CN106838188B - 一种双离合器自动变速器传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双离合器自动变速器传动装置，包括双离合器、内输入轴、外输入轴、第一中间轴、第二中间轴和差速器总成。本发明在第一中间轴上空套三档从动齿轮轴，三档从动齿轮轴上设有一个与之不可相对转动的同步器装置，三档从动齿轮轴空套一个与内输入轴四档齿轮啮合的中间齿轮，中间齿轮通过同步器装置选择性地与三档从动齿轮轴连接，这种布置相对传统的六速双离合器变速器减少了变速器内齿轮副的数量，可以使用较少的齿轮副完成较多的档位及速比选择，缩短了变速器的轴向长度，更易于整车布置，减少了零件数目，节约了变速器成本，提高了系统可靠性。

Description

一种双离合器自动变速器传动装置

技术领域

本发明属于汽车动力传动技术领域，具体涉及双离合器变速器传动装置。

背景技术

随着汽车技术的发展，人们对汽车的需求已经不再只是单纯的交通工具，对换挡舒适性、操控性及低油耗的要求越来越高。为此，各式各样的手动变速器和自动变速器相继投放市场。但在追求较好的性能同时，变速器的结构尺寸、重量、成本等往往无法控制。

而双离合器变速器（Dual Clutch Transmission）的采用，能够最大程度的满足人们对以上性能的综合需求。双离合器变速器可以提供媲美手动变速器的高效率及更高的操控性，能满足人们对车辆经济性和驾驶娱乐的需求；双离合器变速器同时还具有不亚于自动变速器的高舒适性，能够实现行驶过程中的动力不中断。同时，合理的传动系统设计，可以减小变速器的尺寸和重量，降低变速器成本。

现有的六速双离合自动变速器大多采用双中间轴布置，发动机的扭矩通过输入轴传递到中间轴,再通过中间轴再传递到差速器上。每个档位都有一个齿轮空套在中间轴上，并通过同步器结合、分离实现不同档位的切换和扭矩传递。这样的布置变速器结构复杂，轴向长度较长，制造成本较高。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种六速双离合器自动变速器传动装置，相对传统的六速双离合器变速器减少变速器内齿轮副的数量，用较少齿轮副通过换挡逻辑控制实现六个前进挡的功能，实现变速器结构简单、轴向尺寸小及重量轻、成本低等特点。

本发明的技术方案如下：

本发明提出的六速双离合器自动变速器传动装置提供六个前进挡及一个倒档，其结构主要包括双离合器、内输入轴、外输入轴、第一中间轴、第二中间轴和差速器总成。

所述双离合器包括两个同轴布置的离合器盘，两离合盘分别与两输入轴连接。

所述内输入轴和外输入轴同轴布置，且内输入轴有部分被外输入轴周向包围形成空套。

所述内输入轴上布置有不可与之相对转动的二、四档主动齿轮，外输入轴上布置有不可与之相对转动的三、五档主动齿轮。

所述第一中间轴和第二中间轴与两输入轴平行布置。两中间轴上共布置有六个空套齿轮，通过对四个同步器的换挡逻辑控制，实现七个档位即六个前进档、一个倒档的选择和动力传递。

所述差速器总成作为此双离合器变速器的扭矩输出端。

本发明中，各前进档位主动齿轮固定连接于两输入轴，随输入轴一起转动；各档位从动齿轮空套于两中间轴，和中间轴相对自由转动。同步器与主减速主动齿轮固定连接于两中间轴，随中间轴一起转动；所有齿轮与所属轴在轴向限位，同步器上的齿套可在一定范围之内轴向移动，实现与不同档位齿轮接合，完成选档。

此双离合变速器传动装置的扭矩传递方式为：第一离合器盘与内输入轴相固定连接，第二离合器盘与外输入轴相固定连接，实现发动机扭矩从双离合器到输入轴的扭矩传递；两输入轴和两中间轴之间可选择性地通过各档位主、从动齿轮及同步器相连，实现扭矩从输入轴到中间轴的传递；两中间轴通过主减速主动齿轮与差速器上的主减速从动齿轮常啮合，实现扭矩从中间轴到差速器的传递；传动轴与差速器上的半轴齿轮固定连接，完成动力输出。

该双离合器变速器传动装置在某一档位工作时，可以根据需求预选择另一档位。此时的两个离合器只有一个处于结合状态，也就是只有一个输入轴传递发动机扭矩。档位切换只需通过控制切换双离合器的两个离合器盘的交替接合状态则可实现动力不中断的情况下快速换挡。

