機動車的多級變速器的制造方法
【專利說明】機動車的多級變速器
[0001] 本發明涉及具有多個前進檔和至少一個倒擋的機動車的多級變速器，該多級變速 器包括多個3軸變速器和多個換擋元件，具有驅動軸、輸出軸和多個變速器軸、差動軸和總 軸（smnmenwellen)，其中第一 3軸變速器的第一差動軸為了共同旋轉而經由第一變速器軸 連接到第二3軸變速器的第一差動軸；第二3軸變速器的驅動軸和總軸為了共同旋轉而連 接；第四變速器軸和第二3軸變速器的第二差動軸為了共同旋轉而連接；為了共同旋轉，第 四變速器軸或第五變速器軸連接到第三3軸變速器的第一差動軸；且第三變速器軸和第一 3軸變速器的第二差動軸為了共同旋轉而連接。
[0002] 這種具有多種前進檔和至少一種倒擋的多級變速器在機動車中很常用。
[0003] W02012/084370A1公開了基于上述類型的基于行星齒輪系的多級變速器，殼體將 三組行星組和多個軸保持在其中。通過被配置為制動器和離合器的換擋元件的選擇性驅 動，可以實現驅動軸和輸出軸之間的多種傳動比。
[0004] 本發明的目的在于獲得具有廣泛應用性同時節約了空間和成本的如上所述的變 速器。
[0005] 根據本發明，這個目的可通過提出如下方案而獲得：第一 3軸變速器的總軸為了 共同旋轉而連接，優選地經由第二變速器軸到第三3軸變速器的總軸，且輸出軸和第三3軸 變速器的第二差動軸為了共同旋轉而連接。
[0006] 本文中的3軸變速器具體地地被理解為行星齒輪系。不考慮特別的設計，3軸變速 器總是包括具有相同的軸扭矩符號（vorzeitchen)的兩個軸，以及具有相反的軸扭矩符號 的一個軸。具有相同符號的軸叫做差動軸，具有相反符號的軸叫做總軸。僅傳遞離合器功 率的軸被稱為系桿軸，而傳遞聯軸器功率以及滾動功率的軸被稱為中心軸。
[0007] 3軸變速器的差動軸及總軸的扭矩和速度性能是唯一確定的。為了對3軸變速器 的動力性能進行說明，固定系桿輪系傳動比的概念是有幫助的。固定系桿輪系傳動比被定 義為當系桿軸保持不動時兩個中心軸之間的傳動比。固定系桿輪系傳動比可以是正的或者 負的，由此限定出正變速器和負變速器。
[0008] 負變速器是3軸變速器，其中兩中心軸用作差動軸，而系桿軸用作總軸。
[0009] 正變速器是3軸變速器，其中系桿軸和兩中心軸之一用作差動軸，而另一個中心 軸用作總軸。
[0010] 在僅有一個一方面與中心齒輪嗤合另一方面又與環形齒輪嗤合的行星齒輪簡單 行星齒輪組中，中心齒輪和環形齒輪的兩個中心軸是差動軸，系桿軸為總軸。這種類型的行 星齒輪組具有負變速器的動力性能。
[0011] 在具有一對行星齒輪或多個這種成對齒輪的行星齒輪組的情況下，每一個第一行 星齒輪與中心齒輪和第二行星齒輪嚙合，而第二行星齒輪與環形齒輪和第一行星齒輪嚙 合，系桿軸和中心齒輪作為第一中心軸而用作差動軸，環形齒輪和第二中心軸作為總軸。這 種類型的行星齒輪組具有正變速器的動力性能。
[0012] 在當前情況下，3軸變速器中的所有或者一些（至少兩個）可以是負變速器一比如 簡單的直齒輪行星變速器，其具有一個行星齒輪；或者是正變速器一比如具有至少一對行 星齒輪的簡單直齒輪行星變速器。
[0013] 3軸變速器中的至少一個（優選第二3軸變速器）可以是正變速器，優選地具有兩 組相互嚙合的行星齒輪。
[0014] 第一 3軸變速器的第一差動軸和第二3軸變速器的第一差動軸可通過第一換擋元 件（優選地被配置為制動器）而得以防止轉動。
[0015] 此外，在簡單的變體中，第一 3軸變速器的第二差動軸也可以通過第二換擋元件 (優選地被配置為制動器）而得以防止轉動。不然，也可以提供為，第一 3軸變速器的第二 差動軸與電力裝置旋轉連接。
[0016] 第二3軸變速器的第二差動軸可經由第三換擋元件（優選為離合器）有利地旋轉 連接到第三3軸變速器的總軸上。
[0017] 可在第二3軸變速器的第二差動軸和第三3軸變速器的第一差動軸之間提供第四 換擋元件（優選地被配置為離合器）。
[0018] 在另一個變體中，第一 3軸變速器的第一差動軸和第二3軸變速器的第一差動軸 可經由第五換擋元件（優選地為離合器）旋轉連接到第三3軸變速器的第一差動軸。作為 變體，本發明還可以提供為，第一 3軸變速器的第一差動軸和第二3軸變速器的第一差動軸 可經由第五換擋元件（優選地為離合器）與第二3軸變速器的第二差動軸旋轉連接。
[0019] 如果第二3軸變速器的總軸可以經由第六換擋元件（優選地為離合器）旋轉連接 到第三3軸變速器的第一差動軸，可獲得傳動比選擇中的特殊高度靈活性。
[0020] -些或者所有的換擋元件可以是摩擦鎖定或者正向鎖定換擋元件，像多片離合器 或者多片式制動器或者爪形離合器。如果選擇了一個或更多的正向鎖定元件，這些中的每 一個或者僅僅是所選擇的那個可以提供同步裝置，或者可以在變速器中提供中央、機械或 者電子同步裝置。
