CN103124861A

CN103124861A - 双离合变速器

Info

Publication number: CN103124861A
Application number: CN2011800465022A
Authority: CN
Inventors: 格哈德·贡波采贝格; 伯纳德·胡诺尔德; 埃克哈特·吕布克
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2011-08-04
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2031-08-04
Also published as: EP2622241B1; EP2622241A1; CN103124861B; WO2012041572A1; DE102010041410A1

Abstract

提出了一种双离合变速器，带有两个离合器（K1、K2），它们的输入侧与驱动轴（w_an）连接以及它们的输出侧与两个相互同轴布置的变速器输入轴（w_k1、w_k2）中的各一个连接。该双离合变速器包括至少两个相互同轴布置的副轴（w_v1、w_v2）以及与驱动轴（w_an）同轴布置的从动轴（w_ab），其中，设置多个齿轮平面（I、II、III、IV、V）和至少一个倒挡齿轮平面（R），为它们配设多个用于切换空套齿轮（3、5、7、10、11）和/或轴连接装置的换挡元件（A、B、C、D、E、F、H），使得能切换多个前进挡（V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7）以及至少一个倒挡（R1）。根据本发明，五个齿轮平面（I、II、III、IV、V）布置为使得能动力换挡至少七个前进挡（V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7）。

Description

双离合变速器

技术领域

本发明涉及一种根据在权利要求1的前序部分中详细限定的类型的双离合变速器。

背景技术

例如由文献DE102007037568A1公开了一种带有七个或八个前进挡和两个倒挡的双离合变速器。在该双离合变速器中，输入轴与主轴通过第一分变速器和第二分变速器相连，这些分变速器在力流图中相互平行地布置。为每个分变速器配设摩擦配合的动力换挡离合器和各一个中间轴，其中，这中间轴轴彼此同心地布置。此外，设置有四个在双侧作用的换挡元件，其带各一个滑套，以便能切换不同的挡位。为了能够实现可动力换挡的挡，双离合变速器强制性地包括六个齿轮平面和附加地包括一个倒挡齿轮平面。由此在已知的双离合变速器中出现了高构造费用和相应大的尺寸。

发明内容

本发明所基于的任务是，提出一种开头所述类型的双离合变速器，其实施成可全动力换挡并且在此具有尽量低的造价。

根据本发明，该任务通过权利要求1的特征来解决，其中其他有利的扩展方案由从属权利要求和附图得出。

因此，提出了一种双离合变速器，其带有配设于第一分变速器的第一离合器和配设于第二分变速器的第二离合器，离合器的输入侧与驱动轴连接以及离合器的输出侧与两个彼此同轴布置的变速器输入轴中的各一个连接，其中，优选将其中一个变速器输入轴构造为空心轴而将另一个变速器输入轴构造为实心轴。此外，双离合变速器包括两个彼此同轴布置的副轴和一个与驱动轴同轴布置的从动轴，其中，实现了多个齿轮平面和至少一个倒挡齿轮平面，为它们配设多个用于切换空套齿轮和/或用于切换轴连接的换挡元件，使得多个前进挡和至少一个倒挡可以切换。根据本发明，在双离合变速器中，布置仅五个齿轮平面，使得至少七个前进挡可以实施为可动力换挡。

以此方式提出了一种可连续完全动力换挡的双离合变速器，其造价尽量低并且尺寸最小，其中，倒挡也可以彼此动力换挡。

在本发明的第一扩展方案的范围中可以设计的是，在第一齿轮平面中，例如构造为空心轴的第二变速器输入轴的固定齿轮与第二或内部的副轴的固定轮啮合。因此，第一齿轮平面可以用作用于第二分变速器的传动的驱动性齿轮平面。

优选，在第二个齿轮平面中，构造为内部轴或实心轴的第一变速器输入轴的空套齿轮与例如外部的构造为空心轴的第一副轴的固定齿轮啮合。因此，第二齿轮平面可以用作用于第一分变速器的传动的驱动性齿轮平面。第三齿轮平面也不仅以进行驱动的方式而且以被驱动的方式供第一分变速器的传动使用，因为在那里第一变速器输入轴的空套齿轮与第一副轴的固定齿轮啮合。最后，在第四个齿轮平面中，从动轴的空套齿轮与外部的第一副轴的固定齿轮啮合，使得第四齿轮平面同样可用于第一分变速器的传动。

