CN1621715A - 双离合器变速箱 - Google Patents

Abstract

一种对双离合器变速箱的齿轮结构的布局改进，由此，在输入轴上仅仅布置四个主动齿轮就能实现双离合器变速箱的总共七个速度，即六个前进速度和一个倒档速度。

Description

双离合器变速箱

技术领域

本发明总体上涉及一种双离合器变速箱。本发明尤其涉及一种具有减小的长度和提高的功率传送效率的双离合器变速箱。

背景技术

双离合器变速箱通常是指其内具有两个离合器装置的变速箱。

双离合器变速箱一般使用两个离合器，从其两个输入轴有选择地接收来自发动机的扭矩，并使用在两个输入轴上的齿轮改变并输出扭矩和速度。

这种双离合器变速箱已经基本上被设计成用来实现紧凑的多于五速的多级变速箱。在双离合器变速箱内包括的两个离合器和同步装置可以由控制器进行控制，因此这种双离合器变速箱也可以实现自动调档(ASG)，省去了驾驶员所必须的手动换档。

在双离合器变速箱内包括的离合器可以可以按照其工作原理被分为干式和湿式的。干式离合器与传统布置在发动机和手动变速箱之间的离合器装置使用的原理相同。湿式离合器与在自动变速箱内的离合器装置使用的原理相同。

湿式离合器通常具有比干式离合器更高的扭矩容量。因此，对于高输出功率的发动机，湿式离合器是合适的。为了稳定传送高功率发动机的高输出扭矩，变速箱内的齿轮宽度也应当是较大的。因此，设计用于大扭矩发动机的双离合器变速箱会很容易地变得过长。

在发明背景部分公开的信息仅仅用于提高对发明背景的理解，并不应该作为一种确认或任何形式的建议，该信息形成本国内对本领域普通技术人员来说已经公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种双离合器变速箱，其具有外形更加紧凑的非限制性优点。

根据本发明实施例的一种示范性的双离合器变速箱包括：用于接收发动机扭矩的主输入轴；与主输入轴同轴旋转的第一输入轴；与主输入轴同轴旋转并沿着第一输入轴外周的第二输入轴；第一和第二离合器，用于有选择地传送主输入轴的扭矩到第一和第二输入轴；第一和第三主动齿轮，其在第一和第二输入轴当中的一个输入轴上形成；第二和第四主动齿轮，其在第一和第二输入轴当中的另一个输入轴上形成，所述另一个输入轴不同于所述的一个输入轴；第一输出装置，用于有选择地改变第一、第二、第三和第四主动齿轮的扭矩，并用于输出改变后的扭矩；第二输出装置，用于有选择地改变第一、第二、第三和第四主动齿轮的扭矩，并用于输出改变后的扭矩；以及差速齿轮，其同时连接到第一输出装置和第二输出装置。

在进一步的实施例中，第一输出装置包括以预定距离与主输入轴分开布置的第一输出轴；第一、第二、第三和第四从动齿轮，其布置在第一输出轴上，并分别与第一、第二、第三和第四主动齿轮相啮合；第一同步装置，其用于有选择地将第一和第三从动齿轮的扭矩之一传送到第一输出轴；以及第二同步装置，用于有选择地将第二和第四从动齿轮的扭矩之一传送到第一输出轴。在这种情况下，差速齿轮连接到第一输出轴上。

在进一步的实施例中，第二输出装置包括以第二预定距离与主输入轴分开布置的第二输出轴；第五和第六从动齿轮，其布置在第二输出轴上，并分别与第三和第四主动齿轮相啮合；与第一主动齿轮相啮合的第一中间齿轮；通过空转轴连接到第一中间齿轮上的第二中间齿轮；反向从动齿轮，其布置在第二输出轴上处在第五和第六从动齿轮之间，并与第二中间齿轮相啮合；第三同步装置，其用于有选择地将第五从动齿轮的扭矩传送到第二输出轴；以及第四同步装置，其用于有选择地将第六和反向从动齿轮的扭矩之一传送到第二输出轴。在这种情况下，差速齿轮连接到第二输出轴上。

