CN107489740B - 纵置七速双离合器变速箱 - Google Patents

纵置七速双离合器变速箱 Download PDF

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Abstract

本发明属于动力传动技术领域，特别涉及一种七速双离合器变速箱。纵置七速双离合器变速箱，它包括：同轴布置的第一离合器、第二离合器，四个同步器以及四根轴系齿轮；第一同步器、第二同步器、第四同步器布置在输出轴上，第三同步器布置在中间轴上；第一同步器实现第三齿轮、第五齿轮与输出轴的啮合或分离，第三同步器实现第四齿轮、第六齿轮与输出轴的啮合或分离，第二同步器实现第七齿轮、第九齿轮与输出轴的啮合或分离，第四同步器实现第十四齿轮、第十二齿轮与输出轴的啮合或分离；本发明简化中间轴的辅助支撑，并提高同步器容量的利用率，适合于轻型卡车或者客车使用。

Description

纵置七速双离合器变速箱
技术领域
本发明属于动力传动技术领域，特别涉及一种七速双离合器变速箱。
背景技术
双离合器变速箱具有结构和工艺简单、成本低、传动效率高等优点，目前已大量应用在乘用车领域。在商用车领域、特别是客车、轻型卡车、中性卡车、重型卡车领域，我国还普遍采用手动变速箱，双离合器变速箱以其优点，在这些车辆领域将会获得较大的发展。
Volvo发布了12挡I-shift重型卡车双离合器变速箱，采用主副箱结构，主箱具备6个前进挡和1个倒挡，副箱具备2个挡位。相比于手动变速箱，该双离合器变速箱结构简单，传动效率高，并具备自动换挡功能。
Fuso发布了针对轻型卡车的6速双离合器变速箱，采用3个同步器、5对前进齿轮和1对倒挡齿轮，实现6个前进挡和1个倒挡，结构与6速手动变速箱类似，较为简单。五十铃公司公布了一种七速双离合器变速箱方案(CN 105683620 A)，1挡齿轮和倒挡齿轮布置在中间轴中部，中间轴的变形较大，需要增加辅助支撑轴承；伊顿公司的七速双离合器变速箱方案(US 2009/0266199 A1)同样存在该问题。ZF公司的七速双离合器方案(US 7267022 B2)，倒挡单独设置1个同步器，4挡齿轮和1挡齿轮共用一个同步器，由于4挡和1挡的额定力矩相差较大，对该同步器容量的利用率不高，选型只能按照1挡的额定转矩选取。
发明内容
本发明的目的是：提供一种适用于商用车的纵置七速双离合器变速箱，可简化中间轴的辅助支撑，并提高同步器容量的利用率。
本发明的技术方案是：纵置七速双离合器变速箱，它包括：四个同步器、四根轴系齿轮以及同轴布置的第一离合器和第二离合器；
两个离合器同轴布置，可以同轴前后布置或者同轴嵌套布置；
四个同步器包括：第一同步器、第二同步器、第三同步器以及第四同步器；
四根轴系齿轮包括：第一输入轴、第二输入轴、中间轴以及输出轴；其中第一输入轴同轴套装在所述第二输入轴外，第二输入轴与输出轴同轴设置；所述中间轴与所述输出轴纵向平行设置；
所述第三齿轮以及第一离合器的主动端固接在所述第二输入轴上；所述第一齿轮以及第二离合器的主动端固接在所述第一输入轴上，所述第一离合器的被动端和第二离合器的被动端均与发动机轴固接；第二齿轮、第八齿轮、第十齿轮、第十一齿轮、第十三齿轮布置在所述中间轴上；第四齿轮、第六齿轮布置在所述中间轴的套轴上；第五齿轮、第七齿轮、第九齿轮、第十四齿轮、第十二齿轮空套在所述输出轴上；
所述第一同步器、所述第二同步器、所述第四同步器布置在所述输出轴上，所述第三同步器布置在所述中间轴上；所述第一同步器向左侧啮合时使所述第二输入轴与所述输出轴同步，向右侧啮合时使所述第五齿轮与所述输出轴同步；所述第二同步器向左侧啮合时使所述第七齿轮与所述输出轴同步，向右侧啮合时使第九齿轮与所述输出轴同步；所述第三同步器向左侧啮合时使所述套轴与所述中间轴同步；所述第四同步器向左侧啮合时使所述第十四齿轮与所述输出轴同步，向右侧啮合时使所述第十二齿轮与所述输出轴同步；
