CN206092831U - 一种车用三离合器式变速器 - Google Patents

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Abstract

一种车用三离合器式变速器，由三个离合器、三根输入轴、四根中间轴、两根输出轴、六个空套齿轮、十四个固定齿轮、七个同步器、差速器输入齿轮、差速器组成。其特点在于：三个离合器采用径向与轴向相结合的嵌套集成方式，第一离合器与第二离合器相对轴向布置，第三离合器相对于第一离合器、第二离合器径向布置；三根输入轴之间采用嵌套的布置方式；第一输出轴、第一中间轴、第二中间轴之间及第二输出轴、第三中间轴、第四中间轴之间也采用嵌套的布置方式。本实用新型具有结构紧凑，换档过程快速平稳，易于实现多档位的切换，适用于各种车辆的传动。

Description

一种车用三离合器式变速器
技术领域
本实用新型涉及机械传动领域，具体涉及一种车用三离合器式变速器。
背景技术
随着汽车的大量普及，人们对汽车的舒适性、动力性和燃油经济性的要求越来越高，也对变速器提出了越来越高的要求。
车用变速器主要分为两大类：有级变速器和无级变速。
无级变速器以钢带式为主，钢带式无级变速器依靠钢带和带轮之间的摩擦力传递力矩，传递的力矩较小，目前主要应用于中小排量的轿车上。
有级变速器依靠齿轮和离合器传递动力，主要用在大排量轿车和重型车辆上。有级变速器分为手动挡和自动挡两种类型。手动挡变速器对驾驶人员的技术水平要求较高，在换挡时有短时动力中断，会出现冲击现象。自动挡变速器操作简单，机器自动完成挡位切换，被越来越多的用户所喜欢，它所占据的市场份额有进一步增大的趋势，自动变速器逐渐代替手动变速器是未来的发展趋势。。车用有级自动变速器中，主要有两种类型：液力机械自
动变速器（AT）和双离合变速器（DCT）。AT 由液力变矩器与机械变速器组合而成，利用液力变矩器的缓冲、吸震的功能减小换挡冲击，挡位切换具有平稳、柔和的优点。DCT的挡位切换元件为摩擦式离合器和同步器，通过控制摩擦离合器的摩擦转矩实现平稳换挡。相比较而言，DCT 比AT 的传动效率高，燃油经济性更好，在中高档轿车上广泛采用。
DCT 的机械部分主要由两个摩擦离合器和多个同步装置及一些齿轮和传动轴组成，两个摩擦离合器分别参与奇数挡位和偶数挡位的动力传递。DCT 的每一个挡位都有一个摩擦离合器和一个同步器参与动力传递，其挡位切换分为两个步骤，首先结合同步器，然后结合摩擦离合器。当变速箱工作于奇数挡时，奇数挡摩擦离合器处于闭合状态，偶数挡摩擦
离合器处于断开状态，如果需要换挡，则预先结合与工作挡位相邻的某一个偶数挡同器，然后断开奇数挡摩擦离合器的同时结合偶数挡摩擦离合器，从而完成挡位切换。
在现有技术中，DCT存在不能正确选择需要预先结合的同步器，导致换挡时间延长；不能越级换档，智能逐级换档等缺点。在专利CN 204921867 U公开的一种车用三离合器变速器中，由于三个摩擦离合器、各轴及齿轮对的设计布置的不合理，存在结构不够紧凑，增加换档档位数及加工制造困难性大等缺点。
发明内容
本实用新型的目的是解决上述技术问题，提出了一种车用三离合器式变速器。
