CN103133610B - 多级变速器及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆变速器，车辆变速器包括第一齿轮‑小齿轮对、第二齿轮小齿轮对、第三齿轮‑小齿轮对和第四齿轮‑小齿轮对。变速器通过包括第一输入轴、第二输入轴、齿轮耦合器、第一齿轮小齿轮对、第二齿轮‑小齿轮对和第三齿轮‑小齿轮对的动力路径而产生第一速比。变速器还通过包括第二输入轴、齿轮耦合器、第二齿轮小齿轮对、第三齿轮小齿轮对和第四齿轮小齿轮对的动力路径而产生第二速比。

Description

多级变速器及其操作方法

技术领域

本发明总体上涉及一种用于机动车辆的变速器，尤其用于双输入离合器变速器。

背景技术

双离合变速器(DCT)，也被称为动力换档变速器，是一种使用两个输入离合器的齿轮传动机构，这两个输入离合器用于使前进档位和倒车档位产生多个速比。双离合变速器利用同步的离合器至离合器变换连续地传递动力。

变速器集成齿轮传动装置，该齿轮传动装置在变速器输入和变速器输出之间布置为双中间轴构造。一个输入离合器在变速器输入和与特定档位相关的第一中间轴之间传递转矩；另一个输入离合器在变速器输入和与其他档位相关的第二中间轴之间传递转矩。变速器通过使下面的操作交替来产生速比变化：接合第一输入离合器并以当前档位运转、使第二输入离合器脱离接合、在变速器中为以目标档位操作而准备动力路径、使第一输入离合器脱离接合、接合第二输入离合器、在变速器中为以下一个档位操作而准备另一动力路径。

动力换档变速器利用起动离合器从停止状态或几乎停止状态起动车辆。针对给定的车辆尺寸，由于发动机尺寸减小及利用涡轮增压推动，所以在起动时不会出现推动，可能导致用于起动的变速器速比不够大。

动力换档变速器通常具有特定数量的档位，且针对适应于将档位的数量增加到5个、6个或7个档位的设计灵活性小。

由于缺少变矩器将提供的发动机转矩放大功能，所以动力换档变速器通常需要起动离合器，以使车辆从停止状态或几乎停止状态加速。

发明内容

车辆变速器包括第一齿轮-小齿轮对、第二齿轮-小齿轮对、第三齿轮-小齿轮对和第四齿轮-小齿轮对。变速器通过包括第一输入轴、第二输入轴、齿轮耦合器、第一齿轮-小齿轮对、第二齿轮-小齿轮对和第三齿轮-小齿轮对的动力路径而产生第一速比。变速器还通过包括第二输入轴、齿轮耦合器、第二齿轮-小齿轮对、第三齿轮-小齿轮对和第四齿轮-小齿轮对的动力路径而产生第二速比。

本发明包括一种用于操作变速器的方法，所述方法包括：通过输入离合器将动力传递到第一齿轮-小齿轮对的齿轮；利用齿轮-耦合器将第一齿轮-小齿轮对的齿轮和第二齿轮-小齿轮对的齿轮连接；将动力从第二齿轮-小齿轮对的小齿轮传递到第三齿轮-小齿轮对的小齿轮；将动力从第三齿轮-小齿轮对的小齿轮传递到第三齿轮-小齿轮对的齿轮。

所述方法还包括：停止通过输入离合器传递动力；通过第二输入离合器将动力传递到第二齿轮-小齿轮对的小齿轮；将动力从第一齿轮-小齿轮对的齿轮传递到第一齿轮-小齿轮对的小齿轮；将动力从第一齿轮-小齿轮对的小齿轮传递到第四齿轮-小齿轮对的齿轮。

所述方法包括：通过输入离合器将动力传递到第一齿轮-小齿轮对的齿轮；利用齿轮-耦合器将第一齿轮-小齿轮对的齿轮和第二齿轮-小齿轮对的齿轮连接；将动力从第一齿轮-小齿轮对的齿轮传递到第三齿轮-小齿轮对的小齿轮；将动力从第三齿轮-小齿轮对的小齿轮传递到第三齿轮-小齿轮对的齿轮。

