CN101994786B - 封装改进的七档双离合变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种封装改进的七档双离合变速器，该变速器连接至发动机的输入构件并且具有输出传动齿轮、第一和第二变速器输入轴构件、第一和第二副轴构件、多个共面齿轮组以及多个扭矩传递装置。所述第一和第二变速器输入轴构件通过滚珠轴承和滚针轴承的组合可旋转地支撑在所述变速器壳体中。所述第一和第二副轴构件通过多个推力轴承可旋转地支撑在所述变速器壳体中。所述扭矩传递装置包括多个同步器组件和一个双离合器组件。所述变速器能够在输入构件与输出构件之间提供至少一个倒档速比和多个前进档速比。

Description

封装改进的七档双离合变速器

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2009年8月6日提交的美国临时申请No.61/231853的权益，该临时申请的全部内容在此通过引用并入本申请中。

技术领域

本发明涉及变速器，更具体地涉及一种紧凑型双离合多档变速器，该变速器具有三根轴线以建立七个或更多个档位速度。

背景技术

本节的陈述仅提供与本发明相关的背景信息，可能构成也可能不构成现有技术。

具有副轴和共面齿轮组的典型的多档变速器使用具有不同的专用齿轮副或齿轮组的副轴齿轮以实现每个前进档速比。因而，这种典型设计中所需的齿轮总数是前进档速度数量的两倍，加上倒档所需的三个齿轮。这使得需要大量的所需齿轮副，尤其是在具有较大数量的前进档速比的变速器中更是如此。

尽管现有变速器实现了其预期目的，但是对于新的改进型变速器构造的需求是基本不变的，这些改进型变速器构造具有改进的性能-特别是从效率、响应性和平顺性方面来看以及改进的封装-主要是减小的尺寸和重量。因此，本领域需要一种变速器，其在提供所需的传动比和扭矩范围的同时具有改进的封装。

发明内容

本发明提供一种变速器，所述变速器具有输入构件、输出构件、第一和第二轴构件、第一和第二副轴构件、多个共面齿轮组以及多个扭矩传递装置。所述扭矩传递装置包括多个同步器组件和一个双离合器组件。所述变速器能够在输入构件与输出构件之间提供至少一个倒档速比和多个前进档速比。

在本发明的一个方面，所述变速器包括六个共面齿轮组。

在本发明的另一个方面，所述六个共面齿轮组中的两个被构造成每个都产生两个传动比，而所述六个共面齿轮组中的另外两个被构造成每个都只产生一个传动比。

在本发明的又一个方面，所述变速器包括由四个轨和叉组件驱动的四个同步器组件。

在本发明的又一个方面，所述四个同步器组件包括四个双向同步器。

在本发明的又一个方面，所述变速器能够提供至少七个前进档速比。

在本发明的又一个方面，所述变速器包括变速器壳体、双离合器组件、第一、第二、第三、第四和第五齿轮组、第一变速器输入构件、第二变速器输入构件、第一副轴、第二副轴以及四个同步器组件。

在本发明的再一个方面，所述双离合器组件具有能够连接至发动机的飞轮的离合器壳体。所述离合器壳体通过第一滚珠轴承组件旋转地支撑在所述变速器壳体内。

在本发明的再一个方面，所述第一齿轮组包括与第二齿轮的第一部分啮合的第一齿轮以及与所述第二齿轮的第二部分啮合的第三齿轮。所述第二齿轮组包括与第二齿轮和第三齿轮啮合的第一齿轮。所述第三齿轮组包括与第二齿轮和第三齿轮啮合的第一齿轮。所述第四齿轮组包括与第二齿轮啮合的第一齿轮。所述第五齿轮组也包括与第二齿轮啮合的第一齿轮。

在本发明的再一个方面，所述第一变速器输入构件具有第一端部和第二端部，所述第一端部通过第二滚珠轴承组件可旋转地支撑在所述变速器壳体中，而所述第二端部通过第一滚针轴承组件可旋转地支撑在所述变速器壳体中。

在本发明的再一个方面，所述第一滚针轴承组件邻近所述变速器壳体的紧邻双离合器组件的第二端壁设置。

在本发明的再一个方面，所述第三、第四和第五齿轮组的第一齿轮中的每个都与所述第一变速器输入构件可旋转地固定起来以便共同旋转。

在本发明的再一个方面，所述第二滚珠轴承组件邻近所述变速器壳体的第一端壁。

在本发明的再一个方面，所述第二变速器输入构件具有第一端部和第二端部，所述第一端部通过第二滚针轴承组件可旋转地支撑在所述变速器壳体中，而所述第二端部通过第三滚珠轴承组件可旋转地支撑在所述变速器壳体中。

在本发明的再一个方面，所述第二滚针轴承组件设置在所述第二滚珠轴承组件和所述第三滚珠轴承组件之间。

在本发明的再一个方面，所述第三滚珠轴承组件与所述第一滚针轴承组件轴向对齐并且与所述第一滚针轴承组件同心。

在本发明的再一个方面，所述第一和第二齿轮组的第一齿轮中的每个都与所述第二变速器输入构件可旋转地固定起来以便共同旋转。

在本发明的再一个方面，所述第二变速器输入构件与所述第一变速器输入构件同心并且至少部分地环绕所述第一变速器输入构件。

在本发明的再一个方面，所述第一副轴通过第一和第二组推力轴承可旋转地支撑在所述变速器壳体内，并且与所述第一和第二变速器输入构件平行且分隔开。

在本发明的再一个方面，所述第一齿轮组的第三齿轮、所述第二齿轮组的第三齿轮、所述第三齿轮组的第三齿轮和所述第四齿轮组的第二齿轮每个都能够与所述第一副轴选择性地连接以便共同旋转。

在本发明的再一个方面，所述第二副轴通过第三和第四组推力轴承可旋转地支撑在所述变速器壳体内，并且与所述第一和第二变速器输入构件平行且分隔开。所述第一齿轮组的第二齿轮和所述第二齿轮组的第二齿轮每个都能够与所述第二副轴选择性地连接以便共同旋转。

