CN103671746A

CN103671746A - 一种双离合变速器

Info

Publication number: CN103671746A
Application number: CN201210364376.1A
Authority: CN
Inventors: 杨志斌; 王鑫; 曾俊; 刘刚; 夏灵; 庞子陵; 余洪; 李彬
Original assignee: Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Current assignee: Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2014-03-26

Abstract

车用双离合变速器，包括两根同轴布置的内外输入轴，平行于两输入轴布置的两根副轴，双离合器和差速器总成，布置在上述各轴上的多组常啮合齿轮组，以及多组同步器装置。一档从动齿轮与倒档从动齿轮置于同一的副轴上，使该变速器具有较大的倒档传动比，倒档安全性更高。采用四档与六档共用主动齿轮，五档与七档共用主动齿轮，二档从动齿轮与倒档主动齿轮齿轮连体的方式，或二档从动齿轮直接驱动倒档从动齿轮的方式实现倒档，减小变速器轴向尺寸。低档齿轮组分别布置在变速箱轴系的轴端处，使轴系有更好的刚性，更小的磨损及更久的使用寿命。本变速器提供七个前进档及一个倒档，有结构简单、较多档位、轴向尺寸较小、很好的倒档安全性等特点。

Description

一种双离合变速器

技术领域

本发明属于车辆（汽车）变速器技术领域，具体涉及一种双离合变速器结构。

背景技术

舒适性、操控性和高效经济都是很重要的车辆及变速器性能指标，在传统手动变速器和自动变速器的应用中，在以上性能方面都只是顾此失彼。选择高的操控性和高效经济就意味着低的舒适性；选择高的舒适性则意味着在操控性和经济性上有所让步。

然而，新型的双离合变速器（Dual Clutch Transmission）的采用，能够最大程度的满足人们对以上性能的综合需求。双离合变速器可以提供媲美手动变速器的高效率及更高的操控性，能满足人们对车辆经济性和驾驶娱乐的需求；双离合变速器同时还具有不亚于自动变速器的高舒适性，能够实现行驶过程中的动力不中断。

现有双离合变速器越来越趋于紧凑型结构，导致变速器档位数较少，影响变速器的换挡平顺性，也就意味着影响车辆的行驶舒适性；或者导致档位数较多，但共用档位齿轮组太多，影响变速器的各档位传动比自由度，难以与不同车辆匹配搭载；还有部分双离合变速器设有倒档轴，使变速器零部件数较多，变速器成本较高。

发明内容

本发明提供一种新型双离合变速器，其目的是以简单的结构获得较好的倒档安全性、较多的档位数及较大的档位传动比自由度。

本发明所述的双离合变速器主要包括内输入轴、外输入轴、第一副轴、第二副轴、差速器总成和双离合器。此双离合变速器提供七个前进挡及一个倒档。

内输入轴和外输入轴同轴布置，且内输入轴有部分被外输入轴周向包围形成空套。外输入轴是空心的输入轴；内输入轴可以是实心的输入轴，也可以是空心的输入轴。内输入轴与外输入轴由轴承支撑，使内输入轴和外输入轴同轴且保持空套，保证各自自由转动。

内输入轴上布置有不可与之相对转动的奇数档主动齿轮，外输入轴上布置有不可与之相对转动的偶数档主动齿轮。

第一副轴和第二副轴与两输入轴平行布置。在两副轴上，各设有一个与副轴不可相对转动的主减速主动齿轮，并空套有与所述各档主动齿轮相啮合的各档从动齿轮及倒档主动齿轮，两副轴上还布置有选择各档位用的多个同步器装置，各档从动齿轮及倒档主动齿轮通过与两副轴固定连接的同步器装置选择性的与两副轴连接。其中两副轴上的各档位齿轮以空套形式布置于副轴上，两个主减速主动齿轮和各同步器装置以固定连接形式随副轴一起转动。

差速器总成作为此双离合变速器的扭矩输出端。

所述双离合器包括两个同轴布置的离合器盘，两离合盘分别与两输入轴连接。此双离合器可以是干式双离合器或湿式双离合器。双离合器为此发明所述的双离器合变速器的扭矩输入端，且布置于变速器靠近发动机端，与发动机输出端相固定连接。可通过控制双离合器的两个离合器盘的交替接合选择输入扭矩接入到上述哪个输入轴。

