８速混合变速器结构制造技术

本发明专利技术涉及８速混合变速器结构。混合动力系统具有能够用于在混合变速器结构中提供八个向前速度比和一个倒档速度比的多个构件。变速器包括三个行星齿轮组，且具有五个转矩传递装置和四个固定互连件。动力系统包括发动机、阻尼器、泵、发动机断开离合器和驱动马达，均可操作地与变速器连接以提供强的混合操作能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有驱动马达和变速器的混合动力系统，所 述变速器带有由五个转矩传递装置控制的四个行星齿轮组，以在混合 变速器结构中提供八个向前速度比和一个倒档速度比。
技术介绍
内燃机，尤其是往复活塞型内燃机，在当前推进大多数 车辆。这种发动机是将燃料形式的高度集中的能量转换为有用机械功 率的相对有效、紧凑、轻质和便宜的机构。能够与内燃机一起使用且 能够降低燃料消耗和排放的新式变速器系统对公众是具有很大益处的。车辆通常对内燃机提出的各种需求使得燃料消耗和排放 增加超出了这种发动机的理想情况。通常，车辆由这种发动机推动， 发动机由小电动马达和相对小的电存储蓄电池从冷状态启动，然后快 速置于来自于推进和辅助设备的负载下。这种发动机也在宽的速度范 围和宽的负载范围内操作且通常在其最大功率输出的约五分之一的 平均值下操作。车辆变速器通常将来自于发动机的机械功率传输给传动 系统的其余部分，如固定式最终传动齿轮、轴和车轮。典型的机械变 速器允许发动机操作的一些自由度，通常通过交替选择五个或六个不 同的传动比，允许发动机在车辆静止时操作附件的空档选择，以及离 合器或变矩器，用于在传动比之间平稳过渡和借助于发动机转动从静 止启动车辆。变速器档位选择通常允许以转矩倍增和速度减小的比、 以转矩减小和速度倍增的比(称为超速传动)或以倒档比将来自于发 动机的功率传输给传动系统的其余部分。 混合系统可以多种方式改进车辆燃料经济性。例如，发 动机可以在怠速时，在减速和制动期间和在低速或轻负载操作期间关 闭，以减轻由于发动机阻力引起的效率损失。在这些发动机关闭期间， 使用捕获的制动能量(经由再生制动)或在发动机操作期间由用作发6电机的马达存储的能量。发动机转矩或功率的瞬时需求在发动机运行电动模式期间由马达补充从而允许减小发动机尺寸而不明显降低车 辆性能。此外，对于给定功率需求，发动机可以在最佳效率点处操作 或者在最佳效率点附近操作。马达/发电机能够在制动期间捕获车辆动 能，用于使发动机关闭更长时间，补充发动机转矩或功率和/或以低发 动机转速操作，或补充辅助功率供应。此外，马达/发电机在辅助功率 产生方面非常有效且来自于蓄电池的电功率用作可用转矩备用，从而 允许以相对低的变速器数值速度比操作。
技术实现思路
本专利技术的优选实施例4是供改进的混合动力系统，所述混 合动力系统具有驱动马达、阻尼器、起动装置(例如，离合器、变矩 器或液力偶合器)和变速器，变速器具有四个行星齿轮组，所述行星 齿轮组被控制以提供至少八个向前速度比和至少 一个倒档速度比。 本专利技术的变速器族具有四个行星齿轮组，所述行星齿轮 组中的每个包括第一、第二和第三构件，所述构件可以任何顺序包括 太阳轮、齿圏、或行星架组件构件。 关于本说明书和权利要求书中的第一、第二和第三齿轮 组，这些组可以在附图中以任何顺序(即，从左到右，/人右到左，等) 计数为第一至第三。此外，每个齿轮组的第一、第二和第三构件 可以在附图中以任何顺序(即，从上到下，从下到上，等)计数为每 个齿轮组的第一至第三。 每个架构件能够是单小齿轮架构件(简单的)或双小齿 轮架构件(复合的)。具有长的小齿轮的实施例也是可能的。第一互连构件将第一行星齿轮组的第一构件与第二行星 齿轮组的第 一 构件连续地连接。 第二互连构件将第一行星齿轮组的第二构件与第四行星 齿轮组的第三构件连续地连接。 第三互连构件将第三行星齿轮组的第二构件与第四行星 齿轮组的第二构件连续地连接。 第四互连构件将第二行星齿轮组的第三构件与第三行星 齿轮组的第 一 构件连续地连接。 输入构件与第二行星齿轮组的第二构件连续地连接。 输出构件与第四行星齿轮组的第二构件连续地连接。 第一转矩传递装置(例如制动器)将第一行星齿轮组的 第一构件与静止构件(变速器壳体/外壳)选择性地连接。 第二转矩传递装置(例如制动器)将第一行星齿轮组的 第三构件与静止构件(变速器壳体/外壳)选择性地连接。 第三转矩传递装置(例如离合器)将第二行星齿轮组的 第三构件与第四行星齿轮组的第 一 构件选择性地连接。 