本发明涉及机动车辆的自动变速器领域。更具体地说，本发明是关于 传动装置，离合器，制动器和它们之间在动力传动中相互连接的一种运动 学配置。

市售的轻型卡车已经有各种可选的驱动轴速比。想要牵引重型拖车的 用户通常为这种卡车定购车轴，这种卡车具有较高的扭矩比，目的是为了 在车辆重载时获得更好的效果。不想牵引重型拖车的用户，选择具有较小 的扭矩倍率的车轴，以便取得更佳的公路燃料经济性。
当车辆负载时，较大的驱动轴速比能提高车辆的起动能力，但却降低 了燃料经济性，甚至在车辆空载时也是如此。提供多驱动轴速比会增加车
辆组装厂的复杂性。具有4X4动力传动系统的轻型卡车的司机，很少使 用双速变速箱的低倍率功能。
具有4X4动力传动系统的轻型卡车，经常在变速箱中提供低倍率功 能。变速器的非常低的传动比可以允许带有4X2动力传动系统的卡车提供 这一特征，减少变速箱的成本。
这种车辆的多数司机习惯于并且更喜欢这种变速器提供一档至二档 的小级差。己有的八速变速器具有低于高效的六速变速器的齿轮啮合磨 损。
这就需要一种能提供足够速比跨度的变速器，以使所有车辆能具有很 强的牵引能力，并且在车辆没有牵引重负载的任何时候，也有很好的公路 燃料经济性。为了实现这一目的，变速器应提供与现有技术的六速自动变 速器相近的速比，外加一个附加的低倍率档。

大多数提供大跨度的变速器具有至少一个特宽的级差。具有已有齿数
比的变速器产生的最大级差仅为1.50。本配置仅使用了带有普通齿数比的 简单行星齿轮组。除了提供特定的低速前进比率外，该配置还在超速传动 比中提供一种小级差的附加的超速传动比。
这可明显使较低的发动机速率适合典型公路行驶，并将获得实质上的 燃料经济性。
该变速器提供与现有技术的六速自动变速器相近的传动比和一个附 加的低倍率档。
一种多速变速器，包括一个输入端和输出端；第一、第二、第三和第 四行星齿轮组，每一齿轮组包括太阳轮，内齿圈，齿轮架，以及支承于齿 轮架并与太阳轮和内齿圈相啮合的小齿轮；第一周转齿轮总成包括第一齿 轮组，第二齿轮组，第一离合器，第一制动器，第二制动器，和第一、第 二、第三和第四转动部件，可操作所述第一离合器，将第一转动部件与输 入端相连接，可操作所述第一制动器，阻止所述第四转动部件转动，可操 作所述第二制动器，阻止所述第二转动部件转动；第周转齿轮总成包括第 三齿轮组，第四齿轮组，第二离合器，第三离合器，第三制动器，和第五， 第六，第七和第八转动部件，第三转动部件被固定在第八转动部件上，可 操作所述第二控制离合器，将第五转动部件与输入端相连接，可操作所述 第二控制离合器，将第七转动部件与输入端相连接，可操作所述第三制动 器，阻止第七转动部件转动，所述第六转动部件被固定在输出端转动。
通过下面的具体实施方式，权利要求和附图，优选实施例的适用范围 将会明确。应当理解，尽管说明书与具体实例表示了优选实施例，但是这 仅是举例说明而已。对说明的实施例和实例的各种不同的改变和修改，对 所属技术领域的技术人员来说是显而易见的。

当结合附图考虑时，通过下面对优选实施例的详细描述，对所属技术 领域的技术人员来说，这些和其它的优点将是显而易见，附图中：
图l是表示包括行星齿轮组的变速器的运动学配置的示意图。
图2是表示图1的变速器的组件间相互连接的控制杆示意图
图3是表示控制图1中变速器的离合器和制动器的工作状态的每个前 进档和倒档的速度比的表。
图4是表示图1的变速器的每个齿轮组的优选比压的表。
图5是表示包括行星齿轮组的变速器的第二实施例的示意图。
图6是表示控制图5中变速器的离合器和制动器的工作状态的每个前 进档和倒档的速度比的表。
