CN102080709A - 汽车的双轴变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车的两轴变速器(1)。该两轴变速器(1)具有一驱动轴(4)和一从动轴(5)。在所述驱动轴(4)上设置有用于前进挡(G1至G6)的主动齿轮(6至8)和用于倒车挡(R)的主动齿轮。在所述从动轴(5)上设置有用于前进挡(G1至G6)的从动齿轮(10至12)和用于倒车挡(R)的从动齿轮。换挡元件(14)通过同步离合器(15，16)使主动齿轮(6至9)和从动齿轮(10至13)成对地啮合。所述两轴变速器(1)具有行星齿轮变速器(18)，该行星齿轮变速器可通过一双离合器(20)与两级变速器的所述驱动轴(4)啮合。由主动齿轮(6至8)和从动齿轮(10至12)组成的每个齿轮对(27至29)传递两个前进挡(G1至G6)的转矩。

Description

汽车的双轴变速器
技术领域
本发明涉及一种汽车的双轴变速器。该双轴变速器具有驱动轴和从动轴。在驱动轴上设置有用于前进挡和用于倒车挡的主动齿轮。在从动轴上设置有用于前进挡和倒车挡的从动齿轮。换挡元件通过同步离合器使主动齿轮与从动齿轮成对地啮合。
背景技术
在图3中示出了按现有技术的、用于六个前进挡G1至G6和一个倒车挡R的多轴变速器3，带有双离合器20。双离合器20在第一离合级21通过第一离合器从动盘23将中间的驱动轴4与驱动发动机的输出轴31连接。为此，第一离合级21具有第一摩擦片组25，该摩擦片组将与发动机的输出轴31抗扭地连接的离合器壳体52与第一离合器从动盘23并因此与中间的驱动轴4连接。在中间的驱动轴4上仅设置有两个主动齿轮43和44，所述主动齿轮与前进挡1和3的从动齿轮47和49啮合，并通过从动轴5上的同步离合器15a在中间的驱动轴4和从动轴5之间建立摩擦配合式连接。
除了用于第一和第三前进挡的两个齿轮对，在从动轴5上还设置有从动齿轮48和51，所述从动齿轮48和51能够通过同步离合器15b接合入前进挡2和4。然而，从动齿轮48和51与空心轴50的主动齿轮45或46啮合，在脱离第一离合级21并通过第二离合器从动盘24借助于第二摩擦片组26接合入第二离合级22之后，空心轴50用其两个主动齿轮45和46与汽车发动机的输出轴31连接。
不仅前进挡2和4的从动齿轮48和51与空心轴50及其两个主动齿轮45和46啮合，而且耦连轴53的耦合齿轮，即倒车挡R的耦连齿轮54、第六前进挡G6的耦合齿轮55(其能够借助于同步离合器16b与耦连轴53耦连)、以及还有用于第五前进挡G5的耦连齿轮56(其通过另一至少是单侧的同步离合器16a与抗扭地和中间驱动轴4连接的齿轮57啮合)也与空心轴50及其两个主动齿轮45和46啮合。相应对于这种带有双离合器20的六挡变速器40需要四个用于换挡的同步离合器15a，15b，16a和16b和额外的四根轴，即驱动轴4，从动轴5、空心轴50和耦连轴53，这在技术上与大的空间需求和高成本相关联。
由专利文献WO 2008/124001A1公开了一种带有双离合器的六挡变速器，其同样具有一根带有两个直接与中间驱动轴连接的主动齿轮的中间驱动轴，以及一根具有三个主动齿轮的空心轴，其中，这五个主动齿轮可与从动轴的齿轮啮合，其中，在从动轴的各一端设置一行星齿轮变速器，该行星齿轮变速器使得能够借助于四个双向作用的同步离合器为变速器设置六个前进挡、一个倒车挡和一个停车挡位。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，创造一种带有两级离合器的六挡变速器，该六挡变速器仅具有一根驱动轴和一根从动轴，其中，齿轮对和同步离合器的数目都被减少。
