CN102667241A - 用于机动车辆的多离合变速器 - Google Patents

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Abstract

用于具有至少一个原动机的机动车辆的多离合动力换挡变速器（100,200），其中，轴制动器单元（160,260）布置成用于降低两个输入轴中的一个输入轴（121,122）的转速，并且，中央同步单元（180,280）布置成使所述输入轴中的第一输入轴（121）比所述输入轴中的第二输入轴（122）旋转得更快或更慢。所述轴制动器单元和所述中央同步单元布置成被同时启用，以在所述输出轴不旋转的情况下、在齿式离合器的接合之前减小转速。所述输入轴制动器单元（260）布置成在执行多级动力换挡时被使用。

Description

用于机动车辆的多离合变速器
技术领域
本发明涉及车辆变速器，尤其是用于重型道路车辆和越野车辆的车辆变速器，更具体地，涉及根据独立权利要求的前序部分所述的、双离合变速器和多离合变速器。
背景技术
双离合变速器是介于在换档时具有动力中断的常规有级变速器和不具有动力中断的动力换档行星齿轮变速器之间的交叉产物。从原理上看，双离合变速器具有两个输入轴，每个输入轴能够分别连接至发动机的输出端和摩擦式离合器。从功能上来讲，这相当于具有两个并联的常规变速器、即两个并联的副变速器，且每次使用一个变速器来进行动力传递。未被使用的、空载的副变速器能够暂时接合并预备、预选某一档位，用于随后的换挡。该换挡通过同时进行如下步骤来实现：分离先前使用的副变速器的摩擦式离合器，并接合先前空载的副变速器的摩擦式离合器。
如果设计得当，双离合变速器具有在合理的制造成本和低的动力损失的情况下提供动力换挡的前景。这是由于：其旋转部分（即齿轮、轴和齿式离合器）与常规有级变速器中的旋转部分类似。此外，这使得能够使用同样的制造设备。所以，在与用于常规有级变速器的相同设施中生产双离合变速器是有意义的。
双离合变速器通常具有两个分离的副轴，每个副轴连接到一个输入轴。US4876907中公开了其一个实例。这些副轴使得这种变速器比常规有级变速器宽很多。在将该变速器安装到车辆中时，这会造成各种困难。然而，某些双离合变速器的设计仅具有一个副轴，例如DE923402和DE3131156A1中公开的双离合变速器。多个自由齿轮以可旋转方式布置在所述双离合变速器上，且彼此能够以可旋转方式连接并通过机械齿式离合器连接至副轴。在某种程度上，这可以视为第二副轴与第一副轴共轴地布置。结果，形成了非常紧凑的、能够动力换档的双离合变速器，它不比相应的常规有级变速器宽。
通常，在双离合变速器中，通过接合和分离齿式离合器而在目前空载的副变速器中预选档位。为了能够平稳而耐久地运行，这需要使要由齿式离合器接合的各个部分同步，即，这些部分具有完全相等的转速。如果这些部分不同步，则离合器的齿将会发生碰撞，从而导致这些齿磨损或破碎并产生噪音。因此，为了使要接合的各个部分同步，使用了不同类型的装置和布置结构。对于在每次换档时具有动力中断的常规有级变速器来说，也是如此。然而，它们之间存在着一个重要区别。在动力中断时，可以控制发动机转速以使要接合的各个部分同步。这是重型卡车和大客车中常见的自动机械式变速器（AMT）中使用的步骤。而在不具有动力中断的双离合变速器中，这是不可能的。相反，它需要一些同步装置。一种直接的解决方案是：将变速器中的每个齿式离合器均设计为同步器，即配备有同步离合元件，例如US2008/0188342A1中的情形。但这意味着高的成本和动力损失。
基本上，仅需要两个同步装置：一个同步装置能够使第一副变速器的速度大于第二副变速器的速度，另一个同步装置能够使第一副变速器的速度低于第二副变速器的速度。当第一副变速器空载而第二副变速器启用时，以及当第一副变速器启用而第二副变速器空载时，同步装置将会工作。这也可以称为中央同步单元。GB2110324A中示出了其一个清晰易懂的实例。