本发明的接下来改进方案设计为，第五齿轮平面可供第二分变速器用于传动，其中，在第五齿轮平面中，从动轴的固定齿轮与内部的或第二副轴的空套齿轮啮合。

为了实现倒挡传动，需要逆转。为此，在倒挡齿轮平面中，从动轴的空套齿轮与中间轴的中间齿轮啮合，其中，中间齿轮与第二副轴的固定齿轮啮合。为了使空套齿轮能够与从动轴连接，为倒挡齿轮平面配设例如在单重作用的换挡元件。

为了切换空套齿轮以便将预定的空套齿轮与所配设的轴连接，以及为了实现轴连接以便将两个轴相互连接，在根据本发明的双离合变速器中设置多个换挡元件。例如，为了切换前进挡而优选设置三个在双侧作用的换挡元件。在此，三个换挡元件中的两个可以只设置用于切换空套齿轮或用于抗相对转动地连接空套齿轮，其中，换挡元件既切换空套齿轮也实现了两个轴的连接。但在此也可以设置换挡元件的其他模式，但在此无需提高所需的换挡元件的数量。

也可能的是，代替在双侧作用的换挡元件也使用相应数量的在单侧作用的换挡元件或类似物。例如可以使用液压地、电动地、气动地、机械地操纵的离合器或其他形状配合的爪形离合器以及任意类型的同步装置作为换挡元件，它们在需要时也可以具有内部操纵装置。

例如，可以将在双侧作用的第一换挡元件配设给第二齿轮平面和第三齿轮平面，其中，在换挡元件的被切换的状态下，所配设的空套齿轮分别与第一变速器输入轴连接。以此方式可以根据换挡方向将第二齿轮平面或第三齿轮平面以进行驱动的方式用于第一分变速器的传动。

接下来的扩展方案设计为，在双侧作用的第二换挡元件配设给第三齿轮平面和第四齿轮平面，使得分别配设的空套齿轮可以抗相对转动地与从动轴连接。因此，可以根据换挡方向将第三齿轮平面和第四齿轮平面用于第一分变速器的传动。

本发明的接下来的改进方案可以设计为，在双侧作用的第三换挡元件在副轴的区域中配设给第四齿轮平面和第五齿轮平面。一方面，配设于第五齿轮平面的空套齿轮可以与内部的第二副轴抗相对转动地连接，而另一方面，第二副轴可以与外部的第一副轴抗相对转动地连接。因此，当配设于第四齿轮平面的换挡元件被激活时，这两个分变速器相互耦接。在第五齿轮平面的换挡元件被激活时，第五齿轮平面被用作用于第二分变速器的传动的被驱动的齿轮平面。

利用根据本发明所提出的双离合变速器可以通过五个齿轮平面实现七个可动力换挡的前进挡，其中，第七前进挡优选实施为尤其在长途交通运输研究框架内的商用车中的直接挡。在可能的倒挡传动中，可动力换挡的倒挡同样是可行的。通过在相应的位置上添加另外的齿轮平面和同步装置或换挡元件，可以产生其他附加的挡位。同样还可能的是，无需对现有的齿轮组作机械的改变就可以实现一种可全动力换挡的五挡变速器或六挡变速器。

可能的是，可以在任意车辆中使用所提出的双离合变速器。优选也可以在商用车中使用双离合变速器，在商用车中有利的是，例如前置或后置一个或多个范围选择副变速器（Bereichsgruppengetriebe），以便使主变速器的可用挡位的数量翻数倍。

附图说明

以下借助附图进一步阐释了本发明。附图中：

图1示出了根据本发明的双离合变速器的一种可能的实施变型方案的示意性视图；以及

图2示出了图1中所示的双离合变速器的可能的换挡图表。

具体实施方式

在附图中借助七挡双离合变速器示出了双离合变速器的一个可能的实施变型方案。在图2中用表格示出了针对该实施变型方案的示例性说明的换挡图表。

当例如将若干挡位从根据图2的换挡图表中略去时，在图1中示出的用于根据本发明的双离合变速器的齿轮组也可以无需机械改变地使用于六挡或五挡双离合变速器。

双离合变速器包括两个离合器K1、K2，它们的输入侧与驱动轴w_an连接以及它们的输出侧与两个彼此同轴布置的变速器输入轴w_k1、w_k2中的各一个连接，其中，第一变速器输入轴w_k1配设于第一分变速器以及第二变速器输入轴w_k2配设于第二分变速器。从动轴w_ab与驱动轴w_an同轴地布置。第一变速器输入轴w_k1在所示实施例中构造为实心轴而第二变速器输入轴w_k2构造为空心轴。此外，双离合变速器还包括两个同样彼此同轴布置的副轴w_v1和w_v2，其中，第一副轴w_v1在所示实施例中构造为空心轴而第二副轴w_v2构造为实心轴。

