專利名稱：一種雙離合器自動變速器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種車輛變速器，特別是涉及一種雙離合器無機械同步器自 動變速器。
背景技術：
現有的雙離合器式自動變速器包括兩個離合器、機械換檔同步器、換檔
控制系統、電控系統TCU及六檔位變速器，通常采用兩個濕式離合器組合為 一體式雙離合器，分別固定在兩個主軸上，變速器的奇、偶檔位的主動齒輪 分別與兩個濕式離合器驅動連接。兩個離合器交替傳遞工作動力而實現檔位 之間的切換。這種變速機構存在如下缺點由于兩個濕式離臺器組合固定在 輸入軸上，雖然在一定程度上縮短了軸向尺寸,但由于采用機械換擋同步器， 所以在縮短軸向長度的同時形成了三軸變速體系，徑向尺寸增加較大，這種 結構使得變速器的結構趨于復雜，同時組合式雙離合器結構復雜，體積也較 大，增加了維護的難度，這使得這種變速器的體積、重量仍然較大，結構趨 于復雜，價格趨于昂貴，不適合安裝在小型車和經濟型汽車上。
發明內容
本發明的目的在于，提供一種結構簡單，成本低，齒輪數量少，輸出功 率范圍廣的無機械換擋同步器的雙離合器自動變速器。
本發明的技術思路是，設置兩根主軸，分別由支撐軸承固定于輸入軸兩 端，與輸入軸套裝在一起，將奇數檔位位于第一主軸上，偶數檔位位于第二 主軸上，不論升檔調速，還是降檔調速，都可以保證動力傳遞可以連續進行。 自動變速器的換擋無機械同步器，且所有檔位換擋是通過分別控制各從動齒 輪與匹配的制動齒輪的嚙合實現的，縮短了從動齒輪的位移距離，減小了變速器的尺寸，擴大了變速范圍，該變速器輸出動力通過差速器輸出。 為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案 一種雙離合器自動變速器，包括輸入軸、倒檔換向軸和動力輸出裝置，
其特征在于，所述輸入軸一端連接發動機的動力輸出端，另一端連接油泵的
動力輸入端；在輸入軸兩惻分別套裝有與輸入軸共線排列的第一主軸和第二
主軸，所述第一主軸和第二主軸之間的輸入軸上安裝有支撐軸承；
所述的第一主軸上依次設置有第一離合器、第一主軸角度傳感器、倒檔
主動齒輪和至少一個奇數前進檔主動齒輪，其中，第一離合器位于第一換向
同步電機定子線圈內；
所述的第二主軸上依次設置有第二離合器、第二主軸角度傳感器和至少
一個偶數前進檔主動齒輪，其中，第二離合器位于第二換向同步電機定子線
圈內；
所述倒檔換向軸上連接有倒檔換向齒輪，倒檔換向齒輪與第一主軸上的 倒檔主動齒輪相嚙合；
所述的動力輸出裝置包括主動力輸出軸和輸出軸，主動力輸出軸一端連 接有主動力輸出軸角度傳感器，主動力輸出軸和輸出軸之間連接有差速器； 主動力輸出軸上有倒檔從動齒輪，以及和第一主軸、第二主軸上設置的前進 檔主動齒輪各自相嚙合的前進檔從動齒輪。
本發明的雙離合器自動變速器所帶來的技術效果是
(1) 由于采用雙離合結構，將奇數檔位位于第一主軸上，偶數檔位位 于第二主軸上，不論升檔調速，還是降檔調速，都可以保證動力傳遞可以連 續進行，極大提高了操作的舒適性和使用經濟型；
(2) 雙離合分離布置的結構，可以很好的將傳統離合器的優點發揮出 來，也便于使用和維護；