在本发明的再一个方面，所述四个同步器组件将所述第一、第二、第三、第四和第五齿轮组的齿轮中的至少一个与所述第一变速器输入构件、所述第二变速器输入构件、所述第一副轴和所述第二副轴中的至少一个选择性地联接。所述双离合器组件的选择性接合将所述双离合器壳体与所述第一构件和第二变速器输入构件中的至少一个互连，并且所述四个同步器组件中的至少一个的选择性接合建立七个前进档速比中的至少一个。

方案1.一种变速器，包括：

变速器壳体；

双离合器组件，所述双离合器组件具有能够连接至发动机的飞轮的离合器壳体，其中所述离合器壳体通过第一滚珠轴承组件旋转地支撑在所述变速器壳体内；

第一、第二、第三、第四和第五齿轮组，其中所述第一齿轮组包括与第二齿轮啮合的第一齿轮以及与第二齿轮啮合的第三齿轮，所述第二齿轮组包括与第二齿轮和第三齿轮啮合的第一齿轮，所述第三齿轮组包括与第二齿轮和第三齿轮啮合的第一齿轮，所述第四齿轮组包括与第二齿轮啮合的第一齿轮，而所述第五齿轮组也包括与第二齿轮啮合的第一齿轮；

第一变速器输入构件，所述第一变速器输入构件具有通过第二滚珠轴承组件可旋转地支撑在所述变速器壳体中的第一端部和通过第一滚针轴承组件可旋转地支撑在所述变速器壳体中的第二端部，并且其中所述第三、第四和第五齿轮组的第一齿轮中的每个都与所述第一变速器输入构件可旋转地固定起来以便共同旋转；

第二变速器输入构件，所述第二变速器输入构件具有通过第二滚针轴承组件可旋转地支撑在所述变速器壳体中的第一端部和通过第三滚珠轴承组件可旋转地支撑在所述变速器壳体中的第二端部，其中所述第三滚珠轴承组件与所述第一滚针轴承组件同心并且与所述第一滚针轴承组件轴向对齐，其中所述第一和第二齿轮组的第一齿轮中的每个都与所述第二变速器输入构件可旋转地固定起来以便共同旋转，并且其中所述第二变速器输入构件与所述第一变速器输入构件同心并且至少部分地环绕所述第一变速器输入构件；

第一副轴，所述第一副轴通过第一和第二组推力轴承可旋转地支撑在所述变速器壳体内，并且与所述第一和第二变速器输入构件平行且分隔开，其中所述第一齿轮组的第三齿轮、所述第二齿轮组的第三齿轮、所述第三齿轮组的第三齿轮以及所述第四齿轮组的第二齿轮每个都能够与所述第一副轴选择性地连接以便共同旋转；

第二副轴，所述第二副轴通过第三和第四组推力轴承可旋转地支撑在所述变速器壳体内，并且与所述第一和第二变速器输入构件平行且分隔开，其中所述第一齿轮组的第二齿轮和所述第二齿轮组的第二齿轮每个都能够与所述第二副轴选择性地连接以便共同旋转；

四个同步器组件，所述四个同步器组件用于将所述第一、第二、第三、第四和第五齿轮组的齿轮中的至少一个与所述第一变速器输入构件、第二变速器输入构件、所述第一副轴和所述第二副轴中的至少一个选择性地联接，并且

其中，所述双离合器组件的选择性接合将所述双离合器壳体与所述第一和第二变速器输入构件中的至少一个互连，并且所述四个同步器组件中的至少一个的选择性接合建立七个前进档速比中的至少一个。

方案2.如方案1所述的变速器，其中，所述第二滚珠轴承组件邻近所述变速器壳体的第一端壁设置。

方案3.如方案1所述的变速器，其中，所述第一滚针轴承组件邻近所述变速器壳体的紧邻所述双离合器组件的第二端壁设置。

方案4.如方案1所述的变速器，其中，所述第二滚针轴承组件设置在所述第二滚珠轴承组件和所述第三滚珠轴承组件之间，所述第二滚珠轴承组件邻近所述变速器壳体的第一端壁设置，而所述第三滚珠轴承组件与所述第一滚针轴承组件同心且与所述第一滚针轴承组件轴向对齐。

方案5.如方案1所述的变速器，其中，所述第一组推力轴承设置在所述第一副轴的第一端，而所述第二组推力轴承设置在所述第一副轴的第二端。

方案6.如方案1所述的变速器，其中，所述第三组推力轴承设置在所述第二副轴的第一端，而所述第四组推力轴承设置在所述第二副轴的第二端。

方案7.如方案1所述的变速器，进一步包括音轮，所述音轮被固定地连接至所述第二副轴并且与所述第三滚珠轴承组件轴向对齐。

方案8.如方案1所述的变速器，其中，所述四个同步器组件中的第一个将所述第一齿轮组的第二齿轮和所述第二齿轮组的第二齿轮中的至少一个选择性地连接至所述第二副轴。

方案9.如方案8所述的变速器，其中，所述四个同步器组件中的第二个将所述第一齿轮组的第三齿轮和所述第二齿轮组的第三齿轮中的至少一个选择性地连接至所述第一副轴。

方案10.如方案9所述的变速器，其中，所述四个同步器组件中的第三个将所述第三齿轮组的第二齿轮和所述第五齿轮组的第二齿轮中的至少一个选择性地连接至所述第二副轴。

方案11.如方案10所述的变速器，其中，所述四个同步器组件中的第四个将所述第三齿轮组的第三齿轮和所述第四齿轮组的第二齿轮中的至少一个选择性地连接至所述第一副轴。

方案12.如方案1所述的变速器，其中，所述第一齿轮组邻近所述双离合器组件，所述第二齿轮组邻近所述第一齿轮组，所述第三齿轮组邻近所述第二齿轮组，所述第四齿轮组邻近所述第三齿轮组，而所述第五齿轮组邻近所述第四齿轮组。

方案13.如方案12所述的变速器，其中，所述双离合器组件包括第一离合器和第二离合器，其中所述第二离合器被构造成将所述输入构件选择性地连接至所述第二互连构件，并且其中所述四个同步器组件包括第一同步器组件，所述第一同步器组件用于将所述第一齿轮组的第二齿轮选择性地连接至所述第二副轴以建立第二传动比。