与变速器输入轴w_k1抗相对转动连接的固定齿轮1作为挡位齿轮或齿轮级设置在第一变速器输入轴w_k1上。为第二变速器输入轴w_k2配设两个可切换的空套齿轮3、5。三个固定齿轮4、6、8抗相对转动地与第一副轴w_v1连接。两个固定齿轮2、12与第二副轴w_v2连接，其中，为第二副轴w_v2附加地配设一个可切换的空套齿轮10。最后，为从动轴w_ab配设两个可切换的空套齿轮7、11，其中，固定齿轮9额外与从动轴w_ab抗相对转动地连接。

根据本发明，在所提出的双离合变速器中仅设置五个齿轮平面I、II、III、IV、V以及一个倒挡齿轮平面R，并且它们布置为使得可以实施至少七个可动力换挡的前进挡V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7，其中，第七个前进挡V7优选实现为直接挡。

在第一齿轮平面I中，第二变速器输入轴w_k2的固定齿轮1与第二副轴w_v2的固定齿轮2啮合，其中，在第二齿轮平面II中第一变速器输入轴w_k1的空套齿轮3与第一副轴w_v1的固定齿轮4啮合。在第三齿轮平面III中，第一变速器输入轴w_k1的空套齿轮5与第一副轴w_v1的固定齿轮6啮合。在第四齿轮平面IV中，从动轴w_ab的空套齿轮7与第一副轴w_v1的固定齿轮8啮合。最后，在第五齿轮平面V中，从动轴w_ab的固定齿轮9与第二副轴w_v2的空套齿轮10啮合。

在倒挡齿轮平面R中，从动轴w_ab的空套齿轮11与用于倒挡传动的逆转的中间轴w_zw的中间齿轮zw啮合，其中，中间齿轮zw又与第二副轴w_v2的固定齿轮12啮合。

因此，第一齿轮平面I通过构造为空心轴的第二变速器输入轴w_k2实现，其中，通过同样构造为空心轴的第一副轴w_v1形成了第二齿轮平面II、第三齿轮平面III和第四齿轮平面IV。

为了切换空套齿轮3、5、7、10、11以及为了连接这两个副轴w_v1和w_v2，设置有三个同步装置或在双侧作用的换挡元件A-B、C-D、E-F和一个单重作用的换挡元件H。

在图2所示的表中，示例性地为图1中所示的齿轮组说明了一张换挡图表，在该换挡图表中，用u表示各个传动比以及用

表示变速器各挡速比间隔，其中，这些值仅示例性地列举。

在示例性说明的七挡双离合变速器中，从换挡图表中详细可知，第一前进挡V1可以通过第一离合器K1和通过被激活的换挡元件A以及通过被激活的换挡元件D切换。第二前进挡V2通过第二离合器K2和通过被激活的换挡元件D以及通过被激活的换挡元件E切换，其中，第三前进挡V3可以通过第一离合器K1和通过被激活的换挡元件B以及通过被激活的换挡元件D切换。第四前进挡V4通过第二离合器K2以及通过被激活的换挡元件F切换，其中，第五前进挡V5通过第一离合器K1和通过被激活的换挡元件A以及通过被激活的换挡元件C切换。第六前进挡V6通过第二离合器K2和通过被激活的换挡元件C以及通过被激活的换挡元件E切换。第七前进挡V7通过第一离合器K1和通过被激活的换挡元件B以及通过被激活的换挡元件V作为直接挡切换。

作为倒挡传动，倒挡R1通过第二离合器K2以及通过被激活的换挡元件H切换。另一倒挡R2通过第一离合器K1和通过被激活的换挡元件A以及通过被激活的换挡元件E以及通过被激活的换挡元件H切换。此外，接下来的倒挡R3通过第一离合器K1以及通过被激活的换挡元件B和通过被激活的换挡元件E以及通过被激活的换挡元件H切换，其中从倒挡R1到倒挡R2的切换可动力换挡。

此外，由根据图2的换挡图表可知，为了切换第一前进挡V1，使用第二齿轮平面II和第四齿轮平面IV的齿轮级或挡位齿轮，其中第二齿轮平面以进行驱动的方式来使用而第四齿轮平面IV以被驱动的方式来使用。

