用于車輛的多擋位變速器的制作方法

本發明大體上涉及一種用于車輛的多擋位變速器，更具體地，涉及一項能夠利用盡可能少的部件和盡可能簡單的配置來實現盡可能多的變速級，從而提高車輛的燃油效率的多擋位變速器技術。

背景技術：

近期油價的提高促使全世界的汽車制造商進入提高燃油效率的無休止競爭中。此外，在基于各種技術(例如縮小尺寸)來降低重量并且提高發動機的燃油效率方面做出了巨大努力。

在可尋求的用于裝備在車輛內的變速器以提高燃油效率的方法中，有一種方法是：利用多擋位變速器可使發動機在更高效的運行點運行，從而最終提高燃油效率。

這種多擋位變速器可使發動機在相對較低的RPM(每分鐘轉速)范圍內運行，從而進一步提高車輛的靜音性。

然而，隨著變速器的變速級數量增加，構成變速器的內部部件的數量也會增加。這會導致類似安裝性和傳輸效率的降低，以及成本和變速器重量的增加這樣的不良效果替代。因此，為了利用多擋位變速器使得燃油效率提高的效果最大化，有必要設計一種能夠利用相對較少數量的部件和簡單的配置來實現最大效率的變速器結構。

公開于本發明背景部分的信息僅僅旨在加深對本發明的大致背景技術的理解，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于提供一種用于車輛的多擋位變速器，其能夠利用相對較少數量的部件和簡單的配置來實現至少10個前進擋和1個倒車擋，以使得發動機能夠在最佳運行點運行，從而使得車輛的燃 油效率的提高最大化，并且使得發動機能夠更安靜地運行，從而提高車輛的靜音性。

根據本發明的各個方面，一種用于車輛的多擋位變速器可以包括：輸入軸和輸出軸；第一至第四行星齒輪裝置，其布置在輸入軸和輸出軸之間以傳輸旋轉力，第一至第四行星齒輪裝置中的每個行星齒輪裝置都具有三個旋轉元件；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，其中，第一行星齒輪裝置的第一旋轉元件通過至少六個換擋元件中的一個換擋元件以可固定的方式安裝，第一行星齒輪裝置的第二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和第四行星齒輪裝置的第三旋轉元件，并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二行星齒輪裝置的第三旋轉元件；第二行星齒輪裝置的第一旋轉元件可以選擇性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，第二行星齒輪裝置的第二旋轉元件可以持續地連接至輸入軸并且選擇性地連接至第一行星齒輪裝置的第二旋轉元件，并且第二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二旋轉元件；第三行星齒輪裝置的第一旋轉元件可以選擇性地連接至第四行星齒輪裝置的第二旋轉元件；并且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另一個換擋元件以可固定的方式安裝，并且第四行星齒輪裝置的第二旋轉元件可以連接至輸出軸。

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可以沿著輸入軸和輸出軸的軸向順序地布置。

第一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四離合器安裝至為可固定至變速器殼體，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五離合器安裝至為可固定至變速器殼體，并且至少六個換擋元件中其余的換擋元件可以配置為在行星齒輪裝置的旋轉元件之間建立選擇性的連接結構。

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二旋轉元件與第二行星齒輪裝置的第二旋轉元件之間形成選擇性的連接結構，至少六個換擋元件中的第六離合器可以在第二行星齒輪裝置的第一旋轉元件與第三行星齒輪裝置的第一旋轉元件之間形成選擇性 的連接結構，至少六個換擋元件中的第三離合器可以在第二行星齒輪裝置的第一旋轉元件與第四行星齒輪裝置的第二旋轉元件之間形成選擇性的連接結構，至少六個換擋元件中的第二離合器可以在第三行星齒輪裝置的第一旋轉元件與第四行星齒輪裝置的第二旋轉元件之間形成選擇性的連接結構。

