CN105736652A - 一种双离合器式自动变速器 - Google Patents

一种双离合器式自动变速器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双离合器式自动变速器，属于汽车自动变速器技术领域。由于在现有双离合器式自动变速器设计中，所需齿轮的数量过多，特别是在具有挡位数量较多的变速器中更为突出。因此本发明提供了一种双离合器式自动变速器，设有两个中间轴，通过两个中间轴上的两个挡位共用主动齿轮的方式实现了减少齿轮数量的效果，减少了变速器的布置空间，降低了成本，而且有利于适应不同车型扭矩范围的变速器速比优化设计。本发明中使用双离合器的设计，当车辆在某一挡位运行时，下一个即将运行的挡位可以始终处于接合状态；因此只需切换两个离合器的工作状态，就可完成换挡动作。

Description

一种双离合器式自动变速器
技术领域
本发明属于汽车自动变速器技术领域。
背景技术
在双离合器式自动变速器中，变速器各挡位主动齿轮按奇、偶数挡位分别与输入轴上设置的两个离合器A、B连接，离合器A、B交替传递动力以实现挡位切换。双离合器式自动变速器(DCT)工作时，车辆先以某个挡位运行，自动变速器电控单元(TCU)根据相关传感器的信号判断即将进入工作的下一挡位，因该挡位离合器分离还未传递动力，故指令液压控制电磁阀十分方便的控制换挡执行机构，预先啮合这一挡位，在车辆运行达到换挡点时，只需要将正在工作的离合器分离，同时将另一个离合器接合，则使汽车以下一个挡位行驶。在换挡过程中，发动机的动力始终不断的被传递到车轮，所以这样完成的换挡过程为动力换挡。车辆实现了动力换挡过程，将极大的提高换挡舒适性，同时也保证车辆具有良好的经济性，使车辆油耗和排放等方面有所改善。
在现有双离合器式自动变速器设计中，具有双中间轴和啮合齿轮组的变速器使用不同的专用齿轮副来实现多个前进挡和倒挡的速比。因此，在变速器的速比设计中，所需齿轮的数量过多，特别是在具有挡位数量较多的变速器中更为突出。
发明内容
为了解决多挡位变速器中所需齿轮数过多、结构不紧凑、浪费空间的问题，本发明采用共用主动齿轮的设计方式，减少了主动齿轮的数量，减少了变速器的布置空间，降低了成本，而且有利于适应不同车型扭矩范围的变速器速比优化设计。
本发明所采用的技术方案具体如下：
本发明中一种双离合器式自动变速器主要包括动力输入总成、双中间轴变速总成、倒挡轴惰轮轴变速总成和动力输出总成。
所述的动力输入总成包括：离合器A27、离合器B28、奇数挡输入轴11、偶数挡输入轴10。飞轮29套于奇数挡输入轴11一端，并且与离合器A27和离合器B28的外壳连接；奇数挡输入轴11与离合器A27的摩擦片连接；偶数挡输入轴10空套于奇数挡输入轴11上，并且与离合器B28的摩擦片连接；
所述的双中间轴变速总成包括：中间轴Ⅰ12、中间轴Ⅱ13、一挡主动齿轮22、倒挡二挡主动齿轮25、三挡主动齿轮23、四挡六挡主动齿轮26、五挡七挡主动齿轮24、一挡从动齿轮1、二挡从动齿轮2、三挡从动齿轮3、四挡从动齿轮4、五挡从动齿轮5、六挡从动齿轮6、七挡从动齿轮7、中间轴倒挡齿轮8、减速齿轮Ⅰ15、减速齿轮Ⅱ16、同步器Ⅰ、同步器Ⅱ、同步器Ⅲ和同步器Ⅳ。
