集成有低速范围的多级变速器制造技术

本发明专利技术提供了一种集成有低速范围的多级变速器，一种变速器传动系布置包括简单的四个行星齿轮组、三个制动器和四个旋转离合器。制动器和离合器中的三个可组合地接合，以建立至少十个前进传动比和至少三个倒车传动比。最小的前进传动比和最小的倒车传动比可用于实施低速范围模式，以避免对双速分动箱的需求。

【技术实现步骤摘要】
集成有低速范围的多级变速器
本公开涉及用于机动车辆的自动变速器领域。更具体地，本公开涉及动力传动变速器中齿轮、离合器的布置及它们之间的相互连接。
技术介绍
一些车辆在包括前进运动和倒车运动两者的宽车速范围内使用。然而，某些类型的发动机仅能够在窄车速范围内有效运转。因此，经常采用能够在多个转速比下有效传递动力的变速器。通常，变速器具有安装到车辆结构的壳体、由发动机曲轴驱动的输入轴和驱动车轮的输出轴。通常，在发动机和变速器的输入轴之间采用诸如变矩器或启动离合器的启动装置，从而发动机能够怠速运转，而车辆和输入轴静止。此外，差速装置可将变速器的输出轴连接到车轮，以提供额外的固定转速比并允许左车轮和右车轮在车辆转弯时以略微不同的速度旋转。变速器输入轴的转速与变速器输出轴的转速的比率称为传动比。当车速较低时，变速器通常以高传动比运转，从而它使发动机扭矩倍增以提高加速度。在车速较高时，使变速器以低传动比运转，而允许与安静、节能的巡航有关的发动机转速。某些车辆配备有分动箱，该分动箱将动力传递至前车轮和后车轮两者。一些分动箱在变速器输出轴和差速器之间提供多个分动箱比率，从而驾驶员能够选择高速范围和低速范围。针对道路运输可选择高速范围，而针对越野用途可使用低速范围以提供更高的转速比。当存在双速分动箱时，总比率是传动比与分动箱比率的乘积。在某些情况下，例如，在从道路转换到越野或者从越野转换到道路的状况下，期望在车辆行驶的同时在高速范围和低速范围之间进行切换，最好不中断传递至车轮的动力流。
技术实现思路
一种变速器布置可包括适于在低速范围运转模式下使用的正传动比和负传动比两者。在一个实施例中，变速器包括输入轴和输出轴以及第一旋转元件、第二旋转元件、第三旋转元件、第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件。第一传动系布置固定地约束第一元件的转速在输入轴的转速和第二元件的转速之间。第一传动系布置可以是（例如）简单的行星齿轮组，所述行星齿轮组包括固定地结合到输入轴的太阳齿轮、作为第一元件的行星架和作为第二元件的环形齿轮。第二传动系布置固定地约束第三元件的转速在第一元件的转速和第四元件的转速之间。第二传动系布置可以是（例如）简单的行星齿轮组，所述行星齿轮组具有作为第四元件的太阳齿轮、作为第三元件的行星架和作为第一元件的环形齿轮。第三传动系布置固定地约束输出轴的转速、第三元件的转速、第五元件的转速和第六元件的转速。第三传动系布置可以是（例如）简单的两个行星齿轮组，其中，第一太阳齿轮是第三元件，第二太阳齿轮是第五元件，第一行星架和第二环形齿轮的组合是第六元件，且第一环形齿轮和第二行星架固定地结合到输出轴。作为另一示例，第三传动系布置可以是简单的两个行星齿轮组，其中，第二环形齿轮是第三元件，第一太阳齿轮和第二太阳齿轮的组合是第五元件，第一环形齿轮和第二行星架的组合是第六元件，且第一行星架固定地结合到输出轴。变速器可包括多个离合器，所述多个离合器包括分别选择性地保持第五元件、第四元件和第二元件不旋转的第一制动器、第二制动器和第三制动器。第一离合器和第二离合器可分别选择性地将第二元件和第六元件结合到输入轴。第三离合器可选择性地将第四元件结合到第六元件，且第四离合器可选择性地将第二元件结合到第三元件。当所有的七个离合器均存在时，第三制动器可用作范围离合器，所述范围离合器接合以在低速范围下使车辆起步，并且所述范围离合器分离以在高速范围下使车辆起步。范围离合器可在任一范围下再次接合，以建立超速传动比。在另一实施例中，变速器包括变速器壳体、输入轴和输出轴以及第一旋转元件、第二旋转元件、第三旋转元件、第四旋转元件、第五旋转元件、第六旋转元件、第七旋转元件和第八旋转元件。第一传动系布置固定地约束第一元件的转速在输入轴的转速和第二元件的转速之间。第二传动系布置固定地约束第三元件的转速在第一元件的转速和第四元件的转速之间。第三传动系布置固定地约束第六元件的转速在输出轴的转速和第三元件的转速之间。第四传动系布置固定地约束第七元件的转速在第五元件的转速和第八元件的转速之间。第五元件固定地或选择性地结合到变速器壳体，第七元件固定地或选择性地结合到输出轴，且第八元件固定地或选择性地结合到第六元件。在示例性实施例中，第一制动器选择性地将第五元件结合到变速器壳体，同时第七元件固定地结合到输出轴，第八元件固定地结合到第六元件。第二制动器和第三制动器可分别选择性地将第四元件和第二元件结合到变速器壳体。第一离合器和第二离合器可分别选择性地将第二元件和第六元件结合到输入轴。第三离合器可选择性地将第四元件结合到第六元件，且第四离合器可选择性地将第二元件结合到第三元件。当所有的七个离合器均存在时，第三制动器可用作范围离合器，所述范围离合器接合以在低速范围下使车辆起步，并且所述范围离合器分离以在高速范围下使车辆起步。范围离合器可在任一范围下再次接合，以建立超速传动比。在另一实施例中，当选择了高速范围时，车辆在倒车时使用第一负传动比起步，当选择了低速范围时，车辆在倒车时使用第二负传动比起步。当在第二负传动比下起步时，车辆可操作性地换档至第一负传动比。当在第一负传动比下时，车辆可换档至第三负传动比。当选择了高速范围时，车辆还可使用第一正传动比起步，当在换档至第一正传动比之后选择了低速范围时，车辆可在第二正传动比下起步。从第二正传动比换档至第一正传动比可包括使范围离合器分离。范围离合器可再次接合，以建立可作为超速传动比的第三正传动比。在另一实施例中，一种变速器包括：输入轴；输出轴；变速器壳体；第一传动系布置，被构造成固定地约束第一元件以输入轴的转速和第二元件的转速之间的转速旋转；第二传动系布置，被构造成固定地约束第三元件以第一元件的转速和第四元件的转速之间的转速旋转；第三传动系布置，被构造成固定地约束第六元件以输出轴的转速和第三元件的转速之间的转速旋转；第四传动系布置，被构造成固定地约束第七元件以第五元件的转速和第八元件的转速之间的转速旋转，其中，第五元件结合到变速器壳体，第七元件结合到输出轴，第八元件结合到第六元件。所述变速器还可包括第一制动器，所述第一制动器被构造成选择性地将第五元件结合到变速器壳体。所述变速器还可包括：第二制动器，被构造成选择性地将第四元件结合到变速器壳体；第一离合器，被构造成选择性地将输入轴操作地结合到第二元件；第二离合器，被构造成选择性地将输入轴结合到第六元件；第三离合器，被构造成选择性地将第四元件结合到第六元件。所述变速器还可包括第四离合器，所述第四离合器被构造成选择性地将第二元件结合到第三元件。所述变速器还可包括第三制动器，所述第三制动器被构造成选择性地将第二元件结合到变速器壳体。在另一实施例中，一种使车辆运转的方法，所述方法包括：响应于选择高速范围，使车辆在倒车时在第一负传动比下起步；响应于选择低速范围，使车辆在倒车时在第二负传动比下起步。所述方法还可包括：从第二负传动比换档至第一负传动比。所述方法还可包括：从第一负传动比换档至第三负传动比。所述方法还可包括：响应于选择高速范围，在第一正传动比下使车辆起步；响应于选择低速范围，在第二正传动比下使车辆起步，然后换档至第一正传动比。在低速范围下使车辆起步可包括：接合范围离合器，并且从第二正传动比换档可包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变速器包括：输入轴；输出轴；第一传动系布置，被构造成固定地约束第一元件以输入轴的转速和第二元件的转速之间的转速旋转；第二传动系布置，被构造成固定地约束第三元件以第一元件的转速和第四元件的转速之间的转速旋转；第三传动系布置，被构造成固定地约束输出轴以第五元件的转速和第六元件的转速之间的转速旋转，并固定地约束第六元件以输出轴的转速和第三元件的转速之间的转速旋转。

