CN107299965A - 用于车辆的多挡位双离合器变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于车辆的多挡位双离合器变速器，其包括：第一输入轴，其配置为，动力通过第一离合器供应至该第一输入轴；第二输入轴，其安装为与第一输入轴形成同心轴线，并且动力通过第二离合器供应至该第二输入轴；多个奇数挡位驱动齿轮，其配置为安装在第一输入轴上，以实现奇数变速级；多个偶数挡位驱动齿轮，其配置为安装在第二输入轴上，以实现偶数变速级；第一中间轴，其配置为与第一输入轴和第二输入轴平行安装；多个奇数挡位从动齿轮和多个偶数挡位从动齿轮，其配置为安装在第一中间轴上，以与奇数挡位驱动齿轮和偶数挡位驱动齿轮啮合；多个同步装置，其配置为选择性地连接奇数挡位从动齿轮和偶数挡位从动齿轮至第一中间轴。

Description

用于车辆的多挡位双离合器变速器
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的双离合器变速器，更具体而言，本发明涉及能够实现多个变速级的同时还能够使变速器的整体长度尽可能短的变速器结构。
背景技术
双离合器变速器(DCT)基本上被配置为，利用两个离合器从发动机供应动力，从而在现有的同步啮合式手动变速器的两个输入轴上连续地形成相邻的变速级。
因此，双离合器变速器包括配置各个变速级的换挡齿轮，其总是啮合在互相平行安装的输入轴与输出轴之间；还包括同步设备，其用于选择性地将这些换挡齿轮连接至输入轴或输出轴，或者将这些换挡齿轮从输入轴或输出轴脱开；其中，变速器的整体长度以及可实现的变速级的数量根据安装的换挡齿轮和同步设备的数量来确定。
为了优化车辆发动机的工作效率以最大化燃料效率，变速器可以实现的变速级的数量需要尽可能地多。如上所述，增加变速级的数量会增加变速器的整体长度，从而降低了车辆的可安装性以及增加了重量，因此对于燃料效率具有负面影响。
已提供的作为相关技术描述的内容仅仅旨在帮助对本发明的背景技术的理解，而不应当被视为对应于本领域技术人员所公知的相关技术。
发明内容
本发明的目标在于提供一种用于车辆的多挡位的双离合器变速器，其能够形成多挡位变速级；同时通过使变速器的整体长度尽可能地短以及减小变速器的重量从而改善车辆的可安装性。
根据本发明的示例性实施方案，提供了一种用于车辆的多挡位双离合器变速器，其包括：第一输入轴，其配置为，动力通过第一离合器供应至该第一输入轴；第二输入轴，其安装为与第一输入轴形成同心轴线，并且动力通过第二离合器供应至该第二输入轴；多个奇数挡位驱动齿轮，其配置为安装在第一输入轴上，以实现奇数变速级；多个偶数挡位驱动齿轮，其配置为安装在第二输入轴上，以实现偶数变速级；第一中间轴，其配置为与第一输入轴和第二输入轴平行的安装；多个奇数挡位从动齿轮和多个偶数挡位从动齿轮，其配置为安装在第一中间轴上，以与奇数挡位驱动齿轮和偶数挡位驱动齿轮啮合；多个同步装置，其配置为将奇数挡位从动齿轮和偶数挡位从动齿轮选择性地连接至第一中间轴；低速挡位驱动齿轮，其配置为安装在第一中间轴上，以实现低挡位变速级，该低挡位变速级具有随着传动比增加而在低速挡位中形成的多个变速级中的相对较大的传动比；高速挡位驱动齿轮，其配置为安装在第一中间轴上，以实现多个变速级中的传动比相对较小的高挡位变速级；输出轴，其配置为与第一中间轴平行安装；低速挡位从动齿轮和高速挡位从动齿轮，其配置为安装在输出轴上，以分别与低速挡位驱动齿轮和高速挡位驱动齿轮啮合；以及第一同步装置，其配置为将低速挡位从动齿轮和高速挡位从动齿轮中的一个选择性地连接至输出轴。