倒挡二挡主动齿轮25、四挡六挡主动齿轮26和偶数挡输入轴10三者之间固连，并且倒挡二挡主动齿轮25和四挡六挡主动齿轮26均空套于奇数挡输入轴11上；一挡主动齿轮22、三挡主动齿轮23和五挡七挡主动齿轮24均固连于奇数挡输入轴11上。
一挡从动齿轮1、五挡从动齿轮5、四挡从动齿轮4和二挡从动齿轮2依次空套于中间轴Ⅰ12上，一挡从动齿轮1和五挡从动齿轮5之间设有同步器Ⅰ，同步器Ⅰ可与一挡从动齿轮1或五挡从动齿轮5滑动连接；四挡从动齿轮4和二挡从动齿轮2之间设有同步器Ⅱ，同步器Ⅱ可与四挡从动齿轮4或二挡从动齿轮2滑动连接；同步器Ⅰ和同步器Ⅱ均与中间轴Ⅰ12固连。
三挡从动齿轮3、七挡从动齿轮7、六挡从动齿轮6和中间轴倒挡齿轮8依次空套在中间轴Ⅱ13上，三挡从动齿轮3和七挡从动齿轮7之间设有同步器Ⅲ，同步器Ⅲ可与三挡从动齿轮3或七挡从动齿轮7滑动连接；六挡从动齿轮6和中间轴倒挡齿轮8之间设有同步器Ⅳ，同步器Ⅳ可与六挡从动齿轮6滑动连接；同步器Ⅲ和同步器Ⅳ均与中间轴Ⅱ13固连。
其中，一挡主动齿轮22与一挡从动齿轮1啮合，倒挡二挡主动齿轮25与二挡从动齿轮2啮合，二挡从动齿轮2还与中间轴倒挡齿轮8啮合，三挡主动齿轮23与三挡从动齿轮3啮合，四挡六挡主动齿轮26分别与四挡从动齿轮4和六挡从动齿轮6啮合，五挡七挡主动齿轮24分别与五挡从动齿轮5和七挡从动齿轮7啮合。
减速齿轮Ⅰ15固连于中间轴Ⅰ12上，减速齿轮Ⅱ16固连于中间轴Ⅱ13上；减速齿轮Ⅰ15和减速齿轮Ⅱ16均与动力输出总成连接，并将动力传递至动力输出总成。
所述的倒挡轴惰轮轴变速总成包括：
惰轮轴31、固连于惰轮轴31上的惰轮Ⅰ20和惰轮Ⅱ21、倒挡轴14、固连于倒挡轴14上的减速齿轮Ⅲ17和同步器V，以及空套在倒挡轴14上的倒挡轴倒挡齿轮9；同步器Ⅴ可与倒挡轴倒挡齿轮9滑动连接。
其中，惰轮Ⅰ20与中间轴倒挡齿轮8啮合，惰轮Ⅱ21与倒挡轴倒挡齿轮9啮合，减速齿轮Ⅲ17与动力输出总成连接，并将动力传递至动力输出总成。
所述的动力输出总成包括：减速从动齿轮18和与其连接的动力输出轴，由减速从动齿轮18接收双中间轴变速总成或倒挡轴惰轮轴变速总成的动力并传递至动力输出轴将动力输出。
本发明的优选方式之一为：在减速从动齿轮18和动力输出轴之间增加差速器19，减速从动齿轮18与差速器19的外壳固定连接，通过差速器19将动力传递给动力输出轴。
进一步地优选方式：差速器19包括差速器壳和行星差速机构，减速从动齿轮18用铆钉铆接在差速器壳上。差速器19中行星差速机构两端的从动齿轮与动力输出轴采用花键配合方式，具有传递扭矩稳定可靠﹑安装方便的特点。
本发明的优选方式之二为：在倒挡轴14上固连一个驻车齿轮30用于驻车。进一步地优选：倒挡轴14与驻车齿轮30的连接方式为花键联接。
本发明的优选方式之三为：所述动力输出总成、惰轮轴31、中间轴Ⅰ12或中间轴Ⅱ13采用锥轴承两端支撑，可承受较大的轴向力。
