CN103711845B - 多挡双离合变速器及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车制造技术领域，具体公开了一种多挡双离合变速器及车辆，所述多挡双离合变速器包括嵌套在一起的外输入轴和内输入轴、嵌套在一起的第一外输出轴和第一内输出轴、嵌套在一起的第二外输出轴和第二内输出轴以及开关元件，内输入轴和外输入轴均分别通过第一离合器和第二离合器与动力源连接且各输入轴均设有至少一个主动齿轮，第一内输出轴和第二输出轴分别设有第一输出齿轮和第二输出齿轮且各输出轴均设有至少一个从动齿轮，开关元件能够控制不同主动齿轮之间以及不同从动齿轮之间的接合，以使变速器输出多个不同挡位的速比，所述车辆包括所述多挡双离合变速器。本发明可以实现最多十七个前进挡和一个倒挡，满足了与高挡位汽车的匹配性。

Description

多挡双离合变速器及车辆
技术领域
本发明涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种多挡双离合变速器及具有该多挡双离合变速器的车辆。
背景技术
根据发动机的布置形式，变速器有横置和纵置之分，一般纵置适用于前置后驱车型，横置适用于前置前驱车型。现有双离合变速器横置产品多采用嵌套式双输入轴的三轴式设计，一般设置六至七个挡，其各挡都采用奇奇、偶偶组合排布在两根中间轴上，有单设倒挡惰轮轴结构，有单设倒挡齿轮轴结构，也有直接采用其他挡从动齿轮作为倒挡惰轮的结构。
采用双离合器的变速器，克服了动力中断的问题，提高了整车的动力性。相比传统行星齿轮式自动变速箱更利于提升燃油经济性，油耗大约能够降低15%，在换挡过程中，几乎没有扭矩损失。当预挂挡齿轮已处于预备状态时，升挡速度极快，可以达到惊人的8毫秒。
传统的自动变速器传动效率比较低，而现有市场上的双离合变速器轴向尺寸较长，挡位数低，与整车匹配的动力性和经济性都不够好，并且现有双离合变速器的最高挡位为七个前进挡和一个倒挡，没有更高挡位的双离合变速器来满足正常匹配的动力性。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种多挡双离合变速器，以克服现有技术中的双离合变速器挡位数低的问题。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一多挡双离合变速器，包括：
嵌套在一起的外输入轴和内输入轴，所述内输入轴通过第一离合器与动力源连接，所述外输入轴通过第二离合器与动力源连接，所述外输入轴和内输入轴均设有至少一个主动齿轮；
嵌套在一起的第一外输出轴和第一内输出轴以及嵌套在一起的第二外输出轴和第二内输出轴，所述第一内输出轴设有与差速器齿轮啮合的第一输出齿轮，所述第二内输出轴设有与差速器齿轮啮合的第二输出齿轮，所述第一外输出轴、第一内输出轴、第二外输出轴和第二内输出轴均设有至少一个与所述主动齿轮对应啮合的从动齿轮；
开关元件，所述开关元件能够控制不同主动齿轮之间以及不同从动齿轮之间的接合，以使变速器输出多个不同挡位的速比。
优选地，
所述外输入轴上从第二离合器起依次设有第一主动齿轮、第二主动齿轮、第一开关元件、第三主动齿轮和第四主动齿轮，所述内输入轴设有第五主动齿轮；
所述第一主动齿轮和第四主动齿轮固连在所述外输入轴上，所述第二主动齿轮和第三主动齿轮空套在所述外输如轴上，所述第五主动齿轮固连在所述内输入轴上，所述第一开关元件空套在所述外输入轴上且与所述第二主动齿轮连接在一起，所述第一开关元件用于控制所述第二主动齿轮与所述第三主动齿轮之间的接合。
优选地，
所述第一外输出轴上依次设有与第二主动齿轮对应啮合的第二从动齿轮、与第三主动齿轮对应啮合的第三从动齿轮、第三开关元件以及与第四主动齿轮对应啮合的第四从动齿轮，所述第一内输出轴上依次设有第二开关元件、与第一主动齿轮对应啮合的第一从动齿轮、第四开关元件以及与第五主动齿轮对应啮合的第五从动齿轮；