该用于车辆的多挡位双离合器变速器可以进一步包括第二同步装置，其配置为安装在第一输入轴的一端与输出轴的另一端之间，并且连接第一输入轴与输出轴以实现第5挡位。
安装在第一输入轴上的多个奇数挡位驱动齿轮可以配置为，包括用于实现第1挡位的1挡位驱动齿轮、用于实现第3挡位和第7挡位的3&7挡位驱动齿轮以及用于实现第9挡位的9挡位驱动齿轮，并且安装在第二输入轴上的多个偶数挡位驱动齿轮可以配置为，包括用于实现第2挡位和第6挡位的2&6挡位驱动齿轮以及用于实现第4挡位和第8挡位的4&8挡位驱动齿轮。
安装在第一中间轴上的多个奇数挡位从动齿轮和多个偶数挡位从动齿轮可以配置为，包括用于实现第1挡位的1挡位从动齿轮、用于实现第3挡位和第7挡位的3&7挡位从动齿轮、用于实现第9挡位的9挡位从动齿轮、用于实现第2挡位和第6挡位的2&6挡位从动齿轮、用于实现第4挡位和第8挡位的4&8挡位从动齿轮以及用于实现倒车变速级的倒车从动齿轮。
该用于车辆的多挡位双离合器变速器可以进一步包括：惰轮轴，其配置为与第二输入轴平行安装；第一惰轮，其配置为能够旋转地安装在惰轮轴上并且与4&8挡位驱动齿轮啮合；以及第二惰轮，其配置为同轴向地连接至第一惰轮并且与倒车从动齿轮啮合。
所述多个同步装置可以配置为，包括第三同步装置，其将1挡位从动齿轮和9挡位从动齿轮中的一个选择性地连接至第一中间轴；第四同步装置，其将倒车从动齿轮和3&7挡位从动齿轮中的一个选择性地连接至第一中间轴；第五同步装置，其将2&6挡位从动齿轮和4&8挡位从动齿轮中的一个选择性地连接至第一中间轴。
安装在第一中间轴上的低速挡位驱动齿轮和安装在输出轴上的低速挡位从动齿轮可以设置为实现第1挡位、第2挡位、第3挡位、第4挡位和倒车变速级，安装在第一中间轴上的高速挡位驱动齿轮和安装在输出轴上的高速挡位从动齿轮可以设置为实现第6挡位、第7挡位、第8挡位和第9挡位。
第二同步装置可以安装在输出轴上。
该用于车辆的多挡位双离合器变速器可以进一步包括：4挡位驱动齿轮，其配置为安装在第一输入轴上，以实现第4挡位；第二中间轴，其安装为与第一中间轴形成同心轴线；4挡位反转齿轮，其配置为安装在第二中间轴上，并且包括第一反转齿轮和第二反转齿轮，第一反转齿轮与4挡位驱动齿轮啮合，第二反转齿轮在连接至第一反转齿轮的同时随第一反转齿轮旋转；以及4挡位从动齿轮，其配置为安装在输出轴上，以与第二反转齿轮啮合，并且通过第二同步装置选择性地连接至输出轴。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施方案的用于车辆的多挡位双离合器变速器的示意图；
图2示出了图1中的变速器实现9速前进变速级和1速倒车变速级的工作模式图；
图3示出了根据本发明的另一实施方案的用于车辆的多挡位双离合器变速器的示意图。
具体实施方式
下面将参考所附附图描述根据本发明的实施方案的用于车辆的多挡位双离合器变速器。