双离合变速器中的中央同步单元可以具有非常简单的设计。然而，这通常仅要求在连续的档位之间执行不具有动力中断的换挡。此外，连续的档位之间的速比级差应该完全相等。对于重型道路车辆和越野车辆来说，通过与档位范围区段（range section）相结合（例如US2008/0118342A1中的情形），这是合理的。在US4876907中，中央同步单元30利用了用于动力传递的齿轮13。于是，对于同步功能，仅需要三个另外的齿轮32、33和39。这些齿轮仅需要承载同步时的负荷，并且能够比动力传递齿轮窄很多。因此，能够使该中央同步单元非常紧凑、尤其在轴向延伸方向上非常紧凑，并且具有成本效益。
不具有任何同步离合元件的齿式离合器可以称为非同步齿式离合器。对于具有非同步齿式离合器的变速器来说，需要特别小心。可以考虑车辆停止而发动机运转的情况。以驱动方式连接至变速器的输出端并因此连接至驱动轮的轴和齿轮将不会旋转。该变速器的其他部分以驱动方式接合到发动机（例如，用于驱动动力获取单元）并旋转。此刻，如果该车辆将要被驱动，发动机和动力获取单元需要分离，且变速器中需要接合起动档位。如果与该起动档位相对应的齿式离合器没有同步，则该齿式离合器不能被接合，直至各个旋转部分的速度足够低。因此，如果没有专用装置，这可能花费数秒的时间，这几乎是不可接受的。因而，具有非同步齿式离合器的变速器通常具有轴制动器，该轴制动器能够选择性地降低各个旋转部分的速度。在US3309934、DE19652916A1、US5988344、US2003/0168300A1、WO2004/069621A1、US7000748B2、SE527267C2、WO2008/094122A1、WO2008/105728A1中可以发现其实例，在DE3739898A1中，可以发现双离合变速器的实例。轴制动器通常作用在轴上或者作用在以驱动方式与该轴连接的齿轮上。
在双离合变速器中，可以使用两个轴制动器（每个副变速器使用一个轴制动器），以在车辆停止时降低各个旋转部分的速度。但这将增加成本。
中央同步单元的局限性在于：它使得仅能够在连续的档位之间换挡。如果能够实现某些多级换档，这将是有利的，例如在陡峭下坡的情况下从低车速开始的急加速。
发明内容
因此，本发明的主要目的是提出一种经过改进的多离合变速器，其中，提供了一种装置以促进i）车辆停止时的档位接合，ii）多级动力换档，以及iii）是紧凑的，iv）有功效的，和v）具有成本效益，并且vi）在未被致动时具有低的动力损失。这通过技术领域部分中讨论的多离合变速器来实现，该多离合变速器的特征由权利要求1限定。
根据本发明的装置是用于具有至少一个原动机的机动车辆的多离合变速器，
所述多离合变速器包括摩擦式离合器、输出轴以及主变速器，该摩擦式离合器以驱动方式连接至所述原动机，该主变速器包括输入轴、副轴、齿轮以及齿式离合器，该输入轴连接至所述摩擦式离合器，该副轴平行于所述输入轴中的至少一个输入轴，
其中，所述摩擦式离合器中的第一摩擦式离合器和所述齿式离合器的第一子集被布置成选择性地接合，以便以第一组档位在所述原动机和所述输出轴之间传递动力，并且其中，所述摩擦式离合器中的第二摩擦式离合器和所述齿式离合器的第二子集被布置成选择性地接合，以便以第二组档位在所述原动机和所述输出轴之间传递动力，
其中，所述主变速器布置成：在使所述第一摩擦式离合器分离并以所述第二组档位中的一个档位传递动力的同时，能够预选所述第一组档位中的一个档位并能够改变以预选所述第一组档位中的另一个档位，
其中，所述多离合变速器布置成：能够在不中断所述原动机和所述输出轴之间的动力传递的情况下、从所述第二组档位中的一个档位换档到所述第一组档位中的一个预选档位，
其特征在于，还布置有轴制动器单元，该轴制动器单元被选择性地启用，以施加趋于使所述输入轴中的一个输入轴的转速降低的力矩；并且，还布置有中央同步单元，该中央同步单元被选择性地启用，以使所述输入轴中的第一输入轴比所述输入轴中的第二输入轴旋转得更快或更慢。
在根据本发明的另一个实施例中，所述轴制动器单元和所述中央同步单元进一步布置成被同时启用，从而在所述输出轴不旋转的情况下、在所述齿式离合器的接合之前减小所述主变速器中的旋转部分的速度。
在根据本发明的又一个实施例中，所述轴制动器单元是副轴制动器单元，所述副轴制动器单元布置成通过所述齿轮中的两个齿轮对所述副轴以及所述输入轴中的一个输入轴进行制动，其中，所述两个齿轮中的一个齿轮布置成被旋转固定至所述副轴，而所述两个齿轮的另一个齿轮布置成被旋转固定至所述输入轴中的所述一个输入轴，并且其中，所述两个齿轮彼此啮合。
