CN101691885A - 具有中间轴传动装置的多速双离合器变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有中间轴传动装置的多速双离合器变速器，具体而言，提供了一种具有双离合器以通过双中间轴传动装置获得转矩流的变速器。该中间轴传动装置包括多个共面的具有齿轮的齿轮组，齿轮组可选择性地连接到第一中间轴和第二中间轴。传动齿轮组将来自中间轴的转矩传递至输出轴。

Description

具有中间轴传动装置的多速双离合器变速器

技术领域

本发明涉及变速器，且更特别地涉及具有双离合器组件和双中间轴的多速变速器。

背景技术

典型的多速双离合器变速器使用两个摩擦离合器和若干扭矩传送装置的组合，以通过在一个摩擦离合器和另一个摩擦离合器之间交替而实现“接通(Power-on)”或动态换档，且扭矩传送装置在实际进行动态换档之前对于即将到来的传动比被“预选定”。“接通”换档意味着来自发动机的扭矩在进行换档之前无需被中断。这个概念典型地使用具有不同的、专用齿轮副或齿轮组的中间轴齿轮以实现各前进速比。因此，在此典型设计中所需的总齿轮数是前进档数的两倍加上用于三个用于倒档。这必然需要许多齿轮副，尤其是在具有相对大量前进速度比的变速器中。

增加离合器、制动器和齿轮组以实现这些传动比和扭矩范围会导致低效或不合乎要求的变速器重量和大小。因此，在本领域需要具有改良封装同时提供所需传动比和扭矩范围的变速器。

发明内容

本发明的一个方面，提供一种动力传动系，其具有变速器输入构件、用于在输入构件中产生扭矩的动力源、第一互连轴、与第一互连轴同中心的第二互连轴、双离合器、一对中间轴、第一和第二齿轮组、输出轴和第一传动齿轮。该双离合器可选择性地接合以将变速器输入构件与第一和第二互连轴中的一个互连轴联接。连接第一齿轮组以与第一和第二互连轴中的一个互连轴共同旋转，且与第二和第三齿轮组互相啮合以形成多个共面齿轮组。各齿轮组可连接以与中间轴共同旋转，从而在双离合器接合时选择性地将扭矩传递给中间轴。输出轴对于第二互连轴径向向外地布置。第一传动齿轮联接到中间轴上以将来自中间轴的扭矩传递至输出轴。

当结合附图时，本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点很容易从下文中对于用来执行本发明的最佳模式的详细描述中变得明显。

附图说明

图1为根据本发明的变速器的一个实施例的图示。

具体实施方式

参考附图，其中相似的标号指相似的元件，在图1中，多速变速器一般地由标号10标示。变速器10包括输入构件12和输出构件14。在本实施例中，输入构件12和输出构件14是轴，然而本领域技术人员将会理解，输入和输出构件12、14可以是除轴之外的部件。输入构件12持续地与转矩变换器16或其它启动装置连接。发动机(未示出)连接到转矩变换器16上并为转矩变换器16提供驱动转矩。输出构件14持续地与主减速器(final drive)单元18连接。变速器10包括中间轴传动装置20，该中间轴传动装置20包括互连轴、中间轴、共面的啮合齿轮组以及如本文将要描述的可选择性接合的同步器。例如，中间轴传动装置20包括第一互连轴或构件22和第二互连轴或构件24，该第二互连轴优选地为与第一互连轴件22同中心的套轴。中间轴传动装置20进一步包括第一中间轴26和第二中间轴28。中间轴26和28均与输入轴12、输出轴14和互连轴22、24隔开并平行。输出轴14、互连轴22、24和中间轴26、28由多个支撑构件支撑，该多个支撑构件包括第一外壳构件27、第二外壳构件29和第三外壳构件31。外壳构件27、29、31装有轴承33以可旋转地支撑输出轴14、第一和第二互连轴22、24以及中间轴26、28。在所提供的实施例中，外壳构件27布置成最接近转矩变换器16和主减速器单元18。外壳构件29布置在外壳构件27和外壳构件31之间。

双离合器30连接在输入轴12与第一和第二互连轴22、24之间。该双离合器30包括为与输入轴12共同旋转而连接的离合器外壳32。此外，该双离合器30具有第一和第二离合器元件或轮毂34和36。离合器元件34和36连同外壳32一起构造成形成摩擦离合器，即本领域公知的双离合器。更具体地，离合器元件34、36和离合器外壳32具有安装在其上的摩擦片35，它们相互作用形成摩擦离合器。此外，离合器元件34被连接以与第一互连轴22共同旋转，并且离合器元件36被连接以与第二互连轴24共同旋转。因而，离合器元件34与离合器外壳32的选择性接合连接输入轴12以与第一互连轴22共同旋转，并且离合器元件36与离合器外壳32的选择性接合连接输入轴12以与第二互连轴24共同旋转。