(3) 第一主軸和第二主軸間隔布置，并與輸入軸套裝在一起，使變速器的結構簡單合理、緊湊，減小了變速器的徑向尺寸，與傳統手動變速器相 比，重量基本一致；
(4) 所述雙離合器自動變速器采用角度傳感器測量齒輪位置，省去了 普通齒輪變速器的機械式同步器，換擋采用電力驅動方式進行，換擋迅速準 確，無換擋沖擊，提高了操作舒適性和變速器壽命。
(5) 所述雙離合器自動變速器采用傳統離合器和齒輪傳遞動力，確保 該變速器可以用以從小功率到大功率廣大范圍內動力傳輸能力，適用于從小 型汽車到重型汽車的不同類型汽車。
(6) 由于省去了機械換擋同步器，改用電力驅動同步換擋，減少了變
速器機械零件的數量和重量，使變速器的可靠性大大提高。
(7) 本發明的一檔和倒檔共用一個從動齒輪，這使變速器結構更緊湊， 齒輪數量更少，有效的減輕了變速器的重量。
總之，本發明的自動變速器的結構，傳動齒輪數量少，整機體積小巧， 不僅具有較大的提高了變速器工作的舒適性，改善了變速器的傳動性能，簡 化了結構，分別布置的離合器能夠適于在轎車上使用。
圖1是本發明一個實施例的結構示意圖，該實施例是一個六前進擋位、 一倒檔位變速器；
圖2是圖1的側視簡圖。
圖中標記分別表示1、輸入軸；2、第一主軸角度傳感器3、第一離 合器；4、第一換向同步電機定子線圈；5、第一主軸的支撐軸承；6、倒檔 主動齒輪；7、前進一檔主動齒輪；8、前進三檔主動齒輪；9、前進五檔主 動齒輪；10、第一主軸；U、輸入軸支撐軸承12、第二主軸；13、前進二 檔主動齒輪；14、前進四檔主動齒輪；15、前進六檔主動齒輪；16、第二換 擋同步電機定子線圈；17、第二離合器；18、第二主軸角度傳感器；19、油泵；20、動力輸出軸；21、差速器；22、前進六檔從動齒輪；23、前進四檔 從動齒輪；24、前進二檔從動齒輪；25、前進五檔從動齒輪；26、前進三檔 從動齒輪；27、前進一檔、倒檔從動齒輪；28、主動力輸出軸角度傳感器； 29、主動力輸出軸；30、倒檔換向齒輪；31、主動力輸出軸29的支撐軸承。 以下結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。
具體實施例方式
參見圖l，圖l是本發明的一個實施例的結構示意圖，包括一個六前進 擋位和一倒檔位的雙離合器自動變速器。它包括輸入軸l、倒檔換向軸和動 力輸出裝置，輸入軸1 一端連接發動機的動力輸出端，另一端連接油泵19 的動力輸入端；在輸入軸1兩側分別套裝有與輸入軸1共軸線排列的第一主 軸10和第二主軸12，第一主軸10和第二主軸12為空心軸，第一主軸10 和第二主軸12之間的輸入軸1上安裝有支撐軸承11;第一主軸10和第二 主軸12的兩端分別由支撐軸承5固定；輸入軸1是貫穿第一離合器3和第 二離合器17的實心直軸。
第一主軸10上從左至右依次設置有第一離合器3、第一主軸角度傳感 器2、倒檔主動齒輪6、前進一檔主動齒輪7、前進三檔主動齒輪8、前進五 檔主動齒輪9和倒檔換向齒輪30，其中，第一離合器3位于第一換向同步 電機定子線圈4內；
第二主軸12上從右至左依次設置有第二離合器17、第二主軸角度傳感 器18、前進六檔主動齒輪15、前進四檔主動齒輪14，前進二檔主動齒輪13， 其中，第二離合器17位于第二換向同步電機定子線圈16內；
