CN111328367B - 双离合变速器中的改进或与双离合变速器相关的改进 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的双离合变速器(10)，所述双离合变速器包括：奇数齿轮离合器(11)和相关联的奇数齿轮轴(12)，所述奇数齿轮轴支撑至少两个奇数编号的旋转齿轮(13，14，16，17)，所述奇数齿轮离合器(11)用于通过所述奇数编号的旋转齿轮(13，14，16，17)中的选定一个将旋转输入驱动传递到从动旋转轴(18)；偶数齿轮离合器(19)和相关联的偶数齿轮轴(21)，所述偶数齿轮轴支撑至少两个偶数编号的旋转齿轮(22，23，24，26)，所述偶数齿轮离合器(13)用于通过所述偶数编号的旋转齿轮(22，23，24，26)中的选定一个将旋转输入驱动传递到所述从动旋转轴(18)。所述从动旋转轴(18)能够选择性地一次连接到一个相应的所述奇数编号的旋转齿轮(13，14，16，17)或偶数编号的旋转齿轮(22，23，24，26)，并且所述奇数齿轮离合器(11)和偶数齿轮离合器(19)布置成互斥地传递驱动。所述双离合变速器(10)包括至少第一和第二范围选择齿轮(27，28)，所述第一和第二范围选择齿轮以互斥的方式能够可释放地接合以将驱动从所述从动旋转轴(18)传递到输出轴(20)，以便选择性地允许选择至少一个所述选定的偶数或奇数旋转齿轮(13，14，16，17，22，23，24，26)和所述输出轴(20)之间的至少第一范围传动比或第二范围传动比，由此允许选择相对低的输出传动比范围或高于所述相对低的输出传动比范围的第一更高的输出传动比范围。所述双离合变速器(10)还包括至少第一旁路传动系统(31)，所述第一旁路传动系统包括至少两个相互啮合的旁路旋转齿轮(32，33，34，36)和用于选择性地实现至少两个相互啮合的旁路旋转齿轮(32，33，34，36)与所述输出轴(20)的驱动接合的旁路离合器(37)，当所述旁路离合器(37)接合时所述至少两个相互啮合的旁路旋转齿轮(32，33，34，36)产生第一中间传动比，所述第一中间传动比介于所述相对低的输出传动比范围的最高齿轮比与所述第一更高的输出传动比范围的最低齿轮比的中间。

Description

双离合变速器中的改进或与双离合变速器相关的改进

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的双离合变速器(DCT)。

背景技术

与所有可变车辆变速器一样，DCT将来自发动机曲轴的旋转驱动输入转换成旋转驱动输出，所述旋转驱动输出馈送到例如差速器或其他主减速器组件，其中传动比在旋转输入和旋转输出之间起作用；并且具有选择主导(prevailing)传动比的能力。

最初是为赛车、超高性能超级跑车和一些高性能摩托车开发DCT。在此类应用中需要DCT，部分原因是因为DCT可以很容易地构造为全自动变速器或半自动变速器(其中车辆驾驶员可以例如通过使用安装在方向盘上的变速拨片或变速杆按钮实现序列式换挡)，与此同时提供非常快速的传动比转换时间。

DCT的特征是存在两条并行传动路径，在任一时刻都只向所述两条并行传动路径中的一条提供动力。这允许借助于在任一时刻都只有其中一个传递驱动的一对离合器在经由变速器的驱动路径被致使从一个分支转换为另一个分支之前预选变速器的无动力分支中按序列下一个(更高或更低)传动比。

这种方式的预选允许变速器中的部件的部分换挡运动发生在这样的传递路径中，所述传递路径由于在其离合器处断开连接而无动力。这意味着变速器换挡过程中的其余步骤(其导致一个传动比与主减速器断开连接而与序列中的下一个接合)持续时间较短，实际上相当于两个离合器组件同时切换；并且在某些示例中仅需耗时几毫秒。进而，这将使主减速器不承受驱动扭矩的时间最小化并且因此可为强劲的汽车提供良好的加速性能。

DCT在更平凡的乘用车中并不是特别普遍，部分原因是因为DCT实际上需要在变速箱内建立两个并行的齿轮系并且由于众多原因这样做的成本在大多数家用和通勤车设计中不合理。尽管一些乘用车制造商近年来在其车辆范围内都增加了DCT技术的可用性，但在许多这类汽车中非常快速的换挡所带来的好处也可以忽略不计。

另一方面，更大的作业车辆显然可以从双离合变速器的安装中更受益。这部分是因为大型动力强劲的车辆，例如联合收割机、拖拉机、装载机、某些有轨电车、挖掘机(包括但不限于反铲装载机)、其他工程车辆、雪地车和各种运输工具，通常在设计和制造上有些昂贵。结果，与乘用车相比，DCT的额外成本占车辆成本的百分比较小，结果从经济角度考虑提供DCT更为可接受。

同样，在诸如上文提及的大型车辆中，通常重要的是非常快速地进行换挡，使得在主减速器无动力时的传动比选择期间的时间段尽可能短。这是因为大型作业车辆的旋转部件的惯性通常较高，结果是扭矩中断时这些部件会迅速减速。如果变速器缓慢换挡，则上述效果又会导致在传动比接合时无意地为车速选择错误的传动比；并且因此可能会导致车辆的无法接受的减速和增加的燃油成本。在某些情况下，换挡缓慢的大型车辆变速器甚至会产生不利的安全影响，例如，在驶出路口时随着车辆从静止加速选择错误传动比。

此外，至少在道路上向前行驶时，大型作业车辆几乎总是必须进行序列式换挡。这是因为这种车辆的重质量和它们所拖曳的负载意味着在加速期间跳过序列中的任何传动比都会导致选择不合适的传动比，这可能超出车辆发动机的扭矩所能应付的能力。这会导致车辆减速，这在道路交通情况下可能是无法接受的；并且在极端情况下可能导致发动机熄火和/或损坏传动系的部件。

结果，大型作业车辆的驾驶员几乎无一例外地至少在车辆加速期间以及在减速期间的“发动机制动”时按序列选择传动比。这种用法与自动或半自动DCT的正常操作模式一致。

DCT适用于大型车辆的另一个原因是与(相对轻的)乘用车的变速器相比，DCT的变速器需要更多数量的可选传动比，所述乘用车通常需要五或六个前进传动比和一个后退传动比。相比之下，大型作业车辆在相对简单的版本中包括至少12个前进传动比和可能的6个后退传动比，有时12个前进传动和6个后退传动比分布在两个或更多个可单独选择的传动比范围内。

在DCT内使用两条并行的传动路径允许容纳所述两条并行的传动路径，而又无需变速器壳体的长度不可接受地太大。此外，DCT的成本通常变得更容易证明变速器中传动比的数量更大为合理。

大型车辆变速器有时配备有所谓的动力换挡功能。这是这样的一组控制部件，所述一组控制部件允许车辆的发动机继续使动力传动系统的大旋转质量旋转，否则在形成变速器换挡的一部分的离合器激活期间所述大旋转质量会失去动力。因此，在使用动力换挡变速器时，即使发生离合器激活，车辆驾驶员也可以保持踩下加速器或调速器踏板以为车辆提供动力。

使旋转质量在此期间得到动力防止它们减速，优点是不必作为变速器换挡过程的一部分再次使得旋转质量加速。此外，使用某些类型的动力换挡控制装置意味着在离合器激活步骤期间车辆总体上不会明显减速。这保持了车辆的平稳前进并减少了燃料消耗，否则为加速车辆、任何被牵引或承载的负载以及传动系统的部件恢复成先前的主导行驶速度的目的需要燃料。

然而，动力换挡变速器的缺点是它们复杂且昂贵。部分原因是需要包括电子控制器，所述电子控制器在离合器操作发生时防止车辆发动机的过度旋转。同样，有必要为离合器组件提供(通常)液压致动器，以为了防止离合器打滑，较之传统的基于离合器的变速器换挡期间使动力传动系统断开动力的情况在动力换挡期间更易于发生所述离合器打滑。离合器组件和致动器的重载意味着它们的制造和构造特别昂贵。

除了如上所述的前述内容之外，在诸如上面提到的那些作业车辆并且本发明与其有关的作业车辆中，还已知提供多个传动比范围。因此，大型作业车辆通常包括可以通过选择两个或在某些车辆中选择三个输出齿轮来进行输出的例如六个或八个前进传动比，从而产生多达24个可选的传动比。因此，取决于可选择的输出齿轮的数量，可以提供两个或三个范围，其通常被称为“低”、“中”(如果包括)和“高”范围。此类车辆还包括例如六个或八个后退齿轮比，在选择后退行驶时通常仅使得最低传动比范围可用而提供所述六个或八个后退齿轮比。可能的是，后退齿轮比的数量与前进齿轮比的数量相同，其中还可以使用“低”、“中”和“高”范围。