图1是示出了根据本发明的实施方案的用于车辆的多挡位双离合器变速器的示意图。参见图1，该种用于车辆的多挡位双离合器变速器可以包括：第一输入轴IS1，其配置为，动力通过第一离合器C1供应至该第一输入轴；第二输入轴IS2，其安装为与第一输入轴IS1形成同心轴线，并且动力通过第二离合器C2供应至该第二输入轴；多个奇数挡位驱动齿轮，其配置为安装在第一输入轴IS1上，以实现奇数变速级；多个偶数挡位驱动齿轮，其配置为安装在第二输入轴IS2上，以实现偶数变速级；第一中间轴CS1，其配置为与第一输入轴IS1和第二输入轴IS2平行安装；多个奇数挡位从动齿轮和多个偶数挡位从动齿轮，其配置为安装在第一中间轴CS1上，以与奇数挡位驱动齿轮和偶数挡位驱动齿轮啮合；多个同步装置，其配置为将奇数挡位从动齿轮和偶数挡位从动齿轮选择性地连接至第一中间轴CS1；低速挡位驱动齿轮LD，其配置为安装在第一中间轴CS1上，以实现多个变速级中随着传动比增加而形成在低速挡位下的传动比相对较大的低挡位变速级；高速挡位驱动齿轮HD，其配置为安装在第一中间轴CS1上，以实现在多个变速级中传动比相对较小的高挡位变速级；输出轴OS，其配置为与第一中间轴CS1平行安装；低速挡位从动齿轮LP和高速挡位从动齿轮HP，其配置为安装在输出轴OS上，以分别与低速挡位驱动齿轮LD和高速挡位驱动齿轮HD啮合；以及第一同步装置SN1，其配置为将低速挡位从动齿轮LP和高速挡位从动齿轮HP中的一个选择性地连接至输出轴OS。
具体而言，本技术可以进一步包括第二同步装置SN2，其配置为安装在第一输入轴IS1的一端与输出轴OS的另一端之间，并且连接第一输入轴IS1与输出轴OS以实现第5挡位。
即，第二同步装置SN2在第一输入轴IS1与输出轴OS之间执行直接连接操作，以防止当安装在输出轴OS上的低速挡位从动齿轮LP与高速挡位从动齿轮HP之间的第一同步装置SN1切换时出现换挡断连。下面将更详细地描述工作模式。
安装在第一输入轴IS1上多个奇数挡位驱动齿轮配置为，包括用于实现第1挡位的1挡位驱动齿轮1D、用于实现第3挡位和第7挡位的3&7挡位驱动齿轮3&7D以及用于实现第9挡位的9挡位驱动齿轮9D。
此外，安装在第二输入轴IS2上多个偶数挡位驱动齿轮配置为，包括用于实现第2挡位和第6挡位的2&6挡位驱动齿轮2&6D以及用于实现第4挡位和第8挡位的4&8挡位驱动齿轮4&8D。
安装在第一中间轴CS1上的多个奇数挡位从动齿轮和多个偶数挡位从动齿轮可以配置为，包括用于实现第1挡位的1挡位从动齿轮1P、用于实现第3挡位和第7挡位的3&7挡位从动齿轮3&7P、用于实现第9挡位的9挡位从动齿轮9P、用于实现第2挡位和第6挡位的2&6挡位从动齿轮2&6P、用于实现第4挡位和第8挡位的4&8挡位从动齿轮4&8P以及用于实现倒车变速级的倒车从动齿轮RP。
即，安装在第一输入轴IS1和第二输出轴IS2上的多个奇数挡位驱动齿轮和偶数挡位驱动齿轮中的每一个可以实现一个或两个变速级，其是通过安装在第一中间轴CS1上并且具有不同的传动比的低速挡位驱动齿轮LD与高速挡位驱动齿轮HD之间的选择性动力传递而实现的。
此外，为了以倒车从动齿轮RP实现倒车状态，本技术可以进一步包括：惰轮轴IDS，其配置为与第二输入轴IS2平行安装；第一惰轮RID1，其配置为可旋转地安装在惰轮轴IDS上并且与4&8挡位驱动齿轮4&8D啮合；以及第二惰轮RID2，其配置为同轴向地连接至第一惰轮RID1并且与倒车从动齿轮RP啮合。
