多擋變速器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及多擋變速器。所述變速器具有輸入構件、輸出構件、四個行星齒輪組、多個聯接構件以及多個扭矩傳遞裝置。每個行星齒輪組都包括第一、第二和第三構件。這些扭矩傳遞裝置包括離合器和制動器，所述離合器和制動器能夠以兩個的組合形式被致動，以建立多個前進擋傳動比和一個倒擋傳動比。
【專利說明】多擋變速器
[0001]相關申請的交叉引用
本申請要求于2012年6月4日提交的美國臨時申請N0.61/655,295的權益。上述申請的內容以引用的方式結合到本文。
【技術領域】
[0002]本發明總體上涉及具有多擋變速器的動力系，所述多擋變速器具有多個行星齒輪組和多個扭矩傳遞裝置，并且本發明更具體地涉及具有四個行星齒輪組和七個扭矩傳遞裝置的變速器裝置。
【背景技術】
[0003]該部分的內容僅提供與本發明有關的背景信息，且可能會或可能不會構成現有技術。
[0004]典型的多擋變速器使用摩擦離合器、行星齒輪裝置和固定互連件的組合來實現多個傳動比。行星齒輪組的數量和物理設置通常由封裝、成本和期望速度比決定。
[0005]雖然當前變速器實現了其預期目的，但是對新式和改進的變速器配置的需要實質上是持續不斷的，所述變速器配置展現出改進的性能(尤其是從效率、響應性和平滑性的角度看)和改進的封裝(主要是減少的尺寸和重量)。因此，需要改進的、成本有效的、緊湊的多擋變速器。
【發明內容】
[0006]提供了一種動力系，所述動力系包括輸入構件、輸出構件、四個行星齒輪組、多個聯接構件和多個扭矩傳遞裝置。每個行星齒輪組都包括第一、第二和第三構件。這些扭矩傳遞裝置例如是離合器和制動器。
[0007]在一個不例中，所述動力系包括:殼體，所述殼體具有第一端壁；輸入構件；輸出構件；第一、第二、第三和第四行星齒輪組，所述第一、第二、第三和第四行星齒輪組每個均具有第一、第二和第三構件；第一互連構件，所述第一互連構件將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二構件持續互連；第二互連構件，所述第二互連構件將所述第一行星齒輪組的第二構件與所述第三行星齒輪組的第三構件持續互連；第三互連構件，所述第三互連構件將所述第二行星齒輪組的第三構件與所述第三行星齒輪組的第二構件持續互連；第四互連構件，所述第四互連構件將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持續互連；第五互連構件，所述第五互連構件將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持續互連。七個扭矩傳遞裝置的每個都能夠選擇性地接合，以將所述第一、第二和第三構件中的至少一個與所述第一、第二和第三構件以及固定構件中的至少一個其他構件互連。所述第四行星齒輪組鄰近于所述殼體的所述第一端壁設置，所述第三行星齒輪組鄰近于所述第四行星齒輪組，所述第二行星齒輪組鄰近于所述第三行星齒輪組，并且所述第一行星齒輪組鄰近于所述第二行星齒輪組。這些扭矩傳遞裝置能夠以至少兩個的組合的形式選擇性地接合，以在所述輸入構件和所述輸出構件之間建立多個前進擋速度比和至少一個倒擋速度比。
[0008]在所述動力系的另一示例中，發動裝置(或起動裝置)互連到所述輸入構件，且所述第一行星齒輪組鄰近于所述發動裝置設置。
[0009]在所述動力系的又一示例中，所述第三行星齒輪組的第一構件套接在所述第四行星齒輪組的第一構件內。
[0010]在所述動力系的又一示例中，所述七個扭矩傳遞裝置中的第一個能夠選擇性地接合，以將所述第三行星齒輪組的第一構件與所述輸入構件互連。
[0011]在所述動力系的又一示例中，所述七個扭矩傳遞裝置中的第二個能夠選擇性地接合，以將所述第二行星齒輪組的第三構件、所述第四行星齒輪組的第三構件、以及所述第三行星齒輪組的第二構件與所述第二行星齒輪組的第一構件以及所述輸入構件互連。
[0012]在所述動力系的又一示例中，所述七個扭矩傳遞裝置中的第三個能夠選擇性地接合，以將所述第四行星齒輪組的第二構件、第三行星齒輪組的第二構件、以及第二行星齒輪組的第三構件與所述第四行星齒輪組的第一構件互連。
[0013]在所述動力系的又一示例中，所述七個扭矩傳遞裝置中的第四個能夠選擇性地接合，以將所述第三行星齒輪組的第一構件與所述固定構件互連。
[0014]在所述動力系的又一示例中，所述七個扭矩傳遞裝置中的第五個能夠選擇性地接合，以將所述第四行星齒輪組的第一構件與所述固定構件互連。
[0015]在所述動力系的又一示例中，所述七個扭矩傳遞裝置中的第六個能夠選擇性地接合，以將所述第一行星齒輪組的第三構件與所述固定構件互連。