该技术问题按照本发明通过一种用于汽车的双轴变速器解决。该双轴变速器具有驱动轴和从动轴。在主动轴上设置有用于前进挡的主动齿轮和用于倒车挡的主动齿轮。在从动轴上设置有用于前进挡的从动齿轮和用于倒车挡的从动齿轮。换挡元件通过同步离合器使主动齿轮与从动齿轮成对地啮合。所述双轴变速器具有行星齿轮变速器，该行星齿轮变速器能通过双离合器与两级变速器的驱动轴接合。在此，由主动齿轮和从动齿轮组成的每个齿轮对传递两个前进挡的转矩。
这种带有额外倒车挡的六挡变速器具有廉价且节约空间的方案的优点。若第一级通过双离合器的第一离合器从动盘与发动机的输出轴连接，用于第一和第二挡的第一齿轮对通过驱动轴与行星齿轮变速器的耦连驱动，行星齿轮变速器的太阳轮设置在驱动轴上并且能够实现第一前进挡的第一转速。如果操纵离合器的第二级，行星齿轮变速器的行星齿轮则通过第二离合器从动盘与发动机的输出轴连接并与太阳轮啮合，使得太阳轮以用于第二前进挡的较高转速旋转，并且将较高的转速通过与第一挡相同的齿轮对传递到从动轴上。
第二齿轮对相应用于第三和第四挡，即通过行星齿轮变速器的太阳轮或通过行星齿轮变速器的行星齿轮，所述行星齿轮在各自的离合级中通过所属的离合器从动盘将变速器的驱动轴与发动机的输出轴连接。最后，第三齿轮对根据接合入双离合器的第一还是第二级用于第五前进挡和第六前进挡。
在行星齿轮变速器中，行星齿轮变速器的传动比确定两轴变速器的相邻挡1/2，3/4和5/6之间变化的比例。通过在驱动轴关于双离合器的第一端部区域内使用行星齿轮变速器改进空间关系，这相对传统的、例如在从动轴上带有两个行星齿轮变速器的六挡变速器是有利的。因此，连同用于倒车挡的齿轮对一起仅为带有倒车挡的六挡变速器设置四个齿轮对。
此外明显减少了同步离合器的数量，因为在四个齿轮对中切换仅需要两个同步离合器。因此，同步离合器的数量相对开头所述的现有技术实际上减少到了一半。因此，以有利的方式缩短了驱动轴和从动轴。为此，仅需要为双离合器设置两个相对彼此独立锁止的操纵装置和一个行星齿轮变速器。
所述优点由此实现，即，第一离合级与第一离合器从动盘共同作用，其中，第一离合器从动盘将行星齿轮变速器的中央太阳轮与发动机的输出轴连接。此外，第二离合级与第二离合器从动盘共同作用，其中，第二离合器从动盘将行星齿轮变速器的行星齿轮与发动机的输出轴连接。因此，通过驱动轴头部上的行星齿轮变速器，每个齿轮对能够提供两个加速传动比或减速传动比。
此外规定，为倒车挡在辅助轴上设置一旋转换向齿轮(Drehrichtungsumkehrzahnrad)。为此，旋转换向齿轮同时与倒车挡的主动齿轮和从动齿轮啮合，因此造成旋转方向换向。总的来说可以确定，仅四个齿轮对、六个前进挡和一个倒车挡以及通过仅两个双侧作用的同步离合器可以操纵这种带有倒车挡的六挡变速器。
在本发明的另一种实施形式中设计为，在带有行星齿轮变速器的六挡变速器中，在倒车挡的从动齿轮中安装一个用于倒车挡的齿轮对的自由轮。这种自由轮使得仅在挂入倒车挡时该自由轮才锁止，而在所有其它的挡位中，倒车挡的从动齿轮中的自由轮释放从动轴。