本实用新型采用的具体技术方案如下。一种车用三离合器式变速器，由三个离合器（2、3、4）、三根输入轴（5、6、7）、四根中间轴（38、39、41、42）、两根输出轴（37、40）、六个空套齿轮（8、9、10、11、12、13）、十四个固定齿轮（15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28）、七个同步器（29、30、31、32、33、35、36）、差速器输入齿轮（34）、差速器（14）组成，其特征在于：三个离合器采用径向与轴向相结合的嵌套集成方式，第一离合器（2）与第二离合器（3）相对轴向布置，第三离合器（4）相对于第一离合器（2）、第二离合器（3）径向布置；三根输入轴采用相互嵌套的布置方式，第二输入轴（6）嵌套在第一输入轴（5）上，而第三输入轴（7）又嵌套在第二输入轴（6）上；输出轴及与中间轴之间也采用嵌套的布置方式，且相互空间平行，第一中间轴（38）与第三中间轴（41）分别嵌套在第一输出轴（37）与第二输出轴（40）上，而第二中间轴（39）与第四中间轴（42）又分别嵌套在第一中间轴（38）与第三中间轴（41）上；第一输入轴（5）上安装有第五空套齿轮（12）、第五同步器（33）、第六空套齿轮（13）；第二输入轴（6）上安装有第三空套齿轮（10）、第四同步器（32）、第四空套齿轮（11）；第三输入轴（7）上安装有第一空套齿轮（8）、第三同步器（31）、第二空套齿轮（9）；第一中间轴（38）上安装有第一同步器（29）、第三固定齿轮（17）、第四固定齿轮（18）；第二中间轴（39）上安装有第五固定齿轮（19）、第六固定齿轮（20）、第二同步器（30）；第三中间轴（41）上安装有第六同步器（35）、第十固定齿轮（24）、第十一固定齿轮（25）；第四中间轴（42）上安装有第十二固定齿轮（26）、第十三固定齿轮（27）、第七同步器（36）；第一输出轴（37）上安装有第一固定齿轮（15）、第二固定齿轮（16）、第七固定齿轮（21）；第二输出轴（40）上安装有第八固定齿轮（22）、第九固定齿轮（23）、第十四固定齿轮（28）；第一空套齿轮（8）分别与第一固定齿轮（15）、第八固定齿轮（22）常啮合；第二空套齿轮（9）分别与第二固定齿轮（16）、第九固定齿轮（23）常啮合；第三空套齿轮（10）分别与第三固定齿轮（17）、第十固定齿轮（24）常啮合；第四空套齿轮（11）分别与第四固定齿轮（18）、第十一固定齿轮（25）常啮合；第五空套齿轮（12）分别与第五固定齿轮（19）、第十二固定齿轮（26）常啮合；第六空套齿轮（13）分别与第六固定齿轮（20）、第十三固定齿轮（27）常啮合，第六固定齿轮（20）与第十三固定齿轮（27）常啮合；差速器输入齿轮（34）分别与第七固定齿轮（21）、第十四固定齿轮（28）常啮合；第一离合器（2）参与工作的档位为1、4、7、10档，第二离合器（3）参与工作的档位数为2、5、8、11档，第三离合器（4）参与工作的档位为3、6、9、12档。
有益效果：由于三个离合器采用了径向与轴向相结合的嵌套集成方式，第一离合器与第二离合器相对轴向布置，第三离合器相对于第一离合器、第二离合器径向布置，使得变速器的结构更加紧凑；输入轴、中间轴及输出轴都采用了嵌套的布置方式，同样使得变速器结构更加紧凑；三离合器的采用及齿轮对的合理布置，使得变速器换档过程快速平稳，易于实现多档位切换。
附图说明
图1 一种车用三离合器式变速器的传动结构图。
具体实施方式
下面结合图1介绍本实用新型的具体实施方式。
一种车用三离合器式变速器，由三离合器（1）、三根输入轴（5、6、7）、四根中间轴（38、39、41、42）、两根输出轴（37、40）、六个空套齿轮（8、9、10、11、12、13）、十四个固定齿轮（15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28）、七个同步器（29、30、31、32、33、35、36）、差速器输入齿轮（34）、差速器（14）组成。