在根据本发明的又一个实施例中，所述轴制动器单元是输入轴制动器单元，所述输入轴制动器单元布置成通过第一元件和第二元件之间的制动相互作用来直接制动所述输入轴中的一个输入轴，所述第一元件被旋转固定至所述一个输入轴或与所述一个输入轴形成一体，所述第二元件固定至多离合变速器壳体或者与该多离合变速器壳体形成一体。
在根据本发明的又一个实施例中，所述输入轴制动器单元布置成在执行多级动力换档时被使用。
在根据本发明的又一个实施例中，所述主变速器布置成从低档位至更高档位地执行所述多级动力换档，所述低档位是所述第二组档位中的档位，所述更高档位是所述输入轴的所述第一组档位中的档位，其中所述输入轴制动器布置成用于制动，并且，为了能够接合所述更高档位，所述输入轴制动器布置成将所述输入轴的转速降低至与所述第一组档位中的待预选的档位相对应的水平。
在上述实施例的进一步的实施例中，所述输入轴制动器布置成将所述输入轴的转速降低至所述主轴的转速，由此，所述输入轴布置成：由所述齿式离合器中的一个齿式离合器以所述第一组档位直接驱动地连接至所述主轴。
在上文最后提及的四个实施例之一的进一步实施例中，所述第一元件是输入轴同步齿轮，而所述第二元件是制动垫。
在上文第一个提及的实施例的进一步实施例中，所述轴制动器单元布置成在以所述第二组档位中的第一档位传递动力的同时、在预选所述第一组档位中的第三档位之前被启用，以促进多级动力换档。
在上述实施例的进一步实施例中，存在着所述第一组档位中的第二档位，所述第二档位的速比处于所述第一组档位中的所述第三档位的速比与所述第二组档位中的所述第一档位的速比之间，并且，当执行所述多级动力换档时，所述第一组档位中的该第二档位被跳过。
在上述实施例的进一步实施例中，所述齿轮中的一个齿轮以所述第一组档位中的一个档位以及所述第二组档位中的一个档位来传递动力，并且，经由所述齿轮中的所述一个齿轮、以所述第一组档位中的所述第三档位并以所述第二组档位的所述第一档位传递零动力。
在上文中最后提及的三个实施例之一的进一步实施例中，所述齿轮中的两个齿轮彼此啮合并以所述第一组档位中的低档位以及所述第二组档位中的低档位来传递动力，其中，所述第一组档位中的所述低档位的减速比大于所述第二组档位中的所述低档位的减速比。
在根据本发明的又一个实施例中，所述中央同步单元布置成被选择性地启用，以使所述输入轴中的第一输入轴以比所述输入轴中的第二输入轴相应地快或慢小于两个档位级的方式旋转。
在根据本发明的又一个实施例中，所述多离合变速器是双离合变速器。
权利要求1之后的从属权利要求中记载了本发明的其它有利实施例。
附图说明
下面将参照附图来更详细地描述本发明，出于示例性的目的，这些附图示出了本发明的其它优选实施例以及技术背景，其中：
图1和图2示意性地示出了根据本发明两个实施例的有级自动机械式双离合变速器（DCT）。图3至图5示意性地示出了图2中的轴制动器的细节。
具体实施方式
图1示意性地示出了双离合变速器100的纵向截面。该变速器100包括两个壳体部分：离合器壳体101和主壳体102（或多离合变速器壳体）。在离合器壳体101中布置有双摩擦式离合器110，该双摩擦式离合器110包括飞轮111、通过螺栓连接在该飞轮上的扭力阻尼器116、离合器输入轴118、以及具有第一离合器盘组113和第二离合器盘组114的双离合组件112。另外，还存在有用于控制该双摩擦式离合器110的致动装置（未示出）。飞轮111附接至发动机曲轴（未示出）。
主变速器120布置在主壳体102内。存在两个输入轴：第一输入轴121和第二输入轴122。第一输入轴121能够由第一离合器盘组113旋转驱动。类似地，第二输入轴122能够由第二离合器盘组114旋转驱动。
第一主轮齿132与第一输入轴121一体形成。第二主轮齿130与第二输入轴122一体形成。主轴124与输入轴121、122共轴。副轴123平行于主轴124。第二输入轴122由输入轴轴承125悬挂于离合器壳体101内。在主轴124、第一输入轴121和第二输入轴122之间，布置有四个导向轴承（pilot bearings）129。主轴124由主轴轴承128悬挂于所述主壳体中。由此，实现了所述主轴和输入轴的、完全但不过度受约束的悬挂。