【技术特征摘要】
2012.12.21 US 13/723,9831.一种变速器包括：输入轴；输出轴；第一传动系布置，被构造成固定地约束第一元件以输入轴的转速和第二元件的转速之间的转速旋转；第二传动系布置，被构造成固定地约束第三元件以第一元件的转速和第四元件的转速之间的转速旋转；第三传动系布置，被构造成固定地约束输出轴以第五元件的转速和第六元件的转速之间的转速旋转，并固定地约束第六元件以输出轴的转速和第三元件的转速之间的转速旋转。2.根据权利要求1所述的变速器，所述变速器还包括：第一制动器，被构造成选择性地保持第五元件不旋转；第二制动器，被构造成选择性地保持第四元件不旋转；第一离合器，被构造成选择性地将输入轴操作性地结合到第二元件；第二离合器，被构造成选择性地将输入轴结合到第六元件；第三离合器，被构造成选择性地将第四元件结合到第六元件。3.根据权利要求2所述的变速器，其中，第二元件被结合到第三元件。4.根据权利要求3所述的变速器，所述变速器还包括第四离合器，所述第四离合器被构造成选择性地将第二元件结合到第三元件。5.根据权利要求4所述的变速器，所述变速器还包括第三制动器，所述第三制动器被构造成选择性地保持第二元件不旋转。6.根据权利要求3所述的变速器，所述变速器还包括第三制动器，所述第三制动器被构造成选择性地保持第二元件不旋转。7.根据权利要求1所述的变速器，其中，第一传动系布置包括简单的行星齿轮组，所述行星齿轮组具有固定地结合到输入轴的太阳齿轮、作为第一元件的行星架、作为第二元件的环形齿轮以及多个行星齿轮，...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·杰拉德·托马斯，唐纳德·爱德华·霍夫曼，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