專利名稱：用于車輛的自動變速器的齒輪系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于車輛的自動變速器的齒輪系，其通過將四個(gè)簡單行星齒輪組與四個(gè)離合器及兩個(gè)制動器組合，從而實(shí)現(xiàn)了至少十個(gè)前進(jìn)速度和一個(gè)倒退速度。
背景技術(shù)：
自動變速器的典型的換檔機(jī)構(gòu)采用多個(gè)行星齒輪組的組合。包括多個(gè)行星齒輪組的這種自動變速器的齒輪系改變從該自動變速器的扭矩變換器接收到的旋轉(zhuǎn)速度和扭矩， 并相應(yīng)地將改變后的扭矩傳遞到輸出軸。眾所周知，當(dāng)變速器所實(shí)現(xiàn)的換檔速度的數(shù)目更大時(shí)，就能夠?qū)υ撟兯倨鞯乃俦冗M(jìn)行更為優(yōu)化的設(shè)計(jì)，從而車輛能夠具有經(jīng)濟(jì)的燃油里程以及更好的性能。因?yàn)檫@個(gè)原因， 能夠?qū)崿F(xiàn)更多換檔速度的自動變速器處于不斷的研究中。此外，對于同樣數(shù)目的速度，以耐用性、動力傳遞的效率以及尺寸為例的齒輪系的特征基本取決于所組合的行星齒輪組的布局。因此，對于齒輪系的組合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)同樣處于不斷的研究中。具有過多速度的手動變速器會給駕駛者帶來不便。因此，具有更多換檔速度的有利特征在自動變速器中更為重要，這是因?yàn)樽詣幼兯倨髯詣涌刂茡Q檔操作。目前，四速和五速自動變速器在市場上最為常見。然而，六速自動變速器也已經(jīng)被實(shí)現(xiàn)了，用于提高動力傳遞的性能，并用于增強(qiáng)車輛的燃料里程。此外，已經(jīng)相當(dāng)快地開發(fā)了七速自動變速器和八速自動變速器。公開于本背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個(gè)方面旨在提供一種用于車輛的自動變速器的齒輪系，其通過將四個(gè)簡單行星齒輪組與四個(gè)離合器及兩個(gè)制動器組合，從而實(shí)現(xiàn)了至少十個(gè)前進(jìn)速度和一個(gè)倒退速度，因此取得了簡化自動變速器結(jié)構(gòu)并提高動力輸送性能和節(jié)約燃料的優(yōu)點(diǎn)。在本發(fā)明的一個(gè)方面，用于車輛的自動變速器的齒輪系包括第一、第二、第三和第四行星齒輪組以及多個(gè)摩擦構(gòu)件，所述第一、第二、第三和第四行星齒輪組分別具有三個(gè)旋轉(zhuǎn)元件，其中所述第一行星齒輪組的一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件可以固定地連接到所述第二行星齒輪組的一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件，所述第二行星齒輪組的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件可以固定地連接到所述第三行星齒輪組的一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件，所述第三行星齒輪組的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件可以固定地連接到所述第四行星齒輪組的一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件，并且所述第四行星齒輪組的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件可以固定地連接到所述第一行星齒輪組的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件，從而可以形成八個(gè)旋轉(zhuǎn)元件，其中所述八個(gè)旋轉(zhuǎn)元件包括第一旋轉(zhuǎn)元件，所述第一旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接到變速器殼體，以便作為選擇性的固定元件進(jìn)行操作；第二旋轉(zhuǎn)元件；第三旋轉(zhuǎn)元件，所述第三旋轉(zhuǎn)元件作為最終輸出元件進(jìn)行操作；第四旋轉(zhuǎn)元件，所述第四旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接到所述變速器殼體，以便作為選擇性的固定元件進(jìn)行操作；第五旋轉(zhuǎn)元件，所述第五旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接到輸入軸，以便作為選擇性的輸入元件進(jìn)行操作；第六旋轉(zhuǎn)元件，所述第六旋轉(zhuǎn)元件固定地連接到所述輸入軸，以便總是作為輸入元件進(jìn)行操作；第七旋轉(zhuǎn)元件，所述第七旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接到所述第三旋轉(zhuǎn)元件；以及第八旋轉(zhuǎn)元件，所述第八旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接到所述第二旋轉(zhuǎn)元件，并且選擇性地連接到所述第五旋轉(zhuǎn)元件，并且其中所述多個(gè)摩擦構(gòu)件包括第一、第二、第三和第四離合器，所述第一、第二、第三和第四離合器選擇性地使得一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件與所述輸入軸或其它旋轉(zhuǎn)元件連接；以及第一和第二制動器，所述第一和第二制動器選擇性地使得一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件與所述變速器殼體連接。