所述第二从动齿轮和第四从动齿轮固连在所述第一外输出轴上，所述第三从动齿轮空套在所述第一外输出轴上，所述第一从动齿轮和第五从动齿轮空套在所述第一内输出轴上，所述第三开关元件固连在所述第一外输出轴上，用于控制所述第一外输出轴与第三从动齿轮之间的接合，所述第二开关元件固连在所述第一内输出轴上，用于控制所述第一内输出轴与所述第一从动齿轮之间的接合，所述第四开关元件固连在所述第一内输出轴上，用于控制所述第一内输出轴与所述第一外输出轴或第五从动齿轮之间的接合。
优选地，所述第一主动齿轮和第一从动齿轮之间设有中间轴，所述中间轴上固连有第六从动齿轮，所述第一主动齿轮、第六从动齿轮和第一从动齿轮依次啮合。
优选地，
所述第二外输出轴上依次设有第六开关元件、与第四主动齿轮对应啮合的第九从动齿轮以及与所述第五主动齿轮对应啮合的第十从动齿轮，所述第二内输出轴上依次设有与第二主动齿轮对应啮合的第七从动齿轮、第五开关元件以及与第三主动齿轮对应啮合的第八从动齿轮；
所述第九从动齿轮空套在所述第二外输出轴上，所述第十从动齿轮固连在所述第二外输出轴上，所述第七从动齿轮和第八从动齿轮空套在所述第二内输出轴上，所述第六开关元件固连在所述第二外输出轴上，用于控制所述第二外输出轴与所述第九从动齿轮或所述第八从动齿轮之间的接合，所述第五开关元件固连在所述第二内输出轴上，用于控制所述第二内输出轴与所述第七从动齿轮或所述第八从动齿轮之间的接合。
优选地，所述多挡双离合变速器至少具有九个前进挡和一个倒挡。
优选地，所述多挡双离合变速器最多具有十七个前进挡和一个倒挡。
本发明还提供了一种车辆，包括所述的多挡双离合变速器。
（三）有益效果
本发明的多挡双离合变速器采用嵌套在一起的第一外输出轴和第一内输出轴以及嵌套在一起的第二外输出轴和第二内输出轴，并通过不同开关元件控制输入轴上不同的主动齿轮之间以及输出轴上不同的从动齿轮之间的接合，以使变速器输出多个不同挡位的速比，这种多挡双离合变速器在不增加变速器轴向长度的情况下，可以实现最多十七个前进挡和一个倒挡，而且，多挡位紧密的齿比变化使发动机输出动力衔接顺畅，换挡舒适，有效地改善了汽车的燃油经济性，变速器结构简单紧凑，轴向距离小，体积小，成本低，布置简单，承载能力大，满足了与高挡位汽车的匹配性。
附图说明
图1为本发明实施例的多挡双离合变速器的结构图。
图中，1：第一离合器；2：第二离合器；3：第一输出齿轮；4：第二开关元件；5：第一从动齿轮；6：第一开关元件；7：第二从动齿轮；8：第一外输出轴；9：第三主动齿轮；10：第三从动齿轮；11：第三开关元件；12：第四从动齿轮；13：第四开关元件；14：第五从动齿轮；15：第一内输出轴；16：第五主动齿轮；17：内输入轴；18：第四主动齿轮；19：第十从动齿轮；20：第二内输出轴；21：第二外输出轴；22：第九从动齿轮；23：第六开关元件；24：第八从动齿轮；25：第五开关元件；26：第七从动齿轮；27：第二主动齿轮；28：第一主动齿轮；29：第六从动齿轮；30：第二输出齿轮；31：外输入轴；32：中间轴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1所示，本实施例的多挡双离合变速器包括：嵌套在一起的外输入轴31（偶数输入轴）和内输入轴17（奇数输入轴）、嵌套在一起的第一外输出轴8和第一内输出轴15以及嵌套在一起的第二外输出轴21和第二内输出轴20；内输入轴17通过第一离合器1与车辆的动力源连接，外输入轴31通过第二离合器2与车辆的动力源连接；第一内输出轴15设有与差速器齿轮啮合的第一输出齿轮3，用于将动力传递给车辆的差速器，第二内输出轴20设有与差速器齿轮啮合的第二输出齿轮30，用于将动力传递给车辆的差速器。上述外轴嵌套在内轴上的结构有利于充分利用各齿轮的配合进行方向的转化和速比的调配。