该双离合变速器传动装置的所有换挡动作及双离合器的结合状态均由变速器控制单元（Transmission Control Unit）控制。

本发明在以上结构的基础上，为了实现本发明目的，还进一步做了以下特殊的结构布置：

在第一中间轴上，设有一个与之不可相对转动的主减速主动齿轮I和一个同步器装置，主减速主动齿轮I和同步器装置以固定连接形式随第一中间轴一起转动。第一中间轴上空套一个与二档从动齿轮常啮合的倒档空转齿轮和一个与外输入轴三档齿轮常啮合的三档从动齿轮, 三档从动齿轮为带齿轮的齿轮轴结构。倒档空转齿轮和三档从动齿轮通过所述同步器装置选择性的与第一中间轴连接。三档从动齿轮上设有一个与之不可相对转动的同步器装置，该同步器装置以固定连接形式随三档从动齿轮轴一起转动。三档从动齿轮轴空套一个与内输入轴四档齿轮啮合的中间齿轮，中间齿轮通过同步器装置选择性的与三档从动齿轮轴连接。

在第二中间轴上，设有一个与之不可相对转动的主减速主动齿轮II和两个选择各档位用的同步器装置，主减速主动齿轮II和同步器装置以固定连接形式随中间轴一起转动。第二中间轴上空套有与输入轴上主动齿轮相啮合的二档、四档和五档从动齿轮，所述各档位从动齿轮通过与第二中间轴固定连接的同步器装置选择性的与两中间轴连接。

在差速器上固连设置驻车齿轮。由于驻车齿轮尺寸较大，相同扭矩下，驻车棘爪及其他驻车附属机构受力较小，使驻车棘爪及驻车附属机构设计强度要求较低，从而降低成本。

本发明由于在第一中间轴上空套三档从动齿轮轴，三档从动齿轮轴上设有一个与之不可相对转动的同步器装置，三档从动齿轮轴空套一个与内输入轴四档齿轮啮合的中间齿轮，中间齿轮通过同步器装置选择性的与三档从动齿轮轴连接，这种布置的优点在于，使用较少的齿轮副完成了较多的档位及速比选择，缩短了变速器的轴向长度，更易于整车布置，尤其适用于微型车及紧凑型车型的匹配搭载；减少了零件数目，节约了变速器成本，提高了系统可靠性。

附图说明

图1为实施例的结构示意图；

图2为实施例的轴向结构简图；

图3为一档传递路线示意图；

图4为二档传递路线示意图；

图5为三档传递路线示意图；

图6为四档传递路线示意图；

图7为五档传递路线示意图；

图8为六档传递路线示意图；

图9为倒档传递路线示意图；

图10为本发明的核心结构在轴上位置改变后的结构示意图；

图11为本发明的核心结构在另一中间轴上进行布置的轴向结构简图。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地描述。但是本领域技术人员应该理解，以下实施例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，任何基于本申请发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

如图1和图2所示，本实施例的双离合器变速器是有六个前进挡及一个倒档，主要部件包括双离合器、内输入轴10、外输入轴20、第一中间轴30、第二中间轴40、各挡位主动齿轮、各挡位从动齿轮、同步器以及差速器总成。

具体结构布置如下：

内输入轴10和外输入轴20采用同轴布置，且至少一部分内输入轴10被外输入轴20包围。外输入轴为空心轴，内输入轴可以是实心轴，也可以是空心轴。内输入轴与外输入轴采用轴承支撑，使内输入轴和外输入轴同轴且各自可以实现自由转动。

内输入轴10与第一离合器盘51相连，外输入轴20与第二离合器盘52相连。此双离合器可以是干式双离合器或湿式双离合器。双离合器为本发明所述的双离器合变速器的扭矩输入端，且布置于变速器靠近发动机端，与发动机输出端相固定连接。可通过控制双离合器的两个离合器盘的交替接合选择输入扭矩传递到上述两个输入轴。

第一中间轴30与第二中间轴40与两输入轴平行布置，分列于两输入轴两边。

输入轴二档齿轮11、输入轴四档齿轮12分别固定连接在内输入轴10上。优选方案是，输入轴二档齿轮11固定在距离离合器50较远的一端，输入轴四档齿轮12固定在距离离合器50较近的一端。

输入轴三档齿轮21，输入轴五档齿轮22分别固定连接在外输入轴20上，优选方案是，输入轴五档齿轮22固定在距离离合器50较远的一端，输入轴三档齿轮21固定在距离离合器50较近的一端。

