CN101504060B - 多速分流式双离合器变速器 - Google Patents

多速分流式双离合器变速器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及多速分流式双离合器变速器。具体而言，提供了一种变速器，其具有输入部件、输出部件、分流式双离合器组件、两个副轴传动布置、一个行星齿轮组、多个互连部件和多个扭矩传递装置。每个副轴传动布置包括多个共面齿轮组。扭矩传递装置包括离合器、制动器和同步器的组合。

Description

多速分流式双离合器变速器
技术领域
本公开涉及变速器，更具体而言，本公开涉及一种具有双副轴的多速分流式双离合器变速器(split dual clutch transmission)。
背景技术
这部分的叙述仅仅提供与本公开相关的背景信息，其可能构成或可能不构成现有技术。
典型的多速双离合器变速器采用多个离合器，用于实现多个前进传动比和倒档传动比。这些双离合器变速器典型地应用于前轮驱动装置。此外，为了获得非商业机动车中希望具有的高动力/重量比，采用滑动离合器，以将起动扭矩从发动机传送至变速器。
尽管适用于其预期用途，但这些传统的多速双离合器变速器不具有应用到商业机动车或卡车上所必需的扭矩范围和可用的传动比(gear ratio)。另外，为了实现这些传动比和扭矩范围而增加的离合器、制动器和齿轮组，可能会导致低效的或不希望的变速器重量和体积。因此，本领域需要具有改进组件的变速器以提供希望的传动比和扭矩范围。
发明内容
本发明提供了一种具有输入部件、输出部件、分流式双离合器组件、两个副轴传动布置(gearing arrangement)、一个行星齿轮组、多个互连部件和多个扭矩传递装置的变速器。每个副轴传动布置包括多个共面齿轮组。扭矩传递装置包括离合器、制动器和同步器的组合。
在本发明的一个方面，扭矩传递装置包括六个离合器，一个制动器和两个同步器，用于提供至少十三个前进传动比。
在本发明的另一个方面，扭矩传递装置包括五个离合器，一个制动器和两个同步器，用于提供至少十二个前进传动比。
在本发明的另一个方面，变速器包括与输入部件持续地连接的扭矩变换器。
在本发明的另一个方面，双离合器组件包括第一离合器和第二离合器，用于选择性地连接输入部件与第一副轴；以及第三和第四离合器，用于选择性地连接输入部件与第二副轴。
进一步的适用领域从本申请所提供的说明书中将变得清楚。应该理解，该说明书和具体实施例的目的仅仅是出于说明性目的，并非是为了限定本公开的范围。
附图说明
此处所描述的附图仅仅是为了说明的目的而绝不是为了限定本公开的范围。
图1是根据本发明的原理的变速器的十三速度的实施例的简图；和
图2是根据本发明的原理的变速器的十二速度的实施例的简图。
具体实施方式
下面的说明在本质上仅仅是示例性的，并不是为了限制本公开、应用场合或用途。
参考图1，符号图显示了用于机动车辆的多速变速器的示意性布局图，此多速变速器用标号10表示。变速器10优选的是纵向分流式双离合器变速器。变速器10包括输入轴或输入部件12和输出轴或输出部件14。本领域的技术人员可以懂得，在不背离本发明的范围的前提下，输入部件12和输出部件14还可以是除了轴之外的其它部件。在所提供的实例中，输入部件12持续地连接到扭矩变换器16的涡轮机上。输出部件14持续地连接到机动车辆的主减速器或分动箱(未示出)。
变速器10还包括互连轴、副轴、共面啮合齿轮组和可选择性地接合的同步器和离合器，其将在本文中进行描述。例如，变速器10包括第一轴或第一互连部件18，第二轴或第二互连部件19，第一中间轴或第一副轴20和第二中间轴或第二副轴22。第一互连部件18旋转地联接到输入部件12。第二互连部件19优选的是至少部分地与第一互连部件18共轴的套轴。副轴20和22都在输入部件12、输出部件14和互连部件18、19的径向向外侧并与之平行地隔开。
