专利名称：用于车辆的多级变速器中的齿轮系的制作方法
技术领域：
本发明基本涉及一种安装在车辆中的多级变速器中的齿轮系，并且更特别地，本发明涉及一种用于车辆的变速器中的齿轮系的结构，其能够具有九个前进档和一个倒档。
背景技术：
在常规中，如US2009-0197733A和JP2006-349153A中所公开的，开发用于安装在车辆中的具有九个速度或更多速度的变速器通常具有四个或更多组的行星齿轮，以便实施多级变速器。然而，如果利用这样的多组行星齿轮，则变速器的体积和整体长度就趋于增大，从 而会降低对不同车辆的适用性。此外，由于一组行星齿轮的动力传输效率自然低于齿轮系(其中的齿轮简单地外切或内切)的动力传输效率，所以其在涉及动力传输效率时是不利的。公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的多级变速器中的齿轮系，其中使用相对较少组的行星齿轮来实施所期望的多级变速器，从而使变速器的体积和整体长度减小，进而使其变得紧凑，由此极大地提高对于不同车辆的适用性，并提高动力传输效率。在本发明的一个方面中，用于车辆的多级变速器中的齿轮系装置可以包括输入轴和输出轴，所述输入轴和输出轴彼此平行设置；复合行星齿轮装置，所述复合行星齿轮装置相对于所述输出轴同心地安装，并且具有四个旋转部件，这四个旋转部件包括联接到所述输出轴的一个旋转部件；第一对外哨齿轮(external gear)至第三对外哨齿轮,所述第一对外啮齿轮至第三对外啮齿轮设计为使所述输入轴与所述复合行星齿轮装置的三个旋转部件分别啮合；第一离合器至第三离合器，所述第一离合器至第三离合器设计为选择性地中断所述复合行星齿轮装置的三个旋转部件分别经由所述第一对外啮齿轮至第三对外啮齿轮联接到所述输入轴的联接；外啮齿轮系，所述外啮齿轮系设计为使除了联接到所述输出轴的旋转部件之外的所述复合行星齿轮装置的任一个旋转部件和所述输入轴通过连续的两次外啮合而接合；第四离合器，所述第四离合器设计为选择性地中断所述外啮齿轮系的动力传输路径；以及第一制动器和第二制动器，所述第一制动器和第二制动器设计为分别选择性地中断所述第二对外啮齿轮和第三对外啮齿轮的旋转。从而，在用于车辆的多级变速器中的齿轮系中，使用了相对较少组的行星齿轮来实施所期望的多级变速器，从而使变速器的体积和整体长度减小，进而使其变得紧凑，由此极大地提高对于不同车辆的适用性，并提高动力传输效率。通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式
，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
图I为显示了根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的多级变速器中的齿轮系的视图。图2为图表形式的视图，其显示了用于各个变速器档位的传动比和相互档位比，变速器档位通过用于车辆的多级变速器中的齿轮系来实施。图3为图表形式的视图，其显示了用于车辆的多级变速器中的齿轮系的各个变速器档位的摩擦元件。应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征·的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。
具体实施例方式下面将对本发明的各个实施方案详细地作出引用，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。