总体来说，各前进档位主动齿轮固定连接与两输入轴，随输入轴一起转动；各档位从动齿轮和倒档从动齿轮空套于两副轴，和副轴相对自由转动。同步器与主减速主动齿轮固定连接于两副轴，随副轴一起转动；所有齿轮与所属轴在轴向固定，同步器可在一定范围之内轴向窜动，实现与不同档位齿轮接合，完成选档。

此双离合变速器的扭矩传递方式为：第一离合器盘与内输入轴相固定连接，第二离合器盘与外输入轴相固定连接，实现发动机扭矩从双离合器到主动轴的扭矩传递；两输入轴和两副轴之间可选择性地通过各档位主从动齿轮及同步器相连，实现扭矩从输入轴到副轴的传递；两副轴和输出轴通过主减速主动齿轮与差速器总成常啮合，实现扭矩从副轴到输出轴的传递。

该双离合变速器，可根据换挡需求进行档位预选择，实现车辆行驶中快速、平稳地换挡。通过控制同步器进行档位选择动作，使两副轴分别与不同输入轴连接。在同一时间，两个离合器只有一个处于接合状态，从而，两输入轴中有且只有一个输入轴接合到发动机传递扭矩。也就是说，在任意时间，可以有两个同步器完成两个档位的选择，但只有一个副轴在传递发动机扭矩。在不同输入轴上的两个档位同时接合时，通过控制切换双离合器的两个离合器盘的交替接合状态则可实现快速换挡，动力不中断。

双离合变速器的所有换挡动作及双离合器的结合状态均由变速器控制单元（Transmission Control Unit）控制。

所述两输入轴各有一端通过轴承支撑在变速器箱体上，且两输入轴间用轴承互相支撑，实现各自独立转动；两副轴各轴端分别布置有一轴承支撑在变速器箱体上。

本发明所述双离合变速器的改进在于：

将一档从动齿轮与倒档从动齿轮置于所述两副轴之一的同一副轴上，且该副轴上的主减速主动齿轮为两个主减速主动齿轮中具有较少齿数的一个，保证此双离合器自动变速器具有较大的倒档传动比，从而保证整车倒档安全性。

同时，采用四档从动齿轮与六档主动齿轮共用四六档主动齿轮，五档从动齿轮与七档从动齿轮共用五七档主动齿轮。此布置结构优点在于能有效控制了双离合变速器的轴向尺寸。

优选倒档通过与二档从动齿轮相固连的倒档主动齿轮间接驱动实现，使倒档传动比可以达到接近一档传动比，从而保证整车倒档时的安全性；倒档也可以由二档从动齿轮直接驱动，保证此双离合自动变速器具有较小的周向尺寸，从而有更优的成本优势，尤其适用于微型车及紧凑型车型的匹配搭载。

优选地，一档从动齿轮所在副轴上的主减速主动齿轮为两个主减速主动齿轮中具有与所述主减速从动齿轮较大齿数比的一个。这样将1档、倒挡从动齿轮布置于同一副轴，由于一档、倒挡传动比较二档大，故导致1档、倒挡从动齿轮较大，轴系布置中，一档所在轴需要更加远离输入轴，导致轴系部分体积较大，故，适当考虑提高一档所在轴主减速主动齿轮与主减速从动齿轮齿数比，可以在差速器传递阶段适当分担传动比，可以将1档、倒挡与输入轴上主动齿轮间的传动比适当调小，从而减小1档、倒挡齿轮直径，使得轴系布置空间更紧凑。

另外，采用一档和二档传动齿轮分别布置在变速器轴系两端的结构，这种布置形式使轴系刚性较好，起到减小轴系变形、提高传动精度、增加变速器可靠性和使用寿命的作用。

本发明采用七个前进档及一个倒档且无倒档轴结构，通过把倒档主从动齿轮分别设置在两副轴上，实现动力扭矩反向，并且变速器只使用四个同步器便能满足档位选择需求，充分利用了同步器资源。一档和倒档分别布置与内外输入轴上，即与不同离合器盘相连接。针对与城市工况，此布置形式更好的均分两个离合器盘的集合接合几率，提高了双离合器使用寿命，改善双离合器起步控制。

可见本发明提供的双离合变速器传动装置具有结构简单、整车倒档时的安全性、较大的档位传动比自由度等特点，减少了零件数目，节约了变速器成本，提高了系统可靠性。

附图说明

以下将根据附图所示的实施例，对本发明进行详细解释。相关附图如下：

图1 为本发明的第一实施例的结构示意图；

图2 为本发明的第二实施例的结构示意图；

图3 为本发明的第三实施例的结构示意图；

图4 为本发明的第四实施例的结构示意图；

图5 为实施例1的轴向结构示意图。

附图图中：

。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地描述。

参见图1、图2、图3、图4和图5，各实施例展现的双离合变速器都具有以下共同的结构：

内输入轴(10) 和外输入轴(20)同轴布置，且至少一部分内输入轴(10) 被外输入轴(20) 包围；第一副轴（30）与第二副轴（40）与两输入轴平行布置。内输入轴（10）与第一离合器盘（72）相连，外输入轴(20)与第二离合器盘（74）相连。