变速器10包括多个共面齿轮组或正齿轮组，其包括第一齿轮组30、第二齿轮组32、第三齿轮组34、第四齿轮组36和第五齿轮组38。第一齿轮组30包括齿轮42、齿轮44和齿轮46。齿轮42与输入轴12相连，用于与其共同旋转，并与齿轮44和齿轮46啮合。齿轮44可绕第一副轴20旋转并可选择性地与其连接。齿轮46可绕第二副轴22旋转并可选择性地与其连接。
第二齿轮组32包括齿轮48、齿轮50和齿轮52。齿轮48与输入部件12及第一互连部件18相连以用于与其共同旋转，并与齿轮50和齿轮52啮合。齿轮50可绕第一副轴20旋转并可选择性地与其连接。齿轮52可绕第二副轴22旋转并可选择性地与其连接。
第三齿轮组34包括齿轮54和齿轮56。齿轮54与第二互连部件19相连，用于与其共同旋转，并与齿轮56啮合。齿轮56可绕第一副轴20旋转并可选择性地与其连接。
第四齿轮组36包括齿轮58和齿轮60。齿轮58与第二互连部件19相连，用于与其共同旋转，并与齿轮60啮合。齿轮60可绕第二副轴22旋转并可选择性地与其连接。
第五齿轮组38包括齿轮62、齿轮64和齿轮66。齿轮62与第二互连部件19相连，用于与其共同旋转，并与齿轮64及空转齿轮72啮合。齿轮64可绕第一副轴20旋转并可选择性地与其连接。空转齿轮72与独立的轴或小齿轮74相连，用于与其共同旋转。空转齿轮72与齿轮66啮合。齿轮66可绕第二副轴22旋转并可选择性地与其连接。
变速器10还包括位于部件12、18和19以及输出轴14之间的高/低分离器齿轮组(high/low splitter gear set)80。分离器齿轮组80优选具有太阳齿轮部件82、环齿轮部件84和旋转支撑小齿轮组88的行星齿轮架部件(carrier member)86的简单行星齿轮组，其中小齿轮组88与太阳齿轮部件82和环齿轮部件84啮合。太阳齿轮部件82与第二互连部件19相连，用于与其共同旋转。环齿轮部件84与第三轴或第三互连部件90相连，用于与其共同旋转。行星齿轮架部件86与输出部件14相连，用于与其共同旋转。
变速器10还包括分流式双离合器组件100，用于选择性地将输入部件12联接到第一副轴20或第二副轴22中的一个上。更具体地说，分流式双离合器组件100包括第一离合器102、第二离合器104、第三离合器106和第四离合器108。第一离合器102可选择性地接合，用于连接第一齿轮组30的齿轮44和第一副轴20。第二离合器104可选择性地接合，用于连接第二齿轮组32的齿轮50和第一副轴20。第三离合器106可选择性地接合，用于连接第一齿轮组30的齿轮46和第二副轴22。第四离合器108可选择性地接合，用于连接第二齿轮组32的齿轮52和第二副轴22。在所提供的实例中，第一离合器102和第三离合器106共面并沿径向地偏离输入部件12，第二离合器104和第四离合器108共面并沿径向地偏离输入部件12。但是，应当懂得，在不背离本发明范围的前提下，离合器102、104、106和108可相对于彼此而处于各种其它的位置。
多个联接机构，包括第一同步器110和第二同步器112，允许将齿轮56、60、64和66与副轴20、22选择性地互连。同步器110和112大致包括调档叉(未示出)，其可以被促动器(未示出)双向地移动到至少两个接合的位置和一个空档或脱离接合的位置。例如，第一同步器110可被移动到左边(图1中的1B位置)，用于使齿轮56的速度和第一副轴20的速度同步，并使之联接于其上，或被移动到右边(图1中的1A位置)，用于使齿轮64的速度和第一副轴20的速度同步，并使之联接于其上。第二同步器112可被移动到左边(图1中的2A位置)，用于使第二副轴22的速度和齿轮60的速度同步，并使之联接于其上，或被移动到右边(图1中的2R位置)，用于使第二副轴22的速度和齿轮66的速度同步，并使之联接于其上。
