CN103277466B - 多离合器变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多离合器变速器。多离合器变速器，包括主输入轴、主输出轴、多离合器，多离合器包括两个以上的离合输入轴、两个以上的离合输出轴和用于选择任一离合输入轴与对应的一个或两个以上离合输出轴传动连接的离合机构；各离合输入轴与主输入轴之间均设有在主输入轴与相应的离合输入轴之间传递扭矩的变速齿轮组；各根离合输出轴与主输出轴之间设有用于在主输出轴与相应的离合输出轴之间传递扭矩的选换档齿轮组；每个选换档齿轮组中均包括空套齿轮，并按设定的选换档档位以一一对应关系成对地相邻排列，成对的两空套齿轮之间设有对应的同步器。该多离合器变速器能够满足多档位需求。

Description

多离合器变速器

技术领域

本发明涉及多离合器变速器。

背景技术

目前变速器技术发展迅速，特别是双离合器自动变速器，其技术已经比较成熟并且由于其较好地解决了动力传输中断的问题，近来应用越来越多。例如申请号为20082009555.6，公告号为CN 201265630Y的中国专利公开的一种双离合器五档自动变速器，包括用于连接动力源的主输入轴、与主输入轴传动连接的双离合器、中间轴和主输出轴，双离合器包括与主输入轴同轴传动连接的输入端、奇数档传动轴、偶数档传动轴、及用于选择输入端与奇数档传动轴或偶数档传动轴传动连接的离合机构。所述奇数档传动轴和偶数档传动轴与中间轴的对应段之间均设有对应的奇、偶数档齿轮组和对应的奇、偶数档同步器，奇、偶数档齿轮组均包括在其传递扭矩所对应的轴上空套转动装配的空套齿轮，对应的同步器动作时能够将成对的奇数档齿轮组或偶数档齿轮组中的一个空套齿轮与所在轴固连以传递扭矩而另一个继续保持空套。由于双离合器中的一个离合器对应奇数档，另一离合器对应偶数档，当车辆挂入一个档位时，另一个离合器及对应的下一个档位已经通过对应同步器处于预备状态，只要当前档位分离就可以立刻接合下一个档位，因此双离合变速箱的选换档速度较快，较好地解决了动力传输中断的问题。

然而，虽然现有技术中的双离合器变速器能够较好地解决动力传输中断的问题，但是在使用工况复杂、档位要求较多的情况下，现有的双离合器变速器还不能满足上述情况下的控制需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够满足多档位需求的多离合器变速器。

本发明采用的技术方案是：多离合器变速器，包括供动力输入的主输入轴、输出动力的主输出轴，还包括多离合器，多离合器包括两个以上的离合输入轴、两个以上的离合输出轴和用于根据设定的选换档规律选择任一离合输入轴与对应的一个或两个以上离合输出轴传动连接的离合机构；所述各根离合输入轴与主输入轴之间均设有用于在主输入轴与相应的离合输入轴之间传递扭矩的变速齿轮组；所述各根离合输出轴与主输出轴之间设有用于在主输出轴与相应的离合输出轴之间传递扭矩的选换档齿轮组；每个选换档齿轮组中均包括在其传递扭矩所对应的轴上空套转动装配的空套齿轮，与同一根离合输入轴对应的两个以上的选换档齿轮组中的空套齿轮按设定的选换档档位以一一对应关系成对地相邻排列，成对的两空套齿轮之间设有用于选择该对的其中一个空套齿轮与所在轴固连而另一个空套齿轮继续保持空套的同步器。

所述变速齿轮组包括设置在相应的离合输入轴上的从动变速齿轮、及设置在所述主输入轴上的与各从动变速齿轮对应啮合的主动变速齿轮。

所述离合输入轴设有三只，所述变速齿轮组包括分别对应三只离合输入轴设置的对应于设定的高、中、低档转速的三组。

所述选换档齿轮组中的一组中包括用于改变所述主输出轴转向的倒档中间齿轮，所述倒档中间齿轮通过对应的倒档轴转动装配在多离合器变速器上。

所述多离合器变速器设有用于控制所述离合机构动作的离合器操纵机构、用于控制各对应同步器动作的选换档操纵机构。

所述多离合器变速器包括对应所述主输入轴、主输出轴、各离合输入轴和各离合输出轴设置的用于检测各轴的转速的转速传感器，还包括用于获取所述转速传感器的转速信息并根据转速信息控制所述离合器操纵机构和选换档操纵机构动作的电子控制单元，转速传感器的信号输出端与电子控制单元的信号输入端连接，电子控制单元与所述离合器操纵机构和选换档操纵机构控制连接。