本发明的优选方式之四为：奇数挡输入轴11和偶数挡输入轴10采用独立限位形式分别用轴承支撑在壳体上。
本发明的优选方式之五为：惰轮轴31与惰轮Ⅱ21采用齿轮轴结构，惰轮Ⅰ20与惰轮轴31采用花键配合方式，具有结构紧凑﹑承载能力大的优点。
本发明中可提供一至七挡七个行车挡和倒挡共八个挡位，各挡位传动路线如下：
一挡：动力依次经飞轮29、离合器A27、奇数挡输入轴11、一挡主动齿轮22、一挡从动齿轮1、同步器Ⅰ、中间轴Ⅰ12、减速齿轮Ⅰ15、减速从动齿轮18、差速器19和动力输出轴将动力输出。
二挡：动力依次经飞轮29、离合器B28、偶数挡输入轴10、倒挡二挡主动齿轮25、二挡从动齿轮2、同步器Ⅱ、中间轴Ⅰ12、减速齿轮Ⅰ15、减速从动齿轮18、差速器19和动力输出轴将动力输出。
三挡：动力依次经飞轮29、离合器A27、奇数挡输入轴11、三挡主动齿轮23、三挡从动齿轮3、同步器Ⅲ、中间轴Ⅱ13、减速齿轮Ⅱ16、减速从动齿轮18、差速器19和动力输出轴将动力输出。
四挡：动力依次经飞轮29、离合器B28、偶数挡输入轴10、四挡六挡主动齿轮26、四挡从动齿轮4、同步器Ⅱ、中间轴Ⅰ12、减速齿轮Ⅰ15、减速从动齿轮18、差速器19和动力输出轴将动力输出。
五挡：动力依次经飞轮29、离合器A27、奇数挡输入轴11、五挡七挡主动齿轮24、五挡从动齿轮5、同步器Ⅰ、中间轴Ⅰ12、减速齿轮Ⅰ15、减速从动齿轮18、差速器19和动力输出轴将动力输出。
六挡：动力依次经飞轮29、离合器B28、偶数挡输入轴10、四挡六挡主动齿轮26、六挡从动齿轮6、同步器Ⅳ、中间轴Ⅱ13、减速齿轮Ⅱ16、减速从动齿轮18、差速器19和动力输出轴将动力输出。
七挡：动力依次经飞轮29、离合器A27、奇数挡输入轴11、五挡七挡主动齿轮24、七挡从动齿轮7、同步器Ⅲ、中间轴Ⅱ13、减速齿轮Ⅱ16、减速从动齿轮18、差速器19和动力输出轴将动力输出。
倒挡：动力依次经飞轮29、离合器B28、偶数挡输入轴10、倒挡二挡主动齿轮25、中间轴倒挡齿轮8、惰轮Ⅰ20、惰轮轴31、惰轮Ⅱ21、倒挡轴倒挡齿轮9、同步器Ⅴ、倒挡轴14、减速齿轮Ⅲ17、减速从动齿轮18、差速器19和动力输出轴将动力输出。
本发明的有益效果：
1、当车辆在某一挡位运行时，下一个即将运行的挡位可以始终处于接合状态；当达到换挡点时，只需将正处于接合状态的离合器分离，将处于分离状态的离合器接合，即切换两个离合器的工作状态，就可完成换挡动作。
2、本发明中的双离合器式自动变速器结构更加合理，紧凑和简单。
附图说明
图1为本发明实施例1布置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作进一步解释和说明。
实施例1
本发明中一种双离合器式自动变速器主要由动力输入总成、双中间轴变速总成、倒挡轴惰轮轴变速总成和动力输出总成。