在进一步的实施例中，第一、第二、第三和第四主动齿轮的直径按照第一主动齿轮、第二主动齿轮、第三主动齿轮和第四主动齿轮的顺序增加。

在进一步的实施例中，第一、第二、第三和第四主动齿轮以第三主动齿轮、第一主动齿轮、第二主动齿轮和第四主动齿轮的顺序布置。

在进一步的实施例中，第一和第三主动齿轮在第一输入轴上形成，第二和第四主动齿轮在第二输入轴上形成。

在进一步的实施例中，第一和第三主动齿轮在第一输入轴上布置，使得第二输入轴到第一主动齿轮比到第三主动齿轮更近。

在进一步的实施例中，第二和第四主动齿轮在第二输入轴上布置，使得第一输入轴到第二主动齿轮比到第四主动齿轮更近。

附图说明

结合并构成说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述部分一起用于说明本发明的原理：

图1是根据本发明一个实施例的双离合器变速箱的示意图；以及

图2是根据本发明一个实施例的双离合器变速箱的一幅图，其示出了用于倒档速度的空转轴、差速齿轮、第一和第二输入轴、以及第一和第二输出轴之间的空间关系。

具体实施方式

本发明的实施例将参考附图在下面进行详细描述。

图1是根据本发明一个实施例的双离合器变速箱的示意图。

如图1所示，根据本发明一个实施例的双离合器变速箱包括主输入轴105；第一和第二输入轴110和120；第一和第二离合器C1和C2；第一、第二、第三和第四主动齿轮G1、G2、G3和G4；第一和第二输出装置OUT1和OUT2；以及差速齿轮DIFF。

主输入轴105接收发动机102的扭矩。

第一输入轴110与主输入轴105同轴旋转。

图1示出了主输入轴105穿过第一输入轴110而连接到油泵190上，并且这只是要示范性地说明本发明的双离合器变速箱可以通过湿式实现。因此，应当理解本发明的范围不局限于图1所示。例如，对于干式双离合器变速箱，第一输入轴110可以形成为不具有内部空间的杆。

第二输入轴120与主输入轴105同轴并沿着第一输入轴110的外周旋转。

第一和第二离合器C1和C2有选择地传送主输入轴105的扭矩到第一和第二输入轴110和120。因此，主输入轴105的扭矩在第一离合器C1工作的情况下传送到第一输入轴110，而在第二离合器C2工作的情况下传送到第二输入轴120。

第一和第三主动齿轮G1和G3在第一和第二输入轴110和120中的一个输入轴上形成。第二和第四主动齿轮G2和G4在另一输入轴(即，与在其上形成有第一和第三驱动器齿轮G1和G3的输入轴不同的输入轴)上形成。也就是说，在第一和第二输入轴110和120当中，第一和第三主动齿轮G1 G3在其中一个上形成，并且第二和第四主动齿轮G2和G4在另一个上形成。

更详细地说，第一和第三主动齿轮G1和G3在第一输入轴110上形成，并且第二和第四主动齿轮G2和G4在第二输入轴120上形成。

更进一步具体说，第一和第三主动齿轮G1和G3是安置在第一输入轴110上，使得第二输入轴120到第一主动齿轮G1比到第三主动齿轮G3更接近。另外，第二和第四主动齿轮G2和G4安置在第二输入轴120上，使得第一输入轴110到第二主动齿轮G2比到第四主动齿轮G4更接近。

参照图1，就这些主动齿轮的安置而言，第一、第二、第三和第四主动齿轮G1、G2、G3和G4按照第三主动齿轮G3、第一主动齿轮G1、第二主动齿轮G2和第四主动齿轮G4的顺序安置。

第一、第二、第三和第四主动齿轮G1、G2、G3和G4的直径以第一主动齿轮G1、第二主动齿轮G2、第三主动齿轮G3和第四主动齿轮G4的顺序增大。因此，第一、第二、第三和第四主动齿轮G1、G2、G3和G4可以用于实现变速箱的第一、第二、第三和第四速度的四个连续速度。