所述第一、第二、第三和第四行星齒輪組可以從發(fā)動機(jī)按照第一行星齒輪組、第二行星齒輪組、第三行星齒輪組以及第四行星齒輪組的次序設(shè)置。所述第一行星齒輪組可以為單小齒輪行星齒輪組，該單小齒輪行星齒輪組具有作為其旋轉(zhuǎn)元件的第一太陽輪、第一行星架和第一內(nèi)齒圈，所述第二行星齒輪組可以為單小齒輪行星齒輪組，該單小齒輪行星齒輪組具有作為其旋轉(zhuǎn)元件的第二太陽輪、第二行星架和第二內(nèi)齒圈，所述第三行星齒輪組可以為雙小齒輪行星齒輪組，該雙小齒輪行星齒輪組具有作為其旋轉(zhuǎn)元件的第三太陽輪、第三行星架和第三內(nèi)齒圈，并且所述第四行星齒輪組可以為單小齒輪行星齒輪組，該單小齒輪行星齒輪組具有作為其旋轉(zhuǎn)元件的第四太陽輪、 第四行星架和第四內(nèi)齒圈。所述第一太陽輪可以固定地連接到所述第二太陽輪，所述第二內(nèi)齒圈可以固定地連接到所述第三太陽輪，所述第三行星架可以固定地連接到所述第四太陽輪，并且所述第一行星架可以固定地連接到所述第四內(nèi)齒圈，從而所述第一內(nèi)齒圈可以作為所述第一旋轉(zhuǎn)元件進(jìn)行操作，所述第一行星架和所述第四內(nèi)齒圈可以作為所述第二旋轉(zhuǎn)元件進(jìn)行操作， 所述第四行星架可以作為所述第三旋轉(zhuǎn)元件進(jìn)行操作，所述第一和第二太陽輪可以作為第四旋轉(zhuǎn)元件進(jìn)行操作，所述第三行星架和所述第四太陽輪可以作為所述第五旋轉(zhuǎn)元件進(jìn)行操作，所述第二行星架可以作為所述第六旋轉(zhuǎn)元件進(jìn)行操作，所述第三內(nèi)齒圈可以作為所述第七旋轉(zhuǎn)元件進(jìn)行操作，并且所述第二內(nèi)齒圈和所述第三太陽輪可以作為所述第八旋轉(zhuǎn)元件進(jìn)行操作。所述第一離合器可以選擇性地將所述第五旋轉(zhuǎn)元件連接到所述輸入軸，所述第二離合器可以選擇性地將所述第五旋轉(zhuǎn)元件連接到所述第八旋轉(zhuǎn)元件，所述第三離合器可以選擇性地將所述第二旋轉(zhuǎn)元件連接到所述第八旋轉(zhuǎn)元件，所述第四離合器可以選擇性地將所述第三旋轉(zhuǎn)元件連接到所述第七旋轉(zhuǎn)元件，所述第一制動器可以選擇性地將所述第四旋轉(zhuǎn)元件連接到所述變速器殼體，并且所述第二制動器可以選擇性地將所述第一旋轉(zhuǎn)元件連接到所述變速器殼體。所述第一和第二制動器可以設(shè)置在所述第一行星齒輪組的外圓周部分處，所述第三離合器可以設(shè)置在所述第二和第三行星齒輪組之間，所述第二和第四離合器可以設(shè)置在
5所述第三和第四行星齒輪組之間，并且所述第一離合器可以設(shè)置在所述第四行星齒輪組之后，其中所述第一、第二、第三和第四行星齒輪組可以從發(fā)動機(jī)按照第一行星齒輪組、第二行星齒輪組、第三行星齒輪組以及第四行星齒輪組的次序設(shè)置。所述第一離合器以及所述第一和第二制動器可以在第一前進(jìn)速度進(jìn)行操作，所述第二離合器以及所述第一和第二制動器可以在第二前進(jìn)速度進(jìn)行操作，所述第一和第二離合器以及所述第二制動器可以在第三前進(jìn)速度進(jìn)行操作，所述第二和第三離合器以及所述第二制動器可以在第四前進(jìn)速度進(jìn)行操作，所述第一和第三離合器以及所述第二制動器可以在第五前進(jìn)速度進(jìn)行操作，所述第一和第四離合器以及所述第二制動器可以在第六前進(jìn)速度進(jìn)行操作，所述第一、第三和第四離合器可以在第七前進(jìn)速度進(jìn)行操作，所述第一和第四離合器以及所述第一制動器可以在第八前進(jìn)速度進(jìn)行操作，所述第一和第三離合器以及所述第一制動器可以在第九前進(jìn)速度進(jìn)行操作，所述第三和第四離合器以及所述第一制動器可以在第十前進(jìn)速度進(jìn)行操作，并且所述第四離合器以及所述第一和第二制動器可以在倒退速度進(jìn)行操作。通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發(fā)明的某些原理的具體實(shí)施方式