主轴124承载有三个自由齿轮：第二次级自由齿轮134、第一次级自由齿轮136和倒档次级自由齿轮191。第一次级自由齿轮136和倒档次级自由齿轮191能够由第一/倒档齿式离合器141旋转锁定至主轴124。第二次级自由齿轮134能够由第二齿式离合器142旋转锁定至主轴124。最后，主轴124能够由直接齿式离合器140旋转锁定至第一输入轴121。
第二主齿轮131旋转固定在副轴123上。该第二主齿轮131与第二输入轴122的第二主轮齿130啮合。副轴主自由齿轮133与第一输入轴121的第一主轮齿132啮合。副轴次级自由齿轮135与主轴124上的第二次级自由齿轮134啮合。此外，与副轴123一体形成的第一次级齿轮137与主轴124上的第一次级自由齿轮136啮合。最后，倒档次级齿轮192与副轴123一体形成且经由倒档空转齿轮193以驱动方式连接至倒档次级自由齿轮191。副轴主自由齿轮133能够由副轴第一齿式离合器148选择性地旋转锁定至副轴次级自由齿轮135。该副轴次级自由齿轮135能够由副轴第二齿式离合器149选择性地旋转锁定至副轴123。
输出轴171与主轴124一体形成。配对凸缘173旋转地固定在输出轴171上并且是与未示出的传动轴的接口部。
通过换挡控制单元150来实现自动或半自动换挡。该换档控制单元150包括换档控制器壳体155、直接换挡拨叉153、第二换挡拨叉152、以及第一/倒档换挡拨叉151。直接换挡拨叉153控制所述直接齿式离合器140。第二换挡拨叉152控制第二齿式离合器142，而第一/倒档换挡拨叉151控制第一/倒档齿式离合器141。
这里将不再详细描述换档控制单元150。该换档控制单元150的结构部分、即换档控制器壳体155，可以由铸坯加工而成并通过螺栓连接至主壳体102。在换档控制器壳体155中，可设有微型控制器、传感器、阀以及致动器。这些换挡拨叉151、152和153能够由与所述致动器连接的换挡杆承载。其他构造也是可以的：换挡拨叉151、152和153中的任一个可以是或可以不是换档控制单元150的一部分。此外，换档控制单元150可以由布置在变速器100的不同位置处的不同部分组成。
副轴齿式离合器148和149由副轴第一换挡拨叉158和副轴第二换挡拨叉159控制。换挡拨叉158和159示意性地由副轴致动器157经由换挡杆（未示出）致动。
可选的动力获取驱动单元178通过螺栓连接至主壳体102并旋转连接至副轴123。该动力获取驱动单元178例如可以驱动泵、压缩器和电机（未示出）。尽管未详细示出，但如本领域技术人员所熟知的，该动力获取驱动单元178可包括壳体部分、轴承、轴、离合器、用于接合和分离的控制部分、档位装置、以及输出凸缘。
根据本发明，轴制动器160布置成用于制动所述双离合变速器100的输入轴或副轴的转速，并且，在所述双离合变速器100中布置有中央同步单元180。
图1中公开了对副轴进行制动的轴制动器。副轴制动器160示意性地布置在副轴123的左端与离合器壳体101之间。它能够选择性地降低副轴123的转速，这对于齿式离合器的快速接合来说是非常必要的。
中央同步单元180位于第二主齿轮131、第二输入轴122、第一输入轴121和副轴主自由齿轮133之间。该中央同步单元180包括输入轴同步齿轮181、副轴同步自由齿轮182、副轴同步双锥183、以及在副轴主自由齿轮133上的内圆锥表面133c。输入轴同步齿轮181与第一输入轴121旋转固定。副轴同步自由齿轮182以可旋转方式布置在副轴123上。副轴同步双锥183与副轴123旋转固定，但能够在副轴123上轴向移动。
通过副轴同步双锥183的轴向移位，该副轴同步双锥183的外圆锥表面将与副轴同步自由齿轮182上的内圆锥表面或者与副轴主自由齿轮133上的内圆锥表面相配合。然后将会产生摩擦力矩，该摩擦力矩趋于使彼此接触的上述圆锥表面之间的相对速度减小。
输入轴同步齿轮181比（第二输入轴122上的）第二主轮齿130具有更大的节圆直径，该第二主轮齿130的节圆直径又大于第一输入轴121的第一主轮齿132的节圆直径。相应地，副轴同步自由齿轮182的节圆直径小于第二主齿轮131和副轴主自由齿轮133的节圆直径。因此，通过使副轴同步双锥183沿轴向朝着图1中的右侧移位，能够使副轴主自由齿轮133的转速等于副轴123的转速。于是，由于第一主轮齿132的节圆直径更小，第一输入轴121的转速将大于第二输入轴122的转速。类似地，副轴同步双锥183沿轴向朝着左侧的移位能够使副轴同步自由齿轮182的速度和副轴123的速度相等。于是，由于输入轴同步齿轮181的直径较大，第一输入轴121将比第二输入轴122旋转得慢。
