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1、10申请公布号CN104246294A43申请公布日20141224CN104246294A21申请号201380021099722申请日20130313102012206782520120425DEF16H3/6620060171申请人ZF腓德烈斯哈芬股份公司地址德国腓德烈斯哈芬72发明人斯特凡贝克克里斯蒂安西卜拉沃尔夫冈里格尔74专利代理机构中原信达知识产权代理有限责任公司11219代理人杨靖车文54发明名称多级变速器57摘要一种多级变速器包括四个行星齿轮组P1、P2、P3、P4、八个能转动的轴1、2、3、4、5、6、7、8和六个换挡元件04、05、14、17、18、37，其中，第一行星齿。
2、轮组P1的太阳轮与第八轴8连接，该第八轴与第二行星齿轮组P2的太阳轮连接并且能通过第三离合器18与驱动轴1连接，其中，驱动轴1能通过第一离合器14与第四轴4连接，该第四轴与第一行星齿轮组P1的齿圈连接并且能通过第一制动器04联接到壳体G上，其中，驱动轴1能通过第二离合器17与跟第二行星齿轮组P2的行星架联接的第七轴7连接，该第七轴能通过第四离合器37与跟第三行星齿轮组P3的齿圈连接的第三轴3连接，其中，第六轴6与第二行星齿轮组P2的齿圈以及第四行星齿轮组P4的行星架连接，并且第三行星齿轮组P3的太阳轮联接到壳体G上，其中，第五轴5与第一行星齿轮组P1的行星架以及第四行星齿轮组P4的太阳轮连接并。
3、且能通过第二制动器05联接到壳体G上，并且其中，输出轴2与第三行星齿轮组P3的行星架以及第四行星齿轮组P4的齿圈连接。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014102186PCT国际申请的申请数据PCT/EP2013/0550812013031387PCT国际申请的公布数据WO2013/160003DE2013103151INTCL权利要求书1页说明书6页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图1页10申请公布号CN104246294ACN104246294A1/1页21一种行星结构形式的多级变速器，特别是用于机动车的自动变速器，所述多级。
4、变速器包括驱动轴1、输出轴2和布置在壳体G中的四个行星齿轮组P1、P2、P3、P4、总共八个能转动的轴1、2、3、4、5、6、7、8以及包括制动器04、05和离合器14、17、18、37的六个换挡元件04、05、14、17、18、37，它们的有选择的啮合导致了在驱动轴1与输出轴2之间的不同的传动比，从而能实现九个前进挡和一个倒挡，其中，第一行星齿轮组P1的太阳轮与第八轴8连接，所述第八轴与第二行星齿轮组P2的太阳轮连接并且能通过第三离合器18与驱动轴1能脱开地连接，其中，驱动轴1能通过第一离合器14与第四轴4能脱开地连接，所述第四轴与第一行星齿轮组P1的齿圈连接并且能通过第一制动器04联接到壳。
5、体G上，其中，驱动轴1能通过第二离合器17与跟第二行星齿轮组P2的行星架连接的第七轴7能脱开地连接，所述第七轴能通过第四离合器37与跟第三行星齿轮组P3的齿圈连接的第三轴3能脱开地连接，其中，第六轴6与第二行星齿轮组P2的齿圈以及第四行星齿轮组P4的行星架连接，并且第三行星齿轮组P3的太阳轮联接到壳体G上，其中，第五轴5与第一行星齿轮组P1的行星架以及第四行星齿轮组P4的太阳轮连接，并且能通过第二制动器05联接到壳体G上，并且其中，输出轴2与第三行星齿轮组P3的行星架以及第四行星齿轮组P4的齿圈连接。2根据权利要求1所述的多级变速器，其特征在于，所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组、所述第三。