根據本發明的各個方面，一種用于車輛的多擋位變速器可以包括：第一至第四行星齒輪裝置，每個行星齒輪裝置具有三個旋轉元件；六個換擋元件，其配置為選擇性地提供摩擦力；以及第一旋轉軸至第八旋轉軸，其連接至行星齒輪裝置的旋轉元件，其中，第一旋轉軸可以是直接連接至第二行星齒輪裝置的第二旋轉元件的輸入軸，第二旋轉軸可以直接連接至第一行星齒輪裝置的第一旋轉元件，第三旋轉軸可以直接連接至第一行星齒輪裝置的第二旋轉元件、第三行星齒輪裝置的第三旋轉元件以及第四行星齒輪裝置的第三旋轉元件，第四旋轉軸可以直接連接至第一行星齒輪裝置的第三旋轉元件、第二行星齒輪裝置的第三旋轉元件以及第三行星齒輪裝置的第二旋轉元件，第五旋轉軸可以直接連接至第二行星齒輪裝置的第一旋轉元件，第六旋轉軸可以直接連接至第三行星齒輪裝置的第一旋轉元件，第七旋轉軸可以是直接連接至第四行星齒輪裝置的第二旋轉元件的輸出軸，第八旋轉軸可以直接連接至第四行星齒輪裝置的第一旋轉元件，并且其中，六個換擋元件包括第一離合器至第六離合器，第一離合器可以布置在第一旋轉軸與第三旋轉軸之間，第二離合器可以布置在第六旋轉軸與第七旋轉軸之間，第三離合器可以布置在第五旋轉軸與第七旋轉軸之間，第四離合器可以布置在第二旋轉軸與變速器殼體之間，第五離合器可以布置在第八旋轉軸與變速器殼體之間，第六離合器可以布置在第五旋轉軸與第六旋轉軸之間。

根據如上所述的本發明，所述用于車輛的多擋位變速器能夠利用相對較少數量的部件和簡單的配置來實現至少10個前進擋和1個倒車擋，以使得發動機能夠在最佳運行點運行，從而使得車輛的燃油效率的提高最大化，并且使得發動機能夠更安靜地運行，從而提高車輛的靜音性。

應當理解，此處所使用的術語“車輛”或“車輛的”或其它類似術語， 通常包括機動車輛，例如包括運動型多用途車輛(sports utility vehicles,SUV)、大客車、卡車、各種商用車輛的乘用汽車；包括各種舟艇、船舶的船只；航空器等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、可插式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其它替代性燃料車輛(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此處所提到的，混合動力車輛是具有兩種或更多種動力源(例如兼具汽油動力和電動力)的車輛。

本發明的方法和裝置可以具有其他的特性和優點，這些特性和優點從并入本文中的附圖和隨后的具體實施方式中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實施方式中進行詳細陳述，這些附圖和具體實施方式共同用于解釋本發明的特定原理。

附圖說明

圖1為顯示了根據本發明的用于車輛的示例性多擋位變速器的圖。

圖2顯示了圖1所示的示例性多擋位變速器的運行模式表。

應當了解，所附附圖并非是按照比例，而是呈現了本發明基本原理的各種圖示性特征的略微簡化的表示。本發明所公開的本發明的具體設計特征(包括例如具體尺寸、方向、位置和形狀)將部分地由具體所要應用和使用的環境來確定。

具體實施方式

下面將具體參考本發明的各個實施方案，這些實施方案的示例顯示在附圖中并描述如下。盡管本發明將與示例性實施方案相結合進行描述，但是應當意識到，本說明書并非旨在將本發明限制為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，而且覆蓋可以被包括在由所附權利要求所限定的本發明的精神和范圍之內的各種選擇形式、修改形式、等價形式及其它實施方案。

參考圖1和圖2，根據本發明各種實施方案的用于車輛的多擋位變速器包括：輸入軸IN、輸出軸OUT；第一至第四行星齒輪裝置PG1、PG2、PG3和PG4，其布置在輸入軸IN與輸出軸OUT之間以傳輸旋轉力，并且第一至第四行星齒輪裝置(PG1至PG4)中的每一個都包括三個旋轉元件；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通過至少六個換擋元件中的一個換擋元件安裝為可固定的。第一行星齒輪裝置PG1的第二旋轉元件C1持續地連接至第三行星齒輪裝置PG3的第三旋轉元件R3和第四行星齒輪裝置PG4的第三旋轉元件R4。并且第一行星齒輪裝置PG1的第三旋轉元件R1持續地連接至第二行星齒輪裝置PG2的第三旋轉元件R2。

第二行星齒輪裝置PG2的第一旋轉元件S2選擇性地連接至第三行星齒輪裝置PG3的第一旋轉元件S3和第四行星齒輪裝置PG4的第二旋轉元件C4。第二行星齒輪裝置PG2的第二旋轉元件C2持續地連接至輸入軸并且選擇性地連接至第一行星齒輪裝置PG1的第二旋轉元件C1。第二行星齒輪裝置PG2的第三旋轉元件R2持續地連接至第三行星齒輪裝置PG3的第二旋轉元件C3。

第三行星齒輪裝置PG3的第一旋轉元件S3選擇性地連接至第四行星齒輪裝置PG4的第二旋轉元件C4。第四行星齒輪裝置PG4的第一旋轉元件S4通過至少六個換擋元件中的另一個換擋元件安裝為可固定的。第四行星齒輪裝置PG4的第二旋轉元件C4連接至輸出軸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沿著輸入軸IN和輸出軸OUT的軸向順序地布置。