双离合器可以配设有传统的离合器从动盘加上压紧板和分离轴承，或者双离合器可以在优选的实施形式中具有两个膜片式离合器。带有两个膜片式离合器的双离合器具有这样的优点，即，其具有两个这样的摩擦片组，它们的电子控制装置能够相对彼此锁定，使得至少两个膜片式离合器中的仅一个释放所属的离合器从动盘，而另一离合级通过其摩擦片组被接合入。
在本发明的另一种实施形式中设计为，在从动轴上设置双侧作用的第一同步离合器，其中，该第一同步离合器设置在第一和第二挡的从动齿轮和倒车挡的从动齿轮之间。
此外，在驱动轴上在第三和第四挡的驱动齿轮和第五和第六挡的驱动齿轮之间设置双侧作用的第二同步离合器。因此可以在与行星齿轮变速器的共同作用下同步地接通六挡变速器的所有六个前进挡和倒车挡。
在本发明的另一种实施形式中，在第一和第二挡的从动轴上的从动齿轮具有可切换的自由轮，该自由轮在接到较高的前进挡和在接通倒车挡时空转(freilaufen)。在此，在接入到第一挡以及接入到第二挡时，第一和第二挡的从动齿轮在自由轮锁定的情况下抗扭地与从动轴连接。在接入到倒车挡时，自由轮被断开，使得不能通过第一和第二挡的主动齿轮传递力。
如果第一和第二挡的从动齿轮装备有这种自由轮，则设置在从动轴上的第一同步离合器可以设计为单侧作用的同步离合器。这具有这样的优点，即，能够进一步节约重量，进一步缩短从动轴以及进一步减小成本。
此外规定，抗扭地与从动轴连接的从动齿轮与差速齿轮装置的主动齿轮啮合。用于差速齿轮装置的主动齿轮与汽车的第一和第二驱动半轴连接并且将发动机的转矩通过变速器和差速齿轮机构传递到各个驱动半轴的两个主动齿轮的至少一个上。
附图说明
现在根据附图详细说明本发明。
图1示出了按本发明的第一种实施形式的两轴变速器的原理图；
图2示出了按本发明的第二种实施形式的两轴变速器的原理图；
图3示出了按现有技术的、带有双离合器的多轴变速器的原理图。
具体实施方式
图1示出了按本发明的第一种实施形式的两轴变速器1的原理图。该两轴变速器1连接在双离合器20上，该双离合器具有第一离合级21。通过第一离合级21，汽车发动机的输出轴31通过第一离合级21的第一离合器从动盘23与六挡变速器40的驱动轴4机械连接，该六挡变速器带有六个前进挡G1至G6和一个倒车挡R。在驱动轴4上不仅设计和布置有各个挡位的主动齿轮6至9，而且还布置有行星齿轮变速器18的太阳轮30，该行星齿轮变速器设置在主动轴4的、和双离合器20相同的端部区域19上。
双离合器20的第二离合器级22与行星齿轮变速器18的行星齿轮32连接，并且使得能够通过挡位G2，G4和G6中的三个主动齿轮6至8向从动轴传递驱动力矩。
因此，能够借助于一个主动齿轮向从动轴5分别传递两种不同的转矩和六挡变速器的两挡。为此，从动轴5仅具有三个用于前进挡G1至G6的从动齿轮10至12和用于倒车挡R的另一从动齿轮13。因此，由于行星齿轮变速器18和双离合器20，能够通过仅三个齿轮对27至29将所有六个前进挡G1至G6从发动机的输出轴31经由变速器的驱动轴4和连接在中间的双离合器20传递到从动轴5。此外，在从动轴5上抗扭地设置有从动齿轮37，该从动齿轮与差速齿轮机构39的主动齿轮38啮合，并且通过差速齿轮机构39向汽车的驱动半轴41和42传递转矩。原则上也可以用按本发明的方式设计带有多于六挡的前进挡的变速器。
为切换六挡变速器40的六个前进挡G1至G6和倒车挡R，仅需要两个双侧作用的同步离合器15和16，其中，在本发明的这种实施形式中，第一同步离合器15设置在从动轴5上，该第一同步离合器能够在倒车挡的从动齿轮13和第一和第二前进挡G1和G2的从动齿轮10之间切换。另外，第二同步离合器设置在驱动轴4上，该第二同步离合器设置在第三和第四挡G3、G4的主动齿轮7和第五和第六挡G5、G6的主动齿轮8之间，并且根据选择将两个主动齿轮7或8中的一个与驱动轴4啮合。