6、行星齿轮组和所述第四行星齿轮组P1、P2、P3、P4构造为负行星齿轮组。3根据权利要求1所述的多级变速器，其特征在于，从轴向上来看，所述行星齿轮组以第一行星齿轮组P1、第二行星齿轮组P2、第三行星齿轮组P3、第四行星齿轮组P4的顺序来布置。4根据上述权利要求中任一项所述的多级变速器，其特征在于，所述第三离合器和/或所述第四离合器18、37实施为形状锁合的换挡元件。5根据权利要求1所述的多级变速器，其特征在于，所述变速器的换挡元件04、05、14、17、18、37实施为按需操纵的换挡元件。6根据上述权利要求中任一项所述的多级变速器，其特征在于，通过闭合第二制动器05以及第三和第四离合器18、37。
7、得到第一前进挡，通过闭合第一制动器04以及第三和第四离合器18、37得到第二前进挡，通过闭合第一、第三和第四离合器14、18、37得到第三前进挡，通过闭合第二、第三和第四离合器17、18、37得到第四前进挡，通过闭合第一、第二和第三离合器14、17、18得到第五前进挡，通过闭合第一制动器04以及第二和第三离合器17、18得到第六前进挡，通过闭合第二制动器05以及第二和第三离合器17、18得到第七前进挡，通过闭合第一和第二制动器04、05以及第二离合器17得到第八前进挡，并且通过闭合第二制动器05以及第一和第二离合器14、17得到第九前进挡，其中，通过闭合第二制动器05以及第一和第四离合器14、。
8、37得到倒挡。7根据权利要求6所述的多级变速器，其特征在于，备选地通过闭合第一制动器04以及第二和第四离合器17、37，或通过闭合第一、第二和第四离合器14、17、37，或通过闭合第二制动器05以及第二和第四离合器17、37得到所述第四前进挡。权利要求书CN104246294A1/6页3多级变速器技术领域0001本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的行星结构形式的多级变速器，特别是用于机动车的自动变速器。背景技术0002根据现有技术，特别是用于机动车的自动变速器包括行星齿轮组，这些行星齿轮组借助摩擦元件或者换挡元件，例如离合器和制动器，进行切换，并且通常与承受滑差作用的且有选择地设有锁止离合。
9、器的起动元件，例如液力变矩器或者液力耦合器连接。0003这种类型的自动变速器例如由本申请人的DE19912480B4公知。该自动变速器包括用于切换六个前进挡和一个倒挡的三个单行星架行星齿轮组以及三个制动器和两个离合器、驱动轴和输出轴，其中，第一行星齿轮组的行星架与第二行星齿轮组的齿圈持续地连接，并且第二行星齿轮组的行星架与第三行星齿轮组的齿圈持续地连接，并且驱动轴与第二行星齿轮组的太阳轮直接连接。0004此外，在公知的变速器中规定驱动轴能通过第一离合器与第一行星齿轮组的太阳轮连接并且能通过第二离合器与第一行星齿轮组的行星架连接，其中，第一行星齿轮组的太阳轮能通过第一制动器与变速器的壳体连接，并。
10、且第一行星齿轮组的行星架能通过第二制动器与变速器的壳体连接，其中，第三行星齿轮组的太阳轮能通过第三制动器与变速器的壳体连接。变速器的输出轴与第三行星齿轮组的行星架以及第一行星齿轮组的齿圈持续地连接。0005此外，由DE2936969A1公知了一种9挡多级变速器；其包括八个换挡元件和四个行星齿轮组，其中，将一个行星齿轮组用作前置变速器，并且主变速器具有辛普森齿轮组SIMPSONSATZ和另外的用作逆转变速器UMKEHRGETRIEBE的行星齿轮组。0006其他多级变速器例如由本申请人的DE102005010210A1和DE102006006637A1公知。0007通常的行星结构形式的能自动换挡的。