方案14.如方案13所述的变速器，其中，所述双离合器组件包括第一离合器和第二离合器，其中所述第二离合器被构造成将所述输入构件选择性地连接至所述第二互连构件，并且其中所述四个同步器组件包括第一同步器组件，所述第一同步器组件用于将所述第二齿轮组的第二齿轮选择性地连接至所述第二副轴以建立第六传动比。

方案15.如方案14所述的变速器，其中，所述双离合器组件包括第一离合器和第二离合器，其中所述第二离合器被构造成将所述输入构件选择性地连接至所述第二互连构件，并且其中所述四个同步器组件包括第二同步器组件，所述第二同步器组件用于将所述第一齿轮组的第三齿轮选择性地连接至所述第一副轴以建立倒档传动比。

方案16.如方案15所述的变速器，其中，所述双离合器组件包括第一离合器和第二离合器，其中所述第二离合器被构造成将所述输入构件选择性地连接至所述第二互连构件，并且其中所述四个同步器组件包括第二同步器组件，所述第二同步器组件用于将所述第二齿轮组的第三齿轮选择性地连接至所述第一副轴以建立第四传动比。

方案17.如方案16所述的变速器，其中，所述双离合器组件包括第一离合器和第二离合器，其中所述第一离合器被构造成将所述输入构件选择性地连接至所述第一互连构件，并且其中所述四个同步器组件包括第三同步器组件，所述第三同步器组件用于将所述第三齿轮组的第二齿轮选择性地连接至所述第二副轴以建立第七传动比。

方案18.如方案17所述的变速器，其中，所述双离合器组件包括第一离合器和第二离合器，其中所述第一离合器被构造成将所述输入构件选择性地连接至所述第一互连构件，并且其中所述四个同步器组件包括第三同步器组件，所述第三同步器组件用于将所述第五齿轮组的第二齿轮选择性地连接至所述第二副轴以建立第一传动比。

方案19.如方案18所述的变速器，其中，所述双离合器组件包括第一离合器和第二离合器，其中所述第一离合器被构造成将所述输入构件选择性地连接至所述第一互连构件，并且其中所述四个同步器组件包括第四同步器组件，所述第四同步器组件用于将所述第三齿轮组的第三齿轮选择性地连接至所述第一副轴以建立第五传动比。

方案20.如方案19所述的变速器，其中，所述双离合器组件包括第一离合器和第二离合器，其中所述第一离合器被构造成将所述输入构件选择性地连接至所述第一互连构件，并且其中所述四个同步器组件包括第四同步器组件，所述第四同步器组件用于将所述第四齿轮组的第二齿轮选择性地连接至所述第一副轴以建立第三传动比。

方案21.如方案1所述的变速器，进一步包括第一副轴传动齿轮和第二副轴传动齿轮，所述第一副轴传动齿轮固定至所述第一副轴以便与所述第一副轴共同旋转，而所述第二副轴传动齿轮固定至所述第二副轴以便与所述第二副轴共同旋转，并且其中所述第一和第二副轴传动齿轮将扭矩从所述第一和第二副轴中的至少一个传递至所述输出构件。

方案22.如方案21所述的变速器，其中，所述输出构件是与所述第一和第二副轴传动齿轮中的每个都啮合的齿轮。

方案23.一种变速器，包括：

变速器壳体；

双离合器组件，所述双离合器组件具有能够连接至发动机的飞轮的离合器壳体，其中所述离合器壳体通过第一滚珠轴承组件旋转地支撑在所述变速器壳体内；

第一、第二、第三、第四和第五齿轮组，其中所述第一齿轮组包括与第二齿轮的第一部分啮合的第一齿轮以及与第二齿轮的第二部分啮合的第三齿轮，所述第二齿轮组包括与第二齿轮和第三齿轮啮合的第一齿轮，所述第三齿轮组包括与第二齿轮和第三齿轮啮合的第一齿轮，所述第四齿轮组包括与第二齿轮啮合的第一齿轮，而所述第五齿轮组也包括与第二齿轮啮合的第一齿轮；

第一变速器输入构件，所述第一变速器输入构件具有通过第二滚珠轴承组件可旋转地支撑在所述变速器壳体中的第一端部和通过第一滚针轴承组件可旋转地支撑在所述变速器壳体中的第二端部，其中所述第一滚针轴承组件邻近所述变速器壳体的紧邻所述双离合器组件的第二端壁设置，并且其中所述第三、第四和第五齿轮组的第一齿轮中的每个都与所述第一变速器输入构件可旋转地固定起来以便共同旋转，并且其中所述第二滚珠轴承组件邻近所述变速器壳体的第一端壁；

第二变速器输入构件，所述第二变速器输入构件具有通过第二滚针轴承组件可旋转地支撑在所述变速器壳体中的第一端部和通过第三滚珠轴承组件可旋转地支撑在所述变速器壳体中的第二端部，其中所述第二滚针轴承组件设置在所述第二滚珠轴承组件与所述第三滚珠轴承组件之间，并且其中所述第三滚珠轴承组件与所述第一滚针轴承组件同心且与所述第一滚针轴承组件轴向对齐，其中所述第一和第二齿轮组的第一齿轮中的每个都与所述第二变速器输入构件可旋转地固定起来以便共同旋转，并且其中所述第二变速器输入构件与所述第一变速器输入构件同心并且至少部分地环绕所述第一变速器输入构件；

第一副轴，所述第一副轴通过第一和第二组推力轴承可旋转地支撑在所述变速器壳体内，并且与所述第一和第二变速器输入构件平行且分隔开，其中所述第一齿轮组的第三齿轮、所述第二齿轮组的第三齿轮、所述第三齿轮组的第三齿轮以及所述第四齿轮组的第二齿轮每个都能够与所述第一副轴选择性地连接以便共同旋转；

第二副轴，所述第二副轴通过第三和第四组推力轴承可旋转地支撑在所述变速器壳体内，并且与所述第一和第二变速器输入构件平行且分隔开，其中所述第一齿轮组的第二齿轮和所述第二齿轮组的第二齿轮每个都能够与所述第二副轴选择性地连接以便共同旋转；