，本發(fā)明的方法和裝置所具有的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚或更為具體地得以說明。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的齒輪系的示意圖。圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的齒輪系的構(gòu)成元件的連接關(guān)系的示意圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的齒輪系的操作表，其中〇表示在滑行時(shí)操作(operated at coast)0圖4為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的齒輪系在第一前進(jìn)速度的杠桿圖。圖5為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的齒輪系在第二前進(jìn)速度的杠桿圖。圖6為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的齒輪系在第三前進(jìn)速度的杠桿圖。圖7為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的齒輪系在第四前進(jìn)速度的杠桿圖。圖8為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的齒輪系在第五前進(jìn)速度的杠桿圖。圖9為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的齒輪系在第六前進(jìn)速度的杠桿圖。圖10為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的齒輪系在第七前進(jìn)速度的杠桿圖。圖11為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的齒輪系在第八前進(jìn)速度的杠桿圖。圖12為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的齒輪系在第九前進(jìn)速度的杠桿圖。圖13為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的齒輪系在第十前進(jìn)速度的杠桿圖。圖14為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的齒輪系在倒退速度的杠桿圖。應(yīng)理解的是，附圖呈現(xiàn)了闡述本發(fā)明基本原理的各個(gè)特征的一定程度的簡化表示，從而不一定是按比例繪制的。本文所公開的本發(fā)明的特定設(shè)計(jì)特征，包括例如特定尺寸、定向、位置以及形狀，將部分地由具體意圖的應(yīng)用以及使用環(huán)境所確定。在附圖中，附圖標(biāo)記在全部的幾個(gè)附圖中表示本發(fā)明的相同或者等效的部分。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)地參考本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案，這些實(shí)施方案的實(shí)例被顯示在附圖中并描述如下。盡管本發(fā)明將與示例性實(shí)施方案相結(jié)合進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)意識到，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實(shí)施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實(shí)施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種選擇形式、修改形式、等效形式及其它實(shí)施方案。下文將參考所附附圖對本發(fā)明進(jìn)行更為全面的描述，在這些附圖中顯示了本發(fā)明的示例性實(shí)施方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，可以對所描述的實(shí)施方案進(jìn)行各種不同方式的修改，所有這些修改將不脫離本發(fā)明的精神或范圍。對于解釋本發(fā)明而言并不必要的那些部件的描述將被略去，并且在本說明書中同樣的構(gòu)成元件由同樣的附圖標(biāo)記表示。在具體描述中，使用序數(shù)以區(qū)別具有相同術(shù)語而不具有特定含義的構(gòu)成元件。圖1為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的齒輪系的示意圖。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的齒輪系包括設(shè)置在同樣的軸線上的第一、第二、第三和第四行星齒輪組PG1、PG2、 PG3和PG4，具有四個(gè)離合器Cl、C2、C3和C4的離合器裝置，以及具有兩個(gè)制動器Bl和B2 的制動器裝置。相應(yīng)地，從輸入軸IS輸入的旋轉(zhuǎn)速度通過第一、第二、第三和第四行星齒輪組 PG1、PG2、PG3和PG4而改變，并經(jīng)過輸出軸OS而輸出。第一行星齒輪組PGl接近發(fā)動機(jī)設(shè)置，且第二、第三和第四行星齒輪組PG2、PG3和PG4依次設(shè)置在第一行星齒輪組PGl之后。輸入軸IS是輸入構(gòu)件，并且表示扭矩轉(zhuǎn)換器中的渦輪軸。從發(fā)動機(jī)的曲柄軸傳遞的扭矩由所述扭矩轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并經(jīng)過輸入軸IS而輸入到所述齒輪系。輸出軸OS為輸出構(gòu)件，并且連接到公知的差動設(shè)備(未顯示)，以便將所述齒輪系的輸出傳遞到驅(qū)動輪。第一行星齒輪組PGl是單小齒輪行星齒輪組，并且具有包括太陽輪、行星架和內(nèi)齒圈的三個(gè)旋轉(zhuǎn)元件。