CN101052825A - 用于车辆的双离合器变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变速器，其中离合器轴(3)通过双离合器(8)的方式可选择性地驱动两个输入轴(1、2)中的一个或另一个。当成功地确定变速器使用的彼此连续的传动比时，设定确定连续比的齿轮扭矩以使动力通过一个离合器(8)和另一个可选择性地传递。输入轴(1、2)不同轴，并支承输入小齿轮(E3、E4、E5、E6)，这些输入小齿轮与同样的输出小齿轮(S234、S56R)啮合。在一个改进的实施例中，输入轴中的一个轴(1)驱动一中间轴(15)，中间轴通过由所述输入轴携带的输入小齿轮(E4、E6)同样依次驱动相似的输出小齿轮(S234、S56R)，这时如自由旋转运动的传送小齿轮样运行。本发明提供了一种紧凑的装置，并能减少小齿轮的数量。

Description

用于车辆的双离合器变速器

技术领域

本发明涉及一种变速器，特别是用于车辆中，该种类型的变速器包括两个输入轴，其由两个用于选择输入轴中的一个或另一个的离合器控制。

背景技术

传统上，手动或自动变速器包括在两个轴上的一排小齿轮对。齿轮传动比是由通过一般是同步器的联轴器致动的齿轮对来确定的。变速器的当前趋势是至少有六个齿轮，因此这些变速器笨重且在长度方向占据很大的空间。

现有包括两个输入轴的变速器，特别适用于连续换档同时限制了在被传动动力的中的间隔。比如，对于车辆来说，现有变速器包括由双离合器选择的两个输入轴和通过多个齿轮对与两个输入轴啮合的两个输出轴，齿轮对通过安装在该两个输出轴上的联轴器可选择性地被致动。这种配置需要一个分配装置，允许将运动传递到车轮上，不管哪个是有效的输出轴。这使得变速器看起来很笨重。另一方面，其中一个输入轴是管状的并包围另一个输入轴，该另一个输入轴将其小齿轮带到管状轴的端部之外。这需要延长输出轴以使中心输入轴能与两输出轴接合；结果是，变速器也延长了相同的数量，这增加了变速器的体积、重量和价格。这种变速器不能安装在小型车上。

发明内容

本发明的目的是提供一种相对于所给出的齿轮数来说紧凑且轻的变速器。

本发明的另一目的是提供一种减小了轴向长度的变速器。

本发明的另一目的是提供一种至少满足以上目的之一的双离合器变速器。

本发明的附加目的是提供一种容易安装在四轮驱动车辆上的双离合器变速器。

根据本发明，所述变速器装置包括两个输入离合器，其允许两个输入轴中的一个或另一个可选择性地与驱动轴联接，其特征在于：

-两个输入轴彼此间按一定距离布置，每个都与输入离合器之一同轴，

-两个输入离合器中的每一个在与相联接的输入轴的轴线上都具有自己的驱动元件，及

-在两个驱动元件间有驱动连杆。

根据本发明，正是输入运动沿变速器中的两个轴线分布。已进行了多种改进。另一方面，因为其所传递的力矩没有乘以齿轮减速，所以输入轴要比输出轴轻。

另一方面，可以省去制造昂贵的同心轴。省去了同心轴也就消除了延长前述变速器的原因，也即内部轴必须延长超出管状轴，并仅能在从管状轴上突出的部分上携带小齿轮。可仅有一个输出轴且该轴可以相对较短。如将要在不同实施方式中所看到的，联轴器可以分布在变速器的多个轴上，且变速器由于是双离合器变速器且因此设计精致，因此通常比标准的单离合器变速器要短很多。

附图说明

在关于非限制性的示例的下述说明中能明显得到本发明的其他特征和优点。

在附图中：

-图1是根据本发明包括五个前进档和一个倒档的变速器装置的第一实施方式的示意图；

-图2-图7图示了对于在每个档位时图1的装置的运行；及

-图8图示了第二实施方式。

具体实施方式

图1表示变速器装置100，其包括两个平行的非同轴的输入轴1和2，即与驱动轴3同轴的第一轴1，和平行于轴1并相对于轴1侧向偏移的第二轴2。输入轴1和2每个都配置一与其连接用于共同旋转的从动离合器摩擦片6。每个摩擦片6都与驱动离合器摩擦片7相对安装。驱动摩擦片7之一与驱动轴3成一整体，另一个同与第二输入轴2同轴的中间轴5形成一整体。驱动轴3和中间轴5通过一个永久驱动机械连接机构9连结，在本实施方式中，该机械连接机构9包括驱动链11和中间小齿轮13，其中驱动链11同与驱动轴3成一整体的输入小齿轮12啮合，中间小齿轮13与中间轴5成一整体。在所述例子中，中间小齿轮13的直径比小齿轮12的直径小大约1.2倍，因此中间轴5的转速比输入轴3的转速快大约1.2倍。

