多級自動變速器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種按行星齒輪結(jié)構(gòu)方式的多級自動變速器。
【背景技術(shù)】
[0002]一般性的按行星齒輪結(jié)構(gòu)方式的可自動換擋的車輛變速器在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)廣泛說明并且處于持續(xù)的進(jìn)一步開發(fā)和改進(jìn)之中。這些變速器應(yīng)該具有足夠數(shù)量的前進(jìn)擋以及具有倒擋，并且具有非常良好地適用于機(jī)動車的傳動比以及大的速比范圍、有利的速比間隔以及對于應(yīng)用情況足夠大的起動傳動比。此外，這些變速器應(yīng)該具有盡可能小的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，尤其是要求數(shù)量少的切換元件，并且在按順序的換擋方式中避免所謂的組切換，使得在切換到下一個較高的擋或下一個較低的擋時總是僅僅打開一個此前閉合的切換元件以及閉合一個此前打開的切換元件。
[0003]這種多擋自動變速器例如由本申請人的DE102005002337A1公開。其主要包括包含驅(qū)動軸和從動軸在內(nèi)總共八個可旋轉(zhuǎn)的軸、總共四個單行星齒輪組和五個切換元件。通過總是有選擇地接合構(gòu)成為離合器和制動器的五個切換元件之中的三個切換元件，能夠無組切換地接通總共八個前進(jìn)擋。
[0004]由本申請人的專利申請文件DE102009047271A1已知多種不同于由DE102005002337A1已知的八擋自動變速器的替代的變速器方案，她們分別包括四個單行星齒輪組、五個切換元件和總共九個軸。在第一種方案中建議一種變速器，其中，與DE102005002337A1不同，靠近驅(qū)動端設(shè)置的第一行星齒輪組的齒圈固定地與變速器殼體連接，第一行星齒輪組的太陽輪持久地與連接于驅(qū)動軸的第二行星齒輪組的太陽輪連接并且能經(jīng)由第一切換元件固定在變速器殼體上。在此，第二切換元件設(shè)置在第一行星齒輪組的行星架與連接于從動軸的第四行星齒輪組的齒圈之間的力流中。在第二種方案中建議一種變速器，其中，不同于DE102005002337A1，靠近驅(qū)動端設(shè)置的第一行星齒輪組的齒圈與變速器殼體固定地連接，第二切換元件設(shè)置在第一行星齒輪組的太陽輪與連接于驅(qū)動軸的第二行星齒輪組的太陽輪之間的力流中，第二行星齒輪組的太陽輪能經(jīng)由第一切換元件固定在變速器殼體上。
[0005]由本申請人的DE102009001253B3已知由DE102005002337A1已知的八擋自動變速器的進(jìn)一步發(fā)展。在此，通過在驅(qū)動軸與第二行星齒輪組之間的力流中添加一個構(gòu)成為離合器的第六切換元件，可以構(gòu)成一個附加的前進(jìn)擋，第二行星齒輪組可以通過閉合此前存在的五個切換元件之中的第五切換元件而被鎖止，所述附加的前進(jìn)擋在傳動比方面大于八擋變速器的到目前為止的第一擋，即在八擋變速器的到目前為止的第一擋以下的附加起動擋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提出一種按開頭提及類型的具有總共四個行星齒輪組的替代的多級變速器，該多級變速器以相對少地改動的變速器簡圖具有至少十個能以無組切換的方式切換的前進(jìn)擋。