本实用新型所述的所有空套齿轮与支承它们的轴可以相对转动，但不能相对移动；所有同步器与支承它们的轴可以相对移动，但不能相对转动；所有固定齿轮与它们所在的轴固定为一个整体，不能与轴产生相对运动。
本实用新型所述的第三同步器（31）、第四同步器（32）、第五同步器（33）均有左、中、右三个位置；所述的第一同步器（29）、第六同步器（35）有左、中两个位置；所述的第二同步器（30）、第七同步器（36）有右、中两个位置。同步器处于左位或右位时，与相对应的空套齿轮或固定齿轮结合，；同步器处于中位时，对它左边和右边的齿轮均不产生约束。
所述三离合器（1）由第一离合器（2）、第二离合器（3）、第三离合器（4）组成，三个离合器采用了径向与轴向相结合的嵌套集成方式，第一离合器（2）与第二离合器（3）相对轴向布置，第三离合器（4）相对于第一离合器（2）、第二离合器（3）径向布置。
第二输入轴（6）嵌套在第一输入轴（5）上，而第三输入轴（7）又嵌套在第二输入轴（6）上。第一中间轴（38）与第三中间轴（41）分别嵌套在第一输出轴（37）与第二输出轴（40）上，而第二中间轴（39）与第四中间轴（42）又分别嵌套在第一中间轴（38）与第三中间轴（41）上，第一输出轴（37）与第二输出轴（40）相互空间平行。
当第一离合器（2）接合时，动力从第一输入轴（5）输入；当第二离合器（3）接合时，动力从第二输入轴（6）输入；当第三离合器（4）接合时，动力从第三输入轴（7）输入。
第一输入轴（5）上安装有第五空套齿轮（12）、第五同步器（33）、第六空套齿轮（13）；第五同步器（33）安装在第五空套齿轮（12）和第六空套齿轮（13）之间，当第五同步器（33）处于左位时，它与第五空套齿轮（12）结合，使第五空套齿轮（12）与第一输入轴（5）结合为一个整体；当第五同步器（33）处于右位时，它与第六空套齿轮（13）结合，使第六空套齿轮（13）与第一输入轴（5）结合为一个整体；当第五同步器（33）处于中位时，它对第五空套齿轮（12）和第六空套齿轮（13）均没有约束。
第二输入轴（6）上安装有第三空套齿轮（10）、第四同步器（32）、第四空套齿轮（11）；第四同步器（32）安装在第三空套齿轮（10）和第四空套齿轮（11）之间，当第四同步器（32）处于左位时，它与第三空套齿轮（10）结合，使第三空套齿轮（10）与第二输入轴（6）结合为一个整体；当第四同步器（32）处于右位时，它与第四空套齿轮（11）结合，使第四空套齿轮（11）与第二输入轴（6）结合为一个整体；当第四同步器（32）处于中位时，它对第三空套齿轮（10）和第四空套齿轮（11）均没有约束。
第三输入轴（7）上安装有第一空套齿轮（8）、第三同步器（31）、第二空套齿轮（9）；第三同步器（31）安装在第一空套齿轮（8）和第二空套齿轮（9）之间，当第三同步器（31）处于左位时，它与第一空套齿轮（8）结合，使第一空套齿轮（8）与第三输入轴（7）结合为一个整体；当第三同步器（31）处于右位时，它与第二空套齿轮（9）结合，使第二空套齿轮（9）与第三输入轴（7）结合为一个整体；当第三同步器（31）处于中位时，它对第一空套齿轮（8）和第二空套齿轮（9）均没有约束。
第一中间轴（38）上安装有第一同步器（29）、第三固定齿轮（17）、第四固定齿轮（18）；当第一同步器（29）处于左位时，它与第二固定齿轮（16）结合，使第一中间轴（38）与第一输出轴（37）同步转动；当第一同步器（29）处于中位时，它对第二固定齿轮（16）没有约束。
