十速变速器的制作方法

专利名称：十速变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有四个行星齿轮组的动力变速器，所述行星齿轮组由六个扭矩传递装置控制，以提供至少十个前进速度比和一个倒档速度比。
背景技术：
乘用车辆包括动力系统，动力系统包括发动机、多速变速器、以及差速器或最终传 动件。多速变速器借助于允许发动机多次贯穿其扭矩范围操作来增加车辆总体操作范围。 在变速器中可获得的前进速度比的数量决定发动机扭矩范围重复的次数。早期自动变速器 具有两个速度范围。这严重地限制了车辆的总体速度范围，从而需要能够产生宽的速度和 扭矩范围的相对大的发动机。这导致发动机在巡航期间以最有效点之外的特定燃料消耗点 操作。因而，手动换档(中间轴变速器)是最普遍的。随着三速和四速自动变速器的出现，自动换档(行星齿轮)变速器随着机动车辆 的流行而日益流行。这些变速器改进了车辆的操作性能和燃料经济性。增加数量的速度比 减小了各个比之间的级尺寸，从而借助于使得在正常车辆加速下以操作者大致感觉不到的 方式互换所述比而改进变速器的换档质量。六速变速器具有优于四速和五速变速器的多个益处，包括改进车辆加速和改进燃 料经济性。虽然许多卡车采用具有六个或更多前进速度比的动力变速器，但是因为这些变 速器的尺寸和复杂性，乘用车辆仍制造成具有三速和四速自动变速器和相对少的五速或六 速装置。七速、八速、九速和十速变速器相对于六速变速器提供加速和燃料经济性的进一 步改进。然而，如同上述六速变速器一样，由于复杂性、尺寸和成本，妨碍了七速、八速、九速 和十速变速器的发展。

发明内容
本发明的目的在于提供具有四个行星齿轮组的改进变速器，所述行星齿轮组被控 制成提供至少十个前进速度比和一个倒档速度比。本发明的变速器族具有四个行星齿轮组，所述行星齿轮组中的每个包括第一、第 二和第三构件，所述构件可以任何顺序包括太阳轮、齿圈、或行星架组件构件。关于本说明书和权利要求书中的第一、第二、第三和第四齿轮组，这些组可以在附 图中以任何顺序(即，从左到右，从右到左，等)计数为“第一”至“第四”。此外，每个齿轮 组的第一、第二或第三构件可以在附图中以任何顺序(即，从上到下，从下到上，等)计数为 每个齿轮组的“第一”至“第三”。每个架构件能够是单小齿轮架构件(简单的)或双小齿轮架构件(复合的)。具 有长的小齿轮的实施例也是可能的。输入构件与所述第一或第二行星齿轮组的所述第三构件连续地连接。输出构件与 所述第四行星齿轮组的所述第二构件连续地连接。
第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第一构件与所述第二行星齿轮组的 所述第二或第三构件且与所述第三行星齿轮组的所述第三构件连续地连接。第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第二行星齿轮组的 所述第一或第二构件且与所述第三行星齿轮组的所述第一或第二构件连续地连接。第一扭矩传递装置(例如制动器)将所述第一行星齿轮组的所述第一构件或所述 第三行星齿轮组的所述第二构件与固定构件(变速器壳体/外壳)选择性地连接。第二扭矩传递装置(例如制动器)将所述第四行星齿轮组的所述第一或第三构件 与固定构件(变速器壳体/外壳)选择性地连接。第三扭矩传递装置(例如制动器)将所述第四行星齿轮组的所述第一构件与固定 构件(变速器壳体/外壳)选择性地连接。可选地，第三扭矩传递装置(例如离合器)将所 述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第三构件选择性地连接。第四扭矩传递装置(例如离合器)将所述第一行星齿轮组的所述第一或第二构件 与所述第四行星齿轮组的所述第一或第二构件选择性地连接。第五扭矩传递装置(例如离合器)将所述第一行星齿轮组的所述第一构件或所述 第二行星齿轮组的所述第三构件与所述第四行星齿轮组的所述第二或第三构件选择性地 连接。第六扭矩传递装置(例如离合器)将所述第二或第三行星齿轮组的所述第一构件 与所述第四行星齿轮组的所述第一或第三构件选择性地连接。所述六个扭矩传递装置能以三个组合的形式选择性地接合，以产生至少十个前进 速度比和一个倒档速度比。通过适当地选择行星齿轮组的齿数比能够实现不同的速度比和比展宽。提供一种多速变速器，包括输入构件；输出构件；第一、第二、第三和第四行星齿轮组，所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组各具 有第一、第二和第三构件；第一互连构件，所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第一构件与所述 第二行星齿轮组的所述第二或所述第三构件且与所述第三行星齿轮组的所述第三构件连 续地连接；第二互连构件，所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述 第二行星齿轮组的所述第一或所述第二构件且与所述第三行星齿轮组的所述第一或所述 第二构件连续地连接；和六个扭矩传递装置，所述扭矩传递装置以三个组合的形式接合，以在所述输入构 件和所述输出构件之间产生至少十个前进速度比和至少一个倒档速度比。