四个同步器组件，所述四个同步器组件用于将所述第一、第二、第三、第四和第五齿轮组的齿轮中的至少一个与所述第一变速器输入构件、第二变速器输入构件、所述第一副轴和所述第二副轴中的至少一个选择性地联接，并且

其中，所述双离合器组件的选择性接合将所述双离合器壳体与所述第一和第二变速器输入构件中的至少一个互连，并且所述四个同步器组件中的至少一个的选择性接合建立七个前进档速比中的至少一个。

通过下面结合附图对用于实施本发明的最佳模式的详细描述，本发明的上述以及其他特征和优点将清楚地显现。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的七档双离合变速器的截面图。

具体实施方式

参考图1，多档变速器总体上用附图标记10标示。变速器10联接至发动机输入构件12并且包括输出构件或齿轮14。在本实施方式中，发动机输入构件12是发动机曲轴，而输出构件14是齿轮，然而本领域技术人员将会理解的是，输入构件12可以是不同于轴的部件，而输出构件14可以是不同于齿轮的部件，诸如轴。

发动机输入构件12与发动机(未图示)或提供驱动扭矩至输入构件12的其他扭矩产生机器持续连接。输出构件或齿轮14可旋转地驱动设置在壳体16中的差速器组件15。最终，差速器组件15将输出构件14输送的扭矩传递至一对车轮(未图示)。

变速器10还包括壳体18，壳体18至少部分地封闭齿轮设备20。齿轮设备20包括各种轴或构件、互相啮合的共面齿轮组、双离合器组件以及能够选择性接合的同步器，如本文中将要描述的。例如，齿轮设备20包括第一变速器输入轴或构件22、第二轴或构件24、第一副轴26和第二副轴28。第二变速器输入轴或构件24是与第一变速器输入轴或构件22同心并覆盖在其上的套(空心)轴。第一副轴26和第二副轴28每个都与第一和第二变速器输入轴构件22、24平行且分隔开。第一和第二轴22、24限定出第一旋转轴线，第一副轴26限定出第二旋转轴线，而第二副轴28限定出第三旋转轴线。

第一变速器输入轴22通过多个轴承支撑在壳体18中。为第一轴22提供旋转支撑的多个轴承包括一对滚珠轴承29和多个滚针轴承30。滚珠轴承29能够限制轴22的径向和轴向运动并且邻近变速器壳体18的端壁88定位。滚针轴承30能够限制该轴沿横向于轴22的方向径向运动。此外，轴22中的载荷通过滚针轴承30继而通过第二轴24被传递至第二组滚珠轴承31。因而，为达到最佳载荷传递，滚针轴承30与第二组滚珠轴承31轴向地对齐。第二组滚珠轴承31附连至变速器壳体16的壁48，并且将第一和第二轴22和24两者中的载荷都传递至变速器壳体16的壁48。第三组滚珠轴承33邻近输入构件12设置，并且能够将第一轴22与输入构件12轴向地对齐。第三组滚珠轴承33被构造成限制第一轴22的径向运动。

第二轴24也通过多个轴承支撑在壳体18和16中。为第二轴24提供旋转支撑的多个轴承包括第一组多个滚针轴承35、第二组滚珠轴承31和第四组滚珠轴承37。滚针轴承35能够限制该轴沿横向于轴24的方向径向运动。滚针轴承35沿第一轴22与共面齿轮组50轴向地对齐。滚珠轴承31和37能够限制轴24的径向和轴向运动并且定位在壳体16中。

第一和第二副轴26和28通过多个推力轴承或圆锥滚子轴承41旋转地支撑在变速器壳体18中。推力轴承41设置在第一和第二副轴26、28每个的两端，如图1中所示。推力轴承41能够限制第一和第二副轴26和28的径向和轴向运动。

双离合器组件32连接在输入构件12与第一和第二轴构件22、24之间。双离合器组件32包括与飞轮36连接以便共同旋转的离合器壳体34。飞轮36固定地联接至输入构件12以便与其共同旋转。离合器壳体34与飞轮36和输入构件/轴12一起将来自发动机(未图示)的驱动扭矩传递至变速器10的齿轮组。进一步，如本领域所周知的，双离合器组件32具有第一和第二离合器元件或毂(未图示)。离合器元件与离合器壳体34一起被构造以形成摩擦离合器，这在本领域中通常称为双离合器。更具体地，离合器元件和离合器壳体34具有安装在其上或者以其他方式联接到其上的摩擦片，摩擦片相互作用以形成摩擦离合器。例如，一个离合器元件与第一轴或构件22连接以便共同旋转，而另一个离合器元件与第二轴或构件24连接以便共同旋转。因而，一个离合器元件与离合器壳体34的选择性接合将输入构件12与第一轴构件22连接以便使其共同旋转。另一个离合器元件与离合器壳体34的选择性接合将输入构件12与第二轴构件24连接以便使其共同旋转。

齿轮设备20还包括啮合的多个共面齿轮组40、50、60、70和80。有利地，齿轮设备20缩短了变速器10的轴向长度“L”。如下文中将要描述的，例如，可以通过齿轮组的单个齿轮与副轴上的其他部件的相对定位来缩短变速器10的轴向长度“L”。更具体地，例如，用于为速度传感器(未图示)提供目标以确定第二副轴28的旋转速度的音轮(tone wheel)38被固定地附连至副轴28。音轮38被设置在第二副轴28上，使得音轮38与滚珠轴承31轴向地对齐。音轮38与滚珠轴承31的轴向对齐或套于滚珠轴承31之上能够将变速器10的轴向长度“L”缩减至最小。

共面齿轮组40包括齿轮42和齿轮44。齿轮42可旋转地固定并连接至第二轴构件24以便共同旋转。齿轮44能够与第二副轴构件28选择性地连接以便共同旋转并且与齿轮42啮合。当齿轮44不与第二副轴构件28连接时，齿轮44被多个笼罩-滚柱轴承(cage and rollerbearings)43支撑为绕第二副轴构件28自由转动。应当理解的是，齿轮42可以是固定至第二轴构件24的独立齿轮结构，或者可以是形成在第二轴构件24的外表面上的齿轮齿/花键，这并不背离本发明的范围。齿轮组40紧邻变速器壳体16的壁48设置，壁48在变速器10的紧邻双离合器组件32的前面或侧面上。

