CN201705861U - 一种双离合自动变速器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及汽车变速器领域，特别是一种前横置前驱轿车的双离合自动变速器，针对现有双离合变速器挡位数较少，动能传递效率低的问题，提供一种轴向长度较小的双离合七速自动变速器。包括两根同轴布置的输入一轴和输入二轴，还包括两根输出轴和一根倒挡轴，所述一种双离合自动变速器有七个前进挡和一个倒挡，偶数挡的主动齿轮和奇数挡的主动齿轮分开布置在输入一轴和输入二轴上。本实用新型采用其中若干主动齿轮对应有两个挡位被动齿轮、一个同步器对应两个挡位被动齿轮的方式，缩短了轴向长度，变速器结构更为合理。

Description

一种双离合自动变速器 
技术领域
本实用新型涉及汽车变速器领域，特别是一种前横置前驱轿车的双离合自动变速器。 
技术背景
随着国内石油供给越来越严峻，排放法规要求越来越严格，同时非职业驾驶人员数量不断上升，市场需要高效率、高舒适性、低成本的自动变速器。目前汽车所使用的自动变速器大多是以下三类：一类是由液力变矩器、行星齿轮机构及电液控制系统组成的液力自动变速器(AT,Automatic-Transmission)；一类是由传统固定轴式变速箱和干式离合器以及相应的电－液控制系统组成的电控机械式自动变速器(AMT,Automated-Manual-Transmission)；一类是无级自动变速器(CVT, Continuously-Variable-Transmission)。 
AT起步平稳，加速迅速、均匀、柔和，已成为当今世界车辆自动变速器的主导产品，但是结构复杂、制造困难、成本高，同时其效率较低、油耗较高。AMT 虽然价格较AT低，但由于换挡过程存在动力中断，会产生换挡冲击和换挡噪声。CVT虽然可以实现无级变速，但带子与带轮之间需要很高的压力和加紧力，故由液压油泵所产生的损失大，传动效率低，同时带子造价成本高，维修费用大，承载扭矩有局限性。 
双离合器式自动变速器DCT，Double-Clutch-Transmission，实现了在换挡过程中不中断动力，克服了AMT的不足，解决了AMT换挡冲击的缺点并兼容了了AT、CVT等变速器的优点。这使得车辆在换挡过程中，换挡迅速平稳，发动机的动力始终可以传递到车轮，不仅保证了车辆的加速性能，而且由于车辆不产生由于换挡引起的急剧减速情况，也极大的改善了车辆运行的舒适性。 
中国专利局2008年7月1日公告了CN201265630Y号专利，名称为双离合器五挡自动变速器，包括两个离合器、分别与两个离合器的动力输出端在圆周方向固定连接的两个动力输入轴、一挡齿轮组、二挡齿轮组、三挡齿轮组、四挡齿轮组、五挡齿轮组、倒挡齿轮组、中间轴和动力输出装置，两个动力输入轴分别为动力输入轴I和动力输入轴II，动力输入轴II为空心结构，动力输入轴II转动配合套在动力输入轴I外圆周，本实用新型采用两个动力输入轴同心设置的结构，消除两轴平行设置占有空间大的缺点，能够实现自动换挡的同时，使变速器体积减小、结构紧凑、重量减轻，安装简单方便，可降低制造成本。该装置为单中间轴结构，挡位有五个前进挡和一个倒挡，挡位数少，单个挡位的转速跨度大，动力传输效率较低，且轴向长度长。 
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有双离合变速器挡位数较少，轴向长度长的问题，提供一种轴向长度较小的双离合七速自动变速器。 