如图1所示，根据本发明实施例的双离合器变速箱更进一步包括，第一输出装置OUT1和第二输出装置OUT2。该第一输出装置OUT1有选择地改变第一、第二、第三和第四主动齿轮G1、G2、G3和G4的扭矩，并输出改变后的扭矩。第二输出装置OUT2有选择地改变第一、第二、第三和第四主动齿轮G1、G2、G3和G4的扭矩，并输出改变后的扭矩。

差速齿轮DIFF同时连接到第一输出装置OUT1和第二输出装置OUT2。

如图1所示，第一输出装置OUT1包括第一输出轴130；第一、第二、第三和第四从动齿轮D1、D2、D3和D4；以及第一和第二同步装置S1和S2。

第一输出轴130与主输入轴105以预定距离分开布置。第一、第二、第三和第四从动齿轮D1、D2、D3和D4布置在第一输出轴130上，并且它们分别和第一、第二、第三和第四主动齿轮G1、G2、G3和G4相啮合。

第一同步装置S1有选择地传送第一和第三从动齿轮D1和D3的扭矩之一到第一输出轴130。第二同步装置S2有选择地传送第二和第四从动齿轮D2和D4的扭矩之一到第一输出轴130。

另外，该差速齿轮DIFF连接到第一输出轴130的第一输出齿轮135上。

如图1所示，第二输出装置OUT2包括第二输出轴140、第五和第六从动齿轮D5和D6、第一和第二中间齿轮M1和M2、反向从动齿轮R、以及第三和第四同步装置S3和S4。

第二输出轴与主输入轴105以第二预定距离分开布置。第五和第六从动齿轮D5和D6布置在第二输出轴140上，并且分别与第三和第四主动齿轮G3和G4相啮合。

第一中间齿轮M1和第一主动齿轮G1相啮合，并且第二中间齿轮M2通过空转轴150连接到第一中间齿轮M1上。反向从动齿轮R在第二输出轴140上布置在第五和第六从动齿轮D5和D6之间，并且它们和第二中间齿轮M2相啮合。

第三同步装置S3有选择地传送第五从动齿轮D5的扭矩到第二输出轴140。第四同步装置S4有选择地传送第六和反向从动齿轮D6和R的扭矩之一到第二输出轴140。

另外，差速齿轮DIFF连接到第二输出轴140的第二输出齿轮145上。

第一、第二、第三和第四同步装置S1、S2、S3和S4的细节，可以由本领域普通技术人员，参照传统手动变速箱的同步装置显而易见地实现。

本发明的一个实施例可以更进一步包括第一、第二、第三和第四致动器(未示出)，它们分别用于向左和向右驱动图1中左右的第一、第二、第三和第四同步装置S1、S2、S3和S4。在这种情况下，第一、第二、第三和第四致动器(未示出)可以由控制器(未示出)驱动。

图1中未示出在第一中间齿轮M1和第一主动齿轮G1之间的连接，以及在第二输出轴140和差速齿轮DIFF之间的连接。这是因为第一和第二输入轴110和120、第一和第二输出轴130和140、空转轴150和差速齿轮DIFF为了举例说明方便平面地画出，尽管它们是空间布置的。

图2中示出了第一和第二输入轴110和120、第一和第二输出轴130和140、空转轴150和差速齿轮DIFF的这种空间布置。

图2是根据本发明一个实施例的双离合器变速箱的一幅图，其示出了用于倒档速度的空转轴150、差速齿轮DIFF、第一和第二输入轴110和120，以及第一和第二输出轴130和140的空间关系。

图2是图1从右侧看时的视图，并且图1已示出的一些齿轮在图2中有意地未示出，以便于更好地理解旋转元件的旋转轴之间的空间关系。

如图2所示，第一和第二输出轴130和140与第二输入轴120分开布置。

用于倒档速度的空转轴150布置在其可与第一输入轴110和第二输出轴140一起形成一三角形的位置。在空转轴150上的第一中间齿轮M1和第一输入轴110的第一主动齿轮G1相啮合，并且在第二空转轴150上的第二中间齿轮M2和第二输出轴140上的反向从动齿轮R相啮合。

