CN101979898A - 一种双离合自动变速器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双离合自动变速器，其中发动机输入轴上安装有输入轴齿轮，它包括独立的两个单体离合器，其中奇数挡离合器的主动齿轮和偶数挡离合器的主动齿轮分别以不同传动比与输入轴齿轮啮合，奇数挡离合器主动齿轮固定在第一副轴上，偶数挡离合器主动齿轮固定在第二副上，第一副轴和第二副轴分别布置在输入轴的两边，并且都与输入轴平行。本发明将集成的双离合器分解成独立的两单体离合器，把传统的双离合器变速器的同轴结构转换为平行结构，从而可以简化双离合变速器的制造加工难度，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种双离合变速器，具体涉及一种平行轴式双离合器汽车自动变速器。
背景技术
双离合自动变速器有两组动力传动装置和两套离合系统，系统动力中断时间少，由于采用了常规的定轴齿轮传动，传动效率比较高，生产工艺成熟，自从大众公司成功装车以来，逐步成为汽车行业开发的热点。由于湿式多片离合器具有摩擦性能稳定、可控性和控制品质好、磨损小且均匀、传递扭矩大，可以采用润滑油冷却相关发热部件特点，因此在双离合自动变速传动系统中得到了广泛的应用。在现有产业化的双离合自动变速器传动方案中，由于采用轴套轴的同轴驱动方式，两个湿式多片离合器集成在一起，如美国专利US2005067251中提出了采用两组离合器径向并列布置的双离合器结构，支撑和润滑结构都非常复杂，加工难度大和制造成本高。
发明内容
为了简化双离合变速器的制造加工难度，降低成本，本发明提出了一种双离合自动变速器，采用齿轮传动方式，将传动齿轮与离合器集成一体，采用平行结构取代同轴结构，将集成的双离合器分解成独立的两单体离合器，离合器在润滑结构中存在平衡油腔，并且润滑油在平衡油腔中产生的离心压力可以抵消压力油在环形活塞腔中产生的离心压力，使结构紧凑可靠。
本发明采用的技术方案：
一种双离合自动变速器，其发动机输入轴上安装有输入轴齿轮，它包括独立的两个单体离合器，其分别为奇数挡离合器和偶数挡离合器，其中奇数挡离合器的主动齿轮和偶数挡离合器的主动齿轮分别以不同传动比与输入轴齿轮啮合，奇数挡离合器主动齿轮固定在第一副轴上，偶数挡离合器主动齿轮固定在第二副轴上，第一副轴和第二副轴分别布置在输入轴的两边，并且都与输入轴平行。
上述第一副轴从右向左依次安装有与其共轴的所述奇数档离合器主动齿轮、一档主动齿轮、三档主动齿轮和五档主动齿轮，一档同步器位于一档主动齿轮和三档主动齿轮之间，三五档同步器位于三档主动齿轮和五档主动齿轮之间。
上述第二副轴从右向左依次安装有与其共轴的偶数档离合器主动齿轮、一个倒档主动齿轮、一个二档主动齿轮、一个四档主动齿轮，倒档主动齿轮和偶数档离合器主动齿轮之间安装有倒档同步器，二档主动齿轮和四档主动齿轮之间安装有二者共用的二四档同步器，四档主动齿轮为过桥齿轮，四档主动齿轮可以和差速器的差速器齿轮啮合，上述差速器是用于调节汽车转向时两侧车轮的速度
上述还包括中间轴，在中间轴上安装有可以选择性的与各个主动齿轮啮合的一组从动齿轮，该组从动齿轮自右向左分别包括一档从动齿轮、二三倒档从动齿轮、四五档从动齿轮，其中一档从动齿轮与一档主动齿轮啮合，二三倒档从动齿轮分别与二档主动齿轮、三档主动齿轮、倒档空转齿轮啮合，倒档空转齿轮安装在空转轴上并还与倒档主动齿轮啮合，空转轴安装在箱体上，四五档从动齿轮分别与四档主动齿轮、五档主动齿轮啮合。
上述离合器为湿式多片离合器。