中间轴传动装置20也包括多个共面的啮合齿轮组40、50、60、70和80。在所提供的实施例中，齿轮组40、50、60和70布置在外壳构件27和外壳构件29之间，而齿轮组80布置在外壳构件29和外壳构件31之间。

共面齿轮组40包括齿轮42、齿轮44和齿轮46。齿轮42被连接以与第二互连轴24共同旋转，并且与齿轮44和齿轮46啮合。齿轮44可选择性地连接以与第一中间轴26共同旋转。齿轮56可选择性地连接以与第二中间轴28共同旋转。齿轮组40位于外壳构件27附近。

共面齿轮组50包括齿轮52、齿轮54和齿轮56。齿轮52被连接以与第二互连轴24共同旋转，并且与齿轮54和齿轮56啮合。齿轮54可选择性地连接以与第一中间轴26共同旋转。齿轮56可选择性地连接以与第二中间轴28共同旋转。齿轮组50位于齿轮组40附近。

共面齿轮组60包括齿轮62、齿轮64和齿轮66。齿轮62被连接以与第一互连轴22共同旋转，并且与齿轮66啮合。齿轮66可选择性地连接以与第二中间轴28共同旋转。齿轮64可选择性地连接以与第一中间轴26共同旋转，并且也与齿轮66啮合。齿轮组60位于齿轮组50附近。

共面齿轮组70包括齿轮72、齿轮74和齿轮76。齿轮72被连接以与第一互连轴22共同旋转，并且与齿轮74和齿轮76啮合。齿轮74可选择性地与第一中间轴26连接。齿轮76可选择性地与第二中间轴28连接。齿轮组70位于齿轮组60和外壳构件29之间。

共面或传动齿轮组80包括齿轮82、齿轮84和齿轮86。齿轮82与第一中间轴26连接以便于共同旋转，并且与齿轮86啮合。齿轮86与输出构件14连接以便于共同旋转。齿轮84可选择性地连接以与第二中间轴28共同旋转，并且也与齿轮86啮合。齿轮组80位于外壳构件29和外壳构件31之间。

变速器10还包括多个可选择性地接合的同步器组件110、112、114和116。同步器110、112、114和116一般包括换档拨叉(未示出)，该换档拨叉通过致动器(未示出)双向地转换到至少两个接合位置和一个空档或脱离位置。例如，同步器110可选择性地接合以将齿轮44与第一中间轴26连接以与之共同旋转，并且可选择性地接合以将齿轮54与第一中间轴26连接以与之共同旋转。同步器112可选择性地接合以将齿轮46与第二中间轴28连接以与之共同旋转，并且可选择性地接合以将齿轮56与第二中间轴28连接以与之共同旋转。同步器114可选择性地接合以将齿轮64与第一中间轴26连接以与之共同旋转，并且可选择性地接合以将齿轮74与第一中间轴26连接以与之共同旋转。同步器116可选择性地接合以将齿轮66与第二中间轴28连接以与之共同旋转，并且可选择性地接合以将齿轮76与第二中间轴28连接以与之共同旋转。

变速器10能以至少七个前进扭矩比和一个反向扭矩比将扭矩从输入轴12传递至输出轴14。各前进扭矩比和反向扭矩比通过双离合器30和离合器元件34、36中的一个离合器元件以及同步器组件110、112、114和116中的一个或多个同步器组件的接合来获得。本领域技术人员将容易理解到，不同的速比与各扭矩比相关。

例如，为了建立反向扭矩比，双离合器30的离合器元件34接合，并且同步器114接合以将齿轮64联接到第一中间轴26上。通过此接合，双离合器30的离合器元件34将扭矩从输入轴12经离合器外壳32传递至第一互连轴22。此外，扭矩从第一互连轴22经齿轮62传递至齿轮66。齿轮66将扭矩传递至齿轮64。一旦同步器114接合，齿轮66将扭矩传递至第一中间轴26。第一中间轴26将扭矩传递至齿轮82。齿轮82将扭矩传递至齿轮86，齿轮86又将扭矩传递至输出轴14。输出轴14将扭矩传递至主减速器单元18。

