機(jī)動(dòng)車的多級(jí)變速器的制造方法
【專利說明】機(jī)動(dòng)車的多級(jí)變速器
[0001] 本發(fā)明涉及具有多個(gè)前進(jìn)檔和至少一個(gè)倒擋的機(jī)動(dòng)車的多級(jí)變速器，該多級(jí)變速 器包括多個(gè)3軸變速器和多個(gè)換擋元件，具有驅(qū)動(dòng)軸、輸出軸和多個(gè)變速器軸、差動(dòng)軸和總 軸（smnmenwellen)，其中第一 3軸變速器的第一差動(dòng)軸為了共同旋轉(zhuǎn)而經(jīng)由第一變速器軸 連接到第二3軸變速器的第一差動(dòng)軸；第二3軸變速器的驅(qū)動(dòng)軸和總軸為了共同旋轉(zhuǎn)而連 接；第四變速器軸和第二3軸變速器的第二差動(dòng)軸為了共同旋轉(zhuǎn)而連接；為了共同旋轉(zhuǎn)，第 四變速器軸或第五變速器軸連接到第三3軸變速器的第一差動(dòng)軸；且第三變速器軸和第一 3軸變速器的第二差動(dòng)軸為了共同旋轉(zhuǎn)而連接。
[0002] 這種具有多種前進(jìn)檔和至少一種倒擋的多級(jí)變速器在機(jī)動(dòng)車中很常用。
[0003] W02012/084370A1公開了基于上述類型的基于行星齒輪系的多級(jí)變速器，殼體將 三組行星組和多個(gè)軸保持在其中。通過被配置為制動(dòng)器和離合器的換擋元件的選擇性驅(qū) 動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)軸和輸出軸之間的多種傳動(dòng)比。
[0004] 本發(fā)明的目的在于獲得具有廣泛應(yīng)用性同時(shí)節(jié)約了空間和成本的如上所述的變 速器。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)目的可通過提出如下方案而獲得：第一 3軸變速器的總軸為了 共同旋轉(zhuǎn)而連接，優(yōu)選地經(jīng)由第二變速器軸到第三3軸變速器的總軸，且輸出軸和第三3軸 變速器的第二差動(dòng)軸為了共同旋轉(zhuǎn)而連接。
[0006] 本文中的3軸變速器具體地地被理解為行星齒輪系。不考慮特別的設(shè)計(jì)，3軸變速 器總是包括具有相同的軸扭矩符號(hào)（vorzeitchen)的兩個(gè)軸，以及具有相反的軸扭矩符號(hào) 的一個(gè)軸。具有相同符號(hào)的軸叫做差動(dòng)軸，具有相反符號(hào)的軸叫做總軸。僅傳遞離合器功 率的軸被稱為系桿軸，而傳遞聯(lián)軸器功率以及滾動(dòng)功率的軸被稱為中心軸。
[0007] 3軸變速器的差動(dòng)軸及總軸的扭矩和速度性能是唯一確定的。為了對(duì)3軸變速器 的動(dòng)力性能進(jìn)行說明，固定系桿輪系傳動(dòng)比的概念是有幫助的。固定系桿輪系傳動(dòng)比被定 義為當(dāng)系桿軸保持不動(dòng)時(shí)兩個(gè)中心軸之間的傳動(dòng)比。固定系桿輪系傳動(dòng)比可以是正的或者 負(fù)的，由此限定出正變速器和負(fù)變速器。
[0008] 負(fù)變速器是3軸變速器，其中兩中心軸用作差動(dòng)軸，而系桿軸用作總軸。
[0009] 正變速器是3軸變速器，其中系桿軸和兩中心軸之一用作差動(dòng)軸，而另一個(gè)中心 軸用作總軸。
[0010] 在僅有一個(gè)一方面與中心齒輪嗤合另一方面又與環(huán)形齒輪嗤合的行星齒輪簡(jiǎn)單 行星齒輪組中，中心齒輪和環(huán)形齒輪的兩個(gè)中心軸是差動(dòng)軸，系桿軸為總軸。這種類型的行 星齒輪組具有負(fù)變速器的動(dòng)力性能。
[0011] 在具有一對(duì)行星齒輪或多個(gè)這種成對(duì)齒輪的行星齒輪組的情況下，每一個(gè)第一行 星齒輪與中心齒輪和第二行星齒輪嚙合，而第二行星齒輪與環(huán)形齒輪和第一行星齒輪嚙 合，系桿軸和中心齒輪作為第一中心軸而用作差動(dòng)軸，環(huán)形齒輪和第二中心軸作為總軸。這 種類型的行星齒輪組具有正變速器的動(dòng)力性能。
[0012] 在當(dāng)前情況下，3軸變速器中的所有或者一些（至少兩個(gè)）可以是負(fù)變速器一比如 簡(jiǎn)單的直齒輪行星變速器，其具有一個(gè)行星齒輪；或者是正變速器一比如具有至少一對(duì)行 星齒輪的簡(jiǎn)單直齒輪行星變速器。