如上文所述，副轴制动器160能够选择性地降低第二输入轴122以及与该第二输入轴122以驱动方式连接的所有部分的转速。在本发明的又一个实施例中，该副轴制动器160能够与中央同步单元180相结合，其中，由于输入轴同步齿轮181与副轴同步自由齿轮182啮合，第一输入轴121也能够与以驱动方式与该第一输入轴121连接的部分一起减速。因此，这些旋转部分能够慢下来以减小齿式离合器中的速度差，从而促进与静止车辆的接合，例如在动力获取操作之后。
主变速器120具有六个前进挡位，其中，当在连续的档位之间换挡时，允许通向驱动轮的、高的动力传递。还存在两个倒车档，能够在没有动力传递中断的情况下在这两个倒车档之间切换。DE3131156A1的图1和图2中描述了这种功能。齿式离合器140、141、142、148以及149不需要配备有同步部分以促进接合。如之前所讨论的，这减少了成本和动力损失。此外，这允许齿式离合器140、148和142、149轴向重叠，而不会由于有限的径向延伸而损害同步性能。然而，中央同步单元180本身仅允许向最接近的更高档位或更低档位的连续单级换挡。可以证明：遗憾的是，当在非常紧凑的主变速器120中预选用于多级动力换挡的档位时，不能使用副轴制动器160。所以，如果能够改进该变速器100使得也能够在没有动力中断的情况下进行多级换挡，将是非常有利的。优选地，这种改进应当在功能和尺寸方面对变速器100的优势特征具有最小的影响。
在图2中，示出了根据本发明另一实施例的变速器200，该变速器200也包括轴制动器260，与图1的实施例相比，该轴制动器260布置成直接制动双离合变速器200的第一输入轴121的转速。中央同步单元以与图1中类似的方式布置在所述双离合变速器200中。图2中的若干个部件与图1中的部件相同或可以相同。这些部件由相同的附图标记表示。相对应但不相同的部件具有除了首位数字（1或2）以外相同的标记。
因此，输入轴制动器260取代了副轴制动器160。输入轴制动器260被示意性地示出为制动垫261，该制动垫261能够选择性地与改进后的中央同步单元280的、（位于第一输入轴121上的）经过改进的输入轴同步齿轮281中的配合制动凹槽281g接触。该输入轴同步齿轮281的较大直径增加了制动力矩。输入轴制动器260由未示出的致动器促动（或致动），该致动器与改进后的换档控制单元250的、经过改进的换档控制器壳体255形成一体或固定至该换档控制器壳体255。其他构造也是可以的：制动垫261及其致动器能够与换档控制单元250物理上分离，例如附接至变速器壳体101、102。
输入轴制动器260能够选择性地降低第一输入轴121以及与该第一输入轴121以驱动方式连接的所有部分的转速。在与中央同步单元280相结合的情况下，由于改进后的输入轴同步齿轮281与副轴同步自由齿轮182啮合，副轴223也能够与以驱动方式与该副轴223连接的部分一起减速。因此，这些旋转部分能够慢下来以减小齿式离合器中的速度差，从而促进与静止车辆的接合，例如在动力获取操作之后。
根据本发明的另一实施例，通过作用在第一输入轴121上，输入轴制动器260还能够用于促进在一个重要的多级动力换挡时的预选，在所示的实例中，是从第二档位换档至第五档位。为了能够说明如何实现这一点，将以在第二档位下运行时的情形来研究该变速器200。那么，第一/倒档齿式离合器141接合至图2中的左侧，由此，旋转锁定第一次级自由齿轮136和主轴124。然后，动力在第二输入轴122的副变速器中经由第二主齿轮131、副轴223、第一次级齿轮137、第一次级自由齿轮136和主轴124传递至输出轴171。第一输入轴121的副变速器能够预选第一档位。然后，副轴第一齿式离合器148和副轴第二齿式离合器149均被接合。还能够预选第三档位，其中，副轴第一齿式离合器148和第二齿式离合器142被接合。在任一情况中，第五档位都能够以下列方式被预选：首先，使副轴第一齿式离合器148脱离。然后，使用输入轴制动器260，以将第一输入轴121的转速降低至主轴124的转速。最后，接合所述直接齿式离合器140。