[0007]上述目的按本發(fā)明通過一種自動變速器達(dá)到尤其是用于機(jī)動車，所述自動變速器具有殼體、包含驅(qū)動軸和從動軸在內(nèi)的九個可旋轉(zhuǎn)的軸、四個行星齒輪組和多個切換元件，所述四個單行星齒輪組分別具有一個第一元件、一個第二元件和一個第三元件，所述切換元件的有選擇的閉合實現(xiàn)在驅(qū)動軸與從動軸之間的不同傳動比，用以接通多個前進(jìn)擋和一個倒擋，其中:第四行星齒輪組的第二元件構(gòu)成第一軸，該第一軸構(gòu)成為驅(qū)動軸；第三行星齒輪組的第二元件構(gòu)成第二軸，該第二軸構(gòu)成為從動軸；第四行星齒輪組的第一元件構(gòu)成第三軸；第五軸與所述多個切換元件之中的至少兩個切換元件持久地連接；第三行星齒輪組的第三元件構(gòu)成第六軸；第七軸將第二行星齒輪組的第一元件與第四行星齒輪組的第三元件持久地連接；第二行星齒輪組的第二元件構(gòu)成第八軸；第一切換元件設(shè)置在第三軸與殼體之間的力流之中；第二切換元件與第四軸持久地直接連接；第四切換元件設(shè)置在第二軸與第八軸之間的力流之中；第二行星齒輪組的第三元件構(gòu)成第九軸；第三切換元件設(shè)置在第一軸與第九軸之間的力流之中；第五切換元件設(shè)置在第五軸與第八軸之間的力流之中；并且第六切換元件設(shè)置在第五軸與第九軸之間的力流之中。
[0008]因此建議一種自動變速器，其具有殼體、包含驅(qū)動軸和從動軸在內(nèi)的總共至少九個可旋轉(zhuǎn)的軸、四個單行星齒輪組和多個切換元件，這些切換元件的有選擇的接合實現(xiàn)驅(qū)動軸和從動軸之間的不同傳動比，用以接通多個前進(jìn)擋和(至少)一個倒擋。所述四個單行星齒輪組之中的每一個具有三個不同元件，即分別具有一個太陽輪、一個行星架和一個齒圈。
[0009]第四行星齒輪組的第二元件構(gòu)成第一軸，該第一軸構(gòu)成為驅(qū)動軸。第三行星齒輪組的第二元件構(gòu)成第二軸，該第二軸構(gòu)成為從動軸。第四行星齒輪組的第一元件構(gòu)成第三軸。第五軸與至少兩個切換元件持久地連接。第三行星齒輪組的第三元件構(gòu)成第六軸。第二行星齒輪組的第一元件和第四行星齒輪組的第三元件持久地相互連接并且構(gòu)成第七軸(以耦聯(lián)軸的形式)。第二行星齒輪組的第二元件構(gòu)成第八軸。第二行星齒輪組的第三元件構(gòu)成第九軸。
[0010]第一切換元件設(shè)置在第三軸與殼體之間的力流之中，使得第三軸是可固定的。第二切換元件與第四軸持久地連接。第三切換元件設(shè)置在第一軸(驅(qū)動軸)與第九軸之間的力流之中。第四切換元件設(shè)置在第二軸(從動軸)與第八軸之間的力流之中。第五切換元件設(shè)置在第五軸與第八軸之間的力流之中。第六切換元件設(shè)置在第五軸與第九軸之間的力流之中。
[0011]如果第三和第六切換元件同時閉合，則第五軸以驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。此外，不僅第二行星齒輪組而且第三行星齒輪組通過閉合切換元件是可鎖止的。在行星齒輪組的鎖止?fàn)顟B(tài)下，該行星齒輪組的所有三個元件以相同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。如果第五和第六切換元件同時閉合，則第二行星齒輪組是鎖止的。
[0012]在此，表述“持久地連接”在一個切換元件耦聯(lián)在一個行星齒輪組上的情況下可以理解為，相應(yīng)的切換元件的輸入元件或輸出元件經(jīng)由不可相對旋轉(zhuǎn)的或有旋轉(zhuǎn)彈性的連接而直接與相應(yīng)的行星齒輪組的元件之一連接，使得在該行星齒輪組與該切換元件的輸入元件或輸出元件之間總是存在固定的轉(zhuǎn)速關(guān)系。