所述的动力输入总成包括：离合器A27、离合器B28、奇数挡输入轴11、偶数挡输入轴10。飞轮29套于奇数挡输入轴11一端，并且与离合器A27和离合器B28的外壳连接；奇数挡输入轴11与离合器A27的摩擦片连接；偶数挡输入轴10空套于奇数挡输入轴11上，并且与离合器B28的摩擦片连接；
所述的双中间轴变速总成包括：中间轴Ⅰ12、中间轴Ⅱ13、一挡主动齿轮22、倒挡二挡主动齿轮25、三挡主动齿轮23、四挡六挡主动齿轮26、五挡七挡主动齿轮24、一挡从动齿轮1、二挡从动齿轮2、三挡从动齿轮3、四挡从动齿轮4、五挡从动齿轮5、六挡从动齿轮6、七挡从动齿轮7、中间轴倒挡齿轮8、减速齿轮Ⅰ15、减速齿轮Ⅱ16、同步器Ⅰ、同步器Ⅱ、同步器Ⅲ和同步器Ⅳ。
倒挡二挡主动齿轮25、四挡六挡主动齿轮26和偶数挡输入轴10三者之间固连，并且倒挡二挡主动齿轮25和四挡六挡主动齿轮26均空套于奇数挡输入轴11上；一挡主动齿轮22、三挡主动齿轮23和五挡七挡主动齿轮24均固连于奇数挡输入轴11上。
一挡从动齿轮1、五挡从动齿轮5、四挡从动齿轮4和二挡从动齿轮2依次空套于中间轴Ⅰ12上，一挡从动齿轮1和五挡从动齿轮5之间设有同步器Ⅰ，同步器Ⅰ可与一挡从动齿轮1或五挡从动齿轮5滑动连接；四挡从动齿轮4和二挡从动齿轮2之间设有同步器Ⅱ，同步器Ⅱ可与四挡从动齿轮4或二挡从动齿轮2滑动连接；同步器Ⅰ和同步器Ⅱ均与中间轴Ⅰ12固连。
三挡从动齿轮3、七挡从动齿轮7、六挡从动齿轮6和中间轴倒挡齿轮8依次空套在中间轴Ⅱ13上，三挡从动齿轮3和七挡从动齿轮7之间设有同步器Ⅲ，同步器Ⅲ可与三挡从动齿轮3或七挡从动齿轮7滑动连接；六挡从动齿轮6和中间轴倒挡齿轮8之间设有同步器Ⅳ，同步器Ⅳ可与六挡从动齿轮6滑动连接；同步器Ⅲ和同步器Ⅳ均与中间轴Ⅱ13固连。
其中，一挡主动齿轮22与一挡从动齿轮1啮合，倒挡二挡主动齿轮25与二挡从动齿轮2啮合，二挡从动齿轮2还与中间轴倒挡齿轮8啮合，三挡主动齿轮23与三挡从动齿轮3啮合，四挡六挡主动齿轮26分别与四挡从动齿轮4和六挡从动齿轮6啮合，五挡七挡主动齿轮24分别与五挡从动齿轮5和七挡从动齿轮7啮合。
减速齿轮Ⅰ15固连于中间轴Ⅰ12上，减速齿轮Ⅱ16固连于中间轴Ⅱ13上；减速齿轮Ⅰ15和减速齿轮Ⅱ16均与动力输出总成连接，并将动力传递至动力输出总成。
所述的倒挡轴惰轮轴变速总成包括：
惰轮轴31、固连于惰轮轴31上的惰轮Ⅰ20和惰轮Ⅱ21、倒挡轴14、固连于倒挡轴14上的减速齿轮Ⅲ17和同步器V，以及空套在倒挡轴14上的倒挡轴倒挡齿轮9；同步器Ⅴ可与倒挡轴倒挡齿轮9滑动连接。
其中，惰轮Ⅰ20与中间轴倒挡齿轮8啮合，惰轮Ⅱ21与倒挡轴倒挡齿轮9啮合，减速齿轮Ⅲ17与动力输出总成连接，并将动力传递至动力输出总成。
所述的动力输出总成包括：减速从动齿轮18和与其连接的动力输出轴，由减速从动齿轮18接收双中间轴变速总成或倒挡轴惰轮轴变速总成的动力并传递至动力输出轴将动力输出。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于：在减速从动齿轮18和动力输出轴之间增加差速器19，减速从动齿轮18与差速器19的外壳固定连接，通过差速器19将动力传递给动力输出轴。差速器19包括差速器壳和行星差速机构，减速从动齿轮18用铆钉铆接在差速器壳上。差速器行星机构两端的减速从动齿轮18与动力输出轴采用花键配合方式，具有传递扭矩稳定可靠﹑安装方便的特点。
