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有多个换档部件的变速器

有多个换档部件的变速器

本发明涉及一种变速器,尤其自动变速器,它包括多个换档部件(A、B、C、D、E)和多个可通过换档部件(A至E)接入功率流中的齿轮(2、3),其中,为了调整传动比总是接合换档部件(A至E)中至少一个。在换高档时接合的那些换档部件(B、C、E)设计为摩擦力封闭连接的换档部件,以及,在换高档时分别成为只是一个要脱开的换档部件的那些换档部件(A、D)设计为形封闭连接的换档部件。

由扶档闺4可得出,換档部件A和抶档部件D在換斋梭时都不接合,而換档部件B在从档位"2"換离档到档位"3"时,換插部件C在从賴位"1"換高档到档位"2"时以及換档部位E在从档位"3"換离翁到翁位"4"时被接合。此外,由困3的換档困还可看出,換档部件A和D在換低梯(Riickschatung)时都不是那种在较高档位处于行星齿轮变速器力流中以及在过渡到较低档位时脱开的換档部件.在这里,在換高档时为调整为新的较高的档位而被接合的那些換档部件,通过所谓的打滑运行均衡在行星齿轮变速器内的转速差.在換低档时,在行星齿轮变速器内的转速差由处于打滑运行中的那些換档部件补偿,即它们起先为了调整为更高的档位被接合以及当在新的较低档位要接合的换档部件上存在转速等同性时脱开,在此期间新的换档部件与此同时无打滑阶段地接合'由此原因有利地存在这种可能性,即,将按困2的齿轮系1的換插部件A和D设计为形封闭的換档部件,罔为既不在換高档时也不在換低档时借助这些換档部件通过打滑阶段补偿行星齿轮变速器内的转速差.在換档过程中行星齿轮变速器内被补偿的转速差,分刺在換离档时由要接合的換档部件以及在換低档时由要脱开的換档部件加以均4^化.因此只有换档部件B、C和E不得不设计为摩擦力封闭的換档部件,优选设计为多片式离合器或多片式制动器.那些不通过它们补偿行星齿轮变速器内转速差或只补偿小量转速差的换档部件,換句话说在这里的換档部件A和D,可以设计为形封闭的換档部件,优选按已知的结构方式设计为卡爪离合器或同步化装置.由此,一方面保证,尤其在换牵引高档(Zughochschaltun豕en)和換牵引低档(Zugriickschaltungen)时,可以在牵引力不间断的情况下实施在负栽下換档,以及另一方面与此同时减小由于未接合的摩擦力封闭的換档部件或多片式离合器或多片式制动器引起的拖戈類失.通过减小拖曳损失可有利地降低汽车的燃油消耗量,只要在驱动链中采用按田2的行星齿轮变速器来取代按困1的行星齿轮变速器.

力封闭的換档部件,而換档部件L、M设计为形封闲的換插部件.在此负栽換档有中间轴的变速器内可调整七个前进档和三个倒车档,在图5中表示的換档图4'说明了在各变速级与负栽换档有中间轴的变速器的换档部件之间的关系.按困5的换档困4'表格式的结构基本上对应于按困3的換档困4的结构.为了体现负栽換档有中间轴的变速器的一个传动比,分別接合负栽换档有中间轴的变速器的其中两个換档部件,以便将駔动机的駔动扭矩从变速器输入轴5,经中间轴34导引到变速器输出轴26上.只有在档位"6"时,驱动扭矩直接从变速器输入轴5'经換档部件I导引到变速器输出轴26,上.按換档困4,在设置档位"6"时換档部件K^合。因为在负栽換档有中间轴的变速器内设置为档位"6"时,換档部件F、G、H或L中没有一个被接合,没有扭矩从变速器输入轴5,导引到中间轴34上,所以并没有那种会从中间轴34经圃柱齿轮级32传到变速器输出轴26,上的扭矩导引到此中间轴34上。因此換档部件K可在档位"6"时接合,以便在从档位"6"出发換高档或換低档到档位"7"或档位"5"时,可分别省去換档部件K附加的換档过程,因为換档部件K应用于体现档位"5"和"7"以及在这些情况下也必须接合.由此避免換档部件K用于脱开的換档过程以及用于接合的換档过程。由換档困4,可以看出,例如为了调整第一档位或第一传动比"1",换档部件F和L接合以及与此同时换档部件G、H、I、K、M处于脱开状态。