参考图I所示，根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的多级变速器中的齿轮系包括输入轴I和输出轴3，其彼此平行设置；复合行星齿轮装置5，其相对于输出轴3同心地安装，并且具有四个旋转部件，这四个旋转部件包括联接到输出轴3的一个旋转部件；第一对外啮齿轮7、第二对外啮齿轮9和第三对外啮齿轮11，其设计为使输入轴I与复合行星齿轮装置5的三个旋转部件分别哨合；第一离合器CL1、第二离合器CL2和第三离合器CL3，其设计为选择性地中断复合行星齿轮装置5的三个旋转部件经由第一对外啮齿轮7、第二对外啮齿轮9和第三对外啮齿轮11联接到输入轴I的联接；外啮齿轮系13，其设计为使除了联接到输出轴3的旋转部件之外的复合行星齿轮装置5的任一个旋转部件和输入轴I通过连续的两次外啮合而接合；第四离合器CL4，其设计为选择性地中断外啮齿轮系13的动力传输路径；以及第一制动器BKl和第二制动器BK2，其设计为分别选择性地中断第二对外啮齿轮9和第三对外啮齿轮11的旋转。亦即，复合行星齿轮装置5配置为使得两个简单行星齿轮组(每一个行星齿轮组都具有三个旋转部件)分别利用一个旋转部件而彼此轴向联接，从而对总共具有四个旋转部件的复合行星齿轮装置5进行配置。另外，该配置使得第一对外啮齿轮7、第二对外啮齿轮9和第三对外啮齿轮11设置为使来自输入轴I的动力进行速度改变并以各自的齿数比传输到四个旋转部件之中的三个旋转部件，并且使一个剩余的旋转部件连接到输出轴3，从而通过输出轴输出速度改变后的动力。
此外，该配置使得来自输入轴I的动力经由外啮齿轮系13选择性地传输到复合行星齿轮装置5的任一个旋转部件，并且使得第一制动器BKl和第二制动器BK2设置为选择性地中断旋转部件的对于复合行星齿轮装置5的速度改变操作的一部分作用。复合行星齿轮装置5配置为使得两个单小齿轮式简单行星齿轮组彼此联接，从而使彼此不同的两个旋转部件分别连续地连接。也就是说，根据本实施方案，复合行星齿轮装置5配置为CR-CR式复合行星齿轮装置，其中第一行星齿轮组PGl和第二行星齿轮组PG2 (每一个行星齿轮组具有三个旋转部件)的行星架和内齿圈彼此连续地连接。因此，第一行星齿轮组PGl的第一行星架Cl和第二行星齿轮组PG2的第二内齿圈R2以连续联接的状态联接到输出轴I，并且第一行星齿轮组PGl的第一太阳轮SI经由第一对外啮齿轮7连接到输入轴I。此外，第一行星齿轮组PGl的第一内齿圈Rl和第二行星齿轮组PG2的第二行星架C2以连续联接的状态经由第二对外啮齿轮9联接到输入轴1，并且第二行星齿轮组PG2的第二太阳轮S2经由第三对外啮齿轮11连接到输入轴I。 第一对外哨齿轮7包括第一驱动齿轮7-1和第一从动齿轮7-2,第一驱动齿轮7_1相对于输入轴I同心地旋转，第一从动齿轮7-2相对于输出轴3同心地旋转。第二对外哨齿轮9包括第二驱动齿轮9-1和第二从动齿轮9-2，第二驱动齿轮9-1相对于输入轴I同心地旋转，第二从动齿轮9-2相对于输出轴3同心地旋转。第三对外啮齿轮11包括第三驱动齿轮11-1和第三从动齿轮11-2，第三驱动齿轮11-1相对于输入轴I同心地旋转，第三从动齿轮11-2相对于输出轴3同心地旋转。第一离合器CLl安装为使其中断输入轴I和第一驱动齿轮7-1之间的连接，第二离合器CL2安装为使其中断输入轴I和第二驱动齿轮9-1之间的连接，并且第三离合器CL3安装为使其中断输入轴I和第三驱动齿轮11-1之间的连接。第一制动器BKl联接到第二从动齿轮9-2，第二从动齿轮9-2整体地连接到第一行星齿轮组PGl的第一内齿圈Rl以及第二行星齿轮组PG2的第二行星架C2，并且第二制动器BK2联接到第三驱动齿轮11-1。因此，当第一制动器BKl操作时，第二从动齿轮9-2和第二驱动齿轮9_1以及第一内齿圈Rl和第二行星架C2的旋转被中断。另外，当第二制动器BK2操作时，第三从动齿轮11-2和第二太阳轮S2以及第三驱动齿轮11-1的旋转被中断。外哨齿轮系13和第四离合器CL4设置为平行于输入轴I和复合行星齿轮装置5的各旋转部件之间的第三对外啮齿轮11和第三离合器CL3。也就是说，外啮齿轮系13连续地连接到第四离合器CL4，从而使其一端连接到输入轴1，其另一端连接到作为复合行星齿轮装置5的一个旋转部件的第二太阳轮S2，从而在具有的结构中，其在与第三对外啮齿轮11和第三离合器CL3平行设置的同时连接输入轴I和复合行星齿轮装置5。更特别地，外啮齿轮系13包括第一外啮齿轮13-1、第三外啮齿轮13-3和第二外啮齿轮13-2，第一外啮齿轮13-1连接到输入轴I从而相对于输入轴I同心地旋转，第三外啮齿轮13-3经由第四离合器CL4连接到复合行星齿轮装置5的旋转部件从而相对于输出轴13同心地旋转，第二外啮齿轮13-2安装为由第一外啮齿轮13-1和第三外啮齿轮13-3外切。