共面齿轮组50包括齿轮52、齿轮54和齿轮56。齿轮52可旋转地固定并连接到第二轴构件24以便共同旋转，并且与齿轮54和齿轮56啮合。齿轮54能够与第二副轴构件28选择性地连接以便共同旋转。当齿轮54不与第二副轴构件28连接时，齿轮54被多个笼罩-滚柱轴承43支撑为绕第二副轴构件28自由转动。齿轮56能够与第一副轴构件26选择性地连接以便共同旋转。齿轮组50邻近齿轮组40定位，位于齿轮组40的与齿轮组40对着双离合器32的一侧相反的一侧。

共面齿轮组60包括齿轮62、齿轮64和齿轮66。齿轮62可旋转地固定并连接到第一轴构件22以便共同旋转，并且与齿轮64和齿轮66啮合。齿轮64能够与第二副轴构件28选择性地连接以便共同旋转。当齿轮64不与第二副轴构件28连接时，齿轮64被多个笼罩-滚柱轴承43支撑为绕第二副轴构件28自由转动。齿轮66能够与第一副轴构件26选择性地连接以便共同旋转。当齿轮66不与第一副轴构件26连接时，齿轮66被多个笼罩-滚柱轴承45支撑为绕第一副轴构件26自由转动。齿轮组60邻近齿轮组50设置，位于齿轮组50的与齿轮组50对着齿轮组40的一侧相反的一侧。

共面齿轮组70包括齿轮72和齿轮74。齿轮72可旋转地固定并连接到第一轴构件22以便共同旋转，并且与齿轮74啮合。齿轮74能够与第一副轴构件26选择性地连接以便共同旋转。当齿轮74不与第一副轴构件26连接时，齿轮74被多个笼罩-滚柱轴承45支撑为绕第一副轴构件26自由转动。齿轮组70邻近齿轮组60定位，位于齿轮组60的与齿轮组60对着齿轮组50的一侧相反的一侧。

共面齿轮组80包括齿轮82和齿轮84。齿轮82可旋转地固定并连接到第一轴构件22以便共同旋转，并且与齿轮84啮合。齿轮84能够与第二副轴构件28选择性地连接以便共同旋转。当齿轮84不与第二副轴构件28连接时，齿轮84被多个笼罩-滚柱轴承43支撑为绕第二副轴构件28自由转动。齿轮组80定位在齿轮组70与变速器壳体18的端壁88之间。

倒档齿轮90能够与第一副轴构件26选择性地连接以便共同旋转，并且与阶式齿轮44的倒档齿轮部分92啮合。当倒档齿轮90不与第一副轴构件26连接时，倒档齿轮90被多个笼罩-滚柱轴承45支撑为绕第一副轴构件26自由转动。齿轮44的倒档齿轮部分92与齿轮44固定在一起以便共同旋转，并且根据需要，齿轮44的倒档齿轮部分92可具有不同于齿轮44的齿轮节距以实现倒档档位速度。倒档齿轮90定位在齿轮组50与端壁48之间。

进一步，第一副轴传动齿轮100可旋转地固定并连接到第一副轴构件26以便共同旋转。第二副轴传动齿轮110可旋转地固定并连接到第二副轴构件28以便共同旋转。第一副轴传动齿轮100被构造成与输出构件14啮合，并且第二副轴传动齿轮110也被构造成与输出构件14啮合。然而，第一副轴传动齿轮100和第二副轴传动齿轮110彼此并不啮合。第一副轴传动齿轮100设置在倒档齿轮90与变速器壳体18的端壁48之间。第二副轴传动齿轮110设置在齿轮44与变速器壳体18的端壁48之间。输出构件14与第一和第二副轴传动齿轮100、110共面。

驻车齿轮112被提供用于将变速器10置于驻车模式中，该模式阻止输出构件14旋转。驻车齿轮112被联接至第一副轴构件26以便随其共同旋转。替代性地，本发明考虑到了，将驻车制动齿轮固定地设置在第二副轴28上以实现驻车模式功能。驻车制动齿轮112被设置在第一副轴26上，使得驻车制动齿轮112与滚珠轴承31轴向地对齐。齿轮112与滚珠轴承31的轴向对齐或套于滚珠轴承31之上能够将变速器10的轴向长度“L”缩减至最小。

变速器10进一步包括能够选择性接合的多个同步器组件150、152、154和156。同步器150、152、154和156是双侧同步器，并且通常包含拨叉(未图示)，拨叉能够通过致动器(未图示)双向地平移到至少两个接合位置和一个空档或脱开位置。在本实施方式中，同步器150能够选择性地致动以将齿轮44与第二副轴构件28连接以便使其共同旋转，并且同步器150能够选择性地致动以将齿轮54与第二副轴构件28连接以便使其共同旋转。同步器150被固定至第二副轴28并且定位在齿轮44和54之间。同步器152能够选择性地致动以将倒档齿轮90与第一副轴26连接以便使其共同旋转，并且同步器152能够选择性地致动以将齿轮56与第一副轴26连接以便使其共同旋转。同步器152被固定至第一副轴26并且定位在齿轮56和倒档齿轮90之间。同步器154能够选择性地致动以将齿轮64与第二副轴28连接以便使其共同旋转，并且同步器154能够选择性地致动以将齿轮84与第二副轴28连接以便使其共同旋转。同步器154被固定至第二副轴28并且定位在齿轮64和84之间。有利地，齿轮组70的齿轮72被设置在第一轴22上，使得齿轮72与同步器154的至少一部分轴向地对齐。齿轮组70的齿轮72与同步器154的至少一部分的轴向对齐或套于同步器154的至少一部分之上能够将变速器10的轴向长度“L”缩减至最小。同步器156能够选择性地致动以将齿轮66与第一副轴构件26连接以便使其共同旋转，并且同步器156能够选择性地致动以将齿轮74与第一副轴构件26连接以便使其共同旋转。同步器156被固定至第一副轴26并且定位在齿轮66和74之间。有利地，同步器156被设置在第一副轴26上，使得同步器156与齿轮组70的齿轮72的至少一部分轴向地对齐。同步器156与齿轮组70的齿轮72的至少一部分的轴向对齐或套于齿轮组70的齿轮72的至少一部分之上能够将变速器10的轴向长度“L”缩减至最小。