第一行星齒輪裝置PG1的第一旋轉元件S1通過至少六個換擋元件中的第四離合器CL4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通過至少六個換擋元件中的第五離合器CL5安裝為可固定至變速器殼體CS。

因此，第四離合器CL4和第五離合器CL5起制動器的作用，并且分別禁止或允許第一行星齒輪裝置PG1的第一旋轉元件S1和第四行星齒輪裝置PG4的第一旋轉元件S4的旋轉。

至少六個換擋元件中的其他換擋元件配置為在行星齒輪裝置的旋轉元件之間建立選擇性的連接結構。

具體地，至少六個換擋元件中的第一離合器CL1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的第二旋轉元 件C2之間形成選擇性的連接結構。至少六個換擋元件中的第六離合器CL6在第二行星齒輪裝置PG2的第一旋轉元件S2與第三行星齒輪裝置PG3的第一旋轉元件S3之間形成選擇性的連接結構。至少六個換擋元件中的第三離合器CL3在第二行星齒輪裝置PG2的第一旋轉元件S2與第四行星齒輪裝置PG4的第二旋轉元件C4之間形成選擇性的連接結構。至少六個換擋元件中的第二離合器CL2在第三行星齒輪裝置PG3的第一旋轉元件S3與第四行星齒輪裝置PG4的第二旋轉元件C4之間形成選擇性的連接結構。

根據各種實施方案，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、第四行星架和第四齒圈。

如上所述配置的用于車輛的多擋位變速器也可以呈現如下：

具體地，根據本發明的用于車輛的多擋位變速器包括：第一至第四行星齒輪裝置(PG1至PG4)，每個行星齒輪裝置都具有三個旋轉元件；六個換擋元件，其配置為選擇性地提供摩擦力；以及八個旋轉軸，其配置為連接至第一至第四行星齒輪裝置的旋轉元件。

因此，在八個旋轉軸當中，第一旋轉軸RS1是直接連接至第二行星齒輪裝置PG2的第二旋轉元件C2的輸入軸IN。第二旋轉軸RS2直接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直接連接至第一行星齒輪裝置PG1的第二旋轉元件C1、第三行星齒輪裝置PG3的第三旋轉元件R3以及第四行星齒輪裝置PG4的第三旋轉元件R4。第四旋轉軸RS4直接連接至第一行星齒輪裝置PG1的第三旋轉元件R1、第二行星齒輪裝置PG2的第三旋轉元件R2以及第三行星齒輪裝置PG3的第二旋轉元件C3。第五旋轉軸RS5直接連接至第二行星齒輪裝置PG2的第一旋轉元件S2。第六旋轉軸RS6直接連接至第三行星齒輪裝置PG3的第一旋轉元件S3。第七旋轉軸RS7是直接連 接至第四行星齒輪裝置PG4的第二旋轉元件C4的輸出軸OUT。第八旋轉軸RS8直接連接至第四行星齒輪裝置PG4的第一旋轉元件S4。

此外，在六個換擋元件中，第一離合器CL1布置在第一旋轉軸RS1與第三旋轉軸RS3之間。第二離合器CL2布置在第六旋轉軸RS6與第七旋轉軸RS7之間。第三離合器CL3布置在第五旋轉軸RS5與第七旋轉軸RS7之間。第四離合器CL4布置在第二旋轉軸RS2與變速器殼體CS之間。第五離合器CL5布置在第八旋轉軸RS8與變速器殼體CS之間。第六離合器CL6布置在第五旋轉軸RS5與第六旋轉軸RS6之間。

如上所述，根據本發明的用于車輛的多擋位變速器(其包括四個簡單的行星齒輪裝置和六個換擋元件)根據如圖2所示的運行模式表來實現10個前進擋和1個倒車擋。由于10個換擋擋位的多擋位變速器可以基于相對較少數量的部件和簡單的配置來實現，用于車輛的多擋位變速器能夠有助于提高車輛的燃油效率和靜音性，從而最終提高車輛的銷量。

前面對本發明具體示例性實施方案所呈現的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并不旨在成為窮舉的，也并不旨在把本發明限制為所公開的精確形式，顯然，鑒于上述內容來進行某些改變和變化是有可能的。選擇并描述所述示例性實施方案是為了解釋本發明的某些原理及其實際應用，從而使得本領域的其它技術人員能夠實現并利用本發明的各種示例性實施方案及其各種可選方案和修改形式。本發明的范圍旨在由所附權利要求書及其等價形式所確定。