[发明专利]带六个扭矩传递机构和三个行星齿轮组的七速变速器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有三个行星齿轮组的动力变速器，这些行星齿 轮组由六个扭矩传递装置控制，以提供七个前进速度比和至少一个倒 档速度比。

背景技术

客车包括由发动机、多速变速器和差速或主减速器组成的动力 系。多速变速器通过容许发动机在其扭矩范围内多次操作而提高了车 辆的整个操作范围。变速器中可得到的前进速度比的数量确定了发动 机扭矩范围重复的次数。早前的自动变速器具有两个速度范围。这严 格地限制了车辆的整个速度范围，并因此需要相对较大的发动机，其 可产生较宽的速度和扭矩范围。这导致发动机在巡航期间操作在某个 比燃料消耗点上，而非最有效点。因此，手动换档(中间轴变速器)是 最通用的。

随着三速和四速自动变速器的到来，自动换档(行星齿轮)变速器 提高了汽车大众化的普及性。这些变速器改进了车辆的操作性能和燃 料经济性。速度比的数量增加将减少在速度比之间的比阶大小(step size)，并因此通过在正常车辆加速下使操作员基本察觉不到速度比替 换而改进变速器的换档质量。

目前已经提出要将前进速度比的数量提高至六个或更多个。在于 1978年1月31日授予Polak的美国专利第4,070,927号；和于2002 年7月23日授予Raghavan和Usoro的美国专利第6,422,969号中公开 了六速变速器。

六速变速器提供了几个超越四速和五速变速器的优点，包括改进 的车辆加速度和改进的燃料经济性。虽然许多货车采用具有六个或更 多前进速度比的动力变速器，但是由于这些变速器的尺寸和复杂性， 客车仍然制造成带有三速和四速自动变速器，以及相对较少的五速或 六速装置。

在授予Raghavan，Bucknor和Usoro的美国专利第6,623,397号中 公开了七速变速器。七速变速器在加速度和燃料经济性方面提供了超 越六速变速器的进一步改进。然而，类似于上面论述的六速变速器， 七速变速器的发展由于复杂性、尺寸和成本而被排除在外。

被归类为路面和越野两用操作的车辆，其通常包含带双速(通常一 个减速比和一个直接速度比)的分动箱和用于将驱动动力传递给前轴 的减速齿轮组。分动箱的接合利用一种机械接合装置，其同电子控制 的变速器相比具有有限的可控性，其中扭矩传递机构通过由电子控制 装置提供的信号而接合和分离。

发明内容

本发明提供了一种多速变速器，其只利用六个扭矩传递机构而取 得高达七个前进速度。这种变速器具有很宽的速度比范围，其足以消 除轻型卡车应用中所必要的典型的双速分动箱(transfer case)。利用本 发明可减小内部构件的速度，其延长了构件寿命。通过提供大约9∶1(或 甚至10∶1，其依赖于齿轮齿比选择)的速度比范围，分动箱是不必要的， 其通常有较高的效率损失。由分动箱添加的速度比范围可替代由变速 器以更大的精度获得。电子控制的变速器可包含车辆防抱死制动器、 驾驶、轮胎侧面和滚动半径随车辆重量变化的信息，以便更精确地控 制变速器，以确保在上面给定的信息下利用最有效的速度比。