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双离合自动变速器，包括两根同轴布置的输入一轴和输入二轴，还包括输出一轴、输出二轴和一根倒挡轴，输入一轴和输入二轴，分别与离合器K1和离合器K2相连，输入一轴为空心轴，输入一轴套在输入二轴之外，所述一种双离合自动变速器有七个前进挡和一个倒挡，各挡位的主动齿轮分别设置在输入一轴和输入二轴上，其中若干个主动齿轮同时作为两个挡位的主动齿轮，各挡位的被动齿轮设置在输出一轴和输出二轴上，各前进挡的被动齿轮和主动齿轮啮合，偶数挡的主动齿轮和奇数挡的主动齿轮分开布置在输入一轴和输入二轴上。将其中若干个主动齿轮同时作为两个挡位的主动齿轮，可以减少主动齿轮的个数从而缩短输入轴的长度，同时由于同时与该主动齿轮啮合的两个挡位被动齿轮不用交错布置，输出轴的长度也能缩短；奇数挡和偶数挡分开由不同的输出轴控制，两根输出轴连接不同的离合器，可以在换挡时交错利用不同的离合器输出动力，换挡速度块，实现动力持续输出。 
作为优选，输入一轴上依次固定二挡主动齿轮、四六挡主动齿轮；输入二轴上依次固定三五挡主动齿轮、一挡主动齿轮、七挡主动齿轮。采用上述方式实现奇数挡和偶数挡布置在不同输入轴上。 
作为优选，输出一轴上依次布置二挡被动齿轮、四挡被动齿轮、三挡被动齿轮、一挡被动齿轮；输出二轴上依次布置倒挡被动齿轮、六挡被动齿轮、五挡被动齿轮、七挡被动齿轮，各挡被动齿轮通过轴承安装在输出轴上。输出轴上各挡位被动齿轮的位置与输入轴上主动齿轮对应，各被动齿轮可以相对输出轴转动。 
作为优选，一挡被动齿轮与一挡主动齿轮啮合，二挡被动齿轮与二挡主动齿轮啮合，三挡被动齿轮和五挡被动齿轮同时与三五挡主动齿轮啮合，四挡被动齿轮和六挡被动齿轮同时与四六挡主动齿轮啮合，七挡被动齿轮与七挡主动齿轮啮合。三挡和五挡使用同一个主动齿轮，四挡和六挡使用同一个主动齿轮，缩短了变速器的轴向长度，同时三挡和五挡之间、四挡和六挡之间速比差距较小，便于设计。 
作为优选，倒挡轴设有倒挡输入齿轮和倒挡输出齿轮，倒挡输入齿轮与一挡主动齿轮啮合，倒挡输出齿轮和倒挡被动齿轮啮合。一挡主动齿轮同时作为倒挡主动齿轮，并通过倒挡轴传递动力到倒挡被动齿轮。 
作为优选，倒挡被动齿轮的与二挡主动齿轮的位置对应，合理利用了轴向空间，使输出轴上的齿轮布置更为紧凑。 
作为优选，输出一轴和输出二轴上还设有同步器，同步器固定在输出轴上，各挡位的被动齿轮通过同步器与输出轴同步转动。各前进挡的被动齿轮均随主动齿轮转动，当需要进行换挡时，将相应挡位的被动齿轮与输出轴通过同步器互联，实现该挡被动齿轮和输出轴同步转动，构成一条完成的动力输送路线。 
作为优选，输出一轴上设有二四挡同步器和一三挡同步器，二四挡同步器位于二挡被动齿轮和四挡被动齿轮之间，一三挡同步器位于三挡被动齿轮和一挡被动齿轮之间；输出二轴设有六倒挡同步器和五七挡同步器，六倒挡同步器位于六挡被动齿轮和倒挡被动齿轮之间，五七挡同步器位于五挡被动齿轮和七挡被动齿轮之间。每个同步器分别对应两个挡位的被动齿轮，最大限度地减少输出轴上的部件，缩短轴向长度。 
作为优选，输出一轴的二挡被动齿轮的外侧和输出二轴的倒挡被动齿轮的外侧各设有与差速器的主减速被动齿轮啮合的主减速主动齿轮。通过主减速主动齿轮将变速器的动力输送到外部。 
作为优选，有啮合关系的齿轮之间均为常啮合。各对啮合的齿轮之间常啮合，保证变挡的平稳，齿轮在工作过程中没有相对运动，不易损坏。 
本实用新型采用其中若干主动齿轮对应有两个挡位被动齿轮、一个同步器对应两个挡位被动齿轮的方式，缩短了轴向长度，变速器结构更为合理；前进挡有7个，每个挡位的转速跨度小，汽车在不同的行驶速度下，变速器能及时换入更合适的挡位。 