第二中间轴（39）上安装有第五固定齿轮（19）、第六固定齿轮（20）、第二同步器（30）；当第二同步器（30）处于右位时，它与第七固定齿轮（21）结合，使第二中间轴（39）与第一输出轴（37）同步转动；当第二同步器（20）处于中位时，它对第七固定齿轮（21）没有约束。
第三中间轴（41）上安装有第六同步器（35）、第十固定齿轮（24）、第十一固定齿轮（25）；当第六同步器（35）处于左位时，它与第九固定齿轮（23）结合，使第三中间轴（41）与第二输出轴（40）同步转动；当第六同步器（35）处于中位时，它对第九固定齿轮（23）没有约束。
第四中间轴（42）上安装有第十二固定齿轮（26）、第十三固定齿轮（27）、第七同步器（36）；当第七同步器（36）处于右位时，它与第十四固定齿轮（28）结合，使第四中间轴（42）与第二输出轴（40）同步转动；当第七同步器（36）处于中位时，它对第十四固定齿轮（28）没有约束。
第一输出轴（37）上安装有第一固定齿轮（15）、第二固定齿轮（16）、第七固定齿轮（21）；第二输出轴（40）上安装有第八固定齿轮（22）、第九固定齿轮（23）、第十四固定齿轮（28）。
第一空套齿轮（8）分别与第一固定齿轮（15）、第八固定齿轮（22）常啮合；第二空套齿轮（9）分别与第二固定齿轮（16）、第九固定齿轮（23）常啮合；第三空套齿轮（10）分别与第三固定齿轮（17）、第十固定齿轮（24）常啮合；第四空套齿轮（11）分别与第四固定齿轮（18）、第十一固定齿轮（25）常啮合；第五空套齿轮（12）分别与第五固定齿轮（19）、第十二固定齿轮（26）常啮合；第六空套齿轮（13）分别与第六固定齿轮（20）、第十三固定齿轮（27）常啮合，第六固定齿轮（20）与第十三固定齿轮（27）常啮合；差速器输入齿轮（34）分别与第七固定齿轮（21）、第十四固定齿轮（28）常啮合。
图1 所示的一种车用三离合器式变速器具有十二个前进挡和一个后退挡，各档位参与动力传递的离合器和同步器的状态及动力传递路径如下。
前进一档，第一离合器（2）接合，第二离合器（3）和第三离合器（4）均断开，第五同步器（33）处于右位与第六空套齿轮（13）结合，第七同步器（36）处于右位与第十四固定齿轮（28）结合。动力由第一输入轴（5）输入，经过第六空套齿轮（13）、第十三固定齿轮（27）、第十四固定齿轮（28）、差速器输入齿轮（34），再由差速器（14）输出。
前进二档，第二离合器（3）接合，第一离合器（2）和第三离合器（4）均断开，第四同步器（32）处于右位与第四空套齿轮（11）结合，第六同步器（36）处于左位与第九固定齿轮（23）结合。动力由第二输入轴（6）输入，经过第四空套齿轮（11）、第十一固定齿轮（25）、第九固定齿轮（23）、第二输出轴（40）、第十四固定齿轮（28）、差速器输入齿轮（34），再由差速器（14）输出。
前进三档，第三离合器（4）接合，第一离合器（2）和第二离合器（3）均断开，第三同步器（31）处于右位与第二空套齿轮（9）结合。动力由第三输入轴（7）输入，经过第二空套齿轮（9）、第九固定齿轮（23）、第十四固定齿轮（28）、差速器输入齿轮（34），再由差速器（14）输出。
前进四档，第一离合器（2）接合，第二离合器（3）和第三离合器（4）均断开，第五同步器（33）处于右位与第六空套齿轮（13）结合，第二同步器（30）处于右位与第七固定齿轮（21）结合。动力由第一输入轴（5）输入，经过第六空套齿轮（13）、第六固定齿轮（20）、第七固定齿轮（21）、差速器输入齿轮（34），再由差速器（14）输出。