外输入轴31上从第二离合器2起（即图1中从左至右）依次设有第一主动齿轮28、第二主动齿轮27、第一开关元件6、第三主动齿轮9和第四主动齿轮18，内输入轴17设有第五主动齿轮16；第一主动齿轮28和第四主动齿轮18固连（与轴相对固定，一起旋转）在外输入轴31上，第二主动齿轮27和第三主动齿轮9空套（可与轴相对旋转）在外输入轴31上，第五主动齿轮16固连在内输入轴17上，第一开关元件6空套在外输入轴31上且与第二主动齿轮27连接在一起共同旋转；第一开关元件6能够通过其A侧控制第二主动齿轮27与第三主动齿轮9之间的接合（即控制第二主动齿轮27与第三主动齿轮9共同旋转）。
第一外输出轴8上依次设有与第二主动齿轮27对应啮合的第二从动齿轮7、与第三主动齿轮9对应啮合的第三从动齿轮10、第三开关元件11以及与第四主动齿轮18对应啮合的第四从动齿轮12，第一内输出轴15上依次设有第二开关元件4、与第一主动齿轮28对应啮合的第一从动齿轮5、第四开关元件13以及与第五主动齿轮16对应啮合的第五从动齿轮14；第二从动齿轮7和第四从动齿轮12固连在第一外输出轴8上，第三从动齿轮10空套在第一外输出轴8上，第一从动齿轮5和第五从动齿轮14空套在第一内输出轴15上，第三开关元件11固连在第一外输出轴8上，其B侧能够控制第一外输出轴8与第三从动齿轮10之间的接合，第二开关元件4固连在第一内输出轴15上，其I侧能够控制第一内输出轴15与第一从动齿轮5之间的接合，第四开关元件13固连在第一内输出轴15上，其C侧能够控制第一内输出轴15与第一外输出轴之间的接合，其D侧能够控制第一内输出轴15与第五从动齿轮14之间的接合。
第一主动齿轮28和第一从动齿轮5之间设有中间轴32，中间轴32上固连有第六从动齿轮29，第一主动齿轮28、第六从动齿轮29和第一从动齿轮5依次啮合。第一从动齿轮5为倒挡齿轮，如图1所示，倒挡齿轮布置在第一内输出轴的轴端有利于轴的设计。
第二外输出轴21上依次设有第六开关元件23、与第四主动齿轮18对应啮合的第九从动齿轮22以及与第五主动齿轮16对应啮合的第十从动齿轮19，第二内输出轴20上依次设有与第二主动齿轮27对应啮合的第七从动齿轮26、第五开关元件25以及与第三主动齿轮9对应啮合的第八从动齿轮24；第九从动齿轮22空套在第二外输出轴21上，第十从动齿轮19固连在第二外输出轴21上，第七从动齿轮26和第八从动齿轮24空套在第二内输出轴20上，第六开关元件23固连在第二外输出轴上21，其G侧能够控制第二外输出轴21与第八从动齿轮24之间的接合，其H侧能够控制第二外输出轴21与第九从动齿轮22之间的接合，第五开关元件25固连在第二内输出轴20上，其E侧能够控制第二内输出轴20与第七从动齿轮26之间的接合，其F侧能够控制第二内输出轴20与第八从动齿轮24之间的接合。
本实施例的多挡双离合变速器通过各齿轮的直径以及动力经不同齿轮组成的传递路线可以具有九个前进挡和一个倒挡，其具体换挡过程为：
一挡传递路线：动力源→第一离合器1→内输入轴17→第五主动齿轮16→第十从动齿轮19→第六开关元件23的H侧接合→第九从动齿轮22→第四主动齿轮18→第四从动齿轮12→第一外输出轴8→第二从动齿轮7→第二主动齿轮27→第二开关元件5的A侧接合→第三主动齿轮9→第八从动齿轮24→第五开关元件25的F侧接合→第二内输出轴20→第二输出齿轮30→差速器齿轮。
二挡传递路线：动力源→第二离合器2→外输入轴31→第四主动齿轮18→第四从动齿轮12→第一外输出轴8→第二从动齿轮7→第二主动齿轮27→第一开关元件5的A侧接合→第三主动齿轮9→第八从动齿轮24→第五开关元件25的F侧接合→第二内输出轴20→第二输出齿轮30→差速器齿轮。
