選擇性聯接和分離的功能。每個接合元件當 處於上升位置中時，固定地抵靠第一構件105中的接合特徵150，並防止第二構件110相對 於第一構件105沿一個方向旋轉。接合元件由於復位彈簧140施加的力而通常處於上升位 置。能相對於接合元件致動選擇板115，使得選擇板致動特徵120能用於將接合元件中的一 個壓入放下位置。阻止相對旋轉的接合動作取決於相互作用的特徵的幾何形狀。如果接合 元件130、135中的一個處於放下位置，則離合器能夠沿由此時處於放下位置的接合特徵通 常阻止的方向空轉。圖3示出了在一個接合元件處於放下位置並且一個接合元件處於上升位置的情 況下的S0WBC68。接合元件135處於上升位置並抵靠接合特徵150。結果，第二構件110不 能相對於第一構件105向右旋轉。然而，接合元件130處於放下位置。接合特徵135向相 對於第一構件105向左旋轉的第二構件110提供基本為零的阻力。當出現相對旋轉並且第 一構件105與接合元件135接觸時，接合元件135的幾乎水平的頂表面上的壓力產生接合 元件135向下的旋轉。當接合元件135隨後旋轉通過接合特徵150時，接合元件135的該 棘爪運動(ratchetingmotion)能夠繼續。圖3中的S0WBC68的狀態與切換裝置68 —致 即選擇反向制動位置，防止第二構件110以及因此防止齒圈構件24的反向旋轉，但允許第 二構件110以及因此允許齒圈構件24沿前向旋轉方向空轉。圖4示出了接合元件130和135都處於上升位置的情況下的S0WBC68。相對於接 合元件致動選擇板115，使得接合元件130和接合元件135都不被致動特徵120壓下。結 果，不可能有第二構件110沿任一方向相對於第一構件105的旋轉。圖4中S0WBC68的狀 態與切換裝置69 —致即選擇前向制動位置，防止第二構件110以及因此防止齒圈構件24 的前向旋轉。替代性地，S0WBC可構造有允許沿兩個方向空轉的選擇狀態。
應意識到的是，S0WBC的構件可能具有類似S0WBC68的多個特徵，每個都類似地被 致動以允許或防止沿任一方向的旋轉，並且通過S0WBC傳遞的總扭矩分布於這些S0WBC特 徵之間。本領域中已知的是，在具有位於搖杆的遠端處的一對接合元件的搖杆機構中存在 類似的S0WBC特徵，基於搖杆的搖動致動，與對置構件上的接合特徵件相結合，所述S0WBC 特徵能夠類似地防止相對旋轉或實現相對旋轉。在構件之間具有間隙的情況下，能夠在構 件中替代性地使用滾柱或楔塊，其中一個構件位於另一個構件的徑向內側。可致動滾柱或 楔塊以便在間隙內相互作用，從而沿一個或兩個旋轉方向聯接構件。如上所述，S0WBC到自動變速器的應用能減少部件並提高燃料效率。然而，當 S0WBC68需要被接合時，橫跨離合器的滑移必須大致等於零。在構件105、110之間不能存在 相對旋轉(即滑移)；即S0WBC68的兩個構件105、110需要是固定的、或者在兩者都不接地 的實施例中需要以相同的速度並沿相同的方向旋轉。圖5示意性地示出了大致類似於S0WBC68的替代性S0WBC68A，其包括作為環形支 柱板105A的第一元件和作為共環凹口板110A的第二元件，並具有介於該第一元件105A與 第二元件110A之間作為共環滑板的選擇板120A。當代替S0WBC68分別在圖1和6的變速 器14、214中使用時，S0WBC68A遵循與圖2中針對S0WBC68說明的接合規程相同的接合規程。支柱板105A具有穴形設計，該穴形設計包括具有滾道的第一側，滑板120A和凹口 板110A被裝配到該滾道中，並優選地利用卡環151和支承環152被保持到該滾道中就位。 支柱板105A包括在其中形成的貫通狹槽部154。貫通狹槽部154包括沿圓周定向的穿過支 柱板105A的細長開口，並且如圖5所示能夠位於支柱板105A的環形表面上，並且替代性地 能夠位於支柱板105A的外周表面上(未示出)。通過開口附連至滑板120A的銷156穿過 狹槽部154，並能夠在其中可滑動地運動。