变速器10能够以至少七个前进档扭矩比和至少一个倒档扭矩比将扭矩从输入轴12传递到输出齿轮构件14。前进档扭矩比和倒档扭矩比中的每个都通过选择性地接合双离合器组件32和同步器组件150、152、154和156中的一个或多个来获得。本领域技术人员将容易理解的是，每个扭矩比与不同的速比相关联。

应当理解的是，每个单独的齿轮组40、50、60、70和80都通过选择性地接合同步器组件150、152、154和156来提供一个或多个前进档和/或倒档传动比。还应当理解的是，可通过同步器和相关齿轮组的不同组合来实现特定的前进档或倒档速比，这并不背离本发明的范围。

例如，为了建立倒档扭矩比，双离合器元件32被接合并且同步器152被致动。双离合器32将输入构件12与第二轴构件24联接。同步器152将倒档齿轮90连接至第一副轴构件26。更具体地，来自输入轴12的输入扭矩通过双离合器组件32传递至第二轴构件24，通过齿轮42传递至齿轮44，通过齿轮44和92传递至倒档齿轮90，通过同步器152从倒档齿轮90传递至第一副轴构件26继而传递至第一副轴传动齿轮100，并且从第一副轴传动齿轮100传递至输出构件14。

为了建立第一前进档扭矩比(即一档)，双离合器32被接合并且同步器154被致动。双离合器32将输入构件12与第一轴构件22联接。同步器154将齿轮84联接至第二副轴构件28。来自输入构件12的输入扭矩通过双离合器组件32传递至第一轴构件22继而传递至齿轮82。齿轮82传递扭矩至齿轮84，齿轮84通过同步器154传递扭矩至第二副轴构件28继而传递至第二副轴传动齿轮110，然后扭矩从第二副轴传动齿轮110传递至输出构件14。

为了建立第二前进档扭矩比(即二档)，双离合器32被接合并且同步器150被致动。双离合器32将输入构件12联接至使齿轮42旋转的第二轴构件24。同步器150将齿轮44联接至第二副轴构件28。从而，来自输入构件12的输入扭矩通过双离合器组件32传递至第二轴构件24，通过齿轮42传递至齿轮44，从齿轮44传递至同步器150，从同步器150传递至第二副轴构件28，并且从第二副轴构件28传递至第二副轴传动齿轮110和输出构件14。

为了建立第三前进档扭矩比(即三档)，双离合器32被接合并且同步器156被致动。双离合器32将输入构件12联接至使齿轮72旋转的第一轴构件22。同步器156将齿轮74联接至第一副轴构件26。因此，来自输入构件12的输入扭矩通过双离合器组件32传递至第一轴构件22，通过齿轮72传递至齿轮74，通过齿轮74传递至同步器156，从同步器156传递至第一副轴构件26，从第一副轴构件26传递至第一副轴传动齿轮100，然后从第一副轴传动齿轮100传递至输出构件14。

为了建立第四前进档扭矩比(即四档)，双离合器32被接合并且同步器152被致动。双离合器32将输入构件12联接至使齿轮52旋转的第二轴构件24。同步器152将齿轮56联接至第一副轴构件26。因而，来自输入构件12的输入扭矩通过双离合器组件32传递至第二轴构件24继而传递至齿轮52，然后从齿轮52传递至齿轮56，从齿轮56传递至同步器152，从同步器152传递至第一副轴构件26，从第一副轴构件26传递至第一副轴传动齿轮100，然后从第一副轴传动齿轮100传递至输出构件14。

为了建立第五前进档扭矩比(即五档)，双离合器32被接合并且同步器156被致动。双离合器32将输入构件12联接至使齿轮62旋转的第一轴构件22。同步器156将齿轮66联接至第一副轴构件26。来自输入构件12的输入扭矩通过双离合器组件32传递至第一轴构件22，从第一轴构件22传递至齿轮62，从齿轮62传递至齿轮66，从齿轮66通过同步器156传递至第一副轴构件26继而传递至第一副轴传动齿轮100，并且从第一副轴传动齿轮100传递至输出构件14。

为了建立第六前进档扭矩比(即六档)，双离合器32被接合并且同步器150被致动。双离合器32将输入构件12联接至使齿轮52旋转的第二轴构件24。同步器150将齿轮54联接至第二副轴构件28。因而，来自输入构件12的输入扭矩通过双离合器组件32传递至第二轴构件24继而传递至齿轮52，然后从齿轮52传递至齿轮54，从齿轮54传递至同步器150，从同步器150传递至第二副轴构件28，从第二副轴构件28传递至第二副轴传动齿轮110，然后从第二副轴传动齿轮110传递至输出构件14。

为了建立第七前进档扭矩比(即七档)，双离合器32被接合并且同步器154被致动。双离合器32将输入构件12联接至使齿轮62旋转的第一轴构件22。同步器154将齿轮64联接至第二副轴构件28。来自输入构件12的输入扭矩通过双离合器组件32传递至第一轴构件22，从第一轴构件22传递至齿轮62，从齿轮62传递至齿轮64，从齿轮64通过同步器154传递至第二副轴构件28继而传递至第二副轴传动齿轮110，并且从第二副轴传动齿轮110传递至输出构件14。

本发明考虑到了多种扭矩比(即输出构件14与输入构件12的扭矩的比率)和比率阶长(ratio steps)能够通过选择变速器10的齿轮的齿数来实现。本发明具有优于现有技术的许多优点和益处。例如，四个同步器的利用使得可以使用四根轨，在每根轨上都具有一个拨叉。因而，具有更简单的致动和控制系统、降低的质量和成本以及改进的封装的变速器得以实现。

