CN102128236A - 采用双轴线链条的dct变速器 - Google Patents

Abstract

采用双轴线链条的DCT变速器。在此提供了一种用于车辆的双离合器变速器。该变速器包括由一个第一离合器驱动的一个第一输入轴以及由一个第二离合器驱动的一个第二输入轴。一个或多个输出轴是由具有与其选择性啮合的扭力传输齿轮接触的这些输入轴驱动的。一个差速器输入齿轮是由这个或这些输出轴来驱动的。这些输入轴中的至少一个具有至少一个输入齿轮，该输入齿轮通过一个空转轮轴与该输出轴扭力地接合，该空转轮轴具有在所述空转轮轴上通过一个单向离合器与一个空转轴输出齿轮扭力地连接的一个空转轴输入齿轮，并且其中该空转轴输出齿轮是与该一个输入轴上的另一个齿轮相啮合的。

Description

采用双轴线链条的DCT变速器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年1月12日提交的美国临时申请号61/335,791的权益。

技术领域

本发明涉及用于机动车辆的双离合器变速器。

背景技术

一般而言，陆地车辆要求由三个基本部件构成的动力传动系。这些部件包括一个动力设备(如一台内燃发动机)、一个动力传输系、以及多个车轮。该动力传输部件典型地简称为“变速器”。发动机扭矩和速度是根据车辆的牵引力要求而在变速器中进行转换的。目前，存在广泛地可获得的在常规的机动车辆中使用的两种典型的变速器。第一种并且是最老的类型是手动操作的变速器。这些变速器包括一个用脚操作的启动或发动离合器，该离合器使传动系与动力设备接合或脱离接合；以及一个换档杆，该换档杆用来选择性地在变速器中改变传动比。当驾驶具有手动变速器的车辆时，驾驶者必须协调离合器踏板、换档杆以及加速器踏板的操作，以便实现从一个档位到下一个档位的平稳并且有效的换档。手动变速器的结构简单并且耐用、并通过从车辆的发动机到最终的驱动车轮具有一个直接动力连接来提供良好的燃料经济性。此外，由于给予操作者对换档时机的完全控制，操作者能够动态地调整换档过程，这样可以最有效率地驾驶车辆。手动变速器的一个缺点是在换档过程中传动连接中存在一个中断。这导致效率的损失。另外，在采用手动变速器的车辆中，存在对操作者一方所要求的大量的体力互动来变换档位。

常规机动车辆中动力变速器的第二种、并且是较新的选择是自动变速器。自动变速器提供了简易的操作。具有自动变速器的车辆的驾驶者无需为了安全地操作车辆而使用双手(一只手用于方向盘而一只手用于换档)和双脚(一只脚用于离合器而一只脚用于加速器和刹车踏板)。另外，自动变速器为停停走走的情形中提供了更大的方便，因为驾驶者不用考虑不断地换档来适应不断变化的交通速度。尽管常规的自动变速器避免了换档过程中传动连接的中断，但它们遭受着降低效率的缺点，因为需要一些流体运动学装置，如介于发动机输出与变速器输入之间用于在它们之间传输动能的液力变矩器。另外，自动变速器典型地在机械上是更复杂的，并且因此比手动变速器更昂贵。

例如，液力变矩器典型地包括多个叶轮组件，这些叶轮组件被操作性地连接以便与来自内燃发动机的转矩输入一起旋转；一个涡轮组件，该涡轮组件以驱动关系与叶轮组件流体连接；以及一个定轮或导轮组件。这些组件共同形成液力变矩器内用于动力流体的一个基本上为环形的流动通道。每个组件包括多个叶片或翼片，它们的作用是将机械能转换成流体动能并还原成机械能。一个常规的液力变矩器的定轮组件是锁定的以阻止在一个方向上的旋转，但是在叶轮组件和涡轮组件的旋转方向上围绕一条轴线可自由旋转。当该定轮组件被锁定而不能旋转时，扭矩被液力变矩器倍增。在扭矩倍增的过程中，对于液力变矩器而言输出扭矩大于输入扭矩。然而，在没有扭矩倍增时，液力变矩器变成一种流体联接器。流体联接器具有固有的滑动。当速度比小于1.0(液力变矩器的输入RPM大于输出RPM)时，存在液力变矩器的滑动。这种固有的滑动降低了液力变矩器的效率。