图7是表示图5的变速器的每个齿轮组的优选比压的表。 图8是表示包括行星齿轮组的变速器的运动学配置的示意图。
图9是表示控制图8的变速器的离合器和制动器的工作状态的每个前 进档和倒档的速度比的表；以及
图10是表示图8的变速器的每个齿轮组的优选比压的表。 具体实施方式
现在参照附图，图1表示自动变速器10的运动学配置。液力变 矩器包括连接在内燃机的曲轴14上的装有叶片的叶轮12，装有叶片 的涡轮16和装有叶片的定轮18。叶轮，定轮和涡轮形成一个环形的 流体流动回路，使得叶轮以流体运动的方式与涡轮连接。定轮18可 转动地支承于静止的定轮套轴20上，超速制动器22将定轮锚定到定 轮套轴20上以防止定轮向与叶轮的转动方向相反的方向转动，尽管 向相反的方面转动是允许的。
该变矩器包括位于变矩器的叶轮壳体26内的锁定离合器24。当
离合器24啮合时，涡轮和叶轮与传动输入轴28机械地连接；当离合 器24脱离时，涡轮和叶轮流被以流体运动的方式连接同时机械连接 断开。变矩器里所含液体从油泵总成（未示出）的输出端供给变矩器， 再返回到油槽中，泵的进口以液压方式连接到该油槽上。
行星齿轮系统包括第一，第二与第三齿轮组30-33。第一齿轮组 30是行星齿轮组，其包括太阳轮34，内齿圈36，齿轮架38，以及支 承在齿轮架38上并与太阳轮34和内齿圈36啮合的行星小齿轮40。 第二齿轮组31是行星齿轮组，其包括太阳轮42，内齿圈44和齿轮 架46，以及支承在齿轮架46上并与太阳轮42和内齿圈44啮合的行 星小齿轮48。第三齿轮组32是行星齿轮组，其包括太阳轮50，内齿 圈52和齿轮架54，以及支承在齿轮架54上并与太阳轮50和内齿圈 52啮合的行星小齿轮56。第四齿轮组33是行星齿轮组，其包括太阳 轮58，内齿圈60和齿轮架62，以及支承在齿轮架62上并与太阳轮 58和内齿圈60啮合的行星小齿轮64。
第一齿轮组30的齿轮架38通过鼓66固定在内齿圈44上作为一 个单元转动。第一齿轮组30的内齿圈36和齿轮架46可相互驱动地 连接，并固定在太阳轮50上作为一个单元转动。第三齿轮组32的齿 轮架54通过鼓68固定在内齿圈60上作为一个单元转动。第三齿轮 组32的内齿圈52和齿轮架62可相互驱动地连接，且固定到输出端 70上。
输入端28通过离合器74 (CL1)与太阳轮58交替地驱动连接和 脱离。输入端28通过离合器76 (CL2)与齿轮架54交替地驱动连接 和分离。输入端28通过离合器78 (CL3)与太阳轮34交替地驱动连 接和分离。最好是在变速箱39上，当与制动器80 (Bl)啮合时，太 阳轮42被交替地阻止转动，当制动器80脱开时，被放开自由转动。 最好是在变速箱39上，当制动器82 (B2)啮合时，齿轮架38和内 齿圈44被交替地阻止转动，当制动器82脱开时，被放开自由转动。 最好是在变速箱39上，当带式制动器84 (B3)啮合时，齿轮架54 和内齿圈60被交替地阻止转动，当带式制动器84脱开时，被放开自由转动。单向制动器86(OWB)交替阻止齿轮架54和内齿圈60在 变速箱39上朝一个转动方向转动，以及放开它们向相反方向自由转 动。
离合器74， 76， 78和制动器80， 82最好是具有摩擦盘和隔板 交替成套的液压驱动的控制装置，摩擦盘固定在离合器或制动器的一 个元件上，隔板固定在离合器和制动器的另一个元件上。当启动各摩 擦元件的伺服系统汽缸里的液压增加时，各摩擦元件的摩擦盘和隔板 被此伺服活塞的位移驱使成相互摩擦接触，从而在固定离合器或制动 器的元件的齿轮组的组件间形成一种驱动连接。当伺服汽缸的压力释 放后时，离合器或制动器脱开，组件可独立地自由转动。最好根据伺 服系统的汽缸中的水压大小致动带式制动器84与鼓68啮合。单向制 动器86可以响应鼓68相对于壳体39的转动方向和相对速度通过楔、 辊、摇块或类似装置致动。