各前进档主动齿轮（12，14，16，18，22，24）分别连接在两输入轴（10，20）上，它们相对于各自的输入轴不可转动，可采用花键连接或其它形式。各档从动齿轮（32，34，36，38，42，44，46，48）及倒档主动齿轮（47）分别空套于两副轴（30，40）上。

两副轴上各设有一个与副轴不可相对转动的主减速主动齿轮（39，49），主减速主动齿轮（39，49）和主减速从动齿轮（82）常啮合，主减速从动齿轮（82）与差速器固连，差速器总成（80）作为此双离合变速器的输出端。

一档从动齿轮（32）与倒档从动齿轮（38）置于同一副轴上，且该副轴上的主减速主动齿轮为两个主减速主动齿轮中具有较少齿数的一个，一方面保证此双离合器自动变速器具有较大的倒档传动比，从而保证整车倒档时的安全性；另一方面保证此双离合自动变速器具有较小的周向尺寸，减小布置在与一档同副轴的齿轮及相啮合齿轮的尺寸，降低变速器重量，从而有更优的成本优势，间接减少整车油耗。

所述四档从动齿轮（36）和六档从动齿轮（46）共用四六档主动齿轮（24），所述五档从动齿轮（34）和七档从动齿轮（44）共用五七档主动齿轮（16）。此布置结构优点在于能有效控制了双离合变速器的轴向尺寸。

此双离合变速器的倒档实现方式至少有以下两种：

所述倒档从动齿轮（38）由二档从动齿轮（48）直接驱动，使此变速器轴向尺寸更小。

所述倒档从动齿轮（38）由与二档从动齿轮（48）相固连的倒档主动齿轮（47）驱动，使倒档传动比可以达到接近一档传动比。

此双离合变速器的驻车轮P布置方式有以下几种形式可选（图中虚线表示的驻车轮P为可选）：

在所述倒档从动齿轮（38）和第一副轴主减速主动齿轮FD1（39）之间设置驻车轮P(60a)；

或者，与差速器固连驻车轮P（60b）。

各档位齿轮主从关系是：一档主动齿轮（12）与一档从动齿轮（32）常啮合，二档主动齿轮（16）与二档从动齿轮（48）常啮合，三档主动齿轮（14）与三档从动齿轮（34）常啮合，四六档主动齿轮（24）同时与四档从动齿轮（36）及六档从动齿轮（46）常啮合，五七档主动齿轮（16）同时与五档从动齿轮（42）及七档从动齿轮（44）常啮合，倒档主动齿轮（47）与倒档从动齿轮（38）常啮合。

从远离双离合器（70）端到靠近双离合器（70）端方向，各实施例的档位排布关系如下：

参见图1，实施例1中，内输入轴(10) 上依次设有一挡主动齿轮(12)、三挡主动齿轮（14）以及五七档主动齿轮（16）。所述外输入轴(20)上依次设有四六档共齿主动齿轮（24）和二挡主动齿轮(22)。第一副轴（30）上布置有一档从动齿轮（32）、五档从动齿轮（34）、四档从动齿轮（36）和倒档从动齿轮（38）。第二副轴（40）上布置有三档从动齿轮（42）、七档从动齿轮（44）、六档从动齿轮（46）、二档从动齿轮（48）。此实施例为轴系受力情况最优方案。因为，在具有本发明共有的结构特征的基础上，还将低速齿轮分别设在轴系各轴的轴端，即靠近各轴的轴承支撑点，这种结构提高了刚度轴系，减小抵档位齿轮在大扭矩和交变应力下的齿轮损伤率，提高变速器可靠性和使用寿命。这种布置结构还有减小变速器总体高度，增加轴系刚度，减小轴系变形和提高齿轮啮合精度的作用。