尽管已经详细描述了用于实施本发明的最佳模式，但是熟悉本发明所涉及领域的技术人员将会认识到所附权利要求范围内的用于实施本发明的各种替代性设计和实施方式。

Claims (19)

1.一种变速器，包括： 

变速器壳体； 

双离合器组件，所述双离合器组件具有能够连接至发动机的飞轮的离合器壳体，其中所述离合器壳体通过第一滚珠轴承组件旋转地支撑在所述变速器壳体内； 

其特征在于，该变速器还包括： 

第一、第二、第三、第四和第五齿轮组，其中所述第一齿轮组包括与第二齿轮啮合的第一齿轮以及与第二齿轮啮合的第三齿轮，所述第二齿轮组包括与第二齿轮和第三齿轮啮合的第一齿轮，所述第三齿轮组包括与第二齿轮和第三齿轮啮合的第一齿轮，所述第四齿轮组包括与第二齿轮啮合的第一齿轮，而所述第五齿轮组也包括与第二齿轮啮合的第一齿轮； 

第一变速器输入构件，所述第一变速器输入构件具有通过第二滚珠轴承组件可旋转地支撑在所述变速器壳体中的第一端部和通过第一滚针轴承组件可旋转地支撑在所述变速器壳体中的第二端部，并且其中所述第三、第四和第五齿轮组的第一齿轮中的每个都与所述第一变速器输入构件可旋转地固定起来以便共同旋转； 

第二变速器输入构件，所述第二变速器输入构件具有通过第二滚针轴承组件可旋转地支撑在所述变速器壳体中的第一端部和通过第三滚珠轴承组件可旋转地支撑在所述变速器壳体中的第二端部，其中所述第三滚珠轴承组件与所述第一滚针轴承组件同心并且与所述第一滚针轴承组件轴向对齐，其中所述第一和第二齿轮组的第一齿轮中的每个都与所述第二变速器输入构件可旋转地固定起来以便共同旋转，并且其中所述第二变速器输入构件与所述第一变速器输入构件同心并且至少部分地环绕所述第一变速器输入构件； 

第一副轴，所述第一副轴通过第一和第二组推力轴承可旋转地支撑在所述变速器壳体内，并且与所述第一和第二变速器输入构件平行且分隔开，其中所述第一齿轮组的第三齿轮、所述第二齿轮组的第三齿轮、所述第三齿轮组的第三齿轮以及所述第四齿轮组的第二齿轮每个都能够与所述第一副轴选择性地连接以便共同旋转； 

第二副轴，所述第二副轴通过第三和第四组推力轴承可旋转地支 撑在所述变速器壳体内，并且与所述第一和第二变速器输入构件平行且分隔开，其中所述第一齿轮组的第二齿轮和所述第二齿轮组的第二齿轮每个都能够与所述第二副轴选择性地连接以便共同旋转； 

四个同步器组件，所述四个同步器组件用于将所述第一、第二、第三、第四和第五齿轮组的齿轮中的至少一个与所述第一变速器输入构件、第二变速器输入构件、所述第一副轴和所述第二副轴中的至少一个选择性地联接， 

其中，所述四个同步器组件中的第一个将所述第一齿轮组的第二齿轮和所述第二齿轮组的第二齿轮中的一个选择性地连接至所述第二副轴， 

其中，所述四个同步器组件中的第二个将所述第一齿轮组的第三齿轮和所述第二齿轮组的第三齿轮中的一个选择性地连接至所述第一副轴， 

其中，所述四个同步器组件中的第三个将所述第三齿轮组的第二齿轮和所述第五齿轮组的第二齿轮中的一个选择性地连接至所述第二副轴， 

其中，所述四个同步器组件中的第四个将所述第三齿轮组的第三齿轮和所述第四齿轮组的第二齿轮中的一个选择性地连接至所述第一副轴，并且其中，所述双离合器组件的选择性接合将所述双离合器壳体与所述第一和第二变速器输入构件中的一个互连，并且所述四个同步器组件中的至少一个的选择性接合建立七个前进档速比中的至少一个。 

2.如权利要求1所述的变速器，其中，所述第二滚珠轴承组件邻近所述变速器壳体的第一端壁设置。 

3.如权利要求1所述的变速器，其中，所述第一滚针轴承组件邻近所述变速器壳体的紧邻所述双离合器组件的第二端壁设置。 

4.如权利要求1所述的变速器，其中，所述第二滚针轴承组件设置在所述第二滚珠轴承组件和所述第三滚珠轴承组件之间，所述第二滚珠轴承组件邻近所述变速器壳体的第一端壁设置，而所述第三滚珠轴承组件与所述第一滚针轴承组件同心且与所述第一滚针轴承组件轴向对齐。 

5.如权利要求1所述的变速器，其中，所述第一组推力轴承设置 在所述第一副轴的第一端，而所述第二组推力轴承设置在所述第一副轴的第二端。 

6.如权利要求1所述的变速器，其中，所述第三组推力轴承设置在所述第二副轴的第一端，而所述第四组推力轴承设置在所述第二副轴的第二端。 

7.如权利要求1所述的变速器，进一步包括音轮，所述音轮被固定地连接至所述第二副轴并且与所述第三滚珠轴承组件轴向对齐。 

8.如权利要求1所述的变速器，其中，所述第一齿轮组邻近所述双离合器组件，所述第二齿轮组邻近所述第一齿轮组，所述第三齿轮组邻近所述第二齿轮组，所述第四齿轮组邻近所述第三齿轮组，而所述第五齿轮组邻近所述第四齿轮组。 

9.如权利要求8所述的变速器，其中，所述双离合器组件包括第一离合器和第二离合器，其中所述第二离合器被构造成将所述离合器壳体选择性地连接至所述第二变速器输入构件，并且其中所述四个同步器组件包括第一同步器组件，所述第一同步器组件用于将所述第一齿轮组的第二齿轮选择性地连接至所述第二副轴以建立第二传动比。 

10.如权利要求9所述的变速器，其中，所述四个同步器组件包括第一同步器组件，所述第一同步器组件用于将所述第二齿轮组的第二齿轮选择性地连接至所述第二副轴以建立第六传动比。 