多个同步装置可以配置为，包括：第三同步装置SN3，其将1挡位从动齿轮1P和9挡位从动齿轮9P中的一个选择性地连接至第一中间轴CS1；第四同步装置SN4，其将倒车从动齿轮RP和3&7挡位从动齿轮3&7P中的一个选择性地连接至第一中间轴CS1；第五同步装置SN5，其将2&6挡位从动齿轮2&6P和4&8挡位从动齿轮4&8P中的一个选择性地连接至第一中间轴CS1。
因此，第一至第五同步装置SN1、SN2、SN3、SN4和SN5可以被控制为，实现多挡位变速级的同时保持变速器的整体长度很短。
以供参考，如同现有同步啮合方式的换挡机制一样，在各个变速级的从动齿轮旁，安装了低速挡位离合器齿轮CGL、高速挡位离合器齿轮CGH、1挡位离合器齿轮CG1、2&6挡位离合器齿轮CG2&6、3&7挡位离合器齿轮CG3&7、4&8挡位离合器齿轮CG4&8、5挡位离合器齿轮CG5、9挡位离合器齿轮CG9以及倒车挡位离合器齿轮CGR，以便将各个变速级的从动齿轮与输出轴OS选择性地连接或脱开。
这里，安装在第一中间轴CS1上的低速挡位驱动齿轮LD和安装在输出轴OS上的低速挡位从动齿轮LP被设置为实现第1挡位、第2挡位、第3挡位、第4挡位和倒车变速级，安装在第一中间轴CS1上的高速挡位驱动齿轮HD和安装在输出轴OS上的高速挡位从动齿轮HP设置为实现第6挡位、第7挡位、第8挡位和第9挡位。
如上所述，在本发明的实施方案的配置中，不需要设置与变速级的数量相同的全部数量的换挡齿轮来实现多挡位变速级，而是换挡齿轮可以设置为分别实现一个或两个变速级，以在形成多个变速级的同时降低变速器的重量以及减少变速器的整体长度，从而改善车辆的能源效率，因此非常有助于改善车辆的燃料效率。
图2为示出了图1的变速器实现9速前进变速级和1速倒车变速级的工作模式图。如上配置的用于车辆的多挡位双离合器变速器可以依据图2所示的工作模式图来工作，以实现各个变速级。
例如，根据本发明的实施方案，在本发明的双离合器变速器中，通过接合第一离合器，使用第四同步装置来连接3&7离合器齿轮CG3&7，并且使用第一同步装置来连接低速挡位离合器齿轮，可以实现第3挡位。此时，发动机的动力相继经过第一离合器、第一输入轴、3&7挡位驱动齿轮、3&7挡位从动齿轮、第四同步装置、第一中间轴、低速挡位驱动齿轮、低速挡位从动齿轮、第一同步装置以及输出轴，然后输出到差动装置。
此外，通过接合第一离合器，使用第四同步装置来连接3&7离合器齿轮CG3&7，并且使用第一同步装置来连接高速挡位离合器齿轮，可以实现7挡位。此时，发动机的动力相继经过第一离合器、第一输入轴、3&7挡位驱动齿轮、3&7挡位从动齿轮、第四同步装置、第一中间轴、高速挡位驱动齿轮、高速挡位从动齿轮、第一同步装置以及输出轴，然后输出到差动装置。
通过接合第一离合器，并且连接第二同步装置，可以实现第5挡位。此时，发动机的动力从第一输入轴直接传递至输出轴，输出至差动装置。
同时，通过在第二离合器接合的状态下接合倒车挡位离合器齿轮，可以实现倒车变速级。此时，发动机的动力自第二输入轴相继经过4&8挡位驱动齿轮、第一惰轮、惰轮轴、第二惰轮、倒车从动齿轮、第四同步装置、第一中间轴、低速挡位驱动齿轮、低速挡位从动齿轮、第一同步装置以及输出轴，然后输出到差动装置。
图3为示出了根据本发明的另一实施方案的用于车辆的多挡位双离合器变速器的图。参见图3，在根据本发明的另一实施方案的用于车辆的多挡位双离合器变速器中，第二同步装置SN2安装在输出轴OS上。