所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合，所述第五齿轮与所述第六齿轮啮合，所述第七齿轮与所述第八齿轮啮合，所述第九齿轮与所述第十齿轮啮合，所述第十四齿轮与所述第十一齿轮通过惰轮啮合，所述第十二齿轮与所述第十三齿轮啮合；
1挡时：所述第一离合器结合，所述第三同步器左侧啮合，所述第四同步器右侧啮合；发动机轴动力依次经过所述第一离合器、所述第二输入轴、所述第三齿轮、所述第四齿轮、所述套轴、所述第三同步器、所述中间轴、所述第十三齿轮、所述第十二齿轮、所述第四同步器后由所述输出轴输出。
有益效果：
(1)本发明采用平行轴，定轴齿轮传动、双离合器换挡，工艺简单，大大减少模具成本；三轴式结构，同步器成对布置，有利于提高变速箱的功率密度。
(2)本发明各挡阶比灵活可调，可兼顾各个车速段的燃油经济性和换挡舒适性，传动比范围可通过齿轮对进行灵活调整，适配性好。
(3)本发明具备两个增速挡，有利于减小变速箱的最大转矩，提高变速箱的功率密度。
(4)本发明结构简单，便于轴承支撑。
附图说明
图1为本发明的传动方案简图；
图2为本发明的轴承支撑图；
图3为本发明1挡功率传动路线图；
图4为本发明2挡功率传动路线图；
图5为本发明3挡功率传动路线图；
图6为本发明4挡功率传动路线图；
图7为本发明5挡功率传动路线图；
图8为本发明6挡功率传动路线图；
图9为本发明7挡功率传动路线图；
图10为本发明倒挡功率传动路线图。
其中：K1-第一离合器，K2-第二离合器，AB-第一同步器的左右啮合、CD-第二同步器的左右啮合、E-第三同步器左啮合、FG-第四同步器的左右啮合。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
参见附图1，纵置七速双离合器变速箱，它包括：同轴布置的第一离合器2、第二离合器3，四个同步器以及四根轴系齿轮；
四个同步器包括：第一同步器8、第二同步器14、第三同步器11以及第四同步器20；
四根轴系齿轮包括：第一输入轴23、第二输入轴24、中间轴25以及输出轴27；第一离合器2与第三齿轮6布置在第二输入轴24上；第二离合器3与第一齿轮4布置在第一输入轴23上；第二齿轮5、第三同步器11、第八齿轮13、第十齿轮16、第十一齿轮19、第十三齿轮22布置在中间轴25上；第四齿轮7、第六齿轮10布置在中间轴25的套轴26上；第五齿轮9、第七齿轮12、第九齿轮15、第十四齿轮17、第十二齿轮21空套在输出轴27上；
第一同步器8、第二同步器14、第四同步器20布置在输出轴27上，第三同步器11布置在中间轴25上；第一同步器8实现第三齿轮6、第五齿轮9与输出轴27的啮合或分离，第三同步器11实现第四齿轮7、第六齿轮10与输出轴27的啮合或分离，第二同步器14实现第七齿轮12、第九齿轮15与输出轴27的啮合或分离，第四同步器20实现第十四齿轮17、第十二齿轮21与输出轴27的啮合或分离；具体为：第一同步器8左侧啮合第二输入轴24，右侧啮合第五齿轮9；第三同步器11左侧啮合套轴26；第二同步器14左侧啮合第七齿轮12，右侧啮合第九齿轮15；第四同步器20左侧啮合第十四齿轮17，右侧啮合第十二齿轮21；第一齿轮4与第二齿轮5啮合，第三齿轮6与第四齿轮7啮合，第五齿轮9与第六齿轮10啮合，第七齿轮12与第八齿轮13啮合，第九齿轮15与第十齿轮16啮合，第十四齿轮17与第十一齿轮19通过惰轮18啮合，第十二齿轮21与第十三齿轮22啮合。
本发明的轴承支撑如图2所示，其中28、29、30、31、37、38、39为圆锥滚子轴承，32、33、34、35、36、42、43为滚针轴承，40、41为推力轴承；该轴承支撑方式与传统的三轴式变速箱布置相类似，结构简单。
参见附图3，1挡时：第一离合器2结合，第三同步器11左侧啮合，第四同步器20右侧啮合；发动机轴1动力经过第一离合器2、第二输入轴24、第三齿轮6、第四齿轮7、套轴26、第三同步器11、中间轴25、第十三齿轮22、第十二齿轮21、第四同步器20后由输出轴27输出。