虽然液力变矩器在发动机与变速器之间提供了一种平滑的连接，但液力变矩器的滑动导致一种寄生性损失，由此减小了整个动力传动系的效率。此外，除了为执行换档操作所要求的任何增压的流体之外，该液力变矩器本身也需要增压的液压流体。这意味着自动变速器必须具有一个大容量的泵来为变矩器的接合与档位变换提供必要的液压压力。用来驱动泵并且对流体增压所需的动力在自动变速器中引入了额外的寄生性效率损失。

在提供具有这两种变速器的优点而具有较少缺点的车辆变速器的持续进行的尝试中，已经演化出了传统的“手动”和“自动”变速器的多种组合。其中一种类型的组合式变速器通常被称为双离合器变速器。

通过参阅共同转让的美国专利和专利申请公开5,711,409；6,966,989；6,887,184；6,909,955；2006/0101933A1；以及2006/0207655A1可以找到双离合器变速器的多种实例以及控制方法。

双离合器变速器可以用在前轮驱动的发动机中。当在横向安装的发动机中使用双离合器变速器时，令人希望的是使该变速器的宽度尽可能短。专利申请2008/004288中示出了一种用于前轮驱动车辆的双离合器变速器的实例。令人希望的是提供一种双离合器变速器，它适合用于横向安装的前轮驱动车辆或是在轴向上比在专利申请2008/004288中所说明的情况更短的其他车辆。

发明内容

为了满足以上提到的以及其他的希望，提出了本发明的披露。

在一个优选实施方案中，本发明提出了一种车辆双离合器变速器，它包括用于车辆的一种双离合器变速器。该变速器包括由一个第一离合器驱动的一个第一输入轴以及由一个第二离合器驱动的一个第二输入轴。一个或多个输出轴是由这些输入轴驱动的，所述输入轴具有连接到其上的选择性啮合的扭力传输齿轮。一个差速器输入齿轮是由这个或这些输出轴来驱动的。这些述输入轴中的至少一个具有至少一个输入齿轮，该输入齿轮通过一个空转轮轴与所述输出轴扭力地接合，该空转轮轴具有在所述空转轮轴上通过一个单向离合器与一个空转轴输出齿轮扭力地连接的一个空转轴输入齿轮，并且其中所述空转轴输出齿轮是与所述一个输入轴上的另一个齿轮相啮合的。

本发明的可应用性的其他领域将从以下提供的详细说明中变得更清楚。应该理解，详细的说明和特定的实例(虽然表明了本发明的优选实施方案)是旨在仅用于说明的目的而并非旨在限制本发明的范围。

附图说明

从详细的说明和这些附图中本发明将得到更完全地理解，在附图中：

图1是根据本发明的一个六速版的双离合器变速器的示意性视图；

图2是图1所示的变速器的截面视图；

图3是根据本发明的一种可替代的优选实施方案的双离合器变速器的示意性视图；

图4是根据本发明的另一种可替代的优选实施方案的双离合器变速器的示意性视图；并且

图5是根据本发明的又另一种可替代的优选实施方案的双离合器变速器。

图6是展示了图1和图2所示的变速器的这些部件的相对位置的示意性侧视图。

具体实施方式

以下的优选实施方案的说明在本质上仅是示例性的而绝非旨在限制本发明、其应用、或其用途。

参见图1、图2和图6，一种用于前轮驱动车辆的横向安装的发动机(未示出)为本发明的一个六速双离合器变速器7提供动力。该发动机将典型地具有与一个减振器14相连的一个飞轮。该减振器与一个第一离合器输入轴16扭力地连接。第一离合器输入轴16与一个第一离合器壳体18相连。第一离合器壳体18与一个链轮20扭力地连接。链轮20与一个链条22扭力地连接。链条22与一个第二离合器壳体链轮24扭力地接合。第二离合器壳体链轮24与一个第二离合器壳体26可固定地连接。第一离合器壳体链轮20具有一个直径，该直径小于第二壳体链轮24的直径；因此，第一离合器壳体18比第二离合器壳体26旋转更快。