由于双离合器20与行星齿轮变速器18连接，因此仅两个同步离合器15和16和四个齿轮对27、28、29和35就能将六个前进挡G1至G6和一个倒车挡R的转矩传递到从动轴5的从动齿轮37上。为倒车挡在辅助轴34上设置一旋转换向齿轮33，其中，该旋转换向齿轮33与主动齿轮9和倒车挡R的从动齿轮13啮合。
图2示出了按本发明的第二种实施形式的两轴变速器2的原理图。与图1中功能相同的部件用相同的附图标记表示并且不再赘述。
本发明按图1的第一种实施形式和本发明按图2的第二种实施形式之间的区别在于，六挡变速器40在从动轴5上设置有可为第一和第二挡的从动齿轮10切换的自由轮36。该自由轮36用于在两轴变速器2在第一或第二挡G1或G2运行时，使得从动齿轮10仅与从动轴5接合，而一旦接通倒车挡R或更高的前进挡G4至G6，该自由轮36释放从动齿轮10。如果接入倒车挡，驱动轮和驱动轴之间的连接脱开，因此不能再通过自由轮传递力矩。
由于从动齿轮10中的自由轮36，对于倒车挡R的从动齿轮13和从动齿轮10之间的同步离合器17仅需要是单侧作用的同步离合器17。因此，相对本发明的第一种实施形式不仅节约空间，而且也节约成本。
图3示出了按现有技术的多轴变速器的原理图，其已经在前言部分说明，因此在此不再重复。
附图标记清单
1两轴变速器(第一种实施形式)
2两轴变速器(第二种实施形式)
3多轴变速器(现有技术)
4驱动轴
5从动轴
6主动齿轮(前进挡)
7主动齿轮(前进挡)
8主动齿轮(前进挡)
9主动齿轮(倒车挡)
10从动齿轮(前进挡)
11从动齿轮(前进挡)
12从动齿轮(前进挡)
13从动齿轮(倒车挡)
14换挡元件
15双侧作用的同步离合器
16双侧作用的同步离合器
17单侧作用的同步离合器
18行星齿轮变速器
19第一端部区域
20双离合器
21第一离合级
22第二离合级
23第一离合器从动盘
24第二离合器从动盘
25第一摩擦片组
26第二摩擦片组
27齿轮对
28齿轮对
29齿轮对
30太阳轮
31发动机的输出轴
32行星轮
33旋转换向齿轮
34辅助轴
35用于倒车挡的齿轮对
36自由轮
37从动轴的从动齿轮
38差速齿轮机构的主动齿轮
39差速齿轮机构
40六挡变速器
41右边的驱动半轴
42左边的驱动半轴
43驱动轴上的主动齿轮(G1)
44驱动轴上的主动齿轮(G3)
45空心轴上的主动齿轮(G2)
46空心轴上的主动齿轮(G4)
47从动轴(G1)上的从动齿轮
48从动轴(G2)上的从动齿轮
49从动轴(G3)上的从动齿轮
50空心轴
51从动轴(G4)上的从动齿轮
52离合器壳体
53耦连轴
54耦连齿轮(R)
55耦连齿轮(G6)
56耦连齿轮(G5)
57齿轮
G1前进挡
G2前进挡
G3前进挡
G4前进挡
G5前进挡
G6前进挡
R倒车挡

Claims (14)

1.一种汽车的两轴变速器，其中，
-该两轴变速器(1)具有一驱动轴(4)和一从动轴(5)，
-在所述驱动轴(4)上设置有用于前进挡(G1至G6)的主动齿轮(6至8)和用于倒车挡(R)的主动齿轮(9)，
-在所述从动轴(5)上设置有用于前进挡(G1至G6)的从动齿轮(10至12)和用于倒车挡(R)的从动齿轮(13)，以及