一起考虑的双离合器8具有三种状态，在第一种状态(图1所示)，双离合器是分离的，且摩擦片6和7任何一个相互均不接触，在第二种状态，当中间轴5与第二输入轴2上分离时驱动轴3与第一输入轴1啮合，在第三种状态，输入轴3通过中间轴5和相连接的离合器8驱动第二输入轴，同时与第一输入轴1分离。第一种状态允许发动机相对于车辆的车轮脱开，特别是当车辆静止，尤其是车辆准备启动前。

装置100还包括安装用于与输入轴1、2平行旋转的输出轴4。输出轴4可操作性地按形态学地位于输入轴1和2之间。

三个轴1、2和4在未示出外壳中相对固定的位置转动。输出轴4相对于第一输入轴1的中心距h41小于其相对于第二输入轴2的中心距h42。在图中，为了清楚的原因，所有轴均在同一平面里。然而，为了限制和使所述变速器的体积适应于可用空间，实际布置可以沿输出轴4的轴线“折叠”。

在下面，将设置离合器8的变速器侧面，因此选择用于附图的表示中的左侧面被称为“近侧”，而相对侧，因此右侧将被称为“远侧”。

从近侧到远侧，输出轴4具有：

-第三和第四档输出小齿轮S34，其与由第一输入轴1携带的第三档输入小齿轮E3和由第二输入轴2携带的第四档输入小齿轮E4啮合；

-第一和第二档输出小齿轮S12，其与由第一输入轴1携带的第一档输入小齿轮E1和由第二输入轴2携带的第二档输入小齿轮E2啮合；

-第五档和倒档输出齿轮S5R，一方面，其与由第一输入轴1携带的第五档输入小齿轮E5啮合，另一方面，通过空转齿轮14，其与由第二输入轴2携带的倒档输入小齿轮ER啮合。

对于所述解决方案，所有的比例数均可自由选择。

第三档输入小齿轮E3和第一档输入小齿轮E1在输入轴1上可彼此独立地自由旋转，或者一个与输入轴1连接且另一个通过双联轴器C13与输入轴1分离，该双联轴器C13安装在输入轴1上在第三档输入小齿轮E3和第一档输入小齿轮E1之间。

第四档输入小齿轮E4和第二档输入小齿轮E2在第二输入轴2上可选择性地自由旋转，相互间独立，或者一个与第二轴2连接且另一个通过双联轴器C24与输入轴2分离，该双联轴器C24安装在输入轴2上并且在该第四档输入小齿轮E3和第一档输入小齿轮E1之间。

输出小齿轮S34、S12和S5R与输出轴4成一整体旋转。

输入小齿轮E5在第一输入轴1上可选择性地自由旋转或者通过安装在小齿轮E5的远侧的输入轴1上的联轴器C5与输入轴1连接。

输入小齿轮ER在第二输入轴2上可选择性地自由旋转或者通过安装在小齿轮ER的远侧的输入轴2上的联轴器CR与输入轴2连接。

为至少间接驱动差速齿轮(未示出)，在本实施方式中，与输出轴4成一整体的、具有螺旋齿的变速器输出小齿轮SB安装在输出小齿轮S34和S12之间，其中差速齿轮本身驱动车轴，未示出。但是变速器的输出也可以在输出轴4的一端和/或另一端。

在图2-图7，针对每个档位，图解了在图1中的装置的运行过程，涉及应用的相关档位的元件用粗线表示。

如图2所示，为了得到第一档位，第一档输入齿轮E1通过联轴器C13与第一输入轴1连接，且驱动轴3与第一输入轴1连接。因此第一档输入小齿轮驱动第一和第二档输出小齿轮S12及输出轴4，第二档输出小齿轮固定在输出轴4上。联轴器C5处于分离位置。联轴器CR可以布置在输入小齿轮ER与轴2啮合的位置，或者联轴器C24可以布置在啮合输入小齿轮E2的位置。