尽管单向制动器86用作产生非同步的1-2换档并减少制动黏性 曳力，但制动器86可省掉而它的功能可由制动器84代替。
如图所示，尽管变速器IO包括一个用于从一个静止状态启动车 辆的变矩器，但该变矩器可以被省掉，而在诸如发动机或电动机的动 力源和车辆在启动状态时最低的前进档和倒档中的输入端28之间的 动力传动可用离合器78 (CL3)来替代。
图2是具有两个控制杆90，91和表示变速器10的操作杆示意图。 在第一控制杆90，其与齿轮组30和31相对应，节点A，第一转动 部件A，表示太阳轮34，节点B，第二转动部件B，表示鼓66，其 连接齿轮架38和内齿圈44，节点C，第三转动部件C，表示内齿圈 36和齿轮架46，节点D，第四转动部件D，表示太阳轮42。制动器 80在转动部件D上产生扭转反作用。制动器82在转动部件B上产生 扭转反作用。
在第二操作杆91上，其与齿轮组32和33相对应，节点E，第 五转动部件E，表示太阳轮58;节点F，第六转动部件F，表示内齿
圈52齿轮架62和输出端70;节点G，第七转动部件G，表示鼓68， 其连接内齿圈60和齿轮架54;和节点H，第八转动部件H，表示太 阳轮50。制动器84和单向制动器86在节点G产生一个扭转反作用。
输入端28通过离合器78连接到转动部件A上，通过离合器74 连接到转动部件E上，通过离合器76连接到转动部件G上。转动部 件C和H连续相互连接。
接下来参照摩擦元件的工作和空闲状态，说明变速器10的操作， 这些状态结合产生各传动比。离合器和制动器的状态最好根据电子传 动控制器执行的控制算法自动改变。图3是表示与每个档位相对应的 离和器和制动器的啮合和脱离状态的图表。在表中，标记X表示啮 合状态的离合器或制动器，其被啮合产生各自的档位，"(X)"表示 可以被啮合、但不影响各自档位运转的离合器或制动器，，"(alt)" 表示可以交替啮合、取代各档位标记为"(X)"的离合器或制动器的 离合器或制动器。空白表示相应的离合器和制动器处于脱离或放开状 态。在低档位中，单向制动器86的"X"表示该制动器正与壳体39 形成驱动连接，而且没有超速。图3表示每个前进档和倒档的控制图-1的变速器和各档位速比的离合和制动器的工作状态。变速器的速比 是其输入端的速度与其输出端的速度的比率。
当离合器78和制动器82和86啮合，且其它摩擦元件脱离时， 变速器10在低速前进档位工作。随着第一齿轮组30的齿轮架38被 阻止转动和它的太阳轮34直接连接到输入端28上，内齿圈36和太 阳轮50向着与输入端28的速率和方向相反的方向减速。制动器86 阻止齿轮架54转动，同时在变速箱39上产生一个扭矩反作用。随着 齿轮架54被阻止转动，转动部件F向着与内齿圈50的速率和方向相 反的方向低速传动。随着变速器在低档位工作，变速器的速比是 5.250，只要3，即齿轮组30-33各内齿圈的轮齿数与太阳轮的轮齿 数的比率是如图4所定。
当离合器74和制动器86啮合，离合器76脱离时，变速器10在
第一前进档工作。随着齿轮组33的内齿圈60被阻止转动、其太阳轮 58直接与输入端28相连，齿轮架62和输出端70相对于输入端28 的速度减速。随着变速器在第一档位工作，输入端28的速度和输入 端60的速度的比率是3.500，只要P ,即齿轮组30-33各内齿圈的轮 齿数与太阳轮的轮齿数的比率是如图4所定。为了所有元件速度与输 入端速度相适应，离合器78，制动器80，或制动器82其中之一必须 确保啮合。