差速齿轮布置在其可以与第一和第二输出轴130和140一起形成一三角形的位置，使得差速齿轮DIFF与第一和第二输出轴130和140上的第一和第二输出齿轮135和145同时相啮合。

根据双离合器变速箱的这种结构特征，在输入轴上仅四个主动齿轮的布置就可以实现总共七速度，即六个前进速度和一个倒档速度。

因此，前进六速双离合器变速箱的长度可以大为缩短。

另外，用于倒档速度的空转轴150的长度缩短有助于前进速度转动惯量的减小、倒档速度扭矩传送效率的提高、以及用于倒档速度的空转轴150的耐用性。

返回参照图1，下面将详细描述根据本发明实施例的该双离合器变速箱的换档操作。

当在图1中第一同步装置S1被被推向左边，并且第一离合器C1被启动时，发动机102的扭矩传送到第一输入轴110，从而实现第一速度。

为了换档到第二速度，首先，在图1中，通过向左操作第二同步装置S2，第二从动齿轮D2和第一输出轴130相啮合而同步，此时第一离合器C1运行而第二离合器C2释放。随后，通过释放第一离合器C1并运行第二离合器C2而完成换档到第二速度。

为了换档到第三速度，首先，在图1中，通过向左操作第一同步装置S1，第三从动齿轮D3和第一输出轴130相啮合而同步，此时第一离合器C1释放而第二离合器C2运行。随后，通过释放第二离合器C2并运行第一离合器C1而完成换档到第三速度。

为了换档到第四速度，首先，在图1中，通过向右操作第二同步装置S2，第四从动齿轮D4和第一输出轴130相啮合而同步，此时第一离合器C1运行而第二离合器C2释放。随后，通过释放第一离合器C1并运行第二离合器C2而完成换档到第四速度。

为了换档到第五速度，首先，在图1中，通过向左操作第三同步装置S3，第五从动齿轮D4和第二输出轴140相啮合而同步，此时第一离合器C1释放而第二离合器C2运行。随后，通过释放第二离合器C2并运行第一离合器C1而完成换档到第五速度。

为了换档到第六速度，首先，在图1中，通过向右操作第四同步装置S4，第六从动齿轮D6和第二输出轴140相啮合而同步，此时第一离合器C1运行而第二离合器C2释放。随后，通过释放第一离合器C1并运行第二离合器C2而完成换档到第六速度。

为了换档到倒档速度，首先，在图1中，通过向左操作第四同步装置S4，反向从动齿轮R和第二输出轴140相啮合而同步，此时第一离合器C1释放而第二离合器C2运行。随后，通过释放第二离合器C2并运行第一离合器C1而完成换档到倒档速度。

从上述换档过程可以看出，为实现相邻速度所需操作的离合器交替地变化。另外，相邻速度需要对不同的同步装置进行操作。

因此，在从相邻速度之间进行换档的过程中，释放当前速度和实现目标速度可以独立地控制。另外，在换档到相邻速度期间，驾驶员可以在手动变速箱上执行的不同操作技术，例如半离合器操作，都可以通过控制接近离合器的啮合时间和退出离合器的释放时间而实现。

根据本发明的一个实施例，在输入轴上仅仅布置四个主动齿轮就可以实现总共七速度，即，六个前进速度和一个倒档速度。因此，前进六速双离合器变速箱的长度可以大为缩短。

因此，实现六个前进速度所需的齿轮数量得以减少。因此，变速箱可以更轻，并且变速箱的操作过程可以得到简化。

另外，用于倒档速度的空转轴150的长度可以充分地缩短，因此可以将变速箱制作的更轻。这也有助于减小空转轴150的转动惯量，并提高扭矩传送效率。

另外，为了换档到相邻速度，第一和第二离合器中的一个被释放，而其中的另一个被运行。因此，通过控制这两个离合器，可以获得变速箱不断的功率传送。

另外，由于相邻速度需要对不同的同步装置进行操作，因此在相邻速度之间进行换档时，释放当前速度和实现目标速度可以独立地进行控制。

虽然本发明已经结合当前被认为是最实际和优选的实施例进行了描述，但应当理解，本发明不局限于公开的实施例，相反，本发明意欲覆盖不同的变体和等价的布置，这些均在所附的权利要求的精神和范围之内。