為了更好地理解且便于描述，所述太陽輪由第一太陽輪Sl表示，所述行星架由第一行星架PCl表示，并且所述內(nèi)齒圈由第一內(nèi)齒圈Rl表示。第二行星齒輪組PG2是單小齒輪行星齒輪組，并且具有包括太陽輪、行星架和內(nèi)齒圈的三個(gè)旋轉(zhuǎn)元件。為了更好地理解且便于描述，所述太陽輪由第二太陽輪S2表示，所述行星架由第二行星架PC2表示，并且所述內(nèi)齒圈由第二內(nèi)齒圈R2表示。第三行星齒輪組PG3是雙小齒輪行星齒輪組，并且具有包括太陽輪、行星架和內(nèi)齒圈的三個(gè)旋轉(zhuǎn)元件。為了更好地理解且便于描述，所述太陽輪由第三太陽輪S3表示，所述行星架由第三行星架PC3表示，并且所述內(nèi)齒圈由第三內(nèi)齒圈R3表示。第四行星齒輪組PG4是單小齒輪行星齒輪組，并且具有包括太陽輪、行星架和內(nèi)齒圈的三個(gè)旋轉(zhuǎn)元件。為了更好地理解且便于描述，所述太陽輪由第四太陽輪S4表示，所述行星架由第四行星架PC4表示，并且所述內(nèi)齒圈由第四內(nèi)齒圈R4表示。第一、第二、第三和第四行星齒輪組PG1、PG2、PG3和PG4的每一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件連接為使得第一行星齒輪組PGl的一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件通過第一動力輸送構(gòu)件TMl連接到第二行星齒輪組PG2的一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件，第二行星齒輪組PG2的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件通過第二動力輸送構(gòu)件TM2 連接到第三行星齒輪組PG3的一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件，第三行星齒輪組PG3的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件通過第三動力輸送構(gòu)件TM3連接到第四行星齒輪組PG4的一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件，并且第四行星齒輪組PG4的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件通過第四動力輸送構(gòu)件TM4連接到第一行星齒輪組PGl的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件。相應(yīng)地，所述齒輪系包括八個(gè)旋轉(zhuǎn)元件附 N8。具體而言，第一太陽輪Sl固定地連接到第二太陽輪S2，第二內(nèi)齒圈R2固定地連接到第三太陽輪S3，第三行星架PC3固定地連接到第四太陽輪S4，并且第一行星架PCl固定地連接到第四內(nèi)齒圈R4。相應(yīng)地，第一、第二、第三和第四行星齒輪組PGl、PG2、PG3和PG4包括具有第一內(nèi)齒圈Rl的第一旋轉(zhuǎn)元件Ni、具有第一行星架PCl和第四內(nèi)齒圈R4的第二旋轉(zhuǎn)元件N2、具有第四行星架PC4的第三旋轉(zhuǎn)元件N3、具有第一和第二太陽輪Sl和S2的第四旋轉(zhuǎn)元件N4、 具有第三行星架PC3和第四太陽輪S4的第五旋轉(zhuǎn)元件N5、具有第二行星架PC2的第六旋轉(zhuǎn)元件N6、具有第三內(nèi)齒圈R3的第七旋轉(zhuǎn)元件N7以及具有第二內(nèi)齒圈R2和第三太陽輪S3 的第八旋轉(zhuǎn)元件N8，如圖2所示。此外，第一、第二、第三和第四離合器C1、C2、C3和C4以及第一和第二制動器Bl和 B2設(shè)置為選擇性地將每一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件連接到其它旋轉(zhuǎn)元件、輸入軸IS或輸出軸OS。第一離合器Cl設(shè)置在輸入軸IS和第五旋轉(zhuǎn)元件N5的第四太陽輪S4之間，以便選擇性地將第五旋轉(zhuǎn)元件N5作為輸入元件進(jìn)行操作。 第二離合器C2選擇性地將第三行星齒輪組PG3的第三太陽輪S3連接到第三行星架PC3，以便使第三行星齒輪組PG3成為直接聯(lián)接狀態(tài)。在此情況下，第五旋轉(zhuǎn)元件N5直接連接到第八旋轉(zhuǎn)元件N8。第三離合器C3選擇性地將第二旋轉(zhuǎn)元件N2連接到第八旋轉(zhuǎn)元件N8。第四離合器C4選擇性地將第三旋轉(zhuǎn)元件N3連接到第七旋轉(zhuǎn)元件N7。第一制動器Bl選擇性地將形成第四旋轉(zhuǎn)元件N4的第一太陽輪Sl和第二太陽輪 S2連接到變速器殼體H，從而第四旋轉(zhuǎn)元件N4選擇性地作為固定元件進(jìn)行操作。第二制動器B2選擇性地將形成第一旋轉(zhuǎn)元件附的第一內(nèi)齒圈Rl連接到變速器殼體H，從而第一旋轉(zhuǎn)元件m選擇性地作為固定元件進(jìn)行操作。具有第一、第二、第三和第四離合器Cl、C2、C3和C4以及第一和第二制動器Bl和 B2的摩擦元件是通過液壓操作的濕式常規(guī)多盤摩擦元件。