此时调好的传动比为7.39。在从第一档位"l"出发換高档到第二档位"2"时,換档部件L保持接合以及換档部件G被接合,与此同时脱开换档部件F.设计为多片式离合器的换档部件G的接合通过換档部件G的一个打滑阶段完成,以补偿在变速器内的转速差。此外由換档困4,还可看出,換档部件L为了体现档位"1"至"3"总是接合的,以及換档部件G或H分別使用作为另一个用以体现负栽換档有中间轴的变速器相应变速级的换档部件.在換档困4'中那些为调整一个档位被接合的換档部件用一个黑点或一个躏圃表示,以及換档困4,中没黑点或國鹏的空格,表示那些在所涉及的档位或变速级分刺脱开的换档部件.此外,由換档困4,可以得出,換档部件L和換档部件lf在換条撫醵都不接合,相反,換裆部件F、G、H、I、K在负栽換档有中间轴的变速器内換高档时一定接合在其力流内*从按困5的換档困4,还可以看出,換档部件L和M在換低插时总是意味着是这样一种換档部件,即,它在较高档位时处于负栽換档有中间轴的变速器的力流内以W过渡到较低的档位时便脱开.如在结合困2说明的行星齿轮变速器中那样,在负栽換档有中闲轴的变速器内換高档时,负栽換档有中间轴的变速器的換档部件,同样在那些为了调整新的较S的档位而接合的換档部件打滑工作时,均衡在负栽换档有中间轴变速器内的转速差。在換低档时,在负栽換档有中间轴的变速器内的转速差,由換档部件中至少一个在打滑工作状态下补偿,这些換档部件起先为了调整为较高的档位被接合,以及当在新的较低的档位要接合的一个換档部件或要接合的一些換档部件处存在转速等同性时脱开,而与此同时新的換档部件或一些新的換档部件无打滑阶段地接合.西此有利地存在可能性,将按困5的齿轮系1'的換档部件L和M设计为形封闭的換档部件,因为在变速器恰当控制时,无论在換离档还是在換低档的情况下都不需要借助換档部件L和M通过打滑阶段补偿在变速器内的转速差。在负栽換档有中间轴的变速器内換档期间补偿的转速差,分刺在换斋档时由要接合的換档部件均衡以及在換低档时由要脱开的換扭部件均衡.闳此,只有換档部件F、G、H、I、K才不得不设计为摩擦力封闭的换档部件,优选地设计为多片式离合器或多片式制动器.萍些不错助它们补偿在负栽換档有中间轴的变速器内转速差或按需要只补偿其小量转速差的換档部件,換句话说在这里是換档部件L和M,可以设计为形封闭的換档部件,优选地按已知的方式设计为卡爪离合器或同步化装置.由此有利地存在可能性,換高档和換低档可以在牵引力不树断的情况下设计为在负栽下換档,并与此同时减小由于未接合的摩撩力封闭的換档部件或多片式离合器引起的拖戈損失.拖戈損失的减小又导致降低汽牟的燃油消耗量,只要在汽车驱动链中采用按困4的负栽換档有中间轴的变速器.按本发明的行星齿轮变速器的換档部件A至E或负栽換档有中闲轴的变速器的換档部件F、G、H、I、K、L、M,在这里可液压操纵,显然,处于专家判断范围内的是,換档部件也可与之不同地借助恰当的机械致动器控制。此外,行星齿轮变速器的形封闭式換档部件A和D或负栽換档有中间轴的变速器的形封闭式換档部件L和M优选地设计为,使它们在接合状态可沿两个旋转方向传输一个存在的扭矩.按本发明的变速器一項设计规定,行星齿轮变速器或负栽換档有中间轴的变速器的摩擦力封闭的換档部件中至少一个用作起动装置,由此可取消传统的起动装置,例如液压变扭器、连接在变速器上游或下游的摩擦力封闭的起动离合器等.本发明一般而言可应用于自动变速器,这种变速器设计有多个換档部件以及多个可通过換档部件接入功率流中的齿轮.这些可接合或脱开的齿轮或齿轮对可以设计为一个行星齿轮组或多个行星齿轮组、國柱齿轮级或由至少一个行星齿轮组与一个圃柱齿轮级构成的組合,其中,为了在变速器内调整一个传动比总是至少接合变速器換档部件之一.尤其是如困1和2中表示的行星齿轮变速器的第二行星齿轮组可由圃柱齿轮级代替,或负裁换档有中间轴的变速器的姆柱齿轮级可由一个或多个行星齿轮组代替.本发明不限于困1、街2和闺4中表示的抶档部件、行星齿轮組以及圃柱齿轮级的布局.