-换挡元件(14)通过同步离合器(15，16)使主动齿轮(6至9)和从动齿轮(10至13)成对地啮合；以及
其中，所述两轴变速器在所述驱动轴(4)的第一端部区段(19)上具有行星齿轮变速器(18)，该行星齿轮变速器(18)可通过一双离合器与所述驱动轴(4)啮合，并且其中，由主动齿轮(6至8)和从动齿轮(10至12)组成的每个齿轮对(27至29)传递两个前进挡(G1至G6)的转矩。
2.如权利要求1所述的两轴变速器，其特征在于，第一离合级(21)与第一离合器从动盘(23)共同作用，其中，所述第一离合器从动盘(23)将所述行星齿轮变速器(18)的中央太阳轮(30)与发动机的输出轴(31)连接。
3.如权利要求2所述的两轴变速器，其特征在于，第二离合级(22)与第二离合器从动盘(24)共同作用，其中，所述第二离合器从动盘(24)将所述行星齿轮变速器(18)的行星齿轮(32)与发动机的输出轴(31)连接。
4.如前列各项权利要求之一所述的两轴变速器，其特征在于，在辅助轴(34)上设置有一旋转换向齿轮(33)，其中，所述旋转换向齿轮(33)同时与所述倒车挡(R)的主动齿轮(9)和从动齿轮(13)啮合。
5.如前列各项权利要求之一所述的两轴变速器，其特征在于，所述同步离合器(15，16)的数量相对现有技术减半。
6.如前列各项权利要求之一所述的两轴变速器，其特征在于，带有倒车挡(R)和行星齿轮变速器(18)的六挡变速器(40)具有两个同步离合器(15，16)。
7.如前列各项权利要求之一所述的两轴变速器，其特征在于，带有倒车挡(R)和行星齿轮变速器(18)的六挡变速器(40)具有四个齿轮对(27至29和35)以及一个旋转换向齿轮(33)。
8.如前列各项权利要求之一所述的两轴变速器，其特征在于，带有行星齿轮变速器(18)的六挡变速器(40)具有用于倒车挡(R)的齿轮对(35)的自由轮。
9.如前列各项权利要求之一所述的两轴变速器，其特征在于，所述双离合器(20)具有两个膜片式离合器。
10.如前列各项权利要求之一所述的两轴变速器，其特征在于，第一同步离合器(15)设置在所述从动轴(5)上，其中，所述第一同步离合器(15)布置在第一和第二挡(G1/G2)的从动齿轮(10)和所述倒车挡(R)的从动齿轮(13)之间。
11.如前列各项权利要求之一所述的两轴变速器，其特征在于，第二同步离合器(16)在所述驱动轴(4)上设置在第三和第四挡(G3/G4)的主动齿轮(7)和第五和第六挡(G5/G6)的主动齿轮(8)之间。
12.如前列各项权利要求之一所述的两轴变速器，其特征在于，所述第一和第二挡(G1/G2)的所述从动齿轮(10)在所述从动轴(5)上具有一自由轮(36)，该自由轮在接到较高的前进挡(G3至G6)和在接通所述倒车挡(R)时自由转动，并且其中，所述第一和第二挡(G1/G2)的从动齿轮(10)在接入到第一挡(G1)以及接入到第二挡(G2)时被锁止。
13.如权利要求12所述的两轴变速器，其特征在于，若所述第一挡和第二挡(G1/G2)的从动齿轮(10)装备有自由轮(36)，设置在所述从动轴(5)上的所述第一同步离合器(17)是单侧作用的同步离合器(17)。
14.如前列各项权利要求之一所述的两轴变速器，其特征在于，抗扭地与所述从动轴(5)连接的从动齿轮(37)与一差速齿轮机构(39)的主动齿轮(38)啮合。
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