CN106884935B

CN106884935B - 一种轻量化dct传动结构

Info

Publication number: CN106884935B
Application number: CN201710126422.7A
Authority: CN
Inventors: 黄智�; 袁浪; 邹文竹; 程宏; 奚鹰; 李梦如; 郑钰馨
Original assignee: Tongji University
Current assignee: Tongji University
Priority date: 2017-03-06
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2019-04-02
Anticipated expiration: 2037-03-06
Also published as: CN106884935A

Abstract

本发明涉及一种轻量化DCT传动结构，在相同的传动档位数的前提下，具有齿轮数量少，结构简单；尽可能地做到了同轴布置，从而减小了变速器的尺寸，实现了双离合变速器的轻量化。变速器由奇数档输入轴，偶数档输入轴，中间轴，倒档轴和输出轴，各档齿轮及同步器组成；其中奇数档输入轴和偶数档输入轴分别通过花键与奇数档离合器和偶数档离合器相连；偶数档输入轴为空心轴；中间轴分别与各档位主动齿轮连接；输出轴分别与各档位从动齿轮连接；倒档轴位于中间轴与输出轴之间，用于实现倒档。通过巧妙的齿轮布置形式，实现了理论上七对齿轮副完成六个前进档位，两个倒档的传动比的实现，并且通过齿轮副之间的位置关系，充分体现双离合自动变速器换挡迅速的特性。

Description

一种轻量化DCT传动结构

技术领域

本发明涉及一种轻量化DCT传动结构，属于汽车行业的自动变速器传动领域。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，汽车的保有量稳步提升。随着轿车的大众化，出现了大量的非职业司机。众所周知，传统的手动变速器（MT）操纵虽然不复杂，工作原理也非常简单，但是已经渐渐脱离了现代快节奏的社会生活。在城市路况中，需要频繁手动换档，这样的操控不仅失去了驾驶的娱乐性，还会让人感觉厌烦，影响精神状态，甚至会影响到个人或者他人的生命安全。因此，自动变速器的出现，无疑是汽车发展史上的一次重大突破，他将人们从换档的疲惫中解放出来，从而大大提升了汽车的驾驶性能。

最早在汽车上实现自动变速的变速器是液力机械式自动变速器，简称AT，也是目前应用最广泛的汽车自动变速器。但随着技术的发展，AT变速器已经逐步被淘汰，双离合自动变速器（DCT）是目前市面上广为应用的变速器。然而传统的DCT结构较为复杂，不利于汽车的轻量化。因此，在目前流行的DCT的基础上，传动系统需要有创新的布置形式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻量化DCT传动结构。目前国内外流行的双离合自动变速器大多为三轴式，即输入轴，输出轴1和输出轴2的布置形式，也有输入轴，中间轴与输出轴的布置形式，这样导致了变速器的结构较大，齿轮数量较多，不利于整车的结构布置和轻量化。本发明的布置形式，在相同档位数的前提下，减少了齿轮个数，减少了同步装置个数，且输入轴与输出轴共轴线，使得结构尽量简单。同时通过中间轴上齿轮的布置形式，充分考虑到换档速度，最大限度的发挥双离合自动变速器（DCT）的优势。

本发明提出的一种轻量化DCT传动结构，变速器由奇数档离合器１，偶数档离合器２，偶数档传动轮３，奇数档传动轮４，R1、R2档主动轮５，R1、R2档中间轮６，三、四档主动轮７，五、六档主动轮8，一、二档主动轮９，中间轴10，R1、R2档轴11，R1、R2、三、四档同步器12，一、二、五、六档同步器13，主减速齿轮14，输出轴15，差速器16，一、二档从动轮17，五、六档从动轮18，三、四档从动轮19，R1、R2档从动轮20，奇数档输入轴21和偶数档输入轴22组成，其中：