在抶举引高档时,例如从第一档位"r到第二档位"2",设计为摩擦力封闭的多片式离合器的摩镶力.封闭的換擁部件C被受控制lfe^合,在打滑阶段中緩慢地承担力流以及在此期间补偿转速差,而设计为闳步化装置的換档部件D在转速等同时无打滑阶段地断开.在从第二档位"2"換低档到第一档位"1"时,換档部件C緩摱地脱开并过渡到打滑状态.由此存在可能性,提升驱动机組的转速,此駔动机组在汽车驱动链中优选地是一台内燃机.采用这种优选的方式,在变速器的这样一个工作点起动,此时,在換档部件D处的转速差为零,或在此工作点換档部件D互相被置于形封闭连接的结构部分有相同的转速,所以換档部件D在没有打滑阶段的情况下通过压入接合和接通.下面借助困2的齿轮系说明按本发明的行星齿轮变速器详细的工作方式:变速器输入扭矩通过变速器输入轴5导引到第一行星嗇轮組2的空心齿轮6上.空心齿轮6与设计为摩擦力封闭的多片式离合器的換档部件E的外摩擦片支架7连接.在第一行星齿轮組2的太阳齿轮8与第一行星齿轮组2的空心齿轮6之间滚动一行星齿轮9,它可旋转地支承在行星齿轮架10上.第一行星齿轮组2的太阳齿轮8与示意表示的变速器壳11固定连接.第一行星齿轮组2的行星齿轮架10与优M设计为多片式离合器的換档部件B的外摩擦片支架12和与換档部件A的构件13连接.換档部件E的内摩擦片支架14与第二行星齿轮组3的行星裔轮架15连接,所以,在換档部件E接合时,力流从变速審搶入轴5直接经第二行星齿轮组3的行星齿轮架15导引到第二行星齿轮组3上.在这里设计为同步化装置的換档部件A除了构件13外还优逸地有一个制有啮接内齿和环槽的換档接合套筒16,而构件13在这里是一个制有对应躏锥体和止动齿的同步环.換档接合套筒16的啮接内齿可与构件13的止动齿进入啮合状态,从而使換档部件A接合.換档部件A的另一个通过它与換档接合套筒的啮接内齿持续地处于嗤合状态的止动齿,与第二行星齿轮组3的一个小的太阳齿轮17连接,所以在換档部件A接合时,第一行星齿轮组的行星齿轮架10与第二行星齿轮组的小太阳齿轮17阈定连接。此外,換档部件8的内摩壤片支架18与行星齿轮组3的一个大的太阳齿轮19连接.因此在換档部件B接合时,行星齿轮变速審的搶入扭矩从变速器输入轴5经第一行星齿轮组的空心齿轮6、行星齿轮9和行星齿轮架IO,直接导引到第二行星齿轮组的大太阳齿轮19上.此外,第二行星齿轮组3的大太阳齿轮19还与设计为多片式制动器的換档部件C的内摩擦片支架20闺定连接.換档部件C的外摩擦片支架21与变速器壳11固定连接.其结果是,在換档部件C接合时,大太阳齿轮19与变速器壳11固定连接.在这里,換档部件D同样设计为同步化装置,其中,換档部件D的一个优选地设计为制有对应鹏锥体和止动齿的同步环的构件27,与变速器壳11闺定连接.換档部件D优选地设计为制有嗜接内齿和环槽的換档接合套筒22,与第二行星齿4^组的行星齿轮架15连接.