保持离合器74被啮合，并且使制动器82与离合器78啮合，便 可调高至第二速比，引起单向制动器86超速。转动部件C，内齿圈 56和太阳轮50的向着相对于输入端28的速度和方向相反的方向减 速。太阳轮58通过离合器74连接到输入端。转动部件F以相对于输 入端28的速度和方向向前的方向减速转动。随着变速器在第二档位 工作，输入端28的速度和输出端70的速度的比率为2.667，只要P ， 即齿轮组30-33各内齿圈的轮齿数与太阳轮的轮齿数的比率是如图4 所定。
在离合器78脱离，制动器80啮合，制动器82和离合器72保持 啮合时，从二档调高至三档。随着转动部件B和D被阻止转动，太 阳轮58以输入端28的速度转动，由于第三和第四齿轮组32， 33的 速度降低，转动部件F相对于输入端28的速度减速。当变速器在第 三档工作时，输入端28的速度和输出端70的速度的比率是1.806， 只要P ，即齿轮组30-33各内齿圈的轮齿数与太阳轮的轮齿数的比率 是如图4所定。
在离合器78啮合，制动器82脱离，离合器74和制动器80保持 啮合时，从三档调高至四档。当太阳轮34和58以输入端28的速度 驱动，太阳轮42被阻止转动时，转动部件F相对于输入端28的速度 减速。当变速器在第四档工作时，输入端28的速度和输出端70的速 度的比率是1.377，只要P，即齿轮组30-33各内齿圈的轮齿数与太 阳轮的轮齿数的比率是如图4所定。
在离合器74保持啮合，离合器76啮合，制动器80或78脱离时， 从四档调高至五档。当转动部件G和E以输入端28的速度转动时， 也就是说，当齿轮架54，内齿圈60和太阳轮58与输入端28—起转 动时，齿轮组32和33被锁定且转动部件70的速度和输入端28的速 度相同。
在离合器78和制动器80啮合，离合器74脱离，离合器76保 持啮合时，从五档调高至六档。当摩擦元件被如此设置时，转动部件 C在相对于输入端20的速度和方向的前进方向减速，转动部件G以 输入端28的速度被驱动，转动部件F相对于输入端28的速度超速。 当变速器在第六档工作时，输入端28的速度和输出端70的速度的比 率是0.788，只要e，即齿轮组30-33各内齿圈的轮齿数与太阳轮的 轮齿数的比率是如图4所定。
在制动器82处于啮合，离合器78放开，离合器76和制动器80 保持啮合时，从六档调高至七档。当控制元件被如此设置时，由于制 动器80和82啮合，第一和第二齿轮组30和31被锁定并且不转动。 当太阳轮32被阻止转动而齿轮架54被以输入端28的速度驱动时， 齿轮组32里的速度加大，从而转动部件F超速。当变速器在第七档 工作时，输入端28的速度和输出端70的速度的比率是0.677，只要 P ，即齿轮组30-33各内齿圈的轮齿数与太阳轮的轮齿数的比率是如 图4所定。
在离合器78啮合，制动器80脱离，离合器76和制动器82保持 啮合时，从七档调高至八档。当摩擦元件被如此设置时，齿轮架38 被阻止转动，太阳轮34以输入端28的速度被驱动，转动部件C在相 对于输入端28的速度和方向相反的方向减速。当齿轮架54和内齿圈 60以输入端28的速度转动，太阳轮50反向减速时，转动部件F相 对于输入端28超速。当变速器在第八档工作时，输入端28的速度和 输出端70的速度的比率是0.60，只要P，即齿轮组30-33各内齿圈 的轮齿数与太阳轮的轮齿数的比率是如图4所定。