在配备有半动力换挡变速器的车辆中，在前进传动比范围之间进行换挡通常要求车辆停止或至少离合器操作，以为了允许取消选择一个范围的输出齿轮而选择另一范围的输出齿轮。不能将代表取消选择一个传动比范围而支持另一个传动比范围的传动比转换实施为动力换挡。

由于需要在可能需要耗时一秒钟或更长时间完成的范围换挡后加速整个车辆质量和若干大型旋转部件，因此此要求对燃油经济性产生不利影响。因此，通常对于轻车辆重量或变速器部件的低惯性建议使用半动力换挡变速器，以最终降低变速器中所使用的部件的成本。相反，在其中每个潜在的变速器换挡均为动力换挡类型的范围换挡期间执行离合器操作的可能性确定了全动力换挡变速器的类型。当涉及重型车辆和高变速器惯性时，强烈建议在所有重型用途中使用全动力换挡变速器。如上所述，在配备DCT的拖拉机和其他作业车辆中存在包括动力换挡或半动力换挡功能的可能性。

期望消除或至少减轻大型作业车辆中的半动力换挡DCT的一个或多个缺点。

发明内容

根据本发明，在宽泛的方面中，提供了一种用于车辆的双离合变速器，所述双离合变速器包括：奇数齿轮离合器和相关联的奇数齿轮轴，所述奇数齿轮轴支撑至少两个奇数编号的旋转齿轮，所述奇数齿轮离合器用于通过奇数编号的旋转齿轮中的选定一个将旋转输入驱动传递到从动旋转轴；偶数齿轮离合器和相关联的偶数齿轮轴，所述偶数齿轮轴支撑至少两个偶数编号的旋转齿轮，所述偶数齿轮离合器用于通过偶数编号的旋转齿轮中的选定一个将旋转输入驱动传递到从动旋转轴，所述从动旋转轴能够选择性地一次连接到一个相应的所述奇数或偶数编号的齿轮，并且奇数和偶数齿轮离合器布置成互斥地传递驱动；并且所述双离合变速器包括至少第一和第二范围选择齿轮，所述第一和第二范围选择齿轮以互斥的方式能够可释放地接合，以将驱动从从动旋转轴传递到输出轴，以便选择性地允许选择至少一个所述选定的偶数或奇数旋转齿轮和输出轴之间的至少第一范围传动比或第二范围传动比，由此允许选择相对低的输出传动比范围或高于相对低的输出传动比范围的第一更高的输出传动比范围；其中，双离合变速器还包括至少第一旁路传动系统，所述第一旁路传动系统包括至少两个相互啮合的旁路旋转齿轮和用于选择性地实现至少两个相互啮合的旁路旋转齿轮与输出轴的驱动接合的旁路离合器，当旁路离合器接合时，至少两个相互啮合的旁路旋转齿轮产生第一中间传动比，所述第一中间传动比处于相对低的输出传动比范围的最高齿轮比和第一更高的输出传动比范围的最低齿轮比的中间。

该布置的优点在于，选择位于相对低的输出传动比范围的上端与第一更高的输出传动比范围的下端的中间的传动比的能力意味着可以选择传动比来平滑从相对低的输出传动比范围至第一更高的传动比范围的过渡。此外，由于以与奇数和偶数编号的齿轮的部件相似的形式实施旁路传动系统的部件，因此第一中间传动比的选择可以实现为动力换挡。这意味着可以在车辆的发动机具有动力的情况下选择桥接在相对较的传动比范围和第一更高的传动比范围之间的传动比；并且当在传动比范围之间切换时，无需操作员启动的离合器操作。因此，车辆制造商首次能够在DCT的整组传动比内提供动力换挡传动比选择，而不仅是在单个传动比范围内提供动力换挡传动比选择；并且在传动比范围之间换挡时，无需减速或停止车辆。

在本发明的实际实施例中，优选地，第一旁路传动系统包括至少两对相互啮合的旋转齿轮，所述至少两对相互啮合的旋转齿轮中的至少两个旋转齿轮安装在旁路轴上并且能够选择性地锁定到所述旁路轴；并且双离合变速器包括至少一个旁路传动系统选择器，所述旁路传动系统选择器能够一次通过安装到旁路轴的旋转齿轮中的一个传递驱动，由通过安装到旁路轴的旋转齿轮的传动所产生的齿轮比相互不同，由此旁路传动系统能够产生第一中间传动比和第二中间传动比。

因此，有利地，通过提供介于低传动比范围和第一更高的传动比范围的中间的中间传动比和介于第一更高的传动比范围和第二更高的传动比范围的中间的再一个不同的中间传动比，可以以适应三个传动比范围的形式制造旁路传动系统。

然而，在本发明的一些实施例中，仅可以提供两个传动比范围。在这样的实施例中，旁路传动系统可以包括单对相互啮合的旋转齿轮，所述单对相互啮合的旋转齿轮中的一个安装在旁路驱动轴上。为了避免疑问，本发明扩展到这样的实施例。

优选地，旁路传动系统选择器是爪形离合器或包括爪形离合器，所述爪形离合器能够沿着旁路轴移动以选择性地将安装到旁路轴的旋转齿轮中的一个或另一个锁定到旁路轴。

这种选择器通常用于双离合变速器，这是因为它允许以有效方式预选特定的传动比(或视情况而定传动比范围)，使得可以成为在接合单独离合器的盘时选定的传动比或传动比范围的驾驶选择。这导致快速换挡变速。因此，结合选择相应的传动比范围的上传动比和下传动比中间的传动比使用爪形离合器可以产生这样的传动比选择，所述传动比选择与在特定传动比范围内的传动比变化一样迅速地发生，使用在本发明的变速器中存在的常规DCT技术进行所述特定传动比范围内的传动比变化。这进而意味着可以将中间传动比的选择构成为动力换挡选择。

然而，采用选择旁路传动系统中提供的传动比的其他手段也在本发明的范围内。

可选地，本发明的双离合变速器可以包括至少第三范围选择齿轮，所述第三范围选择齿轮能够可释放地接合以驱动从动旋转轴，以便选择性地允许选择至少一个所述选定的偶数或奇数旋转齿轮和从动旋转轴之间的第三传动比，由此允许选择第二更高的输出传动比范围。进一步优选地，第二更高的输出传动比范围高于第一相对高的输出传动比范围；并且在这种布置中，优选地，第二中间传动比处于第一更高的输出传动比范围的最高齿轮比和第二更高的输出传动比范围的最低齿轮比的中间。

因此，本发明的变速器可以在一些实施例中有利地构造为包括三个传动比范围，分别是低范围、中范围和高范围。因此，所述变速器特别适合于结合到诸如农用拖拉机的车辆中，其中，例如在田野工作期间可以通常选择低范围；中范围可以用于拖曳；当拖拉机在道路上不受阻碍地行驶时可以使用高范围。在本发明的这样实施例中选择中间传动比，以提供在每种情况下令人满意地桥接更低传动比范围的最高传动比和下一个更高传动比范围的最低传动比的中传动比。

在本发明的优选实施例中，旁路传动系统包括旁路离合器轴，所述旁路离合器轴在其上安装有:(a)将旋转输入驱动传递到旁路传动系统的旁路输入齿轮；(b)旁路离合器；(c)两个所述旁路旋转齿轮。

旁路传动系统的主要特征的这种构造产生了有利地紧凑的布置。

优选地，本发明的双离合变速器包括输入驱动轴，所述输入驱动轴连接至火花点火或压缩点火发动机的曲轴并沿着该变速器大致平行于奇数齿轮轴和偶数齿轮轴延伸，所述奇数齿轮轴和所述偶数齿轮轴大致平行于彼此延伸，所述输入驱动轴为双离合变速器提供旋转输入驱动。

存在平行于奇数齿轮轴和偶数齿轮轴延伸的输入驱动轴还提供了紧凑的布置。

为了避免疑问，本发明被认为扩展至诸如但不限于农用拖拉机的车辆，所述车辆具有如本文所定义的双离合变速器，所述双离合变速器安装在所述车辆中并且被连接以形成车辆的整个传动系统的一部分。

在这种布置中，优选地，输入驱动轴作为动力输出(PTO)轴从双离合变速器突出。在特别优选的实施例中，PTO轴从双离合变速器的相反侧突出到在其处输入驱动轴连接到如上所限定的发动机曲轴的一侧。

因此，在本发明的优选实施例中，无论使用本发明的双离合变速器选择的传动比如何，或者在本发明的变速器处于空挡构造的情况中，都由于如上所述突出的输入驱动轴，PTO轴可以布置成以曲轴旋转速度连续旋转。

