CN101749378A - 双离合器多速变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及双离合器多速变速器。一种变速器，包括输入构件、输出分动齿轮、第一和第二互连构件、副轴、倒档构件、多个共面齿轮组和多个扭矩传递装置。所述扭矩传递装置包括多个同步器组件和一双离合器组件。所述变速器可操作，以在所述输入构件和输出分动齿轮之间提供至少一个倒档速度比和多个前进速度比。

Description

双离合器多速变速器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年12月17日提交的美国临时专利申请No.61/138，379的优先权，上述申请的公开内容在此作为参考全文引入。

技术领域

本发明涉及变速器，更具体地，涉及具有两个轴和一专用倒档轴的紧凑型双离合器多速变速器。

背景技术

该部分的内容仅提供与本发明有关的背景信息，且可能不构成现有技术。

具有间轴和共面齿轮组的典型的多速变速器使用具有不同的专用齿轮对或组的间轴齿轮来实现每种前进速度比。因此，在该典型设计中所需的齿轮的总数是前进速度数的两倍加上用于倒档的三个。这需要大量的所需齿轮对，尤其是在具有相对多的前进速度比的变速器中。

虽然当前变速器实现其预期目的，但是持续需要一种新式的改进变速器配置，其展现改进的性能(尤其是从效率、响应性和平滑性的角度看)、改进的包装、显著降低的尺寸和重量。因此，本领域需要一种具有改进的包装同时提供期望传动比和扭矩范围的变速器。

发明内容

提供一种变速器，其具有输入构件、输出分动齿轮、第一和第二互连构件、副轴、惰轮轴、多个共面齿轮组和多个扭矩传递装置。所述扭矩传递装置包括多个同步器组件和双离合器组件。一个同步器组件位于惰轮轴上，用于提供倒档传动比。所述变速器可操作，以在所述输入构件和输出分动齿轮之间提供至少一个倒档速度比和多个前进速度比。

在本发明的一个示例中，所述变速器包括六个共面齿轮组。

在本发明的又一个示例中，所述变速器包括四个同步器组件。

在本发明的另一个示例中，所述四个同步器组件包括两个单向同步器和两个双向同步器。

在本发明的再一个示例中，所述两个单向同步器径向对齐，并且由共同的同步器致动器致动。

在本发明的又一个示例中，所述变速器可操作，以提供至少五个前进速度比。

一种变速器，包括：输入轴；输出；第一中间轴；与所述第一中间轴同心的第二中间轴；双离合器组件，所述双离合器组件可选择性地接合，以将所述输入轴与所述第一中间轴和第二中间轴之一联接；间轴；惰轮轴；第一可选择齿轮组，能够与所述第一中间轴选择性地连接以共同旋转，并与第一齿轮组互相啮合，所述第一齿轮组与间轴连接以共同旋转，以形成第一多个共面齿轮组；第二可选择齿轮组，能够与所述第二中间轴选择性地连接以共同旋转，并与第二齿轮组互相啮合，所述第二齿轮组与间轴连接以共同旋转，以形成第二多个共面齿轮组；第一齿轮，所述第一齿轮与所述第二中间轴连接以共同旋转，并且与第一可选择齿轮互相啮合，所述第一可选择齿轮能够与间轴选择性地连接以共同旋转，以形成第一共面齿轮组；第二齿轮，所述第二齿轮与所述第二中间轴连接以共同旋转，并且与第二可选择齿轮互相啮合，所述第二可选择齿轮能够与惰轮轴选择性地连接以共同旋转，以形成第二共面齿轮组；第三齿轮，所述第三齿轮与所述惰轮轴连接以共同旋转，并且与第四齿轮互相啮合，所述第四齿轮与间轴连接以共同旋转，以从惰轮轴传递扭矩至间轴；和分动齿轮，所述分动齿轮连接到所述间轴，以将扭矩从间轴传递至所述输出。