[0016]在所述動力系的又一示例中，所述七個扭矩傳遞裝置中的第七個能夠選擇性地接合，以將所述第四行星齒輪組的第二構件、所述第三行星齒輪組的第二構件、以及所述第二行星齒輪組的第三構件與所述固定構件互連。
[0017]在所述動力系的又一示例中，所述第七扭矩傳遞裝置是可選擇單向離合器。
[0018]在所述動力系的又一示例中，離合器致動器可滑動地設置在所述殼體內，所述離合器致動器通過連接到所述第三離合器的軸承能夠選擇性地接合所述第三離合器。
[0019]在所述動力系的又一示例中，所述第一離合器和所述第二離合器軸向鄰近于所述第四行星齒輪組設置并且與所述第四行星齒輪組大致徑向對齊，所述第四離合器和所述第五離合器軸向鄰近于所述第四行星齒輪組并且從所述第四行星齒輪組徑向向外地設置，所述第三離合器設置成從所述第四行星齒輪組徑向向外地對齊，所述第七離合器從所述第三行星齒輪組徑向向外地設置，并且所述第六離合器從所述第一行星齒輪組軸向向前并且徑向向外地設置。
[0020]在所述動力系的又一示例中，所述第一行星齒輪組的第三構件、所述第二行星齒輪組的第一構件、所述第三行星齒輪組的第一構件、以及所述第四行星齒輪組的第一構件是太陽輪，所述第一行星齒輪組的第二構件、所述第二行星齒輪組的第二構件、所述第三行星齒輪組的第二構件、以及所述第四行星齒輪組的第二構件是行星架構件，所述第一行星齒輪組的第一構件、所述第二行星齒輪組的第三構件、所述第三行星齒輪組的第三構件、以及所述第四行星齒輪組的第三構件是齒圈。
[0021]在所述動力系的又一示例中，所述輸出構件與所述第一行星齒輪組的第二構件、所述第三行星齒輪組的第三構件以及所述第四行星齒輪組的第三構件持續地互連。
[0022]在所述動力系的又一示例中，所述輸入構件與所述第二行星齒輪組的第一構件持續地互連。
[0023]在所述動力系的又一不例中，包括:傳動齒輪系，所述傳動齒輪系具有與第一傳動齒輪互嚙的第一傳動齒輪，其中，所述第一傳動齒輪可旋轉地固定到所述輸出構件，所述第二傳動齒輪可旋轉地固定到中間軸；用于驅動一對道路車輪的差動齒輪組；可旋轉地固定到所述中間軸的小齒輪；以及輸入差動齒輪，所述輸入差動齒輪與所述小齒輪嚙合，并且構造成可旋轉地驅動所述差動齒輪組。
[0024]在所述動力系的又一示例中，提供了功率傳遞組件，所述功率傳遞組件具有第一傳動齒輪和第二傳動齒輪，其中，所述第一傳動齒輪可旋轉地固定到所述輸出構件，所述第二傳動齒輪可旋轉地固定到驅動軸；功率傳遞構件，所述功率傳遞構件可旋轉地聯接所述第一傳動齒輪和所述第二傳動齒輪，用于將旋轉能量從所述第一傳動齒輪傳遞到所述第二傳動齒輪；最終驅動行星齒輪組，所述最終驅動行星齒輪組聯接到所述驅動軸，用于從所述第二傳動齒輪接收驅動扭矩；以及差動齒輪組，所述差動齒輪組聯接到所述最終驅動行星齒輪組并聯接到一對道路車輪，用于接收最終驅動旋轉扭矩并將所述終驅動旋轉扭矩傳遞到該對道路車輪。[0025]本發明還包括以下方案:
1.一種動力系，所述動力系包括:
殼體，所述殼體具有第一端壁；
輸入構件；
輸出構件；
第一行星齒輪組、第二行星齒輪組、第三行星齒輪組和第四行星齒輪組，所述第一行星齒輪組、所述第二行星齒輪組、所述第三行星齒輪組和所述第四行星齒輪組每個均具有第一構件、第二構件和第三構件；
第一互連構件，所述第一互連構件將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二構件持續互連；
第二互連構件，所述第二互連構件將所述第一行星齒輪組的第二構件與所述第三行星齒輪組的第三構件持續互連；
第三互連構件，所述第三互連構件將所述第二行星齒輪組的第三構件與所述第三行星齒輪組的第二構件持續互連；
第四互連構件，所述第四互連構件將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持續互連；
第五互連構件，所述第五互連構件將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持續互連；以及
七個扭矩傳遞裝置，每個扭矩傳遞裝置能夠選擇性地接合，以將所述第一構件、所述第二構件和所述第三構件中的至少一個與所述第一構件、所述第二構件和所述第三構件以及固定構件中的至少一個其他構件互連；
其中，所述第四行星齒輪組鄰近于所述殼體的所述第一端壁設置，所述第三行星齒輪組鄰近于所述第四行星齒輪組，所述第二行星齒輪組鄰近于所述第三行星齒輪組，并且所述第一行星齒輪組鄰近于所述第二行星齒輪組；并且
其中，這些扭矩傳遞裝置能夠以至少兩個的組合的形式選擇性地接合，以在所述輸入構件和所述輸出構件之間建立多個前進擋速度比和至少一個倒擋速度比。