第一速比和第八速比通过利用经轴颈连接在中间轴上的齿轮-耦合器将第六档位齿轮结合到第五档位齿轮而产生，从而最小化产生8个前进档位速比所需要的齿轮和小齿轮的数量。

优选地，变速器产生8个前进档位和一个倒车档位，但是变速器可容易地进行改变，以产生6个或7个前进档位和一个倒车档位。

一种车辆变速器包括：第一输入轴，支撑第三速比的小齿轮、第五速比的小齿轮和第七速比的小齿轮；第二输入轴，支撑第二速比的小齿轮、第四速比的小齿轮和第六速比的小齿轮；第一中间轴，支撑第五速比的齿轮和第六速比的齿轮；第二中间轴，支撑第二速比的齿轮、第三速比的齿轮、第四速比的齿轮、第七速比的齿轮；齿轮-耦合器，用于可驱动地连接第五速比的齿轮和第六速比的齿轮。

车辆变速器还包括：空转齿轮，固定到第三速比的齿轮；倒车齿轮，经轴颈连接在第一中间轴上，并与第三速比的齿轮啮合；第一耦合器，用于将倒车齿轮和第五速比的齿轮交替地可驱动地连接到第一中间轴。

车辆变速器还包括：第二耦合器，用于将第六速比的齿轮可驱动地连接到第一中间轴。

车辆变速器还包括：空转齿轮，固定到第三速比的齿轮；第三耦合器，用于将空转齿轮和第七速比的齿轮交替地可驱动地连接到第二中间轴。

车辆变速器还包括：第四耦合器，用于将第二速比的齿轮和第四速比的齿轮交替地可驱动地连接到第二中间轴。

优选实施例的应用范围将从下面的详细描述、权利要求及附图中变得清楚。应该理解到，虽然说明了本发明的优选实施例，但是仅仅通过说明的方式给出描述和具体示例。对于本领域的技术人员来说，对于描述的实施例和示例的各种改变和变型将变得清楚。

附图说明

通过参照下面结合附图进行的描述，本发明将会更加易于理解，在附图中：

图1是产生8个前进档位和一个倒车档位的变速器齿轮传动装置的示意图；

图2是示出图1的齿轮传动装置的侧视图的示意图；

图3是示出图1的变速器的8个前进档位中的每个档位的优选速比的图表。

具体实施方式

根据需要，在此公开本发明的具体实施例；然而，应该理解到，公开的实施例仅仅是可以以多种和可选的形式实施的本发明的示例。附图不一定按照比例绘制；可夸大或最小化一些特征，以示出具体部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能性细节不被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域的技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。

现在，参照图1，动力换档变速器10包括共轴线的第一输入轴11和第二输入轴12；可驱动地连接到车辆车轮(未示出)的输出齿轮14；第一中间轴16和第二中间轴18；2-4同步器22；7-3同步器24；5-R同步器26；齿轮耦合器半同步器28；第六齿轮半同步器30。中空的输入轴11通过输入离合器15可驱动地连接到发动机13的曲轴。内轴12通过输入离合器17可驱动地连接到发动机13的曲轴。输入离合器15、17包括多个离合器片，这些离合器片交替地相互接合和脱离接合。

中间轴16包括输出小齿轮32，输出小齿轮32固定到中间轴16并与输出齿轮14啮合。中间轴18包括输出小齿轮34，输出小齿轮34固定到中间轴18并与输出齿轮14啮合。同步器22、24、26、30中的每个固定到支撑同步器22、24、26、30中的每个的中间轴，且同步器22、24、26、30中的每个包括选择套，选择套具有中性位置，选择套从该中性位置沿着相应的中间轴轴向地运动，以将齿轮固定到该中间轴。

然而，齿轮-耦合器半同步器28不固定到中间轴，以旋转。相反，齿轮-耦合器半同步器28被支撑在齿轮耦合器36上，齿轮耦合器36固定到第五齿轮56或第六齿轮54。第五齿轮56和第六齿轮54经轴颈连接(journalled)在中间轴18上，且独立于中间轴18的转速而旋转。齿轮-耦合器半同步器28包括选择套，选择套具有中性位置，选择套从该中性位置沿着中间轴18轴向地运动，以使第五齿轮56和第六齿轮54互相可驱动地连接。

