CN1761821A - 双离合器变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括两个湿式工作的离合器的双离合器变速器，其中至少离合器中的一个包括至少一个对磨损有要求的构件，该构件至少部分地至少在表面区域由一种含碳材料制成。根据图1的描绘，在一个示例的曲线图中示出了一个摩擦系数变化曲线，如其在一种根据本发明的双离合器变速器中力求达到的那样。其中在图1中摩擦系数μ关于滑动速度[mm/s]伸展。如图所示，存在一个连续有利的摩擦系数变化曲线。

Description

双离合器变速器
本发明涉及一种包括两个湿式工作的离合器的双离合器变速器。一种双离合器变速器是一种新的变速器类型，它带有两个通常情况下同轴设置的变速器输入轴，它们分别配备了一个单独的摩擦离合器和一组变速器档位。双离合器变速器相对传统的有级变速器的明显的优点在于很大程度上无牵引力中断的换档过程，通过这些换档过程人们获得在牵引工况下更好的加速能力和在滑行工况下更好的减速能力。相对手动变速器的优点在于费力较少。为了没有牵引力中断，考虑采用自动化的手动变速器，但是要为使用者提供与一个自动化的变速器类似的使用方案。DE 101 34 118 A1描述了一种带有一个干式离合器的双离合器变速器。应用了两个在润滑油中工作的膜片式离合器的带有湿式离合器的双离合器变速器也已经公开了。
迄今公开的带有湿式工作的离合器的双离合器变速器的问题是对使用的润滑材料存在更高的要求，这个要求是通常用于手动变速器的润滑油满足不了的。该润滑材料的要求也明显高于用于普通有级自动变速器的润滑材料的要求。双离合器变速器特别要求一种在滑动速度例如处于0和约0.5m/s之间非常平缓的有利的摩擦系数变化曲线，由此保证足够的抗抖动性能。有利的摩擦系数变化曲线应该保持到超过变速器的寿命。在此要注意，在变速器中可能碰到很大的温度差，在离合器的区域可能达到例如-40℃直到180℃之间。在摩擦片组中所谓的热斑里的温度也可以例如超过200℃。
为了提高双离合器变速器中承载构件的耐磨性，到现在为止昂贵的涂装方法是必要的，或者必须使用特别硬的材料。例如为此齿面被磷化或采用其它的表面涂层方法，换档拨叉通过火焰喷涂用黄铜涂层和/或同步环获得钼涂层。此外，为了也能避免所谓的粘滑现象，到现在为止对一种这样的双离合器变速器采取非常昂贵的措施是必须的。那样会出现不希望的、造成噪声的振动。在离合器的区域人们对迄今为止的双离合器变速器使用例如纸摩擦盘，不过人们用它只实现一个相对小的、例如约1到1.5N/mm2赫兹压力(Hertzschen Pressung)的承载能力。此外要注意，对一个双离合器变速器，由于提高的对润滑材料的要求，一般要求使用特殊的变速器润滑油。由于一个手动变速器和一个自动变速器的组合，一方面要求手动变速器的抗咬合性能、麻点性能和同步性能，并且另一方面存在对膜片式离合器的特殊要求，它必须在微观滑移领域另外处理。
对含有碳纤维的材料在摩擦圆盘上的应用基本上已经由DE 101 18920 C1公开。在那里所述的摩擦圆盘由使用碳纤维加强的陶瓷复合材料制成并且首先用作制动盘。这样的摩擦片用于离合器盘的适用性也有描述。但是在此它只与干式离合器有关并且对于湿式工作的、使用润滑油工作的离合器来说，在所述文献中提到的材料不在考虑之列。此外该文献与双离合器变速器中的离合器无关，对于它们存在先前所述的特殊要求。在DE 101 31 758中描述了类似的材料，它由一种带有用一种含Si和C元素的基质反应结合而成的含碳纤维的复合陶瓷制成。总的来说在该文献中述及了对离合器盘的应用，不过它也与干式摩擦离合器有关。
本发明的任务在于提供一种开始时所述类型的双离合器变速器，其中离合器以及必要时其它的变速器构件符合前述的复杂要求。