倒档产生在离合器78和制动器80和84同时啮合，其它摩擦元 件放开时。当摩擦控制元件如此设置时，齿轮架38被阻止转动，太 阳轮34以输入端28的速度传动，转动部件C相对于输入端28的速 度减速。当齿轮架54被阻止转动且太阳轮向着相对于输入端28的速 度和方向相反的方向减速时，在齿轮组32中产生附加减速并且方向 改变，因此，转动部件G向着相对于输入端28的速度和方向相反方 向的减速。当变速器在倒档工作时，输入端28的速度和输出端70的 速度的比率是-4.822，只要3，即齿轮组30-33各内齿圈的轮齿数与 太阳轮的轮齿数的比率是如图4所定。
图5表示具有与图1所示的运动学配置不同的配置的变速器92， 但是它的运动学配置是在图2的操作杆示意图中说明过的。第一齿轮 组30的齿轮架38通过鼓94固定到齿轮架46上作为一个单元转动。 第一齿轮组30的内齿圈36和太阳轮42可相互驱动地连接作为一个 单元转动。第三齿轮组32的齿轮架54通过连接器96固定到内齿圈 60上作为一个单元转动。第三齿轮组32的内齿圈52和第二齿轮组 31的内齿圈44通过鼓98可相互驱动地连接，作为一个单元转动。 太阳轮50和58通过鼓IOO可相互驱动地连接，作为一个单元转动。
输入端28通过离合器74 (CL1)可驱动地与太阳轮50交替连接 和脱离。输入端28通过离合器76 (CL2)可驱动地与齿轮架54交 替连接和脱离。输入端28通过离合器78 (CL3)可驱动地与太阳 轮42交替连接和脱离。太阳轮34最好在变速箱39，制动器80(B1) 啮合时，被交替阻止转动，在制动器80的脱离时自由转动。齿轮架 38和齿轮架46最好在变速箱39，制动器82 (B2)啮合时，被交替 阻止转动，并在制动器82脱离时自由转动。齿轮架54和太阳轮60 最好在在变速箱39，制动器84 (B3)啮合时，交替阻止转动，并且 在制动器84脱离时自由转动。单向制动器86 (OWB)交替阻止齿轮 架54和内齿圈60在变速箱39向着一个转动方向转动，或放开它们 向相反的方向自由转动。
图2的操作杆示意图也适用于图5的变速器92。在第一操作杆 卯，其与齿轮组30和31相对应，节点A，第一转动部件A，代表太 阳轮42和内齿圈36;节点B，第二转动部件B，代表鼓94，其与齿 轮架38和齿轮架46相连接；节点C，第三转动部件C，代表内齿圈 44;节点D，第四转动部件D，代表太阳轮34。制动器80在转动部 件D产生扭转反作用。制动器82在转动部件B产生扭转反作用。
在第二操作杆91，其与齿轮组32和33相对应，节点E，第五转 动部件E，代表太阳轮50和58;节点F，第六转动部件F，代表齿 轮架62和输出端70;节点G，第七转动部件G，代表连接器96, 其与太阳轮60和齿轮架54相连接；节点H，第八转动部件H，代表 内齿圈52。制动器84和单向制动器86在转动部件G产生扭转反作 用。
输入端28通过离合器78连接在转动部件A上，通过离合器74 连接在转动部件E上，通过离合器76连接在转动部件G上。转动部 件C和H连续地相互连接。
当离合器和制动器如图6所示处在啮合和脱离状态时，变速器 92在第八前进档，低档和倒档工作，这与图3的相同。每一个档位 产生的速比，和图3的相同，在图6中也表明了，只要P ，即齿轮 组30-33各内齿圈的轮齿数与太阳轮的轮齿数的比率是如图7所定。
图8表示具有与图1和图5所示的运动学配置不同的配置的变速 器95，但是它的运动学配置是在图2的操作杆示意图中说明过的。 第一齿轮组30的齿轮架38通过鼓94被固定在内齿圈44上作为一个 单元转动。第一齿轮组30的内齿圈36和齿轮架46可相互驱动地相 连接作为一个单元传动。第三齿轮组32的齿轮架54通过连接件96 被固定在内齿圈60上作为一个单元传动。第三齿轮组32的内齿圈 52和第二齿轮组31的内齿圈44通过鼓98可相互驱动地相连接作为 一个单元传动。太阳轮50和58通过鼓IOO可相互驱动地相连接作为 一个单元传动。