实施例3
本实施例与实施例1和2的不同之处在于：在倒挡轴14上固连一个驻车齿轮30用于驻车。倒挡轴14与驻车齿轮30的连接方式可使用花键联接。
实施例4
本实施例与实施例1至3的不同之处在于：所述动力输出总成、惰轮轴31、中间轴Ⅰ12或中间轴Ⅱ13采用锥轴承两端支撑，可承受较大的轴向力。
实施例5
本实施例与实施例1至4的不同之处在于：奇数挡输入轴11和偶数挡输入轴10采用独立限位形式分别用轴承支撑在壳体上。
实施例6
本实施例与实施例1至6的不同之处在于：惰轮轴31与惰轮Ⅱ21采用齿轮轴结构，惰轮Ⅰ20与惰轮轴31采用花键配合方式，具有结构紧凑﹑承载能力大的优点。

Claims (9)

1.一种双离合器式自动变速器，其特征在于，该装置主要包括动力输入总成、双中间轴变速总成、倒挡轴惰轮轴变速总成和动力输出总成；
所述的动力输入总成包括：离合器A(27)、离合器B(28)、奇数挡输入轴(11)、偶数挡输入轴(10)；飞轮(29)套于奇数挡输入轴(11)一端，并且与离合器A(27)和离合器B(28)的外壳连接；奇数挡输入轴(11)与离合器A(27)的摩擦片连接；偶数挡输入轴(10)空套于奇数挡输入轴(11)上，并且与离合器B(28)的摩擦片连接；
所述的双中间轴变速总成包括：中间轴Ⅰ(12)、中间轴Ⅱ(13)、一挡主动齿轮(22)、倒挡二挡主动齿轮(25)、三挡主动齿轮(23)、四挡六挡主动齿轮(26)、五挡七挡主动齿轮(24)、一挡从动齿轮(1)、二挡从动齿轮(2)、三挡从动齿轮(3)、四挡从动齿轮(4)、五挡从动齿轮(5)、六挡从动齿轮(6)、七挡从动齿轮(7)、中间轴倒挡齿轮(8)、减速齿轮Ⅰ(15)、减速齿轮Ⅱ(16)、同步器Ⅰ、同步器Ⅱ、同步器Ⅲ和同步器Ⅳ；
倒挡二挡主动齿轮(25)、四挡六挡主动齿轮(26)和偶数挡输入轴(10)三者之间固连，并且倒挡二挡主动齿轮(25)和四挡六挡主动齿轮(26)均空套于奇数挡输入轴(11)上；一挡主动齿轮(22)、三挡主动齿轮(23)和五挡七挡主动齿轮(24)均固连于奇数挡输入轴(11)上；
一挡从动齿轮(1)、五挡从动齿轮(5)、四挡从动齿轮(4)和二挡从动齿轮(2)依次空套于中间轴Ⅰ(12)上，一挡从动齿轮(1)和五挡从动齿轮(5)之间设有同步器Ⅰ，同步器Ⅰ可与一挡从动齿轮(1)或五挡从动齿轮(5)滑动连接；四挡从动齿轮(4)和二挡从动齿轮(2)之间设有同步器Ⅱ，同步器Ⅱ可与四挡从动齿轮(4)或二挡从动齿轮(2)滑动连接；同步器Ⅰ和同步器Ⅱ均与中间轴Ⅰ(12)固连；
三挡从动齿轮(3)、七挡从动齿轮(7)、六挡从动齿轮(6)和中间轴倒挡齿轮(8)依次空套在中间轴Ⅱ(13)上，三挡从动齿轮(3)和七挡从动齿轮(7)之间设有同步器Ⅲ，同步器Ⅲ可与三挡从动齿轮(3)或七挡从动齿轮(7)滑动连接；六挡从动齿轮(6)和中间轴倒挡齿轮(8)之间设有同步器Ⅳ，同步器Ⅳ可与六挡从动齿轮(6)滑动连接；同步器Ⅲ和同步器Ⅳ均与中间轴Ⅱ(13)固连；