输入小齿轮38、42、46固定到输入轴12。输入小齿轮40、44固定到输入轴11。第二齿轮50与小齿轮38啮合，并经轴颈连接在中间轴16上。第三齿轮52与小齿轮40啮合，并经轴颈连接在中间轴16上。第六齿轮54与小齿轮42啮合，并经轴颈连接在中间轴18上。第五齿轮56与小齿轮44啮合，并经轴颈连接在中间轴18上。第四齿轮58与小齿轮46啮合，并经轴颈连接在中间轴16上。第七齿轮60与小齿轮44啮合，并经轴颈连接在中间轴16上。倒车齿轮64与空转齿轮68啮合，并经轴颈连接在中间轴18上。空转齿轮68可驱动地连接到第三齿轮52。空转齿轮68和第三齿轮52经轴颈连接在中间轴16上，作为一个单体旋转。

在沿着正扭矩方向操作期间，即，当动力从发动机传递到输出齿轮14时，通过将动力从发动机13经输入离合器15、17中的一个，传递到对应于期望档位的输入轴11、12而产生每个速比。当进行下面的操作时产生第一档位：输入离合器15接合，输入离合器17脱离接合，同步器22的选择套向左运动以与第二齿轮50接合，齿轮-耦合器半同步器28的选择套被致动，以使第五齿轮56和第六齿轮54互相连接，其他同步器的选择套处于中性位置。通过使变速器处于第一档位而产生的动力路径包括输入离合器15、输入轴11、小齿轮44、第五齿轮56、同步器28、第六齿轮54、小齿轮42、输入轴12、小齿轮38、第二齿轮50、同步器22、中间轴16、输出小齿轮32和输出齿轮14。第一档位速比通过第五档位速比和第二档位速比相乘，再除以第六档位速比而获得，即，[第一档位速比＝(第五档位速比×第二档位速比)/第六档位速比]。

当进行下面的操作时产生第二档位：输入离合器15脱离接合，输入离合器17接合，同步器22的选择套向左运动以与第二齿轮50接合，其他同步器的选择套处于中性位置。由于第二档位而产生的动力路径包括输入离合器17、输入轴12、小齿轮38、第二齿轮50、同步器22、中间轴16、输出小齿轮32和输出齿轮14。

当进行下面的操作时产生第三档位：输入离合器15接合，输入离合器17脱离接合，同步器24的选择套向右运动以与第三齿轮52接合，其他同步器的选择套处于中性位置。由于第三档位而产生的动力路径包括输入离合器15、输入轴11、小齿轮40、第三齿轮52、同步器24、中间轴16、输出小齿轮32和输出齿轮14。

当进行下面的操作时产生第四档位：输入离合器15脱离接合，输入离合器17接合，同步器22的选择套向右运动以与第四齿轮58接合，其他同步器的选择套处于中性位置。由于第四档位而产生的动力路径包括输入离合器17、输入轴12、小齿轮46、第四齿轮58、同步器22、中间轴16、输出小齿轮32和输出齿轮14。

当进行下面的操作时产生第五档位：输入离合器15接合，输入离合器17脱离接合，同步器26的选择套向左运动以与第五齿轮56接合，其他同步器的选择套处于中性位置。由于第五档位而产生的动力路径包括输入离合器15、输入轴11、小齿轮44、第五齿轮56、同步器26、中间轴18、输出小齿轮34和输出齿轮14。

当进行下面的操作时产生第六档位：输入离合器15脱离接合，输入离合器17接合，同步器30的选择套向右运动以与第六齿轮54接合，其他同步器的选择套处于中性位置。由于第六档位而产生的动力路径包括输入离合器17、输入轴12、小齿轮42、第六齿轮54、同步器30、中间轴18、输出小齿轮34和输出齿轮14。