[0026]2.根據方案I所述的動力系，還包括互連到所述輸入構件的發動裝置，且其中，所述第一行星齒輪組鄰近于所述發動裝置設置。
[0027]3.根據方案I所述的動力系，其中，所述第三行星齒輪組的第一構件套接在所述第四行星齒輪組的第一構件內。
[0028]4.根據方案I所述的動力系，其中，所述七個扭矩傳遞裝置中的第一個能夠選擇性地接合，以將所述第三行星齒輪組的第一構件與所述輸入構件互連。
[0029]5.根據方案4所述的動力系，其中，所述七個扭矩傳遞裝置中的第二個能夠選擇性地接合，以將所述第二行星齒輪組的第三構件、所述第四行星齒輪組的第三構件、以及所述第三行星齒輪組的第二構件與所述第二行星齒輪組的第一構件以及所述輸入構件互連。
[0030]6.根據方案5所述的動力系，其中，所述七個扭矩傳遞裝置中的第三個能夠選擇性地接合，以將所述第四行星齒輪組的第二構件、第三行星齒輪組的第二構件、以及第二行星齒輪組的第三構件與所述第四行星齒輪組的第一構件互連。
[0031]7.根據方案6所述的動力系，其中，所述七個扭矩傳遞裝置中的第四個能夠選擇性地接合，以將所述第三行星齒輪組的第一構件與所述固定構件互連。
[0032]8.根據方案7所述的動力系，其中，所述七個扭矩傳遞裝置中的第五個能夠選擇性地接合，以將所述第四行星齒輪組的第一構件與所述固定構件互連。
[0033]9.根據方案8所述的動力系，其中，所述七個扭矩傳遞裝置中的第六個能夠選擇性地接合，以將所述第一行星齒輪組的第三構件與所述固定構件互連。
[0034]10.根據方案9所述的動力系，其中，所述七個扭矩傳遞裝置中的第七個能夠選擇性地接合，以將所述第四行星齒輪組的第二構件、所述第三行星齒輪組的第二構件、以及所述第二行星齒輪組的第三構件與所述固定構件互連。
[0035]11.根據方案10所述的動力系，其中，所述第七扭矩傳遞裝置是可選擇單向離合器。
[0036]12.根據方案10所述的動力系，還包括可滑動地設置在所述殼體內的離合器致動器，其中，所述離合器致動器通過連接到所述第三離合器的軸承選擇性地接合所述第三
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[0037]13.根據方案10所述的動力系，其中，所述第一離合器和所述第二離合器軸向鄰近于所述第四行星齒輪組設置并且與所述第四行星齒輪組大致徑向對齊，所述第四離合器和所述第五離合器軸向鄰近于所述第四行星齒輪組并且從所述第四行星齒輪組徑向向外地設置，所述第三離合器設置成從所述第四行星齒輪組徑向向外地對齊，所述第七離合器從所述第三行星齒輪組徑向向外地設置，并且所述第六離合器從所述第一行星齒輪組軸向向前并且徑向向外地設置。
[0038]14.根據方案I所述的動力系，其中，所述第一行星齒輪組的第三構件、所述第二行星齒輪組的第一構件、所述第三行星齒輪組的第一構件、以及所述第四行星齒輪組的第一構件是太陽輪，所述第一行星齒輪組的第二構件、所述第二行星齒輪組的第二構件、所述第三行星齒輪組的第二構件、以及所述第四行星齒輪組的第二構件是行星架構件，所述第一行星齒輪組的第一構件、所述第二行星齒輪組的第三構件、所述第三行星齒輪組的第三構件、以及所述第四行星齒輪組的第三構件是齒圈。
[0039]15.根據方案I所述的動力系，其中，所述輸出構件與所述第一行星齒輪組的第二構件、所述第三行星齒輪組的第三構件以及所述第四行星齒輪組的第三構件持續地互連。
[0040]16.根據方案I所述的動力系，其中，所述輸入構件與所述第二行星齒輪組的第一構件持續地互連。
[0041]17.根據方案I所述的動力系，還包括:
傳動齒輪系，所述傳動齒輪系具有與第二傳動齒輪互嚙的第一傳動齒輪，其中，所述第一傳動齒輪可旋轉地固定到所述輸出構件，所述第二傳動齒輪可旋轉地固定到中間軸；
用于驅動一對道路車輪的差動齒輪組；
可旋轉地固定到所述中間軸的小齒輪；以及
輸入差動齒輪，所述輸入差動齒輪與所述小齒輪嚙合并且構造成可旋轉地驅動所述差動齒輪組。
[0042]18.根據方案I所述的動力系,還包括:
功率傳遞組件，所述功率傳遞組件具有第一傳動齒輪和第二傳動齒輪，其中，所述第一傳動齒輪可旋轉地固定到所述輸出構件，所述第二傳動齒輪可旋轉地固定到驅動軸；
功率傳遞構件，所述功率傳遞構件可旋轉地聯接所述第一傳動齒輪和所述第二傳動齒輪，用于將旋轉能量從所述第一傳動齒輪傳遞到所述第二傳動齒輪；
最終驅動行星齒輪組，所述最終驅動行星齒輪組聯接到所述驅動軸，用于從所述第二傳動齒輪接收驅動扭矩；以及
差動齒輪組，所述差動齒輪組聯接到所述最終驅動行星齒輪組并聯接到一對道路車輪，用于接收最終驅動旋轉扭矩并將所述最終驅動旋轉扭矩傳遞到該對道路車輪。