奇数档输入轴21通过花键与奇数档离合器1相连，偶数档输入轴22通过花键与偶数档离合器2相连，偶数档输入轴22为空心轴；

中间轴10分别与偶数档传动轮３、奇数档传动轮４、R1、R2档主动轮５，三、四档主动轮７，五、六档主动轮8和一、二档主动轮９连接；

输出轴15分别与R1、R2档从动轮20，三、四档从动轮19，五、六档从动轮18和一、二档从动轮17连接；输出轴15分别连接主减速齿轮14和差速器16；

R1、R2、三、四档同步器12分别与R1、R2档从动轮20和三、四档从动轮19连接，一、二、五、六档同步器13分别与一、二档从动轮17和五、六档从动轮18连接；

R1、R2档轴11位于中间轴10与输出轴15之间，用于实现R1、R2档；R1、R2档轴11连接R1、R2档中间轮６；

一、二档主动轮９和一、二档从动轮17为一对齿轮；

三、四档主动轮７和三、四档从动轮19为一对齿轮：

五、六档主动轮8和五、六档从动轮18为一对齿轮；

R1、R2档主动轮5和R1、R2档中间轮6为一对齿轮， R1、R2档中间轮6和R1、R2档从动轮20为一对齿轮；通过偶数档传动轮３和奇数档传动轮４切换奇数档离合器１和偶数档离合器２，使得中间轴10对应两种不同的转速，即在变速器输出档位中，通过一、二档主动轮９和一、二档从动轮17可实现1档与2档两个档位；通过三、四档主动轮７和三、四档从动轮19实现3档与4档两个档位；通过五、六档主动轮8和五、六档从动轮18实现5档与6档两个档位；通过R1、R2档主动轮5、R1、R2档中间轮6和R1、R2档从动轮20实现R1和R2两个档位。

本发明中，奇数档离合器1和偶数档离合器2同心布置，且奇数档离合器1至于外圈，奇数档离合器1直径大，能够传递更大的扭矩；奇数档输入轴21、偶数档输入轴22与输出轴10同轴线布置；中间轴10与输出轴15平行布置。

本发明中，由于所需的力矩较大，一、二档主动轮９与R1、R2档主动轮５应当布置在靠近轴承处，其他档位主动齿轮布置在靠近轴的两端支撑中部区域，按照从低档至高档的顺序布置各档齿轮。

本发明中，通过偶数档传动轮３和奇数档传动轮４切换奇数档离合器１和偶数档离合器２，使得中间轴10对应两种不同的转速，其工作过程如下：

１档：发动机的动力经过飞轮传至奇数档离合器1，通过奇数档输入轴21与奇数档传动轮4传至中间轴10，一、二、五、六档同步器13右移，输出轴15将一档传动比通过主减速齿轮14传至差速器16；

１档升２档：由于一、二档主动轮９和一、二档从动轮17为一对齿轮；只需切换奇数档离合器1至偶数档离合器2即可；

２档升３档：一、二、五、六档同步器13分离，发动机的动力经过飞轮传至奇数档离合器1，由奇数档输入轴21与奇数档传动轮4传至中间轴10， R1、R2、三、四档同步器12右移，输出轴15将三档传动比通过主减速齿轮14传至差速器16；

３档升４档：三、四档主动轮７和三、四档从动轮19为一对齿轮：只需切换奇数档离合器1至偶数档离合器2即可；

４档升５档：R1、R2、三、四档同步器12分离，发动机的动力经过飞轮传至奇数档离合器1，由奇数档输入轴21与奇数档传动轮4传至中间轴10，一、二、五、六档同步器13左移，输出轴15将五档传动比通过主减速齿轮14传至差速器16；

５档升６档：五、六档主动轮8和五、六档从动轮18为一对齿轮；只需切换奇数档离合器1至偶数档离合器2即可；

R1档、R2档选取时：发动机的动力经过飞轮传至离合器，由输入轴与传动轮传至中间轴4，此时R1、R2、三、四档同步器12左移，经R1、R2档中间轮6，R1、R2档从动轮20，由输出轴15将R1、R2档传动比通过主减速齿轮14传至差速器16。

本发明的有益效果是：在实现相同换档数量的情况下，减少整个变速器的零件个数，即减少了变速器发生故障的可能性，同时也提高了零件的使用效率。通过合理的布置形式，减小了整个变速器的结构尺寸，有利于汽车的轻量化，从而降低耗能。

附图说明

图1为本发明的布置形式示意图；

图中标号：1、奇数档离合器；2、偶数档离合器；3、偶数档传动轮；4、奇数档传动轮；5、R1、R2档主动轮；6、R1、R2档中间轮；7、三、四档主动轮；8、五、六档主动轮；9、一、二档主动轮；10、中间轴；11、R1、R2档轴；12、R1、R2、三、四档同步器；13、一、二、五、六档同步器；14、主减速齿轮；15、输出轴；16、差速器；17、一、二档从动轮；18、五、六档从动轮；19、三、四档从动轮；20、R1、R2档从动轮；21、奇数档输入轴；22、偶数档输入轴。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。

实施例１：结合图1，双离合自动变速器DCT的结构如下：奇数档输入轴21通过花键与奇数档离合器1相连，偶数档输入轴22通过花键与偶数档离合器2相连，偶数档输入轴22为空心轴；中间轴10分别与偶数档传动轮３、奇数档传动轮４、R1、R2档主动轮５，三、四档主动轮７，五、六档主动轮8和一、二档主动轮９连接；输出轴15分别与R1、R2档从动轮20，三、四档从动轮19，五、六档从动轮18和一、二档从动轮17连接；输出轴15分别连接主减速齿轮14和差速器16。R1、R2档轴11位于中间轴10与输出轴15之间，用于实现R1、R2档。