该任务的解决方案提供了一种根据本发明的开始时所述类型的、具有权利要求1的特征性特征的双离合器变速器。根据本发明规定，至少离合器中的一个和/或变速器包括至少一个对磨损有要求的构件，该构件至少部分地至少在表面区域由一种含碳材料制成。本发明的一个优选改进方案规定，至少离合器盘的表面至少部分地由一种含碳纤维的材料制成。所述的含碳纤维的材料一方面具有高的热稳定性。此外在离合器盘区域的含碳纤维的材料的特殊承载能力高于迄今使用的纸摩擦片。这就存在这种可能性，必要时可以减少在一个离合器中使用的摩擦片的数量。由此也有可能减小双离合器变速器的结构尺寸。利用所谓的含碳纤维的摩擦片可以特别在小的滑动速度下实现平缓的有利的摩擦系数变化曲线，由此保证足够的抗抖动性能。
由于碳材料的高的化学稳定性，人们有可能通过变速器润滑油提高双离合器变速器的机械部件中的抗咬合性能和麻点性能。由此人们可以取消至今使用的、昂贵的表面涂层如磷化、黄铜或钼涂层或特殊的材料。
根据本发明的一种优选的改进方案人们不仅可以使离合器盘的表面，而且也可以使例如同步环和/或换档拨叉的换档片(Schattpatten)至少部分地由一种含碳纤维的材料制成。在离合器摩擦片的区域，这样的材料可以允许具有一个大于2N/mm2、最好大于5N/mm2，特别是最好至少约10N/mm2到约15N/mm2的赫兹压力的承载能力。每个离合器使用的摩擦盘数量可以减少，例如每个离合器少于十个的摩擦盘。根据本发明应用的含碳材料最好至少部分包括一种由纤维织成的材料。对此的替代品或同时例如含碳纤维的材料在考虑之列，它至少包括一种可以用一种粘结剂粘结起来的颗粒材料。
对一种根据本发明的双离合器变速器(直接换档变速器)优选需要润滑材料，其特性类似于ATF润滑油。根据本发明应用的ATF润滑油(自动传动液)最好是全合成的润滑油，为了形成离合器的摩擦系数，特别是为了实现有利的摩擦系数变化曲线而含有相应的添加剂，特别是“磨擦改进剂”。通常的手动变速器润滑油对迄今公开的双离合器变速器一般是不合适的。
对所谓的双曲面齿轮传动机构，也就是具有偏置轴的、例如人们在汽车的后桥离合器中使用的那种锥齿轮轴传动机构使用了特殊的变速器润滑油。它涉及人们需要用的特别高合金(hochlegierte)的双曲面齿轮润滑油，因为转动时在接触的齿面间存在很强的滑动。但是很难用这样的双曲面齿轮润滑油实现一个有利的、如人们在一个根据本发明类型的双离合器变速器中需要的摩擦系数变化曲线。所以已知的双曲面齿轮润滑油也不合适作为一个双离合器变速器的润滑材料。
然而根据本发明具有改善的摩擦系数性能的手动变速器润滑油由于含碳材料的应用，特别可以考虑应用在离合器盘区域内。应该优选应用一种手动变速器润滑油或一种与之类似的润滑材料，其特性至少相应于API(美国石油学会)的GL4功率级。优选地变速器润滑油至少相应于API的GL5功率级。变速器润滑油此外优选含有添加剂，它可以改善抗咬合性能和/或麻点性能，由此人们获得这个优点，即人们可以取消在变速器或离合器中所用构件的专门的表面涂层或特殊的材料。所述变速器润滑油此外应该优选具有相应的热稳定性并且可以为此特别配备相应的添加剂。由此优选在约-40℃和约180℃到200℃之间的整个温度范围上保证足够的粘度。根据本发明的一个优选的改进方案所述变速器润滑油此外至少包含一种添加剂，该添加剂用于改善粘度性能和/或温度性能和/或抗磨损性能和/或抗氧化性能和/或泡沫性能和/或防腐蚀性能和/或摩擦系数性能。
此外本发明的主题是一种湿式工作的离合器或一种具有权利要求17或18中的一项所述特征的双离合器变速器的一种变速器构件。此外本发明的主题是一种按权利要求19所述的包含一个前述类型的双离合器变速器的汽车。
在从属权利要求中所述的特征涉及根据本发明的任务解决方案的优选改进方案。本发明其它的优点由下面的详细说明中给出。