[0043]19.一種動力系,所述動力系包括:
殼體，所述殼體具有第一端壁；
輸入構件；
輸出構件；
第一行星齒輪組、第二行星齒輪組、第三行星齒輪組和第四行星齒輪組，所述第一行星齒輪組、所述第二行星齒輪組、所述第三行星齒輪組和所述第四行星齒輪組每個均具有第一構件、第二構件和第三構件；
第一互連構件，所述第一互連構件將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二構件持續互連；
第二互連構件，所述第二互連構件將所述第一行星齒輪組的第二構件與所述第三行星齒輪組的第三構件持續互連；
第三互連構件，所述第三互連構件將所述第二行星齒輪組的第三構件與所述第三行星齒輪組的第二構件持續互連；
第四互連構件，所述第四互連構件將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持續互連；
第五互連構件，所述第五互連構件將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持續互連；
第一扭矩傳遞裝置，所述第一扭矩傳遞裝置能夠選擇性地接合，以將所述第三行星齒輪組的第一構件與所述輸入構件互連；
第二扭矩傳遞裝置，所述第二扭矩傳遞裝置能夠選擇性地接合，以將所述第二行星齒輪組的第三構件、所述第四行星齒輪組的第三構件、以及所述第三行星齒輪組的第二構件與所述第二行星齒輪組的第一構件以及所述輸入構件互連；
第三扭矩傳遞裝置，所述第三扭矩傳遞裝置能夠選擇性地接合，以將所述第四行星齒輪組的第二構件、第三行星齒輪組的第二構件、以及第二行星齒輪組的第三構件與所述第四行星齒輪組的第一構件互連；
第四扭矩傳遞裝置，所述第四扭矩傳遞裝置能夠選擇性地接合，以將所述第三行星齒輪組的第一構件與所述固定構件互連；
第五扭矩傳遞裝置，所述第五扭矩傳遞裝置能夠選擇性地接合，以將所述第四行星齒輪組的第一構件與所述固定構件互連；
第六扭矩傳遞裝置，所述第六扭矩傳遞裝置能夠選擇性地接合，以將所述第一行星齒輪組的第三構件與所述固定構件互連；
第七扭矩傳遞裝置，所述第七扭矩傳遞裝置能夠選擇性地接合，以將所述第四行星齒輪組的第二構件、所述第三行星齒輪組的第二構件、以及所述第二行星齒輪組的第三構件與所述固定構件互連；
其中，所述第四行星齒輪組鄰近于所述殼體的所述第一端壁設置，所述第三行星齒輪組鄰近于所述第四行星齒輪組，所述第二行星齒輪組鄰近于所述第三行星齒輪組，并且所述第一行星齒輪組鄰近于所述第二行星齒輪組，并且所述第一離合器、第二離合器、第四離合器和第五離合器設置在所述第四行星齒輪組和所述第一端壁之間；并且
其中，這些扭矩傳遞裝置能夠以至少兩個的組合形式選擇性地接合，以在所述輸入構件和所述輸出構件之間建立多個前進擋速度比和至少一個倒擋速度比。
[0044]20.根據方案19所述的動力系，其中，所述第七扭矩傳遞裝置是可選擇單向離合器。
[0045]本發明的其它特征、方面和優勢通過參考后述說明和附圖將顯而易見，在附圖中，相同的附圖標記表示同樣的部件、元件或特征。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0046]本文所述的附圖僅用于說明目的，并且不旨在以任何方式限制本發明的范圍。
[0047]圖1是根據本發明的九擋變速器的實施方式的杠桿圖；
圖2是根據本發明的九擋變速器的實施方式的示意圖；
圖3是根據本發明原理的結合了圖1和圖2的變速器的3軸齒輪傳動裝置的示意圖； 圖4是根據本發明原理的結合了圖1和圖2的變速器的2軸鏈傳動裝置的示意圖；以
及
圖5是真值表，該真值表表示各個扭矩傳遞裝置在如圖1和圖2所示的變速器的可用前進擋和倒擋速度比或傳動比的每個中的接合狀態。【具體實施方式】
[0048]以下說明本質上僅為示范性的且絕不意圖限制本發明、應用、或使用。
[0049]首先，應當理解的是，本發明的多擋自動變速器的實施方式在四個行星齒輪組的元件之間具有永久性機械連接設置。例如，第一行星齒輪組的第一部件或元件永久性地聯接到第二行星齒輪組的第二部件或元件。第一行星齒輪組的第二部件或元件永久性地聯接到第三行星齒輪組的第三部件或元件以及第四行星齒輪組的第三部件或元件。第二行星齒輪組的第三部件或元件永久性地聯接到第三行星齒輪組的第二部件或元件以及所述第四行星齒輪組的第二部件或元件。第三行星齒輪組的第二部件或元件永久性地聯接到第四行星齒輪組的第二部件或元件。第三行星齒輪組的第三部件或元件永久地聯接到第四行星齒輪組的第三部件或元件。