在一個實施例中，存在多個彈簧致動的可伸縮的 接合元件或支柱130A、135A，其位於沿圓周方向定位在支柱板105A的第一側的穴形區域內 的支柱穴158中。凹口板110A包括與支柱板105A的可伸縮的支柱130A、135A共環定位的 多個圓周定位的凹口(未示出)。滑板120A構造成可在支柱板105A的環形滾道中可滑動 地運動，以便繞共同軸線旋轉。滑板120A包括與支柱板105A的可伸縮的支柱130A和凹口 板110A的凹口相對應的多個貫通凹入開口 160。滑板120A包括銷156，銷156從滑板120A 的環形表面正交地突出並穿過支柱板105A的狹槽部154。滑板120A構造成能夠相對於支 柱板105A繞共同軸線可旋轉地滑動，滑板120A的可滑動運動的幅度由銷156的運動以及 支柱板105A的狹槽部154限制。當滑板120A通過致動器(未示出)相對於支柱板105A 可旋轉地滑動至第一位置時，滑板120A構造成限制可伸縮的支柱130A，並且凹口板110A沿 前向方向與齒圈24—起自由旋轉，但沿反向方向被制動。當滑板120A通過致動器(未示 出)相對於支柱板105A可旋轉地滑動至第二位置時，滑板120A的凹入開口 160構造成與 可伸縮的支柱130A重合，從而允許可伸縮的支柱130A通過凹入開口 160突出。可伸縮的 支柱130A能夠接合凹口板110A的凹口，並將圖1的齒圈24固定地鎖定至支柱板105A，以 阻止齒圈24沿任一方向旋轉。本領域技術人員能夠想到其它構造，這些構造用於通過利用控制模塊致動和停用 位移致動器來使在此描述的示例性S0WBC68、68A接合和脫離。第二實施例
圖6示出了動力系210的另一個實施例。動力系210的與動力系10相同的部件 用相同的附圖標記標示。動力系210包括發動機12、行星變速器214、和常規的主減速器機 構16。行星變速器214包括與發動機12持續連接的輸入構件17、行星齒輪設備218、和 與主減速器機構16操作性連接的輸出構件19。正如通常情況下一樣，在發動機12與輸入 構件17之間可設置有具有閉鎖離合器15的變矩器13。當操作條件準許發動機12與輸入 構件17之間的方向連接時，閉鎖離合器15可被接合。如果不存在變矩器，則將在發動機12 與輸入構件17之間設置隔離器。行星齒輪設備218包括四個行星齒輪組220、230、240和 250。第一行星齒輪組220包括太陽輪構件222、齒圈構件224、和行星架構件226。多個 小齒輪227以可旋轉方式安裝在行星架構件226上，並設置成與太陽輪構件222和齒圈構 件224都成嚙合關係。第二行星齒輪組230包括太陽輪構件232、齒圈構件234、和行星架構件236。多個 小齒輪237以可旋轉方式安裝在行星架構件236上，並設置成與太陽輪構件232和齒圈構 件234都成嚙合關係。第三行星齒輪組240包括太陽輪構件242、齒圈構件244、和行星架構件246。多個 小齒輪247以可旋轉方式安裝在行星架構件246上。小齒輪247設置成與太陽輪構件242 成嚙合關係。第二組多個小齒輪248設置成與小齒輪247和齒圈構件244都成嚙合關係。 這種類型的行星齒輪組通常被稱為雙小齒輪型行星齒輪組。第四行星齒輪組250包括太陽輪構件252、齒圈構件254、和行星架構件256。多個 小齒輪257以可旋轉方式安裝在行星架構件256上。小齒輪257設置成與太陽輪構件252 和齒圈構件254都成嚙合關係。行星齒輪設備218還包括上述五個扭矩傳遞機構60、62、64、66和68。輸入構件 17與行星架構件236持續連接，並且輸出構件19與行星架構件256持續連接。互連構件 270是使太陽輪構件222與太陽輪構件232持續連接以便一起旋轉的轂。互連構件272是 使行星架構件226與齒圈構件254持續連接以便一起旋轉的轂。互連構件274是使齒圈構 件234與太陽輪構件242持續連接以便一起旋轉的轂。互連構件276是使齒圈構件244與 行星架構件256持續連接以便一起旋轉的轂。行星架構件236可通過離合器60的接合與太陽輪構件252選擇性地連接。