專利名稱：多速行星傳動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及動力傳動裝置，更具體地說，涉及多速行星型動力傳動裝置。
背景技術：
行星動力傳動裝置用于客車和商用車應用中。這些車輛中的動力系通常包括引擎、多速傳動裝置以及輸出機構或差速器。
過去的客車通常使用副軸或同步型傳動裝置來提供輸入和輸出之間的各種速度。目前，副軸型傳動裝置和行星型傳動裝置都用在車輛動力系中。在行星型傳動裝置中，兩個或更多個行星齒輪組由多個扭矩傳動機構控制，通常稱為離合器和制動器，以建立傳動裝置輸入和傳動裝置輸出之間的多個速比。
行星傳動裝置開始時是兩速傳動裝置，后發(fā)展成三速、四速和五速型傳動裝置。目前，有許多五速傳動單元已眾所周知，還有六速傳動單元。在1992年4月21日頒發(fā)給Lepelletier的美國專利No.5,106,352中可見一種特定的六速傳動裝置。Lepelletier傳動裝置包括一個輸入齒輪機構或速比控制組，以及一個輸出行星齒輪組，它提供多個速比。Lepelletier概念采用了形式為三個旋轉(zhuǎn)型或離合器以及兩個固定型或制動器的五個扭矩傳動機構。
最近已需要在行星傳動裝置中包括六個前向速比，從而改進客車的整體性能和經(jīng)濟性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種包括多速行星傳動裝置的改進動力系。在本發(fā)明的一個方面，行星傳動裝置提供七個前向速比和一個反向速比。
在本發(fā)明的另一方面，行星傳動裝置提供八個前向速比和一個反向速比。
在本發(fā)明的又一方面，行星傳動裝置包括輸入行星齒輪組和輸出行星齒輪組，其中這兩個行星齒輪組通過多個扭矩傳動機構互連。
在本發(fā)明的再一方面，輸入行星齒輪組是提供減速輸入的單一行星齒輪組。
在本發(fā)明的又一方面，輸出行星齒輪組是復合行星齒輪組，它有至少一個構件連續(xù)不斷地與輸出軸連接，以及至少兩個構件可選擇性地與輸入行星齒輪組連接。
在本發(fā)明的再一方面，輸出行星齒輪組有至少一個構件可與傳動裝置的輸入軸連接，該傳動裝置也與輸入行星齒輪組連接。
在本發(fā)明的又一方面，輸出行星齒輪組包括兩個恒星齒輪、兩個環(huán)形齒輪以及一個復合行星架配件，該配件具有至少兩個短的小齒輪和一個長的小齒輪。
在本發(fā)明的再一方面，輸出行星齒輪組的長的小齒輪連續(xù)不斷地在一個恒星齒輪和一個環(huán)形齒輪之間咬合，另一個恒星齒輪操作上通過短的小齒輪與長的小齒輪連接，且另一個環(huán)形齒輪通過短的小齒輪與長的小齒輪連接。


圖1為包括本發(fā)明的車輛動力系的示意圖。
圖2的多個圖表示出圖1的扭矩傳動機構的嚙合表，以及圖1所示傳動裝置提供的速比和圖1所示傳動裝置速比之間的分布。
圖3為包括本發(fā)明另一實施例的車輛動力系的示意圖。
圖4為包括本發(fā)明另一實施例的車輛動力系的示意圖。
圖5示出圖4所示傳動裝置的扭矩傳動機構的嚙合表。
圖6示出可由圖4所示的傳動裝置提供的備選速比和速比分布的圖表。
圖7的圖表類似于圖6，說明另一系列備選速比和速比分布。
具體實施例方式參閱附圖，其中在幾個視圖中相同的字符代表相同或?qū)牟考?，在圖1中可見總體上以10代表的動力系，它包括引擎12、行星傳動裝置14以及輸出或最終驅(qū)動機構16，例如差速器。引擎12通過常規(guī)的減震器配件20不斷驅(qū)動輸入軸18。引擎12和輸入軸18也可通過常規(guī)的離合器或動液動力驅(qū)動設備選擇性地連接。