前进五档，第二离合器（3）接合，第一离合器（2）和第三离合器（4）均断开，第四同步器（32）处于右位与第四空套齿轮（11）结合，第一同步器（29）处于左位与第二固定齿轮（16）结合。动力由第二输入轴（6）输入，经过第四空套齿轮（11）、第四固定齿轮（18）、第二固定齿轮（16）、第一输出轴（37）、第七固定齿轮（21）、差速器输入齿轮（34），再由差速器（14）输出。
前进六档，第三离合器（4）接合，第一离合器（2）和第二离合器（3）均断开，第三同步器（31）处于右位与第二空套齿轮（9）结合。动力由第三输入轴（7）输入，经过第二空套齿轮（9）、第二固定齿轮（16）、第七固定齿轮（21）、差速器输入齿轮（34），再由差速器（14）输出。
前进七档，第一离合器（2）接合，第二离合器（3）和第三离合器（4）均断开，第五同步器（33）处于左位与第五空套齿轮（12）结合，第七同步器（36）处于右位与第十四固定齿轮（28）结合。动力由第一输入轴（5）输入，经过第五空套齿轮（12）、第十二固定齿轮（26）、第十四固定齿轮（28）、差速器输入齿轮（34），再由差速器（14）输出。
前进八档，第二离合器（3）接合，第一离合器（2）和第三离合器（4）均断开，第四同步器（32）处于左位与第三空套齿轮（10）结合，第六同步器（35）处于左位与第九固定齿轮（23）结合。动力由第二输入轴（6）输入，经过第三空套齿轮（10）、第十固定齿轮（24）、第九固定齿轮（23）、第二输出轴（40）、第十四固定齿轮（28）、差速器输入齿轮（34），再由差速器（14）输出。
前进九档，第三离合器（4）接合，第一离合器（2）和第二离合器（3）均断开，第三同步器（31）处于左位与第一空套齿轮（8）结合。动力由第三输入轴（7）输入，经过第一空套齿轮（8）、第八固定齿轮（22）、第十四固定齿轮（28）、差速器输入齿轮（34），再由差速器（14）输出。
前进十档，第一离合器（2）接合，第二离合器（3）和第三离合器（4）均断开，第五同步器（33）处于左位与第五空套齿轮（12）结合，第二同步器（30）处于右位与第七固定齿轮（21）结合。动力由第一输入轴（5）输入，经过第五空套齿轮（12）、第五固定齿轮（19）、第七固定齿轮（21）、差速器输入齿轮（34），再由差速器（14）输出。
前进十一档，第二离合器（3）接合，第一离合器（2）和第三离合器（4）均断开，第四同步器（32）处于左位与第三空套齿轮（10）结合，第一同步器（29）处于左位与第二固定齿轮（16）结合。动力由第二输入轴（6）输入，经过第三空套齿轮（10）、第三固定齿轮（17）、第二固定齿轮（16）、第一输出轴（37）、第七固定齿轮（21）、差速器输入齿轮（34），再由差速器（14）输出。
前进十二档，第三离合器（4）接合，第一离合器（2）和第二离合器（3）均断开，第三同步器（31）处于左位与第一空套齿轮（8）结合。动力由第三输入轴（7）输入，经过第一空套齿轮（8）、第一固定齿轮（15）、第七固定齿轮（21）、差速器输入齿轮（34），再由差速器（14）输出。
后退一档，第一离合器（2）接合，第二离合器（3）和第三离合器（4）均断开，第五同步器（33）处于右位与第六空套齿轮（13）结合，第七同步器（36）处于右位与第十四固定齿轮（28）结合。动力由第一输入轴（7）输入，经过第六空套齿轮（13）、第六固定齿轮（20）、第十三固定齿轮（27）、第十四固定齿轮（28）、差速器输入齿轮（34），再由差速器（14）输出。