附图说明
图1是本实用新型一种结构示意图。 
图2是各轴的位置关系图。 
图中：1.输入一轴，2.输入一轴，3.输出二轴，4.主减速主动齿轮，5.倒挡被动齿轮，6.倒挡轴，7.倒挡输出齿轮，8.六倒挡同步器，9.六挡被动齿轮，10.五挡被动齿轮，11.五七挡同步器，12.倒挡输入齿轮，13.七挡被动齿轮，14.三五挡主动齿轮，15.一挡主动齿轮，16.七挡主动齿轮，17.输出一轴，18.一挡被动齿轮，19.一三挡同步器，20.四六挡主动齿轮，21.三挡被动齿轮，22.四挡被动齿轮，23.二四挡同步器，24.二挡被动齿轮，25.主减速主动齿轮，26.二挡主动齿轮，27.主减速被动齿轮，28.差速器，29.右半轴齿轮，30.左半轴齿轮，D1.一挡，D2.二挡，D3.三挡，D4.四挡，D5.五挡，D6.六挡，D7.七挡，R.倒挡。 
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型进一步说明。 
实施例：一种双离合自动变速器，如图1、图2所示。该变速器包括两个离合器和五根轴，分别为：离合器K1、离合器K2、输入一轴1、输入二轴2、输出一轴17、输出二轴3以及倒挡轴6，输入二轴2为空心轴，套在输入一轴1之外，输入二轴2与输入一轴1同轴，同时输入一轴1与离合器K1连接，输入二轴2与离合器K2连接，各轴相互平行，水平布置。 
输入一轴1上依次排列二挡主动齿轮26、四六挡主动齿轮20。 
输入二轴2上依次排列三五挡主动齿轮14、一挡主动齿轮15、七挡主动齿轮16。 
输出一轴17上依次排列主减速主动齿轮25、二挡被动齿轮24、二四挡同步器23、四挡被动齿轮22、三挡被动齿轮21、一三挡同步器19、一挡被动齿轮18。 
输出二轴3上依次排列主减速主动齿轮4、倒挡被动齿轮5、六倒挡同步器8、六挡被动齿轮9、五挡被动齿轮10、五七挡同步器11、七挡被动齿轮13。 
倒挡轴6依次排列倒挡输出齿轮7、倒挡输入齿轮12。 
差速器28上安装有主减速被动齿轮27、右半轴齿轮29、左半轴齿轮30。 
各轴通过轴承安装在壳体上，两根输入轴上的齿轮与输入轴固定，两根输出轴上的各挡位被动齿轮都通过轴承套在输出轴上，可以相对输出轴转动，所有同步器通过花键固定在轴上，主减速主动齿轮固定在输出轴上。 
一挡被动齿轮18和倒挡输入齿轮12同时与一挡主动齿轮15啮合，二挡被动齿轮24与二挡主动齿轮26啮合，三挡被动齿轮21和五挡被动齿轮10同时与三五挡主动齿轮14啮合，四挡被动齿轮22和六挡被动齿轮9同时与四六挡主动齿轮20啮合，七挡被动齿轮13与七挡主动齿轮16啮合，倒挡输出齿轮7与倒挡被动齿轮5啮合。倒挡被动齿轮5与二挡主动齿轮26位于同一平面。主减速主动齿轮4和主减速主动齿轮25同时与主减速被动齿轮27啮合。 
动力传递路线说明： 
车辆处于停车状态时，离合器K1、离合器K2是常开的，即在平时两个离合器处于分离状态，不传递动力，只有需要挂相应的挡位时，相应的离合器才接合，传递动力。
当车辆以一挡起步时，自动换挡机构将一三挡同步器与一挡被动齿轮18接合，挡位切换为一挡，离合器K2接合，离合器K1保持断开状态，车辆开始以一挡运行。 
一挡D1动力传递路线：动力经离合器K2传递给输入二轴2，通过输入二轴2上一挡主动齿轮15传递给一挡被动齿轮18，经一三挡同步器19传递给输出一轴17，经主减速主动齿轮25传递给主减速被动齿轮27，经差速器28把动力传递给右半轴齿轮29、左半轴齿轮30，最终把动力传递出去。 