[0013] 3軸變速器中的至少一個(gè)（優(yōu)選第二3軸變速器）可以是正變速器，優(yōu)選地具有兩 組相互嚙合的行星齒輪。
[0014] 第一 3軸變速器的第一差動(dòng)軸和第二3軸變速器的第一差動(dòng)軸可通過第一換擋元 件（優(yōu)選地被配置為制動(dòng)器）而得以防止轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0015] 此外，在簡(jiǎn)單的變體中，第一 3軸變速器的第二差動(dòng)軸也可以通過第二換擋元件 (優(yōu)選地被配置為制動(dòng)器）而得以防止轉(zhuǎn)動(dòng)。不然，也可以提供為，第一 3軸變速器的第二 差動(dòng)軸與電力裝置旋轉(zhuǎn)連接。
[0016] 第二3軸變速器的第二差動(dòng)軸可經(jīng)由第三換擋元件（優(yōu)選為離合器）有利地旋轉(zhuǎn) 連接到第三3軸變速器的總軸上。
[0017] 可在第二3軸變速器的第二差動(dòng)軸和第三3軸變速器的第一差動(dòng)軸之間提供第四 換擋元件（優(yōu)選地被配置為離合器）。
[0018] 在另一個(gè)變體中，第一 3軸變速器的第一差動(dòng)軸和第二3軸變速器的第一差動(dòng)軸 可經(jīng)由第五換擋元件（優(yōu)選地為離合器）旋轉(zhuǎn)連接到第三3軸變速器的第一差動(dòng)軸。作為 變體，本發(fā)明還可以提供為，第一 3軸變速器的第一差動(dòng)軸和第二3軸變速器的第一差動(dòng)軸 可經(jīng)由第五換擋元件（優(yōu)選地為離合器）與第二3軸變速器的第二差動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)連接。
[0019] 如果第二3軸變速器的總軸可以經(jīng)由第六換擋元件（優(yōu)選地為離合器）旋轉(zhuǎn)連接 到第三3軸變速器的第一差動(dòng)軸，可獲得傳動(dòng)比選擇中的特殊高度靈活性。
[0020] -些或者所有的換擋元件可以是摩擦鎖定或者正向鎖定換擋元件，像多片離合器 或者多片式制動(dòng)器或者爪形離合器。如果選擇了一個(gè)或更多的正向鎖定元件，這些中的每 一個(gè)或者僅僅是所選擇的那個(gè)可以提供同步裝置，或者可以在變速器中提供中央、機(jī)械或 者電子同步裝置。
[0021] 3軸變速器因此以這樣的方式設(shè)置：將一起產(chǎn)生（ergeben)包括驅(qū)動(dòng)軸和輸出軸 的7個(gè)或6個(gè)旋轉(zhuǎn)變速器軸，。為了共同旋轉(zhuǎn)，第一 3軸變速器的第一差動(dòng)軸經(jīng)由第一變速 器軸連接到第二3軸變速器的第一差動(dòng)軸。為了共同旋轉(zhuǎn)，第一 3軸變速器的總軸經(jīng)由第 二變速器軸連接到第三3軸變速器的總軸。驅(qū)動(dòng)軸和第二3軸變速器的總軸為了共同旋轉(zhuǎn) 而連接。輸出軸和第三3軸變速器的第二差動(dòng)軸為了共同旋轉(zhuǎn)而連接。第三變速器軸和第 一 3軸變速器的第二差動(dòng)軸為了共同旋轉(zhuǎn)而連接。而第四變速器軸和第二3軸變速器的第 二差動(dòng)軸也是為了共同旋轉(zhuǎn)而連接。為了共同旋轉(zhuǎn)，第五變速器軸連接到第三3軸變速器 的第一差動(dòng)軸。
[0022] 換擋元件以這樣的方式設(shè)置：針對(duì)每一個(gè)可選擇的檔位，三個(gè)或者兩個(gè)換擋元件 必須同時(shí)活動(dòng)以在變速器中獲得受控制的運(yùn)動(dòng)，第一變速器軸經(jīng)由第一換擋元件（被配置 為制動(dòng)器）連接到靜態(tài)外殼，第三變速器軸經(jīng)由第二換擋元件（被配置為制動(dòng)器）連接到 靜態(tài)外殼，第二變速器軸經(jīng)由第三換擋元件（被配置為聯(lián)軸器）連接到第四變速器軸，第四 變速器周經(jīng)由第四換擋元件（被配置為聯(lián)軸器）連接到第五變速器軸，且第一變速器軸經(jīng) 由第五換檔元件（被配置為聯(lián)軸器）連接到第五變速器軸。
[0023] 本發(fā)明將參考所包含的附圖進(jìn)行更為詳細(xì)的說明。所示為：
[0024] 圖1根據(jù)本發(fā)明第一變體的多級(jí)變速器；
[0025] 圖2所述多級(jí)變速器的換擋矩陣；