本实用新型所述的一种车用三离合器式变速器的换挡操作快速平稳，换挡过程需要分两步走，首先是结合某一档位相对应的同步器，然后再结合该档位的摩擦离合器。现举例说明一种三离合器式变速器的换挡过程。假设三离合器式变速器当前工作于前进二档，此时第二离合器（3）处于接合状态，第一离合器（2）和第三离合器（4）均处于断开状态。在三离合式变速器工作于前进二档的状态下，预先将第五同步器（33）置于右位、第七同步器（36）置于右位、第三同步器（31）置于右位。如果需要切换至前进一档，断开第二离合器（3）的同时结合第一离合器（2）即可快速平稳换挡；如果需要切换至前进三档，断开第二离合器（3）的同时结合第三离合器（4）即可快速平稳换挡。
综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种车用三离合器式变速器，由三个离合器（2、3、4）、三根输入轴（5、6、7）、四根中间轴（38、39、41、42）、两根输出轴（37、40）、六个空套齿轮（8、9、10、11、12、13）、十四个固定齿轮（15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28）、七个同步器（29、30、31、32、33、35、36）、差速器输入齿轮（34）、差速器（14）组成，其特征在于：三个离合器采用径向与轴向相结合的嵌套集成方式，第一离合器（2）与第二离合器（3）相对轴向布置，第三离合器（4）相对于第一离合器（2）、第二离合器（3）径向布置；三根输入轴采用相互嵌套的布置方式，第二输入轴（6）嵌套在第一输入轴（5）上，而第三输入轴（7）又嵌套在第二输入轴（6）上；输出轴及与中间轴之间也采用嵌套的布置方式，且相互空间平行，第一中间轴（38）与第三中间轴（41）分别嵌套在第一输出轴（37）与第二输出轴（40）上，而第二中间轴（39）与第四中间轴（42）又分别嵌套在第一中间轴（38）与第三中间轴（41）上；第一输入轴（5）上安装有第五空套齿轮（12）、第五同步器（33）、第六空套齿轮（13）；第二输入轴（6）上安装有第三空套齿轮（10）、第四同步器（32）、第四空套齿轮（11）；第三输入轴（7）上安装有第一空套齿轮（8）、第三同步器（31）、第二空套齿轮（9）；第一中间轴（38）上安装有第一同步器（29）、第三固定齿轮（17）、第四固定齿轮（18）；第二中间轴（39）上安装有第五固定齿轮（19）、第六固定齿轮（20）、第二同步器（30）；第三中间轴（41）上安装有第六同步器（35）、第十固定齿轮（24）、第十一固定齿轮（25）；第四中间轴（42）上安装有第十二固定齿轮（26）、第十三固定齿轮（27）、第七同步器（36）；第一输出轴（37）上安装有第一固定齿轮（15）、第二固定齿轮（16）、第七固定齿轮（21）；第二输出轴（40）上安装有第八固定齿轮（22）、第九固定齿轮（23）、第十四固定齿轮（28）；第一空套齿轮（8）分别与第一固定齿轮（15）、第八固定齿轮（22）常啮合；第二空套齿轮（9）分别与第二固定齿轮（16）、第九固定齿轮（23）常啮合；第三空套齿轮（10）分别与第三固定齿轮（17）、第十固定齿轮（24）常啮合；第四空套齿轮（11）分别与第四固定齿轮（18）、第十一固定齿轮（25）常啮合；第五空套齿轮（12）分别与第五固定齿轮（19）、第十二固定齿轮（26）常啮合；第六空套齿轮（13）分别与第六固定齿轮（20）、第十三固定齿轮（27）常啮合，第六固定齿轮（20）与第十三固定齿轮（27）常啮合；差速器输入齿轮（34）分别与第七固定齿轮（21）、第十四固定齿轮（28）常啮合。
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