R1、R2、三、四档同步器12分别与R1、R2档从动轮20和三、四档从动轮19连接，一、二、五、六档同步器13分别与一、二档从动轮17和五、六档从动轮18连接。

中间轴10从左至右布置的零件分别是：偶数档传动轮3，奇数档传动轮4，R1、R2档主动轮5，三、四档主动轮7，五、六档主动轮8，一、二档主动轮9。这样布置的目的考虑了受力情况，也考虑了换档的顺序性与快速性。

输出轴15从左至右布置的零件分别是：R1、R2档主动轮20，R1、R2档、三、四档同步器12，三、四档从动轮19，五、六档从动轮18，一、二、五、六档同步器13，一、二档从动轮17，主减速齿轮14。这样的布置形式是由中间轴的齿轮布置形式所决定的。在换档过程中，奇数档离合器１、偶数档离合器２与R1、R2、三、四档同步器12和一、二、五、六档同步器13的操作如表1所示：

表1

在一档选取时：发动机的动力经过飞轮传至奇数档离合器1，由奇数档输入轴21与奇数档传动轮4传至中间轴10，此时一、二、五、六档同步器13右移，输出轴15将一档传动比通过主减速齿轮14传至差速器16。

在一档升二档时：此时由于一、二档共用一对传动齿轮，因此只需切换奇数档离合器1至偶数档离合器2即可，在无需变化一、二、五、六档同步器13的情况下实现二档传动比。

在二档升三档时：一、二、五、六档同步器13分离，发动机的动力经过飞轮传至奇数档离合器1，由奇数档输入轴21与奇数档传动轮4传至中间轴10，此时R1、R2、三、四档同步器12右移，输出轴15将三档传动比通过主减速齿轮14传至差速器16。

在三档升四档时：此时由于三、四档共用一对传动齿轮，因此只需切换奇数档离合器1至偶数档离合器2即可，在无需变化R1、R2、三、四档同步器12的情况下实现四档传动比。

在四档升五档时：R1、R2、三、四档同步器12分离，发动机的动力经过飞轮传至奇数档离合器1，由奇数档输入轴21与奇数档传动轮4传至中间轴10，此时一、二、五、六档同步器13左移，输出轴15将五档传动比通过主减速齿轮14传至差速器16。

在五档升六档时：此时由于五、六档共用一对传动齿轮，因此只需切换奇数档离合器1至偶数档离合器2即可，在无需变化一、二、五、六档同步器13的情况下实现六档传动比。

在R1、R2档选取时：发动机的动力经过飞轮传至离合器，由输入轴与传动轮传至中间轴4，此时R1、R2、三、四档同步器12左移，经R1、R2档中间轮6，R1、R2档从动轮20，由输出轴15将R1、R2档传动比通过主减速齿轮14传至差速器16。理论上，选取不同的离合器会产生两种不同的传动比。

双离合变速器的升档过程如上所述，理论上应该按照顺序完成升档过程。顺序降档的情况这里不再赘述，由于降档过程允许跳档，下面描述几种降档的情况。

在六档降四档时：一、二、五、六档同步器13分离，R1、R2、三、四档同步器12右移即可。奇数档离合器和偶数档离合器不必切换。

在六档降三档时：一、二、五、六档同步器13分离，R1、R2、三、四档同步器12右移，偶数档离合器2切换为奇数档离合器1。

尽管这里关于本发明的多个解释对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域的技术人员可以设计出很多其他的布置方式，这些布置方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims

1.一种轻量化DCT传动结构，其特征在于：变速器由奇数档离合器（1），偶数档离合器（２），偶数档传动轮（３），奇数档传动轮（４），R1、R2档主动轮（５），R1、R2档中间轮（６），三、四档主动轮（７），五、六档主动轮（8），一、二档主动轮（９），中间轴（10），R1、R2档轴（11），R1、R2、三、四档同步器（12），一、二、五、六档同步器（13），主减速齿轮（14），输出轴（15），差速器（16），一、二档从动轮（17），五、六档从动轮（18），三、四档从动轮（19），R1、R2档从动轮（20），奇数档输入轴（21）和偶数档输入轴（22）组成，其中：