第四转矩传递装置(例如离合器)将第二行星齿轮组的 第二构件与第四行星齿轮组的第 一 构件选择性地连接。 第五转矩传递装置(例如离合器)将第三行星齿轮组的 第三构件与第四行星齿轮组的第 一构件选择性地连接。 所述五个转矩传递装置能以三个组合的形式选择性地接 合，以产生至少八个向前速度比和至少一个倒档速度比。 通过适当地选择行星齿轮组的齿数比能够实现期望输入 /输出速度比。 本专利技术的上述特征、以及其它特征和优势从用于实施本 专利技术的最佳模式的以下详细说明结合附图显而易见。附图说明图la是包括根据本专利技术的行星变速器的动力系统的示意图； 图lb是描绘图la所示的动力系统的一些操作特性的真 值表和图表；图2是图1的动力系统的可选实施例的示意图； 图3是图1的动力系统的另一实施例的示意图； 图4是图1的动力系统的另一实施例的示意图； 图5是图1的动力系统的另一实施例的示意图； 图6是图1的动力系统的另一实施例的示意图；和 图7是图1的动力系统的另一实施例的示意图。具体实施方式 参考附图，图la示出了动力系统10,动力系统10具有 常规发动机12、行星变速器14、常规最终传动机构16、驱动马达90、 泵92、阻尼器94和断开离合器96。发动机12可以使用各种燃料来 提供动力，以改进具体应用的效率和燃料经济性。这种燃料可以包括 例如汽油；柴油；乙醇；二曱醚等。 行星变速器14包括输入构件17、行星齿轮装置18和与 最终传动机构16连续地连接的输出构件19。行星齿轮装置18包括四 个行星齿轮组20, 30, 40和50。 行星齿轮组20包括太阳^r构件22、齿圈构件24和行星 架组件构件26。所述行星架组件构件26包括多个小齿轮27,所述小 齿轮27可旋转地安装在架构件29上且以与太阳轮构件22和齿圈构 件24两者都啮合的关系设置。 行星齿轮组30包括太阳轮构件32、齿圈构件34和行星 架组件构件36。所述行星架组件构件36包括多个小齿轮37,所述小 齿轮37可旋转地安装在架构件39上且以与齿圏构件34和太阳轮构 件32两者都啮合的关系设置。 行星齿轮组40包括太阳轮构件42、齿圈构件44和行星 架组件构件46。所述行星架组件构件46包括多个小齿轮47，所述小 齿轮47安装在架构件49上且以与齿圈构件44和太阳轮构件42两者 都啮合的关系设置。 行星齿轮组50包括太阳轮构件52、齿圈构件54和行星 架组件构件56。所述行星架组件构件56包括多个小齿轮57,所述小 齿轮57安装在架构件59上且以与齿图构件54和太阳轮构件52两者 都啮合的关系设置。行星齿轮装置也包括五个转矩传递装置80， 82, 84, 85 和86。转矩传递装置80和82是静止式转矩传递装置，通常称为制动 器或反作用离合器。转矩传递装置84, 85和86是旋转式转矩传递装 置，通常称为离合器。 输入构件17与行星齿轮组30的行星架组件构件36连续 地连接。输出构件19与行星齿轮组50的行星架组件构件56连续地 连接。第一互连构件70将行星齿轮组20的太阳轮构件22与行星齿轮组30的太阳轮构件32连续地连接。第二互连构件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力系统，包括：　发动机；　多速变速器，所述变速器具有：　输入构件；　输出构件；　各具有第一、第二和第三构件的第一、第二、第三和第四行星齿轮组；　第一互连构件，所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组 的所述第一构件与所述第二行星齿轮组的所述第一构件连续地连接；　第二互连构件，所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第三构件连续地连接；　第三互连构件，所述第三互连构件将所述第三行星齿轮组的所 述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件连续地连接；　第四互连构件，所述第四互连构件将所述第二行星齿轮组的所述第三构件与所述第三行星齿轮组的所述第一构件连续地连接；　五个转矩传递装置，用于将所述行星齿轮组的所述构件与静止构件 或者与所述行星齿轮组的其它构件选择性地互连，所述五个转矩传递装置以三个组合的形式接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间产生至少八个向前速度比和至少一个倒档速度比；和　与所述多速变速器和发动机可操作地连接的驱动马达、阻尼器和泵。...