方便地，输入驱动轴包括固定到其上以用于与其共同旋转的偶数齿轮驱动齿轮，所述偶数齿轮驱动齿轮与偶数齿轮轴输入齿轮驱动地啮合，从而为前进驱动离合器提供旋转驱动，所述前进驱动离合器在接合时导致选择双离合变速器中的前进驱动。

如在某些双离合变速器设计中所公知的那样，经由偶数齿轮驱动齿轮的旋转驱动输入可以通过形成到奇数齿轮轴的其一端与偶数齿轮驱动齿轮啮合的传动系的一个或多个齿轮从偶数齿轮轴传递到奇数齿轮驱动轴，其中旋转驱动被输入到后退驱动离合器。

在这方面，在本发明的优选实施例中，前进驱动离合器的壳体安装成用于与偶数齿轮离合器的壳体共同旋转；进一步优选地，前进驱动离合器的壳体包括安装在其上的第一传递旋转齿轮，所述第一传递旋转齿轮与第二传递驱动齿轮啮合并向其提供旋转驱动，所述第二传递驱动齿轮安装成用于与后退驱动离合器的壳体共同旋转。

后退驱动离合器的壳体安装成用于与奇数齿轮离合器的壳体共同旋转。因此，总的来说，本发明的布置提供了一种紧凑的装置，所述装置利用单个输入轴通过双离合变速器提供可选择的前进和后退驱动。

在其它方便地紧凑的方面中，在本发明的双离合变速器包括前述的旁路输入齿轮时，其优选地还包括至少第一空转齿轮，所述第一空转齿轮用于在第一传递旋转齿轮和第二传递旋转齿轮之间传递旋转驱动，所述第一空转齿轮或连接至其的旋转构件向旁路输入齿轮提供旋转驱动。

可选地，本发明的双离合变速器包括两个或更多个爪形离合器，用于将驱动选择性地接合到每个所述范围选择齿轮。

在实际实施例中，本发明的双离合变速器可以包括相应另外的传递齿轮，所述另外的传递齿轮被锁定到从动旋转轴，以用于将旋转驱动从与传递齿轮啮合的偶数和奇数编号的齿轮传递到从动旋转轴。

在本发明的一些实施例中，另外的传递齿轮可以各自与两个齿轮啮合，这两个齿轮分别是偶数编号的齿轮和奇数编号的齿轮。所述偶数编号的齿轮和/或所述奇数编号的齿轮与相关联的所述传递齿轮之间的传动比可以是1:1传动比或者可以是不同的传动比。

与所述传递齿轮啮合的偶数编号的齿轮和奇数编号的齿轮可以各自具有相同的齿数，其中，将驱动传递到偶数齿轮轴和奇数齿轮轴的齿轮一方面在偶数编号的齿轮和相关联的传递齿轮之间产生不同的传动比而另一方面在奇数编号的齿轮和相关联的传递齿轮之间产生不同的传动比。可替代地，与每个所述传递齿轮啮合的偶数编号和奇数编号的齿轮可以具有互不相同的齿数。

为了避免疑问，本发明涉及本文所述的所有车辆类型。在大多数情况下，此类车辆是在田野、林地、山区、丛林或灌木丛、稻田或其他被淹没的耕种地区以及许多其他越野位置以及道路上行驶的地面定位的车辆。然而，还已知这种车辆在各种非地面位置上操作，例如但不限于在桥梁和其他甲板状结构上，在大型船舶上，在高架铁路上和在雪原上。本发明扩展到在所有这样的位置中使用如本文所定义的双离合变速器。

附图说明

现在通过非限制性示例并且参照附图描述本发明的优选实施例，在所述附图中：

图1是根据本发明的双离合变速器的示意图；和

图2是图1的双离合变速器的示意性横截面图，示出了其主轴的布置。

具体实施方式

参照附图，以示意图示出了根据本发明的双离合变速器(DCT)10。

根据本发明的DCT 10的优选实施例包括一系列旋转部件，例如轴、大齿轮、摩擦离合器、爪形离合器和小齿轮，所述一系列旋转部件被支撑在变速器壳体中。在本发明的几乎所有实施例中，变速器壳体都是金属铸件，所述金属铸件包封旋转部件，所述旋转部件中的一些旋转部件(例如，输入轴、输出轴和动力输出(PTO)轴)从变速器壳体的内部穿过其壁突出到外部，以用于允许旋转驱动输入和输出。

DCT的壳体在典型情况下将包含传动流体，本领域技术人员已知所述传动流体的典型成分并且传动流体可在壳体内循环以用于润滑其运动部件，从而提供冷却并在某些情况下提供在DCT中采用的液压。可以例如通过专用泵或叶轮或通过例如叶轮特征进行油循环，所述专用泵或叶轮可以与DCT 10集成在一起，也可以位于其外部，所述叶轮特征是旋转部件的辅助部件，所述旋转部件具有除了导致传动流体循环的其他主要功能。

如上所述的旋转部件可以被支撑在轴承中，并且在突出超过变速器壳体的旋转部件的情况下可以提供密封件，所述密封件防止变速器流体流出以及污染物进入。本领域技术人员将能够基于他/她的现有知识来实施这些方面。

DCT 10通常将包括多个致动器，所述多个致动器致使各个部件运动，所述各个部件的位置可调节，以便在DCT中引起选择效果。这样的致动器可以是机械的、液压的、气动的或电动的或者可以基于这样的装置的组合来操作。

DCT 10还可以包括或至少可操作地连接(例如，无线地或通过有线连接)到一个或多个控制元件，例如但不限于选择杆、按钮、触摸屏图标和其他控制件。这样的控制元件可以根据多种操作方法来操作，但是在典型情况下将是电气或电子部件。

DCT 10通常还可以包括或可操作地连接到一个或多个处理设备，例如但不限于微型处理器。任何这样的一个或多个处理设备都可以操作地连接(例如，无线地或通过有线或电路板连接)到例如致动器中的一个或多个和/或控制元件中的一个或多个。一个或多个处理设备可以专用于控制DCT 10的目的或者可以是多目的的，并且可以在其中安装DCT 10的车辆中执行附加功能。一个或多个处理器可以位于变速器壳体内或者可以位于变速器壳体的外部。

为了清楚起见，图1省略了大多数上述特征并且仅示出了DCT 10的主要旋转部件，例如旋转轴、摩擦离合器、爪形离合器和大齿轮。

图1和图2的DCT 10在使用中通常安装为形成车辆传动系统的一部分，所述车辆例如但不限于本文所述的车辆类型。为了清楚起见，除了主发动机曲轴44以外，图1还省略了其中安装DCT的车辆的特征。

图1中的大多数图示特征由金属制成，这些金属例如是已经开发用于车辆变速器的合金。如本领域技术人员已知的那样，诸如摩擦离合器的盘的摩擦部件通常由复合材料制成。

DCT 10的部件可以被制造为模块或盒/箱，其目的是简化组装和维护操作。图1示出了如下所述的一种方式，其中可以采用盒式方法来构造DCT 10，但是其他这样的方法也处于所要求保护的本发明的范围内。使用盒或箱或其他模块化设计原理来构造DCT 10的任何部件不是必需的。

在优选实施例中，DCT 10的齿轮是带齿齿轮，所述带齿齿轮的齿被设计成与形成在DCT 10的其他齿轮上的配对齿啮合。然而，如本领域中的技术人员已知的，将旋转驱动从一个齿轮传递到另一个齿轮的其它方法在所要求保护的本发明的范围内至少理论上可行。

在下文中，将首先描述DCT 10的主要新颖的操作方面。然后，将对通过其旋转驱动可以输入和输出DCT 10的装置进行描述。

在DCT 10中，细长的旋转奇数齿轮轴12从标记为变速器壳体的前端F的一端朝向标记为R的后端延伸。在所示实施例中，变速器壳体的前部通常对应于其中安装DCT 10的车辆的前端，变速器壳体的后部通常对应于车辆的后部。然而并不一定是这种情况，例如DCT10可以相对于车辆的前端和后端横向安装(如汽车工程师所理解的那样)；或按照多个其他取向中的任何一个取向安装。

奇数齿轮轴12沿其长度部分地支撑奇数齿轮离合器11。如图1示意性所示，通过锚固件12b固定奇数齿轮轴12的部分12a以防止旋转，所述部分位于奇数齿轮离合器11的前方，轴部分12a通过所述锚固件被固定到变速器壳体的部件25a。

