專利名稱：多級變速器的制作方法
技術領域：
10 本發明大體涉及一種具有多個行星齒輪組和多個扭矩傳遞裝置
的多級變速器，更具體地涉及一種具有八種或更多種速度、三個行星 齒輪組和多個扭矩傳遞裝置的變速器。
背景技術：
15 本部分中的陳迷僅提供與本^^開相關的背景資料，并且可構成或
可不構成現有技術。
典型的多級變速器使用摩擦離合器、行星齒輪布置和固定互連的
組合，以實現多種齒輪比。行星齒輪組的數目和物理布置通常由封裝、 成本和所需的速度比所確定。
20 雖然當前的變速器實現其預定的目的，但是基本不斷地需要新的
改進的變速器構造，其體現了尤其從效率、響應性和平穩性的立場考 慮的改進的性能，以及改進的封裝，主要是減小的尺寸和重量。因此， 需要一種改進的、節省成本的、緊湊的多級變速器。
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發明內容
提供一種變速器，其具有輸入部件，輸出部件，三個行星齒輪組， 多個聯接部件和多個扭矩傳遞裝置。每個行星齒輪組包括第一部件， 第二部件和第三部件。扭矩傳遞裝置例如是離合器和制動器。
變速器的實施例包括輸入部件，輸出部件，各具有第一部件、第二部件和第三部件的第 一行星齒輪組、第二行星齒輪組和第三行星齒 輪組，其中，輸入部件持續地互連到第三行星齒輪組的第三部件，輸 出部件持續地互連到第一行星齒輪組的第三部件，第一互連部件使第 一行星齒輪組的第二部件與第二行星齒輪組的第二部件持續地互連， 5 第二互連部件使第一行星齒輪組的第三部件與第二行星齒輪組的第 三部件持續地互連。六個扭矩傳遞機構可以有選擇地接合，以便使第 一部件，第二部件和第三部件中的一個與第一部件，第二部件，第三 部件和固定元件中的另一個互連。扭矩傳遞^L構可以以至少三個的組 合而有選擇地接合，以在輸入部件和輸出部件之間建立至少八種前進 10 速度比和至少一種倒檔速度比。
在本發明的 一方面中，六個扭矩傳遞機構中的第 一扭矩傳遞機構 可以有選擇地接合，以使第二行星齒輪組的第一部件與第三行星齒輪 組的第一部件互連。
在本發明的另 一方面中，六個扭矩傳遞機構中的第二扭矩傳遞機 15構可以有選擇地接合，以使第二行星齒輪組的第一部件與第三行星齒 輪組的第二部件互連。
在本發明的又一方面中，六個扭矩傳遞機構中的第三扭矩傳遞才幾 構可以有選擇地接合，以使第 一行星齒輪組的第 一部件與第三行星齒 輪組的第二部件互連。 20 在本發明的又一方面中，六個扭矩傳遞機構中的第四扭矩傳遞機
構可以有選擇地接合，以使第 一行星齒輪組的第二部件與輸入部件互 連。
在本發明的又一方面中，六個扭矩傳遞機構中的第五扭矩傳遞機 構可以有選擇地接合，以使第三行星齒輪組的第一部件與固定元件互 25 連。
在本發明的又一方面中，六個扭矩傳遞才幾構中的第六扭矩傳遞枳^ 構可以有選擇地接合，以使第二行星齒輪組的第二部件與固定元件互 連。在本發明的又一方面中，第一部件是太陽齒輪，第二部件是托架 部件，第三部件是環形齒輪。
在本發明的又一方面中，扭矩傳遞才幾構中的兩個扭矩傳遞才幾構是 用于將多個第 一部件，第二部件和第三部件連接到固定元件的制動 5 器，扭矩傳遞機構中的四個扭矩傳遞機構是用于將一組第一部件，第 二部件和第三部件連接到另 一組第 一部件，笫二部件和第三部件的離 合器。
通過參考以下的說明和附圖，本發明的其它目的、方面和優點將 變得顯而易見，在附圖中，相似的附圖標記表示相同的構件、元件或 10特征。 '
在此所述的附圖僅用于示例性目的，而絕非意圖限制本乂>開的范圍。
15 圖1是根據本發明的八級變速器的實施例的杠桿圖(lever
diagram);
圖2是根據本發明的八級變速器的實施例的簡圖；和 圖3是表示在圖1和圖2所示變速器的每種可獲得的前進和倒檔 速度比或齒輪比中的各個扭矩傳遞裝置的接合狀態的真值表。
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具體實施例方式
以下說明在本質上僅僅是示例性的，并且不意圖限制本乂>開、應 用或用途。
最初應該了解的是，本發明的八級自動變速器的實施例具有在三 25個行星齒輪組的元件之間的永久的機械連接的布置。更具體地講，第 一行星齒輪組的第一構件或元件永久地聯接到第二行星齒輪組的第 一構件或元件，第一行星齒輪組的第二構件或元件永久地耳關接到第二 行星齒輪組的第二構件或元件?，F在參考圖1,八級變速器IO的實施例以杠桿圖模式示出。杠桿
圖是諸如自動變速器的機械裝置的構件的示意圖。每個單獨的杠桿表 示一個行星齒輪組，其中行星齒輪的三個基本的機械構件各由節點表