根据上述的变速器，其中，所述六个扭矩传递装置中的第一个将所述第一行星齿 轮组的所述第一构件或所述第三行星齿轮组的所述第二构件与固定构件选择性地连接。根据上述的变速器，其中，所述六个扭矩传递装置中的第二个将所述第四行星齿 轮组的所述第一或所述第三构件与所述固定构件选择性地连接。根据上述的变速器，其中，所述六个扭矩传递装置中的第三个将所述第四行星齿轮组的所述第一构件与所述固定构件选择性地连接；或者所述六个扭矩传递装置中的所述 第三个将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第三构件选 择性地连接。根据上述的变速器，其中，所述六个扭矩传递装置中的第四个将所述第一行星齿 轮组的所述第一或所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第一或所述第二构件选择 性地连接。根据上述的变速器，其中，所述六个扭矩传递装置中的第五个将所述第一行星齿 轮组的所述第一构件或所述第二行星齿轮组的所述第三构件与所述第四行星齿轮组的所 述第二或所述第三构件选择性地连接。根据上述的变速器，其中，所述六个扭矩传递装置中的第六个将所述第二或所述 第三行星齿轮组的所述第一构件与所述第四行星齿轮组的所述第一或所述第三构件选择 性地连接。根据上述的变速器，其中，所述输入构件与所述第一行星齿轮组的所述第三构件 连续地连接；所述输出构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件连续地连接。根据上述的变速器，其中，所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的所述第一、第 二和第三构件分别包括太阳轮构件、行星架组件构件和齿圈构件。根据上述的变速器，其中所述输入构件与所述第一行星齿轮组的所述第三构件连续地连接；所述输出构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件连续地连接；所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第一构件与所述第二行星齿轮 组的所述第三构件且与所述第三行星齿轮组的所述第三构件连续地连接；所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第二行星齿轮 组的所述第二构件且与所述第三行星齿轮组的所述第一连续地连接；所述第一扭矩传递装置将所述第三行星齿轮组的所述第二构件与固定构件选择 性地连接；所述第二扭矩传递装置将所述第四行星齿轮组的所述第一构件与所述固定构件 选择性地连接；所述第三扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星 齿轮组的所述第三构件选择性地连接；所述第四扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第一构件与所述第四行星 齿轮组的所述第一构件选择性地连接；所述第五扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第一构件与所述第四行星 齿轮组的所述第二构件选择性地连接；以及所述第六扭矩传递装置将所述第二行星齿轮组的所述第一构件与所述第四行星 齿轮组的所述第三构件选择性地连接。根据上述的变速器，其中所述输入构件与所述第一行星齿轮组的所述第三构件连续地连接；所述输出构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件连续地连接；所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第一构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件且与所述第三行星齿轮组的所述第三构件连续地连接；所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第二行星齿轮 组的所述第一构件且与所述第三行星齿轮组的所述第二构件连续地连接；所述第一扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第一构件与固定构件选择 性地连接；所述第二扭矩传递装置将所述第四行星齿轮组的所述第三构件与所述固定构件 选择性地连接；所述第三扭矩传递装置将所述第四行星齿轮组的所述第一构件与所述固定构件 选择性地连接；所述第四扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星 齿轮组的所述第二构件选择性地连接；所述第五扭矩传递装置将所述第二行星齿轮组的所述第三构件与所述第四行星 齿轮组的所述第三构件选择性地连接；以及所述第六扭矩传递装置将所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述第四行星 齿轮组的所述第一构件选择性地连接。