当在第一输入轴121的副变速器中已经预选了第五档位时，能够通过同时分离第二离合器盘组114并接合第一离合器盘组113来实现多级动力换挡。然后，在第五档位中，动力从第一输入轴121直接传输至主轴124和输出轴171。因此，通过该输入轴制动器260，可以进行从第二档位至第五档位的动力换挡。
在图2中，输入轴制动器260作用在第一输入轴121的副变速器上，该副变速器工作在奇数档位上。在图1中，副轴制动器160作用在第二输入轴122的副变速器上，该副变速器在偶数档位上传递动力。输入轴制动器260能够在没有动力中断的情况下用于多级升档的档位预选，而副轴制动器160则不能。这是由于紧凑的主变速器120和220中的特征：使用了若干个齿轮用于两个副变速器的档位中的动力传递。例如，副轴次级自由齿轮135以第一档位和第三档位并以第四档位和第六档位传递动力。如果以第一档位行驶，则该齿轮被“占用”且其速度不能改变，以便于第四档位的预选。类似地，当第三档位工作时，第六档位不能被预选。因此，副轴制动器160不能用于多级动力换挡的档位预选。
然而，如上所述，当以第二档位行驶时，能够借助于输入轴制动器260来预选第五档位。以如下方式来说明该差异性：在第二档位中，齿轮130、131、137和136传递动力。在第五档位中，动力仅通过齿轮132而不经由其轮齿，但是在轴向上从第一输入轴121的离合器侧的端部传输至直接齿式离合器140。因此，没有在第五档位和第二档位二者中传递动力的齿轮。这使得能够在以第二档位行驶的同时、调节第一输入轴121的副变速器的速度来预选第五档位。利用加速装置、例如DE3739898A1中的加速装置，上述过程也可以反过来，即，也能够在以第五档位行驶的同时预选第二档位。
所以，该轴制动器已经从作用在第二输入轴122（副轴123，图1）的副变速器上的位置被重新定位至作用在第一输入轴121上（图2）的位置。该重新定位已经允许将输入轴制动器260用于多级动力换挡的预选。
根据图2中的实施例，本发明的特征在于轴制动器能够用于双离合变速器中的多级动力换挡的预选，该双离合变速器具有下列特征：
中央同步单元促进了相邻档位的预选（单级换挡）。
所述轴制动器作用在具有被预选档位的副变速器的旋转部分上。
存在至少一个在两个副变速器中的档位中传递动力的齿轮。
不存在以被预选档位和当前使用档位二者传递动力的齿轮。
在图2的主变速器220中，啮合齿轮对137和137以第一档位和第二档位传递动力。类似地，啮合齿轮对134和135以第三档位和第四档位传递动力。这里，第一档位和第三档位是第一输入轴121的副变速器的部分。因此，在这些正啮合的齿轮对中，更低档位（具有最高的减速比）、即第一档位和第三档位分别是副变速器的输入轴制动器260作用于其上的部分。然后，可重新形成通过轴制动器辅助进行的、多级动力换挡的预选的条件。该轴制动器应当作用在使用所述啮合齿轮对进行动力传递的、具有更低档位的副变速器上。当在使用所述啮合齿轮对的更高档位下行驶时，则该轴制动器能够促进所述副变速器的更高档位的预选。
图3至图5示意性地示出了输入轴制动器260的实施例。制动垫261通过销262铰接在活塞杆163中。活塞264固定至活塞杆263并布置在制动致动器壳体265内。阀装置（未示出）选择性地经由流体入口通道265f控制加压流体，以作用在活塞264上。密封装置266将该活塞264的上侧与下侧密封隔开。因此，通过使加压流体经由流体入口通道265f进入，活塞264、活塞杆263和制动垫261能够被向下推动。然后，制动垫261将与输入轴同步齿轮281中的制动凹槽281g接合。由此，将产生摩擦力，从而使第一输入轴121的转速降低。当活塞264上侧的流体压力被解除时，活塞杆263被回位弹簧267向上推动，并且制动垫261与制动凹槽281g分离。活塞杆263由轴承工具268支撑。可以使用一组齿281t来感测第一输入轴121的速度。作为一种替代方案，也可以使用输入轴同步齿轮281的普通轮齿。
图5示出了沿着图3中的“v-v”截取的剖视图。图4示出了制动垫261和制动致动器壳体265的下部的、沿着图5中的箭头“iv”方向的视图。该制动致动器壳体265中存在有凹部265r。当被回位弹簧267推回时，制动垫261将由凹部265r既绕着活塞杆263的中心又绕着销262引导。这将产生该制动垫261的良好限定的分离位置和定向，从而确保与制动凹槽281g的间隙。优选地，如图5所示，制动垫261在输入轴的周向方向上不对称。这导致摩擦材料的均匀磨损和均匀接触压力，并且通过所谓的自激励或伺服效应增强了制动作用。边缘281e和孔281h捕集从输入轴121、122内流出的油流并将该油流引导至制动凹槽281g和制动垫261以用于冷却。