倒檔換向軸上連接有倒檔換向齒輪30，倒檔換向齒輪30與第一主軸10 上的倒檔主動齒輪6相嚙合；
動力輸出裝置包括主動力輸出軸29和輸出軸20，主動力輸出軸29 — 端連接有主動力輸出軸角度傳感器28，主動力輸出軸29和輸出軸20之間連接有差速器21;主動力輸出軸29有和第一主軸10、第二主軸12上分別 設置的倒檔主動齒輪6、前進一檔主動齒輪7、前進三檔主動齒輪8、前進 五檔主動齒輪9、前進六檔主動齒輪15、前進四檔主動齒輪14，以及前進 二檔主動齒輪13各自相嚙合的前進一檔、倒檔從動齒輪27、前進三檔從動 齒輪26、前進五檔從動齒輪25、前進二檔從動齒輪24、前進四檔從動齒輪 23、前進六檔從動齒輪22。
倒檔換向齒輪30將動力傳遞到主動力輸出軸29上的倒檔從動齒輪27 上，并通過差速器21將動力傳遞到輸出軸20上。
前進一檔主動齒輪7和倒檔主動齒輪6共用一個從動齒輪27。
第一主軸10和第一離合器3構成第一換擋同步電機一體式轉子；第二 主軸12和第二離合器17構成第二換擋同步電機一體式轉子。
第一主軸角度傳感器2和主動力輸出軸角度傳感器28共同用于測量奇 數檔位以及倒檔位主從動齒輪嚙合位置，以確保正確換擋；第二主軸角度傳 感器18和主動力輸出軸角度傳感器28共同用于測量偶數檔位主從動齒輪嚙 合位置，以確保正確換擋。
主動力輸出軸29上安裝的前進六檔從動齒輪22、前進四檔從動齒輪23、 前進二檔從動齒輪24、前進五檔從動齒輪25、前進三檔從動齒輪26、前進 一檔、倒檔從動齒輪27通過花鍵相連接，并沿著輸出軸29左右滑動。
主動力輸出軸29上安裝的前進六檔從動齒輪22、前進四檔從動齒輪23、 前進二檔從動齒輪24、前進五檔從動齒輪25、前進三檔從動齒輪26、前進 一檔、倒檔從動齒輪27還分別設有各自的換擋和位置鎖定控制機構(圖中 未示出)，它們與第一主軸角度傳感器2、第二主軸角度傳感器18和主動力 輸出軸角度傳感器28配合，分別在第一換向同步電機定子線圈4和第二換 向同步電機定子線圈16調整相應主動齒輪的轉速。
主動力輸出軸29兩側由支撐軸承31實現支撐。第一離合器3和第二離合器17是濕式或干式離合器。 為節約變速器的空間，減小變速器的體積，第一主軸10、第二主軸12
間隔布置，并套裝在輸入軸l上，在基本不增加軸向尺寸情況下，徑向尺寸
有較大減小，將一般雙離合器三軸變速器改為二軸雙離合器變速器，變速器
整體體積和重量與傳統手動變速器基本一致。
本實施例的六檔自動雙離合器自動變速器的工作原理是當車輛處于靜
止狀態時，因為第一離合器3和第二離合器17處于分離狀態，因此不傳動動力。
升速換擋過程
需要獲得一檔時，換檔機構(圖中未示出)(在換擋同步電機定子線圈
4驅動配合下)預先撥動一檔從動齒輪27掛上前進一檔主動齒輪7， 一檔掛 好后，第一離合器3閉合，發動機動力經過第一離合器3傳遞至第一主軸 10，第一主軸10上一檔主動齒輪7嚙合傳遞至一檔從動齒輪27，輸入動力 經前進一檔從動齒輪27變速傳遞至主動力輸出軸29，再經差速器21帶動 輸出軸20輸出一檔動力。此時，與前進一檔從動齒輪27共軸的前進二檔從 動齒輪24同步轉動。接下來，第二換向同步電機定制線圈16驅動第二主軸 12轉動，當前進二檔主動齒輪13與其嚙合的前進二檔從動齒輪24同相位 時，換檔機構(圖中未示出)預先撥動前進二檔從動齒輪24，掛上前進二 檔主動齒輪13，掛好二檔后，第二換向同步電機定子線圈16停止工作，第 二主軸12上前進二檔從動齒輪24帶動前進二檔主動齒輪13轉動，進而帶 動第二主軸轉動，此時，完成二檔預掛檔，二檔主動齒輪13和第二主軸12 在二檔從動齒輪24帶動下自由轉動，不影響一檔動力傳輸。