此外，该用于车辆的多挡位双离合器变速器可以包括：4挡位驱动齿轮4D，其配置为安装在第一输入轴IS1上，以实现第4挡位；第二中间轴CS2，其安装为与第一中间轴CS1形成同心轴线；4挡位反转齿轮4C，其配置为安装在第二中间轴CS2上，并且包括第一反转齿轮4C1和第二反转齿轮4C2，第一反转齿轮与4挡位驱动齿轮4D啮合，第二反转齿轮在连接至第一反转齿轮4C1的同时随第一反转齿轮4C1旋转；以及4挡位从动齿轮4P，其配置为安装在输出轴OS上，以与第二反转齿轮4C2啮合，并且通过第二同步装置SN2选择性地连接至输出轴OS。
在对应的实施方案中，5挡位同步器离合器齿轮CG5和4挡位离合器齿轮CG4设置在4挡位驱动齿轮4D和4挡位从动齿轮4P旁边。根据上述配置，在车辆降挡时，换挡延迟现象可以减少。
例如，当车辆从第9挡位降挡到第4挡位时，之前的实施方案执行三次换挡，9挡位→6挡位→5挡位→4挡位，以防止出现换挡断开。
然而，在本实施方案中，在执行从第9挡位到第6挡位的降挡之后，不执行第5挡位的换挡，而是可以执行第4挡位的换挡。即，在第二同步装置SN2被控制为连接输出轴OS与4挡位从动齿轮4P的状态下，第一离合器C1接合，以减少降挡换挡过程，从而减小换挡延迟。
此时，一旦通过完成第一离合器C1并释放第二离合器C2实现了第6挡位，第五同步装置SN5与4&8挡位离合器齿轮CG4&8预啮合，并且第一同步装置SN1与低速挡位离合器齿轮CGL预啮合，而在预啮合完成之后，第一离合器C1释放，第二离合器C2接合，从而通过第二输出轴IS2实现4挡位换挡而不会停止动力。
根据具有上述结构的用于车辆的多挡位双离合器变速器，变速器的整体长度可以配置为比以前更短，以减小变速器的重量并且改善车辆的可安装性，并且可以实现多挡位变速级以有效驱动车辆，从而改善燃料效率。
尽管针对具体的示例性实施方案描述并展示了本发明，但是对于本领域技术人员显然的是，本发明可以在不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变化。

Claims (9)

1.一种用于车辆的多挡位双离合器变速器，包括：
第一输入轴，其配置为，动力经由第一离合器供应至该第一输入轴；
第二输入轴，其安装为与第一输入轴形成同心轴线，并且动力经由第二离合器供应至该第二输入轴；
多个奇数挡位驱动齿轮，其配置为安装在第一输入轴上，以实现奇数变速级；
多个偶数挡位驱动齿轮，其配置为安装在第二输入轴上，以实现偶数变速级；
第一中间轴，其配置为与第一输入轴和第二输入轴平行的安装；
多个奇数挡位从动齿轮和多个偶数挡位从动齿轮，其配置为安装在第一中间轴上，以与奇数挡位驱动齿轮和偶数挡位驱动齿轮啮合；
多个同步装置，其配置为将奇数挡位从动齿轮和偶数挡位从动齿轮选择性地连接至第一中间轴；
低速挡位驱动齿轮，其配置为安装在第一中间轴上，以实现低挡位变速级，该低挡位变速级具有随着传动比增加而在低速挡位中形成的多个变速级中的相对较大的传动比；
高速挡位驱动齿轮，其配置为安装在第一中间轴上，以实现多个变速级中的传动比相对较小的高挡位变速级；
输出轴，其配置为与第一中间轴平行安装；
低速挡位从动齿轮和高速挡位从动齿轮，其配置为安装在输出轴上，以分别与低速挡位驱动齿轮和高速挡位驱动齿轮啮合；以及