多个扭矩传递装置，包括第五离合器120、第六离合器122和制动器124，允许将互连部件18、19、90与高/低分离器齿轮组80的部件及基部(ground)、固定元件或变速器壳126选择性地互连。例如，第五离合器120可选择性地接合，用于连接第一互连部件18和第二互连部件19。第六离合器122可选择性地接合，用于连接第二互连部件19和第三互连部件90。制动器124可选择性地接合，用于将第三互连部件90及环齿轮部件84与基部(有时或称接地部)或变速器壳126连接起来，以便限制环齿轮部件84和第三互连部件90相对于基部或变速器壳126旋转。离合器120、122和制动器124优选的是为本领域所知的液压促动式摩擦离合器。另外，第五离合器120优选与第六离合器122同心并处于其径向向内侧，以便减小变速器10的体积。
可以懂得，变速器10能够在至少13个前进速度比或扭矩比以及至少4个倒档速度比传动比或倒档扭矩比下，将扭矩从输入部件12传动到输出部件14。每个前进和倒档速度比或扭矩比通过一个或者更多的扭矩传递装置(即，第一同步器110，第二同步器112，第一离合器102，第二离合器104，第三离合器106，第四离合器108，第五离合器120，第六离合器122和制动器124)的接合来得到，这将在以下进行解释。图表1是真值表，其显示了激励或者接合的扭矩传递装置的各种组合，从而获得各种齿轮状态(gear state)。在所提供的特定实施例中，“1A”、“1B”、“2A”和“2R”指的是在上面图1中描述和说明的同步器110，112的位置。同步器110，112所在列的空白表示同步器110，112可以处在任何位置，包括空档或脱离接合的位置。“X”表示，对于给定的速度比，扭矩传递元件是接合的或者激励的。
图表1
例如，为了建立第一档，第一离合器102和制动器124接合或者被激励，第一同步器110处于1A的位置。类似地，通过不同的离合器和制动器的接合以及同步器位置的组合得到倒档速度比和十三个前进速度比，如图表1所示。
图表2是真值表，其显示了一个不同的实施例，在此实施例中给出了激励或者接合的扭矩传递装置的各种组合，从而获得各种齿轮状态。在所提供的特定实施例中，“1A”、“1B”、“2A”和“2R”指的是在上面图1中描述和说明的同步器110，112的位置。同步器110，112所在列的空白表示同步器110，112可以处在任何的位置，包括空档或脱离接合的位置。“X”表示，对于给定的速度比，扭矩传递元件是接合的或者激励的。
Figure GSB00000564500400071
图表2
例如，为了建立第一档(first gear)，第一离合器102和制动器124接合或者被激励，第一同步器110处于1A的位置。类似地，通过不同的离合器和制动器的接合以及同步器位置的组合，得到倒档速度比和十三个前进速度比，如图表2所示。
来看图2，其显示了变速器10的一个备选实施例，总体上用标号200表示。变速器200与变速器10相似，因此相同的部件用相同的标号表示。但是，变速器200不包括第五离合器120。此外，第一互连部件18和第二互连部件19被第四轴或第四互连部件202所替代。第四互连部件202与齿轮54，58，62、第六离合器122、太阳齿轮82联接，用于与其共同旋转。另外，第四互连部件202不直接与输入部件12联接。
变速器200是具有超速传动的十二速变速器，其可操作地提供至少十二个前进速度比或扭矩比和至少四个倒档速度比或扭矩比。图表3是真值表，其给出了在十二速变速器200中，激励或者接合的扭矩传递装置的各种组合，从而获得十二个前进速度比或者说或扭矩比和四个倒档速度比或扭矩比。在所提供的特定实施例中，“1A”、“1B”、“2A”和“2R”指的是在上面图2中描述和说明的同步器110，112的位置。同步器110，112所在列的空白表示同步器110，112可以处在任何的位置，包括空档或脱离接合的位置。“X”表示，对于给定的速度比，扭矩传递元件是接合的或者激励的。