根据上述的变速器，其中，所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的所述第一、第 二和第三构件分别包括太阳轮构件、行星架组件构件和齿圈构件。根据上述的变速器，其中，所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的所述第一、第 二和第三构件分别包括太阳轮构件、行星架组件构件和齿圈构件。还提供一种多速变速器，包括输入构件；输出构件；第一、第二、第三和第四行星齿轮组，所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组各具 有第一、第二和第三构件；第一互连构件，所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第一构件与所述 第二行星齿轮组的所述第二或所述第三构件且与所述第三行星齿轮组的所述第三构件连 续地连接；第二互连构件，所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述 第二行星齿轮组的所述第一或所述第二构件且与所述第三行星齿轮组的所述第一或所述 第二构件连续地连接；第一扭矩传递装置，所述第一扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第一构 件或所述第三行星齿轮组的所述第二构件与固定构件选择性地连接；第二扭矩传递装置，所述第二扭矩传递装置将所述第四行星齿轮组的所述第一或 所述第三构件与所述固定构件选择性地连接；第三扭矩传递装置，所述第三扭矩传递装置将所述第四行星齿轮组的所述第一构 件与所述固定构件选择性地连接；或者所述第三扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所 述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第三构件选择性地连接；第四扭矩传递装置，所述第四扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第一或 所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第一或所述第二构件选择性地连接；
第五扭矩传递装置，所述第五扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第一构 件或所述第二行星齿轮组的所述第三构件与所述第四行星齿轮组的所述第二或所述第三 构件选择性地连接；第六扭矩传递装置，所述第六扭矩传递装置将所述第二或所述第三行星齿轮组的 所述第一构件与所述第四行星齿轮组的所述第一或所述第三构件选择性地连接；所述六个扭矩传递装置以三个组合的形式接合，以在所述输入构件和所述输出构 件之间产生至少十个前进速度比和至少一个倒档速度比。根据上述的变速器，其中，所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的所述第一、第 二和第三构件分别包括太阳轮构件、行星架组件构件和齿圈构件。本发明的上述特征、以及其它特征和优势从用于实施本发明的最佳模式的以下详 细说明结合附图显而易见。


图Ia是包括根据本发明的行星变速器的动力系统的示意图；图Ib是描绘图Ia所示的动力系统的一些操作特性的真值表和图表；图Ic是以杠杆图形式示出的图Ia的动力系统的示意图；图2a是包括具有本发明另一族构件的行星变速器的动力系统的示意图；图2b是描绘图2a所示的动力系统的一些操作特性的真值表和图表；和图2c是以杠杆图形式示出的图2a的动力系统的示意图。