变速器还包括第一同步器，所述第一同步器用于将所述第一可选择齿轮连接到所述间轴。

变速器还包括第二同步器，所述第二同步器用于将所述第二可选择齿轮连接到所述惰轮轴。

所述第一同步器和第二同步器径向对齐。

所述第一同步器和第二同步器由共同的同步器致动器致动。

所述第二共面齿轮组可操作，以在输入轴和输出之间提供倒档传动比。

所述第一共面齿轮组可操作，以在输入轴和输出之间提供第一传动比。

所述第一多个共面齿轮组可操作，以在输入轴和输出之间提供第二传动比和第四传动比。

所述第二多个共面齿轮组可操作，以在输入轴和输出之间提供第三传动比和第五传动比。

所述输出是差速器的壳体。

所述惰轮轴和间轴由位于双离合器组件与惰轮轴和间轴之间的变速器壳体的壁支撑以便旋转。

一种变速器，包括：输入轴；输出；第一中间轴；与所述第一中间轴同心的第二中间轴；双离合器组件，所述双离合器组件可选择性地接合，以将所述输入轴与所述第一中间轴和第二中间轴之一联接；间轴；惰轮轴；第一共面齿轮组，所述第一共面齿轮组具有第一齿轮，所述第一齿轮与第二中间轴连接以共同旋转，并且与第二齿轮互相啮合，所述第二齿轮能够与间轴选择性地连接以共同旋转；第二共面齿轮组，所述第二共面齿轮组具有第一齿轮，所述第一齿轮能够与第一中间轴选择性地连接以共同旋转，并且与第二齿轮互相啮合，所述第二齿轮与间轴连接以共同旋转；第三共面齿轮组，所述第三共面齿轮组具有第一齿轮，所述第一齿轮能够与第二中间轴选择性地连接以共同旋转，并且与第二齿轮互相啮合，所述第二齿轮与间轴连接以共同旋转；第四共面齿轮组，所述第四共面齿轮组具有第一齿轮，所述第一齿轮能够与第一中间轴选择性地连接以共同旋转，并且与第二齿轮互相啮合，所述第二齿轮与间轴连接以共同旋转；第五共面齿轮组，所述第五共面齿轮组具有第一齿轮，所述第一齿轮能够与第二中间轴选择性地连接以共同旋转，并且与第二齿轮互相啮合，所述第二齿轮与间轴连接以共同旋转；第六共面齿轮组，所述第六共面齿轮组具有第一齿轮，所述第一齿轮与第二中间轴连接以共同旋转，并且与第二齿轮互相啮合，所述第二齿轮能够与惰轮轴选择性地连接以共同旋转；第一分动齿轮，所述第一分动齿轮与惰轮轴连接以共同旋转，并且与第二分动齿轮互相啮合，所述第二分动齿轮与间轴连接以共同旋转，以便从惰轮轴传递扭矩至间轴；和第三分动齿轮，所述第三分动齿轮连接到间轴，用于从间轴传递扭矩至输出，其中，所述变速器可操作，以在所述输入轴和输出之间提供至少五个前进传动比和一个倒档传动比。

变速器还包括第一同步器，所述第一同步器用于将所述第一共面齿轮组的第二齿轮与所述间轴连接。

变速器还包括第二同步器，所述第二同步器用于将所述第六共面齿轮组的第二齿轮与所述惰轮轴连接。

所述第一同步器和第二同步器径向对齐且轴向偏移。

所述第一同步器和第二同步器由共同的同步器致动器致动。

变速器还包括第三同步器，所述第三同步器用于将所述第二共面齿轮组和第四共面齿轮组的第一齿轮与第一中间构件连接。

变速器还包括第四同步器，所述第四同步器用于将所述第三共面齿轮组和第五共面齿轮组的第一齿轮与第二中间构件连接。

所述第一共面齿轮组可操作，以在所述输入轴和输出之间提供第一传动比，所述第二共面齿轮组可操作，以在所述输入轴和输出之间提供第二传动比，所述第三共面齿轮组可操作，以在所述输入轴和输出之间提供第三传动比，所述第四共面齿轮组可操作，以在所述输入轴和输出之间提供第四传动比，所述第五共面齿轮组可操作，以在所述输入轴和输出之间提供第五传动比，所述第六共面齿轮组可操作，以在所述输入轴和输出之间提供倒档传动比。

所述第一共面齿轮组轴向邻近所述双离合器组件，所述第六共面齿轮组轴向邻近所述第一共面齿轮组，所述第三共面齿轮组轴向邻近所述第六共面齿轮组，所述第五共面齿轮组轴向邻近所述第三共面齿轮组，所述第四共面齿轮组轴向邻近所述第五共面齿轮组，所述第二共面齿轮组轴向邻近所述第四共面齿轮组和变速器壳体的端壁。

