多级变速器制造技术

本发明专利技术公开了一种多级变速器。一系列变速器齿轮传动装置产生九个前进传动比和一个倒档传动比。每个装置包括两种状态的换档元件。在第一状态下，换档元件被动地保持轴在一个方向上不旋转的同时允许轴以相反方向旋转。在第二状态下，换档元件保持轴在两个方向上不旋转。换档元件可以实施为单向制动器与牙嵌式离合器的组合。每个装置还包括在输入和中间轴之间产生三种转速关系(包括减速传动关系、倒档转速关系以及保持中间轴不旋转)的齿轮传动装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于机动车辆的自动变速器领域。具体来说，本专利技术涉及一种动力传 动系统中的齿轮、离合器、以及二者之间的互联的装置。
技术介绍
许多车辆在宽范围的车速（包括向前和向后移动两者）下使用。然而，某些类型 的发动机只能在较窄的速度范围内高效运转。因此，能以多个传动比（speedratio)高效传 输动力的变速器被频繁使用。当车辆处于低速时，变速器通常以高传动比运转从而使用于 改善加速的发动机扭矩倍增。当车辆处于较高车速时，变速器以低传动比运转以允许与安 静、燃料高效巡航关联的发动机转速。通常，变速器具有安装至车辆结构的壳体、通过发动 机曲轴驱动的输入轴以及通常经由差速器总成驱动车轮的输出轴，该差速器总成允许在车 辆转弯时左轮和右轮的转速稍微不同。 通常通过在接合某些换档元件的同时分开其它换档元件来选择不同的传动比。不 同类型的换档元件具有不同的特征和属性。自动变速器通常利用响应于控制信号（如液压 压力）而在元件之间传输扭矩的多个主动控制的摩擦离合器或制动器。即使在元件处于不 同的转速时，摩擦离合器或制动器也能传输控制的扭矩量。然而，即使在摩擦离合器未接合 时，摩擦离合器通常也传输一些寄生扭矩。主动控制刚性（positive)啮合换档元件（如牙 嵌式离合器（dog clutch))处于接合状态或未接合状态，而不会在具有相对旋转的轴之间 传输扭矩。与具有相同最大扭矩容量的摩擦离合器相比，刚性啮合换档元件通常施加较少 的寄生阻力。被动单向离合器允许一个方向的相对旋转但不允许其它方向的相对旋转。可 以主动控制一些单向离合器进入可选择状态，比如阻止任一方向的旋转或允许任一方向的 旋转。
技术实现思路
变速器具有输入、输出、第一轴、第二轴和第三轴、齿轮传动装置（gearing arrangement)以及在它们之间施加特定速度关系的换档元件。第一齿轮传动装置在第一 轴、第二轴、输出和第三轴之间固定施加线性转速关系。例如,第一齿轮传动装置可以包括 两个行星齿轮组，这两个行星齿轮组具有固定连接至第三轴的第一中心齿轮、固定连接至 输出的第一齿轮架和第二环形齿轮、固定连接至第二轴的第一环形齿轮和第二齿轮架以及 固定连接至第一轴的第二中心齿轮。第二齿轮传动装置选择性地：i)保持第一轴不旋转， ii)在输入和第一轴之间建立减减速传动（underdrive)关系，或者in)在输入和第一轴 之间建立倒档转速关系。例如，第二齿轮传动装置可以包括两个行星齿轮组，这两个行星齿 轮组具有固定连接至第四轴的第三中心齿轮、固定连接至第五轴的第三齿轮架和第四齿轮 架、固定连接至输入的第三环形齿轮和第四中心齿轮、固定连接至第一轴的第四环形齿轮 以及选择性地保持第一轴、第四轴和第五轴不旋转的三个制动器。在另一个示例中，第二齿 轮传动装置可以包括：两个行星齿轮组，这两个行星齿轮组具有固定连接至第四轴的第三 CN 104696452 A 说明书 2/9页 中心齿轮、固定连接至第五轴的第三齿轮架和第四齿轮架、固定连接至第六轴的第三环形 齿轮和第四中心齿轮以及固定连接至第一轴的第四环形齿轮；两个制动器，选择性地保持 第四轴和第五轴不旋转的；离合器，选择性地将第六轴连接至输入。在又一个示例中，第二 齿轮传动装置可以实施为具有轴线传输（axistransfer)齿轮。第一换档元件选择性地：i) 在允许第二轴沿正向旋转的同时被动限制第二轴沿反向旋转，或U)保持第二轴在任一方 向上不旋转。第二换档元件和第三换档元件分别将输入选择性地连接至第二轴和第三轴。 -种变速器，包含：输入；输出；第一轴和第二轴；第一齿轮传动装置，被配置为用 于在所述第一轴、所述第二轴和所述输出之间固定地施加线性转速关系；第二齿轮传动装 置，被配置为用于在所述输入、所述输出和所述第二轴之间选择性地施加线性转速关系；第 三齿轮传动装置，被配置为用于择一地执行以下操作：i)保持所述第一轴不旋转，ii)在所 述输入和所述第一轴之间建立减速传动关系，以及iii)在所述输入和所述第一轴之间建 立倒档转速关系；第一换档元件，被配置为用于择一地执行以下操作：i)允许第二轴以正 方向旋转的同时被动限制所述第二轴以反方向旋转，以及ii)保持所述第二轴不以任一方 向旋转；以及第二换档元件，被配置为用于选择性地将所述输入连接至所述第二轴。根据本专利技术的一个实施例，所述第一齿轮传动装置包含简单行星齿轮组，所述简 单行星齿轮组具有固定连接至所述第一轴的中心齿轮、固定连接至所述第二轴的齿轮架和 固定连接至所述输出的环形齿轮。根据本专利技术的一个实施例，第二齿轮传动装置包含：简单行星齿轮组，该简单行星 齿轮组具有中心齿轮、固定连接至输出的齿轮架和固定连接至第二轴的环形齿轮；以及离 合器，配置用于将中心齿轮选择性地连接至输入。根据本专利技术的一个实施例，第二齿轮传动装置包含：简单行星齿轮组，该简单行星 齿轮组具有固定连接至输入的中心齿轮、固定连接至输出的齿轮架以及环形齿轮；以及离 合器，配置用于将环形齿轮选择性地连接至第二轴。根据本专利技术的一个实施例，第三齿轮传动装置包含：第四轴、第五轴和第六轴；第 四齿+轮传动装置，配置用于在第四轴、第一轴、第五轴和第六轴之间固定施加线性转速关 系；第四换档元件，配置用于将第六轴选择性地连接至输入；第五换档元件，配置用于选择 性地保持第五轴不旋转；以及第六换档元件，配置用于选择性地保持第四轴不旋转。 ^010]根据本专利技术的一个实施例，第四齿轮传动装置包含：第三简单行星齿轮组，该行星 齿轮组具有固定连接至第四轴的第三中心齿轮、固定连接至第五轴的第三齿轮架和固定连 接5第六轴的第三环形齿轮；第四简单行星齿轮组，该行星齿轮组具有固定连接至第六轴 和第三环形齿轮的第四中心齿轮、固定连接至第五轴和第三齿轮架的第四齿轮架以及固定 连接至第一轴的第四环形齿轮。根据本专利技术的一个实施例，第四简单行星齿轮组径向位于第三简单行星齿轮组的 外侧。 C0012] f据本专利技术的一个实施例，第一换档元件包含：位于变速器壳体和第二轴之间的 被动单向离合器；以及牙嵌式离合器，配置用于将变速器壳体选择性地连接至第二轴。 一种变速器，包含：第一齿轮组，具有第一中心齿轮、第一齿轮架以及固定连接至 输入的第:环形齿轮；第二齿轮组，具有固定连接至所述输入的第二中心齿轮、固定连接至 所述第一齿轮架的第二齿轮架以及第二环形齿轮；第一制动器，被配置为用于选择性地保 5 说明书 CN 104696452 A 3/9页 持所述第二环形齿轮不旋转；第二制动器，被配置为用于选择性地保持所述第一齿轮架和 所述第二齿轮架不旋转；以及第三制动器，被配置为用于选择性地保持所述第一中心齿轮 不旋转。 根据本专利技术的一个实施例，所述变速器进一步包含：第三齿轮组，具有固定连接至 第二环形^的第三中心齿轮、第三齿轮架以及固定连接至当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变速器，包含：输入；输出；第一轴、第二轴和第三轴；第一齿轮传动装置，被配置为用于在所述第一轴、所述第二轴、所述输出和所述第三轴之间固定地施加线性转速关系；第二齿轮传动装置，被配置为用于择一地执行以下操作：i)保持所述第一轴不旋转，或ii)在所述输入和所述第一轴之间建立减速传动关系，以及iii)在所述输入和所述第一轴之间建立倒档转速关系；第一换档元件，被配置为用于择一地执行以下操作：i)允许第二轴以正方向旋转的同时被动限制所述第二轴以反方向旋转，以及ii)保持所述第二轴不以任一方向旋转；第二换档元件，被配置为用于将所述输入选择性地连接至所述第二轴；以及第三换档元件，被配置为用于将所述输入选择性地连接至所述第三轴。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷戈里·丹尼尔·格莱斯基，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US