在第二行星齿轮组3的大太阳齿轮19与空心齿轮23之间滚动寬的行星齿轮24,在第二行星齿轮组3的小太阳齿轮17与宽的行星齿轮24之间滚动窄的行星齿轮25,在这里,宽的行星齿轮24和窄的行星齿轮25分别由第二行星齿轮組3的行星齿轮架15支承.第二行星齿轮組3的空心齿轮23与变速器输出轴26连接.采用第一行星齿轮組2或旋转的变速器构件,通过适当地控制換档部件E以及換档部件A和B,可以实施将变速器搶入扭矩分为两个变速器功率路径的功率分支.在第二行星齿轮组3处,与设计为功率分支装置的第一行星齿轮组2相反实施功率复合,使分开的、相应于各自所设置的传动比的经转換的变速器输入扭矩,复合后导引到变速器输出轴26上.图4表示了负栽換档有中间轴的变速器的另一种齿轮系"1",作为按本发明的变速器另一种实施形式,它设计有多个國柱齿轮对28至33和多个换档部件F、G、H、I、K、L和M.负栽換档有中间轴的变速器的換档部件规定用于接合或脱开各与之对应的圃柱齿轮级28至33,其中,換档部件F、G、H、I、K设计为摩擦

由扶档闺4可得出,換档部件A和抶档部件D在換斋梭时都不接合,而換档部件B在从档位"2"換离档到档位"3"时,換插部件C在从賴位"1"換高档到档位"2"时以及換档部位E在从档位"3"換离翁到翁位"4"时被接合。此外,由困3的換档困还可看出,換档部件A和D在換低梯(Riickschatung)时都不是那种在较高档位处于行星齿轮变速器力流中以及在过渡到较低档位时脱开的換档部件.在这里,在換高档时为调整为新的较高的档位而被接合的那些換档部件,通过所谓的打滑运行均衡在行星齿轮变速器内的转速差.在換低档时,在行星齿轮变速器内的转速差由处于打滑运行中的那些換档部件补偿,即它们起先为了调整为更高的档位被接合以及当在新的较低档位要接合的换档部件上存在转速等同性时脱开,在此期间新的换档部件与此同时无打滑阶段地接合'由此原因有利地存在这种可能性,即,将按困2的齿轮系1的換插部件A和D设计为形封闭的換档部件,罔为既不在換高档时也不在換低档时借助这些換档部件通过打滑阶段补偿行星齿轮变速器内的转速差.在換档过程中行星齿轮变速器内被补偿的转速差,分刺在換离档时由要接合的換档部件以及在換低档时由要脱开的換档部件加以均4^化.因此只有换档部件B、C和E不得不设计为摩擦力封闭的換档部件,优选设计为多片式离合器或多片式制动器.那些不通过它们补偿行星齿轮变速器内转速差或只补偿小量转速差的换档部件,換句话说在这里的換档部件A和D,可以设计为形封闭的換档部件,优选按已知的结构方式设计为卡爪离合器或同步化装置.由此,一方面保证,尤其在换牵引高档(Zughochschaltun豕en)和換牵引低档(Zugriickschaltungen)时,可以在牵引力不间断的情况下实施在负栽下換档,以及另一方面与此同时减小由于未接合的摩擦力封闭的換档部件或多片式离合器或多片式制动器引起的拖戈類失.通过减小拖曳损失可有利地降低汽车的燃油消耗量,只要在驱动链中采用按田2的行星齿轮变速器来取代按困1的行星齿轮变速器.