此外，第一和第二制動器Bl和B2設(shè)置在第一行星齒輪組PGl的外圓周部分處， 第三離合器C3設(shè)置在第二和第三行星齒輪組PG2和PG3之間，第二和第四離合器C2和C4 設(shè)置在第三和第四行星齒輪組PG3和PG4之間，并且第一離合器Cl設(shè)置在第四行星齒輪組 PG4之后。如果摩擦元件按照上述方式散布，那么可以簡化用于為這些摩擦元件提供液壓的液壓管線的形式，并且可以增進(jìn)自動變速器中的重量平衡。圖3為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的齒輪系的操作表。也即，圖3顯示了在每一個(gè)換檔速度對哪個(gè)(哪些)離合器和制動器進(jìn)行操作。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，在每一個(gè)換檔速度對三個(gè)摩擦元件進(jìn)行操作。也即，第一離合器Cl以及第一和第二制動器Bl和B2在第一前進(jìn)速度Dl進(jìn)行操作，第二離合器C2以及第一和第二制動器Bl和B2在第二前進(jìn)速度D2進(jìn)行操作，第一和第二離合器Cl和C2以及第二制動器B2在第三前進(jìn)速度D3進(jìn)行操作，第二和第三離合器C2 和C3以及第二制動器B2在第四前進(jìn)速度D4進(jìn)行操作，第一和第三離合器Cl和C3以及第二制動器B2在第五前進(jìn)速度D5進(jìn)行操作，第一和第四離合器Cl和C4以及第二制動器B2 在第六前進(jìn)速度D6進(jìn)行操作，第一、第三和第四離合器Cl、C3和C4在第七前進(jìn)速度D7進(jìn)行操作，第一和第四離合器Cl和C4以及第一制動器Bl在第八前進(jìn)速度D8進(jìn)行操作，第一和第三離合器Cl和C3以及第一制動器Bl在第九前進(jìn)速度D9進(jìn)行操作，第三和第四離合器C3和C4以及第一制動器Bl在第十前進(jìn)速度DlO進(jìn)行操作，并且第四離合器C4以及第一和第二制動器Bl和B2在倒退速度REV進(jìn)行操作。圖4至圖14為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的齒輪系的杠桿圖。在這些附圖中， 較低水平線代表旋轉(zhuǎn)速度為“0”，且較高水平線代表旋轉(zhuǎn)速度為“ 1. 0”，也就是說，其旋轉(zhuǎn)速度與輸入軸IS的旋轉(zhuǎn)速度是相同的。在這些附圖中的八條豎直線從左至右依次表示第一旋轉(zhuǎn)元件m至第八旋轉(zhuǎn)元件 N8，并且它們之間的距離根據(jù)第一、第二、第三和第四行星齒輪組PG1、PG2、PG3和PG4的齒數(shù)比(太陽輪的齒數(shù)/內(nèi)齒圈的齒數(shù))而設(shè)置。在杠桿圖中的每個(gè)旋轉(zhuǎn)元件的位置對于設(shè)計(jì)齒輪系的本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的， 因此此處不再贅述。[第一前進(jìn)速度]在第一前進(jìn)速度D1，操作第一離合器Cl以及第一和第二制動器Bl和B2，如圖3 所示。在此情況下，輸入軸IS的旋轉(zhuǎn)速度輸入到第五旋轉(zhuǎn)元件N5和第六旋轉(zhuǎn)元件N6，并且第一行星齒輪組PGl的所有旋轉(zhuǎn)元件通過操作第一和第二制動器Bl和B2而停止，如圖 4所示。在輸入軸IS的旋轉(zhuǎn)速度輸入到第五旋轉(zhuǎn)元件N5和第六旋轉(zhuǎn)元件N6的狀態(tài)下，第一旋轉(zhuǎn)元件m和第四旋轉(zhuǎn)元件N4作為固定元件進(jìn)行操作。因此，第一、第二、第三和第四行星齒輪組PG1、PG2、PG3和PG4的旋轉(zhuǎn)元件形成圖4中所示的換檔線，并且第一前進(jìn)速度 Dl通過作為輸出元件的第三旋轉(zhuǎn)元件N3而輸出。[第二前進(jìn)速度]在第二前進(jìn)速度D2，松開在第一前進(jìn)速度Dl操作的第一離合器Cl，并且操作第二離合器C2，如圖3所示。在此情況下，第一行星齒輪組PGl的所有旋轉(zhuǎn)元件停止，并且通過操作第二離合器C2而使第三行星齒輪組PG3成為直接聯(lián)接狀態(tài)，如圖5所示。在此情況下，輸入軸IS的旋轉(zhuǎn)速度輸入到第六旋轉(zhuǎn)元件N6。因此，第一、第二、第三和第四行星齒輪組PG1、PG2、PG3 和PG4的旋轉(zhuǎn)元件形成圖5中所示的換檔線，并且第二前進(jìn)速度D2通過作為輸出元件的第三旋轉(zhuǎn)元件N3而輸出。[第三前進(jìn)速度]在第三前進(jìn)速度D3，松開在第二前進(jìn)速度D2操作的第一制動器Bl，并且操作第一離合器Cl，如圖3所示。在此情況下，輸入軸IS的旋轉(zhuǎn)速度輸入到第五和第六旋轉(zhuǎn)元件N5和N6，并且通過操作第二離合器C2使第二和第三行星齒輪組PG2和PG3成為直接聯(lián)接狀態(tài)。因此，第一、 第二、第三和第四行星齒輪組PG1、PG2、PG3和PG4的旋轉(zhuǎn)元件形成圖6中所示的換檔線，并且第三前進(jìn)速度D3通過作為輸出元件的第三旋轉(zhuǎn)元件N3而輸出。