参见图2，实施例2中，内输入轴(10) 上依次设有三挡主动齿轮（14）、一挡主动齿轮(12)、五七档主动齿轮（16）；所述外输入轴(20)上依次设有四六档主动齿轮(22) 和二挡主动齿轮(22)。第一副轴（30）上布置有一档从动齿轮（32）、五档从动齿轮（34）、四档从动齿轮（36）和倒档从动齿轮（38）。第二副轴（40）上布置有三档从动齿轮（42）、七档从动齿轮（44）、六档从动齿轮（46）、二档从动齿轮（48）。此实施例方案采用一档齿轮齿轮组在其他档位齿轮组之间，很好地利用一档主动齿轮加工所需的工艺尺寸，使变速器轴系轴向尺寸较优，且轴系受力情况较好。

参见图3，实施例3中，内输入轴(10) 上依次设有五七档主动齿轮（16）、一挡主动齿轮(12) 、三挡主动齿轮（14）；所述外输入轴(20)上依次设有四六档主动齿轮(22) 和二挡主动齿轮(22)。第一副轴（30）上布置有一档从动齿轮（32）、五档从动齿轮（34）、四档从动齿轮（36）和倒档从动齿轮（38）。第二副轴（40）上布置有七档从动齿轮（44）、三档从动齿轮（42）、六档从动齿轮（46）、二档从动齿轮（48）。此实施例方案利用一档主动齿轮工艺尺寸空间，减小变速器轴系尺寸，且能达到变速器端部周向尺寸较小，易于变速器整车布置及节省成本。

参见图4，实施例4中，内输入轴(10) 上依次设有三挡主动齿轮（14）、一挡主动齿轮(12)以及五七档主动齿轮（16）；所述外输入轴(20)上依次设有四六档共齿主动齿轮（24）和二挡主动齿轮(22)。第一副轴（30）上布置有一档从动齿轮（32）、五档从动齿轮（34）、四档从动齿轮（36）和倒档从动齿轮（38）。第二副轴（40）上布置有三档从动齿轮（42）、七档从动齿轮（44）、六档从动齿轮（46）、二档从动齿轮（48）。档位排布同第一实施例，但采用倒档从动齿轮（38）由二档从动齿轮（48）直接驱动的方式实现倒档，从而有更优的轴向尺寸。

以上实施例中，每种都对应与不同的车型匹配情况，与发动机舱空间布置、变速器内部各零部件布置、各档位传动比选择、动力性经济性性能等因素有关，视具体情况选择应用。

同步器的档位选择关系是：一档从动齿轮（32）和三档从动齿轮（34）通过第一同步器装置SC1（62）选择性的与第一副轴（30）相连；四档从动齿轮（36）和倒档从动齿轮（38）通过第二同步器装置SC2（64）选择性的与第一副轴（30）相连；七档从动齿轮（44）和五档从动齿轮（42）通过第三同步器装置SC3（66）选择性的与第二副轴（40）相连；二档从动齿轮（48）和六档从动齿轮（46）通过第四同步器装置SC4（68）选择性的与第二副轴（40）相连。

各同步器装置（62，64，66，68）的档位选择动作可以通过液压或电机驱动各档位拨叉实现。

以实施例1的一档和倒档为例，该双离合变速器装置的七个前进挡及一个倒档的动力传递路线如下：

一档动力传递路线：第一同步器SC1（62）与一档从动齿轮（32）接合，第一离合器盘（72）闭合。发动机扭矩通过第一离合器盘（72）传递给内输入轴（10），经由常啮合的一档主动齿轮（12）、一档从动齿轮（32）和第一同步器SC1（62）传递到第一副轴（30），再经第一主减速主动齿轮（39）到差速器总成（80），最后经差速器总成（80）输出动力。

倒档动力传递路线：第二同步器SC2（64）与四档从动齿轮（36）接合，第二离合器盘（74）闭合。发动机扭矩通过第二离合器盘（74）传递给外输入轴（20），经由常啮合的二档主动齿轮（16）和二档从动齿轮（48），因二档从动齿轮（48）与倒档主动齿轮（47）连体，再经常啮合的倒档主动齿轮（47）、倒档从动齿轮（38）和第二同步器（64）传递到第一副轴（30），再经第一主减速主动齿轮（39）到差速器总成（80），最后经差速器总成（80）输出动力。

Claims

1.一种双离合变速器，包括：同轴布置的内输入轴(10) 和外输入轴(20)，且至少一部分内输入轴(10) 被外输入轴(20)包围；平行于内、外输入轴（10，20）布置的两副轴；与内、外输入轴（10，20）分别相连的双离合器（70）；

所述内输入轴（10）上布置有不可与之相对转动的奇数档主动齿轮（12，14，16，18），外输入轴（20 ）上布置有不可与之相对转动的偶数档主动齿轮（22，24）；