力封闭的換档部件,而換档部件L、M设计为形封闲的換插部件.在此负栽換档有中间轴的变速器内可调整七个前进档和三个倒车档,在图5中表示的換档图4'说明了在各变速级与负栽换档有中间轴的变速器的换档部件之间的关系.按困5的换档困4'表格式的结构基本上对应于按困3的換档困4的结构.为了体现负栽換档有中间轴的变速器的一个传动比,分別接合负栽换档有中间轴的变速器的其中两个換档部件,以便将駔动机的駔动扭矩从变速器输入轴5,经中间轴34导引到变速器输出轴26上.只有在档位"6"时,驱动扭矩直接从变速器输入轴5'经換档部件I导引到变速器输出轴26,上.按換档困4,在设置档位"6"时換档部件K^合。因为在负栽換档有中间轴的变速器内设置为档位"6"时,換档部件F、G、H或L中没有一个被接合,没有扭矩从变速器输入轴5,导引到中间轴34上,所以并没有那种会从中间轴34经圃柱齿轮级32传到变速器输出轴26,上的扭矩导引到此中间轴34上。因此換档部件K可在档位"6"时接合,以便在从档位"6"出发換高档或換低档到档位"7"或档位"5"时,可分别省去換档部件K附加的換档过程,因为換档部件K应用于体现档位"5"和"7"以及在这些情况下也必须接合.由此避免換档部件K用于脱开的換档过程以及用于接合的換档过程。由換档困4,可以看出,例如为了调整第一档位或第一传动比"1",换档部件F和L接合以及与此同时换档部件G、H、I、K、M处于脱开状态。此时调好的传动比为7.39。在从第一档位"l"出发換高档到第二档位"2"时,換档部件L保持接合以及換档部件G被接合,与此同时脱开换档部件F.设计为多片式离合器的换档部件G的接合通过換档部件G的一个打滑阶段完成,以补偿在变速器内的转速差。此外由換档困4,还可看出,換档部件L为了体现档位"1"至"3"总是接合的,以及換档部件G或H分別使用作为另一个用以体现负栽換档有中间轴的变速器相应变速级的换档部件.在換档困4'中那些为调整一个档位被接合的換档部件用一个黑点或一个躏圃表示,以及換档困4,中没黑点或國鹏的空格,表示那些在所涉及的档位或变速级分刺脱开的换档部件.此外,由換档困4,可以得出,換档部件L和換档部件lf在換条撫醵都不接合,相反,換裆部件F、G、H、I、K在负栽換档有中间轴的变速器内換高档时一定接合在其力流内*从按困5的換档困4,还可以看出,換档部件L和M在換低插时总是意味着是这样一种換档部件,即,它在较高档位时处于负栽換档有中间轴的变速器的力流内以W过渡到较低的档位时便脱开.如在结合困2说明的行星齿轮变速器中那样,在负栽換档有中闲轴的变速器内換高档时,负栽換档有中间轴的变速器的換档部件,同样在那些为了调整新的较S的档位而接合的換档部件打滑工作时,均衡在负栽换档有中间轴变速器内的转速差。在換低档时,在负栽換档有中间轴的变速器内的转速差,由換档部件中至少一个在打滑工作状态下补偿,这些換档部件起先为了调整为较高的档位被接合,以及当在新的较低的档位要接合的一个換档部件或要接合的一些換档部件处存在转速等同性时脱开,而与此同时新的換档部件或一些新的換档部件无打滑阶段地接合.西此有利地存在可能性,将按困5的齿轮系1'的換档部件L和M设计为形封闭的換档部件,因为在变速器恰当控制时,无论在換离档还是在換低档的情况下都不需要借助換档部件L和M通过打滑阶段补偿在变速器内的转速差。在负栽換档有中间轴的变速器内換档期间补偿的转速差,分刺在换斋档时由要接合的換档部件均衡以及在換低档时由要脱开的換扭部件均衡.闳此,只有換档部件F、G、H、I、K才不得不设计为摩擦力封闭的换档部件,优选地设计为多片式离合器或多片式制动器.萍些不错助它们补偿在负栽換档有中间轴的变速器内转速差或按需要只补偿其小量转速差的換档部件,換句话说在这里是換档部件L和M,可以设计为形封闭的換档部件,优选地按已知的方式设计为卡爪离合器或同步化装置.