11、车辆变速器在现有技术中已被多次描述并且经历着不断的改进和改善。因此，这些变速器应需要较少的构造耗费，尤其是很少数量的换挡元件，并且在顺次的换挡方式中应避免双重换挡，即接通和/或断开两个换挡元件，从而在以限定的挡位组进行换挡时分别仅变换一个换挡元件。0008由本申请人的DE102008000428A1公知了一种行星结构形式的多级变速器，其具有布置在壳体中的驱动装置和输出装置。在该公知的变速器中设置有至少四个行星齿轮组以下被称为第一、第二、第三和第四行星齿轮组、至少八个能转动的轴以下被称为驱动轴、输出轴、第三、第四、第五、第六、第七和第八轴、以及至少六个包括制动器和离合器的换挡元件，它们的有选择的。
12、啮合导致了在驱动装置与输出装置之间的不同的传动比，从而优选能实现九个前进挡和一个倒挡。0009在此，优选构造为负行星齿轮组的，也就是具有负的稳态变速器传动比说明书CN104246294A2/6页4的第一和第二行星齿轮组形成能换挡的前置齿轮组，其中，第三和第四行星齿轮组形成主齿轮组。0010在该公知的多级变速器中规定第一和第二行星齿轮组的行星架通过第四轴彼此联接，该第四轴与主齿轮组的元件连接；第一行星齿轮组的齿圈通过第八轴与第二行星齿轮组的太阳轮联接，该第八轴能通过第一离合器与驱动轴能脱开地连接；并且第一行星齿轮组的太阳轮能借助第三轴通过第一制动器联接到变速器的壳体上且能通过第二离合器与驱动轴能。
13、脱开地连接，其中，第二行星齿轮组的齿圈能借助第五轴通过第二制动器联接到变速器的壳体上。此外，第七轴与主齿轮组的至少一个元件持续地连接并且能通过第三制动器联接到变速器的壳体上，其中，第六轴与主齿轮组的至少一个另外的元件持续地连接并且能通过第三离合器与驱动轴能脱开地连接；输出轴与主齿轮组的至少一个另外的元件持续地连接。0011在该公知的变速器中优选的是，第四轴与第三行星齿轮组的齿圈持续地连接，其中，第六轴与第四行星齿轮组的齿圈以及第三行星齿轮组的行星架持续地连接，并且能通过第三离合器与驱动轴能脱开地连接。此外，第七轴与第三和第四行星齿轮组的太阳轮持续地连接并且能通过第三制动器联接到变速器的壳体上。。
14、在此，输出通过与第四行星齿轮组的行星架持续地连接的输出轴来实现。此外，第三和第四行星齿轮组可以组合或简化为具有共同的行星架和共同的齿圈的拉威挪齿轮组RAVIGNEAUXSATZ。0012根据现有技术，按上述方式实施的多级变速器的通常实施为片式离合器或片式制动器的换挡元件以液压方式来操作，这不利地导致了很高的液压损耗。为了避开这种操作损耗，使用能按需操作的换挡元件是特别有利。0013能按需操作的换挡元件尤其可以理解为如下换挡元件，在这些换挡元件中，与为了变换换挡状态相比需要很少能量或不需要能量来维持换挡状态。0014为了可以实现使用能按需操作的换挡元件，这些换挡元件、尤其是离合器应该是能很好地从。
15、外部触及的。发明内容0015本发明的任务是提出一种本文开头提到类型的多级变速器，该多级变速器包括具有足够的传动比的九个前进挡和一个倒挡，其中，优化了构造耗费、构件负载和结构尺寸并且还改进了效率。此外，变速器的换挡元件应该是能很好地从外部触及的，由此可以实现能按需操作的换挡元件的装入。此外，变速器应不仅适用于标准结构形式，而且也适用于前置横向结构形式FRONTQUERBAUWEISE。0016根据本发明，该任务通过权利要求1的特征来解决。其他优点和有利的设计方案由从属权利要求得知。0017据此，提出了一种根据本发明的行星结构形式的多级变速器，其具有布置在壳体中的驱动装置和输出装置。此外，设置有至。