行星傳動裝置14具有輸出行星齒輪組PG1和輸入行星齒輪組PG2。行星傳動裝置14還包括多個扭矩傳動機構C1、C2和C3，它們每個都是旋轉(zhuǎn)型扭矩傳動機構或離合器，還包括CB1、CB2和CB3，它們每個都是固定型扭矩傳動機構，常稱為制動器或反應離合器。
行星齒輪組PG1包括兩個恒星齒輪構件S1、S2、兩個環(huán)形齒輪構件R1、R2以及行星架配件PC1。行星架配件PC1包括行星架CR1，它旋轉(zhuǎn)地安裝多個小齒輪P1與恒星齒輪構件S1咬合、第二組多個小齒輪P2與環(huán)形齒輪構件R2咬合、且多個長的小齒輪LP與小齒輪P1和環(huán)形齒輪R1、以及與恒星齒輪構件S2和小齒輪P2咬合。行星齒輪組PG1是構建成Ravigneaux型齒輪組形式的復合雙行星齒輪組。環(huán)形齒輪構件R1連續(xù)不斷地與傳動輸出軸22連接。
行星齒輪組PG2是輸入行星齒輪組，具有恒星齒輪構件S3、行星架配件PC2以及環(huán)形齒輪構件R3。行星架配件PC2包括多個小齒輪P3，它們旋轉(zhuǎn)地安裝在行星架CR3上。環(huán)形齒輪構件R3連續(xù)不斷地與輸入軸18連接，并可通過扭矩傳動機構C3選擇性地與行星架構件CR1連接。恒星齒輪構件S3連續(xù)不斷地與傳動裝置殼或固定構件H連接。行星架CR3可與扭矩傳動機構C1和C2連接。
扭矩傳動機構C1可與恒星齒輪構件S1連接，且在嚙合時使行星架CR3與恒星齒輪構件S1連接。扭矩傳動機構C2可選擇性地嚙合，以連接在行星架CR3和恒星齒輪構件S2之間。扭矩傳動機構C3，如前所述，可選擇性地嚙合，以在輸入軸18和環(huán)形齒輪構件R3之間與行星架CR1連接。扭矩傳動機構CB1可選擇性地嚙合，使行星架CR1與固定構件H連接。扭矩傳動機構CB2可選擇性地嚙合，使環(huán)形齒輪構件R2與固定構件H連接。扭矩傳動機構CB3可選擇性地嚙合，使恒星齒輪構件S3連接到固定構件H。
如在圖2的嚙合表中可見，扭矩傳動機構可以兩個的組合方式嚙合，以在輸入軸18和輸出軸22之間建立七個前向速比。在圖2中還示出可在行星傳動裝置14中建立的八個前向速比。圖2還提供了行星齒輪組PG1和PG2的環(huán)形齒輪/恒星齒輪的齒牙比(tooth ratio)，以及在七速傳動裝置和八速傳動裝置中使用這些環(huán)形齒輪/恒星齒輪的齒牙比所實現(xiàn)的速比分布。
與離合器嚙合表一起示出的速比數(shù)和速比分布數(shù)，以及環(huán)形齒輪/恒星齒輪比，都是由傳動裝置設計者為在傳動裝置與特定引擎耦合時提供其整體性能而建立的變量。應指出，這些數(shù)不是限定本發(fā)明的，而是以舉例方式示出了用本發(fā)明可以實現(xiàn)的。
圖3示出動力系100，它類似于圖1所示的動力系10，并包括引擎12、行星傳動裝置114、輸出軸22以及最終驅(qū)動機構或差速器16。行星傳動裝置114也具有輸入軸18和常規(guī)的減震器20。
圖1和圖3之間的主要區(qū)別在于PG3。PG3具有和PG1相同數(shù)量的組件，但它們排列得略有不同。PG3的長的小齒輪LP在恒星齒輪構件S1和環(huán)形齒輪構件R2之間咬合，而短的小齒輪P2在恒星齒輪構件S2和長的小齒輪LP之間咬合，且短的小齒輪P1在環(huán)形齒輪構件R1和長的小齒輪LP之間咬合。傳動裝置的其它組件都相同。
