专利名称：具有行星和副轴齿轮的多速变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有副轴和简单行星齿轮组的多速行星变速器，所述副轴具有建立五组相互啮合的分动齿轮的齿轮。
背景技术：
机动车包括动力系，其由发动机、多速变速器和差速器或主减速器组成。多速变速器通过允许发动机在其扭矩范围内多次操作而增加机动车的整体操作范围。变速器中可用的前进速比的数量确定重复发动机扭矩范围的次数。早期的自动变速器有两个速度范围。 这严重限制了车辆的整体速度范围，因此需要能够产生宽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在最有效点之外的特定的燃料消耗点操作。因此，手动换档 (副轴变速器)最流行。随着三和四速自动变速器问世，驾车人士越来越欢迎自动换档(行星齿轮)变速器。这些变速器改善了机动车的操作性能和燃料经济性。速比数量的增加减少了比率之间的步长，因此，在正常机动车加速情况下，通过使操作者基本感觉不到比率互换来改善变速器的换档品质。具有高于四速比的多速变速器比三和四速自动变速器在加速和燃料经济性上提供了进一步的改善。然而，这种变速器的通常增加的复杂度、尺寸和成本是不利因素，可能阻止这些变速器在一些应用中的使用。
发明内容
提供一种多速变速器，其利用简单行星齿轮组和使用多组相互啮合的齿轮和副轴的扭矩分动器。变速器包括输入部件、输出部件和中间部件，所有这些部件同轴。提供了固定部件，诸如变速器壳。变速器还包括简单行星齿轮组。输入部件、输出部件、中间轴和简单行星齿轮组彼此同轴布置，以限定第一旋转轴线。第一副轴和第二副轴分别限定第二旋转轴线和第三旋转轴线。八个能选择性接合的扭矩传递机构，诸如离合器，被接合以传递扭矩从而建立各种速比。如在此所使用，“离合器”指的是旋转式离合器或固定式离合器，固定式离合器也被称为制动器。不同的离合器可以是摩擦式离合器、同步器、带式离合器、能选择性接合的单向离合器、爪形离合器或其他类型离合器。提供五组相互啮合的齿轮，部分组被布置为将扭矩从输入部件传递到副轴，其他组被布置为将扭矩从副轴传递到中间部件和简单行星齿轮组中的一个。这五组相互啮合的齿轮也被称为分动齿轮。每组相互啮合的齿轮与其他组相互啮合的齿轮轴向间隔设置。八个扭矩传递机构中的每一个能选择性地接合，以将相互啮合的齿轮组的不同相应齿轮连接到副轴中的一个或固定部件。八个扭矩传递机构能以不同组合方式接合，以在输入部件和输出部件之间建立十四个前进速比和一个倒车速比。如在此所使用，“共同旋转”意思是以相同速度旋转(即，无相对旋转)。如在此所使用，“传动比”是输出部件的扭矩与输入部件的扭矩的比率，而“速比”是输入部件的速度与输出部件的速度的比率。根据下面结合附图详细描述的实现本发明的最佳实施例，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点将是明显的。本发明还提供了如下方案 方案1. 一种多速变速器，包括 输入部件；
输出部件； 固定部件； 中间部件； 简单行星齿轮组；
其中，输入部件、输出部件、中间部件和简单行星齿轮组彼此同轴布置，以限定第一旋转轴线；
第一副轴和第二副轴分别限定第二旋转轴线和第三旋转轴线； 八个能选择性接合的扭矩传递机构；
五组相互啮合的齿轮，部分组被布置为将扭矩从输入部件传递到副轴，其他组被布置为将扭矩从副轴传递到中间部件和简单行星齿轮组中的一个；每组相互啮合的齿轮与其他组相互啮合的齿轮轴向间隔设置；
其中，八个扭矩传递机构中的每一个能选择性地接合，以将所述组相互啮合的齿轮中的不同相应齿轮连接到副轴中的相应一个或固定部件；其中，八个扭矩传递机构能以不同组合方式接合，以在输入部件和输出部件之间建立多达十四个前进速比和一个倒车速比。方案2.如方案1所述的多速变速器，其中，简单行星齿轮组具有第一部件，其持续连接于中间部件从而共同旋转；第二部件，其持续连接于输出部件从而共同旋转；第三部件，其持续连接于被布置为将扭矩从副轴中的一个传递到简单行星齿轮组的所述组相互啮合的齿轮中的一组中的齿轮中的一个从而共同旋转。方案3.