具体实施例方式参考附图，图Ia示出了动力系统10，动力系统10包括常规发动机和变矩器12、行 星变速器14和常规最终传动机构16。发动机12可以使用各种燃料来提供动力以改进具体 应用的效率和燃料经济性。这种燃料可以包括例如汽油；柴油；乙醇；二甲醚等。行星变速器14包括与发动机12连续地连接的输入构件17、行星齿轮装置18和 与最终传动机构16连续地连接的输出构件19。行星齿轮装置18包括四个行星齿轮组20、 30,40 和 50。行星齿轮组20包括太阳轮构件22、齿圈构件24和行星架组件构件26。行星架组 件构件26包括多个小齿轮27，所述小齿轮可旋转地安装在架构件29上且以与太阳轮构件 22和齿圈构件24两者啮合的关系设置。行星齿轮组30包括太阳轮构件32、齿圈构件34和行星架组件构件36。行星架组 件构件36包括多个小齿轮37，所述小齿轮可旋转地安装在架构件39上且以与太阳轮构件 32和齿圈构件34两者啮合的关系设置。行星齿轮组40包括太阳轮构件42、齿圈构件44和行星架组件构件46。行星架组 件构件46包括多个小齿轮47，所述小齿轮安装在架构件49上且以与齿圈构件44和太阳轮 构件42两者啮合的关系设置。行星齿轮组50包括太阳轮构件52、齿圈构件54和行星架组件构件56。行星架组件构件56包括多个小齿轮57，所述小齿轮安装在架构件59上且以与齿圈构件54和太阳轮 构件52两者啮合的关系设置。
行星齿轮装置还包括六个扭矩传递装置80、82、84、85、86和87。扭矩传递装置80和82是固定式扭矩传递装置，通常称为制动器或反作用离合器(reaction clutch)。扭矩 传递装置84、85、86和87是旋转式扭矩传递装置，通常称为离合器。输入构件17与行星齿轮组20的齿圈构件24连续地连接。输出构件19与行星齿 轮组50的行星架组件构件56连续地连接。第一互连构件70将行星齿轮组20的太阳轮构件22与行星齿轮组30的齿圈构件 34和行星齿轮组40的齿圈构件44连续地连接。第二互连构件72将行星齿轮组20的行星 架组件构件26与行星齿轮组30的行星架组件构件36和行星齿轮组40的太阳轮构件42 连续地连接。第一扭矩传递装置，例如制动器80，将行星齿轮组40的行星架组件构件46与变速 器壳体60选择性地连接。第二扭矩传递装置，例如制动器82，将行星齿轮组50的太阳轮构 件52与变速器壳体60选择性地连接。第三扭矩传递装置，例如离合器84，将经由互连构件 72连接的行星齿轮组20的行星架组件构件26、行星齿轮组30的行星架组件构件36和行 星齿轮组40的太阳轮构件42与行星齿轮组50的齿圈构件54选择性地连接。第四扭矩传 递装置，例如离合器85，将经由互连构件70连接的行星齿轮组20的太阳轮构件22、行星齿 轮组30的齿圈构件34和行星齿轮组40的齿圈构件44与行星齿轮组50的太阳轮构件52 选择性地连接。第五扭矩传递装置，例如离合器86，将经由互连构件70连接的行星齿轮组 20的太阳轮构件22、行星齿轮组30的齿圈构件34和行星齿轮组40的齿圈构件44与行星 齿轮组50的行星架组件构件56选择性地连接。第六扭矩传递装置，例如离合器87，将行星 齿轮组30的太阳轮构件32与行星齿轮组50的齿圈构件54选择性地连接。如图Ib尤其是本文公开的真值表所示，所述扭矩传递装置能以三个组合的形式 选择性地接合，以提供十个前进速度比和一个倒档速度比，所有都带有单个过渡顺序换档 且具有三个超速传动比。如上所述，扭矩传递装置的接合排定表在图Ib中的真值表中示出。图Ib的图表描 述在上述变速器中可得到的比级。例如，第一和第二前进速度比之间的级比(st印ratio) 是1. 53，而倒档速度比和第一前进速度比之间的级比是-0. 70。现在参考图lc，以杠杆图形式示出了图Ia所示动力系统10的实施例。杠杆图是 机械装置(如自动变速器)的部件的示意图。每个独立的杠杆表示行星齿轮组，其中行星 齿轮的三个基本机械部件均由节点表示。因而，单个杠杆包含三个节点一个用于太阳轮构 件，一个用于行星齿轮行星架构件，一个用于齿圈构件。每个杠杆的节点之间的相对长度可 以用于表示每个相应齿轮组的齿圈-太阳轮比。继而，这些杠杆比用于改变变速器的传动 比以实现合适的比和比级数。各个行星齿轮组的节点之间的机械联接件或互连件由细的水 平线表示，且扭矩传递装置(例如离合器和制动器)表示为交织的指形物。如果所述装置 是制动器，则一组指形物被固接。杠杆图的形式、目的和使用的进一步阐述可见于Benford， Howard 禾口 Leising，Maurice 在 1981 年的 SAEPaper 810102 "The Lever Analogy :A New Tool in TransmissionAnalysis”，该论文作为参考全部引入。动力系统10包括与发动机12连续地连接的输入构件17 ；与最终传动机构16连 续地连接的输出构件19 ；第一行星齿轮组20A，所述第一行星齿轮组20A具有三个节点第 一节点22A、第二节点26A和第三节点24A ；第二行星齿轮组30A，所述第二行星齿轮组30A具有三个节点第一节点32A、第二节点36A和第三节点34A ；第三行星齿轮组40A，所述第三行星齿轮组40A具有三个节点第一节点42A、第二节点46A和第三节点44A ；以及第四行 星齿轮组50A，所述第四行星齿轮组50A具有三个节点第一节点52A、第二节点56A和第三 节点54A。