[0050]現參考圖1，其以杠桿圖形式示出了九擋變速器10的實施方式。杠桿圖是機械裝置(如自動變速器)的部件的示意圖。每個單獨的杠桿表示行星齒輪組，其中，行星齒輪的三個基本機械部件均用節點表示。因此，單個杠桿包括三個節點:一個用于太陽輪；一個用于行星齒輪行星架；以及一個用于齒圈。在一些情況下，兩個杠桿可結合成具有不止三個節點(通常為四個節點)的單個杠桿。例如，如果兩個不同杠桿上的兩個節點通過固定連接而互連，那么這兩個節點可表示為單個杠桿上的單個節點。每個杠桿的節點之間的相對長度可以用于表示每個相應齒輪組的齒圈一太陽輪比(the ring-to-sun ratio)。繼而,這些杠桿比用于改變變速器的傳動比，以實現合適的比和比級數。各個行星齒輪組的節點之間的機械聯接件或互連件由細的水平線表示，且扭矩傳遞裝置(例如離合器和制動器)表示為交織的指形物。對杠桿圖的形式、目的和使用的更多闡述可見于Benford和Leising的SAE論文810102 “The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis”,該論文通過引用被完全并入本文。
[0051]變速器10包括輸入軸或構件12、第一行星齒輪組14、第二行星齒輪組16、第三行星齒輪組18、第四行星齒輪組20以及輸出軸或構件22。第一行星齒輪組14具有三個節點:第一節點14A、第二節點14B、第三節點14C。第二行星齒輪組16具有三個節點:第一節點16A、第二節點16B、第三節點16C。第三行星齒輪組18具有三個節點:第一節點18A、第二節點18B、第三節點18C。第四行星齒輪組20具有三個節點:第一節點20A、第二節點20B、第三節點20C。
[0052]輸入構件12持續地聯接到第二行星齒輪組16的第一節點16A。輸出構件22被聯接到第一行星齒輪組14的第二節點14B、第三行星齒輪組18的第三節點18C以及第四行星齒輪組20的第三節點20C。第一行星齒輪組14的第一節點14A被聯接到第二行星齒輪組
16的第二節點16B。第二行星齒輪組16的第三節點16C被聯接到第三行星齒輪組18的第二節點18B以及第四行星齒輪組20的第二節點20B。
[0053]第一離合器24將第二行星齒輪組16的第一節點16A以及輸入構件或軸12選擇性地連接到第三行星齒輪組18的第一節點18A。第二離合器26將第二行星齒輪組16的第一節點16A以及輸入構件或軸12選擇性地連接到第三和第四行星齒輪組18、20的第二節點18B和20B以及第二行星齒輪組16的第三節點16C。第三離合器28將第三和第四行星齒輪組18、20的第二節點18B和20B選擇性地連接到第四行星齒輪組20的第一節點20A。第一制動器30將第三和第四行星齒輪組18的第一節點18A選擇性地連接到固定構件或變速器殼體50。第二制動器32將第四行星齒輪組20的第一節點20A選擇性地連接到固定構件或變速器殼體50。第三制動器34將第三和第四行星齒輪組18、20的第二節點18B和20B以及第二行星齒輪組16的第三節點16C選擇性地連接到固定構件或變速器殼體50。第四制動器36將第一行星齒輪組14的第三節點14C選擇性地連接到固定構件或變速器殼體50。
[0054]現參考圖2，桿狀圖示出了根據本發明的九擋變速器10的實施方式的示意性布局。在圖2中，圖1的杠桿圖的附圖標記繼續適用。離合器和聯接件被相應地示出，而行星齒輪組的節點此時顯現為行星齒輪組的部件，例如太陽輪、齒圈、行星齒輪和行星齒輪行星架。在本發明的實施方式中，四個行星齒輪組14、16、18和20都是簡單行星齒輪組，如下文所述的。然而，本發明構想到將這些簡單行星齒輪組替換為具有由單個行星架構件支承的兩組或更多組行星小齒輪的復合行星齒輪組的全部或組合的其他實施方式。
[0055]例如，行星齒輪組14包括太陽輪構件14C、齒圈構件14A以及可旋轉地支承一組行星齒輪14D (僅示出其中的一個)的行星齒輪行星架構件14B。太陽輪構件14C被連接到第一軸或互連構件42以與其共同旋轉。齒圈構件14A被連接到第二軸或互連構件44以與其共同旋轉。行星架構件14B被連接到第三軸或互連構件46以及輸出軸或構件22以與其共同旋轉。行星齒輪14D均構造成與太陽輪構件14C和齒圈構件14A都互嚙。
[0056]行星齒輪組16包括太陽輪構件16A、齒圈構件16C以及可旋轉地支承一組行星齒輪16D (僅示出其中的一個)的行星齒輪行星架構件16B。太陽輪構件16A連接到輸入軸或構件12以與其共同旋轉。齒圈構件16C被連接到第四軸或互連構件48以與其共同旋轉。行星架構件16B被連接到第二軸或互連構件44以與其共同旋轉。行星齒輪16D均構造成與太陽輪構件16A和齒圈構件16C都互嚙。