也就是说，第一外哨齿轮13_1、第二外哨齿轮13_2、第二外哨齿轮13_3和第四尚合器CL4从输入轴I连续地依次连接，并且第四离合器最终连接到第二太阳轮S2。如图2所示，如前文构造的用于车辆的多级变速器中的齿轮系通过选择性地操作全部六个摩擦元件，从而能够按照九个前进档和一个倒档的变速器档位进行实施，这六个摩擦元件包括第一离合器CLl至第四离合器CL4以及第一制动器BKl和第二制动器BK2。此外，由图2可知，用于车辆的多级变速器中的齿轮系实施为使得所有变速器档位能够通过各摩擦元件中的两个之间的作用来分别实现。此外，齿轮系配置为使得可以执行所谓的顺序速度改变，其中在两个摩擦元件之间的操作中，一个摩擦元件维持不变而另一个摩擦元件改变为与其毗邻的另一摩擦元件，从而使速度改变为另一变速器档位。另外，如图3所示，齿轮系可以配置为所实现的传动比使得在 确定第六档为I I的传动比的基础上，在第六档以下的变速器档位上执行速度减小，而在第六档以上的变速器档位上执行速度增大。此外，由于毗邻变速器档位之间的相互档位比(inter-stageratio)维持统一、适当的水平，所以防止了由过量的相互档位比引起的变速器冲击，并且利用相互档位比的适当水平获得了实际的速度改变效果。前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。
权利要求
1.一种用于车辆的多级变速器中的齿轮系装置，包括 输入轴和输出轴，所述输入轴和输出轴彼此平行设置； 复合行星齿轮装置，所述复合行星齿轮装置相对于所述输出轴同心地安装，并且具有四个旋转部件，这四个旋转部件包括联接到所述输出轴的一个旋转部件； 第一对外啮齿轮至第三对外啮齿轮，所述第一对外啮齿轮至第三对外啮齿轮设计为使所述输入轴与所述复合行星齿轮装置的三个旋转部件分别啮合； 第一离合器至第三离合器，所述第一离合器至第三离合器设计为选择性地中断所述复合行星齿轮装置的三个旋转部件分别经由所述第一对外啮齿轮至第三对外啮齿轮联接到所述输入轴的联接； 外啮齿轮系，所述外啮齿轮系设计为使除了联接到所述输出轴的旋转部件之外的所述复合行星齿轮装置的任一个旋转部件和所述输入轴通过连续的两次外啮合而接合； 第四离合器，所述第四离合器设计为选择性地中断所述外啮齿轮系的动力传输路径；以及 第一制动器和第二制动器，所述第一制动器和第二制动器设计为分别选择性地中断所述第二对外啮齿轮和第三对外啮齿轮的旋转。
2.根据权利要求I所述的用于车辆的多级变速器中的齿轮系装置，其中所述复合行星齿轮装置配置为使得两个单小齿轮式简单行星齿轮组彼此联接，从而使彼此不同的两个旋转部件分别连续地连接，以形成所述复合行星齿轮装置的四个旋转部件。
3.根据权利要求I所述的用于车辆的多级变速器中的齿轮系装置，其中所述复合行星齿轮装置配置为CR-CR式复合行星齿轮装置，其中每一个均具有三个旋转部件的第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的第一行星架和第二内齿圈连续地彼此连接。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的多级变速器中的齿轮系装置，其中第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的第一内齿圈和第二行星架彼此连续地连接。
5.根据权利要求3所述的用于车辆的多级变速器中的齿轮系装置，其中 所述第一行星齿轮组的第一行星架和所述第二行星齿轮组的第二内齿圈以在两者之间连续联接的状态联接到所述输出轴；并且所述第一行星齿轮组的第一太阳轮经由所述第一对外啮齿轮连接到所述输入轴；并且 其中，所述第一行星齿轮组的第一内齿圈和所述第二行星齿轮组的第二行星架以在两者之间连续联接的状态经由所述第二对外啮齿轮联接到所述输入轴，并且所述第二行星齿轮组的第二太阳轮经由所述第三对外啮齿轮连接到所述输入轴。