输入构件17与节点24A连续地连接。输出构件19与节点56A连续地连接。节点22A经由互连构件70与节点34A和44A连续地连接。节点26A经由互连构 件72与节点36A和42A连续地连接。第一扭矩传递装置，例如制动器80，将节点46A与变速器壳体60选择性地连接。 第二扭矩传递装置，例如制动器82，将节点52A与变速器壳体60选择性地连接。第三扭矩 传递装置，例如离合器84，将经由互连构件72连接的节点26A、36A和42A与节点54A选择 性地连接。第四扭矩传递装置，例如离合器85，将经由互连构件70连接的节点22A、34A和 44A与节点52A选择性地连接。第五扭矩传递装置，例如离合器86，将经由互连构件70连 接的节点22A、34A和44A与节点56A选择性地连接。第六扭矩传递装置，例如离合器87，将 节点32A与节点54A选择性地连接。为了建立速度比，针对每个档位状态接合三个扭矩传递装置。图Ib中每个相应行 中的“X”表示接合的扭矩传递装置。例如，为了建立倒档，制动器80、82和离合器86被接 合。制动器80将节点46A与变速器壳体60接合。制动器82将节点52A与变速器壳体60 接合。离合器86将经由互连构件70连接的节点22A、34A和44A与节点56A接合。类似地， 通过根据图Ib离合器接合的不同组合实现十个前进比。动力系统10 (以及下文所述的动力系统110)可以与混合动力车辆共用部件，且这 种组合可以“电荷消耗模式”操作。为了本发明的目的，“电荷消耗模式”是这样的模式，其 中车辆主要由电动马达/发电机提供动力，使得在车辆到达其目的地时蓄电池被耗尽或几 乎耗尽。换句话说，在电荷消耗模式期间，发动机12仅仅操作至确保蓄电池在到达目的地 之前不被耗尽所需要的程度。常规混合动力车辆以“电荷维持模式”操作，其中，如果蓄电池 电荷水平下降到预定水平(例如，25%)以下，那么发动机自动运行以给蓄电池重新充电。 因而，通过以电荷消耗模式操作，混合动力车辆能够节省在常规混合动力车辆中保持25% 蓄电池电荷水平要耗费的燃料中的一些或全部。应当理解的是，如果在到达目的地之后蓄 电池能够通过插入到电源而重新充电，那么混合动力车辆动力系统优选仅以电荷消耗模式 操作。第二示例性实施例的描述图2a示出了动力系统110，动力系统110包括常规发动机和变矩器12、行星变速 器114和常规最终传动机构16。发动机12可以使用各种燃料来提供动力以改进具体应用 的效率和燃料经济性。这种燃料可以包括例如汽油；柴油；乙醇；二甲醚等。行星变速器114包括与发动机12连续地连接的输入构件17、行星齿轮装置118 和与最终传动机构16连续地连接的输出构件19。行星齿轮装置118包括四个行星齿轮组 120、130、140 和 150。行星齿轮组120包括太阳轮构件122、齿圈构件124和行星架组件构件126。行星 架组件构件126包括多个小齿轮127，所述小齿轮可旋转地安装在架构件129上且以与太阳 轮构件122和齿圈构件124两者啮合的关系设置。
行星齿轮组130包括太阳轮构件132、齿圈构件134和行星架组件构件136。行星 架组件构件136包括多个小齿轮137，所述小齿轮可旋转地安装在架构件139上且以与太阳 轮构件132和齿圈构件134两者啮合的关系设置。行星齿轮组140包括太阳轮构件142、齿圈构件144和行星架组件构件146。行星 架组件构件146包括多个小齿轮147，所述小齿轮安装在架构件149上且以与齿圈构件144 和太阳轮构件142两者啮合的关系设置。行星齿轮组150包括太阳轮构件152、齿圈构件154和行星架组件构件156。行星 架组件构件156包括多个小齿轮157，所述小齿轮安装在架构件159上且以与齿圈构件154 和太阳轮构件152两者啮合的关系设置。行星齿轮装置还包括六个扭矩传递装置180、182、184、185、186和187。扭矩传递 装置180、182和184是固定式扭矩传递装置，通常称为制动器或反作用离合器。扭矩传递 装置185、186和187是旋转式扭矩传递装置，通常称为离合器。输入构件17与行星齿轮组120的齿圈构件124连续地连接。输出构件19与行星 齿轮组150的行星架组件构件156连续地连接。第一互连构件170将行星齿轮组120的太阳轮构件122与行星齿轮组130的行星 架组件构件136和行星齿轮组140的齿圈构件144连续地连接。第二互连构件172将行星 齿轮组120的行星架组件构件126与行星齿轮组130的太阳轮构件132且与行星齿轮组 140的行星架组件构件146连续地连接。第一扭矩传递装置，例如制动器180，将经由互连构件170连接的行星齿轮组120 的太阳轮构件122、行星齿轮组130的行星架组件构件136和行星齿轮组140的齿圈构件 144与变速器壳体160选择性地连接。