奇数齿轮轴12的从奇数齿轮离合器向后延伸的部分12c可相对于部分12a旋转。奇数齿轮离合器11的离合器盘11a固定到奇数齿轮轴部分12c。奇数齿轮离合器11的壳体11b也可相对于固定的奇数齿轮轴部分12a旋转。结果，当奇数齿轮离合器11接合时，如下所述施加到离合器11的壳体11b的任何旋转驱动均传递到奇数齿轮轴部分12c，因此该奇数齿轮轴部分旋转；但没有传递到如所述固定到变速器壳体部分25a的奇数齿轮轴部分12a。当奇数齿轮离合器11脱离时，奇数齿轮轴12的后部部分12c没有动力。

奇数齿轮离合器11在本发明的范围内可以采取多种形式。因此，离合器11可以是例如干式盘离合器或湿式盘离合器并且可以包括单个或多个盘。典型地，在本文所述类型的大型作业车辆中使用的双离合变速器中，使用多盘湿式盘离合器。这是因为这样的离合器比干式盘离合器更能应付在驱动DCT轴和齿轮的大型车辆的发动机中产生的高扭矩值。而且，因需要在湿式盘离合器中操作离合器流体泵而导致的任何能量损失占大型作业车辆中的总损失相对较小的百分比(而在乘用车中，相对于车辆发动机输出这些损失可能处于不可接受的水平)。

奇数齿轮轴12的后部部分12c支撑四个奇数齿轮13、14、16、17。除非通过奇数齿轮爪形离合器64、66的操作将奇数齿轮锁定到轴，否则奇数齿轮一般可在奇数齿轮轴12的后部部分12c上自由旋转，在下文中更详细地描述所述奇数齿轮爪形离合器的操作。

如下文还将进一步描述的那样，DCT 10可以在分别为低传动比范围、中或中间传动比范围和高传动比范围的三个传动比范围中的任何一个传动比范围内操作。当选择低传动比范围时，奇数齿轮13、14、16和17分别是低范围的挡1、3、5和7；当选择中范围时，它们是中范围的挡1、3、5和7；当选择高传动比范围时，它们是高传动比范围的挡1、3、5和7。

奇数齿轮爪形离合器64、66在奇数齿轮轴上固定在花键上，使得奇数齿轮爪形离合器64、66与奇数齿轮轴共同旋转，而无论爪形离合器的位置。爪形离合器各自可在花键上向左或向右滑动，以便一次啮合一个或另一个相邻的齿轮13、14、16、17并将其锁定到奇数齿轮轴。

DCT 10的控制部件(通常包括例如：一个或多个可编程控制器，例如，ASIC或其他可编程设备；以及一个或多个致动器，例如，液压、电动或电磁马达)布置成使得一次只能将奇数齿轮13、14、16、17中的仅仅一个锁定到奇数齿轮轴。这部分是由于每个奇数齿轮爪形离合器64、66在移至奇数齿轮轴上的一侧或另一侧以与奇数齿轮中的一个接合时和可能与其接合的另一个奇数齿轮间隔开。

每个奇数编号的齿轮13、14、16、17的外周都与相应的从动齿轮69、71、72、73啮合式接合。从动齿轮69、71、72、73沿着从动旋转轴18间隔地固定，使得所述从动齿轮69、71、72、73的旋转引起从动旋转轴18的旋转。本领域技术人员了解将从动齿轮69、71、72、73固定到从动旋转轴18的多种装置。

由于如所解释的那样奇数齿轮爪形离合器64、66的控制使得奇数齿轮轴12中的驱动一次经由奇数编号的齿轮13、14、16、17中的仅仅一个传递，因此一次将激活从动齿轮69、71、72、73中的仅仅一个以驱动从动旋转轴18。

偶数齿轮轴21和其相关部件以与如上所述的奇数齿轮轴12及相关部件非常相似的方式构造。

因此，偶数齿轮轴21包括前部部分21a，通过将前部部分21a固定到变速器壳体的部件25b的锚固件21b而固定所述前部部分以防止旋转。偶数齿轮轴沿其长度部分地支撑偶数齿轮离合器19，所述偶数齿轮离合器的壳体52可相对于偶数齿轮轴21的前部部分21a旋转，并且当偶数齿轮离合器19脱离时，所述壳体也相对于偶数齿轮离合器的盘19a旋转。另一方面，当偶数齿轮离合器接合时，施加到偶数齿轮离合器的壳体52的任何旋转驱动均传递到固定到离合器19的盘19a的偶数齿轮轴的后部部分21c。

偶数齿轮轴后部部分21c沿其长度间隔地支撑一系列四个(在所示实施例中，但是注意的是在本发明的范围内其他数量的偶数齿轮也是可行的)偶数编号的齿轮22、23、24、26。

偶数齿轮轴后部部分21c上的偶数编号的齿轮的纵向位置以与奇数编号的齿轮固定在奇数齿轮轴后部部分12c上的方式相同的方式固定。同样以与奇数编号的齿轮13、14、16、17相同的方式，偶数编号的齿轮22、23、24、26可在偶数齿轮轴后部部分21c上自由旋转，除非由两个偶数齿轮爪形离合器67、68之一作用，所述两个偶数齿轮爪形离合器也被支撑在偶数齿轮轴后部部分21c上。

偶数齿轮爪形离合器67、68与奇数齿轮爪形离合器64、66非常相似并且因此通过花键固定，所述花键允许沿着偶数齿轮轴后部部分21c纵向运动，但防止爪形离合器相对于该轴部分21c旋转。结果，如图1所示，可以使偶数齿轮爪形离合器67、68向左或向右移动，以便一次将选定的偶数齿轮22、23、24、26锁定到偶数齿轮轴后部部分21c并且从而使旋转驱动从偶数齿轮轴后部部分传递到选定的偶数编号的齿轮22、23、24、26。

如同在奇数齿轮的情况中，DCT 10的控制元件使得防止偶数齿轮爪形离合器67、68操作为导致一次选择多于一个偶数齿轮22、23、24、26。此外，如果在给定时间奇数编号的齿轮13、14、16、17已经由奇数齿轮爪形离合器64、66接合并且奇数齿轮离合器11以驱动传递的方式接合，则控制元件使得防止选择偶数编号的齿轮中的任意一个；反之亦然。通过将相关的偶数齿轮离合器19或奇数齿轮离合器11(根据需要)保持在脱离状态而且通过确保没有发送使需要取消选择的轴的爪形离合器接合的命令，可以实施这种防止。

偶数编号的齿轮22、23、24、26在偶数齿轮轴后部部分21c上的位置与从动齿轮69、71、72、73对准，使得偶数编号的齿轮22、23、24、26与从动齿轮69、71、72、73啮合并且能够将旋转驱动传递给所述从动齿轮。

在本发明的典型实施例中，奇数编号的齿轮13、14、16和17以及偶数编号的齿轮22、23、24和26均具有互不相同的齿数，由此取决于是驱动奇数编号的齿轮还是驱动偶数编号的齿轮，在选择的奇数或偶数编号的齿轮与其相关联的从动齿轮69、71、72、73之间实现不同的传动比。

DCT 10包括至少两个、并且在所示的优选实施例中三个范围选择齿轮27、28、29。齿轮27是低范围选择齿轮；齿轮28是中范围或中间范围选择齿轮；齿轮29是高范围选择齿轮。范围选择齿轮作用在从动旋转轴18和下文描述的各种主减速器部件之间并根据车辆的驾驶要求和例如一个或多个控制参数一次接合一个选定的输出齿轮范围，所述一个或多个控制参数例如但不限于：发动机节气门或调速器的设置；车辆移动的倾斜度；车辆的一个或多个制动系统的状态；转向系统采用的转向角；任何被拖曳的负荷或附属工具的性质；形成车辆的一部分的传感器感测到的燃料质量和/或排气状态；以及在车辆运行期间可能感测到的许多其他参数。

低范围选择齿轮27在本发明的优选实施例中位于从动旋转轴18的前端附近并且与中间齿轮74啮合，所述中间齿轮永久地锁定到从动旋转轴18以用于与其一起旋转。

低范围选择齿轮27通常可在输出轴20上自由旋转，除非被可选择性操作的第一范围选择爪形离合器62锁定到所述输出轴。

爪形离合器62类似于爪形离合器64、66、67和68，除了爪形离合器62能够与根据需要选择或脱离的仅一个齿轮(低范围选择齿轮27)啮合之外。

中范围选择齿轮28和高范围选择齿轮29通常可在从动旋转轴18的后端上自由旋转，除非被另外的范围选择爪形离合器63锁定到所述从动旋转轴。

爪形离合器63是与爪形离合器64、66、6和68类似的类型并且因此可以移动到任一侧，以便一次选择范围选择齿轮28、29中的一个或另一个。

中范围选择齿轮28和高范围选择齿轮29分别与输出齿轮76、77啮合，所述输出齿轮永久地锁定到输出轴20以用于与其一起旋转。

输出轴20向差速器或另一种主减速器组件提供旋转输入，所述差速器或另一种主差速器组件将DCT 10的旋转输出传递到其中安装DCT的车辆的例如从动车轮或其他地面接合构件。