所述多离合器还包括用于向对应的负载装置输出扭矩的负载输出轴、用于将任一离合输入轴与负载输出轴传动连接的负载离合机构。

采用本发明中的上述技术方案，多离合变速器采用两个以上的离合输入轴、两个以上的离合输出轴和用于根据设定的选换档规律选择任一离合输入轴与对应的一个或两个以上离合输出轴传动连接的离合机构，所述各根离合输入轴与主输入轴之间设有用于在主输入轴与相应的离合输入轴之间传递扭矩的变速齿轮组，各组变速齿轮组具有不同传动比，能够实现至少两种转速输出，再利用各根离合输出轴与主输出轴之间的选换档齿轮组和对应的同步器，能够再次实现种数等于选换档齿轮组组数的速度输出，增加变速齿轮组的数量和/或选换档齿轮组的数量即可实现两种数量相乘的更多档位的变换，从而满足多档位的选换档需求。

附图说明

图1：本发明多离合器变速器的一个实施例的传动结构原理图。

图中各附图标记的名称为：1-壳体，2-倒档从动齿轮，3-第二同步器，4-Ⅱ档从动齿轮，5-Ⅲ档从动齿轮，6-第一同步器，7-Ⅰ档从动齿轮，8-选换档操纵机构，9-主输出轴，10-电子控制单元，11-离合器操纵机构，12-主输入轴，13-低档主动齿轮，14-中档主动齿轮，15-高档主动齿轮，16-转速传感器，17-高档输入轴，18-高档从动齿轮，19-中档输入轴，20-中档从动齿轮，21-低档从动齿轮，22-低档输入轴，23-第一输入离合器，24-第二输入离合器，25-第三输入离合器，26-离合器壳，27-负载输出离合器，28-偶数档输出离合器，29-奇数档输出离合器，30-Ⅰ档主动齿轮，31-奇数档输出轴，32-Ⅲ档主动齿轮，33-Ⅱ档主动齿轮，34-偶数档输出轴，35-倒档主动齿轮，36-负载输出轴，37-倒档中间齿轮，38-倒档轴。

具体实施方式

本发明的一个实施例如图1所示，是一种多档拖拉机中使用的多离合器变速器，包括用于围成副变速箱和主变速箱的壳体1、多离合器、由对应的离合器操纵机构11、选换档操纵机构8、转速传感器16及电子控制单元10等构成的变速器控制***。

多离合器包括离合器壳26、三个离合输入轴、两个离合输出轴、一根负载输出轴、用于根据设定的选换档规律选择任一离合输入轴与对应的一个或两个以上离合输出轴传动连接的离合机构、用于将任一离合输入轴与负载输出轴36传动连接的负载离合机构，对应的离合输入轴、离合输出轴与离合机构均相当于一只离合器，对应的负载输出轴与负载离合机构也相当于一只离合器，则多离合器包括三个输入离合器和两个输出离合器和一个负载输出离合器，分别为第一输入离合器23、第二输入离合器24、第三输入离合器25，偶数档输出离合器28、奇数档输出离合器29，和负载输出离合器27。第一输入离合器23、第二输入离合器24和第三输入离合器25对应三根离合输入轴，分别为低档输入轴22、中档输入轴19和高档输入轴17，其中高档输入轴17为实现轴形式，中档输入轴19和低档输入轴22为依次同轴套设在高档输入轴17上的轴套形式。

负载输出离合器27、偶数档输出离合器28和奇数档输出离合器29对应一根负载输出轴36和两个离合输出轴，即偶数档输出轴34和奇数档输出轴31，其中负载输出轴36是实心轴形式，用于向对应的负载装置输出扭矩；偶数档输出轴34和奇数档输出轴31是同轴套设在负载输出轴36上的轴套形式。三个输入离合器和三个输出离合器是同轴布置，低档输入轴22、中档输入轴19、高档输入轴17、负载输出轴36、偶数档输出轴34和奇数档输出轴31也是同轴布置。所述多离合器变速器还包括用于控制多离合器动作的离合器操纵机构11。在现有技术中，利用离合器操纵机构来控制对应离合器动作是本领域的惯用技术手段，本实施例中对应的具体结构是本领域技术人员能够实现的，此处不再赘述。