第二扭矩传递装置，例如制动器182，将行星齿轮组 150的齿圈构件154与变速器壳体160选择性地连接。第三扭矩传递装置，例如制动器184， 将太阳轮构件152与变速器壳体160选择性地连接。第四扭矩传递装置，例如离合器185， 将经由互连构件172连接的行星齿轮组120的行星架组件构件126、行星齿轮组130的太阳 轮构件132和行星齿轮组的行星架组件构件146与行星齿轮组150的行星架组件构件156 选择性地连接。第五扭矩传递装置，例如离合器186，将行星齿轮组130的齿圈构件134与 行星齿轮组150的齿圈构件154选择性地连接。第六扭矩传递装置，例如离合器187，将行 星齿轮组140的太阳轮构件142与行星齿轮组150的太阳轮构件152选择性地连接。如图2b尤其是本文公开的真值表所示，所述扭矩传递装置能以三个组合的形式 选择性地接合，以提供十个前进速度比和一个倒档速度比，所有都带有单个过渡顺序换档 且具有三个超速传动比。如上所述，扭矩传递装置的接合排定表在图2b中的真值表中示出。图2b的图表 描述在上述变速器中可得到的比级。例如，第一和第二前进速度比之间的级比是1.93，而倒 档速度比和第一前进速度比之间的级比是-0. 80。现在参考图2c，以杠杆图形式示出了图2a所示动力系统110的实施例。动力系统 110包括与发动机12连续地连接的输入构件17 ；与最终传动机构16连续地连接的输出构 件19 ；第一行星齿轮组120A，所述第一行星齿轮组120A具有三个节点第一节点122A、第 二节点126A和第三节点124A ；第二行星齿轮组130A，所述第二行星齿轮组130A具有三个 节点第一节点132A、第二节点136A和第三节点134A ；第三行星齿轮组140A，所述第三行星齿轮组140A具有三个节点第一节点142A、第二节点146A和第三节点144A ；以及第四 行星齿轮组150A，所述第四行星齿轮组150A具有三个节点第一节点152A、第二节点156A 和第三节点154A。输入构件17与节点124A连续地连接。输出构件19与节点156A连续地连接。节点122A经由互连构件170与节点136A和144A连续地连接。节点126A经由互 连构件172与节点132A和146A连续地连接。第一扭矩传递装置，例如制动器180，将经由互连构件170连接的节点122A、136A 和144A与变速器壳体160选择性地连接。第二扭矩传递装置，例如制动器182，将节点154A 与变速器壳体160选择性地连接。第三扭矩传递装置，例如制动器184，将节点152A与变 速器壳体160选择性地连接。第四扭矩传递装置，例如离合器185，将经由互连构件172连 接的节点126A、132A和146A与节点156A选择性地连接。第五扭矩传递装置，例如离合器 186，将节点134A与节点154A选择性地连接。第六扭矩传递装置，例如离合器187，将节点 142A与节点152A选择性地连接。
为了建立速度比，针对每个档位状态接合三个扭矩传递装置。图2b中每个相应行 中的“X”表示接合的扭矩传递装置。例如，为了建立倒档，制动器180、184和离合器186被 接合。制动器180将节点122A、136A和144A与变速器壳体160接合。制动器184将节点 152A与变速器壳体160接合。离合器186将节点134A与节点154A接合。类似地，通过根 据图2b离合器接合的不同组合实现十个前进比。虽然已经详细描述了用于实施本发明的最佳模式，但是本发明所属领域技术人员 将认识到在所附权利要求范围内的用于实践本发明的各种可选设计和实施例。
权利要求
一种多速变速器，包括输入构件；输出构件；第一、第二、第三和第四行星齿轮组，所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组各具有第一、第二和第三构件；第一互连构件，所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第一构件与所述第二行星齿轮组的所述第二或所述第三构件且与所述第三行星齿轮组的所述第三构件连续地连接；第二互连构件，所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第二行星齿轮组的所述第一或所述第二构件且与所述第三行星齿轮组的所述第一或所述第二构件连续地连接；和六个扭矩传递装置，所述扭矩传递装置以三个组合的形式接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间产生至少十个前进速度比和至少一个倒档速度比。
2.根据权利要求1所述的变速器，其中，所述六个扭矩传递装置中的第一个将所述第 一行星齿轮组的所述第一构件或所述第三行星齿轮组的所述第二构件与固定构件选择性 地连接。