其中，一挡主动齿轮(22)与一挡从动齿轮(1)啮合，倒挡二挡主动齿轮(25)与二挡从动齿轮(2)啮合，二挡从动齿轮(2)还与中间轴倒挡齿轮(8)啮合，三挡主动齿轮(23)与三挡从动齿轮(3)啮合，四挡六挡主动齿轮(26)分别与四挡从动齿轮(4)和六挡从动齿轮(6)啮合，五挡七挡主动齿轮(24)分别与五挡从动齿轮(5)和七挡从动齿轮(7)啮合；
减速齿轮Ⅰ(15)固连于中间轴Ⅰ(12)上，减速齿轮Ⅱ(16)固连于中间轴Ⅱ(13)上；减速齿轮Ⅰ(15)和减速齿轮Ⅱ(16)均与动力输出总成连接，并将动力传递至动力输出总成；
所述的倒挡轴惰轮轴变速总成包括：惰轮轴(31)、固连于惰轮轴(31)上的惰轮Ⅰ(20)和惰轮Ⅱ(21)、倒挡轴(14)、固连于倒挡轴(14)上的减速齿轮Ⅲ(17)和同步器V，以及空套在倒挡轴(14)上的倒挡轴倒挡齿轮(9)；同步器Ⅴ可与倒挡轴倒挡齿轮(9)滑动连接；
其中，惰轮Ⅰ(20)与中间轴倒挡齿轮(8)啮合，惰轮Ⅱ(21)与倒挡轴倒挡齿轮(9)啮合，减速齿轮Ⅲ(17)与动力输出总成连接，并将动力传递至动力输出总成；
所述的动力输出总成包括：减速从动齿轮(18)和与其连接的动力输出轴，由减速从动齿轮(18)接收双中间轴变速总成或倒挡轴惰轮轴变速总成的动力并传递至动力输出轴将动力输出。
2.根据权利要求1所述的双离合器式自动变速器，其特征在于，所述的动力输出总成在减速从动齿轮(18)和动力输出轴之间增加差速器(19)，减速从动齿轮(18)与差速器(19)的外壳固定连接，通过差速器(19)将动力传递给动力输出轴。
3.根据权利要求2所述的双离合器式自动变速器，其特征在于，减速从动齿轮(18)用铆钉铆接在差速器壳上。
4.根据权利要求1或2所述的双离合器式自动变速器，其特征在于，差速器(19)包括差速器壳和行星差速机构，差速器(19)中的行星差速机构两端的从动齿轮与动力输出轴采用花键配合方式。
5.根据权利要求1所述的双离合器式自动变速器，其特征在于，在倒挡轴(14)上固连一个驻车齿轮(30)用于驻车。
6.根据权利要求5所述的双离合器式自动变速器，其特征在于，倒挡轴(14)与驻车齿轮(30)的连接方式为花键联接。
7.根据权利要求1所述的双离合器式自动变速器，其特征在于，所述动力输出总成、惰轮轴(31)、中间轴Ⅰ(12)或中间轴Ⅱ(13)采用锥轴承两端支撑。
8.根据权利要求1所述的双离合器式自动变速器，其特征在于，奇数挡输入轴(11)和偶数挡输入轴(10)采用独立限位形式分别用轴承支撑在双离合器式自动变速器的壳体上。
9.根据权利要求1所述的双离合器式自动变速器，其特征在于，惰轮轴(31)与惰轮Ⅱ(21)采用齿轮轴结构，惰轮Ⅰ(20)与惰轮轴(31)采用花键配合方式。
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