在两副轴上，各设有一个与副轴不可相对转动的主减速主动齿轮，并空套有与所述奇数档和偶数档主动齿轮相啮合的各档从动齿轮及倒档主动齿轮，各档从动齿轮及倒档主动齿轮通过与两副轴固定连接的同步器装置选择性的与两副轴连接；

所述双离合器（70）的两个离合器盘同轴布置，分别与内、外输入轴（10，20）相连；

所述两副轴上的主减速主动齿轮和与差速器固连的主减速从动齿轮（82）相啮合，差速器总成（80）作为此双离合变速器的输出端；

其特征在于：

一档从动齿轮（32）与倒档从动齿轮（38）置于同一副轴上；

所述四档从动齿轮（36）和六档从动齿轮（46）共用四六档主动齿轮（24），所述五档从动齿轮（34）和七档从动齿轮（44）共用五七档主动齿轮（16）。

2.根据权利要求1所述的双离合变速器，其特征是：所述第一副轴（30）上布置有一档从动齿轮（32）、五档从动齿轮（34）、四档从动齿轮（36）和倒档从动齿轮（38）；所述第二副轴（40）上布置有二档从动齿轮（48）、三档从动齿轮（42）、六档从动齿轮（46）、七档从动齿轮（44）。

3.根据权利要求2所述的双离合变速器，其特征是：从远离双离合器（70）端到靠近双离合器（80）端方向，内输入轴(10) 上依次设有三挡主动齿轮（14）、一挡主动齿轮(12)、五七档主动齿轮（16）；从远离双离合器（70）端到靠近双离合器（80）端方向，所述外输入轴(20)上依次设有四六档共齿主动齿轮（24）和二挡主动齿轮(22)。

4.根据权利要求2所述的双离合变速器，其特征是：从远离双离合器（70）端到靠近双离合器（70）端方向，内输入轴(10) 上依次设有五七档主动齿轮（16）、一挡主动齿轮(12)以及三挡主动齿轮（14）；从远离双离合器（70）端到靠近双离合器（80）端方向，所述外输入轴(20)上依次设有四六档主动齿轮(24) 和二挡主动齿轮(22)。

5.根据权利要求2所述的双离合变速器，其特征是：从远离双离合器（70）端到靠近双离合器（70）端方向，内输入轴(10) 上依次设有一挡主动齿轮(12) 、三挡主动齿轮（14）、五七档主动齿轮(16）；从远离双离合器（70）端到靠近双离合器（80）端方向，所述外输入轴(20)上依次设有四六档主动齿轮(24) 和二挡主动齿轮(22)。

6.根据权利要求1至5任一项所述的双离合变速器，其特征是：一档从动齿轮（32）所在副轴上的主减速主动齿轮为两个主减速主动齿轮中具有与所述主减速从动齿轮（82）较大齿数比的一个。

7.根据权利要求3至5任一项所述的双离合变速器，其特征是：所述倒档从动齿轮（38）和二档从动齿轮（48）啮合，由二档从动齿轮（48）直接驱动；或者，所述倒档从动齿轮（38）和与二档从动齿轮（48）相固连的倒档主动齿轮（47）啮合，由倒档主动齿轮（47）驱动。

8.根据权利要求3至5任一项所述的双离合变速器，其特征是：所述一档从动齿轮（32）和五档从动齿轮（42）通过第一同步器装置SC1（62）选择性的与第一副轴（30）相连；四档从动齿轮（36）和倒档从动齿轮（38）通过第二同步器装置SC2（64）选择性的与第一副轴（30）相连；三档从动齿轮（34）和七档从动齿轮（44）通过第三同步器装置SC3（66）选择性的与第二副轴（40）相连；二档从动齿轮（48）和六档从动齿轮（46）通过第四同步器装置SC4（68）选择性的与第二副轴（40）相连。

9.根据权利要求6所述的双离合变速器，其特征是：所述一档从动齿轮（32）和五档从动齿轮（42）通过第一同步器装置SC1（62）选择性的与第一副轴（30）相连；四档从动齿轮（36）和倒档从动齿轮（38）通过第二同步器装置SC2（64）选择性的与第一副轴（30）相连；三档从动齿轮（34）和七档从动齿轮（44）通过第三同步器装置SC3（66）选择性的与第二副轴（40）相连；二档从动齿轮（48）和六档从动齿轮（46）通过第四同步器装置SC4（68）选择性的与第二副轴（40）相连。