范围选择齿轮的所描述的布置有利地有效利用变速器壳体内的空间。然而，可能的是，在本发明的其他实施例中，低范围选择齿轮27在范围选择齿轮28和高范围选择齿轮29附近安装在从动旋转构件18上，其中另外的输出齿轮(与齿轮76和77的设计类似)固定在输出轴20上，以代替中间齿轮74。

顾名思义，低范围选择齿轮27、中范围选择齿轮28和高范围选择齿轮29用于选择上述传动比范围，其结果是在选择三个不同的传动比的过程中可以采用每个奇数编号和偶数编号的齿轮13、14、16、17、22、23、24、26。

如本文中所解释的那样，包括多个可选传动比范围的常规DCT的问题在于仅能够实现位于同一范围内的传动比之间的动力换挡传动比变化。因此，当要求在范围之间切换时，需要使车辆停止。

本发明的DCT 10包括以下描述的解决该困难的特征。

具体地，DCT 10包括旁路传动系统31，所述旁路传动系统包括多个传动部件。所述多个传动部件允许选择位于传动比范围的中间的旁路传动比。旁路传动系统31的性质使得允许选择旁路传动比而又不会使DCT 10无动力，即，以动力换挡的方式进行。

更详细地，旁路传动系统31在所示的实施例中包括：第一对啮合的旋转旁路齿轮32、33，它们分别安装在旁路离合器输出轴79和旁路同步轴38上；第二对啮合的旋转旁路齿轮34、36，它们也以相似的方式在第一对啮合的旋转旁路齿轮32、33附近分别安装在旁路离合器输出轴79和旁路同步轴38上。

旁路旋转齿轮32、34被锁定到旁路离合器输出轴79，所述旁路离合器输出轴被轴颈支撑(即，被支撑在允许旋转的轴承中)并在一端终止于旁路离合器盘82中，所述旁路离合器盘形成旁路离合器37的一部分。旁路离合器37的壳体83固定到旋转旁路输入齿轮42，所述旋转旁路输入齿轮以下文进一步描述的方式能够接收在形成其中安装DCT 10的车辆的发动机的一部分的曲轴44中发展的旋转驱动。

在其后端处，旁路同步轴38进行连接，以将通过旁路传动系统31传送的旋转驱动传递到输出轴20。这通过锁定到旁路同步轴38并与上述输出旋转齿轮76啮合的旁路输出齿轮84来实现。因此，当通过旁路传动系统31传递驱动时，它被馈送到输出轴20和差速器或其他主减速器组件78。

旁路输入齿轮42被锁定到旁路离合器轴41，使得旁路输入齿轮42的旋转致使旁路离合器37的壳体83旋转，旁路离合器壳体83也被锁定到所述旁路离合器轴。旁路离合器盘82可相对于旁路离合器壳体83旋转，除非旁路离合器37接合，在这种情况下旁路输入齿轮42的旋转驱动被传递到旁路旋转齿轮32、34，然后传递到与齿轮32、34啮合的旋转齿轮33、36，所述旁路旋转齿轮如上所述安装在旁路离合器输出轴79上。

旋转齿轮33、36通常可在旁路同步轴38上自由旋转，除非通过爪形离合器39形式的旁路传动系统选择器的作用锁定到所述旋转同步轴以用于与其一起旋转。

爪形离合器39与例如爪形离合器63、64、66、67和68类似之处在于它相对于旁路同步轴38不可旋转而在致动器(例如，液压、电磁或电动马达)的作用下可左右移动(如图1所示)。爪形离合器39包括可与旋转齿轮33、36逐渐接合的犬齿部(dogs)。因此，如果爪形离合器39被控制为在图1中向右移动，则旋转齿轮33变得锁定到旁路同步轴并与其一起旋转。如果爪形离合器39在图1中被向左驱动，则旋转齿轮36变得类似地锁定。旋转齿轮33和36不能通过爪形离合器39的作用同时都变得锁定。

爪形离合器39优选地通过纵向延伸的花键安装在旁路同步轴38上，所述花键沿着旁路轴38延伸并且以这样的方式与形成在爪形离合器38的内环形壁中的狭槽或凹槽配合，使得防止爪形离合器38相对于旁路同步轴39旋转，但允许爪形离合器沿着旁路同步轴移动。除了上述爪形离合器39之外，固定旁路传动系统选择器的其他方式以及选择器的其他设计在本领域中是已知的并且可以用作优选布置的替代方式。

首先通过输入驱动轴43传递在发动机曲轴44中发展的旋转驱动，以引起旋转齿轮47的旋转，在此所述旋转齿轮是偶数齿轮驱动齿轮。

偶数齿轮驱动齿轮47与到偶数齿轮驱动轴86的输入齿轮48啮合式接合。

偶数齿轮驱动轴86延伸以终止于前进驱动离合器50的盘49中。

前进驱动离合器49的壳体51被锁定到偶数齿轮离合器19的壳体52，以与其一起旋转。结果，当前进驱动离合器49接合时，偶数齿轮驱动轴86中的旋转驱动被传递到偶数齿轮离合器19；并且当前进驱动离合器49脱离时，没有驱动从偶数齿轮驱动轴89直接传递到偶数齿轮离合器19。

前进驱动离合器的壳体51包括支撑在其上并且锁定至其的第一传递旋转齿轮53。第一传递旋转齿轮的外周与第一空转齿轮59啮合式接合，所述第一空转齿轮被支撑在输入驱动轴43上并且可相对于输入驱动轴自由旋转。

在所示的优选实施例中，第一空转齿轮59安装在与第二空转齿轮公共的毂上，所述第二空转齿轮也可相对于输入驱动轴43旋转。

第二空转齿轮61与第二传递旋转齿轮54啮合式接合，所述第二传递旋转齿轮安装成可相对于奇数齿轮轴12旋转。

第二传递旋转齿轮由后退驱动离合器57的壳体56支撑并锁定到所述壳体。

后退驱动离合器57的壳体56被锁定到奇数齿轮离合器11的壳体11b，使得经由壳体56传递的旋转驱动被输入到奇数齿轮离合器11。

偶数齿轮驱动轴86包括支撑在其上并且锁定至其的后退驱动传递齿轮87。如图1中的虚线所示，其与后退驱动输入齿轮88啮合式接合，所述后退驱动输入齿轮被支撑在后退驱动输入轴89上并锁定到所述后退驱动输入轴。后退驱动输入轴89在其后端处终止于后退驱动离合器57的盘91中。

从前述内容中显而易见的是，当前进驱动离合器49接合而后退驱动离合器57脱离时，经由输入驱动轴43输入的前进旋转驱动引起偶数齿轮离合器19的壳体(其中，经由偶数齿轮驱动齿轮47、偶数齿轮轴输入齿轮48、偶数齿轮驱动轴86、前进驱动离合器盘49和前进齿轮离合器壳体51传递驱动，所述前进齿轮离合器壳体如所述被锁定到偶数齿轮离合器19的壳体52)和奇数齿轮离合器的壳体(其中，经由第一传递旋转齿轮53、第一空转齿轮59、第二空转齿轮61、第二传递旋转齿轮54和后退驱动离合器壳体56进一步传递驱动，所述后退驱动离合器壳体如所述被锁定到奇数齿轮离合器11的壳体11b)的驱动。在这种构造中，输入到偶数齿轮离合器壳体52和奇数齿轮离合器壳体11b的输入旋转驱动皆沿着所谓的前进方向，所述前进方向通常对应于其中安装DCT 10的车辆的前进运动。

根据奇数齿轮离合器11和偶数齿轮离合器19的状态，前进旋转驱动可以被传递到奇数齿轮轴或偶数齿轮轴。

当前进驱动离合器49脱离而后退驱动离合器57接合时，没有通过第一传递旋转齿轮53传递驱动。取而代之的是，输入驱动轴43中的旋转驱动通过偶数齿轮传递齿轮47传递到共转的后退驱动传递齿轮87。

如所说明的那样，后退驱动传递齿轮87例如在其外周处啮合后退驱动输入齿轮88，所述后退驱动输入齿轮安装在后退驱动输入轴89上。与输入驱动轴43相比，后退驱动传递齿轮和后退驱动输入齿轮的这种啮合导致后退驱动输入轴89的旋转方向反向。

输入到后退驱动输入轴89的驱动被直接传递到后退驱动离合器57的盘91。当后退驱动离合器57接合时，盘91的旋转被传递到后退驱动离合器57的壳体56，所述壳体如所说明的那样直接联接至奇数齿轮离合器11的壳体11b。