在后面的情况中，为了通过连接机构9和中间轴5将驱动轴3重新联结到第二输入轴2上，通过反转输入离合器8的状态实际上已经获得第二档位，如图3所示。因此第二档输入小齿轮E2驱动第一和第二档输出小齿轮S12及输出轴4，该小齿轮固定在输出轴4上。联轴器C13可离开与小齿轮E1啮合的位置以便变速器准备返回第一档位，或者可处于与输入小齿轮E3啮合的位置以便准备换到第三档位。

在后一种情况，如图4所示，简单地通过反转离合器8的状态以将驱动轴3联结到第一输入轴1上，实际上获得了第三档位。因此第三档输入小齿轮E3驱动第三和第四档输出小齿轮S34及输出轴4，该小齿轮固定在输出轴4上。在这期间，联轴器C24可以离开与小齿轮E2啮合的位置以便通过简单地反转离合器8使变速器准备返回第二档位，或者将联轴器C24换档到与输入小齿轮E4啮合的位置。

在后一种情况，如图5所示，为了实际获得第四档位，再将离合器8的状态反转以便将驱动轴3联结到第二输入轴2上。通过第四档输入小齿轮E4以一个适当的传动比将运动传递到第三和第四档输出小齿轮S34。在这期间，联轴器C13可以离开与输入小齿轮E3啮合的位置以便通过反转离合器8准备返回第三档位运行，或联轴器C13可以放置在空档位置，也就是，在小齿轮E1和E3的脱开位置，且联轴器C5可以放置在与输入小齿轮E5啮合的位置。

在后一种情况，如图6所示，简单地通过反转离合器8的状态以将驱动轴3联结到第一输入轴1上，然后获得了第五档位。因此与第一输入轴1成一整体的第五档输入小齿轮E5驱动第五档、倒档输入小齿轮S5R和输出轴4，其形成一个整体部分。在这期间，联轴器C24可以离开与输入小齿轮E4啮合的位置以便通过反转离合器8准备返回第四档位运行。

返回到第一档位运行状态，这里，根据以上提及的可能性，联轴器CR被放置在与倒档输入小齿轮ER联接的位置，然后通过反转离合器8的状态以将驱动轴3联结到第二输入轴2上而获得倒档。输入小齿轮ER固定在第二输入轴2上，通过内齿轮14驱动第五档和倒档输出小齿轮S5R，并在反方向驱动输出轴4。位于小齿轮ER和S5R间的内齿轮14导致了小齿轮ER直径的减小和倒档适当的档位减少。在这期间，联轴器C13可以离开与输入小齿轮E1啮合的位置到输入轴1上，通过反转离合器8准备返回第一档位运行。

考虑到变速器的档位数，其轴向长度是非常小的。小齿轮数也减少了，因为三个输出小齿轮S12、S34和S5R中的每个都能执行两个不同的档位。五个前进档中的三个仅涉及一种啮合，其它两种涉及伴随这种啮合的连接机构9，其使平均值明显小于2，其对于双离合器变速器来说是显然的，且对于标准单离合器变速器是很好的。

具有保持独立的两个输入轴，象所看到的一样，该装置包括六个连续的齿轮比，从倒档到第五前进档，通常通过从所使用的轴咬合到不同的输入轴以便之后直接获得下一个齿轮比而得到一种档位。这样，当换到下一档位时，使用第一档位的同时其可能准备换到第二档位，使用第二档位的同时其可能准备换到第三档位，使用第三档位的同时其可能准备换到第四档位和使用第四档位的同时其可能准备换到第五档位。这样，仅需要反转离合器8的状态以从一个档位直接上移到其以上的一个档位。对于这些档位，利用微小的动力间隔使变速迅速且柔和。对于降档变速也是一样。准备但未起动的齿轮转动输入轴1或2，输入轴1或2以不同于发动机3的速度脱离咬合，但这是不利的。通过仅将一个联轴器放置在啮合位置获得全部档位。

典型的是，变速器的控制是自动地、部分地或完整地。通过控制执行器实现离合器8的反转。这样可能防止动力传递的任何中断，因为一个离合器8可以开始“咬合”时，另一离合器还没有完全分离。在现有技术的状况中，这是不可能的，在现有技术中单个活动摩擦片从一个固定摩擦片移到另一个上。