16、少四个行星齿轮组以下被称为第一、第二、第三和第四行星齿轮组、八个能转动的轴以下被称为驱动轴、输出轴、第三、第四、第五、第六、第七和第八轴、以及六个包括制动器和离合器的、优选实施为片式换挡元件或形状锁合的FORMSCHLSSIG换挡元件的换挡元件，它们的有选择的啮合导致了在驱动装置与输出装置之间的不同的传动比，从而优选能实现九个前进挡和一个倒挡。说明书CN104246294A3/6页50018变速器的行星齿轮组优选构造为负行星齿轮组。0019公知的是，单排的负行星齿轮组包括太阳轮、齿圈和行星架，行星齿轮能转动地支承在该行星架上，这些行星齿轮分别与太阳轮和齿圈啮合。由此，齿圈在行星架保持固定的情况。
17、下具有与太阳轮相反的转动方向。而与此不同，单排的正行星齿轮组包括太阳轮、齿圈和行星架，内行星齿轮和外行星齿轮能转动地支承在该行星架上，其中，所有内行星齿轮与太阳轮啮合，而所有外行星齿轮与齿圈啮合，其中，每个内行星齿轮分别与一个外行星齿轮啮合。由此，齿圈在行星架保持固定的情况下具有与太阳轮相同的转动方向并且得到正的稳态变速器传动比。0020根据本发明，第一行星齿轮组的太阳轮与第八轴连接，该第八轴与第二行星齿轮组的太阳轮连接并且能通过第三离合器与驱动轴能脱开地连接，其中，驱动轴能通过第一离合器与第四轴能脱开地连接，该第四轴与第一行星齿轮组的齿圈连接并且能通过第一制动器联接到壳体上。此外，驱动轴能通。
18、过第二离合器与跟第二行星齿轮组的行星架连接的第七轴能脱开地连接，该第七轴能通过第四离合器与跟第三行星齿轮组的齿圈连接的第三轴能脱开地连接。0021此外，第六轴与第二行星齿轮组的齿圈以及第四行星齿轮组的行星架连接，其中，第三行星齿轮组的太阳轮联接到壳体上。0022此外，第五轴与第一行星齿轮组的行星架以及第四行星齿轮组的太阳轮连接并且能通过第二制动器联接到壳体上，其中，变速器的输出轴与第三行星齿轮组的行星架以及第四行星齿轮组的齿圈连接。0023通过第一、第二和第三离合器布置在变速器的驱动轴上，两个另外的换挡元件实施为制动器，并且从径向上看，第四离合器布置在壳体附近，确保了变速器的所有换挡元件的很好。
19、的可触及性，由此换挡元件可以实施为能按需操作的换挡元件。此外，在另一实施方式的范围内，变速器的换挡元件实施为能液压操作的换挡元件。0024此外，还得到了多级变速器的特别适用于乘用车辆的传动比以及提高的总传动比范围GESAMTSPREIZUNG，由此导致了驾驶舒适性的改善和明显的消耗下降。0025此外，利用根据本发明的多级变速器由于很少数量的换挡元件而显著降低了构造耗费。以有利的方式，利用根据本发明的多级变速器可以实现的是，起动可以利用液力变矩器、外部的起动离合器或也可以利用其他适合的外部起动元件来执行。也能想到的是，起动过程可以通过整合在变速器中的起动元件来实现。优选适用的是在第一前进挡中以及。
20、在倒挡中被操作的换挡元件。0026此外，在根据本发明的多级变速器中还获得了在主行驶挡位中就带排损耗和啮合损耗而言的很好的效率。0027以有利的方式，在多级变速器的行星齿轮组和换挡元件中存在低转矩，由此以有利的方式降低了在多级变速器中的磨损。此外，通过低转矩可以实现相应小的规格设定，由此降低了所需的结构空间和相应的成本。此外，在轴、换挡元件和行星齿轮组中也存在低转速。0028此外，根据本发明的变速器以如下方式来设计，即，使得可以实现不仅在动力流方向上而且还在空间方面的与不同传动系构造方案的可匹配性。说明书CN104246294A4/6页6附图说明0029下面结合附图示例性地对本发明进行详细阐述。。