在这种情况下，施加到后退驱动离合器57的壳体56的旋转驱动也被传递到与第二空转齿轮61啮合的第二传递旋转齿轮54。第二空转齿轮61与第一空转齿轮59的连接使所述第一空转齿轮59沿上述后退驱动方向旋转。由于第一空转齿轮59与第一传递旋转齿轮53啮合式接合，因此后退旋转驱动被输入到前进驱动离合器50的壳体51。

在这种情况下前进驱动离合器50脱离的事实意味着其壳体51可自由旋转，结果是反向旋转驱动随后被输入到偶数齿轮离合器19的壳体52。取决于偶数齿轮离合器19是被接合还是脱离，后退驱动随后可以根据需要被输入到偶数齿轮轴。为了避免疑问，如前述部分中所述的各个轴的反向旋转引起车辆典型倒车运动。

由于第二空转齿轮61与旁路输入齿轮42永久啮合，因此取决于前进驱动离合器50和后退驱动离合器57的设置，要么前进要么后退旋转驱动输入到旁路传动系统31。如果旁路离合器37接合，则这导致旋转驱动经由旁路传动系统31馈送至旁路输出齿轮84并由此经由安装在输出轴20上的输出齿轮76和77馈送至差速器78。

图2示出了本发明的优选实施例中的DCT 10的各种轴12、20、21、38、41和43在沿立视截面图观察时如何布置在壳体25的前部F附近的位置处。图2仅表示轴的一种可行构造，其导致产生DCT 10的紧凑的正面区域。在本发明的范围内，其他布局选择也是可行的。

此外，对于形成DCT 10的一部分的各种齿轮和离合器的相对前后位置来说不是必须是如图1所示的构造，所述构造仅表示落入本发明的范围内的几种可行内部变速器布局中的一种。

在DCT 10的后端处，从壳体25外部截取的立视图将示出输出轴20经由壳体25中的孔口突出。作为可选特征，动力输出(PTO)轴46也可以突出。

PTO轴46如果存在则可以如图所示仅仅是输入轴43的延伸部。在这种情况下，PTO轴将以与发动机的曲轴43相同的速度旋转。然而，在本发明的一些实施例中，可能期望的是在曲轴43和PTO轴46之间插入一个或多个另外的传动比部件，这些传动比部件引起传动比改变，从而导致PTO轴46以与发动机的曲轴43不同的速度旋转。

提供的齿轮的确切数量可以改变。因此，例如在本发明的一些实施例中，第一和第二空转齿轮59、61可以由单个空转齿轮代替，所述单个空转齿轮在其外周的一侧与第一传递旋转齿轮53啮合，而在其外周的另一侧与第二传递旋转齿轮啮合。

然而，显然在这种布置中，在单个空转齿轮的外周上可用于与如DCT 10中所要求的旁路输入齿轮42啮合的空间较小。此外，三个齿轮与单个空转齿轮啮合的布置也可能由于空转齿轮可能会承受过度的磨损和应力而次优。由于这些原因，图1的双空转齿轮布置是优选的。

在本发明的优选实施例中，各种相互啮合的齿轮围绕其外周彼此啮合，但这不是必须的。因此，例如，环形齿轮的内周与另外的齿轮的外周的啮合是可行的。如所指出的那样，在本发明的范围内，本领域技术人员将想到的是在DCT 10的部件之间传递旋转驱动的其他方式也是可行的。作为非限制性示例，可以采用犬齿代替各种齿轮上的齿轮齿；可以使用高摩擦表面(例如，涂胶表面)代替啮合部件；或者可以使用驱动齿轮或皮带代替啮合部件。

显然，为了避免在DCT 10中同时选择冲突的驱动路径，与DCT10关联的控制部件必须提供DCT 10的多个部件的互斥操作。因此，例如，如果前进驱动离合器50被接合，则后退驱动离合器57必须脱离，反之亦然。类似地，奇数齿轮离合器11和偶数齿轮离合器19不能同时被接合；并且如果旁路离合器37被接合，则奇数齿轮离合器11和偶数齿轮离合器19都不能被接合。

在本发明的优选实施例中构成为爪形离合器39、62、64、66、67和68的各种选择器必须被控制成使得一次仅单个齿轮被驱动旋转。如上所述，在本发明的优选实施例中，DCT10的各个部件的这种操作是通过使用诸如ASIC或类似设备之类的可编程设备来实现的，所述可编程设备连接至动力致动器，所述动力致动器例如但不限于螺线管、其他电动马达、液压马达或气动马达。例如，可以在形成车辆的一部分的驾驶室中提供适当的操作员控制装置，例如杆、按钮、滑块、触摸屏控制装置和接近传感器。

现在将描述DCT 10在前进挡的序列选择中的操作。

在开启车辆发动机之后，曲轴44沿如本文所定义的前进旋转方向旋转。在车辆加电时，所有离合器脱离，结果是旋转驱动仅传递到前进驱动离合器50的盘49(通过偶数齿轮传递齿轮47、偶数齿轮轴输入齿轮48和偶数齿轮驱动轴86)；并且传递到后退驱动离合器57的盘91(通过后退驱动传递齿轮87、后退驱动输入齿轮88和后退驱动输入轴89)。由于作为输入驱动轴43的延伸部，因此PTO轴46(如果存在)此时也旋转。

由于除了上述离合器盘49和91之外，旋转驱动未传递到其它部分，因此不会引起车辆的运动。

为了从静止状态沿着前进方向向前移动，车辆操作员选择前进挡1。这导致：爪形离合器64在图1中向右运动，以便将奇数齿轮13锁定到奇数齿轮轴12；爪形离合器62向左移动以通过将低范围选择齿轮锁定到输出轴20选择最低可用传动比范围；接合奇数齿轮离合器11。此类动作由DCT 10的可编程设备和马达控制。

然后，操作员使前进驱动离合器50接合，例如通过以下组合(i)在前进和后退驱动选项之间进行选择(可由安装到驾驶室的双位置式的开关的移动而产生，其中一个位置对应于前进驱动选项，而另一个位置对应于后退驱动选项)和(ii)使前进驱动离合器50接合，例如通过抬起离合器踏板，在选择前进或后退驱动期间通常需要操作员下压所述离合器踏板。

当如此配置DCT 10时，前进驱动离合器盘49的旋转驱动被传递到前进驱动离合器壳体51并由此通过第一传递旋转齿轮53、第一空转齿轮59、第二空转齿轮61、第二传递旋转齿轮54、后退驱动离合器壳体56，奇数齿轮离合器壳体11b和接合的奇数齿轮离合器盘11a被传递到奇数齿轮轴12(奇数齿轮13由于爪形离合器64的位置而被锁定到所述奇数齿轮轴)。

这使得奇数齿轮13沿着与曲轴44相同(前进)方向旋转，所述旋转受制于由上述传动系中的各种啮合齿轮的直径和齿数确定的比率。

奇数齿轮13的这种旋转经由与奇数齿轮13啮合的从动齿轮69传递到从动旋转轴18。

这进而引起与低范围选择齿轮27啮合的中间齿轮74的旋转。由于奇数齿轮13和低范围选择齿轮27之间的传动系中的多个元件，因此低范围选择齿轮沿着与奇数齿轮13相同的方向旋转。

由于爪形离合器62的状态，低范围选择齿轮27被锁定到输出轴20，因此根据由各个相互啮合的齿轮的齿的尺寸和数量确定的总传动比修改的前进旋转驱动被传递到输出轴20，然后传递到差速器78或可能存在的任何其他主减速器部件。

差速器78的输出被传递到车辆的一个或多个从动地面接合构件，例如车轮或履带。假设在此阶段车辆制动器已被操作员松开，则车辆将被提供动力向前行驶，其运动的精确性质由许多参数确定，所述参数例如但不包括车辆节气门或调速器踏板的设置；车辆所位于的任何倾斜度；被拖拖车的质量；地面接合构件与地面之间的摩擦系数导致的任何车轮打滑；等等。

在挡1加速一会儿之后，由于发动机转速超出最佳扭矩范围，因此车辆的发动机将达到每分钟转数极限或输出扭矩减小。这一点对于车辆操作员而言是显而易见的，所述车辆操作员然后会选择挡2，所述挡2是在低传动比范围内比挡1高的挡。