上述湿式多片离合器带有固定支承座，在固定支撑座上的油道有液压油口A和润滑油口B，分别与连接离合器的变速器箱体上的对应油道相连，液压油从液压油口A依次经过固定支撑座上的平行轴向油道，径向油道C到达固定支撑座外的环形油槽，环形油槽与离合器活塞缸的径向油道D相连，压力油可以通过油道A、C、D到达离合器活塞缸，控制推动离合器环形活塞结合离合器；其特征在于，润滑油从润滑油口B进入固定支撑座上的平行轴向油道，一部分润滑油通过油口G对端面轴承、离合器内毂花键套进行润滑，一部分润滑油通过润滑油口E到达固定支撑座的右端安装轴承的外表面，通过油口E的一部分润滑油对轴承、进行润滑，并最终通过离合器摩擦表面，对离合器对偶钢片和离合器片进行冷却润滑，通过油口E的另一部分润滑油通过外毂座的径向油道F到达离合器离心油压平衡油腔，以平衡环形活塞腔中的压力油由于离合器的高速转动而产生的离心压力。
上述平衡环形活塞腔中的压力油由于离合器的高速转动而产生的离心压力，是指进入平衡油腔中的润滑油同样产生离心压力，与环形活塞腔中所述的离心压力，大小相等，方向相反。
上述外毂座的两端分别采用左、右滚动或滑动轴承套装在所述固定支撑座的外圆柱面上，外毂通过内孔套装在外毂座左端外圆周面上，外毂座左端通过左端面轴承与支撑座的台阶端面接触限位，外毂座的右端通过所述右端面轴承与内毂花键套的台阶端面接触限位，离合器的主动部分外毂通过所述外毂座与输入齿轮连接成一体，离合器的对偶钢片与摩擦片间隔布置，离合器对偶钢片通过键槽与离合器外毂相连，离合器摩擦片通过花键与离合器内毂相连，离合器的从动部分内毂与内毂花键套连成一体，并输出动力，离合器主动输入部分通过轴承支撑在固定支撑座上，并通过端面轴承进行轴向支撑限位，固定支撑座上配置有压力及润滑油道，离合器通过加压机构和复位机构进行离合控制。
上述加压机构包括外毂、外毂座和环形活塞，环形活塞通过第一密封圈与所述外密封，并通过第二密封圈与所述外毂座密封，形成密封的环形活塞压力腔，压力油进入封闭的活塞腔，从而推动环形活塞，即可对离合器间隔配置的多片对偶钢片和离合器片进行加压；复位机构由环形平衡油腔腔盖及弹簧构成，弹簧为单一的大弹簧，弹簧一端抵在被轴用卡圈轴向限位的平衡油腔腔盖上，弹簧的另一端与环形活塞端面相连，在离合器分离的常规装配状态下，弹簧有一定的预压缩量，在结合离合器时，压力油进一步压缩弹簧，对离合器间隔配置的多片对偶钢片和离合器片进行加压，当环形活塞压力腔泄油后，在压缩弹簧的弹簧力作用下，推动环形活塞复位，离合器分离。
本发明取得的技术效果：
1、将集成的双离合器分解成独立的两单体离合器，把传统的双离合器变速器的同轴结构转换为平行结构，从而可以简化双离合变速器的制造加工难度，降低成本；
2、与现有的湿式多片离合器的支撑定位采用将端面轴承和滚动轴承制成一体的一体式轴承技术方案相比，本发明的湿式多片离合器的上述设计方案支撑刚度高，轴向尺寸小，传动和安装精度高，生产成本较低。
附图说明
图1为本发明双离合自动变速器的结构布置图；
图2为本发明湿式多片离合器的结构示意图。
具体实施方式
参见图1-2，双离合自动变速器如图1所示，其中发动机输入轴31上安装有输入轴齿轮332，它包括独立的两个单体离合器35、36，其中奇数挡离合器35的主动齿轮33和偶数挡离合器36的主动齿轮34分别以不同传动比与输入轴齿轮332啮合，奇数挡离合器主动齿轮33固定在第一副轴37上，偶数挡离合器主动齿轮34固定在第二副轴313上，第一副轴37和第二副轴313分别布置在输入轴31的两边，并且都与输入轴31平行。
奇数档离合器35和偶数档离合器36通过内部的奇数摩擦片326或偶数摩擦片327分别固定安装在第一副轴37和第二副轴313的右端，奇数档离合器35和偶数档离合器36分别带有奇数档离合器主动齿轮33和偶数档离合器主动齿轮34。当奇数摩擦片326或偶数摩擦片327与相应的奇数档离合器35或偶数档离合器36摩擦盘相互夹紧时，可使来自奇数档离合器主动齿轮33或偶数档离合器主动齿轮34的动力传递给相应的第一副轴37或第二副轴313，当奇数摩擦片326或偶数摩擦片327与相应的奇数档离合器35或偶数档离合器36摩擦盘相互脱离时，来自奇数档离合器主动齿轮33或偶数档离合器主动齿轮34的动力将无法传递给相应的第一副轴37或第二副轴313。当奇数摩擦片326或偶数摩擦片327与相应的奇数档离合器35或偶数档离合器36摩擦盘相互摩擦时，来自奇数档离合器主动齿轮33或偶数档离合器主动齿轮34的动力将相互转换到与其对应的第一副轴37或第二副轴313。