本发明的上述特征和益处、以及其它特征和益处从用于实现本发明的最佳模式的以下详细描述结合附图显而易见。

附图说明

图1是根据本发明原理的变速器的实施方式的侧视截面图。

具体实施方式

参考附图，其中，相同的附图标记指代相同的部件，在图1中，多速变速器总体上由附图标记10表示。变速器10包括输入构件12和输出构件或分动齿轮14。在该实施方式中，输入构件2是轴，分动齿轮14是齿轮，然而，本领域技术人员应当理解，输入构件12可以是除了轴之外的部件，输出构件14可以是除了齿轮之外的部件，例如轴。输入构件12与发动机(未示出)连续连接以提供驱动扭矩给输入构件12。分动齿轮14与输出连接，该输出例如为差速器16的壳体15。差速器16将从变速器10的分动齿轮14传输的扭矩传递给第一和第二侧车轴17、18且继而传递给驱动轮(未示出)。

变速器10包括用于至少部分封闭齿轮装置20的壳体19。齿轮装置20包括各种轴或构件、共面互相啮合齿轮组、双离合器组件和可选择性接合的同步器，下面将进行描述。例如，齿轮装置20包括第一互连构件或中间构件22、第二互连构件或中间构件24、副轴或间轴26以及倒档构件或惰轮轴28。第二互连构件24是与第一互连构件22同心的套轴。然而，第一互连构件22的部分30从第二互连构件24伸出。副轴26和倒档构件28均与第一和第二互连构件22、24间隔开并平行于第一和第二互连构件22、24。第一和第二互连构件限定第一旋转轴线，副轴26限定第二旋转轴线。

双离合器组件32连接在输入构件12与第一和第二互连构件22、24之间。双离合器组件32可为湿式或干式离合器组件。双离合器组件32包括与输入构件12连接以共同旋转的离合器壳体34。此外，双离合器组件32具有第一和第二离合器元件或轮毂36和38。离合器元件36和38与离合器壳体34一起配置为形成摩擦离合器，在本领域中称为双离合器。更具体地，离合器元件36和38与离合器壳体34具有安装在其上的摩擦片(未示出)，所述摩擦片相互作用形成摩擦离合器。离合器元件36与第一互连构件22连接以共同旋转，离合器元件38与第二互连构件24连接以共同旋转。因此，离合器元件36与离合器壳体34的选择性接合使得输入构件12与第一互连构件22连接以共同旋转。离合器元件38与离合器壳体34的选择性接合使得输入构件12与第二互连构件24连接以共同旋转。

齿轮装置20还包括多个共面的互相啮合的齿轮组40、50、60、70、80和90、空转齿轮92和驻车齿轮93。共面齿轮组40包括齿轮42和齿轮44。齿轮42与第二互连构件24连接以共同旋转，并且与齿轮44互相啮合。在所提供的示例中，齿轮42包括在第二互连构件24的外表面上形成的齿轮齿/花键。然而，应当理解的是，在不偏离本发明的范围的情况下，齿轮42可以是固定到第二互连构件24上的独立齿轮结构。齿轮44可与副轴26选择性地连接以共同旋转。齿轮组40邻近变速器壳体19的壁47，靠近变速器10前部。

共面齿轮组50包括齿轮52和齿轮54。齿轮52可与第二互连构件24选择性连接以共同旋转，并且与齿轮54互相啮合。齿轮54与副轴26连接以共同旋转。齿轮组50邻近齿轮组40。

共面齿轮组60包括齿轮62和齿轮64。齿轮62可与第二互连构件24选择性连接以共同旋转，并且与齿轮64互相啮合。齿轮64与副轴26连接以共同旋转。齿轮组60邻近齿轮组50。

共面齿轮组70包括齿轮72和齿轮74。齿轮72可与第一互连构件22选择性连接以共同旋转，并且与齿轮74互相啮合。齿轮74与副轴26连接以共同旋转。齿轮组70邻近齿轮组60。

共面齿轮组80包括齿轮82和齿轮84。齿轮82可与第一互连构件22选择性连接以共同旋转，并且与齿轮84互相啮合。齿轮84与副轴26连接以共同旋转。齿轮组80位于齿轮组70和变速器壳体19的端壁85之间。