三档从动齿轮33设计成带齿轮的齿轮轴结构，和倒档空转齿轮31分别空套在第一中间轴30上，优选方案是，三档从动齿轮33设置在距离离合器50较近的一端，并与输入轴上的三档主动齿轮21常啮合。 倒档空转齿轮31设置在距离离合器50较远的一端,并与第二中间上的二档从动齿轮41常啮合。

在三档从动齿轮33和倒档空转齿轮31之间设置有与第一中间轴固定相连的第一同步器装置71, 第一同步器装置71可根据换档需求选择三档从动齿轮33或倒档空转齿轮31与第一中间轴10连接实现动力传递。

在三档从动齿轮33的齿轮轴上固定连接第二同步器装置72，并空套中间齿轮32，中间齿轮32与输入轴上的四档主动齿轮12常啮合，这样与三档齿轮轴固定连接的第二同步器装置72可根据换档需求选择中间齿轮32是否与三档齿轮轴33连接以实现动力传递。

第一中间轴10上的主减速主动齿轮I 34与差速器总成60上的主减速从动齿轮61常啮合，实现第一中间轴10向差速器总成60的动力传递。差速器总成60为此双离合器变速器的输出端。

二档从动齿轮41、四档从动齿轮42、五档从动齿轮43分别空套在第二中间轴40上。优选方案是，二档从动齿轮41设置在距离离合器50较远的一端并与内输入轴10上二档主动齿轮11及第一中间轴30上的倒档空转齿轮31常啮合。五档从动齿轮43设置在距离离合器50较近的一端，并且与外输入轴20上的五档主动齿轮22常啮合。四档从动齿轮42设置在二档从动齿轮41和五档从动齿轮43之间，并且与内输入轴10上的四档主动齿轮12常啮合。

二档从动齿轮41、四档从动齿轮42之间设置有与第二中间轴固定连接的第三同步器装置73，第三同步器装置73可根据换档需求选择二档从动齿轮41、四档从动齿轮42与第二中间轴40连接实现动力传递。五档从动齿轮43右端设置有第二中间轴40固定连接的第四同步器装置74， 可根据换档需求选择五档从动齿轮43是否与第二中间轴40连接以实现动力传递。第二中间轴40上的主减速主动齿轮II44与差速器总成60上的主减速从动齿轮61常啮合，实现第二中间轴40向差速器总成60的动力传递。

以上各同步器装置的档位选择动作可以通过液压或电机驱动各档位拨叉实现。

在差速器总成60上固定连接驻车齿轮75。

本双离合器变速器装置的前进挡及倒档的动力传递控制方法如下：

一档动力传递如图3所示：闭合第二离合器盘52，将第二同步器装置72与中间轴中间齿轮32接合，第三同步器装置73与二档从动齿轮41接合。发动机扭矩通过第二离合器盘52传递给外输入轴20，经由输入轴三档齿轮21、传递到与之常啮合的三档从动齿轮33，再通过第二同步器装置72、中间轴中间齿轮32和输入轴四档齿轮12传递到内输入轴10，再通过输入轴二档齿轮11、二档从动齿轮41和第三同步器装置73传递到第二中间轴40，再经减速主动齿轮I44、主减速从动齿轮61传递到差速器总成60，最后经差速器总成60输出动力。

二档动力传递如图4所示：闭合第一离合器盘51，将第三同步器装置73与二档从动齿轮41接合。发动机扭矩通过第一离合器盘51传递给内输入轴10，经由输入轴二档齿轮11、传递到与之常啮合的二档从动齿轮41，再通过第三同步器装置73传递到第二中间轴40，再经减速主动齿轮44、主减速从动齿轮I61传递到差速器总成60，最后经差速器总成60输出动力。

三档动力传递如图5所示：闭合第二离合器盘52，将第一同步器装置71与三档从动齿轮33接合。发动机扭矩通过第二离合器盘52传递给外输入轴20，经由输入轴三档齿轮21、传递到与之常啮合的三档从动齿轮33，再通过第一同步器装置71传递到第一中间轴30，再经减速主动齿轮I34、主减速从动齿轮61传递到差速器总成60，最后经差速器总成60输出动力。

四档动力传递如图6所示：闭合第一离合器盘51，将同步器装置73与四档从动齿轮42接合。发动机扭矩通过第一离合器盘51传递给内输入轴10，经由输入轴四档齿轮12、传递到与之常啮合的四档从动齿轮42，再通过第三同步器装置73传递到第二中间轴40，再经减速主动齿轮44、主减速从动齿轮61传递到差速器总成60，最后经差速器总成60输出动力。