车辆在一挡运行时，离合器K1处于断开状态，不传递动力，当车辆加速，达到接近二挡的换挡点时，自动换挡机构可以将挡位提前换入二挡，即将二四挡同步器23与二挡被动齿轮24接合，然后离合器K2断开，离合器K1接合，整个换挡过程结束，车辆换入二挡。 
二挡D2动力传递路线：动力经离合器K1传递给输入一轴1，通过输入一轴1上二挡主动齿轮26传递给二挡被动齿轮24，经二四挡同步器23传递给输出一轴17，经主减速主动齿轮25传递给主减速被动齿轮27，经差速器28把动力传递给右半轴齿轮29、左半轴齿轮30，最终把动力传递出去。 
车辆进入二挡运行后，车辆自动变速器电控单元可以根据相关传感器信号知道车辆当前运行状态，进而判断车辆即将进入运行的挡位，如果车辆加速，则下一个挡位为三挡，如果车辆减速，则下一个挡位为一挡。而一挡和三挡均由离合器K2控制，因为该离合器处于断开状态，不传递动力，故可以通过自动换挡机构预先换入即将进入工作的挡位，当车辆运行达到换挡点时，只需要将正在工作的离合器K1分离，同时离合器K2接合，配合好两个离合器的切换时序，整个换挡动作全部完成。其它前进挡位的切换过程也是如此。 
下面分别介绍其余挡位详细的动力传递路线。 
三挡D3动力传递路线：动力经离合器K2传递给输入二轴2，通过输入二轴2上三五挡主动齿轮14传递给三挡被动齿轮21，经一三挡同步器19传递给输出一轴17，经主减速主动齿轮25传递给主减速被动齿轮27，经差速器28把动力传递给右半轴齿轮29、左半轴齿轮30，最终把动力传递出去。 
四挡D4动力传递路线：动力经离合器K1传递给输入一轴1，通过输入一轴1上四六挡主动齿轮20传递给四挡被动齿轮22，经二四挡同步器23传递给输出一轴17，经主减速主动齿轮25传递给主减速被动齿轮27，经差速器28把动力传递给右半轴齿轮29、左半轴齿轮30，最终把动力传递出去。 
五挡D5动力传递路线：动力经离合器K2传递给输入二轴2，通过输入二轴2上的三五挡主动齿轮14传递给五挡被动齿轮10，经五七挡同步器11传递给输出二轴3，经主减速主动齿轮4传递给主减速被动齿轮27，经差速器28把动力传递给右半轴齿轮29、左半轴齿轮30，最终把动力传递出去。 
六挡D6动力传递路线：动力经离合器K1传递给输入一轴1，通过输入一轴1上的四六挡主动齿轮20传递给六挡被动齿轮9，经六倒挡同步器8传递给输出二轴3，经主减速主动齿轮4传递给主减速被动齿轮27，经差速器28把动力传递给右半轴齿轮29、左半轴齿轮30，最终把动力传递出去。 
七挡D7动力传递路线：动力经离合器K2传递给输入二轴2，通过输入二轴2上的七挡主动齿轮16传递给七挡被动齿轮13，经五七挡同步器11传递给输出二轴3，经主减速主动齿轮4传递给主减速被动齿轮27，经差速器28把动力传递给两个右半轴齿轮29、左半轴齿轮30，最终把动力传递出去。 
倒挡R动力传递路线：动力经离合器K2传递给输入二轴2，通过输入二轴2上的一挡主动齿轮15传递给倒挡输入齿轮12，经倒挡输出齿轮7传递给倒挡被动齿轮5，经六倒挡同步器8传递给输出二轴3，经主减速主动齿轮4传递给主减速被动齿轮27，经差速器28把动力传递给右半轴齿轮29、左半轴齿轮30，最终把动力传递出去。 

Claims (10)