第二离合器壳体26通过一个摩擦组件30与一个轮毂28选择性地进行连接。壳体26还有一个齿轮，该齿轮对一个输出齿轮29提供动力，该输出齿轮驱动一个油泵37。在此提供了一个离合器致动活塞31以便使摩擦组件30与轮毂28相接合。轮毂28与一个第二输入轴32扭力地连接。第二输入轴32具有扭力地附接到其上的一个第一传动比输入齿轮34。第二输入轴32还具有可旋转地安装在其上的第三传动比输入齿轮36和第五传动比输入齿轮38。为了使第五输入齿轮38或第三输入齿轮36与第二输入轴32扭力地选择性地连接，在此提供了一个第五/第三同步器40。

第一输入齿轮34与一个空转轴输入齿轮42连续地啮合。惰轮输入齿轮42被可转动地安装在一个空转轮轴44上。空转轴输入齿轮42通过一个单向离合器46与一个空转轴输出齿轮48扭力地连接。空转轴输出齿轮48是与第三输入齿轮36处于连续啮合中。

第五输入齿轮38是与一个第五输出齿轮50相啮合。第三输入齿轮36是与一个第三输出齿轮52相啮合。输出齿轮50和52被扭力地附接到一个输出轴54上。输出轴54同样具有被扭力地附接到其上的一个最终传动小齿轮56。最终传动小齿轮56是与一个差速器输入齿轮58相啮合的。差速器输入齿轮58是一个环齿轮，它与一个差速器壳体60相连，这进而驱动两个轴向的轴64和66。在其他实施方案中，(未示出)，该变速器可以具有类似于Pritchard等人于2009年6月29日提交的美国临时申请号61/269,781的“DCT TRANSMISSION UTILIZING TWO AXIS CHAIN”中所示的双输出轴。

第一离合器壳体18通过一个摩擦组件70与一个轮毂72选择性地扭力接合，该轮毂是用花键连接到一个第一输入轴74上。第一输入轴74可旋转地安装了一个倒档驱动输入齿轮76、一个第二传动比输入齿轮78、一个第四传动比输入齿轮80以及一个第六传动比输入齿轮82。倒档驱动或输入齿轮76是在最终传动小齿轮56的一个等分同轴面之中。为了使倒档输入齿轮76或第二输入齿轮78与第一输入轴74扭力地附接，在此提供了一个第二/倒档同步器致动器84。为了使第六输入齿轮82或第四传动比输入齿轮80与第一输入轴74扭力地连接，在此提供了一个第六/第四同步器86。倒档输入齿轮76与一个倒档空转轴输入齿轮88连续地啮合，这进而通过倒档空转轮轴90与一个倒档空转轴输出齿轮92扭力地连接，该倒档空转轴输出齿轮与一个第二输出齿轮94相啮合。齿轮50还用作第六输入齿轮82的一个输出齿轮。齿轮52还作为用于第四输入齿轮80的一个输出齿轮起作用。

在运行中，变速器7是由被连接到发动机(未示出)的输出轴上的减振器14来提供动力的。减振器14减弱了由发动机的往复运动的活塞本性所提供的扭转性振动。减振器14使离合器输入轴16转动并且因此使离合器壳体18和链轮20转动。链轮20驱动链条22，该链条驱动与第二离合器壳体26相关联的更大的链轮24。第二摩擦组件30被离合器活塞31接合，因此将第二离合器壳体26与轮毂28以及第二输入轴32扭力地连接。第一齿轮34给空转轴输入齿轮42提供动力，该空转轴输入齿轮进而通过单向离合器46扭力地转动空转轴输出齿轮48。输出齿轮48的转动引起了第三输入齿轮36的转动以及随后的第三输出齿轮52的转动。第三输出齿轮52的转动引起输出轴54的转动并且最终传动小齿轮56由此使差速器输入环齿轮58扭力地转动并且由此使差速器轴66和64转动。当以上情况发生时，根据电子控制器(未示出)的多项参数，通过减压活塞73以及偏置弹簧91的力而使摩擦组件70脱离接合，并且同步器84如图1所示被向左致动，以使第二档78与第一输入轴74扭力地连接。当控制器发出使变速器接合第二档的信号时，通过减压活塞31和偏置弹簧33的力使摩擦组件30释放并且摩擦组件70被活塞73接合。现在变速器7处于第二档。以上提到的运行顺序通常被称为一个预选择序列。在一个非预选择序列中，直到摩擦组件30被释放时同步器84才将第二档78连接到第一输出轴74上。尽管变速器7的其余的操作如在预选择模式中所说明，但对于本领域普通技术人员应该清楚的是可以使用预选择模式与非预选择模式的组合。当完成了到第二档的换档之后，为了准备到第三档的换档，使同步器84进入允许第二档78从第一输入轴74处扭力地脱离接合的一个空档位置。同时，使第五/第三同步器40向右移动而使第三档36与第二输入轴32接合。这种运动主要是在摩擦组件30被脱离接合时完成的。当再次接合了摩擦组件30时，为了使轮毂28与离合器壳体26相连接，第二输入轴32的转动使第三档36移动。第三档36现在具有与输出齿轮52的扭力传输啮合接触，这进而使得最终传动小齿轮56转动差速器输入齿轮58。当在第三档时，空转轴输出齿轮48围绕第一输入齿轮34旋转比被第一输入齿轮旋转的差速器输入齿轮42更快。因此，单向离合器46允许连续的滑动并且不引起第三档36、第一档34、空转轴输出齿轮48、以及空转轴输入齿轮42的组合的锁定。