三挡传递路线：动力源→第一离合器1→内输入轴17→第五主动齿轮16→第十从动齿轮19→第六开关元件23的H侧接合→第九从动齿轮22→第四主动齿轮18→第四从动齿轮12→第一外输出轴8→第三开关元件11的B侧接合→第三从动齿轮10→第三主动齿轮9→第八从动齿轮24→第五开关元件25的F侧接合→第二内输出轴20→第二输出齿轮30→差速器齿轮。
四挡传递路线：动力源→第二离合器2→外输入轴31→第四主动齿轮18→第四从动齿轮12→第一外输出轴8→第三开关元件11的B侧接合→第三从动齿轮10→第三主动齿轮9→第八从动齿轮24→第五开关元件25的F侧接合→第二内输出轴20→第二输出齿轮30→差速器齿轮。
五挡传递路线：动力源→第一离合器1→内输入轴17→第五主动齿轮16→第十从动齿轮19→第六开关元件23的G侧接合→第八从动齿轮24→第五开关元件25的F侧接合→第二内输出轴20→第二输出齿轮30→差速器齿轮。
六挡传递路线：动力源→第二离合器2→外输入轴31→第四主动齿轮18→第四从动齿轮12→第一外输出轴8→第四开关元件13的C侧接合→第一内输出轴15→第一输出齿轮3→差速器齿轮。
七挡传递路线：动力源→第一离合器1→内输入轴17→第五主动齿轮16→第十从动齿轮19→第六开关元件23的H侧接合→第九从动齿轮22→第四主动齿轮18→外输入轴31→第二主动齿轮27→第七从动齿轮26→第五开关元件25的E侧接合→第二内输出轴20→第二输出齿轮30→差速器齿轮。
八挡传递路线：动力源→第二离合器2→外输入轴31→第四主动齿轮18→第四从动齿轮12→第一外输出轴8→第二从动齿轮7→第二主动齿轮27→第七从动齿轮26→第五开关元件25的E侧接合→第二内输出轴20→第二输出齿轮30→差速器齿轮。
九挡传递路线：动力源→第一离合器1→内输入轴17→第五主动齿轮16→第十从动齿轮19→第六开关元件23的G侧接合→第八从动齿轮24→第九主动齿轮9→第一开关元件6的A侧接合→第二主动齿轮27→第二从动齿轮7→第一外输出轴8→第四开关元件中13的C侧接合→第一内输出轴15→第一输出齿轮3→差速器齿轮。
倒挡传递路线：动力源→第二离合器2→外输入轴31→第一主动齿轮28→第六从动齿轮29→第一从动齿轮5→第二开关元件4的I侧接合→第一内输出轴15→第一输出齿轮3→差速器齿轮。
本实施例的多挡双离合变速器中通过控制各开关元件的A、B、C、D、E、F、G、H和I侧的接合来切换不同的动力传递路线，从而输出多个不同挡位的速比。
本实施例的多挡双离合变速器还可以具有十七个前进挡和一个倒挡，即十个奇数前进挡、七个偶数前进挡和一个倒挡，其换挡过程及动力传递与上述九个前几当和一个倒挡类似，只需通过控制各开关元件的A、B、C、D、E、F、G、H和I侧的接合即可实现。具体传递路线为：奇数一挡HAF侧接合，奇数二挡GBE侧接合，奇数三挡HE侧接合，奇数四挡GF侧接合，奇数五挡HBF侧接合，奇数六挡D侧接合，奇数七挡GBC侧接合，奇数八挡HC侧接合，奇数九挡GAE侧接合，奇数十挡GAC侧接合，偶数一挡AF侧接合，偶数二挡AGD侧接合，偶数三挡E侧接合，偶数四挡BF侧接合，偶数五挡HD侧接合，偶数六挡BGD侧接合，偶数七挡C侧接合，倒挡I侧接合。
本发明的多挡双离合变速器还可以通过改变换挡策略（即各开关元件的接合情况及齿轮的直径）以实现其他数量的挡位，本领域技术人员应根据实际的汽车情况合理的选择适当换挡策略，从而选择适当的挡位数，此处不再赘述。
本发明的多挡双离合变速器采用嵌套在一起的第一外输出轴和第一内输出轴以及嵌套在一起的第二外输出轴和第二内输出轴，并通过不同开关元件控制输入轴上不同的主动齿轮之间以及输出轴上不同的从动齿轮之间的接合，以使变速器输出多个不同挡位的速比，这种多挡双离合变速器在不增加变速器轴向长度的情况下，可以实现最多十七个前进挡和一个倒挡，即在实现多挡化的同时，轴向尺寸更加紧凑，而且，多挡位紧密的齿比变化使发动机输出动力衔接顺畅，换挡舒适，有效地改善了汽车的燃油经济性，变速器结构简单紧凑，轴向距离小，体积小，成本低，布置简单，承载能力大，满足了与高挡位汽车的匹配性。