第一副轴37从右向左依次安装有与其共轴的奇数档离合器主动齿轮33、一档主动齿轮38、三档主动齿轮310和五档主动齿轮312，一档同步器39位于一档主动齿轮38和三档主动齿轮310之间的第一副轴37上；三五档同步器311位于三档主动齿轮310和五档主动齿轮312之间的第一副轴37上。
第二副轴313从右向左依次安装有与其共轴的偶数档离合器主动齿轮34、一个倒档主动齿轮317、一个二档主动齿轮316、一个四档主动齿轮314，倒档主动齿轮317和偶数档离合器主动齿轮34之间的第二副轴313上安装有倒档同步器318；二档主动齿轮316和四档主动齿轮314之间安装有二者共用的二四档同步器315。四档主动齿轮314为过桥齿轮，四档主动齿轮314可以和差速器335的差速器齿轮334啮合，上述差速器335是用于调节汽车转向时两侧车轮的速度。
中间轴319上安装有可以选择性的与各个主动齿轮啮合的一组从动齿轮，该组从动齿轮自右向左分别包括一档从动齿轮322、二三倒档从动齿轮321、四五档从动齿轮320，其中一档从动齿轮322与一档主动齿轮38啮合，二三倒档从动齿轮321分别与二档主动齿轮316、三档主动齿轮310、倒档空转齿轮323啮合，结合图1所示，倒档空转齿轮323安装在空转轴324上并还与倒档主动齿轮317啮合，空转轴324安装在箱体(未示出)上，四五档从动齿轮320分别与四档主动齿轮314、五档主动齿轮312啮合，并且每对主动齿轮和从动齿轮产生的传动比各不相同。
本发明的湿式多片离合器(奇数离合器35，偶数离合器36)，如图2所示，在离合器的支撑座1上分别设计有液压油口A和润滑油口B，分别与双离合自动变速器箱体上的对应油道相连，液压油从液压油口A通过固定支撑座上的平行轴向油道、径向油道C到达固定支撑座外的环形油槽，环形油槽与离合器活塞缸的径向油道D相连，因此压力油可以通过油道A、C、D到达离合器活塞缸，控制推动离合器环形活塞7结合离合器。润滑油从润滑油口B进入固定支撑座上的平行轴向油道，一部分润滑油如图示油口G对端面轴承15、离合器内毂花键套13等部件进行润滑，一部分润滑油通过润滑油口E到达固定支撑座1的右端安装轴承16的外表面，通过油口E的一部分润滑油对轴承15、16进行润滑，并最终通过离合器摩擦表面，对离合器对偶钢片19和离合器片18进行冷却润滑，通过油口E的另一部分润滑油通过外毂座3的径向油道F到达离合器离心油压平衡油腔，进入平衡油腔中的润滑油同样产生离心压力，与压力油在环形活塞腔中由于离合器高速运转产生的离心压力，大小相等，方向相反，这样就了平衡由于转动带来的环形活塞腔离心压力，抵消了环形压力活塞腔中离心压力油对离合器控制的影响。系统通过固定支撑座1上的油道对离合器的控制压力油和润滑油进行控制管理，结构紧凑可靠。
同时，该离合器包括定位支撑单元、动力输入单元、执行单元以及动力输出单元，离合器动力输入单元包括外毂5、齿轮4、外毂座3和多个主动部分：离合器对偶钢片19、离合器背板11，外毂5、齿轮4和外毂座3可制造成一体相连的结构。离合器执行单元包括外毂5、外毂座3和环形活塞7，环形活塞7通过第一密封圈6与外毂5密封，通过第二密封圈20与外毂座3密封，形成密封的环形活塞腔，执行单元还包括在泄压状态下让环形活塞7在环形油腔内左移复位的复位机构，复位机构包括弹簧9及由离合器平衡腔腔盖17、骨架油封8、外毂座3和环形活塞7组成补偿离合器离心压力的离心油压平衡腔，环形活塞7右端面外侧与弹簧9的左端相贴，弹簧9的右端顶在离合器平衡腔腔盖17上，并通过轴用卡圈14轴向固定平衡腔腔盖17。