共面或倒档齿轮组90包括齿轮94和齿轮96。齿轮94与倒档构件28连接以共同旋转，并且与齿轮96互相啮合。齿轮96与副轴26连接以共同旋转。齿轮组90位于齿轮组40和齿轮组50之间。

空转齿轮92可与倒档构件28选择性地连接以共同旋转，并且与齿轮组40的齿轮42互相啮合。替代地，空转齿轮92可经由与齿轮42独立的齿轮结构或齿轮齿/花键连接到第二互连构件24上。

驻车齿轮93与齿轮96连接以共同旋转。驻车棘爪(未示出)可与驻车齿轮96选择性地接合，以将变速器10置于驻车操作模式。

最后，分动齿轮14与副轴26连接以共同旋转。分动齿轮14位于共面齿轮组40和变速器壳体19的壁47之间。

变速器10还包括多个可选择性接合的同步器组件100、110、120和130。同步器100和110是单侧同步器，通常包括换档叉(未示出)，换档叉可由致动器(未示出)双向平移至一个接合位置和中性或分离位置。例如，同步器100可选择性地接合以将齿轮44与副轴26连接以共同旋转。同步器110可选择性地接合以将齿轮92与倒档构件28连接以共同旋转。同步器100和110彼此径向对齐，从而节省轴向空间。在一种实施方式中，同步器100和110共用一共同的同步器致动器(未示出)。因此，同步器100和同步器110相对于彼此以相反的方向接合。例如，在致动器使得同步器100向右运动时，同步器100将齿轮44与副轴26连接，而在致动器使同步器110向左运动时，同步器110将齿轮92与倒档构件28连接。同步器致动器可以是任何双向电动液压或机电致动器，而不偏离本发明的范围。合适的同步器致动器的示例在共同受让的于2008年3月14日提交的美国专利申请公布No.20080236315-A1中示出，所述专利申请通过参考全文引入。

同步器120和130是双侧同步器，通常包括换档叉(未示出)，换档叉可由致动器(未示出)双向平移至至少两个接合位置和中性或分离位置。例如，同步器120可选择性地接合以将齿轮52与第二互连构件24连接以共同旋转，并且可选择性地接合以将齿轮62与第二互连构件24连接以共同旋转。同步器130可选择性地接合以将齿轮72与第一互连构件22连接以共同旋转，并且可选择性地接合以将齿轮82与第一互连构件22连接以共同旋转。

变速器10能够以至少五个前进扭矩比和至少一个倒档扭矩比从输入轴12传递扭矩至分动齿轮14。所述前进扭矩比和倒档扭矩比中的每个都通过双离合器组件32和一个或多个同步器组件100、110、120和130的选择性接合来获得。通过每个传动比，离合器36和38交替地接合和分离。本领域技术人员容易理解，不同的速度比与每个扭矩比相关联。

应当理解的是，在同步器组件100、110、120和130选择性接合时，每个相应齿轮组40、50、60、70、80和90以及空转齿轮92提供一个或多个前进和/或倒档传动比，哪个同步器和哪个齿轮组与哪个前进或倒档速度比相关联可以变化，而不偏离本发明的范围。

例如，为了建立倒档扭矩比，离合器元件38被接合以将输入构件12与第二互连构件24联接，且同步器110被接合以将空转齿轮92与倒档构件28连接。来自于输入轴12的输入扭矩通过双离合器组件32传递至第二互连构件24，通过齿轮42传递至齿轮92，通过倒档构件28传递至齿轮94，从齿轮94传递至齿轮96，且通过副轴26传递至分动齿轮14。

为了建立第一前进扭矩比(即，1档)，离合器元件38被接合以将输入构件12与第二互连构件24联接，且同步器100将齿轮44与副轴26联接。来自于输入轴12的输入扭矩通过双离合器组件32传递至第二互连构件24，通过齿轮42传递至齿轮44，且通过副轴26传递至分动齿轮14。

为了建立第二前进扭矩比(即，2档)，离合器元件36被接合以将输入构件12与第一互连构件22联接，且同步器130将齿轮82与第一互连构件22联接。来自于输入轴12的输入扭矩通过双离合器组件32传递至第一互连构件22，通过齿轮82传递至齿轮84，且通过副轴26传递至分动齿轮14。