为了换档到第四档，第五/第三同步器40被向左移动以便与第三档36脱离接合，同时摩擦组件70被接合并且同步器86使第四档80与第一输入轴74接合。为了换档到第五档38，摩擦组件70被脱离接合。先前通过同步器40接合的第五档38与输出齿轮50相啮合并且因此使差速器输入环齿轮58转动。为了切换到第六档，同步器86被向左移动，使齿轮82与第一输入轴74接合，而使摩擦组件70脱离接合。同步器40被向右移动从而使第五档38从第二输入轴32上脱离接合。在与轴74接合之后并且当接合摩擦组件70时，第六档82具有与齿轮50的扭力传输啮合接触。齿轮50使得输出轴54被转动由此使最终传动输出小齿轮56以及差速器的输入齿轮58转动。

参见图3，根据本发明提供了一种双离合器变速器。除了变速器的离合器输入轴16具有一个与第二输入轴32(而不是如在先前的变速器7中所示的第一输入轴74)的输入轴线相连的一条轴线之外，变速器107的结构和运行几乎与变速器7完全相同。尽管结构和运行几乎相同，但出于封装考虑在某些传动比上可能略有改变。

参见图4，对于根据本发明的一个可替代的优选实施方案的变速器具有完全相同的部件或执行类似功能的类似部件给予了相同的参考号。在变速器207的实施方案中，偶数编号的前进档的位置被变换为使第六传动比282最接近于离合器壳体18而第四档280与离合器壳体18相距最远。另外，与该实施方案的变速器107中的第二档78的位置相比较，第二档278被向左移动。与变速器107中的倒档空转轮轴90相比较，变速器207的另一个变化是倒档空转轮轴290被延伸。现在输出齿轮52作为第一档34、以及第三档36、第二档278以及倒档空转轴输出齿轮292的输出齿轮来起作用。

参见图5，在此示出了本发明的一个可替代实施方案的变速器307。变速器307与变速器207不同之处在于其第三档336的位置与其第五档338的位置进行了互换。另外，第二输入齿轮378与第六输入齿轮382互换了相对位置。第一档34与空转输入齿轮342连续地啮合。惰轮342具有比空转输出齿轮348更小的直径。通过一个单向离合器346连接到空转输入齿轮342上的空转输出齿轮348与可转动地安装在第二输入轴32上的齿轮396连续地啮合。输出齿轮352通过其空转输入齿轮342和空转输出齿轮348用作第二输入齿轮378和第一档34的一个共用输出齿轮。

本发明的说明在本质上仅仅是示例性的，因此，不背离本发明精髓的多种变体是旨在处于本发明的范围之内。这类变体不得被认为是脱离了本发明的精神和范围。

Claims (15)

1.一种用于车辆的双离合器变速器，该双离合器变速器包括：

由一个第一离合器驱动的一个第一输入轴；

由一个第二离合器驱动的一个第二输入轴；

由所述输入轴驱动的一个或多个输出轴，所述输入轴具有与其选择性啮合的扭力传输齿轮接触；

由所述一个或多个输出轴驱动的一个差速器输入齿轮；并且

其中，所述输入轴中的至少一个具有至少一个输入齿轮，该输入齿轮通过一个空转轮轴与所述输出轴扭力地接合，该空转轮轴具有在所述空转轮轴上通过一个单向离合器与一个空转轴输出齿轮扭力地连接的一个空转轴输入齿轮，并且其中所述空转轴输出齿轮是与所述一个输入轴上的另一个齿轮相啮合的。