如方案1所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构中的第一和第二扭矩传递机构能选择性接合，以分别将第一副轴和第二副轴固定到固定部件。方案4.如方案1所述的多速变速器，其中，五组相互啮合的齿轮中的第一组和第二组相互啮合的齿轮每一组都包括被连接于输入部件从而共同旋转的相应齿轮，绕第一副轴可旋转的相应齿轮和绕第二副轴可旋转的相应齿轮；其中，八个扭矩传递机构中的两个分别能选择性接合，以将绕第一副轴可旋转的齿轮中的相应一个连接于第一副轴从而共同旋转；其中，八个扭矩传递机构中的另外两个分别能选择性接合，以将绕第二副轴可旋转的齿轮中的相应一个连接于第二副轴从而共同旋转。方案5.如方案1所述的多速变速器，其中，五组相互啮合的齿轮中的第三组相互啮合的齿轮包括第一齿轮，其被连接于输入部件从而共同旋转；第二齿轮，其绕第二副轴可旋转；第三齿轮，其与第一齿轮和第二齿轮两者啮合；以及第四齿轮，其绕第一副轴可旋转；其中，八个扭矩传递机构中的一个能选择性接合，以将第二齿轮连接于第二副轴从而共同旋转；其中，八个扭矩传递机构中的另一个能选择性接合，以将第四齿轮连接于第一副轴从而共同旋转。方案6.方案1所述的多速变速器，其中，五组相互啮合的齿轮中的第四组相互啮合的齿轮包括第一齿轮，其被连接于第二副轴从而共同旋转；和第二齿轮，其与第一齿轮啮合且被连接于中间部件从而共同旋转。方案7.方案1所述的多速变速器，其中，五组相互啮合的齿轮中的第五组相互啮合的齿轮包括第一齿轮，其被连接于第一副轴从而共同旋转；和第二齿轮，其与第一齿轮啮合且被连接于简单行星齿轮组的部件从而共同旋转。方案8.方案1所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构中的至少一部分是同步器。方案9.方案8所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构中的四个关于第三旋转轴线同轴且是同步器，其中，八个扭矩传递机构中的另外四个关于第二旋转轴线同轴且是旋转或固定摩擦式离合器。方案10.方案9所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构能以两两组合方式接合，从而在每个前进速比和倒车速比中接合所述扭矩传输机构中的作为摩擦式离合器的至少一个。方案11.方案1所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构能以不同的两两组合方式接合，以在输入部件和输出部件之间建立至少六个前进速比和一个倒车速比，其中， 顺序的前进速比之间的所有换档为单转换换档。。方案12.方案1所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构能以不同的两两组合方式接合，以在输入部件和输出部件之间建立至少八个前进速比和一个倒车速比，其中， 顺序的前进速比之间仅一个换档为双转换换档，且顺序的前进速比之间的剩余换档为单转换换档。方案13.方案1所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构能以不同的两两组合接合，以在输入部件和输出部件之间建立至少九个前进速比和一个倒车速比，其中，顺序的前进速比之间的仅一个换档为双转换换档，且顺序的前进速比之间的剩余换档为单转换换档。方案14.方案1所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构能以不同的两两组合方式接合，以在输入部件和输出部件之间建立十个前进速比和一个倒车速比，其中，顺序的前进速比之间的仅两个换档为双转换换档，且顺序的前进速比之间的剩余换档为单转换换档。方案15.方案1所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构包括两个制动器和六个旋转式离合器。方案16. —种多速变速器，包括 输入部件；
输出部件； 固定部件； 中间部件；