[0021] 3軸變速器因此以這樣的方式設置：將一起產生（ergeben)包括驅動軸和輸出軸 的7個或6個旋轉變速器軸，。為了共同旋轉，第一 3軸變速器的第一差動軸經由第一變速 器軸連接到第二3軸變速器的第一差動軸。為了共同旋轉，第一 3軸變速器的總軸經由第 二變速器軸連接到第三3軸變速器的總軸。驅動軸和第二3軸變速器的總軸為了共同旋轉 而連接。輸出軸和第三3軸變速器的第二差動軸為了共同旋轉而連接。第三變速器軸和第 一 3軸變速器的第二差動軸為了共同旋轉而連接。而第四變速器軸和第二3軸變速器的第 二差動軸也是為了共同旋轉而連接。為了共同旋轉，第五變速器軸連接到第三3軸變速器 的第一差動軸。
[0022] 換擋元件以這樣的方式設置：針對每一個可選擇的檔位，三個或者兩個換擋元件 必須同時活動以在變速器中獲得受控制的運動，第一變速器軸經由第一換擋元件（被配置 為制動器）連接到靜態外殼，第三變速器軸經由第二換擋元件（被配置為制動器）連接到 靜態外殼，第二變速器軸經由第三換擋元件（被配置為聯軸器）連接到第四變速器軸，第四 變速器周經由第四換擋元件（被配置為聯軸器）連接到第五變速器軸，且第一變速器軸經 由第五換檔元件（被配置為聯軸器）連接到第五變速器軸。
[0023] 本發明將參考所包含的附圖進行更為詳細的說明。所示為：
[0024] 圖1根據本發明第一變體的多級變速器；
[0025] 圖2所述多級變速器的換擋矩陣；
[0026] 圖3所述多級變速器的前進檔的可能換擋順序；
[0027] 圖4根據本發明第二變體的多級變速器；
[0028] 圖5多級變速器的第二變體的換擋矩陣；
[0029] 圖6多級變速器的前進檔的可能換擋順序；
[0030] 圖7根據本發明的第三變體的多級變速器；
[0031] 圖8多級變速器第三變體的換擋矩陣；
[0032] 圖9多級變速器的前進檔的可能換擋順序；
[0033] 圖10多級變速器的另一種可能換擋矩陣；
[0034] 圖11使用圖10中換擋矩陣的前進檔的可能換擋順序；
[0035] 圖12根據本發明的第四變體的多級變速器；
[0036] 圖13根據本發明的第五變體的多級變速器；
[0037] 圖14多級變速器的換擋矩陣；及
[0038] 圖15根據本發明第六變體的多級變速器。
[0039] 單個變體的附圖顯示了變速器元件（諸如，軸、齒輪、或換擋元件）的相互位置。
[0040] 用相同的附圖標記表示具有相同功能的本發明各部分的多種變體。
[0041] 圖1、4、7、12、13和15顯示了多種機動車的多級自動變速器，具有多個前進檔1、 2、3、4、5、6、7、8,空檔或者空轉檔N，以及一個或兩個倒擋R1、R2,每一個都具有殼體G，殼體 內設置了被配置為行星齒輪組的第一、第二和第三3軸變速器RS1、RS2、RS3。每一個多級 變速器具有連接到內燃機（未示出）的驅動軸W1，及輸出軸W2和另外的變速器軸W3、W4、 耶、￥6、￥7(圖1、7、12、15)或者￥76(圖4、13)。字母厶、8、(：、03、？指換擋元件，通過對這 些元件的選擇驅動，可以實現驅動軸W1和輸出軸W2之間的各種傳動比。
[0042] 將使用術語總軸和差動軸來依次說明3軸變速器RS1、RS2、RS3。所用的3軸變速 器RS1、RS2、RS3中的一些或所有可以是簡單的行星齒輪組，它們被配置為正或負變速器。 換擋元件六、8、(：、034中的一些或所有可以是摩擦鎖定或者正向鎖定的換擋元件，比如多 片離合器或者多片式制動器或者爪形離合器。在一種或多種正向鎖定換擋元件的情況下， 可提供單獨針對這些元件中的一些元件或者所有元件的同步裝置，或者在變速器中提供中 心、機械或者電力同步裝置。
[0043] 3軸變速器RS1、RS2、RS3設置在多級變速器中，設置方式為：一共產生七個（個別 地六個）可旋轉軸，即，驅動軸W1，輸出軸W2，變速器軸W3，W4、W5、W6、W7 (或者用W76代替 W6、W7)，以及第一 3軸變速器RS1的第一差動軸dl. 1經由第一變速器軸W3連接到第二3 軸變速器RS2的第一差動軸dl. 2,第一 3軸變速器RS1的總軸si經由第二變速器軸W4連 接到第三3軸變速器RS3的總軸s3,驅動軸W1連接到第二2軸變速器RS2的總軸s2,輸出 軸W2連接到第三3軸變速器RS3的第二差動軸d2. 3,第三變速器軸W5連接到第一 3軸變 速器RS1的第二差動軸d2. 1，第四變速器軸為6連接到第二3軸變速器TS2的第二差動軸 d2. 2,且第五變速器軸W7連接到第三3軸變速器RS3的第一差動軸dl. 3。所提及的所有連 接都被理解為為了共同旋轉而連接。
[0044] 變速器元件A、B、C、D、E(圖2) ;A、B、C、D、E、F(圖8和10)被設置成針對每一個 可換擋齒輪R或Rl、R2 ;1、2、3、4、5、6 ;7、8的圖1、圖7、圖12和圖15的變體總是有三個 (圖2、8、10)個別地兩個（圖5、14)換擋元件必須同時活動以在多級變速器