五档动力传递如图7所示：闭合第二离合器盘52，将第四同步器装置74与五档从动齿轮43接合。发动机扭矩通过第二离合器盘52传递给外输入轴20，经由输入轴五档齿轮22、传递到与之常啮合的五档从动齿轮43，再通过同步器装置74传递到第二中间轴40，再经减速主动齿轮II44、主减速从动齿轮61传递到差速器总成60，最后经差速器总成60输出动力。

六档动力传递如图8所示：闭合第一离合器盘51，将第二同步器装置72与中间轴中间齿轮32接合，第四同步器装置74与五档从动齿轮43接合。发动机扭矩通过第一离合器盘51传递给内输入轴10，经由输入轴四档齿轮12传递到与之常啮合的中间轴中间齿轮32，再通过第二同步器装置72传递到三档从动齿轮33、再通过三档从动齿轮33和与之常啮合的输入轴三档齿轮21传递到外输入轴20。由输入轴五档齿轮22和与之常啮合的五档从动齿轮43，第四同步器装置74传递到第二中间轴40，再经减速主动齿轮II44、主减速从动齿轮61传递到差速器总成60，最后经差速器总成60输出动力。

倒档动力传递如图9所示：闭合第二离合器盘52，将第二同步器装置72与中间轴中间齿轮32接合，第一同步器装置71与倒档空转齿轮31接合。发动机扭矩通过第二离合器盘52传递给外输入轴20，经由输入轴三档齿轮21传递到与之常啮合的三档从动齿轮33，再通过与三档从动齿轮33固定连接的第二同步器装置72传递到中间轴中间齿轮32、再通过中间轴中间齿轮32和与之常啮合的输入轴四档齿轮12传递到内输入轴20。由输入轴二档齿轮11和与之常啮合的二档从动齿轮41传递到倒档空转齿轮31，再经由第一同步器装置71传递到第一中间轴30，再经减速主动齿轮I34、主减速从动齿轮61传递到差速器总成60，最后经差速器总成60输出动力。

当然，本发明的中间轴上空套同步轴（即空套档位从动齿轮轴，档位从动齿轮轴上固联一个同步器，并空套一个中间齿轮）的结构形式可以应用灵活，其可在同一中间轴上进行位置调整，如见图10，此实施例是将倒档空转齿轮设计成可以固定连接一个同步器和空套一个中间齿轮的结构。

当然也可以在另一中间轴上进行布置，参见图11。

Claims (5)

1.一种双离合器自动变速器传动装置，包括双离合器、内输入轴、外输入轴、第一中间轴、第二中间轴和差速器总成；所述双离合器包括两个同轴布置的离合器盘，两离合器盘分别与内输入轴、外输入轴连接， 内输入轴和外输入轴同轴布置，且内输入轴有部分被外输入轴周向包围形成空套；其特征在于：

所述内输入轴上布置有不可与之相对转动的输入轴二、四档齿轮，外输入轴上布置有不可与之相对转动的输入轴三、五档齿轮；

所述第一中间轴和第二中间轴与两输入轴平行布置，两中间轴上共布置有六个空套齿轮，通过对四个同步器的换挡逻辑控制，实现六个前进档、一个倒档的选择和动力传递；

在第一中间轴上，设有一个与之不可相对转动的主减速主动齿轮I和第一同步器装置，主减速主动齿轮I和第一同步器装置以固定连接形式随第一中间轴一起转动；第一中间轴上空套一个与二档从动齿轮常啮合的倒档空转齿轮和一个与外输入轴三档齿轮常啮合的三档从动齿轮，三档从动齿轮为带齿轮的齿轮轴结构；倒档空转齿轮和三档从动齿轮通过所述第一同步器装置选择性的与第一中间轴连接；三档从动齿轮的齿轮轴上设有一个与之不可相对转动的第二同步器装置，三档从动齿轮的齿轮轴上空套一个与内输入轴四档齿轮啮合的中间齿轮，中间齿轮通过第二同步器装置选择性的与三档从动齿轮连接；

在第二中间轴上，设有一个与之不可相对转动的主减速主动齿轮II和两个选择各档位用的同步器装置，主减速主动齿轮II和同步器装置以固定连接形式随中间轴一起转动，第二中间轴上空套有与输入轴上主动齿轮相啮合的二档、四档和五档从动齿轮，所述各档位从动齿轮通过与第二中间轴固定连接的两个同步器装置选择性的与所述第二中间轴连接。