众所周知，DCT根据依序选择传动比的预选运行。因此当车辆操作员选择挡2时，爪形离合器67在图1中向右移动以将偶数齿轮22锁定到偶数齿轮轴21。

在该预选步骤之后，操作员可以通过控制操作(例如，踩下离合器踏板)来命令将传动比从挡1切换到挡2。这导致奇数齿轮离合器11脱离，而几乎同时偶数齿轮离合器19接合。然后，DCT 10中的传动系在上述离合器调整所需的几毫秒内改变，使得奇数齿轮轴12停止旋转；并且由于旋转驱动从偶数齿轮离合器19的盘19a经由其壳体52被传递到偶数齿轮轴的后部部分21c，使得偶数齿轮轴21沿前进旋转。

这进而导致锁定的偶数齿轮22沿前进旋转。因为偶数齿轮22与从动齿轮69啮合，所以前进旋转驱动至差速器78的输出路径与奇数齿轮13为选定齿轮时的输出路径相同。

偶数齿轮22的直径和齿数与奇数齿轮13的直径和齿数不同，结果是挡2的总传动比高于挡1。

在车辆进一步加速之后，操作员可以预选挡3，从而使爪形离合器64向左移动，并将奇数齿轮14锁定到奇数齿轮轴12。进一步的离合器下压或类似操作会导致奇数和偶数离合器11、19的接合状态反转。结果，驱动路径再次类似于选择奇数齿轮13时主导的驱动路径，而不同之处在于通过选定的(锁定的)齿轮14和从动齿轮71将驱动传递到从动旋转轴18。这表示比通过选择偶数齿轮22所提供的传动比更高的传动比。

操作员可以经由类似的顺序通过预选偶数齿轮23并实现所述的离合器接合反转来选择挡4。如图1所示，偶数齿轮23的预选是爪形离合器67向左移动的结果。

为了随后选择奇数齿轮16(挡5)，将爪形离合器64和67移动到位于任一侧上的相邻齿轮之间的中间位置，结果是没有将奇数齿轮或者偶数齿轮13、14、22或23锁定到从动旋转轴18。

相反，此时爪形离合器66向右移动，以使奇数齿轮16锁定到奇数齿轮轴12。在偶数齿轮离合器19脱离而奇数齿轮离合器11接合之后，通过传播路径传递旋转驱动，所述传播路径与选择奇数齿轮13和14期间主导的传播路径类似，不同之处在于由于奇数齿轮16和从动齿轮71啮合而导致针对从动旋转轴18的驱动，所述驱动齿轮71被锁定到从动旋转轴18。

随着车辆加速，操作员继续依次选择编号的挡6、7和8(即，分别为偶数和奇数齿轮24、17和26)，直到接合挡8(偶数齿轮26)为止。

挡8是低传动比范围内的最高挡。

在现有技术的DCT中，此时，如果需要接合比挡8更高的传动比挡位，则操作员将需要执行范围转换操作。在现有技术中，这涉及在通过DCT的驱动有效脱离行驶时使车辆停止或至少使车辆显著减速；选择更高的传动比范围；然后通过在选定的更高传动比范围内的另外的换挡序列使车辆重新加速。如前所述，该过程与效率低下关联。

由于旁路传动系统31的存在，因此在本发明的DCT 10中解决了这些问题。

当操作员需要从例如上述低传动比范围转换成中传动比范围时，操作序列包括进行控制动作(例如，推动选择器按钮)，所述控制动作引起挡9的预选，所述挡9为旁路旋转齿轮33。因此，预选步骤的结果是爪形离合器39向右移动，以将旁路旋转齿轮33锁定到旁路同步轴38。在此步骤之后，奇数齿轮离合器11和偶数齿轮离合器19脱离而旁路离合器37接合。

由于第二空转齿轮61和旁路输入齿轮42啮合，这使得作用在第二空转齿轮61处的旋转驱动传递到旁路输入齿轮42。

然后，旋转驱动通过旁路离合器37的壳体83和盘82传递到旁路离合器输出轴79。

旁路旋转齿轮32被锁定到旁路输出轴79，并且如前所述也与旁路旋转齿轮33啮合。通过这种布置，旁路旋转齿轮33被驱动旋转，从而进而引起旁路同步轴38旋转。

这驱动与输出齿轮76啮合式结合的旁路输出齿轮84。输出齿轮76被锁定到输出轴20，所述输出轴将旋转驱动传递到差速器78或另一主减速器组件，如本领域技术人员已知的。

通过上述选择旁路旋转齿轮33实现的总传动比处于低传动比范围的最高传动比(即，挡8)和中传动比范围的最低传动比(即，挡10)的中间。

由于旁路传动系统31类似于DCT的另外的分支，因此可以选择挡9进行为动力换挡选择。在挡9的这种选择之后，尽管需要进行传动比范围转换，但是车辆的加速可以基本上不间断地继续进行。

当车辆在选择了挡9的情况下行驶时，操作员可以预选挡10，所述挡10是中传动比范围中的最低传动比。选择挡10涉及使爪形离合器64向右移动，以再次将旋转齿轮13锁定到奇数齿轮轴12。此时，爪形离合器62在图1中向右移动，以便脱离低传动比范围；爪形离合器63向左移动，以便选择中传动比范围。

爪形离合器63的这种运动导致中范围选择齿轮28被锁定到从动旋转轴18。

一旦车辆已经在挡9的情况下充分加速，操作员就会进行范围转换，例如通过向下压离合器或执行另一个选择步骤。这将导致旁路离合器37脱离，奇数齿轮离合器11再次接合。然后，旋转驱动的传递几乎与在选择具有选定的低传动比范围的挡1期间主导的旋转驱动的传递相同，除了奇数齿轮轴12的旋转输出通过中传动比范围选择齿轮28、输出齿轮76和差速器78被传递到差速器78。

由于中传动比范围选择齿轮28和输出齿轮76之间的传动比不同于中间齿轮74和低传动比范围选择齿轮27之间的传动比，因此可以选择奇数编号的齿轮13、14、16和17以及偶数编号的旋转齿轮22、23、24和26，以便在中传动比范围内提供另外的八个传动比。

选择中传动比范围齿轮的过程以与上面关于低传动比范围描述的方式相似的方式进行，直到选择了挡17(即，中传动比范围内的偶数编号的齿轮26)为止。

此时，车辆操作员可能希望执行第二传动比范围转换，使得选择高传动比范围。例如，如果拖拉机在道路上加速，则可能需要这样做。

此时，发生旁路旋转齿轮36的预选。旁路旋转齿轮36对应于挡18，所述挡18是中传动比范围的最高可用传动比(挡17)和高传动比范围的最低可用传动比(挡19)中间的传动比。

如图1所示，由于爪形离合器39向左移动而产生了对旁路旋转齿轮36的预选。这将旁路旋转齿轮36锁定到旁路同步轴38。然后，再次通过诸如但不限于踩下离合器踏板的操作使得偶数齿轮离合器19脱离而旁路离合器37接合的过程可以实施旁路旋转齿轮36的接合。从这一点开始，通过DCT 10的驱动传递路径再次经由旁路传动系统31，这时的齿轮比主要由旁路旋转齿轮36和旁路旋转齿轮34的齿数决定，所述旁路旋转齿轮34被支撑在旁路离合器输出轴79上并且与旁路旋转齿轮36啮合。如上所述的挡18的选择可以作为动力换挡来实现。

当车辆在挂入挡18的情况下加速行驶时，然后可进行高传动比范围中最低传动比的预选。这通过使爪形离合器63和64向右移动以将高传动比范围选择齿轮29和奇数编号的齿轮13(在可供选择的齿轮序列中对应于挡19)锁定到它们安装在其上的相应的轴来实现。在进行这样的预选之后，可首先通过使旁路离合器37脱离然后接合奇数齿轮离合器11而接合高传动比范围。

然后可以进行车辆的进一步加速，其中以上文大体所述的方式在高传动比范围内进行序列变速器动力换挡，直到选择了最高可用传动比(即，挡26)为止。

在车辆加速期间不必选择全部26种传动比。因此，例如，如果车辆在没有拖挂拖车的情况下在平坦地面上的铺有路面的道路上起步，则很可能在挡10中开始加速，所述挡10是中传动比范围内的最低传动比。

此外，DCT 10不必包括所述两个旁路齿轮。因此，例如，如果DCT仅包括两个传动比范围(可能分别标记为“低范围”和“高范围”)，则旁路传动系统需要仅包括单个传动比布置，这使得以位于两个可用范围中间的传动比提供动力换挡。

尽管在上文中以特定顺序描述了各种动作，但是并非必须按照所指示的顺序完成操作方法的所有步骤。因此，例如，在挡9被接合同时预选挡10的过程中，在预选奇数编号的旋转齿轮13之前还是之后预选中传动比范围可以是无关紧要的问题。

当需要倒车时，前进驱动离合器50脱离而后退驱动离合器57接合。这导致在驱动传动路径中插入额外的旋转驱动齿轮(后退驱动输入齿轮88)，结果是位于后退驱动输入齿轮88“下游”的变速器元件的旋转方向与在前进驱动传动期间主导的方向相反。结果，差速器78被反向驱动，从而实现车辆的倒车运动。