[0057]行星齒輪組18包括太陽輪構件18A、齒圈構件18C以及可旋轉地支承一組行星齒輪18D (僅示出其中的一個)的行星齒輪行星架構件18B。太陽輪構件18A連接到第五軸或互連構件52以與其共同旋轉。齒圈構件18C連接到第三軸或互連構件46并連接到第六軸或互連構件54以與其共同旋轉。行星架構件18B連接到第四軸或互連構件48并連接到第七軸或互連構件56以與其共同旋轉。行星齒輪18D均構造成與太陽輪構件18A和齒圈構件18C都互嚙。
[0058]行星齒輪組20包括太陽輪構件20A、齒圈構件20C以及可旋轉地支承一組行星齒輪20D (僅示出其中的一個)的行星齒輪行星架構件20B。太陽輪構件20A連接到第八軸或互連構件58以與其共同旋轉。齒圈構件20C連接到第六軸或互連構件54并連接到第九軸或互連構件60以與其共同旋轉。行星架構件20B連接到第七軸或互連構件56并連接到第十軸或互連構件62以與其共同旋轉。行星齒輪20D均構造成與太陽輪構件20A和齒圈構件20C都互嚙。
[0059]輸入軸或構件12通過變矩器的渦輪、液力聯軸節、摩擦起動離合器或其他發動裝置13持續連接到發動機(未示出)。輸出軸或構件22持續連接到最終傳動單元或分動箱(未示出)。
[0060]扭矩傳遞機構(或者，離合器24、26、28以及制動器30、32、34、36)允許軸或互連構件、行星齒輪組的構件和殼體的選擇性互連。離合器24、26、28以及制動器30、32、34、36是摩擦式、爪式或同步器式機構，等等。例如，第一離合器24能夠選擇性地接合，以將輸入軸或構件12連接到第五軸或互連構件52。第二離合器26能夠選擇性地接合，以將輸入軸或構件12連接到第四軸或互連構件48。第三離合器28能夠選擇性地接合，以將第八軸或互連構件58連接到第十軸或互連構件62。在一個實施方式中，第三離合器28由可滑動地設置在殼體50內的離合器致動器80來施用。離合器致動器80通過連接到第三離合器28的軸承82來施用第三離合器28。應當理解的是，離合器28可按照多種不同的方式布置，只要該離合器28連接行星齒輪組18或行星齒輪組20的任何兩個節點即可。
[0061]另選地，可從變速器10省除第三離合器28，從而使得變速器10是可完全操作的八擋變速器。第一制動器30能夠選擇性地接合，以將第五軸或互連構件52與固定元件或變速器殼體50連接，以便限制構件52相對于變速器殼體50旋轉。第二制動器32能夠選擇性地接合，以將第八軸或互連構件58與固定元件或變速器殼體50連接，以便限制構件58相對于變速器殼體50旋轉。第三制動器34能夠選擇性地接合，以將第十軸或互連構件62與固定元件或變速器殼體50連接，以便限制構件62相對于變速器殼體50旋轉。在另選的實施方式中，第三制動器34是可選擇單向離合器。第四制動器36能夠選擇性地接合，以將第一軸或互連構件42與固定元件或變速器殼體50連接，以便限制構件42相對于變速器殼體50旋轉。
[0062]變速器10的行星齒輪組和離合器/制動器設置成提供了有效的軸向和徑向封裝。變速器包括具有第一端壁39的變速器殼體38。第一端壁39設置在變速器的與發動裝置13相反的一端。第一行星齒輪組14軸向鄰近于變速器10的前端或近端(即，變速器10的接近發動裝置13的一端)設置。第二行星齒輪組16鄰近于第一行星齒輪組14設置。第三行星齒輪組18鄰近于第二行星齒輪組16設置。最后，第四行星齒輪組20鄰近于第三行星齒輪組18設置，并且定位在變速器10的靠近第一端壁的遠端(即，軸向最遠離發動裝置13)。在優選的實施方式中，第三和第四行星齒輪組18和20共用公共齒圈構件和行星架構件，而太陽輪構件徑向偏移并且部分地套接，以提供附加的軸向空間節約。離合器24和26軸向鄰近于第四行星齒輪組20設置，并且與第四行星齒輪組20大致徑向對齊。制動器30和32軸向鄰近于第四行星齒輪組20設置，但從該第四行星齒輪組20徑向向外地設置。離合器28設置成從第四行星齒輪組20徑向向外地對齊。制動器34從第三行星齒輪組18徑向向外地設置。制動器36從第一行星齒輪組14軸向向前并且徑向向外地設置。
[0063]轉到圖3，變速器10的輸出22可連接到傳動齒輪系100。傳動齒輪系100包括第一傳動齒輪102,所述第一傳動齒輪借助傳動系106連接到第二傳動齒輪104。第一傳動齒輪連接到變速器輸出軸22。第二傳動齒輪104與從動齒輪108嚙合，所述從動齒輪可旋轉地固定到互連軸或可旋轉構件110。此外，小齒輪112被安裝到軸110并且與輸入差動齒輪114互嚙。輸入差動齒輪114將驅動扭矩傳遞到差動裝置116。如常規公知的,差動裝置116將驅動扭矩傳遞到兩個驅動車軸118和120以及差動殼體122。驅動車軸118和120由差動裝置116獨立地驅動，以向車輛的道路車輪(未示出)供應驅動扭矩。