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[第四前進(jìn)速度]在第四前進(jìn)速度D4，松開在第三前進(jìn)速度D3操作的第一離合器Cl，并且操作第三離合器C3，如圖3所示。在此情況下，同時(shí)操作第二和第三離合器C2和C3，使得第三和第四行星齒輪組 PG3和PG4成為直接聯(lián)接狀態(tài)，并且輸入軸IS的旋轉(zhuǎn)速度輸入到第六旋轉(zhuǎn)元件N6，如圖7 所示。因此，第一、第二、第三和第四行星齒輪組PG1、PG2、PG3和PG4的旋轉(zhuǎn)元件形成圖 7中所示的換檔線，并且第四前進(jìn)速度D4通過作為輸出元件的第三旋轉(zhuǎn)元件N3而輸出。[第五前進(jìn)速度]在第五前進(jìn)速度D5，松開在第四前進(jìn)速度D4操作的第二離合器C2，并且操作第一離合器Cl，如圖3所示。在此情況下，通過操作第一離合器Cl使輸入軸IS的旋轉(zhuǎn)速度輸入到第五和第六旋轉(zhuǎn)元件N5和N6，并且通過操作第三離合器C3使第二旋轉(zhuǎn)元件N2連接到第八旋轉(zhuǎn)元件 N8，如圖8所示。因此，第一、第二、第三和第四行星齒輪組PG1、PG2、PG3和PG4的旋轉(zhuǎn)元件形成圖 8中所示的換檔線，并且第五前進(jìn)速度D5通過作為輸出元件的第三旋轉(zhuǎn)元件N3而輸出。[第六前進(jìn)速度]在第六前進(jìn)速度D6，松開在第五前進(jìn)速度D5操作的第三離合器C3，并且操作第四離合器C4，如圖3所示。在此情況下，通過操作第一離合器Cl使輸入軸IS的旋轉(zhuǎn)速度輸入到第五和第六旋轉(zhuǎn)元件N5和N6，并且通過操作第四離合器C4使第三旋轉(zhuǎn)元件N3連接到第七旋轉(zhuǎn)元件 N7，如圖9所示。因此，第一、第二、第三和第四行星齒輪組PG1、PG2、PG3和PG4的旋轉(zhuǎn)元件形成圖 9中所示的換檔線，并且第六前進(jìn)速度D6通過作為輸出元件的第三旋轉(zhuǎn)元件N3而輸出。[第七前進(jìn)速度]在第七前進(jìn)速度D7，松開在第六前進(jìn)速度D6操作的第二制動器B2，并且操作第三離合器C3，如圖3所示。在此情況下，通過操作第三和第四離合器C3和C4使第一、第二、第三和第四行星齒輪組PG1、PG2、PG3和PG4成為直接聯(lián)接狀態(tài)，并且輸入軸IS的旋轉(zhuǎn)速度輸入到第五和第六旋轉(zhuǎn)元件N5和N6，如圖10所示。因此，第一、第二、第三和第四行星齒輪組PG1、PG2、PG3 和PG4的旋轉(zhuǎn)元件形成圖10中所示的換檔線，并且第七前進(jìn)速度D7通過作為輸出元件的第三旋轉(zhuǎn)元件N3而輸出。第七前進(jìn)速度D7的旋轉(zhuǎn)速度與輸入軸IS的旋轉(zhuǎn)速度相同。[第八前進(jìn)速度]在第八前進(jìn)速度D8，松開在第七前進(jìn)速度D7操作的第三離合器C3，并且操作第一制動器Bi，如圖3所示。在此情況下，通過操作第一制動器Bl使第四旋轉(zhuǎn)元件N4作為固定元件進(jìn)行操作， 通過操作第一離合器Cl使輸入軸IS的旋轉(zhuǎn)速度輸入到第五和第六旋轉(zhuǎn)元件N5和N6，并且通過操作第四離合器C4使第三旋轉(zhuǎn)元件N3連接到第七旋轉(zhuǎn)元件N7，如圖11所示。因此，第一、第二、第三和第四行星齒輪組PG1、PG2、PG3和PG4的旋轉(zhuǎn)元件形成圖11中所示的換檔線，并且第八前進(jìn)速度D8通過作為輸出元件的第三旋轉(zhuǎn)元件N3而輸出。[第九前進(jìn)速度]在第九前進(jìn)速度D9，松開在第八前進(jìn)速度D8操作的第四離合器C4，并且操作第三離合器C3，如圖3所示。在此情況下，通過操作第一制動器Bl使第四旋轉(zhuǎn)元件N4作為固定元件進(jìn)行操作， 通過操作第一離合器Cl使輸入軸IS的旋轉(zhuǎn)速度輸入到第五和第六旋轉(zhuǎn)元件N5和N6，并且通過操作第三離合器C3使第二旋轉(zhuǎn)元件N2連接到第八旋轉(zhuǎn)元件N8，如圖12所示。因此，第一、第二、第三和第四行星齒輪組PG1、PG2、PG3和PG4的旋轉(zhuǎn)元件形成圖 12中所示的換檔線，并且第九前進(jìn)速度D9通過作為輸出元件的第三旋轉(zhuǎn)元件N3而輸出。[第十前進(jìn)速度]在第十前進(jìn)速度D10，松開在第九前進(jìn)速度D9操作的第一離合器Cl，并且操作第四離合器C4，如圖3所示。在此情況下，通過操作第一制動器Bl使第四旋轉(zhuǎn)元件N4作為固定元件進(jìn)行操作， 輸入軸IS的旋轉(zhuǎn)速度輸入到第六旋轉(zhuǎn)元件N6，并且通過操作第三離合器C3和第四離合器 C4使第三和第四行星齒輪組PG3和PG4成為直接聯(lián)接狀態(tài)，如圖13所示。因此，第一、第二、第三和第四行星齒輪組PG1、PG2、PG3和PG4的旋轉(zhuǎn)元件形成圖 13中所示的換檔線，并且第十前進(jìn)速度DlO通過作為輸出元件的第三旋轉(zhuǎn)元件N3而輸出。[倒退速度]在倒退速度REV，操作第四離合器C4以及第一和第二制動器Bl和B2，如圖3所示。在此情況下，通過操作第一和第二制動器Bl和B2使第一行星齒輪組PGl的所有旋轉(zhuǎn)元件停止，如圖14所示。在第一旋轉(zhuǎn)元件m和第四旋轉(zhuǎn)元件N4作為固定元件進(jìn)行操作的狀態(tài)下，輸入軸IS的旋轉(zhuǎn)速度輸入到第六旋轉(zhuǎn)元件N6，并且通過操作第四離合器C4使第三旋轉(zhuǎn)元件N3連接到第七旋轉(zhuǎn)元件N7。