圖3所示的傳動裝置將使用與圖2所示的用于圖1動力系的相同的嚙合表。該動力系100會提供七個前向速比以及必要時可選的第八個速比。應指出，在使用七速傳動裝置和八速傳動裝置之間，不需要附加的齒輪構件或扭矩傳動機構。
應指出，在七速傳動裝置中，固定扭矩傳動機構CB2僅用在第二前向速比中。該扭矩傳動機構也用于可選的第八前向速比。所以，扭矩傳動機構CB2被再用于確定第八速比，旋轉(zhuǎn)扭矩傳動機構C3也是如此。
圖4中所示的動力系200包括行星傳動裝置214，它和圖1中所示的傳動裝置14具有相同的齒輪嚙合表和扭矩傳動機構。但是，行星傳動裝置214有兩個附加的扭矩傳動機構C23和B，用以控制輸入行星齒輪組PG2的比。扭矩傳動機構B將恒星齒輪S3確立為反應構件，且扭矩傳動機構C23確立行星齒輪組PG2中的正比。
圖5示出的圖表描述了行星傳動裝置214的嚙合表。扭矩傳動機構B對于反向和除第二和第三外的所有前向速比都嚙合。在第二和第三速比期間，扭矩傳動機構C23嚙合。所屬領域技術人員從圖5的圖表明顯可見，行星齒輪組PG2向行星齒輪組PG1提供兩個輸入速度。在扭矩傳動機構B嚙合時，在扭矩傳動機構C1、C2和C3上減速，且在扭矩傳動機構C23嚙合時，直接引擎輸入。和行星傳動裝置14(圖1)一樣，可以建立第八前向速比。附加扭矩傳動機構C23和B允許行星傳動裝置214有附加的靈活性。
圖6示出一種傳動裝置，它具有的環(huán)形齒輪/恒星齒輪齒牙比會提供一系列前向速比(第一到第七)，具有在相鄰前向比之間的最佳遞減分級比(step ratio)以及7.0的總體分布。圖7描述了備選環(huán)形齒輪/恒星齒輪齒牙比，R3/S3的齒牙比從1.816變到1.786。這種安排也提供了相鄰前向比(第一到第七)之間的遞減分級比，并產(chǎn)生了7.5的總體分布。上述傳動裝置和所提供的速比在機動車輛和卡車中都很有用。高的第一前向和反向速比允許不用常規(guī)的扭矩變換器來進行操作。
權利要求
1.一種多速動力傳動裝置，包括輸入軸；輸出軸；輸入行星齒輪組，具有第一、第二和第三構件，所述第一構件包括用于與固定殼連接的部件，且所述第二構件連續(xù)地與所述輸入軸連接；輸出行星齒輪組，具有第一、第二、第三、第四和第五構件，所述第三構件包括行星架配件，其上旋轉(zhuǎn)安裝有多個小齒輪，其中第一和第二所述小齒輪在所述第一構件和所述第二構件之間咬合，且所述第一和第三所述小齒輪在所述第四構件和所述第五構件之間咬合，所述第二構件連續(xù)地與所述輸出軸連接；以及六個可選擇性操作的扭矩傳動機構，在所述行星齒輪構件之間選擇性地操作，以在所述輸入軸和所述輸出軸之間建立至少七個前向速比和一個反向速比，其中第二和第五所述扭矩傳動機構選擇性嚙合以提供所述反向速比；第一和第五所述扭矩傳動機構選擇性嚙合以提供第一前向速比；第一和第六所述扭矩傳動機構選擇性嚙合以提供第二前向速比；第一和第四所述扭矩傳動機構選擇性嚙合以提供第三前向速比；第一和第二所述扭矩傳動機構選擇性嚙合以提供第四前向速比；第一和第三所述扭矩傳動機構選擇性嚙合以提供第五前向速比；第二和第三所述扭矩傳動機構選擇性嚙合以提供所述第六前向速比；以及第三和第四所述扭矩傳動機構選擇性嚙合以提供所述第七前向速比。