简单行星齿轮组，其具有太阳齿轮部件、环形齿轮部件、齿轮架部件以及由齿轮架部件旋转支撑且与太阳齿轮部件和环形齿轮部件两者啮合的一组小齿轮；其中，输入部件、输出部件、中间轴和简单行星齿轮组彼此同轴布置，以限定第一旋转轴线； 第一副轴和第二副轴分别限定第二旋转轴线和第三旋转轴线； 八个能选择性接合的扭矩传递机构，包括两个制动器和六个旋转式离合器； 五组相互啮合的齿轮，部分组被布置为将扭矩从输入部件传递到副轴，其他组被布置为将扭矩从副轴中一个传递到中间部件和简单行星齿轮组中的一个；每组相互啮合的齿轮与其他组相互啮合的齿轮轴向间隔设置；
其中，太阳齿轮部件被连接于中间部件从而共同旋转，齿轮架部件被连接于输出部件从而共同旋转，环形齿轮部件被连接于所述组相互啮合的齿轮的部件中的一个从而共同旋转；
其中，八个扭矩传递机构中的每一个能选择性地接合，以将所述组相互啮合的齿轮的不同相应齿轮连接到副轴中的相应一个或固定部件；其中，八个扭矩传递机构能以不同的两两组合方式接合，以在输入部件和输出部件之间建立多达十四个前进速比和一个倒车速比。方案17.方案16所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构能选择性接合，以建立八个前进速比，其中，顺序的前进速比之间的仅一个换档为双转换换档，且顺序的前进速比之间的剩余换档为单转换换档。方案18.方案16所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构能选择性接合，以建立九个前进速比，其中，顺序的前进速比之间的仅一个换档为双转换换档，且顺序的前进速比之间的剩余换档为单转换换档。方案19.方案16所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构能选择性接合，以建立十个前进速比，其中，顺序的前进速比之间的仅两个换档为双转换换档，且顺序的前进速比之间的剩余换档为单转换换档。
图1是具有多速变速器的动力系的棒形示图形式的示意性说明；以及图2是描述图1所示的变速器的某些操作特性的真值表。
具体实施例方式参照附图，其中，相同的标号指示相同的部件。图1示出动力系10，动力系10具有发动机12 (标为E)、组合的副轴和行星齿轮变速器14和主减速器机构16 (标为FD)。可以通过各种类型燃料给发动机12供能，以改善特定应用的效率和燃料经济性。例如，这些燃料可以包括汽油、柴油、乙醇、二甲醚等。变速器14包括输入部件17，其与诸如曲轴的发动机12的输出部件持续连接，任选地通过变矩器。变速器14还包括如下所述的五组相互啮合的齿轮、中间部件50、第一副轴52、第二副轴M、第一行星齿轮组20和与主减速器机构 16连接用于向车轮提供推进力的输出部件19。简单行星齿轮组20包括太阳齿轮部件22、环形齿轮部件M和可旋转地支撑一组小齿轮27的齿轮架部件沈。小齿轮27与太阳齿轮部件22和环形齿轮部件M啮合。太阳齿轮部件22被称为简单行星齿轮组20的第一部件，且被连接于中间部件50从而共同旋转。齿轮架部件26被称为简单行星齿轮组20的第二部件，且被连接于输出部件19从而共
7同旋转。环形齿轮部件M被称为简单行星齿轮组20的第三部件，且被连接于齿轮92从而共同旋转。变速器14包括被布置为限定三个不同旋转轴线A、B和C的多个传动轴。输入部件17、输出部件19、中间部件50和行星齿轮组20同轴且限定第一旋转轴线A。第一副轴 52和第二副轴M平行于第一旋转轴线A间隔设置，且分别限定第二旋转轴线B和第三旋转轴线C。第一组相互啮合的齿轮Sl包括在第一齿轮面Pl内啮合的齿轮70、60和80。齿轮 60被连接于输入部件17以旋转。齿轮70与齿轮60啮合且绕副轴52同心旋转。齿轮80 与齿轮60啮合且绕副轴M同心旋转。输入部件17、副轴52和54、中间部件50和输出部件19通过固定轴承56支持以旋转。第二组相互啮合的齿轮S2包括在第二齿轮面P2内啮合的齿轮72、62和82。齿轮 62被连接于输入部件17以旋转。齿轮72与齿轮62啮合且绕副轴52同心旋转。齿轮82 与齿轮62啮合且绕副轴M同心旋转。第三组相互啮合的齿轮S3包括在第三齿轮面P3内啮合的齿轮76、64、69和84。 齿轮76绕副轴52同心旋转。齿轮64被连接于输入部件17以旋转并与齿轮76啮合。