[0013]在一個切換元件耦聯(lián)在一個軸上的情況下，表述“持久地連接”可理解為，相應(yīng)的切換元件的輸入元件或輸出元件經(jīng)由不可相對旋轉(zhuǎn)的或有旋轉(zhuǎn)彈性的連接而直接與相應(yīng)的軸連接，使得在該軸與該切換元件的輸入元件或輸出元件之間總是存在固定的轉(zhuǎn)速關(guān)系O
[0014]在一個行星齒輪組耦聯(lián)在另一個行星齒輪組上的情況下，表述“持久地連接”可理解為，相應(yīng)的一個行星齒輪組的元件之一經(jīng)由不可相對旋轉(zhuǎn)的或有旋轉(zhuǎn)彈性的連接而直接與相應(yīng)的另一個行星齒輪組的元件之一連接，使得在這兩個行星齒輪組元件之間總是存在固定的轉(zhuǎn)速關(guān)系。
[0015]在一個行星齒輪組元件或一個切換元件耦聯(lián)在殼體上的情況下，表述“持久地連接”可理解為，相應(yīng)的行星齒輪組元件或者相應(yīng)的切換元件的輸出元件經(jīng)由不可相對旋轉(zhuǎn)的或有旋轉(zhuǎn)彈性的連接而直接與殼體連接，使得相應(yīng)的行星齒輪組元件或者相應(yīng)的切換元件的輸出元件總是靜止不動。
[0016]因此，按本發(fā)明的自動變速器相對于現(xiàn)有技術(shù)具有完全獨立的運動學(xué)。在使用六個切換元件的情況下，十個前進(jìn)擋能以無組切換的方式接通。同樣能接通倒擋。
[0017]如果從這種具有六個切換元件的自動變速器出發(fā)，設(shè)置一個附加的第七切換元件，則該第七切換元件設(shè)置在第一軸與第八軸之間的力流之中。在這種情況下，十一個前進(jìn)擋可以利用總共七個切換元件以無組切換的方式可接通。同樣可接通倒擋。
[0018]在本發(fā)明的一種優(yōu)選的第一方案中建議，第一行星齒輪組的第一元件與第三軸持久地連接，第一行星齒輪組的第三元件構(gòu)成自動變速器的第四軸并且經(jīng)由第二切換元件在殼體上可固定，第三行星齒輪組的第一元件與第五軸持久地連接，并且第一行星齒輪組的第二元件與第六軸持久地連接。
[0019]在此，第二切換元件設(shè)置在第四軸與殼體之間的力流之中，使得第一行星齒輪組的第三元件經(jīng)由第二切換元件在殼體上可固定。如果第四和第五切換元件同時閉合，則第三行星齒輪組的所有三個元件以相同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。另外，該自動變速器具有三個耦聯(lián)軸，四個行星齒輪組經(jīng)由耦聯(lián)軸持久地相互連接，即第三軸用于將第一行星齒輪組的第一元件與第四行星齒輪組的第一元件持久地耦聯(lián)，第六軸用于將第一行星齒輪組的第二元件與第三行星齒輪組的第三元件持久地耦聯(lián)，第七軸用于將第二行星齒輪組的第一元件與第四行星齒輪組的第三元件持久地耦聯(lián)。
[0020]在本發(fā)明的優(yōu)選的第二方案中建議，第一行星齒輪組的第三元件與殼體持久地連接，第一行星齒輪組的第一元件構(gòu)成自動變速器的第四軸并且經(jīng)由第二切換元件與第三軸可連接，第三行星齒輪組的第一元件與第五軸持久地連接，并且第一行星齒輪組的第二元件與第六軸持久地連接。
[0021]在此，第二切換元件設(shè)置在第三軸與第四軸之間的力流之中，使得第一行星齒輪組的第一元件經(jīng)由第二切換元件與第四行星齒輪組的第一元件可連接。因為第四軸經(jīng)由第一切換元件在殼體上可固定，第三軸或者第一行星齒輪組的第一元件通過同時閉合第一和第二切換元件在殼體上可固定。如果第四和第五切換元件同時閉合，則第三行星齒輪組的所有三個元件以相同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。另外，該自動變速器具有兩個耦聯(lián)軸，四個行星齒輪組經(jīng)由耦聯(lián)軸持久地相互連接，即第六軸用于將第一行星齒輪組的第二元件與第三行星齒輪組的第三元件持久地耦聯(lián)，并且第七軸用于將第二行星齒輪組的第一元件與第四行星齒輪組的第三元件持久地耦聯(lián)。