2.如权利要求1所述的双离合器变速器，其中存在着一个单个的输出轴。

3.如权利要求1所述的双离合器变速器，其中存在着六个前进传动比以及一个倒档传动比，并且其中所述奇数传动比是与一个共同的输入轴相关联的。

4.如权利要求1所述的双离合器变速器，其中存在着六个前进传动比以及一个倒档传动比，并且其中所述倒档传动比是与所述偶数传动比相关联的所述输入轴操作性地相关联的，并且其中一个倒档输入齿轮是处于一个最终传动小齿轮的一个共轴等分面之中。

5.如权利要求1所述的双离合器变速器，其中，所述输入轴之一是被与所述另外的输入轴的一个离合器相连接的一个链轮来链条驱动的。

6.如权利要求5所述的变速器，其中用于所述偶数档的所述输入轴是由一个变速器输入轴提供动力的。

7.如权利要求5所述的变速器，其中，具有所述奇数编号的档的所述输入轴是由一个变速器输入轴提供动力的。

8.如权利要求1所述的变速器，其中，在一个输出轴上的一个输出齿轮是被扭力地接合用于所述第一、第二、第三以及倒档传动比。

9.如权利要求1所述的变速器，其中，在所述输出轴上的一个共用齿轮被扭力地接合用于所述第三、第四以及第一传动比。

10.如权利要求1所述的变速器，其中，在所述输出轴上的一个共用齿轮被扭力地接合用于所述第一档、第二档、第三档以及倒档。

11.如权利要求1所述的变速器，其中，所述惰轮输入齿轮是小于所述惰轮输出齿轮。

12.一种用于车辆的双离合器变速器，该双离合器变速器包括：

由一个第一离合器驱动的一个第一输入轴，所述第一输入轴具有安装在其上的多个偶数传动比输入齿轮；

由一个第二离合器驱动的一个第二输入轴，所述第二输入轴具有定位在其上的多个奇数传动比输入齿轮；

由所述输入轴驱动的一个输出轴，所述输入轴具有与其选择性啮合的扭力传输齿轮接触；

由所述输出轴驱动的一个差速器输入齿轮；并且

其中，所述输入轴中的至少一个具有至少一个输入齿轮，该输入齿轮通过一个空转轮轴与所述输出轴扭力地接合，该空转轮轴具有在所述空转轮轴上通过一个单向离合器与一个空转轴输出齿轮扭力地连接的一个空转轴输入齿轮，并且其中所述空转轴输出齿轮是与所述一个输入轴上的另一个齿轮相啮合的。

13.一种用于车辆的双离合器变速器，该双离合器变速器包括：

由一个第一离合器驱动的一个第一输入轴，所述第一输入轴具有安装在其上的第二档、第四档、第六档和倒档的输入齿轮；

一个使输入和输出齿轮扭力地彼此连接的倒档空转轮轴；

由一个第二离合器驱动的一个第二输入轴，所述第二输入轴具有定位在其上的第一、第三和第五输入齿轮；

由所述输入轴驱动的一个输出轴，所述输入轴具有与其选择性啮合的扭力传输齿轮接触；

由所述输出轴驱动的一个差速器输入齿轮；并且

其中，所述第一输入轴具有所述第一输入齿轮，所述第一输入齿轮通过一个空转轮轴与所述输出轴上的一个输出齿轮扭力地接合，该空转轮轴具有在所述空转轮轴上通过一个单向离合器与一个空转轴输出齿轮扭力地连接的一个空转轴输入齿轮，并且其中所述空转轴输出齿轮是与所述一个输入轴上的所述第三档相啮合的。

14.如权利要求13所述的双离合器变速器，其中，一个共用输出齿轮与所述第一输入齿轮、第三输入齿轮以及所述偶数输入齿轮中的至少一个具有扭力传输接触。

15.如权利要求14所述的双离合器变速器，其中，所述倒档空转轴输出齿轮与所述共用输出齿轮相啮合。

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