参见附图4，2挡时：第二离合器3结合，第四同步器20右侧啮合；发动机轴1动力经过第二离合器3、第一输入轴23、第一齿轮4、第二齿轮5、中间轴25、第十三齿轮22、第十二齿轮21、第四同步器20后由输出轴27输出。
参见附图5，3挡时：第一离合器2结合，第一同步器8右侧啮合；发动机轴1动力经过第一离合器2、第二输入轴24、述第三齿轮6、第四齿轮7、套轴26、第六齿轮10、第五齿轮9、第一同步器8后由输出轴27输出。
参见附图6，4挡时：第二离合器3结合，第二同步器14右侧啮合；发动机轴1动力经过第二离合器3、第一输入轴23、第一齿轮4、第二齿轮5、中间轴25、第十齿轮16、第九齿轮15、第二同步器14后由输出轴27输出。
参见附图7，5挡时：第一离合器2结合，第一同步器8左侧啮合；发动机轴1动力经过第一离合器2、第二输入轴24、第一同步器8后由输出轴27输出。
参见附图8，6挡时：第二离合器3结合，第二同步器14左侧啮合；发动机轴1动力经过第二离合器3、第一输入轴23、第一齿轮4、第二齿轮5、中间轴25、第八齿轮13、第七齿轮12、第二同步器14后由输出轴27输出。
参见附图9，7挡时：第二离合器3结合，第三同步器11左侧啮合，第一同步器8左侧啮合；发动机轴1动力经过第二离合器3、第一输入轴23、第一齿轮4、第二齿轮5、中间轴25、第三同步器11、套轴26、第四齿轮7、第三齿轮6、第一同步器8后由输出轴27输出。
参见附图10，倒挡时：第一离合器2结合、第三同步器11左侧啮合，第四同步器20左侧啮合；发动机轴1动力经过第一离合器2、第二输入轴24、述第三齿轮6、第四齿轮7、套轴26、第三同步器11、中间轴25、第十一齿轮19、惰轮18、第十四齿轮17、第四同步器20后由输出轴27输出。
下表为本发明的操纵逻辑和各挡传动比参数
各挡阶比设置变化范围为1.571至1.167之间，很好的兼顾了各个车速工况，提高了换挡舒适性。最大传动为5.539，最小传动比为0.678，传动比范围为8.170，满足轻型卡车或者客车的需求。
综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.纵置七速双离合器变速箱，它包括：四个同步器、四根轴系齿轮以及同轴布置的第一离合器(2)和第二离合器(3)；其特征在于：
四个同步器包括：第一同步器(8)、第二同步器(14)、第三同步器(11)以及第四同步器(20)；
四根轴系齿轮包括：第一输入轴(23)、第二输入轴(24)、中间轴(25)以及输出轴(27)；其中第一输入轴(23)同轴套装在所述第二输入轴(24)外，第二输入轴(24)与输出轴(27)同轴设置；所述中间轴(25)与所述输出轴(27)纵向平行设置；
第三齿轮(6)以及第一离合器(2)的主动端固接在所述第二输入轴(24)上；第一齿轮(4)以及第二离合器(3)的主动端固接在所述第一输入轴(23)上，所述第一离合器(2)的被动端和第二离合器(3)的被动端均与发动机轴(1)固接；第二齿轮(5)、第八齿轮(13)、第十齿轮(16)、第十一齿轮(19)、第十三齿轮(22)布置在所述中间轴(25)上；第四齿轮(7)、第六齿轮(10)布置在所述中间轴(25)的套轴(26)上；第五齿轮(9)、第七齿轮(12)、第九齿轮(15)、第十四齿轮(17)、第十二齿轮(21)空套在所述输出轴(27)上；
所述第一同步器(8)、所述第二同步器(14)、所述第四同步器(20)布置在所述输出轴(27)上，所述第三同步器(11)布置在所述中间轴(25)上；所述第一同步器(8)向左侧啮合时使所述第二输入轴(24)与所述输出轴(27)同步，向右侧啮合时使所述第五齿轮(9)与所述输出轴(27)同步；所述第二同步器(14)向左侧啮合时使所述第七齿轮(12)与所述输出轴(27)同步，向右侧啮合时使第九齿轮(15)与所述输出轴(27)同步；所述第三同步器(11)向左侧啮合时使所述套轴(26)与所述中间轴(25)同步；所述第四同步器(20)向左侧啮合时使所述第十四齿轮(17)与所述输出轴(27)同步，向右侧啮合时使所述第十二齿轮(21)与所述输出轴(27)同步；