示。因此，單個杠桿包括三個節點 一個用于太陽齒輪， 一個用于行 5 星齒輪托架，和一個用于環形齒輪。各個杠桿的節點之間的相對長度 可用于表示各個相應齒輪組的環形-太陽比。這些杠桿比又用于改變變 速器的齒輪比，以便實現合適的比率和比率遞變(ratioprogression)。各 種行星齒輪組的節點之間的機械聯接或互連以細水平線表示，并且諸 如離合器和制動器的扭矩傳遞裝置表示為交錯的指狀物。如果該裝置
為制動器，則將一組指狀物接地(grounded)。在Benford和Leising的 SAE論文810102, "The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis"中可找到杠桿圖的格式、目的和用途的進一步說明，該論文 因此通過引用而完全結合于本發明中。
變速器10包括輸入軸或輸入部件12,輸出軸或輸出部件14,第
—行星齒輪組16，第二行星齒輪組18和第三行星齒輪組20。第一行 星齒輪組16具有三個節點第一節點22、第二節點24和第三節點 28;第二行星齒輪組18具有三個節點笫一節點42、第二節點44和 第三節點46;第三行星齒輪組20具有三個節點第一節點52、第二 節點54和第三節點56。
輸入部件12聯接到第三行星齒輪組20的第二節點54。輸出部件
14聯接到第一行星齒輪組16的第二節點24。第一行星齒輪組16的 第二節點24聯接到第二行星齒輪組18的第二節點44。第一行星齒輪 組16的第三節點28聯接到第二行星齒輪組18的第三節點46。
第一離合器62有選擇地將第三行星齒輪組20的第一節點52連
接到第二行星齒輪組18的第一節點42。第二離合器64有選擇地將第 三行星齒輪組20的第三節點56連接到第二行星齒輪組18的第一節 點42。第三離合器66有選擇地將第三行星齒4侖組20的第三節點56 連接到第一行星齒輪組16的第一節點22。第四離合器68有選擇地將第一行星齒輪組16的第三節點28連接到輸入部件12。第一制動器 70有選擇地將第三行星齒輪組20的第一節點52連接到地或變速器外 殼80。第二制動器72有選擇地將第二行星齒輪組18的第三節點46 連接到地或變速器外殼80。 5 現在參考圖2，符號圖(stick diagram)表示根據本發明的八級變速
器10的實施例的示意圖。在圖2中，延續圖1的杠桿圖的編號。相 應地示出離合器、制動器和聯接器(coupling),而行星齒輪組的節點現 在表示為行星齒輪組的構件，諸如太陽齒輪、環形齒輪、行星齒輪和 行星齒輪托架。
10 例如，第一行星齒輪組16包括太陽齒輪部件22,環形齒輪部件
24和托架部件28,該托架部件28可旋轉地支撐一組相互嚙合的小齒 輪(pinion gear) 32A和32B。小齒4侖32A和32B也可構造為以便與太 陽齒輪部件22和環形齒輪部件24相互嚙合。太陽齒輪部件22與第 一互連軸或互連部件34連接，以便共同旋轉。環形齒輪部件24與第
15 二互連軸或互連部件35及輸出部件14連接，以便共同旋轉。托架部 件28與第三互連軸或互連部件36及第四互連軸或互連部件37連接， 以便共同旋轉。
第二行星齒輪組18包括太陽齒輪部件42,環形齒輪部件44和托 架部件46,該托架部件46可旋轉地支撐一組小齒輪48。小齒輪48
輪部件42與第五互連軸或互連部件38連接，以便共同旋轉。環形齒 輪部件44與第二互連部件35連接，以便共同旋轉。托架部件46與 第三互連部件36及第六互連軸或互連部件39連接，以便共同旋轉。 第三行星齒輪組20包括太陽齒輪部件52,環形齒輪部件54和托 25 架部件56,該托架部件5可旋轉地支撐一組小齒輪58。小齒輪58構 造為以便與太陽齒輪部件52和環形齒輪部件54相互嚙合。太陽齒輪 部件52與第七互連軸或互連部件40連接，以便共同旋轉。環形齒輪 部件54與輸入部件12連接，以便于共同旋轉。托架部件56與第八互連軸或互連部件41連接，以^^于共同4t轉。
輸入部件12持續地連接到發動機(未示出)或扭矩變換器(未示出)
的渦輪上。輸出部件14與主減速器或分動箱(未示出)持續地連接。 扭矩傳遞機構或者離合器62,64,66,68及制動器70,72允許軸或互 5 連部件、行星齒輪組的部件和外殼的選擇性互連。例如，第一離合器 62可以有選擇地接合，以將第五互連部件38連接到第七互連部件40。 第二離合器64可以有選擇地接合，以將第五互連部件38連接到笫八 互連部件41。第三離合器66可以有選擇地接合，以將第一互連部件 34連接到第八互連部件41。第四離合器68可以有選擇地接合，以將