2.根据权利要求1所述的双离合器自动变速器传动装置，其特征在于，所述输入轴二档齿轮固定在距离离合器较远的一端，输入轴四档齿轮固定在距离离合器较近的一端；输入轴五档轮齿轮固定在距离离合器较远的一端，输入轴三档齿轮固定在距离离合器较近的一端。

3.根据权利要求1所述的双离合器自动变速器传动装置，其特征在于，主减速主动齿轮I和主减速主动齿轮II固定在距离离合器较近的一端，它们与差速器总成的主减速从动齿轮啮合，传递扭矩给差速器总成，最后经差速器总成输出动力。

4.根据权利要求1所述的双离合器自动变速器传动装置，其特征在于，差速器上固定连接有驻车齿轮。

5.一种双离合器自动变速器的传动控制方法，采用权利要求1-4之任一项所述的双离合器自动变速器传动装置，进行6个前进挡及1个倒档的动力传动控制：

一档动力传动控制：闭合第二离合器盘，将第二同步器装置与中间轴的中间齿轮接合，第三同步器装置与二档从动齿轮接合；发动机扭矩通过第二离合器盘传递给外输入轴，经由输入轴三档齿轮、传递到与之常啮合的三档从动齿轮，再通过第二同步器装置、中间轴中间齿轮和输入轴四档齿轮传递到内输入轴，再通过输入轴二档齿轮、二档从动齿轮和第三同步器装置传递到第二中间轴，再经主减速主动齿轮II、主减速从动齿轮传递到差速器总成，最后经差速器总成输出动力；

二档动力传动控制：闭合第一离合器盘，将第三同步器装置与二档从动齿轮接合；发动机扭矩通过第一离合器盘传递给内输入轴，经由输入轴二档齿轮、传递到与之常啮合的二档从动齿轮，再通过第三同步器装置传递到第二中间轴，再经主减速主动齿轮II、主减速从动齿轮传递到差速器总成，最后经差速器总成输出动力；

三档动力传动控制：闭合第二离合器盘，将第一同步器装置与三档从动齿轮接合；发动机扭矩通过第二离合器盘传递给外输入轴，经由输入轴三档齿轮、传递到与之常啮合的三档从动齿轮，再通过第一同步器装置传递到第一中间轴，再经主减速主动齿轮I、主减速从动齿轮传递到差速器总成，最后经差速器总成输出动力；

四档动力传动控制：闭合第一离合器盘，将第三同步器装置与四档从动齿轮接合；发动机扭矩通过第一离合器盘传递给内输入轴，经由输入轴四档齿轮、传递到与之常啮合的四档从动齿轮，再通过第三同步器装置传递到第二中间轴，再经主减速主动齿轮II、主减速从动齿轮传递到差速器总成，最后经差速器总成输出动力；

五档动力传动控制：闭合第二离合器盘，将第四同步器装置与五档从动齿轮接合；

发动机扭矩通过第二离合器盘传递给外输入轴，经由输入轴五档齿轮、传递到与之常啮合的五档从动齿轮，再通过第四同步器装置传递到第二中间轴，再经主减速主动齿轮II、主减速从动齿轮传递到差速器总成，最后经差速器总成输出动力；

六档动力传动控制：闭合第一离合器盘，将第二同步器装置与中间轴中间齿轮接合，第四同步器装置与五档从动齿轮接合；发动机扭矩通过第一离合器盘传递给内输入轴，经由输入轴四档齿轮传递到与之常啮合的中间轴中间齿轮，再通过第二同步器装置传递到三档从动齿轮、再通过三档从动齿轮和与之常啮合的输入轴三档齿轮传递到外输入轴；由输入轴五档齿轮和与之常啮合的五档从动齿轮，第四同步器装置传递到第二中间轴，再经主减速主动齿轮II、主减速从动齿轮传递到差速器总成，最后经差速器总成输出动力；

倒档动力传动控制：闭合第二离合器盘，将第二同步器装置与中间轴中间齿轮接合，第一同步器装置与倒档空转齿轮接合；发动机扭矩通过第二离合器盘传递给外输入轴，经由输入轴三档齿轮传递到与之常啮合的三档从动齿轮，再通过与三档从动齿轮固定连接的第二同步器装置传递到中间轴中间齿轮、再通过中间轴中间齿轮和与之常啮合的输入轴四档齿轮传递到内输入轴；由输入轴二档齿轮和与之常啮合的二档从动齿轮传递到倒档空转齿轮，再经由第一同步器装置传递到第一中间轴，再经主减速主动齿轮I、主减速从动齿轮传递到差速器总成，最后经差速器总成输出动力。