行星 架構件246可通過離合器62的接合與太陽輪構件252選擇性地連接。行星架構件234可 通過離合器64的接合與太陽輪構件252選擇性地連接。太陽輪構件222通過制動器66的 接合選擇性地接地至變速器殼體80。變速器殼體80僅以局部視圖示出，但包圍行星齒輪組 220、230、240、250。齒圈構件224通過S0WBC68的接合選擇性地接地至變速器殼體，以防止 前向旋轉或反向旋轉；即設定成前向制動或反向制動(但當設定成反向制動時允許前向空 轉)。扭矩傳遞機構60、62、64、66和68可根據如圖2中說明的相同規程進行接合，以建 立一個倒檔速比和八個前進檔速比。因此，S0WBC68在倒檔速比中被切換至圖4的位置(在 切換裝置69處於圖6所示的位置的情況下)，在第一至第五前進檔速比中被切換至圖3的 位置(切換裝置處於位置69A)，並且在第六至第八前進檔速比中於圖3的位置中空轉。
儘管已詳細描述了用於實現本發明的最佳模式，但熟悉本發明所涉及領域的技術 人員將會認識到所附權利要求範圍內的用於實施本發明的各種替代性設計和實施例。
權利要求
一種用於車輛的多級變速器，包括輸入構件；輸出構件；固定構件；第一、第二、第三、和第四行星齒輪組，每個所述行星齒輪組都具有第一、第二、和第三構件；其中，所述輸入構件與所述行星齒輪組的所述構件中的一個構件連接以便與所述一個構件一起旋轉，並且所述輸出構件與所述行星齒輪組的所述構件中的另一個構件連接以便與所述另一個構件一起旋轉；第一互連構件，其使所述第一行星齒輪組的第一構件與所述第二行星齒輪組的第一構件連接，以便所述第一行星齒輪組的第一構件與所述第二行星齒輪組的第一構件一起旋轉；第二互連構件，其使所述第一行星齒輪組的第二構件與所述第四行星齒輪組的第一構件連接，以便所述第一行星齒輪組的第二構件與所述第四行星齒輪組的第一構件一起旋轉；第三互連構件，其使所述第二行星齒輪組的第二構件與所述第三行星齒輪組的第一構件連接，以便所述第二行星齒輪組的第二構件與所述第三行星齒輪組的第一構件一起旋轉；第四互連構件，其使所述第三行星齒輪組的第二構件與所述第四行星齒輪組的第二構件連接，以便所述第三行星齒輪組的第二構件與所述第四行星齒輪組的第二構件一起旋轉；第一制動器，其能夠選擇性地接合，以使所述第一行星齒輪組的第一構件接地至所述固定構件；第一、第二、和第三旋轉離合器，所述第一、第二、和第三旋轉離合器每個都能夠選擇性地接合，以使所述行星齒輪組的不同的相應構件對相連接以便一起旋轉；可選擇的單向制動離合器，其構造成沿一個旋轉方向制動，並且能夠選擇性地反向以沿相反的旋轉方向制動；並且其中，所述可選擇的單向制動離合器構造成當所述變速器處於倒檔速比和第一前進檔速比時制動所述第一行星齒輪組的第三構件的旋轉，並且構造成在其它前進檔速比中的至少一些速比中空轉。
2.根據權利要求1所述的變速器，其中，所述制動器、所述旋轉離合器和所述可選擇的 單向制動離合器以三個進行組合的方式接合，從而在所述輸入構件與所述輸出構件之間建 立倒檔速比和八個前進檔速比。
3.根據權利要求1所述的變速器，其中，所述第一旋轉離合器使所述第二行星齒輪組 的第三構件與所述第四行星齒輪組的第二和第三構件中的一個構件連接，以便所述第二行 星齒輪組的第三構件與所述第四行星齒輪組的第二和第三構件中的所述一個構件一起旋 轉；其中，所述第二旋轉離合器使所述第三行星齒輪組的第三構件與所述第四行星齒輪組 的第三構件連接，以便所述第三行星齒輪組的第三構件與所述第四行星齒輪組的第三構件 一起旋轉；並且其中，所述第三旋轉離合器使所述第二行星齒輪組的第二構件與所述第四行星齒輪組 的第三構件連接，以便所述第二行星齒輪組的第二構件與所述第四行星齒輪組的第三構件一起旋轉。
4.根據權利要求3所述的變速器，其中，所述輸入構件與所述第二行星齒輪組的第三 構件連接以便一起旋轉，而所述輸出構件與所述第四行星齒輪組的第二和第三構件中的一 個構件連接以便一起旋轉。