21、其中0030图1示出根据本发明的多级变速器的优选实施方式的示意性视图；0031图2示出用于根据图1的多级变速器的示例性换挡示意图。具体实施方式0032图1中示出根据本发明的具有驱动轴1、输出轴2和四个布置在壳体G中的行星齿轮组P1、P2、P3和P4的多级变速器。行星齿轮组P1、P2、P3和P4在图1所示的示例中构造为负行星齿轮组。根据本发明，当同时将行星架联接和齿圈联接相交换并且将稳态变速器传动比的绝对值相较于实施为负行星齿轮组的实施方式提高了1时，可以将其中至少一个行星齿轮组P1、P2、P3和P4实施为正行星齿轮组。0033在所示的实施例中从轴向上来看，行星齿轮组P1、P2、P3和P4以第一。
22、行星齿轮组P1、第二行星齿轮组P2、第三行星齿轮组P3、第四行星齿轮组P4的顺序来布置。根据本发明，各个行星齿轮组的轴向顺序和换挡元件的布置可以自由选择，只要允许这些元件的可连接性。0034如图1所示，设置有六个换挡元件，即，两个制动器04、05和四个离合器14、17、18、38。换挡元件的空间布置可以是任意的并且仅由尺寸和外部构型来限定。变速器的离合器和制动器优选实施为摩擦换挡元件或片式换挡元件，但是也可以实施为形状锁合的换挡元件。0035利用这些换挡元件能实现九个前进挡和一个倒挡的有选择的切换。根据本发明的多级变速器具有总共八个能转动的轴，即，轴1、轴2、轴3、轴4、轴5、轴6、轴7和轴8。
23、，其中，变速器的第一轴1形成驱动轴，而变速器的第二轴2形成输出轴。0036根据本发明，在根据图1的多级变速器中规定第一行星齿轮组P1的太阳轮与第八轴8连接，该第八轴与第二行星齿轮组P2的太阳轮连接并且能通过第三离合器18与驱动轴1能脱开地连接，其中，驱动轴1能通过第一离合器14与第四轴4能脱开地连接，该第四轴与第一行星齿轮组P1的齿圈连接并且能通过第一制动器04联接到壳体G上。参见图1，驱动轴1能通过第二离合器17与跟第二行星齿轮组P2的行星架连接的第七轴7能脱开地连接，其中，第七轴7能通过第四离合器37与跟第三行星齿轮组P3的齿圈连接的第三轴3能脱开地连接。0037如图1所示，第六轴6与第二。
24、行星齿轮组P2的齿圈以及第四行星齿轮组P4的行星架连接，其中，第三行星齿轮组P3的太阳轮联接到壳体G轴0上。0038此外，第五轴5与第一行星齿轮组P1的行星架以及第四行星齿轮组P4的太阳轮连接并且能通过第二制动器05联接到壳体G上，其中，变速器的输出轴2与第三行星齿轮组P3的行星架以及第四行星齿轮组P4的齿圈连接。0039在此从轴向上来看，第一、第二和第三离合器14、17、18可以是并排布置的且实施为片式换挡元件，并且具有共同的外片式支架。0040图2中示出根据图1的多级变速器的示例性换挡示意图。针对每个挡位闭合三个换挡元件。从换挡示意图中可以示例性地得知各个挡位级的相应传动比I以及由此确定的。
25、到下一更高挡位的挡间传动比比值GANGSPRUNG或者说级间传动比比值说明书CN104246294A5/6页7STUFENSPRUNG其中，变速器的传动比范围为值9005。0041针对实施为负行星齿轮组的行星齿轮组P1、P2、P3和P4的稳态变速器传动比的值在所示的示例中分别为1600、3900、2965和2385。如图2所示，因为两个相邻的挡位级共同使用两个换挡元件，所以在顺次的换挡方式中，分别仅须接通入一个换挡元件并断开一个换挡元件。此外，还可以看到的是，在很小的挡间传动比比值的情况下实现了很大的传动比范围。0042通过闭合第二制动器05以及第三和第四离合器18、37得到第一前进挡，通过闭。