为了建立第一前进扭矩比(也就是第1档)，双离合器30的离合器元件36接合，并且同步器110接合以将齿轮54联接到第一中间轴26上。通过此接合，双离合器30的离合器元件36将扭矩从输入轴12经离合器外壳32传递至第二互连轴24。此外，扭矩从第二互连轴24经齿轮52传递至齿轮54。一旦同步器110接合，齿轮54将扭矩传递至第一中间轴26。第一中间轴26将扭矩传递至齿轮82。齿轮82将扭矩传递至齿轮86，齿轮86又将扭矩传递至输出轴14。输出轴14将扭矩传递至主减速器单元18。

为了建立第二前进扭矩比(也就是第2档)，双离合器30的离合器元件34接合，并且同步器116接合以将齿轮66联接到第二中间轴28上。通过此接合，双离合器30的离合器元件34将扭矩从输入轴12经离合器外壳32传递至第一互连轴22。此外，扭矩从第一互连轴22经齿轮62传递至齿轮66。一旦同步器116接合，齿轮66将扭矩传递至第二中间轴28。第二中间轴28将扭矩传递至齿轮84。齿轮84将扭矩传递至齿轮86，齿轮86又将扭矩传递至输出轴14。输出轴14将扭矩传递至主减速器单元18。

为了建立第三前进扭矩比(也就是第3档)，双离合器30的离合器元件36接合，并且同步器110接合以将齿轮56联接到第二中间轴28上。通过此接合，双离合器30的离合器元件36将扭矩从输入轴12经离合器外壳32传递至第二互连轴24。此外，扭矩从第二互连轴24经齿轮52传递至齿轮56。一旦同步器112接合，齿轮56将扭矩传递至第二中间轴28。第二中间轴28将扭矩传递至齿轮84。齿轮84将扭矩传递至齿轮86，齿轮86又将扭矩传递至输出轴14。输出轴14将扭矩传递至主减速器单元18。

为了建立第四前进扭矩比(也就是第4档)，双离合器30的离合器元件34接合，并且同步器114接合以将齿轮74联接到第一中间轴26上。通过此接合，双离合器30的离合器元件34将扭矩从输入轴12经离合器外壳32传递至第一互连轴22。此外，扭矩从第一互连轴22经齿轮72传递至齿轮74。一旦同步器114接合，齿轮74将扭矩传递至第一中间轴26。第一中间轴26将扭矩传递至齿轮82。齿轮82将扭矩传递至齿轮86，齿轮86又将扭矩传递至输出轴14。输出轴14将扭矩传递至主减速器单元18。

为了建立第五前进扭矩比(也就是第5档)，双离合器30的离合器元件36接合，并且同步器110接合以将齿轮44联接到第一中间轴26上。通过此接合，双离合器30的离合器元件36将扭矩从输入轴12经离合器外壳32传递至第二互连轴24。此外，扭矩从第二互连轴24经齿轮42传递至齿轮44。一旦同步器110接合，齿轮44将扭矩传递至第一中间轴26。第一中间轴26将扭矩传递至齿轮82。齿轮82将扭矩传递至齿轮86，齿轮86又将扭矩传递至输出轴14。输出轴14将扭矩传递至主减速器单元18。

为了建立第六前进扭矩比(也就是第6档)，双离合器30的离合器元件34接合，并且同步器116接合以将齿轮76联接到第二中间轴28上。通过此接合，双离合器30的离合器元件34将扭矩从输入轴12经离合器外壳32传递至第一互连轴22。此外，扭矩从第一互连轴22经齿轮72传递至齿轮76。一旦同步器116接合，齿轮76将扭矩传递至第二中间轴28。第二中间轴28将扭矩传递至齿轮84。齿轮84将扭矩传递至齿轮86，齿轮86又将扭矩传递至输出轴14。输出轴14将扭矩传递至主减速器单元18。

为了建立第七前进扭矩比(也就是第7档)，双离合器30的离合器元件36接合，并且同步器112接合以将齿轮46联接到第二中间轴28。通过此接合，双离合器30的离合器元件36将扭矩从输入轴12经离合器外壳32传递至第二互连轴24。此外，扭矩从第二互连轴24经齿轮42传递至齿轮46。一旦同步器112接合，齿轮46将扭矩传递至第二中间轴28。第二中间轴28将扭矩传递至齿轮84。齿轮84将扭矩传递至齿轮86，齿轮86又将扭矩传递至输出轴14。输出轴14将扭矩传递至主减速器单元18。