第一同步装置，其配置为将低速挡位从动齿轮和高速挡位从动齿轮中的一个选择性地连接至输出轴。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的多挡位双离合器变速器，进一步包括：
第二同步装置，其配置为安装在第一输入轴的一端与输出轴的另一端之间，并且连接第一输入轴与输出轴以实现第5挡位。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的多挡位双离合器变速器，其中，安装在第一输入轴上的多个奇数挡位驱动齿轮配置为，包括：用于实现第1挡位的1挡位驱动齿轮、用于实现第3挡位和第7挡位的3&7挡位驱动齿轮以及用于实现第9挡位的9挡位驱动齿轮；
安装在第二输入轴上的多个偶数挡位驱动齿轮配置为，包括：用于实现第2挡位和第6挡位的2&6挡位驱动齿轮以及用于实现第4挡位和第8挡位的4&8挡位驱动齿轮。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的多挡位双离合器变速器，其中，安装在第一中间轴上的多个奇数挡位从动齿轮和多个偶数挡位从动齿轮配置为，包括：用于实现第1挡位的1挡位从动齿轮、用于实现第3挡位和第7挡位的3&7挡位从动齿轮、用于实现第9挡位的9挡位从动齿轮、用于实现第2挡位和第6挡位的2&6挡位从动齿轮、用于实现第4挡位和第8挡位的4&8挡位从动齿轮以及用于实现倒车变速级的倒车从动齿轮。
5.根据权利要求4所述的用于车辆的多挡位双离合器变速器，进一步包括：
惰轮轴，其配置为与第二输入轴平行安装；
第一惰轮，其配置为能够旋转地安装在惰轮轴上并且与4&8挡位驱动齿轮啮合；以及
第二惰轮，其配置为同轴向地连接至第一惰轮并且与倒车从动齿轮啮合。
6.根据权利要求4所述的用于车辆的多挡位双离合器变速器，其中，所述多个同步装置配置为，包括：第三同步装置，其将1挡位从动齿轮和9挡位从动齿轮中的一个选择性地连接至第一中间轴；第四同步装置，其将倒车从动齿轮和3&7挡位从动齿轮中的一个选择性地连接至第一中间轴；第五同步装置，其将2&6挡位从动齿轮和4&8挡位从动齿轮中的一个选择性地连接至第一中间轴。
7.根据权利要求4所述的用于车辆的多挡位双离合器变速器，其中：安装在第一中间轴上的低速挡位驱动齿轮和安装在输出轴上的低速挡位从动齿轮设置为实现第1挡位、第2挡位、第3挡位、第4挡位和倒车变速级；
安装在第一中间轴上的高速挡位驱动齿轮和安装在输出轴上的高速挡位从动齿轮设置为实现第6挡位、第7挡位、第8挡位和第9挡位。
8.根据权利要求2所述的用于车辆的多挡位双离合器变速器，其中：所述第二同步装置安装在输出轴上。
9.根据权利要求8所述的用于车辆的多挡位双离合器变速器，进一步包括：
4挡位驱动齿轮，其配置为安装在第一输入轴上，以实现第4挡位；
第二中间轴，其安装为与第一中间轴形成同心轴线；
4挡位反转齿轮，其配置为安装在第二中间轴上，并且包括第一反转齿轮和第二反转齿轮，该第一反转齿轮与4挡位驱动齿轮啮合，该第二反转齿轮连接第一反转齿轮同时还随第一反转齿轮旋转；以及
4挡位从动齿轮，其配置为安装在输出轴上，以与第二反转齿轮啮合，并且该4挡位从动齿轮由第二同步装置选择性地连接至输出轴。
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