下面的内容涉及图1。该图在一个示例的曲线图中示出了一个摩擦系数变化曲线，其在一个根据本发明的双离合器变速器中力求达到的那样。其中在图1中摩擦系数μ关于滑动速度[mm/s]上伸展。如图所示，存在一个连续有利的摩擦系数变化曲线，其中在曲线图中例如滑动速度给出到100mm/s的范围，也就是说约0.1m/s。随着滑动速度的增加，摩擦系数在所述的速度范围内逐渐地并且少量地升高。在摩擦系数变化曲线中不存在最大值。由此获得一个平缓的有利的摩擦系数特性。

Claims (19)

1.包括两个湿式工作的离合器的双离合器变速器，其特征在于，至少离合器中的一个和/或变速器包括至少一个对磨损有要求的构件，该构件至少部分地至少在表面区域由一种含碳材料制成。
2.按权利要求1所述的双离合器变速器，其特征在于，至少离合器盘的表面至少部分地由一种含碳纤维的材料制成。
3.按权利要求1或2所述的双离合器变速器，其特征在于，同步环和/或换档拨叉的换档片至少在其表面区域内至少部分地包含一种含碳纤维的材料。
4.按权利要求1至3中任一项所述的双离合器变速器，其特征在于，设有一种含有含碳纤维的材料的离合器摩擦片，它允许具有大于2N/mm2、最好大于5N/mm2，特别是最好至少约10N/mm2到约15N/mm2的赫兹压力的承载能力。
5.按权利要求1至4中任一项所述的双离合器变速器，其特征在于，它在至少一个离合器的范围内包含少于十个的摩擦盘。
6.按权利要求1至5中任一项所述的双离合器变速器，其特征在于，设有至少一种含碳纤维的材料，它至少部分地包括由纤维织成的材料。
7.按权利要求1至6中任一项所述的双离合器变速器，其特征在于，设有至少一种含碳纤维的材料，它至少部分地包括一种必要时用一种粘结剂粘结起来的颗粒材料。
8.带有至少一个湿式工作的离合器的、特别是按权利要求1至7中任一项所述的双离合器变速器，其特征在于，它具有一种非传统的润滑油作为润滑材料。
9.按权利要求8所述的双离合器变速器，其特征在于，它具有一种非传统的ATF润滑油。
10.按权利要求8或9所述的双离合器变速器，其特征在于，作为润滑材料应用的非传统的润滑油含有磨擦改进剂以形成离合器的摩擦系数，特别是为了实现一个有利的摩擦系数变化曲线。
11.带有至少一个湿式工作的离合器的、特别是按权利要求1至7中任一项所述的双离合器变速器，其特征在于，它包括至少一种含有改善的摩擦系数性能的手动变速器润滑油作为润滑材料。
12.按权利要求11所述的双离合器变速器，其特征在于，它包括一种手动变速器润滑油，其特性至少包括了API(美国石油学会)的GL4功率级。
13.按权利要求11或12所述的双离合器变速器，其特征在于，它包括一种至少是API(美国石油学会)的GL5功率级的变速器润滑油。
14.按权利要求12或13之一所述的双离合器变速器，其特征在于，变速器润滑油含有改善承载能力的添加剂。
15.按前述权利要求中任一项所述的双离合器变速器，其特征在于，变速器润滑油含有用于获得高的热稳定性的添加剂。
16.按前述权利要求中任一项所述的双离合器变速器，其特征在于，变速器润滑油至少包括一种用于改善粘度性能和/或温度性能和/或抗磨损性能和/或抗氧化性能和/或泡沫性能和/或防腐蚀性能和/或摩擦系数性能的添加剂。
17.一种双离合器变速器的湿式工作的离合器或变速器构件，其特征在于权利要求1至7中至少一项的特征。
18.按权利要求1至7中任一项所述的双离合器变速器或按权利要求17所述的湿式工作的离合器，其特征在于，它们具有一个有利的摩擦系数变化曲线。
19.汽车，其特征在于，它包含一种具有权利要求1至16中任一项或权利要求18所述特征的双离合器变速器。
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