当进行下面的操作时产生第七档位：输入离合器15接合，输入离合器17脱离接合，同步器24的选择套向左运动以与第七齿轮60接合，其他同步器的选择套处于中性位置。由于第七档位而产生的动力路径包括输入离合器15、输入轴11、小齿轮44、第七齿轮60、同步器24、中间轴16、输出小齿轮32和输出齿轮14。

当进行下面的操作时产生第八档位：输入离合器15脱离接合，输入离合器17接合，同步器24的选择套向左运动以与第七齿轮60接合，齿轮-耦合器半同步器28的选择套被致动，以使第五齿轮56和第六齿轮54互相连接，其他同步器的选择套处于中性位置。通过使变速器处于第八档位而产生的动力路径包括输入离合器17、输入轴12、小齿轮42、第六齿轮54、同步器28、第五齿轮56、小齿轮44、第七齿轮60、同步器24、中间轴16、输出小齿轮32和输出齿轮14。第八档位速比通过第六档位速比和第七档位速比相乘，再除以第五档位速比而获得，即，[第八档位速比＝(第六档位速比×第七档位速比)/第五档位速比]。

当进行下面的操作时产生倒车档位：输入离合器15接合，输入离合器17脱离接合，同步器26的选择套向右运动以与倒车齿轮64接合，其他同步器的选择套处于中性位置。通过变速器10而产生的倒车档位动力路径包括输入轴11、小齿轮40、第三齿轮52、空转齿轮68、倒车齿轮64、同步器26、中间轴18、输出小齿轮34和输出齿轮14。

图3示出了用于8个前进档位的优选速比及跨度。

虽然已经参照同步器22、24、26、28、30描述了变速器，但是这些同步器可被离合器耦合器替代，离合器耦合器用于将中间轴连接到为了与相应中间轴接合而选择的齿轮。

根据专利法规的相关规定，已经描述了优选实施例。然而，应该注意到，除了可实施具体地示出和描述的实施例之外，还可实施替代实施例。

虽然在上面描述了示例性实施例，但是并不意在使得这些实施例描述本发明的所有可能形式。相反，在说明书中使用的词语是描述性词语而不是限定性词语，并且应该理解到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种改变。另外，多个实施的实施例的特征可被组合，以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (5)

1.一种车辆变速器，包括：

第一齿轮-小齿轮对、第二齿轮-小齿轮对、第三齿轮-小齿轮对和第四齿轮-小齿轮对，变速器通过包括第一输入轴、第二输入轴、齿轮耦合器、第一齿轮-小齿轮对、第二齿轮-小齿轮对和第三齿轮-小齿轮对的动力路径而产生第一速比，以及变速器通过包括第二输入轴、齿轮耦合器、第二齿轮-小齿轮对、第三齿轮-小齿轮对和第四齿轮-小齿轮对的动力路径而产生第二速比,

所述变速器还包括第二中间轴，所述第二中间轴支撑第一齿轮-小齿轮对的齿轮和第四齿轮-小齿轮对的齿轮，第二输入轴支撑第一齿轮-小齿轮对的小齿轮和第三齿轮-小齿轮对的小齿轮。

2.根据权利要求1所述的变速器，所述变速器还包括：

中间轴，支撑经轴颈连接在中间轴上的第二齿轮-小齿轮对的齿轮和第三齿轮-小齿轮对的齿轮；

齿轮耦合器，经轴颈连接在中间轴上，用于可驱动地连接第二齿轮-小齿轮对的齿轮和第三齿轮-小齿轮对的齿轮。

3.根据权利要求1所述的变速器，其中，第一输入轴支撑与第二齿轮-小齿轮对的齿轮和第四齿轮-小齿轮对的齿轮啮合的小齿轮。

4.根据权利要求1所述的变速器，所述变速器还包括：

第二耦合器，用于将第一齿轮-小齿轮对的齿轮可驱动地连接到第二中间轴。

5.根据权利要求1所述的变速器，所述变速器还包括：

第三耦合器，用于将第四齿轮-小齿轮对的齿轮可驱动地连接到第二中间轴。