为了切换第二前进挡V2，使用第一齿轮平面I和第四齿轮平面IV的齿轮级，其中第一齿轮平面I以进行驱动的方式来使用而第四齿轮平面IV以被驱动的方式来使用。

在第三前进挡V3的切换过程中，使用第三齿轮平面III和第四齿轮平面IV的齿轮级，其中齿轮平面III以进行驱动的方式来使用而齿轮平面IV以被驱动的方式来使用。

为了切换第四前进挡V4，使用第一齿轮平面I和第五齿轮平面V的齿轮级，其中第一齿轮平面I以进行驱动的方式来使用而第五齿轮平面V以被驱动的方式来使用。

在切换第五前进挡V5时使用第二齿轮平面II和第三齿轮平面III的齿轮级，其中第二齿轮平面II以进行驱动的方式来使用而第三齿轮平面III以被驱动的方式来使用。

在第六前进挡V6的切换过程中，使用第一齿轮平面I和第三齿轮平面III的齿轮级，其中第一齿轮平面I以进行驱动的方式来使用而第三齿轮平面III以被驱动的方式来使用。

最后，通过第一变速器输入轴w_k1通过被激活的换挡元件B和C与从动轴w_ab连接的方式，第七前进挡V7由此实施为直接挡。

为了切换倒挡R1，使用第一齿轮平面I和倒挡齿轮平面R的齿轮级，其中第一齿轮平面I以进行驱动的方式来使用而倒挡齿轮平面R以被驱动的方式来使用。为了切换倒挡R2，使用第二齿轮平面II和倒挡齿轮平面R的齿轮级，其中第二齿轮平面II以进行驱动的方式来使用而倒挡齿轮平面R以被驱动的方式来使用。最后，为了切换倒挡R3，使用第三齿轮平面III和倒挡齿轮平面R，其中第三齿轮平面III以进行驱动的方式来使用而倒挡齿轮平面R以被驱动的方式来使用。

附图标记列表

1 第二变速器输入轴的固定齿轮

2 第二副轴的固定齿轮

3 第一变速器输入轴的空套齿轮

4 第一副轴的固定齿轮

5 第一变速器输入轴的空套齿轮

6 第一副轴的固定齿轮

7 从动轴的空套齿轮

8 第一副轴的固定齿轮

9 从动轴的固定齿轮

10 第二副轴的空套齿轮

11 从动轴的空套齿轮

12 第二副轴的固定齿轮

I 第一齿轮平面

II 第二齿轮平面

III 第三齿轮平面

IV 第四齿轮平面

V 第五齿轮平面

R 倒挡齿轮平面

K1 第一离合器

K2 第二离合器

w_an 驱动轴

w_ab 从动轴

w_k1 第一变速器输入轴

w_k2 第二变速器输入轴

w_v1 第一副轴

w_v2 第二副轴

w_zw 中间轴

zw 中间齿轮

V1 第一前进挡

V2 第二前进挡

V3 第三前进挡

V4 第四前进挡

V5 第五前进挡

V6 第六前进挡

V7 第七前进挡

R1 倒挡

R2 倒挡

R3 倒挡

A 换挡元件

B 换挡元件

C 换挡元件

D 换挡元件

E 换挡元件

F 换挡元件

H 换挡元件

u 传动比

变速器各挡速比间隔

Claims

1.一种双离合变速器，带有两个离合器（K1、K2），所述离合器的输入侧与驱动轴（w_an）连接以及所述离合器的输出侧与两个相互同轴布置的变速器输入轴（w_k1、w_k2）中的各一个连接，该双离合变速器还带有至少两个相互同轴布置的副轴（w_v1、w_v2）以及带有与驱动轴（w_an）同轴布置的从动轴（w_ab），其中，设置多个齿轮平面（I、II、III、IV、V），为所述齿轮平面配设多个用于切换空套齿轮（3、5、7、10、11）和/或轴连接装置的换挡元件（A、B、C、D、E、F、H），使得能够切换多个前进挡（V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7），其特征在于，能够动力换挡的前进挡（V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7）的数量超过齿轮平面（I；II、III、IV、V）的数量至少两个。

2.按权利要求1所述的双离合变速器，其特征在于，五个齿轮平面（I、II、III、IV、V）布置为使得至少七个前进挡（V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7）能够动力换挡。

3.按前述权利要求之一所述的双离合变速器，其特征在于，在第一齿轮平面（I）中，第二变速器输入轴（w_k2）的固定齿轮（1）与第二副轴（w_v2）的固定齿轮（2）啮合。

4.按前述权利要求之一所述的双离合变速器，其特征在于，在第二齿轮平面（II）中，第一变速器输入轴（w_k1）的空套齿轮（3）与第一副轴（w_v1）的固定齿轮（4）啮合。

5.按前述权利要求之一所述的双离合变速器，其特征在于，在第三齿轮平面（III）中，第一变速器输入轴（w_k1）的空套齿轮（5）与第一副轴（w_v1）的固定齿轮（6）啮合。