主输入轴12、低档输入轴22、中档输入轴19和高档输入轴17是转动装配副变速箱内。所述低档输入轴22、中档输入轴19和高档输入轴17与所述主输入轴12之间分别设有具有不同传动比的变速齿轮组，用于在主输入轴与相应的离合输入轴之间传递扭矩，包括依次设置在低档输入轴22、中档输入轴19和高档输入轴17上的低档从动齿轮21、中档从动齿轮20和高档从动齿轮18，和设置在所述主输出轴9上的与高档从动齿轮18、中档从动齿轮20和低档从动齿轮21分别对应啮合的高档主动齿轮15、中档主动齿轮14和低档主动齿轮13。三组变速齿轮组分别对应于设定的高、中、低档转速。

主输出轴9、负载输出轴36、奇数档输出轴31和偶数档输出轴34是设置在主变速箱内。所述各根离合输出轴与主输出轴之间设有用于在主输出轴与相应的离合输出轴之间传递扭矩的选换档齿轮组，包括固设在奇数档输出轴31上的Ⅰ档主动齿轮30和Ⅲ档主动齿轮32、固设在偶数档输出轴34上的Ⅱ档主动齿轮33和倒档主动齿轮35、空套转动装配在所述主输出轴9上的Ⅰ档从动齿轮7、Ⅲ档从动齿轮5、Ⅱ档从动齿轮4和倒档从动齿轮2。多离合器变速器的壳体1上还对应倒档主动齿轮35和倒档从动齿轮2设有倒档轴38，倒档轴38上转动装配有倒档中间齿轮37。对应的主动齿轮和从动齿轮相互啮合，且传动比根据设定的选换档规律设定。其中Ⅰ档从动齿轮7与Ⅲ档从动齿轮5之间、Ⅱ档从动齿轮4与倒档从动齿轮2之间分别设有第一同步器6、第二同步器3，第一、二同步器均与选换档操纵机构控制连接。在现有技术中，利用选换档操纵机构来实现对同步器的控制而有选择地连接转轴与其上空套的齿轮是本领域的惯用技术手段，本实施例中对应的具体结构是本领域技术人员能够实现的，此处不再赘述。

多离合变速器上对应上述主输出轴9、主输入轴12、低档输入轴22、中档输入轴19、高档输入轴17、负载输出轴36、偶数档输出轴34、奇数档输出轴31和倒档轴38设有用于检测对应轴转速的转速传感器16，电子控制单元10用于获取所述转速传感器16的转速信息并根据转速信息控制所述离合器操纵机构11和选换档操纵机构动作，并能够对变速器的运行状态进行识别和判断，转速传感器16的信号输出端与电子控制单元10的信号输入端连接，电子控制单元10与所述离合器操纵机构11和选换档操纵机构控制连接。

工作时，各转速传感器16能够检测各对应轴或轴的转速并发送给电子控制单元10，从而识别和判断变速器的运行状态，根据设定的选换档规律，当需要选换档操作时，通过离合器操纵机构11和选换档操纵机构8分别控制各离合器与各同步器选换档动作，实现自动变速，并且，副变速箱的齿轮变速机构能够实现高、中、低三个传动比变换，主变速箱内通过输出侧离合器和同步器的动作，能够择一实现Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ档和倒档，从而实现3×3＝9个前进档和1×3＝3个倒档，结构简单，控制较易，档位较多，排档范围宽，可满足拖拉机各种作业工况对速度的要求。

下面具体讲述副变速箱各档时和主变速箱各档时各离合器的状态及动力传递路线。

副变速箱高档：第三输入离合器25结合，第一输入离合器23、第二输入离合器24分离，动力由主输入轴12经高档主、从动齿轮的啮合传至高档输入轴17，最后传至离合器壳26。

副变速箱中档：第二输入离合器24结合，第一输入离合器23、第三输入离合器25分离。动力由主输入轴12经中档主、从动齿轮的啮合传至中档输入轴19，最后传至离合器壳26。

副变速箱低档：第一输入离合器23结合，第二输入离合器24、第三输入离合器25分离，动力由主输入轴12经低档主、从动齿轮的啮合传至低档输入轴22，最后传至离合器壳26。

主变速箱Ⅰ档：负载输出离合器27结合，进行负载输出，奇数档输出离合器29结合，偶数档输出离合器28分离，第一同步器6依附图的左侧啮合。动力传递路线为：动力由离合器壳26经奇数档输出轴31和Ⅰ档主、从动齿轮的啮合传至主输出轴9。

主变速箱Ⅱ档：负载输出离合器27结合，进行负载输出，偶数档输出离合器28结合，奇数档输出离合器29分离，第二同步器3依附图左侧啮合。动力传递路线为：动力由离合器壳26经奇数档输出轴34和Ⅱ档主、从动齿轮的啮合传至主输出轴9。