第四互連部件37連接到輸入部件12。第一制動器70可以有選擇地接 合，以將第七互連部件40連接到地或者變速器外殼80以限制第七互 連部件40相對于外殼80的旋轉。第二制動器72可有選擇地接合， 以將第六互連部件39連接到地或變速器外殼80以限制第六互連部件 39相對于外殼80的旋轉。
現在參考圖2和圖3,將描述八級變速器10的實施例的才喿作。將
了解的是，變速器10能夠以至少八種前進速度或扭矩比和至少一種 倒檔速度或扭矩比將扭矩,人輸入軸或輸入部件12傳遞到輸出軸或輸 出部件14上。通過扭矩傳遞機構(即第一離合器62、第二離合器64、 第三離合器66、第四離合器68、第一制動器70和第二制動器72)中
的一個或多個扭矩傳遞機構的接合，獲得各種前進和倒檔速度或扭矩 比，如下文所述。圖3是表示被促動或接合為以便實現各種齒輪狀態 的扭矩傳遞機構的各種組合的真值表。還表示了各種齒輪狀態的實際 數值的齒輪比，但應了解的是，這些數值僅是示例性的，并且可在很 大的范圍內調節這些數值，以適應變速器IO的各種應用和操作準則。
圖3還示出可利用本發明實施例獲得的齒輪比的示例。當然，根據所 選擇的齒輪直徑、齒輪齒數和齒輪構造，可實現其它的齒輪比。
為了建立第一倒車檔，接合或者促動第二制動器72,第一離合器 62和第二離合器64。第二制動器72將第六互連部件39連接到地或變速器外殼80以限制第六互連部件39相對于外殼80的旋轉。第一 離合器62將第五互連部件38連接到第七互連部件40。第二離合器 64將第五互連部件38連接到第八互連部件41。同樣地，如圖3所示， 通過離合器和制動器接合的不同組合實現八種前進比。 5 應了解的是，八級變速器10的搡作和齒輪狀態的上述說明首先
假設未在給定齒輪狀態中具體指出的所有離合器和制動器各為不促 動的或脫離的，其次在換檔期間，即改變齒輪狀態期間，在至少相鄰 的齒輪狀態之間，在兩種齒輪狀態下接合或促動的離合器或制動器仍 將保持接合或促動。 10 本發明的說明在本質上僅為示例性的，并且旨在使不脫離本發明
要點的變型在本發明的范圍內。這種變型不被認為脫離了本發明的精 神和范圍。
權利要求
1. 一種變速器，其包括輸入部件；輸出部件；第一行星齒輪組、第二行星齒輪組和第三行星齒輪組，其各具有第一部件、第二部件和第三部件，其中，所述輸入部件持續地互連到所述第三行星齒輪組的第三部件，所述輸出部件持續地互連到所述第一行星齒輪組的第三部件；第一互連部件，其使所述第一行星齒輪組的第二部件與所述第二行星齒輪組的第二部件持續地互連；第二互連部件，其使所述第一行星齒輪組的第三部件與所述第二行星齒輪組的第三部件持續地互連；和六個扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第一部件、所述第二部件和所述第三部件中的一個與所述第一部件、所述第二部件、所述第三部件和固定元件中的另一個互連，并且其中，所述扭矩傳遞機構可以以至少三個的組合而有選擇地接合，以在所述輸入部件和所述輸出部件之間建立至少八種前進速度比和至少一種倒檔速度比。
2.才艮據權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述六個扭矩傳遞機構中的第一扭矩傳遞機構可以有選擇地接合，以4吏所述第二行星 齒4侖組的第 一部件與所述第三行星齒輪組的第 一部件互連。
3. 根據權利要求2所述的變速器，其特征在于，所述六個扭矩傳 遞機構中的第二扭矩傳遞機構可以有選擇地接合，以使所述第二行星 齒輪組的f 一部件與所述第三行星齒輪組的第二部件互連。
4. 根據權利要求3所述的變速器，其特征在于，所述六個扭矩傳 遞機構中的第三扭矩傳遞機構可以有選擇地接合，以使所述第一行星 齒輪組的第一部件與所述第三行星齒輪組的第二部件互連。
5. 根據權利要求4所述的變速器，其特征在于，所述六個扭矩傳 遞機構中的第四扭矩傳遞機構可以有選擇地接合，以使所述第一行星 齒輪組的第二部件與所述輸入部件互連。
6. 根據權利要求5所述的變速器，其特征在于，所述六個扭矩傳 5遞機構中的第五扭矩傳遞機構可以有選擇地接合，以〗吏所述第三行星齒輪組的第 一部件與所述固定元件互連。
7. 根據權利要求6所述的變速器，其特征在于，所述六個扭矩傳 遞機構中的第六扭矩傳遞機構可以有選擇地接合，以使所述第二行星 齒4侖組的第二部件與固定元件互連。
8.根據權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述第一部件為太陽齒輪，所述第二部件為托架部件，所述第三部件為環形齒輪。