离合器对偶钢片19和离合器摩擦片18间隔布置，并通过键槽与离合器外毂5相连，离合器最右端的离合器对偶钢片19与离合器背板11相连，离合器背板11通过孔用卡圈10轴向限位。离合器动力输出单元包括多片离合器摩擦片18、内毂12、内毂花键套13，内毂12和内毂花键套13可以加工成整体零件。多片离合器对偶钢片19和离合器摩擦片18相互交错布置，当环形活塞腔充油，压力油推动环形活塞7压紧对偶钢片19和离合器摩擦片18后，动力即由离合器外毂5、离合器对偶钢片19、离合器摩擦片18、离合器内毂12传递到离合器内毂花键套13，离合器处于结合状态，环形活塞腔中由于高速运转产生的离心油压由离合器平衡油腔内的离心压力油抵消，当环形活塞腔泄压时，环形活塞7由复位机构的弹簧9预压缩弹簧力作用下左复位，卸掉对偶钢片19和离合器摩擦片18的轴向正压力，离合器处于分离状态。定位支撑单元包括圆柱形的支撑座1和安装在支撑座1上的左端面轴承2和左、右滚动或滑动轴承22、16，以及右端面轴承15，筒状支撑座1的左端具有连接盘，外毂座3的两端分别采用左、右滚动或滑动轴承22、16套装在支撑座1的外圆柱面上，外毂5通过内孔套装在外毂座3左端外圆周面上，外毂座3左端通过端面轴承2与支撑座的台阶端面接触限位，外毂座3的右端通过端面轴承15与内毂花键套的台阶端面接触限位，与现有的湿式多片离合器的支撑定位采用将端面轴承和滚动轴承制成一体的一体式轴承技术方案相比，本发明的湿式多片离合器的上述设计方案支撑刚度高，轴向尺寸小，传动和安装精度高，生产成本较低。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种双离合自动变速器，其中发动机输入轴(31)上安装有输入轴齿轮(332)，其特征在于：它包括独立的两个单体离合器，其分别为奇数挡离合器(35)和偶数挡离合器(36)(36)，其中奇数挡离合器(35)的主动齿轮(33)和偶数挡离合器(36)的主动齿轮(34)分别以不同传动比与输入轴齿轮(332)啮合，奇数挡离合器主动齿轮(33)固定在第一副轴(37)上，偶数挡离合器主动齿轮(34)固定在第二副轴(313)上，第一副轴(37)和第二副轴(313)分别布置在输入轴(31)的两边，并且都与输入轴(31)平行。
2.如权利要求1所述的双离合自动变速器，其特征在于：所述第一副轴(37)从右向左依次安装有与其共轴的所述奇数档离合器主动齿轮(33)、一档主动齿轮(38)、三档主动齿轮(310)和五档主动齿轮(312)，一档同步器(39)位于一档主动齿轮(38)和三档主动齿轮(310)之间，三五档同步器(311)位于三档主动齿轮(310)和五档主动齿轮(312)之间。
3.如权利要求2所述的双离合自动变速器，其特征在于：所述第二副轴(313)从右向左依次安装有与其共轴的偶数档离合器主动齿轮(34)、一个倒档主动齿轮(317)、一个二档主动齿轮(316)、一个四档主动齿轮(314)，倒档主动齿轮(317)和偶数档离合器主动齿轮(34)之间安装有倒档同步器(318)，二档主动齿轮(316)和四档主动齿轮(314)之间安装有二者共用的二四档同步器(315)，四档主动齿轮(314)为过桥齿轮，四档主动齿轮(314)可以和差速器(335)的差速器齿轮(334)啮合，上述差速器(335)是用于调节汽车转向时两侧车轮的速度。
4.如权利要求3所述的双离合自动变速器，其特征在于：其还包括中间轴(319)，在中间轴(319)上安装有可以选择性的与各个主动齿轮啮合的一组从动齿轮，该组从动齿轮自右向左分别包括一档从动齿轮(322)、二三倒档从动齿轮(321)、四五档从动齿轮(320)，其中一档从动齿轮(322)与一档主动齿轮(38)啮合，二三倒档从动齿轮(321)分别与二档主动齿轮(316)、三档主动齿轮(310)、倒档空转齿轮(323)啮合，倒档空转齿轮(323)安装在空转轴(324)上并还与倒档主动齿轮(317)啮合，空转轴(324)安装在箱体上，四五档从动齿轮(320)分别与四档主动齿轮(314)、五档主动齿轮(312)啮合。