11.如权利要求10所述的变速器，其中，所述四个同步器组件包括第二同步器组件，所述第二同步器组件用于将所述第一齿轮组的第三齿轮选择性地连接至所述第一副轴以建立倒档传动比。 

12.如权利要求11所述的变速器，其中，所述四个同步器组件包括第二同步器组件，所述第二同步器组件用于将所述第二齿轮组的第三齿轮选择性地连接至所述第一副轴以建立第四传动比。 

13.如权利要求12所述的变速器，其中，所述第一离合器被构造成将所述离合器壳体选择性地连接至所述第一变速器输入构件，并且其中所述四个同步器组件包括第三同步器组件，所述第三同步器组件用于将所述第三齿轮组的第二齿轮选择性地连接至所述第二副轴以建立第七传动比。 

14.如权利要求13所述的变速器，其中，所述四个同步器组件包括第三同步器组件，所述第三同步器组件用于将所述第五齿轮组的第二齿轮选择性地连接至所述第二副轴以建立第一传动比。 

15.如权利要求14所述的变速器，其中，所述四个同步器组件包括第四同步器组件，所述第四同步器组件用于将所述第三齿轮组的第三齿轮选择性地连接至所述第一副轴以建立第五传动比。 

16.如权利要求15所述的变速器，其中，所述四个同步器组件包括第四同步器组件，所述第四同步器组件用于将所述第四齿轮组的第二齿轮选择性地连接至所述第一副轴以建立第三传动比。 

17.如权利要求1所述的变速器，进一步包括第一副轴传动齿轮和第二副轴传动齿轮，所述第一副轴传动齿轮固定至所述第一副轴以便与所述第一副轴共同旋转，而所述第二副轴传动齿轮固定至所述第二副轴以便与所述第二副轴共同旋转，并且其中所述第一和第二副轴传动齿轮将扭矩从所述第一和第二副轴中的至少一个传递至输出构件。 

18.如权利要求17所述的变速器，其中，所述输出构件是与所述第一和第二副轴传动齿轮中的每个都啮合的齿轮。 

19.一种变速器，包括： 

变速器壳体； 

双离合器组件，所述双离合器组件具有能够连接至发动机的飞轮的离合器壳体，其中所述离合器壳体通过第一滚珠轴承组件旋转地支撑在所述变速器壳体内； 

其特征在于，该变速器还包括： 

第一、第二、第三、第四和第五齿轮组，其中所述第一齿轮组包括与第二齿轮的第一部分啮合的第一齿轮以及与第二齿轮的第二部分啮合的第三齿轮，所述第二齿轮组包括与第二齿轮和第三齿轮啮合的第一齿轮，所述第三齿轮组包括与第二齿轮和第三齿轮啮合的第一齿轮，所述第四齿轮组包括与第二齿轮啮合的第一齿轮，而所述第五齿轮组也包括与第二齿轮啮合的第一齿轮； 

第一变速器输入构件，所述第一变速器输入构件具有通过第二滚珠轴承组件可旋转地支撑在所述变速器壳体中的第一端部和通过第一滚针轴承组件可旋转地支撑在所述变速器壳体中的第二端部，其中所述第一滚针轴承组件邻近所述变速器壳体的紧邻所述双离合器组件的第二端壁设置，并且其中所述第三、第四和第五齿轮组的第一齿轮中的每个都与所述第一变速器输入构件可旋转地固定起来以便共同旋 转，并且其中所述第二滚珠轴承组件邻近所述变速器壳体的第一端壁； 

第二变速器输入构件，所述第二变速器输入构件具有通过第二滚针轴承组件可旋转地支撑在所述变速器壳体中的第一端部和通过第三滚珠轴承组件可旋转地支撑在所述变速器壳体中的第二端部，其中所述第二滚针轴承组件设置在所述第二滚珠轴承组件与所述第三滚珠轴承组件之间，并且其中所述第三滚珠轴承组件与所述第一滚针轴承组件同心且与所述第一滚针轴承组件轴向对齐，其中所述第一和第二齿轮组的第一齿轮中的每个都与所述第二变速器输入构件可旋转地固定起来以便共同旋转，并且其中所述第二变速器输入构件与所述第一变速器输入构件同心并且至少部分地环绕所述第一变速器输入构件； 

第一副轴，所述第一副轴通过第一和第二组推力轴承可旋转地支撑在所述变速器壳体内，并且与所述第一和第二变速器输入构件平行且分隔开，其中所述第一齿轮组的第三齿轮、所述第二齿轮组的第三齿轮、所述第三齿轮组的第三齿轮以及所述第四齿轮组的第二齿轮每个都能够与所述第一副轴选择性地连接以便共同旋转； 

第二副轴，所述第二副轴通过第三和第四组推力轴承可旋转地支撑在所述变速器壳体内，并且与所述第一和第二变速器输入构件平行且分隔开，其中所述第一齿轮组的第二齿轮和所述第二齿轮组的第二齿轮每个都能够与所述第二副轴选择性地连接以便共同旋转； 

四个同步器组件，所述四个同步器组件用于将所述第一、第二、第三、第四和第五齿轮组的齿轮中的至少一个与所述第一变速器输入构件、第二变速器输入构件、所述第一副轴和所述第二副轴中的至少一个选择性地联接， 

其中，所述四个同步器组件中的第一个将所述第一齿轮组的第二齿轮和所述第二齿轮组的第二齿轮中的一个选择性地连接至所述第二副轴， 

其中，所述四个同步器组件中的第二个将所述第一齿轮组的第三齿轮和所述第二齿轮组的第三齿轮中的一个选择性地连接至所述第一副轴， 

其中，所述四个同步器组件中的第三个将所述第三齿轮组的第二齿轮和所述第五齿轮组的第二齿轮中的一个选择性地连接至所述第二副轴， 

其中，所述四个同步器组件中的第四个将所述第三齿轮组的第三齿轮和所述第四齿轮组的第二齿轮中的一个选择性地连接至所述第一副轴，并且其中，所述双离合器组件的选择性接合将所述双离合器壳体与所述第一和第二变速器输入构件中的一个互连，并且所述四个同步器组件中的至少一个的选择性接合建立七个前进档速比中的至少一个。 

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