奇数档输入轴（21）通过花键与奇数档离合器（1）相连，偶数档输入轴（22）通过花键与偶数档离合器（2）相连，偶数档输入轴（22）为空心轴；

中间轴（10）分别与偶数档传动轮（３），奇数档传动轮（４），R1、R2档主动轮（５），三、四档主动轮（７），五、六档主动轮（8）和一、二档主动轮（９）连接；

输出轴（15）分别与R1、R2档从动轮（20），三、四档从动轮（19），五、六档从动轮（18）和一、二档从动轮（17）连接；输出轴（15）分别连接主减速齿轮（14）和差速器（16）；

R1、R2、三、四档同步器（12）分别与R1、R2档从动轮（20）和三、四档从动轮（19）连接，一、二、五、六档同步器（13）分别与一、二档从动轮（17）和五、六档从动轮（18）连接；

R1、R2档轴（11）位于中间轴（10）与输出轴（15）之间，用于实现R1、R2档；R1、R2档轴（11）与R1、R2档中间轮（６）连接；

一、二档主动轮（９）和一、二档从动轮（17）为一对齿轮；

三、四档主动轮（７）和三、四档从动轮（19）为一对齿轮：

五、六档主动轮（8）和五、六档从动轮（18）为一对齿轮；

R1、R2档主动轮（5）和R1、R2档中间轮（6）为一对齿轮， R1、R2档中间轮（6）和R1、R2档从动轮（20）为一对齿轮；

通过偶数档传动轮（３）和奇数档传动轮（４）切换奇数档离合器（1）和偶数档离合器（２），使得中间轴（10）对应两种不同的转速，即在变速器输出档位中，通过一、二档主动轮（９）和一、二档从动轮（17）可实现1档与2档两个档位；通过三、四档主动轮（７）和三、四档从动轮（19）实现3档与4档两个档位；通过五、六档主动轮（8）和五、六档从动轮（18）实现5档与6档两个档位；通过R1、R2档主动轮（5）、R1、R2档中间轮（6）和R1、R2档从动轮（20）实现R1和R2两个档位。

2.根据权利要求1所述的一种轻量化DCT传动结构，其特征在于：奇数档离合器（1）和偶数档离合器（2）同心布置，且奇数档离合器（1）至于外圈，奇数档离合器（1）直径大，能够传递更大的扭矩；奇数档输入轴（21）、偶数档输入轴（22）与输出轴（15）同轴线布置；中间轴(10)与输出轴（15）平行布置。

3.根据权利要求２所述的一种轻量化DCT传动结构，其特征在于：一、二档主动轮（９）与R1、R2档主动轮（５）应当布置在靠近轴承处，其他档位主动齿轮布置在靠近轴的两端支撑中部区域，按照从低挡至高挡的顺序布置各挡齿轮。

4.根据权利要求1所述的一种轻量化DCT传动结构，其特征在于：通过偶数档传动轮（３）和奇数档传动轮（４）切换奇数档离合器（1）和偶数档离合器（２），使得中间轴（10）对应两种不同的转速，其工作过程如下：

1档：发动机的动力经过飞轮传至奇数档离合器（1），通过奇数档输入轴（21）与奇数档传动轮（4）传至中间轴（10），一、二、五、六档同步器（13）右移，输出轴（15）将一档传动比通过主减速齿轮（14）传至差速器（16）；

1档升２档：由于一、二档主动轮（９）和一、二档从动轮（17）为一对齿轮；只需切换奇数档离合器（1）至偶数档离合器（2）即可；

２档升３档：一、二、五、六档同步器（13）分离，发动机的动力经过飞轮传至奇数档离合器（1），由奇数档输入轴（21）与奇数档传动轮（4）传至中间轴（10）， R1、R2、三、四档同步器（12）右移，输出轴（15）将三档传动比通过主减速齿轮（14）传至差速器（16）；

３档升４档：三、四档主动轮（７）和三、四档从动轮（19）为一对齿轮：只需切换奇数档离合器（1）至偶数档离合器（2）即可；

４档升５档：R1、R2、三、四档同步器（12）分离，发动机的动力经过飞轮传至奇数档离合器（1），由奇数档输入轴（21）与奇数档传动轮（4）传至中间轴（10），一、二、五、六档同步器（13）左移，输出轴（15）将五档传动比通过主减速齿轮（14）传至差速器（16）；

５档升６档：五、六档主动轮（8）和五、六档从动轮（18）为一对齿轮；只需切换奇数档离合器（1）至偶数档离合器（2）即可；

R1档、R2档选取时：发动机的动力经过飞轮传至离合器，由输入轴与传动轮传至中间轴（4），此时R1、R2、三、四档同步器（12）左移，经R1、R2档中间轮（6），R1、R2档从动轮（20），由输出轴15将R1、R2档传动比通过主减速齿轮（14）传至差速器（16）。