齿轮69与齿轮64啮合且与空转轴I连接以旋转。齿轮84与齿轮69啮合且绕副轴M同心旋转。第四组相互啮合的齿轮S4包括在第四齿轮面P4内啮合的齿轮90和86。齿轮90 被连接于中间部件50以旋转。齿轮86与齿轮90啮合且被连接于副轴M以旋转。第五组相互啮合的齿轮S5包括在第五齿轮面P5内啮合的齿轮74和92。齿轮74 被连接于副轴52以旋转。齿轮92与齿轮74啮合且被连接于环形齿轮部件M以旋转。行星齿轮组20的太阳齿轮部件22、环形齿轮部件M和小齿轮27在第六齿轮面 P6内啮合。齿轮面P1-P6垂直于图1的图纸延伸。变速器14还包括八个扭矩传递机构第一扭矩传递机构Cl、第二扭矩传递机构 C2、第三扭矩传递机构C3、第四扭矩传递机构C4、第五扭矩传递机构C5、第六扭矩传递机构 C6、第七扭矩传递机构C7和第八扭矩传递机构C8。扭矩传递机构C3、C4、C5、C6、C7和C8 是旋转式离合器。扭矩传递机构Cl和C2是固定式离合器，也被称为制动器。与副轴52同心的扭矩传递机构C1、C5、C6和C8可以是摩擦式离合器，而与副轴M同心的扭矩传递机构 C2、C3、C4和C7可以是通过换档拨叉(未示出)致动的同步器，如本领域技术人员所知。通过在相同副轴52上将所有摩擦式离合器彼此相邻地放置，简化了流体路线要求，这是因为流到离合器C1、C5、C6和C8的液压流体可以主要通过公共供给通道。简化液压流体供给通道和减小供给通道的整体长度简化了变速器14的生产，并且使较小的泵能用于液压系统。 另外，如果仅离合器C1、C5、C6和C8是摩擦式离合器，则根据下面讨论的图2的接合图表， 每个速比仅存在三个打开的离合器，限制了自旋损失。替换地，扭矩传递机构C2、C3、C4和 C7也可以是摩擦式离合器，或者扭矩传递机构C2和C7可以是单边同步器且扭矩传递机构 C3和C4可以是双边同步器。扭矩传递机构C5和C6也可以是双边同步器。使用同步器代替离合器减少了自旋损失。在其他实施例中，扭矩传递机构可以是不同类型的离合器。第一扭矩传递机构Cl也被称为制动器Cl，是固定式离合器，能选择性接合以将副轴52固定到固定部件40，从而保持齿轮74和环形齿轮部件M固定。第二扭矩传递机构C2也被称为制动器C2，是固定式离合器，能选择性接合以将副轴M固定到固定部件40，从而保持齿轮86、齿轮90、中间部件50和太阳齿轮部件22固定。第三扭矩传递机构C3也被称为离合器C3，是旋转式离合器，能选择性接合以将齿轮80连接于副轴M从而共同旋转。 第四扭矩传递机构C4也被称为离合器C4，是旋转式离合器，能选择性接合以将齿轮82连接于与副轴M从而共同旋转。第五扭矩传递机构C5也被称为离合器C5，是旋转式离合器，能选择性接合以将齿轮70连接于副轴52从而共同旋转。第六扭矩传递机构C6也被称为离合器C6，是旋转式离合器，能选择性接合以将齿轮72连接于副轴52从而共同旋转。第七扭矩传递机构C7也被称为离合器C7，能选择性接合以将齿轮84连接于副轴M从而共同旋转。第八扭矩传递机构C8也被称为离合器C8，能选择性接合以将齿轮76连接于副轴52 共同旋转。如图2的真值表所示，扭矩传递机构C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7和C8能以两两组合方式选择性地接合，以提供多达十四个前进速比和一个倒车速比(列出为档位状态)。在图 2中列出与速比相应的用数字表示的传动比。传动比是输出部件19的扭矩与输入部件17 的扭矩的比率。每个传动比有对应的速比。速比是输入部件17的速度与输出部件19的速度的比率。由于第二、第四和第十一前进速比是任选的，因此在括号内列出第二、第四和第十一前进速比。如果这三个速比都不可用，则变速器14是11速变速器，如果仅这三个速比中的一个可用，则变速器14是12速变速器，且如果仅这三个速比中的两个可用，则变速器 14是13速变速器。图2中阐述的数字表示的传动比从建立以下传动比的齿数获得。齿轮70与齿轮 60的传动比和齿轮80与齿轮60的传动比是-0. 5。齿轮72与齿轮62的传动比和齿轮82 与齿轮62的传动比是-1.0。齿轮84与齿轮64的传动比是+1.0。齿轮76与齿轮64的传动比是-1.2。