6.按前述权利要求之一所述的双离合变速器，其特征在于，在第四齿轮平面（IV）中，所述从动轴（w_ab）的空套齿轮（7）与第一副轴（w_v1）的固定齿轮（8）啮合。

7.按前述权利要求之一所述的双离合变速器，其特征在于，在第五齿轮平面（V）中，所述从动轴（w_ab）的固定齿轮（9）与第二副轴（w_v2）的空套齿轮（10）啮合。

8.按前述权利要求之一所述的双离合变速器，其特征在于，设置倒挡齿轮平面（R）以及尤其在所述倒挡齿轮平面（R）中，所述从动轴（w_ab）的空套齿轮（11）与用于至少一个倒挡传动（R1、R2、R3）的逆转的中间轴（w_zw）的中间齿轮（zw）啮合，其中，所述中间齿轮（zw）与第二副轴（w_v2）的固定齿轮（12）啮合。

9.按前述权利要求之一所述的双离合变速器，其特征在于，尤其在双侧作用的换挡元件（A-B）配设于第二齿轮平面（II）和第三齿轮平面（III），使得在换挡元件（A）被激活时，空套齿轮（3）抗相对转动地与第一分变速器的第一变速器输入轴（w_k1）连接，以及在换挡元件（B）被激活时，空套齿轮（5）抗相对转动地与第一分变速器的第一变速器输入轴（w_k1）连接。

10.按前述权利要求之一所述的双离合变速器，其特征在于，尤其在双侧作用的换挡元件（C-D）配设于第三齿轮平面（III）和第四齿轮平面（IV），使得在换挡元件（C）被激活时，空套齿轮（5）抗相对转动地与所述从动轴（w_ab）连接，以及在换挡元件（D）被激活时，空套齿轮（7）抗相对转动地与所述从动轴（w_ab）连接。

11.按前述权利要求之一所述的双离合变速器，其特征在于，尤其在双侧作用的换挡元件（E-F）配设于第四齿轮平面（IV）和第五齿轮平面（V），使得在换挡元件（E）被激活时，第二副轴（w_v2）抗相对转动地与第一副轴（w_v1）连接，以及在换挡元件（F）被激活时，空套齿轮（10）抗相对转动地与所述第二副轴（w_v2）连接。

12.按前述权利要求之一所述的双离合变速器，其特征在于，为倒挡齿轮平面（R）配设尤其单重作用的换挡元件（H），使得在该换挡元件（H）被激活的状态下，空套齿轮（11）抗相对转动地与所述从动轴（w_ab）连接。

13.按前述权利要求之一所述的双离合变速器，其特征在于，在七挡双离合变速器中，第一前进挡（V1）能够通过第一离合器（K1）和通过被激活的换挡元件（A）以及通过被激活的换挡元件（D）切换，第二前进挡（V2）能够通过第二离合器（K2）和通过被激活的换挡元件（D）以及通过被激活的换挡元件（E）切换，第三前进挡（V3）能够通过第一离合器（K1）和通过被激活的换挡元件（B）以及通过被激活的换挡元件（D）切换，第四前进挡（V4）能够通过第二离合器（K2）以及通过被激活的换挡元件（F）切换，第五前进挡（V5）能够通过第一离合器（K1）和通过被激活的换挡元件（A）以及通过被激活的换挡元件（C）切换，第六前进挡（V6）能够通过第二离合器（K2）和通过被激活的换挡元件（C）以及通过被激活的换挡元件（E）切换，第七前进挡（V7）能够通过第一离合器（K1）以及通过被激活的换挡元件（B）以及通过被激活的换挡元件（C）作为直接挡切换。

14.按权利要求8至13之一所述的双离合变速器，其特征在于，至少一个倒挡（R1）能够通过第二离合器（K2）以及通过被激活的换挡元件（H）切换和/或至少一个倒挡（R2）能够通过第一离合器（K1）以及通过被激活的换挡元件（A）和被激活的换挡元件（E）以及通过被激活的换挡元件（H）切换和/或另一倒挡（R3）能够通过第一离合器（K1）和通过被激活的换挡元件（B）以及通过被激活的换挡元件（E）和通过被激活的换挡元件（H）切换，其中，能够动力换挡从倒挡（R1）到倒挡（R2）的切换。

15.按前述权利要求之一所述的双离合变速器，其特征在于，至少一个范围选择副变速器被后置或前置，用以将现有挡位翻数倍。

16.按前述权利要求之一所述的双离合变速器，其特征在于，至少一个齿轮平面既能够用作驱动性的齿轮平面又能够用作被驱动的齿轮平面。