图表3
例如，为了建立第一档，第一离合器102和制动器124接合或者被激励，第一同步器110处于1A的位置。类似地，通过不同的离合器和制动器的接合以及同步器位置的组合，来得到倒档传动比和十二个前进速度比，如图表3所示。
图表4是真值表，其给出了一个不同的实施例，在此实施例中给出了激励或者接合的扭矩传递装置的各种组合，从而获得各种齿轮状态。在所提供的特定实施例中，“1A”、“1B”、“2A”和“2R”指的是在上面图2中描述和说明的同步器110，112的位置。同步器110，112所在列的空白表示同步器110，112可以处在任何的位置，包括空档或脱离接合的位置。“X”表示，对于给定的速度比，扭矩传递元件是接合的或者激励的。
Figure GSB00000564500400091
图表4
例如，为了建立第一档，第一离合器102和制动器124接合或者被激励，第一同步器110处于1A的位置。类似地，通过不同的离合器和制动器的接合以及同步器位置的组合，来得到倒档速度比和十二个前进速度比，如图表4所示。
本发明的说明本质上仅仅是示例性的，不背离本发明要点的变型都属于本发明的范围内。这样的变型将不被视为背离本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种变速器，包括：
输入部件；
输出部件；
第一传动布置，其包括第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组、第四齿轮组和第一副轴，其中，所述第一齿轮组、所述第二齿轮组、所述第三齿轮组和所述第四齿轮组能够选择性地连接到所述第一副轴，并且，其中，所述输入部件与所述第一齿轮组及所述第二齿轮组持续地互连；
第二传动布置，其包括所述第一齿轮组、所述第二齿轮组、所述第四齿轮组、第五齿轮组和第二副轴，其中，所述第一齿轮组、所述第二齿轮组、所述第四齿轮组和所述第五齿轮组能够选择性地连接到所述第二副轴；
行星齿轮组，其具有第一部件、第二部件和第三部件；所述行星齿轮组的所述第一部件是太阳齿轮部件，所述行星齿轮组的所述第二部件是行星齿轮架部件，所述行星齿轮组的所述第三部件是环齿轮部件；
第一互连部件，其持续地互连到所述第三、第四和第五齿轮组以及所述行星齿轮组的所述第一部件；
第二互连部件，其持续地互连到所述行星齿轮组的所述第三部件；
离合器组件，其可选择性地接合，用于互连所述第一齿轮组和所述第二齿轮组中的一个与所述第一副轴和所述第二副轴中的一个；所述离合器组件包括用于选择性地连接所述第一齿轮组和所述第一副轴的第一离合器；用于选择性地连接所述第二齿轮组和所述第一副轴的第二离合器；用于选择性地连接所述第一齿轮组和所述第二副轴的第三离合器；用于选择性地连接所述第二齿轮组和所述第二副轴的第四离合器；
两个同步器，其用于选择性地联接所述第三、第四和第五齿轮组中的一个与所述第一副轴和第二副轴中的一个；所述两个同步器中的第一个选择性地将所述第三齿轮组和所述第四齿轮组中的一个连接到所述第一副轴；所述两个同步器中的第二个选择性地将所述第四齿轮组和所述第五齿轮组中的一个连接到所述第二副轴；
三个扭矩传递装置，其可选择性地接合，用于互连所述输入部件、第一互连部件和第二互连部件中的一个与所述输入部件、第一互连部件、第二互连部件和固定元件中的另一个；所述三个扭矩传递装置中的第一个选择性地连接所述输入部件与所述第一互连部件；所述三个扭矩传递装置中的第二个选择性地连接所述第一互连部件与所述第二互连部件；所述三个扭矩传递装置中的第三个选择性地连接所述行星齿轮组的所述第三部件和所述固定元件；以及