齿轮90与齿轮86的传动比是-2.0。齿轮92与齿轮74的传动比是-1.5。 假设齿轮架部件26停止(仅为了计算目的)，环形齿轮部件M与太阳齿轮部件22的传动比 ；^； —2. 5 ο使用以上列出的齿数，存在产生图2中列出的比率阶的11个减速传动速比(第一至第十二)和两个超速传动速比(第十三和第十四)。如图2所示，在第三至第十四前进速比中，比率步长相对均勻，由于发动机12在每个速比仅需要在相对窄的速度范围操作，因此导致顺畅换档感受且提高燃料效率。可以选择其他齿轮齿数和相应的传动比，以实现对特定变速器应用有利的速比和比率步长。变速器领域的普通技术人员将知道如何选择期望的齿数。为了建立倒车速比(REV)，接合制动器Cl和离合器C7。因为接合制动器Cl，所以保持环形齿轮部件M固定。因为接合离合器C7，所以扭矩通过相互啮合的齿轮64、69和 84沿副轴M传递，通过相互啮合的齿轮86和90传递到太阳齿轮部件22，并且通过行星齿轮组20传递到输出部件19。输出部件19按照与输入部件17相反的方向旋转。为了建立第一前进速比，接合制动器Cl和离合器C4。因为接合制动器Cl，所以保持环形齿轮部件M固定。因为接合离合器C4，所以扭矩通过相互啮合的齿轮62，82从输入部件17传递到副轴M，通过相互啮合的齿轮86，90传递到太阳齿轮部件22，并且通过行星齿轮组20传递到输出部件19。在所有前进速比，输入部件17和输出部件19以相同方向旋转。
9
为了建立第二前进速比，接合离合器C7和C8。扭矩从输入部件17传递，然后沿两个路径传递。第一路径经由接合的离合器C8通过相互啮合的齿轮64和76到副轴52，然后从齿轮74到环形齿轮部件M。第二路径经由接合的离合器C7通过相互啮合的齿轮64， 69，84从输入部件17到副轴M，通过相互啮合的齿轮86，90到太阳齿轮部件22。将提供给太阳齿轮部件22的扭矩添加到提供给环形齿轮部件M的扭矩，扭矩通过行星齿轮组20 传递到齿轮架部件26和输出部件19。从第一前进速比到第二前进速比的换档是双转换换档。为了建立第三前进速比，接合制动器Cl和离合器C3。因为接合制动器Cl，所以保持环形齿轮部件M固定。因为接合离合器C3，所以扭矩通过相互啮合的齿轮60，80从输入部件17传递到副轴M，通过相互啮合的齿轮86，90传递到太阳齿轮部件22，并且通过行星齿轮组20传递到输出部件19。从第二前进速比到第三前进速比的换档是双转换换档。为了建立第四前进速比，接合离合器C6和C7。因为接合离合器C6，所以扭矩通过相互啮合的齿轮62，72从输入部件17传递到副轴52，通过相互啮合的齿轮74，92传递到环形齿轮部件对。因为接合离合器C7，所以扭矩通过相互啮合的齿轮64，69，84从输入部件17传递到副轴M，通过相互啮合的齿轮86，90传递到太阳齿轮部件22。将太阳齿轮部件22提供的扭矩添加到提供给环形齿轮部件M的扭矩，扭矩通过行星齿轮组20传递到齿轮架部件沈和输出部件19。从第三前进速比到第四前进速比的换档是双转换换档。为了建立第五前进速比，接合制动器C2和离合器C8。因为接合制动器C2，所以保持太阳齿轮部件22固定。因为接合离合器C8，所以扭矩通过相互啮合的齿轮64，76从输入部件17传递到副轴52，通过相互啮合的齿轮74，92传递到环形齿轮部件M，通过行星齿轮组20传递到输出部件19。从第四前进速比到第五前进速比的换档是单转换换档。为了建立第六前进速比，接合制动器C2和C6。因为接合制动器C2，所以保持太阳齿轮部件22固定。因为接合离合器C6，所以扭矩通过相互啮合的齿轮62，72从输入部件 17传递到副轴52，通过相互啮合的齿轮74，92传递到环形齿轮部件M，通过行星齿轮组20 传递到输出部件19。从第五前进速比到第六前进速比的换档是单转换换档。为了建立第七速比，接合离合器C4和C8。扭矩从输入部件17传递，然后沿两个路径传递。第一路径经由接合的离合器C8通过相互啮合的齿轮64和76到副轴52，然后从相互啮合的齿轮74，92到环形齿轮部件对。第二路径经由接合的离合器C4通过相互啮合的齿轮62，82从输入部件17到副轴M，通过相互啮合的齿轮86，90传递到太阳齿轮部件 22。