本发明还提供了一种车辆，所述车辆包括所述的多挡双离合变速器。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (4)

1.一种多挡双离合变速器，其特征在于，包括：
嵌套在一起的外输入轴和内输入轴，所述内输入轴通过第一离合器与动力源连接，所述外输入轴通过第二离合器与动力源连接，所述外输入轴和内输入轴均设有至少一个主动齿轮；
嵌套在一起的第一外输出轴和第一内输出轴以及嵌套在一起的第二外输出轴和第二内输出轴，所述第一内输出轴设有与差速器齿轮啮合的第一输出齿轮，所述第二内输出轴设有与差速器齿轮啮合的第二输出齿轮，所述第一外输出轴、第一内输出轴、第二外输出轴和第二内输出轴均设有至少一个与所述主动齿轮对应啮合的从动齿轮；
开关元件，所述开关元件能够控制不同主动齿轮之间以及不同从动齿轮之间的接合，以使变速器输出多个不同挡位的速比；
所述外输入轴上从第二离合器起依次设有第一主动齿轮、第二主动齿轮、第一开关元件、第三主动齿轮和第四主动齿轮，所述内输入轴设有第五主动齿轮；
所述第一主动齿轮和第四主动齿轮固连在所述外输入轴上，所述第二主动齿轮和第三主动齿轮空套在所述外输入轴上，所述第五主动齿轮固连在所述内输入轴上，所述第一开关元件空套在所述外输入轴上且与所述第二主动齿轮连接在一起，所述第一开关元件用于控制所述第二主动齿轮与所述第三主动齿轮之间的接合；
所述第一外输出轴上依次设有与第二主动齿轮对应啮合的第二从动齿轮、与第三主动齿轮对应啮合的第三从动齿轮、第三开关元件以及与第四主动齿轮对应啮合的第四从动齿轮，所述第一内输出轴上依次设有第二开关元件、与第一主动齿轮对应啮合的第一从动齿轮、第四开关元件以及与第五主动齿轮对应啮合的第五从动齿轮；
所述第二从动齿轮和第四从动齿轮固连在所述第一外输出轴上，所述第三从动齿轮空套在所述第一外输出轴上，所述第一从动齿轮和第五从动齿轮空套在所述第一内输出轴上，所述第三开关元件固连在所述第一外输出轴上，用于控制所述第一外输出轴与第三从动齿轮之间的接合，所述第二开关元件固连在所述第一内输出轴上，用于控制所述第一内输出轴与所述第一从动齿轮之间的接合，所述第四开关元件固连在所述第一内输出轴上，用于控制所述第一内输出轴与所述第一外输出轴或第五从动齿轮之间的接合；
所述第一主动齿轮和第一从动齿轮之间设有中间轴，所述中间轴上固连有第六从动齿轮，所述第一主动齿轮、第六从动齿轮和第一从动齿轮依次啮合；
所述第二外输出轴上依次设有第六开关元件、与第四主动齿轮对应啮合的第九从动齿轮以及与所述第五主动齿轮对应啮合的第十从动齿轮，所述第二内输出轴上依次设有与第二主动齿轮对应啮合的第七从动齿轮、第五开关元件以及与第三主动齿轮对应啮合的第八从动齿轮；
所述第九从动齿轮空套在所述第二外输出轴上，所述第十从动齿轮固连在所述第二外输出轴上，所述第七从动齿轮和第八从动齿轮空套在所述第二内输出轴上，所述第六开关元件固连在所述第二外输出轴上，用于控制所述第二外输出轴与所述第九从动齿轮或所述第八从动齿轮之间的接合，所述第五开关元件固连在所述第二内输出轴上，用于控制所述第二内输出轴与所述第七从动齿轮或所述第八从动齿轮之间的接合。
2.根据权利要求1所述的多挡双离合变速器，其特征在于，所述多挡双离合变速器至少具有九个前进挡和一个倒挡。
3.根据权利要求1所述的多挡双离合变速器，其特征在于，所述多挡双离合变速器最多具有十七个前进挡和一个倒挡。
4.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-3中任何一项所述的多挡双离合变速器。
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