在图8中的实施方式仅对其相对于图1-图7中的差别进行说明。

从近端到远端，输出轴4具有下列部件：

-第二、第三和第四档输出小齿轮S234，其与由第二输入轴2携带的第三档输入小齿轮E3啮合，并与由第一输入轴1携带的第四档输入小齿轮E4啮合；

-第五、第六和倒档输出小齿轮S56R，其与由第二输入轴2携带的第五档输入小齿轮E5啮合，并与由第一输入轴1携带的第六档输入小齿轮E6啮合；

-第一档输出小齿轮S1，其与和第二输入轴2成一整体的第一档输入小齿轮E1啮合；及

-在点线表示的可选项中，第七档输出小齿轮S7与第七档输入小齿轮E7啮合，也可选择，第七档输入小齿轮E7与第二输入轴2成一整体。

在图8所示的实施方式中，不考虑其与图1进行比较的其他改进，在输出轴4的近端有一个输出小齿轮SB，且在其远端可以选择有另一个输出小齿轮SB’。也可以仅安装小齿轮SB’，安装两个输出小齿轮是有利的，因为一个可以驱动前轮而另一个可以驱动四轮驱动车辆的后轮。

第一输入轴1可操作性地布置在输出轴4和中间轴15之间。中间轴15通过一对小齿轮16、17以永久固定的方式与第一输入轴1连接。在所示的结构中，与输入轴1成整体的小齿轮16的齿数比与中间轴15成整体的小齿轮17的齿数要少，结果是中间轴15比输入轴1转得慢。从而，连杆机构9在输入轴1和2之间确定了1∶1的比率，虽然在此尺寸选择仍然是个问题。

第四档输入小齿轮E4与由中间轴15携带的第二档输入小齿轮E2啮合。

第六档输入小齿轮E6与由中间轴15携带的倒档输入小齿轮ER处于啮合关系。以上提及的啮合关系是通过在变速器壳体中安装的可自由转动的反向齿轮24来获得的，未示出。其中示出齿轮24的偏移位置意味着其轴线位于第一输入轴1和中间轴15的轴线的同一平面的后面或前面。

联轴器C2R将输入小齿轮E2和ER中的一个或另一个联接到中间轴15上，或将它们都不联接到中间轴15上。

联轴器C46将输入小齿轮E4和E6中的一个或另一个联接到输入轴1上，或将它们都不联接到输入轴1上。

联轴器C35将输入小齿轮E3和E5中的一个或另一个联接到输入轴2上，或将它们都不联接到输入轴2上。

联轴器C1(7)将输入小齿轮S1和S7中的一个或另一个联接到输出轴4上，如果被安装的话，或者将它们都不联接到输出轴4上。

小齿轮S234和S56R与输出轴4是成整体的。

为了得到倒档，倒档输入小齿轮ER通过联轴器C2R与中间轴15连接，且驱动轴3咬合第一输入轴1。由通过小齿轮对16、17的轴3和轴15驱动的输入小齿轮ER通过空转齿轮24驱动输出小齿轮S56R，输入小齿轮E6在第一输入轴1上形成空转中间小齿轮，因为联轴器C46与两个小齿轮E4和E6处于脱开状态。在这期间，联轴器C1(7)可以放置在将输出小齿轮S1连接到输出轴4的位置上。当完成这些时，为了通过连接机构9和中间轴5将驱动轴3联接到第二输入轴2上，通过反转输入离合器8的状态，实际上获得了第一齿轮比。第一档输入小齿轮E1驱动第一档输出小齿轮S1和与第一档输出小齿轮S1联接的输出轴4。联轴器C2R可以在与小齿轮ER啮合的位置分离以便变速器准备换成倒档，或布置在与第二档输入小齿轮E2啮合的位置以便准备变换到第二档。

在后一种情况中，通过再次反转离合器8的状态实际上简单地获得第二档位，以便将驱动轴3与第一输入轴1接合。因此第二档输入小齿轮E2驱动第二、第三和第四档输出小齿轮S234及输出轴4，所述小齿轮固定在输出轴4上。通过第四档输入小齿轮E4实现了从小齿轮E2到输出小齿轮S234的运动传递，第四档输入小齿轮E4可以在在第一输入轴1上自由转动，因为联轴器C46仍处于两个输入小齿轮E4和E6相对于第一输入轴1的脱开状态。结果，现在是输入小齿轮E4在第二档输入小齿轮E2和输出轴4间传递运动。