【技术特征摘要】
US 2008-9-16 12/2112881.一种混合动力系统，包括发动机；多速变速器，所述变速器具有输入构件；输出构件；各具有第一、第二和第三构件的第一、第二、第三和第四行星齿轮组；第一互连构件，所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第一构件与所述第二行星齿轮组的所述第一构件连续地连接；第二互连构件，所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第三构件连续地连接；第三互连构件，所述第三互连构件将所述第三行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件连续地连接；第四互连构件，所述第四互连构件将所述第二行星齿轮组的所述第三构件与所述第三行星齿轮组的所述第一构件连续地连接；五个转矩传递装置，用于将所述行星齿轮组的所述构件与静止构件或者与所述行星齿轮组的其它构件选择性地互连，所述五个转矩传递装置以三个组合的形式接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间产生至少八个向前速度比和至少一个倒档速度比；和与所述多速变速器和发动机可操作地连接的驱动马达、阻尼器和泵。2. 根据权利要求1所述的动力系统，其中，所述五个转矩传递装置中的第一个可操作将所述第一行星齿轮组的所述第一构件与所述静止构件选择性地连接。3. 根据权利要求2所述的动力系统，其中，所述五个转矩传递装置中的第二个可操作将所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述静止构件选择性地连接。4. 根据权利要求3所述的动力系统，其中，所述五个转矩传递装置中的第三个可操作将所述第二行星齿轮组的所述第三构件与所述第四行星齿轮组的所述第 一 构件选择性地连接。5. 根据权利要求4所述的动力系统，其中，所述五个转矩传递装置中的第四个可操作将所述第二行星齿轮组的所述第二构件与所述第四行星齿轮组的所述第一构件选择性地连接。6. 根据权利要求5所述的动力系统，其中，所述五个转矩传递装置中的第五个可操作将所述第四行星齿轮组的所述第一构件与所述第三行星齿轮组的所述第三构件选择性地连接。7. 根据权利要求1所述的动力系统，其中，所述五个转矩传递装置中的两个包括制动器，所述五个转矩传递装置中的其余三个包括离合器。8. 根据权利要求1所述的动力系统，其中，所述第一、第二、第三和第四行星齿轮组的所述第一、第二和第三构件分别包括太阳轮构件、行星架组件构件和齿圈构件。9. 根据权利要求1所述的动力系统，其中，所述输入构件与所述第二行星齿轮组的所述第二构件连续地互连，所述输出构件与所述第四行星齿轮组的所述第二构件连续地互连。10. 根据权利要求1所述的动力系统，其中，所述驱动马达设置在所述发动机之后，在所述阻尼器、所述泵和所述变速器的所述输入构件之前。11. 根据权利要求1所述的动力系统，还包括起动装置，其中，所述驱动马达设置在所述发动机之后，在所述阻尼器、所述泵、所述起动装置、和所述变速器的所述输入构件之前。12. 根据权利要求1所述的动力系统，还包括起动装置，其中，所述驱动马达设置在所述发动机、所述阻尼器和所述起动装置之后，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：SH斯韦尔斯，JM马圭尔，AW菲利普斯，CE凯里，JB博尔格森，DL杜森贝里，JM哈特，SH维特科普，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]