当选择后退驱动时，DCT 10的各种控制元件可以操作以限制可用于选择的传动比范围的数量。因此，例如，当倒车时，可以仅从构成低传动比范围的挡1至挡8中进行选择，其中爪形离合器62和63的操作被禁止。

然而，在本发明的其他实施例中，可以使用所有可用的传动比范围进行后退。

下表(表1)总结了在可选传动比中的每一个中DCT 10的主要部件的状态。

在表1中，列“速度”表示可选择挡位(挡1、挡2等)，文字“O E BC”表示针对每个挡位选择分别接合了奇数、偶数和旁路离合器中的哪一个。

表1中的同步器矩阵表示针对每个挡位选择锁定到其轴的旋转齿轮(根据齿轮编号标识)。列“L M H”表示针对每个挡位选择向范围选择齿轮27、28、29中的哪一个提供动力。

除非上下文另有指示，否则应将本发明的给定方面、特征或参数的偏好和选项视为已结合本发明的所有其他方面、特征和参数的任何和所有偏好和选项进行了公开。

在本说明书中对看起来是先前出版的文件的列出或讨论不应被认为该文件是现有技术的一部分或是公知常识。

Claims (15)

1.一种用于车辆的双离合变速器(10)，所述双离合变速器包括：奇数齿轮离合器(11)和相关联的奇数齿轮轴(12)，所述奇数齿轮轴支撑至少两个奇数编号的旋转齿轮(13，14，16，17)，所述奇数齿轮离合器(11)用于通过所述奇数编号的旋转齿轮(13，14，16，17)中的选定一个将旋转输入驱动传递到从动旋转轴(18)；偶数齿轮离合器(19)和相关联的偶数齿轮轴(21)，所述偶数齿轮轴支撑至少两个偶数编号的旋转齿轮(22，23，24，26)，所述偶数齿轮离合器(13)用于通过所述偶数编号的旋转齿轮(22，23，24，26)中的选定一个将旋转输入驱动传递到所述从动旋转轴(18)，所述从动旋转轴(18)能够选择性地一次连接到一个相应的所述奇数编号的旋转齿轮(13，14，16，17)或偶数编号的旋转齿轮(22，23，24，26)，并且所述奇数齿轮离合器(11)和偶数齿轮离合器(19)布置成互斥地传递驱动，并且所述双离合变速器(10)包括至少第一和第二范围选择齿轮(27，28)，所述第一和第二范围选择齿轮以互斥的方式能够可释放地接合以将驱动从所述从动旋转轴(18)传递到输出轴(20)，以便选择性地允许选择至少一个选定的所述奇数编号的旋转齿轮(13，14，16，17)或偶数编号的旋转齿轮(22，23，24，26)和所述输出轴(20)之间的至少第一范围传动比或第二范围传动比，由此允许选择相对低的输出传动比范围或高于所述相对低的输出传动比范围的第一更高的输出传动比范围；其中，所述双离合变速器(10)还包括至少第一旁路传动系统(31)，所述第一旁路传动系统包括至少两个相互啮合的旁路旋转齿轮(32，33，34，36)和用于选择性地实现至少两个相互啮合的旁路旋转齿轮(32，33，34，36)与所述输出轴(20)的驱动接合的旁路离合器(37)，当所述旁路离合器(37)接合时所述至少两个相互啮合的旁路旋转齿轮(32，33，34，36)产生第一中间传动比，所述第一中间传动比介于所述相对低的输出传动比范围的最高齿轮比与所述第一更高的输出传动比范围的最低齿轮比的中间。

2.根据权利要求1所述的双离合变速器(10)，其中，所述第一旁路传动系统(31)包括至少两对相互啮合的旋转齿轮(32，33，34，36)，所述至少两对相互啮合的旋转齿轮中的至少两个旋转齿轮(33，36)安装在旁路轴(38)上并且能够选择性地锁定到所述旁路轴；并且所述双离合变速器包括至少一个旁路传动系统选择器(39)，所述旁路传动系统选择器能够一次通过安装到所述旁路轴的旋转齿轮(33，36)中的一个传递驱动，由通过安装到所述旁路轴的旋转齿轮(33，36)的传动所产生的齿轮比互不相同，由此所述旁路传动系统能够产生所述第一中间传动比和第二中间传动比。

3.根据权利要求2所述的双离合变速器，其中，所述旁路传动系统选择器是爪形离合器或包括爪形离合器，所述爪形离合器能够沿着所述旁路轴(38)选择性地移动以将安装到所述旁路轴的旋转齿轮(33，36)中的一个或另一个锁定到所述旁路轴。

4.根据权利要求2所述的双离合变速器(10)，所述双离合变速器包括至少第三范围选择齿轮(29)，所述第三范围选择齿轮能够可释放地接合以驱动所述输出轴(20)，以便选择性地允许选择至少一个选定的所述奇数编号的旋转齿轮(13，14，16，17)或偶数编号的旋转齿轮(22，23，24，26)和所述输出轴(20)之间的第三传动比，由此允许选择第二更高的输出传动比范围。

5.根据权利要求4所述的双离合变速器(10)，其中，所述第二更高的输出传动比范围高于所述第一更高的输出传动比范围。

6.根据权利要求5所述的双离合变速器(10)，其中，所述第二中间传动比处于所述第一更高的输出传动比范围的最高齿轮比和所述第二更高的输出传动比范围的最低齿轮比的中间。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的双离合变速器(10)，其中，所述旁路传动系统(31)包括旁路离合器轴(41)，所述旁路离合器轴在其上安装有:(a)旁路输入齿轮(42)，所述旁路输入齿轮将旋转输入驱动传递到所述旁路传动系统；(b)所述旁路离合器(37)；和(c)两个所述旁路旋转齿轮(32，34)。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的双离合变速器，所述双离合变速器包括输入驱动轴(43)，所述输入驱动轴连接至火花点火或压缩点火发动机的曲轴(44)并且沿着所述变速器大致平行于所述奇数齿轮轴(12)和所述偶数齿轮轴(21)延伸，所述奇数齿轮轴和所述偶数齿轮轴大致平行于彼此延伸，所述输入驱动轴为所述双离合变速器(10)提供旋转输入驱动。

9.根据权利要求8所述的双离合变速器，其中，所述输入驱动轴(43)作为动力输出(PTO)轴(46)从所述双离合变速器(10)突出。

10.根据权利要求8所述的双离合变速器(10)，其中，所述输入驱动轴(43)包括固定到其上以用于与其共同旋转的偶数齿轮驱动齿轮(47)，所述偶数齿轮驱动齿轮与偶数齿轮轴输入齿轮(48)驱动地啮合，所述偶数齿轮轴输入齿轮为前进驱动离合器(49)提供旋转驱动，所述前进驱动离合器在接合时致使选择所述双离合变速器(10)中的前进驱动。

11.根据权利要求10所述的双离合变速器(10)，其中，所述前进驱动离合器(49)的壳体(51)安装成用于与所述偶数齿轮离合器(19)的壳体(52)共同旋转。

12.根据权利要求11所述的双离合变速器(10)，其中，所述前进驱动离合器(49)的所述壳体包括安装在其上的第一传递旋转齿轮(53)，所述第一传递旋转齿轮向第二传递旋转齿轮(54)提供旋转驱动，所述第二传递旋转齿轮安装成用于与后退驱动离合器(57)的壳体(56)共同旋转，所述双离合变速器包括至少第一空转齿轮(59)，所述第一空转齿轮用于在所述第一传递旋转齿轮(53)和所述第二传递旋转齿轮(54)之间传递旋转驱动。

13.根据权利要求12所述的双离合变速器(10)，其中，所述后退驱动离合器(57)的所述壳体(56)安装成用于与所述奇数齿轮离合器(11)的壳体(11b)共同旋转。

14.根据权利要求12所述的双离合变速器(10)，其中，所述旁路传动系统(31)包括旁路离合器轴(41)，所述旁路离合器轴在其上安装有:(a)旁路输入齿轮(42)，所述旁路输入齿轮将旋转输入驱动传递到所述旁路传动系统；(b)所述旁路离合器(37)；和(c)两个所述旁路旋转齿轮(32，34)；所述第一空转齿轮(59)或与其连接的旋转构件(61)向所述旁路输入齿轮(42)提供旋转驱动。

15.根据权利要求1-6中任一项所述的双离合变速器(10)，所述双离合变速器包括两个或更多个爪形离合器(62，63)，用于选择性地将驱动接合到每个所述范围选择齿轮(27，28，29)。

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