本发明设想可通过对变速器10齿轮的齿数选择来获得不同的扭矩比(也就是输出构件14到输入构件12的扭矩比)。而且，本发明有利地在单一的平面内提供了传动齿轮82、84和86。与双平面传动齿轮相比，这种布置为获得减小的变速器长度提供了机会。

尽管已经详细描述了实现本发明的最佳方式，但熟悉本发明所涉及领域的人员将会认识到，在所附权利要求范围内的用来实施本发明的不同的备选设计和实施例。

Claims (21)

1.一种变速器，包括：

输入构件；

输出构件；

第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组、第四齿轮组和第五齿轮组，各齿轮组具有第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，其中，所述输出构件持续地与所述齿轮组的其中一个齿轮组连接；

持续地连接到所述第三齿轮组和第四齿轮组上的第一互连构件；

持续地与所述第一齿轮组和第二齿轮组连接的第二互连构件；

持续地连接到所述第五齿轮组上的第一中间轴；

持续地连接到所述第五齿轮组上的第二中间轴；

双离合器组件，其能够选择性地接合以将所述输入构件与所述第一互连构件和所述第二互连构件中的一个互连构件互连；

四个同步器组件，用于选择性地将第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组以及第四齿轮组中的一个齿轮组和第一互连构件、第二互连构件、第一中间轴以及第二中间轴中的至少一个联接；并且

其中，所述双离合器组件和四个同步器组件能够选择地以至少两个的组合接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间建立至少七个前进速度比和至少一个倒档速度比。

2.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述第一中间轴和所述第二中间轴各自对于所述输入构件径向向外地定位并与所述输入构件平行。

3.如权利要求2所述的变速器，其特征在于，所述输出构件对于所述输入构件径向向外地定位并与所述输入构件平行。

4.如权利要求3所述的变速器，其特征在于，所述第一互连构件与所述第二互连构件同中心。

5.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述双离合器组件包括第一离合器和第二离合器，所述第一离合器用于选择性地将所述输入构件与所述第一互连构件连接，并且所述第二离合器用于选择性地将所述输入构件与所述第二互连构件连接。

6.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述输出构件持续地与所述第五齿轮组连接。

7.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组、第四齿轮组和第五齿轮组的各齿轮组中的第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮共面。

8.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组和第四齿轮组的第一齿轮连接到所述第一互连构件和所述第二互连构件中的一个互连构件上，第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组和第四齿轮组的第二齿轮能够连接到第一中间轴上，而第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组和第四齿轮组的第三齿轮能够连接到第二中间轴上。

9.如权利要求8所述的变速器，其特征在于，第一齿轮组、第二齿轮组和第四齿轮组的第一齿轮与第一齿轮组、第二齿轮组和第四齿轮组的第二齿轮和第三齿轮啮合，并且其中，第三齿轮组的第二齿轮与第三齿轮组的第一齿轮和第三齿轮啮合。

10.如权利要求9所述的变速器，其特征在于，第五齿轮组的第一齿轮连接到所述第一中间轴上，第五齿轮组的第二齿轮连接到所述第二中间轴上，并且第五齿轮组的第三齿轮连接到所述输出构件上。

11.如权利要求10所述的变速器，其特征在于，第五齿轮组的第二齿轮与第五齿轮组的第一齿轮和第三齿轮啮合。

12.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述四个同步器组件中的第一个同步器组件选择性地将所述第一齿轮组和所述第二齿轮组中的一个齿轮组连接到所述第一中间轴上。

13.如权利要求12所述的变速器，其特征在于，所述四个同步器组件中的第二个同步器组件选择性地将所述第一齿轮组和所述第二齿轮组中的一个齿轮组连接到所述第二中间轴上。

14.如权利要求13所述的变速器，其特征在于，所述四个同步器组件中的第三个同步器组件选择性地将所述第三齿轮组和所述第四齿轮组中的一个齿轮组连接到第一中间轴上。

15.如权利要求14所述的变速器，其特征在于，所述四个同步器组件中的第四个同步器组件选择性地将所述第三齿轮组和所述第四齿轮组中的一个齿轮组连接到第二中间轴上。

16.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述第一齿轮组邻近所述双离合器组件，所述第二齿轮组邻近所述第一齿轮组，所述第三齿轮组邻近所述第二齿轮组，所述第四齿轮组邻近所述第三齿轮组，而所述第五齿轮组邻近所述第四齿轮组。

17.一种变速器，包括：

输入构件；

输出构件；

第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组、第四齿轮组和第五齿轮组，各齿轮组具有第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，其中，所述输出构件持续地与所述齿轮组的其中一个齿轮组连接；