因此，输入轴制动器260能够用于：i）（与中央同步单元280一起）促进车辆停止时的档位接合，以及ii）促进多级动力换挡的预选。此外，该输入轴制动器260是iii）非常紧凑的，在轴向方向上占用非常小的空间。通过制动凹槽281g中的楔固作用和自激励作用，输入轴制动器260是iv）有功效的。这种简单设计和较少的部件数目使得输入轴制动器260v）具有成本效益。最后，当未被致动时，输入轴制动器260由于制动垫261被凹部265r引导而具有vi）低的动力损失。因此，输入轴制动器260潜在地能够实现本发明的范围。
作用在第一输入轴121的副变速器上的输入轴制动器260可以视为本发明的关键特征。它使得能够进行多级动力换挡的预选，同时依然能够与中央同步单元280一起促进车辆停止时的档位接合（其中，最后一个提到的功能也可以由图1的实施例来执行）。
在任意的配合摩擦表面上、优选在制动垫261的小接触表面上可以涂覆有摩擦材料，例如有机材料、碳基材料、钼或铜材料。如本领域技术人员所公知的，该摩擦材料能够以如下若干方式中的任一种方式附接至承载结构，例如粘合、焊接、烧结和等离子喷镀。
已经结合某些程度的特殊性描述了本发明。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在权利要求所覆盖的范围内进行若干种变型和改进。例如，主变速器220或120可以与档位范围区段相结合，如US2008/0188342A1和US6958028B2中的情形。
主变速器220或120可以由具有副轴的任何其他双离合变速器代替，如US4876907中的情形。摩擦式离合器的其他位置和布置结构也是可以，例如US5347879或US4777837中的情形。也可以包括具有三个或更多个摩擦式离合器的设计，例如DE4226577C1或US2008/0190228A1中的方案。具有多于一个摩擦式离合器的动力换挡变速器被称为多离合变速器。
所提出的位于上述发明的范围之外的另一个解决方案是同时致动中央同步单元中的两个装置。该方案除了提高了中央同步单元的复杂性、尺寸和成本之外，还使非常高的热负荷作用在中央同步单元中的摩擦表面上。

Claims (14)

1.用于具有至少一个原动机的机动车辆的多离合变速器(100,200)，
所述多离合变速器包括摩擦式离合器(113,114)、输出轴(171)和主变速器(220)，所述摩擦式离合器(113,114)以驱动方式连接至所述原动机，所述主变速器(220)包括输入轴(121,122)、副轴(123,223)、齿轮(130,131,132,133,134,135,136,137,191,192,193)以及齿式离合器(140,141,142,148,149)，所述输入轴(121,122)连接至所述摩擦式离合器，所述副轴(123,223)平行于所述输入轴中的至少一个输入轴，
其中，所述摩擦式离合器中的第一摩擦式离合器(113)和所述齿式离合器的第一子集被布置成选择性地接合，以便以第一组档位在所述原动机和所述输出轴之间传递动力，并且其中，所述摩擦式离合器中的第二摩擦式离合器(114)和所述齿式离合器的第二子集被布置成选择性地接合，以便以第二组档位在所述原动机和所述输出轴之间传递动力，
其中，所述主变速器布置成：在使所述第一摩擦式离合器分离并以所述第二组档位中的一个档位传递动力的同时，能够预选所述第一组档位中的一个档位并能够改变以预选所述第一组档位中的另一个档位，
其中，所述多离合变速器布置成：能够在不中断所述原动机和所述输出轴之间的动力传递的情况下、从所述第二组档位中的一个档位换档到所述第一组档位中的一个预选档位，
其特征在于，还布置有轴制动器单元(160,260)，所述轴制动器单元(160,260)被选择性地启用，以施加趋于使所述输入轴中的一个输入轴(121,122)的转速降低的力矩；并且，还布置有中央同步单元(180,280)，所述中央同步单元(180,280)被选择性地启用，以使所述输入轴中的第一输入轴(121)比所述输入轴中的第二输入轴(122)旋转得更快或更慢。