9. 根據權利要求1所述的變速器，其特征在于，所述扭矩傳遞機 構中的兩個為制動器，其用于將多個所述第一部件、所述第二部件和 所述第三部件連接到所述固定元件；所述扭矩傳遞才幾構中的四個為離 合器，其用于將一組所述第一部件、所述第二部件和所述第三部件連 接到另 一組所述第 一部件、所述第二部件和所述第三部件。
10. —種變速器，其包括 輸入部件；輸出部件； 第一行星齒輪組、第二行星齒輪組和第三行星齒輪組，其各具有第一部件、第二部件和第三部件，其中，所述輸入部件持續地互連到 所述第三行星齒輪組的第三部件，所述輸出部件持續地互連到所述第 一行星齒輪組的第三部件；第 一互連部件，其使所述第 一行星齒輪組的第二部件與所述笫二 25 行星齒輪組的第二部件持續地互連；第二互連部件，其使所述第一行星齒輪組的第三部件與所述第二 行星齒輪組的第三部件持續地互連；第一扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第二行星齒輪組的第 一部件與所述第三行星齒輪組的第 一部件互連；第二扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第二行星齒 輪組的第 一部件與所述第三行星齒l侖組的第二部件互連；第三扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第一行星齒 輪組的第一部件與所述第三行星齒輪組的第二部件互連；第四扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第一行星齒 輪組的第二部件與所述輸入部件互連；第五扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第三行星齒 ^i且的第一部件與所述固定元件互連；和 第六扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第二行星齒專侖組的第二部件與所述固定元件互連，并且其中，所述扭矩傳遞才幾構可以以至少三個的組合而有選擇地才妻 合，以在所述輸入部件和所述輸出部件之間建立至少八種前進速度比 和至少 一種倒檔速度比。
11.根據權利要求10所述的變速器，其特征在于，所述第一部件為太陽齒輪，所述第二部件為托架部件，所述第三部件為環形齒輪。
12. —種變速器，其包括 輸入部件； 輸出部件； 第一行星齒輪組、第二行星齒輪組和第三行星齒輪組，其各具有太陽齒輪部件、托架部件和環形齒輪部件，其中，所述輸入部件持續 地互連到所述第三行星齒輪組的環形齒輪部件，所述輸出部件持續地 互連到所述第一行星齒輪組的環形齒輪部件；第一互連部件，其使所述第一行星齒輪組的托架部件與所述第二 行星齒輪組的托架部件持續地互連；第二互連部件，其使所述第一行星齒輪組的環形齒輪部件與所述 第二行星齒輪組的環形齒輪部件持續地互連；第一扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第二行星齒輪組的太陽齒輪部件與所述第三行星齒輪組的太陽齒輪部件互連；第二扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第二行星齒 輪組的太陽齒輪部件與所述第三行星齒輪組的托架部件互連；第三扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第一行星齒 輪組的太陽齒輪部件與所述第三行星齒輪組的托架部件互連；第四扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第一行星齒 輪組的托架部件與所述輸入部件互連；第五扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第三行星齒 4侖組的太陽齒專侖部件與所述固定元件互連；和 第六扭矩傳遞機構，其可以有選擇地接合，以使所述第二行星齒輪組的托架部件與所述固定元件互連，并且其中，所述扭矩傳遞機構可以以至少三個的組合而有選擇地接 合，以在所述輸入部件和所述輸出部件之間建立至少八種前進速度比 和至少一種倒檔速度比。
全文摘要
本發明涉及一種多級變速器，其具有輸入部件、輸出部件、三個行星齒輪組、多個聯接部件和多個扭矩傳遞裝置。每個行星齒輪組各包括第一部件、第二部件和第三部件。該扭矩傳遞裝置可包括離合器和制動器。
文檔編號F16H3/62GK101435492SQ20081017388
公開日2009年5月20日 申請日期2008年11月13日 優先權日2007年11月13日
發明者A·W·菲利普斯, C·E·凱里, J·M·哈特, M·拉哈文, S·H·維特科普 申請人:通用汽車環球科技運作公司