主变速箱Ⅲ档：负载输出离合器27结合，进行负载输出，奇数档输出离合器29结合，偶数档输出离合器28分离，第一同步器6依附图右侧啮合。动力传递路线为：动力由离合器壳26经奇数档输出轴31和Ⅲ档主、从动齿轮的啮合传至主输出轴9。

主变速箱倒档：负载输出离合器27结合，进行负载输出，偶数档输出离合器28结合，奇数档输出离合器29分离，第二同步器3依附图右侧啮合。动力传递路线为：动力由离合器壳26经奇数档输出轴34和倒档主动齿轮35和倒档中间齿轮37的啮合传至倒档轴38，再经倒档中间齿轮37和倒档从动齿轮2的啮合传至主输出轴9。

在上述实施例中，离合输入轴和对应的输入离合器设置有三个，且多离合器设有用于传动连接负载输出轴36的负载输出离合器27。在本发明的其他实施例中，离合输入轴和对应的输入离合器的数量并不限于三个，设置成两个以上即可，例如，设置成两个，省去中档，只保留高档和低档；而用于传动连接负载输出轴36的输出离合器可以省去，或不通过多离合器设置。输入离合器上的齿轮变速机构也可以采用主、从动齿轮对应啮合的其他形式，例如采用在主输入轴12上空套设置两个以上空套齿轮，并设置对应同步器的形式。而奇数档输出轴31和偶数档输出轴34上的奇数档主动齿轮和偶数档主动齿轮也不限于本实施例中的数量，还可以设置成多组，当然，本实施例中设置在偶数档输出轴34上的倒档齿轮组也可以采用其他设置方式，例如对应奇数档输出轴31设置。

Claims (7)

1.多离合器变速器，包括供动力输入的主输入轴、输出动力的主输出轴，其特征在于：还包括多离合器，多离合器包括两个以上的离合输入轴、两个以上的离合输出轴和用于根据设定的选换档规律选择任一离合输入轴与对应的一个或两个以上离合输出轴传动连接的离合机构；所述各根离合输入轴与主输入轴之间均设有用于在主输入轴与相应的离合输入轴之间传递扭矩的变速齿轮组；所述各根离合输出轴与主输出轴之间设有用于在主输出轴与相应的离合输出轴之间传递扭矩的选换档齿轮组；每个选换档齿轮组中均包括在其传递扭矩所对应的轴上空套转动装配的空套齿轮，与同一根离合输入轴对应的两个以上的选换档齿轮组中的空套齿轮按设定的选换档档位以一一对应关系成对地相邻排列，成对的两空套齿轮之间设有用于选择该对的其中一个空套齿轮与所在轴固连而另一个空套齿轮继续保持空套的同步器。

2.根据权利要求1所述的多离合器变速器，其特征在于：所述变速齿轮组包括设置在相应的离合输入轴上的从动变速齿轮、及设置在所述主输入轴上的与各从动变速齿轮对应啮合的主动变速齿轮。

3.根据权利要求2所述的多离合器变速器，其特征在于：所述离合输入轴设有三只，所述变速齿轮组包括分别对应三只离合输入轴设置的对应于设定的高、中、低档转速的三组。

4.根据权利要求1或2或3所述的多离合器变速器，其特征在于：所述选换档齿轮组中的一组中包括用于改变所述主输出轴转向的倒档中间齿轮，所述倒档中间齿轮通过对应的倒档轴转动装配在多离合器变速器上。

5.根据权利要求4所述的多离合器变速器，其特征在于：所述多离合器变速器设有用于控制所述离合机构动作的离合器操纵机构、用于控制各对应同步器动作的选换档操纵机构。

6.根据权利要求5所述的多离合器变速器，其特征在于：所述多离合器变速器包括对应所述主输入轴、主输出轴、各离合输入轴和各离合输出轴设置的用于检测各轴的转速的转速传感器，还包括用于获取所述转速传感器的转速信息并根据转速信息控制所述离合器操纵机构和选换档操纵机构动作的电子控制单元，转速传感器的信号输出端与电子控制单元的信号输入端连接，电子控制单元与所述离合器操纵机构和选换档操纵机构控制连接。

7.根据权利要求1或2或3所述的多离合器变速器，其特征在于：所述多离合器还包括用于向对应的负载装置输出扭矩的负载输出轴、用于将任一离合输入轴与负载输出轴传动连接的负载离合机构。