[0064]現轉到圖4,傳動齒輪系的另一實施方式總體上用附圖標記200表不。傳動齒輪系200包括第一傳動齒輪202，所述第一傳動齒輪借助傳動系206連接到第二傳動齒輪204。第一傳動齒輪連接到變速器輸出軸22。第二傳動齒輪204可旋轉地固定到驅動軸或可旋轉構件208。此外，驅動軸208聯接到最終驅動行星齒輪組210的太陽輪，以實現期望傳動t匕。最終驅動行星齒輪組210通過最終驅動行星齒輪組210的行星架構件將驅動扭矩傳遞到差動裝置214的殼體212。如常規公知的，差動裝置214通過差動裝置214的傘齒輪將驅動扭矩傳遞到兩個驅動車軸216和218。驅動車軸216和218由差動裝置214獨立地驅動，以向車輛的道路車輪(未示出)供應驅動扭矩。
[0065]現參考圖2和圖5，將描述九擋變速器10的操作。將理解的是，變速器10能夠以至少九個前進擋速度比或扭矩比以及至少一個倒擋速度比或扭矩比將扭矩從輸入軸或構件12傳遞到輸出軸或構件22。借助扭矩傳遞機構(即，第一離合器24、第二離合器26、第三離合器28、第一制動器30、第二制動器32、第三制動器34和第四制動器36)中的兩個或更多個的接合，可獲得每個前進擋以及倒擋速度比或扭矩比，如將在下文解釋的那樣。圖5是示出了被啟用或接合以實現各種擋位狀態的扭矩傳遞機構的各種組合的真值表。該表中的“X”代表具體指代的離合器或制動器被接合以實現期望擋位狀態。“0”代表該具體扭矩傳遞裝置(即，制動器或離合器)被啟用或激活，但是不載運扭矩。還示出了各個擋位狀態的實際數值傳動比，但是應當理解的是，這些數值僅是示例性的，并且這些數值可在較大范圍內被調節，以適應于變速器10的各種應用和操作標準。當然，取決于所選擇的齒輪直徑、齒輪齒數以及齒輪構造，也可實現其他傳動比。
[0066]例如，通過接合或啟用第一離合器24和第三制動器34來建立倒擋。第一離合器24將輸入軸或構件12與第五軸或互連構件52連接。第三制動器34將第十軸或互連構件62與固定元件或變速器殼體50連接，以便限制構件62相對于變速器殼體50旋轉。類似地，通過離合器和制動器的接合的不同組合，實現九個前進擋比率，如圖5中所示的那樣。
[0067]將理解的是，對九擋變速器10的操作和擋位狀態的前述說明假設:首先，在給定擋位狀態未具體提及的所有離合器均無效或脫離；其次，在至少相鄰擋位狀態之間的換擋(即，改變擋位狀態)期間，在兩個擋位狀態下均接合或起用的離合器將保持接合或起用。上述變速器采用了具有離合器和齒輪布置的架構上有效且新穎的布局，該布局改善了用于改進質量和成本的變速器封裝。
[0068]本發明的說明本質上僅僅是示例性的，且不偏離本發明實質的變型意在包括在本發明的范圍內。這種變型被認為不偏離本發明的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種動力系，所述動力系包括: 殼體，所述殼體具有第一端壁； 輸入構件； 輸出構件； 第一行星齒輪組、第二行星齒輪組、第三行星齒輪組和第四行星齒輪組，所述第一行星齒輪組、所述第二行星齒輪組、所述第三行星齒輪組和所述第四行星齒輪組每個均具有第一構件、第二構件和第三構件； 第一互連構件，所述第一互連構件將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二構件持續互連； 第二互連構件，所述第二互連構件將所述第一行星齒輪組的第二構件與所述第三行星齒輪組的第三構件持續互連； 第三互連構件，所述第三互連構件將所述第二行星齒輪組的第三構件與所述第三行星齒輪組的第二構件持續互連； 第四互連構件，所述第四互連構件將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持續互連； 第五互連構件，所述第五互連構件將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持續互連；以及 七個扭矩傳遞裝置，每個扭矩傳遞裝置能夠選擇性地接合，以將所述第一構件、所述第二構件和所述第三構件中的至少一個與所述第一構件、所述第二構件和所述第三構件以及固定構件中的至少一個其他構件互連； 其中，所述第四行星齒輪組鄰近于所述殼體的所述第一端壁設置，所述第三行星齒輪組鄰近于所述第四行星齒輪組，所述第二行星齒輪組鄰近于所述第三行星齒輪組，并且所述第一行星齒輪組鄰近于所述第二行星齒輪組；并且 其中，這些扭矩傳遞裝置能夠以至少兩個的組合的形式選擇性地接合，以在所述輸入構件和所述輸出構件之間建立多個前進擋速度比和至少一個倒擋速度比。