5.根據權利要求1所述的變速器，其中，所述第一旋轉離合器使所述第二行星齒輪組 的第三構件與所述第四行星齒輪組的第二和第三構件中的一個構件連接，以便所述第二行 星齒輪組的第三構件與所述第四行星齒輪組的第二和第三構件中的所述一個構件一起旋 轉；其中，所述第二旋轉離合器使所述第三行星齒輪組的第三構件與所述第四行星齒輪組 的第三構件連接，以便所述第三行星齒輪組的第三構件與所述第四行星齒輪組的第三構件 一起旋轉；並且其中，所述第三旋轉離合器使所述第二行星齒輪組的第二構件與所述第四行星齒輪組 的第二構件連接，以便所述第二行星齒輪組的第二構件與所述第四行星齒輪組的第二構件一起旋轉。
6.根據權利要求1所述的變速器，其中，所有行星齒輪組都是簡單型行星齒輪組。
7.根據權利要求1所述的變速器，其中，所述第一、第二、和第四行星齒輪組是簡單型 行星齒輪組，而所述第三行星齒輪組是雙小齒輪型行星齒輪組。
8.一種用於車輛的多級變速器，包括輸入構件；輸出構件；固定構件；第一、第二、第三、和第四行星齒輪組，每個所述行星齒輪組都具有太陽輪構件、行星架 構件和齒圈構件；其中，所述輸入構件與所述第二行星齒輪組的行星架構件連接以便與所 述行星架構件一起旋轉；其中，所述輸出構件與所述第四行星齒輪組的行星架構件連接以 便與所述行星架構件一起旋轉；第一互連構件，其使所述第一行星齒輪組的太陽輪構件與所述第二行星齒輪組的太陽 輪構件連接，以便所述第一行星齒輪組的太陽輪構件與所述第二行星齒輪組的太陽輪構件 一起旋轉；第二互連構件，其使所述第一行星齒輪組的行星架構件與所述第四行星齒輪組的齒圈 構件連接，以便所述第一行星齒輪組的行星架構件與所述第四行星齒輪組的齒圈構件一起 旋轉；第三互連構件，其使所述第二行星齒輪組的齒圈構件與所述第三行星齒輪組的太陽輪 構件連接，以便所述第二行星齒輪組的齒圈構件與所述第三行星齒輪組的太陽輪構件一起 旋轉；第四互連構件，其使所述第三行星齒輪組的齒圈構件與所述第四行星齒輪組的構件中 不與所述第二互連構件連接的一個構件連接，以便所述第三行星齒輪組的齒圈構件與所述 第四行星齒輪組的所述一個構件一起旋轉；第一制動器，其能夠選擇性地接合，以使所述第一行星齒輪組的太陽輪構件接地至所 述固定構件；第一、第二、和第三旋轉離合器，所述第一、第二、和第三旋轉離合器每個都能夠選擇性地接合，以使所述行星齒輪組的不同的相應構件對連接以便一起旋轉；可選擇的單向制動離合器，其構造成沿一個旋轉方向制動，並且能夠選擇性地反向以 沿相反的旋轉方向制動，所述可選擇的單向制動離合器構造成當所述變速器處於所述輸入 構件與所述輸出構件之間的倒檔速比和第一前進檔速比時，制動所述第一行星齒輪組的齒 圈構件的旋轉。
9.根據權利要求8所述的變速器，其中，在所述第一速比中所述第一旋轉離合器被接合併且所述可選擇的單向制動離合器被選擇成制動以允許扭矩從所述輸入構件傳遞至所 述輸出構件；其中，在所述倒檔速比中所述第二旋轉離合器被接合併且所述可選擇的單向制動離合器被選擇成制動以允許扭矩從所述輸入構件傳遞至所述輸出構件。
10.根據權利要求8所述的變速器，其中，在所述第一速比和倒檔速比中所述第一制動 器都被接合。
全文摘要
一種用於車輛的多級變速器設置有可選擇的單向制動離合器(SOWBC)。該變速器具有輸入構件，其與四個行星齒輪組的構件中的一個構件連接，以便與該一個構件一起旋轉；和輸出構件，其與行星齒輪組的構件中的另一個構件連接，以便與該另一個構件一起旋轉。四個互連構件使行星齒輪組的不同構件連接以便一起旋轉。第一制動器能夠選擇性地接合，以使第一行星齒輪組的第一構件接地至固定構件。第一、第二和第三旋轉離合器每個都能夠選擇性地接合，以使行星齒輪組的不同的相應構件對連接以便一起旋轉。可選擇的單向制動離合器構造成沿一個旋轉方向制動，並且能夠選擇性地反向以沿相反的旋轉方向制動，並且在一些速比中空轉。
文檔編號F16H61/20GK101839337SQ20101013574
公開日2010年9月22日 申請日期2010年3月16日 優先權日2009年3月16日
發明者C·J·李, C·-K·考, F·薩米 申請人:通用汽車環球科技運作公司