由此有利地存在可能性,換高档和換低档可以在牵引力不树断的情况下设计为在负栽下換档,并与此同时减小由于未接合的摩撩力封闭的換档部件或多片式离合器引起的拖戈損失.拖戈損失的减小又导致降低汽牟的燃油消耗量,只要在汽车驱动链中采用按困4的负栽換档有中间轴的变速器.按本发明的行星齿轮变速器的換档部件A至E或负栽換档有中闲轴的变速器的換档部件F、G、H、I、K、L、M,在这里可液压操纵,显然,处于专家判断范围内的是,換档部件也可与之不同地借助恰当的机械致动器控制。此外,行星齿轮变速器的形封闭式換档部件A和D或负栽換档有中间轴的变速器的形封闭式換档部件L和M优选地设计为,使它们在接合状态可沿两个旋转方向传输一个存在的扭矩.按本发明的变速器一項设计规定,行星齿轮变速器或负栽換档有中间轴的变速器的摩擦力封闭的換档部件中至少一个用作起动装置,由此可取消传统的起动装置,例如液压变扭器、连接在变速器上游或下游的摩擦力封闭的起动离合器等.本发明一般而言可应用于自动变速器,这种变速器设计有多个換档部件以及多个可通过換档部件接入功率流中的齿轮.这些可接合或脱开的齿轮或齿轮对可以设计为一个行星齿轮组或多个行星齿轮组、國柱齿轮级或由至少一个行星齿轮组与一个圃柱齿轮级构成的組合,其中,为了在变速器内调整一个传动比总是至少接合变速器換档部件之一.尤其是如困1和2中表示的行星齿轮变速器的第二行星齿轮组可由圃柱齿轮级代替,或负裁换档有中间轴的变速器的姆柱齿轮级可由一个或多个行星齿轮组代替.本发明不限于困1、街2和闺4中表示的抶档部件、行星齿轮組以及圃柱齿轮级的布局.

具体实施方式困1和困2分別表示自动变速器或行星齿轮变逸器的##系,变速器在其输入倒有一第一行星齿轮组2以及在其输出镯有一第二行星食轮组3。第二行星齿轮组3设计为双重行星齿轮组以及是一种所谓的Ravigneauxsatz齿轮组.在两个行星齿轮组2、3之阔设五个用符号A、B、C、D、E表示的換档部件,其中在这些換档部件中总是有两个为体现行星齿轮变速器的一个传动比被接合。按困1的齿轮系基本上对应于按困2的齿轮系,其中按招1的齿轮系1的換档部件A至E全都设计为摩擦力封闭的換档部件.在按酮2的齿轮系1中,换档部件A和D设计为形封闭的換档部件,以及換档部件B、C和E设计为摩擦力封闭的換档部件。在通过困1和困2中的齿轮系示意表示的行星齿轮变速器中可调整六个前进档和一个倒车档,在田3中详细表示的換档困说明了在各变速级与換档部件A、B、C、D、E之间的关系.图3的換档困4用列表的方式表示,表的第一列列出各变速器档隹T、"2"、"3"、"4"、"5"、"6"和"R",此外,在表4的第一行列出各換档部件A至E以及行星齿轮变速器在各调好的档位时的总传动比i.由换档困4可以看出,例如为了调整为第一档位或第一传动比"1",换档部件A和D接合以及与此同时換档部件B、C和E处于脱开状态.调好的传动比为4.16.在从第一档位"1"出发換离档到第二档位"2"时,換档部件A保持接合,換档部件C被接合,与此同时脱开換档部件D.设计为多片式离合器的换档部件C的接合通过一个用于补偿变速器内转速差的換档部件C的打滑阶段完成.此外,由換档困的表4还可以看出,为了体现档位"l"至"4",換档部件A总是接合的,以及分別使用換档部件D、C、B或E作为体现行星齿轮变速器相应的变速级的另一个換档部件.为调整一个档^lt接合的那些換档部件在表4中用一个黑点表示,以JL良4中没有黑点的空格表示该換档部件当时是脱开的。

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