所述第一、第二、第三、第四和第五齿轮组是共面齿轮组，每个所述齿轮组至少包含与第二齿轮啮合的第一齿轮；
多个所述第一齿轮持续地连接到所述第二互连部件，并且多个所述第二齿轮持续地连接到所述第一副轴和第二副轴中的一个；
所述第四齿轮组包括能够选择性地连接到所述第二副轴的第三齿轮，所述第三齿轮与空转齿轮啮合，所述空转齿轮与所述第四齿轮组的所述第一齿轮啮合；
所述输出部件持续地连接到所述行星齿轮组的所述第二部件；
其中，所述扭矩传递装置和同步器能够以至少三个的组合而选择性地接合，从而在所述输入部件和所述输出部件之间建立至少十三个前进速度比和至少四个倒档速度比。
2.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述第一副轴位于所述输入部件的径向向外侧并与之平行。
3.根据权利要求2所述的变速器，其特征在于，所述第二副轴位于所述输入部件的径向向外侧并与之平行。
4.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，还包括扭矩变换器，所述扭矩变换器与所述输入部件持续地连接。
5.一种变速器，包括：
输入部件；
输出部件；
第一、第二和第四齿轮组，其各具有与第二齿轮部件及第三齿轮部件啮合的第一齿轮部件，其中，所述输入部件与所述第一齿轮组的所述第一齿轮部件及所述第二齿轮组的所述第一齿轮部件持续地互连；
第三和第五齿轮组，其各具有与第二齿轮部件啮合的第一齿轮部件；
第一副轴，其能够选择性地与所述第一、第二、第三和第四齿轮组的所述第二齿轮部件连接；
第二副轴，其能够选择性地与所述第一、第二和第四齿轮组的所述第三齿轮部件，并且能够与所述第五齿轮组的所述第二齿轮部件连接；
行星齿轮组，其具有第一部件、第二部件和第三部件；所述行星齿轮组的所述第一部件是太阳齿轮部件，所述行星齿轮组的所述第二部件是行星齿轮架部件，所述行星齿轮组的所述第三部件是环齿轮部件；
第一互连部件，其持续地互连到所述第三、第四和第五齿轮组的所述第一部件并且互连到所述行星齿轮组的所述第一部件；
第二互连部件，其持续地互连到所述行星齿轮组的所述第三部件；
离合器组件，其可选择性地接合，用于互连所述第一齿轮组和所述第二齿轮组中的一个与所述第一副轴和所述第二副轴中的一个；所述离合器组件包括第一离合器，其用于选择性地连接所述第一齿轮组的所述第二齿轮部件与所述第一副轴；第二离合器，其用于选择性地连接所述第二齿轮组的所述第二齿轮部件与所述第一副轴；第三离合器，其用于选择性地连接所述第一齿轮组的所述第三齿轮部件与所述第二副轴；第四离合器，其用于选择性地连接所述第二齿轮组的所述第三齿轮部件与所述第二副轴；
两个同步器，其用于选择性地联接所述第三、第四和第五齿轮组中的一个与所述第一副轴和第二副轴中的一个；所述两个同步器的第一个将所述第三齿轮组的所述第二齿轮部件和所述第四齿轮组的所述第二齿轮部件中的一个选择性地连接到所述第一副轴，并且所述两个同步器的第二个将所述第五齿轮组的所述第二齿轮部件和所述第四齿轮组的所述第三齿轮部件中的一个选择性地连接到所述第二副轴；
三个扭矩传递装置，其可选择性地接合，用于互连所述输入部件、第一互连部件和第二互连部件中的一个与所述输入部件、第一互连部件、第二互连部件和固定元件中的另一个；其中，所述三个扭矩传递装置中的第一个选择性地连接所述输入部件和所述第一互连部件，所述三个扭矩传递装置中的第二个选择性地连接所述第一互连部件和所述第二互连部件，所述三个扭矩传递装置中的第三个选择性地连接所述行星齿轮组的所述第三部件和所述固定元件；以及