在这期间，联轴器C1(7)保持在与输出小齿轮S1接合的位置中，以便准备换到第一档位，或该联轴器可以布置在脱离啮合的位置，且联轴器C35可以换到第三档输入小齿轮E3的啮合位置以便准备换到第三档位。

对于第三、第四、第五和第六档位的操作和变换将不进行详细说明，因为其与图1中所示的实施方式的第一、第二、第三和第四档位的操作非常相似。当变速器运行在其第六档时，联轴器C35可以保持在将第五档输入小齿轮E5连接到第二输入轴2上的位置，以便准备换到第五档的操作，或另一方面，联轴器C35可以变换到非连接状态，如果小齿轮E7和S7被安装的话，联轴器C1(7)可以变换到将第七档输出小齿轮S7连接到输出轴4的位置，以便准备变换到第七档的操作，然后通过反转离合器8的状态简单地获得在第七档的操作以便使第一输入轴1退出工作并使第二输入轴2致动。

在该实施方式中，变速器是特别紧凑的，输出小齿轮中的两个都运行三个不同的齿轮比，但是尽管这样，齿轮比数值都可以彼此独立地选择，且所占据的空间非常小，正如全部的小齿轮都在变速器中那样。这可能是由于输入小齿轮E4和E6起到特殊作用而导致的，输入小齿轮E4和E6既可以作为联接到动力传递轴的小齿轮从而通过其齿数确定一给定的齿轮比，也可以可以与这个轴脱离并且简单地用作在输入小齿轮E2、ER和输出轴4之间的中间小齿轮，其中输入小齿轮E2、ER由中间轴15携带。

当然，本发明并不局限于已经陈述和说明的例子。

在图8的例子中，可以提供永久联接第二输入轴2的另一个中间轴15。第一档输入小齿轮E1和第七档输入小齿轮E7可以由第一输入轴1携带。

在两个实施方式中，永久的连接机构9可以通过小齿轮的串联来实现，而不是通过链条。

也可以提供三个输入轴，每个都具有其自己的离合器并由如链条式连接机构9之类的永久常用连接机构驱动。

在图8的实施方式中，通过沿第一输入轴1的轴线和/或沿输出轴4的轴线折叠可以得到优越的空间布置，在依据理想安装情况下。

Claims (9)

1.一种变速器装置，其包括两个输入离合器(8)，该离合器允许两个输入轴(1、2)中的一个或另一个可选择性地与驱动轴(3)连接，其特征在于：

-两个输入轴(1、2)彼此间按一定距离布置，每个都与输入离合器(8)中的一个同轴，

-两个输入离合器(8)中的每一个在相联的输入轴(1、2)的轴线上具有自己的驱动部件(7)，及

-在两个驱动部件(7)间有一个驱动连接机构(9)。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述驱动连接机构(9)是机械式的。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述驱动连接机构包括链条(11)。

4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述驱动连接机构(9)包括串联的小齿轮。

5.如权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述输入离合器(8)中的一个与驱动轴(3)同轴，另一个输入离合器具有离驱动轴(3)一定距离的轴线。

6.如权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，在所述驱动连接机构(9)中具有不同于1∶1的齿轮比。

7.如权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于，至少一个输出小齿轮(S34、S12、S234、S56R)与两个输入小齿轮(E3和E4、E1和E2、E4和E3、E6和E5)啮合，每个输入小齿轮都由输入轴(1、2)中的一个携带，并能通过联轴器(C13、C24、C46、C35)可选择性地联接到相联的输入轴上。

8.如权利要求1-7中任一项所述的装置，其特征在于，

-由输入轴中的第一输入轴(1)携带的至少一个输入小齿轮(E4、E6)可以选择性地连接到第一输入轴(1)上并与输出小齿轮(S234、S56R)啮合。

-通过独立于所述输入小齿轮(E4、E6)的连接机构(16、17)，第一输入轴(1)驱动由中间轴(15)携带并与所述输入小齿轮(E4、E6)啮合的小齿轮(E2、ER)。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，至少一个输出小齿轮(S234、S56R)传递用于三种不同的齿轮比的动力。

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