2.根據權利要求1所述的動力系，還包括互連到所述輸入構件的發動裝置，且其中，所述第一行星齒輪組鄰近于所述發動裝置設置。
3.根據權利要求1所述的動力系，其中，所述第三行星齒輪組的第一構件套接在所述第四行星齒輪組的第一構件內。
4.根據權利要求1所述的動力系，其中，所述七個扭矩傳遞裝置中的第一個能夠選擇性地接合，以將所述第三行星齒輪組的第一構件與所述輸入構件互連。
5.根據權利要求4所述的動力系，其中，所述七個扭矩傳遞裝置中的第二個能夠選擇性地接合，以將所述第二行星齒輪組的第三構件、所述第四行星齒輪組的第三構件、以及所述第三行星齒輪組的第二構件與所述第二行星齒輪組的第一構件以及所述輸入構件互連。
6.根據權利要求5所述的動力系，其中，所述七個扭矩傳遞裝置中的第三個能夠選擇性地接合，以將所述第四行星齒輪組的第二構件、第三行星齒輪組的第二構件、以及第二行星齒輪組的第三構件與所述第四行星齒輪組的第一構件互連。
7.根據權利要求6所述的動力系，其中，所述七個扭矩傳遞裝置中的第四個能夠選擇性地接合，以將所述第三行星齒輪組的第一構件與所述固定構件互連。
8.根據權利要求7所述的動力系，其中，所述七個扭矩傳遞裝置中的第五個能夠選擇性地接合，以將所述第四行星齒輪組的第一構件與所述固定構件互連。
9.根據權利要求8所述的動力系，其中，所述七個扭矩傳遞裝置中的第六個能夠選擇性地接合，以將所述第一行星齒輪組的第三構件與所述固定構件互連。
10.一種動力系,所述動力系包括: 殼體，所述殼體具有第一端壁； 輸入構件； 輸出構件； 第一行星齒輪組、第二行星齒輪組、第三行星齒輪組和第四行星齒輪組，所述第一行星齒輪組、所述第二行星齒輪組、所述第三行星齒輪組和所述第四行星齒輪組每個均具有第一構件、第二構件和第三構件； 第一互連構件，所述第一互連構件將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二構件 持續互連； 第二互連構件，所述第二互連構件將所述第一行星齒輪組的第二構件與所述第三行星齒輪組的第三構件持續互連； 第三互連構件，所述第三互連構件將所述第二行星齒輪組的第三構件與所述第三行星齒輪組的第二構件持續互連； 第四互連構件，所述第四互連構件將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持續互連； 第五互連構件，所述第五互連構件將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持續互連； 第一扭矩傳遞裝置，所述第一扭矩傳遞裝置能夠選擇性地接合，以將所述第三行星齒輪組的第一構件與所述輸入構件互連； 第二扭矩傳遞裝置，所述第二扭矩傳遞裝置能夠選擇性地接合，以將所述第二行星齒輪組的第三構件、所述第四行星齒輪組的第三構件、以及所述第三行星齒輪組的第二構件與所述第二行星齒輪組的第一構件以及所述輸入構件互連； 第三扭矩傳遞裝置，所述第三扭矩傳遞裝置能夠選擇性地接合，以將所述第四行星齒輪組的第二構件、第三行星齒輪組的第二構件、以及第二行星齒輪組的第三構件與所述第四行星齒輪組的第一構件互連； 第四扭矩傳遞裝置，所述第四扭矩傳遞裝置能夠選擇性地接合，以將所述第三行星齒輪組的第一構件與所述固定構件互連； 第五扭矩傳遞裝置，所述第五扭矩傳遞裝置能夠選擇性地接合，以將所述第四行星齒輪組的第一構件與所述固定構件互連； 第六扭矩傳遞裝置，所述第六扭矩傳遞裝置能夠選擇性地接合，以將所述第一行星齒輪組的第三構件與所述固定構件互連； 第七扭矩傳遞裝置，所述第七扭矩傳遞裝置能夠選擇性地接合，以將所述第四行星齒輪組的第二構件、所述第三行星齒輪組的第二構件、以及所述第二行星齒輪組的第三構件與所述固定構件互連； 其中，所述第四行星齒輪組鄰近于所述殼體的所述第一端壁設置，所述第三行星齒輪組鄰近于所述第四行星齒輪組，所述第二行星齒輪組鄰近于所述第三行星齒輪組，并且所述第一行星齒輪組鄰近于所述第二行星齒輪組，并且所述第一離合器、第二離合器、第四離合器和第五離合器設置在所述第四行星齒輪組和所述第一端壁之間；并且 其中，這些扭矩傳遞裝置能夠以至少兩個的組合形式選擇性地接合，以在所述輸入構件和所述輸出 構件之間建立多個前進擋速度比和至少一個倒擋速度比。
【文檔編號】F16H3/66GK103453088SQ201310218172
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年6月4日 優先權日:2012年6月4日
【發明者】P.R.加西亞, T.辛赫, J.A.迪默, D.J.德溫格 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司