为了建立第三前进扭矩比(即，3档)，离合器元件38被接合以将输入构件12与第二互连构件24联接，且同步器120将齿轮52与第二互连构件24联接。来自于输入轴12的输入扭矩通过双离合器组件32传递至第二互连构件24，通过齿轮52传递至齿轮54，且通过副轴26传递至分动齿轮14。

为了建立第四前进扭矩比(即，4档)，离合器元件36被接合以将输入构件12与第一互连构件22联接，且同步器130将齿轮72与第一互连构件22联接。来自于输入轴12的输入扭矩通过双离合器组件32传递至第一互连构件22，通过齿轮72传递至齿轮74，且通过副轴26传递至分动齿轮14。

为了建立第五前进扭矩比(即，5档)，离合器元件38被接合以将输入构件12与第二互连构件24联接，且同步器120将齿轮62与第二互连构件24联接。来自于输入轴12的输入扭矩通过双离合器组件32传递至第二互连构件24，通过齿轮62传递至齿轮64，且通过副轴26传递至分动齿轮14。

同样，应当理解的是，哪些齿轮组40、50、60、70、80和90与哪个前进或倒档速度比相关联可以从上述示例变化，而不偏离本发明的范围。

本发明设想可通过选择变速器10的齿轮的齿数来实现多种扭矩比(即，分动齿轮14与输入构件12的扭矩比)。此外，本发明有利地将同步器110设置成与同步器100径向对齐，以形成更紧凑的布置。该布置与其它变速器相比可实现减小的变速器长度。

虽然已经详细描述用于实施本发明的最佳实施方式，但是本发明所属领域技术人员将认识到在所附权利要求范围内的用于实践本发明的各种替代设计和实施方式。

Claims (10)

1.一种变速器，包括：

输入轴；

输出；

第一中间轴；

与所述第一中间轴同心的第二中间轴；

双离合器组件，所述双离合器组件可选择性地接合，以将所述输入轴与所述第一中间轴和第二中间轴之一联接；

间轴；

惰轮轴；

第一可选择齿轮组，能够与所述第一中间轴选择性地连接以共同旋转，并与第一齿轮组互相啮合，所述第一齿轮组与间轴连接以共同旋转，以形成第一多个共面齿轮组；

第二可选择齿轮组，能够与所述第二中间轴选择性地连接以共同旋转，并与第二齿轮组互相啮合，所述第二齿轮组与间轴连接以共同旋转，以形成第二多个共面齿轮组；

第一齿轮，所述第一齿轮与所述第二中间轴连接以共同旋转，并且与第一可选择齿轮互相啮合，所述第一可选择齿轮能够与间轴选择性地连接以共同旋转，以形成第一共面齿轮组；

第二齿轮，所述第二齿轮与所述第二中间轴连接以共同旋转，并且与第二可选择齿轮互相啮合，所述第二可选择齿轮能够与惰轮轴选择性地连接以共同旋转，以形成第二共面齿轮组；

第三齿轮，所述第三齿轮与所述惰轮轴连接以共同旋转，并且与第四齿轮互相啮合，所述第四齿轮与间轴连接以共同旋转，以从惰轮轴传递扭矩至间轴；和

分动齿轮，所述分动齿轮连接到所述间轴，以将扭矩从间轴传递至所述输出。

2.根据权利要求1所述的变速器，还包括第一同步器，所述第一同步器用于将所述第一可选择齿轮连接到所述间轴。

3.根据权利要求2所述的变速器，还包括第二同步器，所述第二同步器用于将所述第二可选择齿轮连接到所述惰轮轴。

4.根据权利要求3所述的变速器，其中，所述第一同步器和第二同步器径向对齐。

5.根据权利要求4所述的变速器，其中，所述第一同步器和第二同步器由共同的同步器致动器致动。

6.根据权利要求1所述的变速器，其中，所述第二共面齿轮组可操作，以在输入轴和输出之间提供倒档传动比。

7.根据权利要求1所述的变速器，其中，所述第一共面齿轮组可操作，以在输入轴和输出之间提供第一传动比。

8.根据权利要求1所述的变速器，其中，所述第一多个共面齿轮组可操作，以在输入轴和输出之间提供第二传动比和第四传动比。

9.根据权利要求1所述的变速器，其中，所述第二多个共面齿轮组可操作，以在输入轴和输出之间提供第三传动比和第五传动比。

10.根据权利要求1所述的变速器，其中，所述输出是差速器的壳体。

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