所述第一齿轮(4)与所述第二齿轮(5)啮合，所述第三齿轮(6)与所述第四齿轮(7)啮合，所述第五齿轮(9)与所述第六齿轮(10)啮合，所述第七齿轮(12)与所述第八齿轮(13)啮合，所述第九齿轮(15)与所述第十齿轮(16)啮合，所述第十四齿轮(17)与所述第十一齿轮(19)通过惰轮(18)啮合，所述第十二齿轮(21)与所述第十三齿轮(22)啮合；
1挡时：所述第一离合器(2)结合，所述第三同步器(11)左侧啮合，所述第四同步器(20)右侧啮合；发动机轴(1)动力依次经过所述第一离合器(2)、所述第二输入轴(24)、所述第三齿轮(6)、所述第四齿轮(7)、所述套轴(26)、所述第三同步器(11)、所述中间轴(25)、所述第十三齿轮(22)、所述第十二齿轮(21)、所述第四同步器(20)后由所述输出轴(27)输出。
2.如权利要求1所述的纵置七速双离合器变速箱，其特征在于：2挡时：所述第二离合器(3)结合，所述第四同步器(20)右侧啮合；发动机轴(1)动力依次经过所述第二离合器(3)、所述第一输入轴(23)、所述第一齿轮(4)、所述第二齿轮(5)、所述中间轴(25)、所述第十三齿轮(22)、所述第十二齿轮(21)、所述第四同步器(20)后由所述输出轴(27)输出。
3.如权利要求1所述的纵置七速双离合器变速箱，其特征在于：3挡时：所述第一离合器(2)结合，所述第一同步器(8)右侧啮合；发动机轴(1)动力依次经过所述第一离合器(2)、所述第二输入轴(24)、所 述第三齿轮(6)、所述第四齿轮(7)、所述套轴(26)、所述第六齿轮(10)、所述第五齿轮(9)、所述第一同步器(8)后由所述输出轴(27)输出。
4.如权利要求1所述的纵置七速双离合器变速箱，其特征在于：4挡时：所述第二离合器(3)结合，所述第二同步器(14)右侧啮合；发动机轴(1)动力依次经过所述第二离合器(3)、所述第一输入轴(23)、所述第一齿轮(4)、所述第二齿轮(5)、所述中间轴(25)、所述第十齿轮(16)、所述第九齿轮(15)、所述第二同步器(14)后由所述输出轴(27)输出。
5.如权利要求1所述的纵置七速双离合器变速箱，其特征在于：5挡时：所述第一离合器(2)结合，所述第一同步器(8)左侧啮合；发动机轴(1)动力依次经过所述第一离合器(2)、所述第二输入轴(24)、所述第一同步器(8)后由所述输出轴(27)输出。
6.如权利要求1所述的纵置七速双离合器变速箱，其特征在于：6挡时：所述第二离合器(3)结合，所述第二同步器(14)左侧啮合；发动机轴(1)动力依次经过所述第二离合器(3)、所述第一输入轴(23)、所述第一齿轮(4)、所述第二齿轮(5)、所述中间轴(25)、所述第八齿轮(13)、所述第七齿轮(12)、所述第二同步器(14)后由所述输出轴(27)输出。
7.如权利要求1所述的纵置七速双离合器变速箱，其特征在于：7挡时：所述第二离合器(3)结合，所述第三同步器(11)左侧啮合，所述第一同步器(8)左侧啮合；发动机轴(1)动力依次经过所述第二离合器(3)、所述第一输入轴(23)、所述第一齿轮(4)、所述第二齿轮(5)、所述中间轴(25)、所述第三同步器(11)、所述套轴(26)、所述第四齿轮(7)、所述第三齿轮(6)、所述第一同步器(8)后由所述输出轴(27)输出。
8.如权利要求1所述的纵置七速双离合器变速箱，其特征在于：倒挡时：所述第一离合器(2)结合、所述第三同步器(11)左侧啮合，所述第四同步器(20)左侧啮合；发动机轴(1)动力依次经过所述第一离合器(2)、所述第二输入轴(24)、所 述第三齿轮(6)、所述第四齿轮(7)、所述套轴(26)、所述第三同步器(11)、所述中间轴(25)、所述第十一齿轮(19)、所述惰轮(18)、所述第十四齿轮(17)、所述第四同步器(20)后由所述输出轴(27)输出。
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