因此，第一、第二、第三和第四行星齒輪組PG1、PG2、PG3和PG4的旋轉(zhuǎn)元件形成圖 14中所示的換檔線，并且倒退速度REV通過作為輸出元件的第三旋轉(zhuǎn)元件N3而輸出。如上所述，通過將四個(gè)簡單行星齒輪組與四個(gè)離合器及兩個(gè)制動器組合而實(shí)現(xiàn)了十個(gè)前進(jìn)速度和一個(gè)倒退速度。因此可以提高動力輸送性能并節(jié)約燃料。由于所述摩擦元件分散設(shè)置，所以可以簡化液壓管線的形式，并且可以增進(jìn)自動變速器中的重量平衡。為了便于在所附權(quán)利要求中解釋和精確定義，術(shù)語“前”和“后”用于參考在圖中所示的示例性實(shí)施方案的特征的位置來對這些特征進(jìn)行描述。前面對本發(fā)明具體示例性實(shí)施方案所呈現(xiàn)的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并不想要成為毫無遺漏的，也不是想要把本發(fā)明限制為所公開的精確形式，顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實(shí)施方案并進(jìn)行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方案及其各種選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍意在由所附權(quán)利要求書及其等效形式所限定。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的自動變速器的齒輪系，具有第一、第二、第三和第四行星齒輪組以及多個(gè)摩擦構(gòu)件，所述第一、第二、第三和第四行星齒輪組分別具有三個(gè)旋轉(zhuǎn)元件，其中所述第一行星齒輪組的一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件固定地連接到所述第二行星齒輪組的一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件，所述第二行星齒輪組的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件固定地連接到所述第三行星齒輪組的一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件，所述第三行星齒輪組的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件固定地連接到所述第四行星齒輪組的一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件，并且所述第四行星齒輪組的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件固定地連接到所述第一行星齒輪組的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件，從而形成八個(gè)旋轉(zhuǎn)元件，其中所述八個(gè)旋轉(zhuǎn)元件包括第一旋轉(zhuǎn)元件，所述第一旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接到變速器殼體，以便作為選擇性的固定元件進(jìn)行操作；第二旋轉(zhuǎn)元件；第三旋轉(zhuǎn)元件，所述第三旋轉(zhuǎn)元件作為最終輸出元件進(jìn)行操作；第四旋轉(zhuǎn)元件，所述第四旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接到所述變速器殼體，以便作為選擇性的固定元件進(jìn)行操作；第五旋轉(zhuǎn)元件，所述第五旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接到輸入軸，以便作為選擇性的輸入元件進(jìn)行操作；第六旋轉(zhuǎn)元件，所述第六旋轉(zhuǎn)元件固定地連接到所述輸入軸，以便總是作為輸入元件進(jìn)行操作；第七旋轉(zhuǎn)元件，所述第七旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接到所述第三旋轉(zhuǎn)元件；以及第八旋轉(zhuǎn)元件，所述第八旋轉(zhuǎn)元件選擇性地連接到所述第二旋轉(zhuǎn)元件，并且選擇性地連接到所述第五旋轉(zhuǎn)元件，并且其中所述多個(gè)摩擦構(gòu)件包括第一、第二、第三和第四離合器，所述第一、第二、第三和第四離合器選擇性地使得一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件與所述輸入軸或其它旋轉(zhuǎn)元件連接；以及第一和第二制動器，所述第一和第二制動器選擇性地使得一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件與所述變速器殼體連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛的自動變速器的齒輪系，其中所述第一、第二、第三和第四行星齒輪組從發(fā)動機(jī)按照第一行星齒輪組、第二行星齒輪組、第三行星齒輪組以及第四行星齒輪組的次序設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛的自動變速器的齒輪系，其中所述第一行星齒輪組為單小齒輪行星齒輪組，該單小齒輪行星齒輪組具有作為其旋轉(zhuǎn)元件的第一太陽輪、第一行星架和第一內(nèi)齒圈，所述第二行星齒輪組為單小齒輪行星齒輪組，該單小齒輪行星齒輪組具有作為其旋轉(zhuǎn)元件的第二太陽輪、第二行星架和第二內(nèi)齒圈，所述第三行星齒輪組為雙小齒輪行星齒輪組，該雙小齒輪行星齒輪組具有作為其旋轉(zhuǎn)元件的第三太陽輪、第三行星架和第三內(nèi)齒圈，并且所述第四行星齒輪組為單小齒輪行星齒輪組，該單小齒輪行星齒輪組具有作為其旋轉(zhuǎn)元件的第四太陽輪、第四行星架和第四內(nèi)齒圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于車輛的自動變速器的齒輪系，其中所述第一太陽輪固定地連接到所述第二太陽輪，所述第二內(nèi)齒圈固定地連接到所述第三太陽輪，所述第三行星架固定地連接到所述第四太陽輪，并且所述第一行星架固定地連接到所述第四內(nèi)齒圈，從而所述第一內(nèi)齒圈作為所述第一旋轉(zhuǎn)元件進(jìn)行操作，所述第一行星架和所述第四內(nèi)齒圈作為所述第二旋轉(zhuǎn)元件進(jìn)行操作，所述第四行星架作為所述第三旋轉(zhuǎn)元件進(jìn)行操作，所述第一和第二太陽輪作為第四旋轉(zhuǎn)元件進(jìn)行操作，所述第三行星架和所述第四太陽輪作為所述第五旋轉(zhuǎn)元件進(jìn)行操作，所述第二行星架作為所述第六旋轉(zhuǎn)元件進(jìn)行操作，所述第三內(nèi)齒圈作為所述第七旋轉(zhuǎn)元件進(jìn)行操作，并且所述第二內(nèi)齒圈和所述第三太陽輪作為所述第八旋轉(zhuǎn)元件進(jìn)行操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛的自動變速器的齒輪系，其中所述第一離合器選擇性地將所述第五旋轉(zhuǎn)元件連接到所述輸入軸，所述第二離合器選擇性地將所述第五旋轉(zhuǎn)元件連接到所述第八旋轉(zhuǎn)元件， 所述第三離合器選擇性地將所述第二旋轉(zhuǎn)元件連接到所述第八旋轉(zhuǎn)元件， 所述第四離合器選擇性地將所述第三旋轉(zhuǎn)元件連接到所述第七旋轉(zhuǎn)元件， 所述第一制動器選擇性地將所述第四旋轉(zhuǎn)元件連接到所述變速器殼體，并且所述第二制動器選擇性地將所述第一旋轉(zhuǎn)元件連接到所述變速器殼體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于車輛的自動變速器的齒輪系，其中所述第一和第二制動器設(shè)置在所述第一行星齒輪組的外圓周部分處，所述第三離合器設(shè)置在所述第二和第三行星齒輪組之間，所述第二和第四離合器設(shè)置在所述第三和第四行星齒輪組之間，并且所述第一離合器設(shè)置在所述第四行星齒輪組之后。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于車輛的自動變速器的齒輪系，其中所述第一、第二、第三和第四行星齒輪組從發(fā)動機(jī)按照第一行星齒輪組、第二行星齒輪組、第三行星齒輪組以及第四行星齒輪組的次序設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于車輛的自動變速器的齒輪系，其中所述第一離合器以及所述第一和第二制動器在第一前進(jìn)速度進(jìn)行操作，所述第二離合器以及所述第一和第二制動器在第二前進(jìn)速度進(jìn)行操作， 所述第一和第二離合器以及所述第二制動器在第三前進(jìn)速度進(jìn)行操作， 所述第二和第三離合器以及所述第二制動器在第四前進(jìn)速度進(jìn)行操作， 所述第一和第三離合器以及所述第二制動器在第五前進(jìn)速度進(jìn)行操作， 所述第一和第四離合器以及所述第二制動器在第六前進(jìn)速度進(jìn)行操作， 所述第一、第三和第四離合器在第七前進(jìn)速度進(jìn)行操作， 所述第一和第四離合器以及所述第一制動器在第八前進(jìn)速度進(jìn)行操作， 所述第一和第三離合器以及所述第一制動器在第九前進(jìn)速度進(jìn)行操作， 所述第三和第四離合器以及所述第一制動器在第十前進(jìn)速度進(jìn)行操作，并且所述第四離合器以及所述第一和第二制動器在倒退速度進(jìn)行操作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于車輛的自動變速器的齒輪系，其通過將四個(gè)簡單行星齒輪組與四個(gè)離合器及兩個(gè)制動器組合，從而實(shí)現(xiàn)了至少十個(gè)前進(jìn)速度和一個(gè)倒退速度。此外，在每一個(gè)換檔速度操作三個(gè)摩擦元件。因此，所述齒輪系具有簡化自動變速器結(jié)構(gòu)、提高動力輸送性能并節(jié)約燃料的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F16H3/66GK102207176SQ201010560499
公開日2011年10月5日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者金右烈 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社