将提供给太阳齿轮部件22的扭矩添加到提供给环形齿轮部件M的扭矩，扭矩通过行星齿轮组20传递到齿轮架部件沈和输出部件19。从第六前进速比到第七前进速比的换档是双转换换档。 为了建立第八前进速比，接合离合器C4和C6。因为接合离合器C4，所以扭矩通过相互啮合的齿轮62，82从输入部件17传递到副轴M，通过相互啮合的齿轮86，90传递到太阳齿轮部件22。因为接合离合器C6，所以扭矩通过相互啮合的齿轮62，72从输入部件17 传递到副轴52，通过相互啮合的齿轮74，92传递到环形齿轮部件24。从提供给环形阳齿轮部件M的扭矩减去提供给太阳齿轮部件22的扭矩，并且扭矩通过行星齿轮组20传递到齿轮架部件沈和输出部件19。从第七前进速比到第八前进速比的换档是单转换换档。
为了建立第九前进速比，接合离合器C3和C8。扭矩从输入部件17传递，然后沿两个路径传递。第一路径经由接合的离合器C8通过相互啮合的齿轮64和76传递到副轴 52，然后从相互啮合的齿轮74，92传递到环形齿轮部件M。第二路径经由接合的离合器C3 通过相互啮合的齿轮60，80从输入部件17传递到副轴M，通过相互啮合的齿轮86，90传递到太阳齿轮部件22。将提供给太阳齿轮部件22的扭矩添加到提供给环形齿轮部件M的扭矩，扭矩通过行星齿轮组20传递到齿轮架部件沈和输出部件19。从第八前进速比到第九前进速比的换档是双转换换档。为了建立第十速比，接合离合器C3和C6。因为接合离合器C3，所以扭矩通过相互啮合的齿轮60，80从输入部件17传递到副轴M，通过相互啮合的齿轮86，90传递到太阳齿轮部件22。因为接合离合器C6，所以扭矩通过相互啮合的齿轮62，72从输入部件17传递到副轴52，通过相互啮合的齿轮74，92传递到环形齿轮部件24。从提供给环形阳齿轮部件M的扭矩减去提供给太阳齿轮部件22的扭矩，并且扭矩通过行星齿轮组20传递到齿轮架部件沈和输出部件19。从第九前进速比到第十前进速比的换档是双转换换档。为了建立第十一速比，接合离合器C5和C7。因为接合离合器C5，所以扭矩通过相互啮合的齿轮60，70从输入部件17传递到副轴52，通过相互啮合的齿轮74，92传递到环形齿轮部件对。因为接合离合器C7，所以扭矩通过相互啮合的齿轮64，69，84从输入部件17传递到副轴M，通过相互啮合的齿轮86，90传递到太阳齿轮部件22。将提供给太阳齿轮部件22的扭矩添加到提供给环形齿轮部件M的扭矩，扭矩通过行星齿轮组20传递到齿轮架部件26和输出部件19。从第十前进速比到第十一前进速比的换档是双转换换档。为了建立第十二前进速比，接合制动器器C2和离合器C5。因为接合制动器C2，所以保持太阳齿轮部件22固定。因为接合离合器C5，所以扭矩通过相互啮合的齿轮60，70 从输入部件17传递到副轴52，通过相互啮合的齿轮74，92传递到环形齿轮部件M，通过行星齿轮组20传递到输出部件19。从第十一前进速比到第十二前进速比的换档是单转换换档。为了建立第十三前进速比，接合离合器C4和C5。因为接合离合器C5，所以扭矩通过相互啮合的齿轮60，70从输入部件17传递到副轴52，通过相互啮合的齿轮74，92传递到环形齿轮部件对。因为接合离合器C4，所以扭矩通过相互啮合的齿轮62，82从输入部件 17传递到副轴M，通过相互啮合的齿轮86，90传递到太阳齿轮部件22。从提供给环形阳齿轮部件M的扭矩减去提供给太阳齿轮部件22的扭矩，并且扭矩通过行星齿轮组20到齿轮架部件沈和输出部件19。从第十二前进速比到第十三前进速比的换档是单转换换档。为了建立第十四前进速比，接合离合器C3和C5。因为接合离合器C5，所以扭矩通过相互啮合的齿轮60，70从输入部件17传递到副轴52，通过相互啮合的齿轮74，92传递到环形齿轮部件对。因为接合离合器C3，所以扭矩通过相互啮合的齿轮60，80从输入部件17传递到副轴M，通过相互啮合的齿轮86，90传递到太阳齿轮部件22。从提供给环形阳齿轮部件M的扭矩减去提供给太阳齿轮部件22的扭矩，并且扭矩通过行星齿轮组20传递到齿轮架部件沈和输出部件19。从第十三前进速比到第十四前进速比的换档是单转换换档。尽管十四个前进速比可用，但是可以控制变速器14，以使以部分可用前进速比操作。