[0026] 圖3所述多級(jí)變速器的前進(jìn)檔的可能換擋順序；
[0027] 圖4根據(jù)本發(fā)明第二變體的多級(jí)變速器；
[0028] 圖5多級(jí)變速器的第二變體的換擋矩陣；
[0029] 圖6多級(jí)變速器的前進(jìn)檔的可能換擋順序；
[0030] 圖7根據(jù)本發(fā)明的第三變體的多級(jí)變速器；
[0031] 圖8多級(jí)變速器第三變體的換擋矩陣；
[0032] 圖9多級(jí)變速器的前進(jìn)檔的可能換擋順序；
[0033] 圖10多級(jí)變速器的另一種可能換擋矩陣；
[0034] 圖11使用圖10中換擋矩陣的前進(jìn)檔的可能換擋順序；
[0035] 圖12根據(jù)本發(fā)明的第四變體的多級(jí)變速器；
[0036] 圖13根據(jù)本發(fā)明的第五變體的多級(jí)變速器；
[0037] 圖14多級(jí)變速器的換擋矩陣；及
[0038] 圖15根據(jù)本發(fā)明第六變體的多級(jí)變速器。
[0039] 單個(gè)變體的附圖顯示了變速器元件（諸如，軸、齒輪、或換擋元件）的相互位置。
[0040] 用相同的附圖標(biāo)記表示具有相同功能的本發(fā)明各部分的多種變體。
[0041] 圖1、4、7、12、13和15顯示了多種機(jī)動(dòng)車的多級(jí)自動(dòng)變速器，具有多個(gè)前進(jìn)檔1、 2、3、4、5、6、7、8,空檔或者空轉(zhuǎn)檔N，以及一個(gè)或兩個(gè)倒擋R1、R2,每一個(gè)都具有殼體G，殼體 內(nèi)設(shè)置了被配置為行星齒輪組的第一、第二和第三3軸變速器RS1、RS2、RS3。每一個(gè)多級(jí) 變速器具有連接到內(nèi)燃機(jī)（未示出）的驅(qū)動(dòng)軸W1，及輸出軸W2和另外的變速器軸W3、W4、 耶、￥6、￥7(圖1、7、12、15)或者￥76(圖4、13)。字母厶、8、(：、03、？指換擋元件，通過對(duì)這 些元件的選擇驅(qū)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)軸W1和輸出軸W2之間的各種傳動(dòng)比。
[0042] 將使用術(shù)語總軸和差動(dòng)軸來依次說明3軸變速器RS1、RS2、RS3。所用的3軸變速 器RS1、RS2、RS3中的一些或所有可以是簡(jiǎn)單的行星齒輪組，它們被配置為正或負(fù)變速器。 換擋元件六、8、(：、034中的一些或所有可以是摩擦鎖定或者正向鎖定的換擋元件，比如多 片離合器或者多片式制動(dòng)器或者爪形離合器。在一種或多種正向鎖定換擋元件的情況下， 可提供單獨(dú)針對(duì)這些元件中的一些元件或者所有元件的同步裝置，或者在變速器中提供中 心、機(jī)械或者電力同步裝置。
[0043] 3軸變速器RS1、RS2、RS3設(shè)置在多級(jí)變速器中，設(shè)置方式為：一共產(chǎn)生七個(gè)（個(gè)別 地六個(gè)）可旋轉(zhuǎn)軸，即，驅(qū)動(dòng)軸W1，輸出軸W2，變速器軸W3，W4、W5、W6、W7 (或者用W76代替 W6、W7)，以及第一 3軸變速器RS1的第一差動(dòng)軸dl. 1經(jīng)由第一變速器軸W3連接到第二3 軸變速器RS2的第一差動(dòng)軸dl. 2,第一 3軸變速器RS1的總軸si經(jīng)由第二變速器軸W4連 接到第三3軸變速器RS3的總軸s3,驅(qū)動(dòng)軸W1連接到第二2軸變速器RS2的總軸s2,輸出 軸W2連接到第三3軸變速器RS3的第二差動(dòng)軸d2. 3,第三變速器軸W5連接到第一 3軸變 速器RS1的第二差動(dòng)軸d2. 1，第四變速器軸為6連接到第二3軸變速器TS2的第二差動(dòng)軸 d2. 2,且第五變速器軸W7連接到第三3軸變速器RS3的第一差動(dòng)軸dl. 3。所提及的所有連 接都被理解為為了共同旋轉(zhuǎn)而連接。
[0044] 變速器元件A、B、C、D、E(圖2) ;A、B、C、D、E、F(圖8和10)被設(shè)置成針對(duì)每一個(gè) 可換擋齒輪R或Rl、R2 ;1、2、3、4、5、6 ;7、8的圖1、圖7、圖12和圖15的變體總是有三個(gè) (圖2、8、10)個(gè)別地兩個(gè)（圖5、14)換擋元件必須同時(shí)活動(dòng)以在多級(jí)變速器