2.根据权利要求1所述的多离合变速器，其特征在于，所述轴制动器单元和所述中央同步单元进一步布置成被同时启用，以在所述输出轴不旋转的情况下、在所述齿式离合器的接合之前减小所述主变速器中的旋转部分的速度。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的多离合变速器，其特征在于，所述轴制动器单元是副轴制动器单元(160)，所述副轴制动器单元(160)布置成经由所述齿轮中的两个齿轮(131,130)对所述副轴(123)以及所述输入轴中的一个输入轴(122)进行制动，其中，所述两个齿轮中的一个齿轮布置成被旋转固定至所述副轴，而所述两个齿轮中的另一个齿轮布置成被旋转固定至所述输入轴中的所述一个输入轴，并且其中，所述两个齿轮彼此啮合。
4.根据权利要求1和2中的任一项所述的多离合变速器，其特征在于，所述轴制动器单元是输入轴制动器单元(260)，所述输入轴制动器单元(260)布置成通过第一元件(281)和第二元件(261)之间的制动相互作用来直接制动所述输入轴中的一个输入轴(121)，所述第一元件(281)被旋转固定至所述一个输入轴或者与所述一个输入轴形成一体，所述第二元件(261)固定至多离合变速器壳体(102)或者与所述多离合变速器壳体(102)形成一体。
5.根据前一权利要求所述的多离合变速器，其特征在于，所述输入轴制动器单元(260)布置成在执行多级动力换档时被使用。
6.根据前一权利要求所述的多离合变速器，其特征在于，所述主变速器布置成从低档位(131,136,137)至更高档位地执行所述多级动力换档，所述低档位是所述第二组档位中的档位，所述更高档位是所述输入轴(121)的所述第一组档位中的档位，其中所述输入轴制动器布置成用于制动，
并且，为了能够接合所述更高档位，所述输入轴制动器(260)布置成将所述输入轴(121)的转速降低至与所述第一组档位中的待预选的档位相对应的水平。
7.根据前一权利要求所述的多离合变速器，其特征在于，所述输入轴制动器(260)布置成将所述输入轴(121)的转速降低至所述主轴(124)的转速，由此，所述输入轴(121)布置成：由所述齿式离合器中的一个齿式离合器(140)以所述第一组档位直接驱动地连接至所述主轴(124)。
8.根据权利要求4至7中的任一项所述的多离合变速器，其特征在于，所述第一元件是输入轴同步齿轮，而所述第二元件是制动垫。
9.根据权利要求1所述的多离合变速器，其特征在于，所述轴制动器单元(260)布置成在以所述第二组档位中的第一档位传递动力的同时、在预选所述第一组档位中的第三档位之前被启用，以促进多级动力换档。
10.根据前一权利要求所述的多离合变速器，其特征在于，存在着所述第一组档位中的第二档位，所述第二档位的速比处于所述第一组档位中的所述第三档位的速比与所述第二组档位中的所述第一档位的速比之间，并且，当执行所述多级动力换档时，所述第一组档位中的所述第二档位被跳过。
11.根据前一权利要求所述的多离合变速器，其特征在于，所述齿轮中的一个齿轮(133,135)以所述第一组档位中的一个档位以及所述第二组档位中的一个档位来传递动力，并且，经由所述齿轮中的所述一个齿轮、以所述第一组档位中的所述第三档位并以所述第二组档位中的所述第一档位传递零动力。
12.根据权利要求9至11中的任一项所述的多离合变速器，其特征在于，所述齿轮中的两个齿轮(136,137)彼此啮合并以所述第一组档位中的低档位以及所述第二组档位中的低档位来传递动力，其中，所述第一组档位中的所述低档位的减速比大于所述第二组档位中的所述低档位的减速比。
13.根据前一权利要求的任一项所述的多离合变速器，其特征在于，所述中央同步单元(180,280)布置成被选择性地启用，以使所述输入轴中的第一输入轴(121)以比所述输入轴的第二输入轴(122)相应地快或慢小于两个档位级的方式旋转。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的多离合变速器，其特征在于，所述多离合变速器是双离合变速器。
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