5.如权利要求1所述的双离合自动变速器，其特征在于：所述离合器为湿式多片离合器。
6.如权利要求5所述的双离合自动变速器，其特征在于：所述湿式多片离合器带有固定支承座(1)，在固定支撑座(1)上的油道有液压油口A和润滑油口B，分别与变速器箱体上的对应油道相连，液压油从液压油口A依次经过固定支撑座上的平行轴向油道，径向油道C到达固定支撑座外的环形油槽，环形油槽与离合器活塞缸的径向油道D相连，压力油可以通过油道A、C、D到达离合器活塞缸，控制推动离合器环形活塞(7)结合离合器；其特征在于，润滑油从润滑油口B进入固定支撑座上的平行轴向油道，一部分润滑油通过油口G对右端面轴承(15)、离合器内毂花键套(13)进行润滑，一部分润滑油通过润滑油口E到达固定支撑座(1)的右端安装轴承(16)的外表面，通过油口E的一部分润滑油对右端面轴承(15)、右端安装轴承(16)进行润滑，并最终通过离合器摩擦表面，对离合器对偶钢片(19)和离合器片(18)进行冷却润滑，通过油口E的另一部分润滑油通过外毂座(3)的径向油道F到达离合器离心油压平衡油腔，以平衡环形活塞腔中的压力油由于离合器的高速转动而产生的离心压力。
7.如权利要求6所述的双离合自动变速器，其特征在于：平衡环形活塞腔中的压力油由于离合器的高速转动而产生的离心压力，是指进入平衡油腔中的润滑油同样产生离心压力，与环形活塞腔中所述的离心压力大小相等，方向相反。
8.如权利要求6所述的双离合自动变速器，其特征在于：所述外毂座(3)的两端分别采用左、右滚动或滑动轴承(22)、(16)套装在所述固定支撑座(1)的外圆柱面上，外毂(5)通过内孔套装在外毂座(3)左端外圆周面上，外毂座(3)左端通过左端面轴承(2)与支撑座的台阶端面接触限位，外毂座(3)的右端通过所述右端面轴承(15)与内毂花键套的台阶端面接触限位，离合器的主动部分外毂(5)通过所述外毂座(3)与输入齿轮(4)连接成一体，离合器的对偶钢片(19)与摩擦片(18)间隔布置，离合器对偶钢片(19)通过键槽与离合器外毂(5)相连，离合器摩擦片(18)通过花键与离合器内毂(12)相连，离合器的从动部分内毂(12)与内毂花键套(13)连成一体，并输出动力，离合器主动输入部分通过左、右滚动或滑动轴承(22)、(16)支撑在固定支撑座(1)上，并通过左、右端面轴承(2)(15)进行轴向支撑限位，固定支撑座上配置有压力及润滑油道，离合器通过加压机构和复位机构进行离合控制。
9.如权利要求8所述的双离合自动变速器，其特征在于：所述加压机构包括外毂(5)、外毂座(3)和环形活塞(7)，环形活塞(7)通过第一密封圈(6)与所述外毂(5)密封，并通过第二密封圈(20)与所述外毂座(3)密封，形成密封的环形活塞压力腔，压力油进入封闭的活塞腔，从而推动环形活塞(7)，即可对离合器间隔配置的多片对偶钢片(19)和离合器片(18)进行加压；复位机构由环形平衡油腔腔盖(17)及弹簧(9)构成，弹簧(9)为单一的大弹簧，弹簧一端抵在被轴用卡圈(14)轴向限位的平衡油腔腔盖上，弹簧的另一端与环形活塞(7)端面相连，在离合器分离的常规装配状态下，弹簧(9)有一定的预压缩量，在结合离合器时，压力油进一步压缩弹簧(9)，对离合器间隔配置的多片对偶钢片(19)和离合器片(18)进行加压，当环形活塞压力腔泄油后，在压缩弹簧(9)的弹簧力作用下，推动环形活塞(7)复位，离合器分离。
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