例如，变速器14可以被配置为作为6速变速器、7速变速器、8速变速器、9速变速器、10 速变速器、11速变速器、12速变速器或13速变速器操作。变速器14可以以少于6个的前进速比操作。在变速器14作为6速变速器操作的一种方式中，控制指引液压流体流到扭矩传递机构的阀的控制器中存储的算法可以仅建立倒车速比和将上述的第二、第四、第六、第八、 第十三和第十四前进速比建立为第一、第二、第三、第四、第五和第六前进速比。在这种6速变速器中，不存在双转换换档。与单转换换档相比，双转换换档更难计时，从而扭矩波动并不明显且维持顺利换档感受。为了将变速器14作为8速变速器操作，将使用用于6速变速器的所述所有前进速比以及图2的第十和第十一前进速比。8速变速器在第五和第六前进速比之间具有一个双转换换档(即，从图2的第十到第十一前进速比)。为了将变速器14作为9速变速器操作，将使用用于8速变速器的所述所有前进速比以及图2的第十二前进速比。9速变速器操作仅具有与上述8速变速器相同的双转换换档。变速器14作为9速变速器操作的替换方式是仅建立倒车速比和将所述的第二、第五、第七、第九、第十、第十一、第十二、第十三和第十四前进速比建立为第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八和第九前进速比。9速变速器操作仅具有与上述8速变速器相同的双转换换档。变速器14作为10速变速器操作的一种方式是仅建立倒车速比和将上述的第一、 第三、第五、第七、第九、第十、第十一、第十二、第十三和第十四前进速比建立为第一、第二、 第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九和第十前进速比。10速变速器仅具有两个双转换换档，一个在第二和第三前进速比之间(即，图2的第三和第五前进速比之间)，一个在第六和第七前进速比之间(即，图2的第十和第十一前进速比之间)。动力系统10可以与混合动力机动车共用组件，且这种组合可以在“电荷消耗模式”下操作。为了本发明的目的，“电荷消耗模式”是这样的模式主要通过电动机/发电机给机动车供能，从而当机动车到达其目的时蓄电池耗尽或接近耗尽。换句话说，在电荷消耗模式期间，发动机12仅在对确保在到达目的地之前蓄电池没有耗尽来说必要的程度下操作。传统的混合动力机动车在“电荷消耗模式”下操作，其中，如果蓄电池充电水平下降到预定水平(例如，25%)之下，发动机自动运行以给蓄电池充电。因此，通过在电荷消耗模式下操作，混合动力机动车可以节省在传统混合动力机动车中用于消耗以维持25%蓄电池充电水平的燃料的一部分或全部。应该理解，如果在到达目的地之后通过将蓄电池插入电源就能给蓄电池充电，则优选地在电荷消耗模式下操作混合动力机动车动力系统。尽管已经详细描述了实现本发明的最佳实施例，但是本领域的技术人员将认识到，实现本发明的各种替换设计和实施例落入所附权利要求的范围内。
权利要求
1.一种多速变速器，包括输入部件；输出部件；固定部件；中间部件；简单行星齿轮组；其中，输入部件、输出部件、中间部件和简单行星齿轮组彼此同轴布置，以限定第一旋转轴线；第一副轴和第二副轴分别限定第二旋转轴线和第三旋转轴线；八个能选择性接合的扭矩传递机构；五组相互啮合的齿轮，部分组被布置为将扭矩从输入部件传递到副轴，其他组被布置为将扭矩从副轴传递到中间部件和简单行星齿轮组中的一个；每组相互啮合的齿轮与其他组相互啮合的齿轮轴向间隔设置；其中，八个扭矩传递机构中的每一个能选择性地接合，以将所述组相互啮合的齿轮中的不同相应齿轮连接到副轴中的相应一个或固定部件；其中，八个扭矩传递机构能以不同组合方式接合，以在输入部件和输出部件之间建立多达十四个前进速比和一个倒车速比。
2.如权利要求1所述的多速变速器，其中，简单行星齿轮组具有第一部件，其持续连接于中间部件从而共同旋转；第二部件，其持续连接于输出部件从而共同旋转；第三部件， 其持续连接于被布置为将扭矩从副轴中的一个传递到简单行星齿轮组的所述组相互啮合的齿轮中的一组中的齿轮中的一个从而共同旋转。
3.如权利要求1所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构中的第一和第二扭矩传递机构能选择性接合，以分别将第一副轴和第二副轴固定到固定部件。