3.根据权利要求2所述的变速器，其中，所述六个扭矩传递装置中的第二个将所述第 四行星齿轮组的所述第一或所述第三构件与所述固定构件选择性地连接。
4.根据权利要求3所述的变速器，其中，所述六个扭矩传递装置中的第三个将所述第 四行星齿轮组的所述第一构件与所述固定构件选择性地连接；或者所述六个扭矩传递装置 中的所述第三个将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第 三构件选择性地连接。
5.根据权利要求4所述的变速器，其中，所述六个扭矩传递装置中的第四个将所述第 一行星齿轮组的所述第一或所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第一或所述第二 构件选择性地连接。
6.根据权利要求5所述的变速器，其中，所述六个扭矩传递装置中的第五个将所述第 一行星齿轮组的所述第一构件或所述第二行星齿轮组的所述第三构件与所述第四行星齿 轮组的所述第二或所述第三构件选择性地连接。
7.根据权利要求6所述的变速器，其中，所述六个扭矩传递装置中的第六个将所述第 二或所述第三行星齿轮组的所述第一构件与所述第四行星齿轮组的所述第一或所述第三 构件选择性地连接。
8.根据权利要求7所述的变速器，其中，所述输入构件与所述第一行星齿轮组的所述 第三构件连续地连接；所述输出构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件连续地连接。
9.根据权利要求8所述的变速器，其中，所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的所 述第一、第二和第三构件分别包括太阳轮构件、行星架组件构件和齿圈构件。
10.一种多速变速器，包括输入构件；输出构件；第一、第二、第三和第四行星齿轮组，所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组各具有第一、第二和第三构件；第一互连构件，所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第一构件与所述第二行星齿轮组的所述第二或所述第三构件且与所述第三行星齿轮组的所述第三构件连续地 连接；第二互连构件，所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第二 行星齿轮组的所述第一或所述第二构件且与所述第三行星齿轮组的所述第一或所述第二 构件连续地连接；第一扭矩传递装置，所述第一扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第一构件或 所述第三行星齿轮组的所述第二构件与固定构件选择性地连接；第二扭矩传递装置，所述第二扭矩传递装置将所述第四行星齿轮组的所述第一或所述 第三构件与所述固定构件选择性地连接；第三扭矩传递装置，所述第三扭矩传递装置将所述第四行星齿轮组的所述第一构件与 所述固定构件选择性地连接；或者所述第三扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第 二构件与所述第四行星齿轮组的所述第三构件选择性地连接；第四扭矩传递装置，所述第四扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第一或所述 第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第一或所述第二构件选择性地连接；第五扭矩传递装置，所述第五扭矩传递装置将所述第一行星齿轮组的所述第一构件或 所述第二行星齿轮组的所述第三构件与所述第四行星齿轮组的所述第二或所述第三构件 选择性地连接；第六扭矩传递装置，所述第六扭矩传递装置将所述第二或所述第三行星齿轮组的所述 第一构件与所述第四行星齿轮组的所述第一或所述第三构件选择性地连接；所述六个扭矩传递装置以三个组合的形式接合，以在所述输入构件和所述输出构件之 间产生至少十个前进速度比和至少一个倒档速度比。
全文摘要
本发明涉及十速变速器。变速器具有能够用于在动力系统中提供至少十个前进速度比和一个倒档速度比的多个构件。变速器包括四个行星齿轮组、六个扭矩传递装置和两个固定互连件。动力系统包括发动机和变矩器以及输出构件，发动机和变矩器连续地连接到行星齿轮构件中的一个，输出构件与行星齿轮构件中的另一个连续地连接。所述六个扭矩传递装置提供各个齿轮构件以及变速器壳体之间的互连，且以三个组合的形式操作，以建立至少十个前进速度比和一个倒档速度比。
文档编号F16H3/62GK101825160SQ20101012976
公开日2010年9月8日 申请日期2010年3月4日 优先权日2009年3月4日
发明者A·W·菲利普斯, C·E·凯里, J·M·哈特, S·H·维特科普 申请人:通用汽车环球科技运作公司