[0022]在本發(fā)明的優(yōu)選的第三方案中建議，第一行星齒輪組的第三元件與殼體持久地連接，第一行星齒輪組的第一元件與第三軸持久地連接，第一行星齒輪組的第二元件構(gòu)成自動變速器的第四軸并且經(jīng)由第二切換元件與第六軸可連接，并且第三行星齒輪組的第一元件與第五軸持久地連接。
[0023]在此，第二切換元件設(shè)置在第四軸與第六軸之間的力流之中，使得第一行星齒輪組的第二元件經(jīng)由第二切換元件與第三行星齒輪組的第三元件可連接。如果第四和第五切換元件同時閉合，則第三行星齒輪組的所有三個元件以相同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。另外，該自動變速器具有兩個耦聯(lián)軸，四個行星齒輪組經(jīng)由耦聯(lián)軸持久地相互連接，即第三軸用于將第一行星齒輪組的第一元件與第四行星齒輪組的第一元件持久地耦聯(lián)，并且第七軸用于將第二行星齒輪組的第一元件與第四行星齒輪組的第三元件持久地耦聯(lián)。
[0024]在本發(fā)明的優(yōu)選的第四方案中建議，第一行星齒輪組的第三元件與殼體持久地連接，第一行星齒輪組的第一元件與第三軸持久地連接，第三行星齒輪組的第一元件構(gòu)成自動變速器的第四軸并且經(jīng)由第二切換元件與第五軸可連接，并且第一行星齒輪組的第二元件與第六軸持久地連接。第五軸與任何行星齒輪組元件都不直接連接。
[0025]在此，第二切換元件設(shè)置在第四軸與第五軸之間的力流之中，使得第三行星齒輪組的第一元件與第五軸可連接，該第五軸本身不與任何行星齒輪組元件直接連接。如果第二、第四和第五切換元件同時閉合，則第三行星齒輪組的所有三個元件以相同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。另夕卜，該自動變速器具有三個耦聯(lián)軸，四個行星齒輪組經(jīng)由耦聯(lián)軸持久地相互連接，即第三軸用于將第一行星齒輪組的第一元件與第四行星齒輪組的第一元件持久地耦聯(lián)，第六軸用于將第一行星齒輪組的第二元件與第三行星齒輪組的第三元件持久地耦聯(lián)，并且第七軸用于將第二行星齒輪組的第一元件與第四行星齒輪組的第三元件持久地耦聯(lián)。
[0026]在本發(fā)明的自動變速器中優(yōu)選在每個擋中四個切換元件是閉合的。如果設(shè)置六個切換元件，則在每個擋中優(yōu)選僅兩個切換元件是不閉合的。如果設(shè)置七個切換元件，則在每個擋中優(yōu)選僅三個切換元件是不閉合的。在從一個擋換到下一個較高的或較低的擋時，總是僅僅打開一個此前閉合的切換元件和閉合一個此前打開的切換元件，使得在按順序每次升高和降低一個擋時，避免所謂的組切換。
[0027]為了利用六個切換元件構(gòu)成十個前進(jìn)擋和一個倒擋，這種變速器可以具有以下?lián)Q擋邏輯或者說擋位邏輯:在第一前進(jìn)擋中，第一、第二、第三和第六切換元件閉合或者說傳遞轉(zhuǎn)矩。在第二前進(jìn)擋中，第一、第二、第三和第五切換元件閉合或者說傳遞轉(zhuǎn)矩。在第三前進(jìn)擋中，第一、第二、第五和第六切換元件閉合或者說傳遞轉(zhuǎn)矩。在第四前進(jìn)擋中，第二、第三、第五和第六切換元件閉合或者說傳遞轉(zhuǎn)矩。在第五前進(jìn)擋中，第二、第四、第五和第六切換元件閉合或者說傳遞轉(zhuǎn)矩。在第六前進(jìn)擋中，第二、第三、第四和第五切換元件閉合或者說傳遞轉(zhuǎn)矩。在第七前進(jìn)擋中，第二、第三、第四和第六切換元件閉合或者說傳遞轉(zhuǎn)矩。在第八前進(jìn)擋中，第三、第四、第五和第六切換元件閉合或者說傳遞轉(zhuǎn)矩。在第九前進(jìn)擋中，第一、第三、第四和第六切換元件閉合或者說傳遞轉(zhuǎn)矩。在第十前進(jìn)擋中，第一、第四、第五和第六切換元件閉合或者說傳遞轉(zhuǎn)矩。在倒擋中，第一、第二、第四和第六切換元件閉合或者說傳遞轉(zhuǎn)矩。