6.根据权利要求5所述的用于车辆的多级变速器中的齿轮系装置，其中 所述第一对外哨齿轮包括第一驱动齿轮和第一从动齿轮，所述第一驱动齿轮相对于所述输入轴同心地旋转，所述第一从动齿轮相对于所述输出轴同心地旋转； 所述第二对外啮齿轮包括第二驱动齿轮和第二从动齿轮，所述第二驱动齿轮相对于所述输入轴同心地旋转，所述第二从动齿轮相对于所述输出轴同心地旋转； 所述第三对外啮齿轮包括第三驱动齿轮和第三从动齿轮，所述第三驱动齿轮相对于所述输入轴同心地旋转，所述第三从动齿轮相对于所述输出轴同心地旋转； 所述第一制动器联接到所述第二从动齿轮，所述第二从动齿轮整体地连接到所述第一行星齿轮组的第一内齿圈和所述第二行星齿轮组的第二行星架；并且所述第二制动器联接到所述第三驱动齿轮。
7.根据权利要求I所述的用于车辆的多级变速器中的齿轮系装置，其中 所述第一对外哨齿轮包括第一驱动齿轮和第一从动齿轮，所述第一驱动齿轮相对于所述输入轴同心地旋转，所述第一从动齿轮相对于所述输出轴同心地旋转； 所述第二对外啮齿轮包括第二驱动齿轮和第二从动齿轮，所述第二驱动齿轮相对于所述输入轴同心地旋转，所述第二从动齿轮相对于所述输出轴同心地旋转；并且 所述第三对外啮齿轮包括第三驱动齿轮和第三从动齿轮，所述第三驱动齿轮相对于所述输入轴同心地旋转，所述第三从动齿轮相对于所述输出轴同心地旋转。
8.根据权利要求7所述的用于车辆的多级变速器中的齿轮系装置，其中· 所述第一离合器安装为选择性地连接所述输入轴和所述第一驱动齿轮； 所述第二离合器安装为选择性地连接所述输入轴和所述第二驱动齿轮；并且 所述第三离合器安装为选择性地连接所述输入轴和所述第三驱动齿轮。
9.根据权利要求8所述的用于车辆的多级变速器中的齿轮系装置，其中 所述第一制动器安装为选择性地固定所述第二从动齿轮；并且 所述第二制动器安装为选择性地固定所述第三驱动齿轮。
10.根据权利要求I所述的用于车辆的多级变速器中的齿轮系装置，其中所述外啮齿轮系和所述第四离合器设置为平行于所述输入轴和所述复合行星齿轮装置的各旋转部件之间的所述第三对外啮齿轮和所述第三离合器。
11.根据权利要求10所述的用于车辆的多级变速器中的齿轮系装置，其中所述外啮齿轮系包括 第一外哨齿轮，所述第一外哨齿轮连接到所述输入轴，从而相对于所述输入轴同心地旋转； 第三外啮齿轮，所述第三外啮齿轮经由所述第四离合器连接到所述复合行星齿轮装置的旋转部件，从而相对于所述输出轴同心地旋转；以及 第二外哨齿轮,所述第二外哨齿轮安装为由所述第一外哨齿轮和所述第二外哨齿轮外切。
12.根据权利要求11所述的用于车辆的多级变速器中的齿轮系装置，其中 所述第一离合器安装为选择性地连接所述复合行星齿轮装置的各旋转部件中的一个旋转部件和所述第一从动齿轮； 所述第二离合器安装为选择性地连接所述复合行星齿轮装置的三个旋转部件中的一个旋转部件和所述第二从动齿轮；并且 所述第三离合器安装为选择性地连接所述复合行星齿轮装置的各旋转部件中的一个旋转部件和所述第三从动齿轮。
13.根据权利要求11所述的用于车辆的多级变速器中的齿轮系装置，其中 所述第一制动器安装为选择性地固定所述第二从动齿轮；并且 所述第二制动器安装为选择性地固定所述第三驱动齿轮。
14.根据权利要求11所述的用于车辆的多级变速器中的齿轮系装置，其中所述第四离合器安装为选择性地连接所述输入轴和所述外啮齿轮系。
全文摘要
本发明公开了一种用于车辆的多级变速器中的齿轮系。多级变速器中的齿轮系装置可以包括输入轴和输出轴、复合行星齿轮装置、第一对外啮齿轮至第三对外啮齿轮、第一离合器至第三离合器、外啮齿轮系、第四离合器以及第一制动器和第二制动器，所述复合行星齿轮装置相对于所述输出轴同心地安装，并且具有四个旋转部件，这四个旋转部件包括联接到所述输出轴的一个旋转部件。
文档编号F16H3/44GK102954158SQ201110409499
公开日2013年3月6日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年8月25日
发明者李赫浚, 朴钟述, 徐泰锡 申请人:现代自动车株式会社