2.如權利要求1所述的多速動力傳動裝置，其中所述輸出行星齒輪組的所述第一構件是恒星齒輪，所述第二構件是環(huán)形齒輪，所述第四構件是恒星齒輪，且所述第五構件是環(huán)形齒輪，并且所述第一小齒輪是長的小齒輪，與所述第一恒星齒輪和所述第二環(huán)形齒輪咬合。
3.如權利要求1所述的多速動力傳動裝置，其中所述輸出行星齒輪組的所述第一構件是恒星齒輪，所述第二構件是環(huán)形齒輪，所述第四構件是恒星齒輪，且所述第五構件是環(huán)形齒輪，并且所述第一行星小齒輪是長的小齒輪，在所述第四構件和所述第二構件之間咬合。
4.如權利要求1所述的多速動力傳動裝置，其中所述扭矩傳動機構選擇性嚙合以提供八個前向速比，所述第三扭矩傳動機構和所述第六扭矩傳動機構選擇性嚙合以提供所述第八前向速比。
5.如權利要求1所述的多速動力傳動裝置，其中在至少五個前向速比和所述反向速比期間，所述輸入行星齒輪組的所述第一構件通過可選擇性嚙合的制動器扭矩傳動機構選擇性地與所述固定殼連接；在至少兩個前向速比期間，所述輸入行星齒輪組的所述第一構件通過可選擇性嚙合的離合器扭矩傳動機構選擇性地與所述輸入軸連接；以及所述六個扭矩傳動機構、所述制動器扭矩傳動機構以及所述離合器扭矩傳動機構其中在所述反向速比期間，所述制動器扭矩傳動機構、所述第二扭矩傳動機構以及所述第五扭矩傳動機構嚙合；在所述第一前向速比期間，所述制動器扭矩傳動機構、所述第一扭矩傳動機構以及所述第五扭矩傳動機構嚙合；在所述第二前向速比期間，所述離合器扭矩傳動機構、所述第一扭矩傳動機構以及所述第五扭矩傳動機構嚙合；在所述第三前向速比期間，所述離合器扭矩傳動機構、所述第一扭矩傳動機構以及所述第六扭矩傳動機構嚙合；在第四到第七前向速比的每個前向速比期間，所述制動器扭矩傳動機構嚙合；在所述第四前向速比期間所述第一和第二扭矩傳動機構嚙合，在所述第五前向速比期間所述第一和第三扭矩傳動機構嚙合，在所述第六前向速比期間所述第二和第三扭矩傳動機構嚙合，且在所述第七前向速比期間所述第三和第四扭矩傳動機構嚙合。
6.如權利要求1所述的多速動力傳動裝置，其中在所述輸入行星齒輪組的所述第二和第一構件之間的齒牙比為1.816；在所述輸出行星齒輪組的所述第二和第一構件之間的齒牙比為3.30；在所述輸出行星齒輪組的所述第五和第四構件之間的齒牙比為2.40；以及在第一到第七前向速比的相鄰速比之間的分級比在值上遞減。
7.如權利要求1所述的多速動力傳動裝置，其中在所述輸入行星齒輪組的所述第二和第一構件之間的齒牙比為1.786；在所述輸出行星齒輪組的所述第二和第一構件之間的齒牙比為3.30；在所述輸出行星齒輪組的所述第五和第四構件之間的齒牙比為2.40；以及在第一到第七前向速比的相鄰速比之間的分級比在值上遞減。
全文摘要
一種動力傳動裝置包括輸入行星齒輪組和輸出行星齒輪組，它們由多個扭矩傳動機構互連，以建立至少七個前向速比。輸入行星齒輪組有一個構件選擇性地與輸入軸連接，以及另一構件連續(xù)不斷地與固定構件連接。輸出行星齒輪組有一個構件連續(xù)不斷地與輸出軸連接，以及多個構件或通過扭矩傳動機構與固定構件互連，或與輸入行星齒輪組的第三構件互連到扭矩傳動機構，或通過扭矩傳動機構與輸入軸連接。
文檔編號F16H3/44GK1971089SQ20061016045
公開日2007年5月30日 申請日期2006年11月21日 優(yōu)先權日2005年11月21日
發(fā)明者P·阿多爾夫, C·布里迪爾, M·里昂 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司