[0028]如果在第一軸與第八軸之間的力流之中有一個附加的第七切換元件，則相對于具有僅六個切換元件的變速器實施方式可以在具有僅六個切換元件的變速器實施方式的第一擋以下實現(xiàn)一個附加的前進(jìn)擋，該附加前進(jìn)擋的傳動比大于具有僅六個切換元件的變速器實施方式的第一擋的傳動比。因此該附加前進(jìn)擋良好地適用作為所謂的具有大總傳動比的用于大牽引力的爬行擋。作為換擋邏輯或者說擋位邏輯可以規(guī)定，在這樣的附加前進(jìn)擋中，第一、第二、第六和第七切換元件閉合或者說傳遞轉(zhuǎn)矩，而在所有其他前進(jìn)擋和倒擋中第七切換元件不閉合或者說不傳遞轉(zhuǎn)矩。
[0029]按有利的方式可能的是，與按本發(fā)明的具有僅六個切換元件的變速器所需的結(jié)構(gòu)空間相比，附加的第七切換元件安裝在相同的結(jié)構(gòu)空間或僅略微增大的結(jié)構(gòu)空間中。
[0030]第四、第五和第六切換元件直接連接的自動變速器的按本發(fā)明的運動學(xué)以有利的方式允許，第三和第六切換元件在空間上看直接彼此相鄰地設(shè)置，第五和第六切換元件在空間上看直接彼此相鄰地設(shè)置，并且第四和第五切換元件在空間上看直接彼此相鄰地設(shè)置。這以制造技術(shù)有利的方式允許為這些切換元件使用共同的摩擦片支座。
[0031]所有四個行星齒輪組優(yōu)選構(gòu)成為所謂的負(fù)傳動比行星齒輪組，各個行星齒輪組的行星輪與相應(yīng)的行星齒輪組的太陽輪和齒圈嚙合。
[0032]取代具有四個負(fù)傳動比單行星齒輪組的齒輪組系統(tǒng)的實施方式，若干負(fù)傳動比行星齒輪組可以通過所謂的正傳動比行星齒輪組代替，這允許若干切換元件在變速器殼體內(nèi)的替換的空間布置。已知的是，正傳動比行星齒輪組具有行星架和在該行星架上可旋轉(zhuǎn)地支承的內(nèi)側(cè)的和外側(cè)的行星輪，每個內(nèi)側(cè)的行星輪分別與一個外側(cè)的行星輪嚙合以及與正傳動比行星齒輪組的太陽輪嚙合，而每個外側(cè)的行星輪分別與一個內(nèi)側(cè)的行星輪嚙合以及與正傳動比行星齒輪組的齒圈嚙合。取代具有四個負(fù)傳動比單行星齒輪組的齒輪組系統(tǒng)的實施方式，也可以將其中多個負(fù)傳動比行星齒輪組用正傳動比行星齒輪組代替。
[0033]為了保證要求保護(hù)的齒輪組系統(tǒng)的相同運動學(xué)而規(guī)定，每個負(fù)傳動比行星齒輪組的第一元件與每個正傳動比行星齒輪組的第一元件構(gòu)成為太陽輪，每個負(fù)傳動比行星齒輪組的第二元件構(gòu)成為行星架，而每個正傳動比行星齒輪組的第二元件構(gòu)成為齒圈，并且每個負(fù)傳動比行星齒輪組的第三元件構(gòu)成為齒圈，而每個正傳動比行星齒輪組的第三元件構(gòu)成為行星架。
[0034]在四個行星齒輪組在自動變速器殼體中的空間布置方面，在一種方案中建議，所有四個行星齒輪組彼此同心地并排地按定義的順序“第一、第四、第二、第三行星齒輪組”設(shè)置，因此可能的是，所有離合器以簡單方式低泄漏地供應(yīng)為了液壓操作而需要的壓力介質(zhì)