其中，所述扭矩传递装置和同步器能够以至少三个的组合而选择性地接合，从而在所述输入部件和所述输出部件之间建立至少十三个前进速度比和至少四个倒档速度比。
6.一种变速器，包括：
输入部件；
输出部件；
第一传动布置，其包括第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组、第四齿轮组和第一副轴，其中，所述第一齿轮组、所述第二齿轮组、所述第三齿轮组和所述第四齿轮组能够选择性地连接到所述第一副轴，所述输入部件与所述第一齿轮组和所述第二齿轮组持续地互连；
第二传动布置，其包括所述第一齿轮组、所述第二齿轮组、所述第四齿轮组、第五齿轮组和第二副轴，其中，所述第一齿轮组、所述第二齿轮组、所述第四齿轮组和所述第五齿轮组能够选择性地连接到所述第二副轴；
行星齿轮组，其具有太阳齿轮、行星齿轮架部件和环齿轮；
第一互连部件，其持续地互连到所述第三、第四和第五齿轮组；
第二互连部件，其持续地互连到所述行星齿轮组的所述环齿轮；
第一离合器，其用于选择性地连接所述第一齿轮组和所述第一副轴；
第二离合器，其用于选择性地连接所述第二齿轮组和所述第一副轴；
第三离合器，其用于选择性地连接所述第一齿轮组和所述第二副轴；
第四离合器，其用于选择性地连接所述第二齿轮组和所述第二副轴；
第五离合器，其用于选择性地连接所述输入部件和所述第一互连部件；
第六离合器，其用于选择性地连接所述第一互连部件和所述第二互连部件；
制动器，其用于选择性地连接所述行星齿轮组的所述环齿轮和固定元件；
第一同步器，其用于将所述第三齿轮组和所述第四齿轮组中的一个选择性地连接到所述第一副轴；
第二同步器，其用于将所述第五齿轮组和所述第四齿轮组中的一个选择性地连接到所述第二副轴；以及
其中，所述离合器、制动器和同步器能够以至少四个的组合而选择性地接合，从而在所述输入部件和所述输出部件之间建立至少十三个前进速度比和至少四个倒档速度比。
7.一种变速器，包括：
输入部件；
输出部件；
第一传动布置，其包括第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组、第四齿轮组和第一副轴，其中，所述第一齿轮组、所述第二齿轮组、所述第三齿轮组和所述第四齿轮组能够选择性地连接到所述第一副轴，并且，其中，所述输入部件与所述第一齿轮组及所述第二齿轮组持续地互连；
第二传动布置，其包括所述第一齿轮组、所述第二齿轮组、所述第四齿轮组、第五齿轮组和第二副轴，其中，所述第一齿轮组、所述第二齿轮组、所述第四齿轮组和所述第五齿轮组能够选择性地连接到所述第二副轴；
行星齿轮组，其具有太阳齿轮、行星齿轮架部件和环齿轮，其中，所述输出部件与所述行星齿轮架部件持续地连接；
第一互连部件，其持续地互连到所述第三、第四和第五齿轮组并且互连到所述行星齿轮组的所述太阳齿轮；
第二互连部件，其持续地互连到所述行星齿轮组的所述环齿轮；
第一离合器，其用于选择性地连接所述第一齿轮组和所述第一副轴；
第二离合器，其用于选择性地连接所述第二齿轮组和所述第一副轴；
第三离合器，其用于选择性地连接所述第一齿轮组和所述第二副轴；
第四离合器，其用于选择性地连接所述第二齿轮组和所述第二副轴；
第五离合器，其用于选择性地连接所述第一互连部件和所述第二互连部件；
制动器，其用于选择性地连接所述行星齿轮组的所述环齿轮与固定元件；
第一同步器，其用于将所述第三齿轮组和所述第四齿轮组中的一个选择性地连接到所述第一副轴；
第二同步器，其用于将所述第五齿轮组和所述第四齿轮组中的一个选择性地连接到所述第二副轴；以及
其中，所述离合器、制动器和同步器能够以至少三个的组合而选择性地接合，从而在所述输入部件和所述输出部件之间建立至少十二个前进速度比和至少四个倒档速度比。
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