26、合第一制动器04以及第三和第四离合器18、37得到第二前进挡，通过闭合第一、第三和第四离合器14、18、37得到第三前进挡，通过闭合第二、第三和第四离合器17、18、37得到第四前进挡，通过闭合第一、第二和第三离合器14、17、18得到在所示实施例中实施为直接挡位的第五前进挡，通过闭合第一制动器04以及第二和第三离合器17、18得到第六前进挡，通过闭合第二制动器05以及第二和第三离合器17、18得到第七前进挡，通过闭合第一和第二制动器04、05以及第二离合器17得到第八前进挡，并且通过闭合第二制动器05以及第一和第二离合器14、17得到第九前进挡，其中，通过闭合第二制动器05以及第一和第四离合。
27、器14、37得到倒挡。0043备选地，也可以通过其他换挡组合来切换第四前进挡，这些换挡组合在图2中以M标示出。据此，可以通过闭合第一制动器04以及第二和第四离合器17、37，或通过闭合第一、第二和第四离合器14、17、37，或通过闭合第二制动器05以及第二和第四离合器17、37得到第四前进挡。0044由于在第一前进挡和/或在倒挡中，第二制动器05以及第一、第三和第四离合器14、18、37是闭合的，所以这些换挡元件可以作为起动元件使用。0045根据本发明，即使在相同的变速器方案中根据换挡逻辑的不同也可以获得不同的挡间传动比比值，从而可以实现视用途而定或视车辆而异的变型方案。0046此外，根据本发。
28、明可选的是，可以在多级变速器的每个适当的位置上，例如在轴与壳体之间或者为了在必要时连接两个轴，都设置附加的自由轮FREILAUF。0047在驱动侧上或者在输出侧上可以设置车轴差速器和/或分配器差速器VERTEILERDIFFERENTIAL。0048在本发明的一个有利改进方案的范围内，驱动轴1可以根据需要通过离合器元件与驱动马达分离，其中，可以使用液力转换器、液压离合器、干式起动离合器、湿式起动离合器、磁粉离合器、离心力离合器或类似装置作为离合器元件。同样可行的是，将这种类型的起动元件沿动力流方向布置在变速器之后，其中，在这种情况下驱动轴1持续地与驱动马达的曲轴连接。0049此外，根据本发明的。
29、多级变速器还能够实现将扭振减振器布置在驱动马达与变速器之间。0050在本发明未示出的另一实施方式的范围内，可以在每个轴上，优选在驱动轴1或输出轴2上布置无磨损的制动器，例如像液压减速器或者电减速器或类似装置，这尤其对于在商用车中的使用而言是特别有意义的。此外，为了驱动附加的机组可以在每个轴上，优选在驱动轴1或者输出轴2上设置动力输出装置。0051所使用的摩擦换挡元件可以构造为能负载切换的离合器或制动器。尤其是可以使说明书CN104246294A6/6页8用力锁合的KRAFTSCHLSSIG离合器或制动器，例如片式离合器、带式制动器和/或锥形离合器。0052这里所介绍的多级变速器的另一优点在于，。
30、在每个轴上可以安设电机作为发电机和/或作为附加的驱动机。0053附图标记列表00540轴00551第一轴、驱动轴00562第二轴、输出轴00573第三轴00584第四轴00595第五轴00606第六轴00617第七轴00628第八轴006304第二制动器006405第三制动器006514第一离合器006617第二离合器006718第三离合器006837第三离合器0069G壳体0070P1第一行星齿轮组0071P2第二行星齿轮组0072P3第三行星齿轮组0073P4第四行星齿轮组0074I传动比0075级间传动比比值说明书CN104246294A1/1页9图1图2说明书附图CN104246294A。