Claims (9)

1.一种双离合器变速箱，包括：

用于接收发动机扭矩的主输入轴；

与主输入轴同轴旋转的第一输入轴；

与主输入轴同轴并沿着第一输入轴外周旋转的第二输入轴；

第一和第二离合器，用于有选择地传送主输入轴的扭矩到第一和第二输入轴；

第一和第三主动齿轮，其在第一和第二输入轴当中的一个输入轴上形成；

第二和第四主动齿轮，其在第一和第二输入轴当中的另一个输入轴上形成，所述另一个输入轴不同于所述的一个输入轴；

第一输出装置，用于有选择地改变第一、第二、第三和第四主动齿轮的扭矩，并用于输出改变后的扭矩；

第二输出装置，用于有选择地改变第一、第二、第三和第四主动齿轮的扭矩，并用于输出改变后的扭矩；以及

差速齿轮，其同时连接到第一输出装置和第二输出装置上。

2.如权利要求1所述的双离合器变速箱，其中第一输出装置包括：

以预定距离与主输入轴分开布置的第一输出轴；

第一、第二、第三和第四从动齿轮，其布置在第一输出轴上并分别与第一、第二、第三和第四主动齿轮相啮合；

第一同步装置，用于有选择地将第一和第三从动齿轮的扭矩之一传送到第一输出轴；以及

第二同步装置，用于有选择地将第二和第四从动齿轮的扭矩之一传送到第一输出轴，

其中，差速齿轮连接到第一输出轴上。

3.如权利要求2所述的双离合器变速箱，其中第二输出装置包括：

以第二预定距离与主输入轴分开布置的第二输出轴；

第五和第六从动齿轮，其布置在第二输出轴上并分别与第三和第四主动齿轮相啮合；

与第一主动齿轮相啮合的第一中间齿轮；

通过空转轴连接到第一中间齿轮上的第二中间齿轮；

反向从动齿轮，其布置在第二输出轴上处在第五和第六从动齿轮之间，并与第二中间齿轮相啮合；

第三同步装置，用于有选择地将第五从动齿轮的扭矩传送到第二输出轴；以及

第四同步装置，用于有选择地将第六和反向从动齿轮的扭矩之一传送到第二输出轴，

其中，差速齿轮连接到第二输出轴上。

4.如权利要求3所述的双离合器变速箱，其中第一、第二、第三和第四主动齿轮的直径按照第一主动齿轮、第二主动齿轮、第三主动齿轮和第四主动齿轮的顺序增加。

5.如权利要求4所述的双离合器变速箱，其中第一、第二、第三和第四主动齿轮以第三主动齿轮、第一主动齿轮、第二主动齿轮和第四主动齿轮的顺序布置。

6.如权利要求4所述的双离合器变速箱，其中：

第一和第三主动齿轮在第一输入轴上形成；以及

第二和第四主动齿轮在第二输入轴上形成。

7.如权利要求6所述的双离合器变速箱，其中第一和第三主动齿轮在第一输入轴上布置，使得第二输入轴到第一主动齿轮比到第三主动齿轮更近。

8.如权利要求6所述的双离合器变速箱，其中第二和第四主动齿轮在第二输入轴上布置，使得第一输入轴到第二主动齿轮比到第四主动齿轮更近。

9.如权利要求7所述的双离合器变速箱，其中第二和第四主动齿轮在第二输入轴上布置，使得第一输入轴到第二主动齿轮比到第四主动齿轮更近。

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