4.如权利要求1所述的多速变速器，其中，五组相互啮合的齿轮中的第一组和第二组相互啮合的齿轮每一组都包括被连接于输入部件从而共同旋转的相应齿轮，绕第一副轴可旋转的相应齿轮和绕第二副轴可旋转的相应齿轮；其中，八个扭矩传递机构中的两个分别能选择性接合，以将绕第一副轴可旋转的齿轮中的相应一个连接于第一副轴从而共同旋转；其中，八个扭矩传递机构中的另外两个分别能选择性接合，以将绕第二副轴可旋转的齿轮中的相应一个连接于第二副轴从而共同旋转。
5.如权利要求1所述的多速变速器，其中，五组相互啮合的齿轮中的第三组相互啮合的齿轮包括第一齿轮，其被连接于输入部件从而共同旋转；第二齿轮，其绕第二副轴可旋转；第三齿轮，其与第一齿轮和第二齿轮两者啮合；以及第四齿轮，其绕第一副轴可旋转； 其中，八个扭矩传递机构中的一个能选择性接合，以将第二齿轮连接于第二副轴从而共同旋转；其中，八个扭矩传递机构中的另一个能选择性接合，以将第四齿轮连接于第一副轴从而共同旋转。
6.权利要求1所述的多速变速器，其中，五组相互啮合的齿轮中的第四组相互啮合的齿轮包括第一齿轮，其被连接于第二副轴从而共同旋转；和第二齿轮，其与第一齿轮啮合且被连接于中间部件从而共同旋转。
7.权利要求1所述的多速变速器，其中，五组相互啮合的齿轮中的第五组相互啮合的齿轮包括第一齿轮，其被连接于第一副轴从而共同旋转；和第二齿轮，其与第一齿轮啮合且被连接于简单行星齿轮组的部件从而共同旋转。
8.权利要求1所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构中的至少一部分是同步
9.权利要求8所述的多速变速器，其中，八个扭矩传递机构中的四个关于第三旋转轴线同轴且是同步器，其中，八个扭矩传递机构中的另外四个关于第二旋转轴线同轴且是旋转或固定摩擦式离合器。
10.一种多速变速器，包括 输入部件；输出部件； 固定部件； 中间部件；简单行星齿轮组，其具有太阳齿轮部件、环形齿轮部件、齿轮架部件以及由齿轮架部件旋转支撑且与太阳齿轮部件和环形齿轮部件两者啮合的一组小齿轮；其中，输入部件、输出部件、中间轴和简单行星齿轮组彼此同轴布置，以限定第一旋转轴线； 第一副轴和第二副轴分别限定第二旋转轴线和第三旋转轴线； 八个能选择性接合的扭矩传递机构，包括两个制动器和六个旋转式离合器； 五组相互啮合的齿轮，部分组被布置为将扭矩从输入部件传递到副轴，其他组被布置为将扭矩从副轴中一个传递到中间部件和简单行星齿轮组中的一个；每组相互啮合的齿轮与其他组相互啮合的齿轮轴向间隔设置；其中，太阳齿轮部件被连接于中间部件从而共同旋转，齿轮架部件被连接于输出部件从而共同旋转，环形齿轮部件被连接于所述组相互啮合的齿轮的部件中的一个从而共同旋转；其中，八个扭矩传递机构中的每一个能选择性地接合，以将所述组相互啮合的齿轮的不同相应齿轮连接到副轴中的相应一个或固定部件；其中，八个扭矩传递机构能以不同的两两组合方式接合，以在输入部件和输出部件之间建立多达十四个前进速比和一个倒车速比。
全文摘要
本发明涉及具有行星和副轴齿轮的多速变速器。变速器包括同轴的输入部件、输出部件、中间部件和简单行星齿轮组。第一副轴和第二副轴被布置为分别限定第二旋转轴线和第三旋转轴线。变速器具有五组相互啮合的齿轮，部分组被布置为将扭矩从输入部件传递到副轴，其他组被布置为将扭矩从副轴中一个传递到中间部件和简单行星齿轮组中的一个。变速器具有八个扭矩传递机构，每一个能选择性地接合，以将所述组相互啮合的齿轮的不同相应齿轮连接到副轴中的相应一个或固定部件。八个扭矩传递机构能以不同组合方式接合，以在输入部件和输出部件之间建立多达十四个前进速比和一个倒车速比。
文档编号F16H3/44GK102207174SQ20111007996
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月31日 优先权日2010年3月31日
发明者A·F·克雷内夫, K·B·萨拉曼德拉, M·拉哈文, V·K·阿斯塔谢夫 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司