1.一种双离合自动变速器，包括两根同轴布置的输入一轴（1）和输入二轴（2），还包括输出一轴（17）、输出二轴（3）和一根倒挡轴（6），输入一轴（1）和输入二轴（2）分别与离合器K1和离合器K2相连，输入一轴（1）为空心轴，输入一轴（1）套在输入二轴（2）之外，其特征在于：所述一种双离合自动变速器有七个前进挡和一个倒挡，各挡位的主动齿轮分别设置在输入一轴（1）和输入二轴（2）上，其中若干个主动齿轮同时作为两个挡位的主动齿轮，各挡位的被动齿轮设置在输出一轴（17）和输出二轴（3）上，各前进挡的被动齿轮和主动齿轮啮合，偶数挡的主动齿轮和奇数挡的主动齿轮分开布置在输入一轴（1）和输入二轴（2）上。
2.根据权利要求1所述的一种双离合自动变速器，其特征在于：输入一轴（1）上依次固定二挡主动齿轮（26）、四六挡主动齿轮（20）；输入二轴（2）上依次固定三五挡主动齿轮（14）、一挡主动齿轮（15）、七挡主动齿轮（16）。
3.根据权利要求1所述的一种双离合自动变速器，其特征在于：输出一轴（17）上依次布置二挡被动齿轮（24）、四挡被动齿轮（22）、三挡被动齿轮（21）、一挡被动齿轮（18）；输出二轴（3）上依次布置倒挡被动齿轮（5）、六挡被动齿轮（9）、五挡被动齿轮（10）、七挡被动齿轮（13），各挡被动齿轮通过轴承安装在输出轴上。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种双离合自动变速器，其特征在于：一挡被动齿轮（18）与一挡主动齿轮（15）啮合，二挡被动齿轮（24）与二挡主动齿轮（26）啮合，三挡被动齿轮（21）和五挡被动齿轮（10）同时与三五挡主动齿轮（14）啮合，四挡被动齿轮（22）和六挡被动齿轮（9）同时与四六挡主动齿轮（20）啮合，七挡被动齿轮（13）与七挡主动齿轮（16）啮合。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种双离合自动变速器，其特征在于：倒挡轴（6）设有倒挡输入齿轮（12）和倒挡输出齿轮（7），倒挡输入齿轮（12）与一挡主动齿轮（15）啮合，倒挡输出齿轮（7）和倒挡被动齿轮（5）啮合。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种双离合自动变速器，其特征在于：倒挡被动齿轮（5）的与二挡主动齿轮（26）的位置对应。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种双离合自动变速器，其特征在于：输出一轴（17）和输出二轴（3）上还设有同步器，同步器固定在输出轴上，各挡位的被动齿轮通过同步器与输出轴同步转动。
8.根据权利要求7所述的一种双离合自动变速器，其特征在于：输出一轴（17）上设有二四挡同步器（23）和一三挡同步器（19），二四挡同步器（23）位于二挡被动齿轮（24）和四挡被动齿轮（22）之间，一三挡同步器（19）位于三挡被动齿轮（21）和一挡被动齿轮（18）之间；输出二轴（3）设有六倒挡同步器（8）和五七挡同步器（11），六倒挡同步器（5）位于六挡被动齿轮（9）和倒挡被动齿轮（5）之间，五七挡同步器（11）位于五挡被动齿轮（10）和七挡被动齿轮（13）之间。
9.根据权利要求1或2或3所述的一种双离合自动变速器，其特征在于：输出一轴（17）的二挡被动齿轮（24）的外侧和输出二轴（3）的倒挡被动齿轮（5）的外侧各设有与差速器（28）的主减速被动齿轮（27）啮合的主减速主动齿轮（4，25）。
10.根据权利要求1或2或3所述的一种双离合自动变速器，其特征在于：有啮合关系的齿轮之间均为常啮合。
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