持续地连接到所述第三齿轮组和第四齿轮组上的第一互连构件；

持续地与所述第一齿轮组和第二齿轮组连接的第二互连构件；

持续地连接到所述第五齿轮组上的第一中间轴；

持续地连接到所述第五齿轮组上的第二中间轴；

双离合器组件，其能够选择性地接合以将所述输入构件与所述第一互连构件和所述第二互连构件中的一个互连构件互连；

第一同步器组件，其能够选择性地接合以将所述第一齿轮组和所述第二齿轮组中的至少一个齿轮组互连到所述第一中间轴上；

第二同步器组件，其能够选择性地接合以将所述第一齿轮组和所述第二齿轮组中的至少一个齿轮组互连到所述第二中间轴上；

第三同步器组件，其能够选择性地接合以将所述第三齿轮组和所述第四齿轮组中的一个齿轮组互连到所述第一中间轴上；以及

第四同步器组件，其能够选择性地接合以将所述第三齿轮组和所述第四齿轮组中的一个齿轮组互连到所述第二中间轴上；

其中，所述双离合器组件和四个同步器组件可选择地以至少两个的组合接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间建立至少七个前进速度比和至少一个倒档速度比。

18.如权利要求17所述的变速器，其特征在于，所述输出构件持续地与所述第五齿轮组连接。

19.如权利要求18所述的变速器，其特征在于，第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组、第四齿轮组和第五齿轮组中的各齿轮组的第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮共面；其中，第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组和第四齿轮组的第一齿轮连接到所述第一互连构件和所述第二互连构件中的一个互连构件上，第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组和第四齿轮组的第二齿轮能够连接到所述第一中间轴上，第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组和第四齿轮组的第三齿轮能够连接到所述第二中间轴上；其中，第一齿轮组、第二齿轮组和第四齿轮组的第一齿轮与第一齿轮组、第二齿轮组和第四齿轮组的第二齿轮以及第三齿轮啮合，并且其中，第三齿轮组的第二齿轮与第三齿轮组的第一齿轮以及第三齿轮啮合；其中，第五齿轮组的第一齿轮连接到所述第一中间轴上，第五齿轮组的第二齿轮连接到所述第二中间轴上，并且第五齿轮组的第三齿轮连接到所述输出构件上，并且其中，第五齿轮组的第二齿轮与第五齿轮组的第一齿轮以及第三齿轮啮合。

20.如权利要求18所述的变速器，其特征在于，所述第一齿轮组邻近所述双离合器组件，所述第二齿轮组邻近所述第一齿轮组，所述第三齿轮组邻近所述第二齿轮组，所述第四齿轮组邻近所述第三齿轮组，所述第五齿轮组邻近所述第四齿轮组。

21.一种变速器，包括：

输入构件；

输出构件；

第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组、第四齿轮组和第五齿轮组，各齿轮组具有第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，其中，所述输出构件持续地与所述第五齿轮组连接；

持续地连接到所述第三齿轮组和第四齿轮组上的第一互连构件；

持续地与所述第一齿轮组和第二齿轮组连接的第二互连构件；

持续地连接到所述第五齿轮组上的第一中间轴；

持续地连接到所述第五齿轮组上的第二中间轴；

双离合器组件，其能够选择性地接合以将所述输入构件与所述第一互连构件和所述第二互连构件中的一个互连构件互连；

第一同步器组件，其能够选择性地接合以将所述第一齿轮组和所述第二齿轮组中的至少一个齿轮组互连到所述第一中间轴上；

第二同步器组件，其能够选择性地接合以将所述第一齿轮组和所述第二齿轮组中的至少一个齿轮组互连到所述第二中间轴上；

第三同步器组件，其能够选择性地接合以将所述第三齿轮组和所述第四齿轮组中的一个齿轮组互连到所述第一中间轴上；以及

第四同步器组件，其能够选择性地接合以将所述第三齿轮组和所述第四齿轮组中的一个齿轮组互连到所述第二中间轴上；

其中，所述第一齿轮组邻近所述双离合器组件，所述第二齿轮组邻近所述第一齿轮组，所述第三齿轮组邻近所述第二齿轮组，所述第四齿轮组邻近所述第三齿轮组，所述第五齿轮组邻近所述第四齿轮组；并且

其中，所述双离合器组件和四个同步器组件能够选择地以至少两个的组合接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间建立至少七个前进速度比和至少一个倒档速度比。

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