输入端28通过离合器74 (CL1)交替地可驱动地连接到太阳轮
50上或从其上脱离。输入端28通过离合器76 (CL2)交替地可驱动 地连接到太阳轮42上或从其上脱离。输入端28通过离合器78(CL3) 交替地可驱动地连接到太阳轮54上或从其上脱离。太阳轮34最好在 变速器39上，制动器80 (Bl)啮合时，被交替地阻止转动，并且在 制动器80被脱离后自由转动。输入器46和内齿圈36最好在变速 器39上，制动器（B2)啮合时，被交替阻止传动，在制动器82脱离 时，被放开自由转动。输入器54和内齿圈60最好在变速器39上， 制动器84 (B3)啮合时，被交替阻止传动，在制动器84脱离，被放 开自由转动。单向制动器86 (OWB)交替阻止齿轮架54和内齿圈 60在变速箱39在一个转动方向转动，或放开他们向相反的方向自由 转动。
图2所示的控制杆示意图适用于图8的变速器95。在第一控制 杆90，其与齿轮组30和31相对应，节点A，第一转动部件A,代表 太阳轮42;节点B，第二转动部件B，代表连接器102，其与齿轮 架46和内齿圈36相连接；节点C，第三转动部件C，代表鼓94，其 与传输38和内齿圈44相连接；节点D，第四转动部件D，代表太 阳轮34。制动器80在转动部件D产生扭转反作用。制动器82在转 动部件B产生扭转反作用。
在第二控制杆91，其与齿轮组32和33相对应，节点E，第五转 动部件E，代表太阳轮50和58;节点F，第六转动部件F，代表齿 轮架62和输出端70;节点G，第七转动部件G，代表连接器96，其 连接内齿圈60和齿轮架54;节点H，第八转动部件H,代表内齿圈 52。制动器84和单向制动器86在转动部件G产生扭转反作用。
输入端28通过离合器78连接在转动部件A上，通过离合器74 连接在转动部件E上，通过离合器76连接在转动部件G上。转动部 件C和H连续地相互连接。
当离合器和制动器处于与图3和6所示相同的图9所示的脱离和 啮合状态时，变速器95在第八前进档，低档和倒档位工作。在每个
档位中产生的速比，和图3和6所示的相同，在图9中也表明了，只 要P ，即齿轮组30-33各内齿圈的轮齿数与太阳轮的轮齿数的比率是 如图7所定。
根据本发明的一个变速器的实施例，可包括两个周转齿轮总成， 每个带有围绕一公共轴线转动的四个部件。在每个周转齿轮总成中， 转动元件中的两个总是具有最大的速度，而其它两个元件的速度为这 两个速度的加权平均速度。这些权重因数由周转齿轮总成的结构和齿 轮齿数的比率决定。这些周转齿轮总成己由图2中的控制杆阐明。这 些控制杆的端点上的节点（A， D， E和H)代表两个具有最大速度 的元件，而内部节点（B， C， F和G)代表速度是前组的加权平均速 度的节点。
周转齿轮总成有很多可能的结构，这将产生任何特定的所需的权 重因数。在此阐明了适合于这两组周转齿轮总成中的每一组的两个这 样的结构。应当看到，其它已知的能实现相同或是相近的权重因数的 周转齿轮总成的结构，可被所阐明的结构替代而不背离本发明的精 神。具体地说，在一些结构中，行星齿轮组包括两组小齿轮而不是一 组，里面的一组与太阳轮相啮合，外面的一组与内齿圈相啮合，而且 这两组齿轮彼此相互啮合。在其它结构里，例如，拉威挪（Ravigneaux) 式装置， 一些小齿轮由多个齿轮组共用。
按照专利法的规定，优选实施例已经被描述出来。然而，应该说 明的是，除了具体地图解和说明的实施例之外还能实施另外的实施 例。