需要獲得二檔時，換檔機構(圖中未示出)已如前所述預先掛好二檔， 先分離第一離合器3，第一離合器3分離后， 一檔嚙合齒輪退出動力傳遞， 同時閉合第二離合器17，第一離合器3先于第二離合器17閉合前完全分離，不影響第二離合器的閉合，第二離合器的閉合后，輸入動力經第二離合器
17傳遞給二檔主動齒輪13，并與前進二檔從動齒輪24嚙合，帶動主動力輸 出軸29轉動，再經差速器21帶動輸出軸20輸出二檔動力。在第二離合器 17閉合后，第一換向同步電機定子線圈4驅動其轉子(也就是第一離合器3)， 使前進三檔主動齒輪8與主動力輸出軸29同步轉動的前進三檔從動齒輪26 同相位，換檔機構(圖中未示出)驅動前進三檔從動齒輪26與前進三檔主 動齒輪8嚙合，預先掛好三檔，掛好三檔后，第一換向同步電機定子線圈4 停止工作，此時，完成三檔預掛檔，前進三檔主動齒輪8和第一主軸10在 前進二檔從動齒輪24帶動下自由轉動，不影響二檔動力傳輸。
需要獲得三檔時，換檔機構(圖中未示出)已如前所述預先掛好三檔， 先分離第二離合器17，第二離合器17分離后，二檔嚙合齒輪退出動力傳遞， 同時閉合第一離合器3，第二離合器17先于第一離合器3閉合前完全分離， 不影響第一離合器的閉合，第一離合器3閉合后，輸入動力經第一離合器3 傳遞給三檔主動齒輪8，并與前進從動齒輪26嚙合，帶動主動力輸出軸29 轉動，再經差速器21帶動輸出軸20輸出三檔動力。第一離合器3閉合后， 第二換向同步電機定子線圈16驅動其轉子(也就是第二離合器17)，使前 進四檔主動齒輪14與主動力輸出軸29同步轉動的前進四檔從動齒輪23同 相位，換檔機構(圖中未示出)驅動前進四檔從動齒輪23與前進四檔主動 齒輪14嚙合，預先掛好四檔，掛好四檔后，第二換向同步電機定子線圈16 停止工作，此時，完成四檔預掛檔，前進四檔主動齒輪14和第二主軸12 在三檔從動齒輪26帶動下自由轉動，不影響三檔動力傳輸。
需要獲得四檔時，換檔機構(圖中未示出)已如前所述預先掛好四檔， 先分離第一離合器3，第一離合器3先于第二離合器17閉合前完全分離， 不影響第二離合器的閉合，第一離合器3分離后，前進三檔嚙合齒輪8退出 動力傳遞，同時閉合第二離合器17，第二離合器17閉合后，輸入動力經第二離合器17傳遞給前進四檔主動齒輪14，并與前進四檔從動齒輪23嚙合， 帶動主動力輸出軸29轉動，再經差速器21帶動輸出軸20輸出四檔動力。 第二離合器17閉合后，第一換向同步電機定子線圈4驅動其轉子(也就是 第一離合器3)，使前進五檔主動齒輪9與主動力輸出軸29同步轉動的前進 五檔從動齒輪25同相位，換檔機構(圖中未示出)驅動前進五檔從動齒輪 25與前進五檔主動齒輪9嚙合，預先掛好五檔，掛好五檔后，第一換向同 步電機定子線圈4停止工作，此時，完成五檔預掛檔，前進五檔主動齒輪9 和第一主軸10在前進四檔從動齒輪23帶動下自由轉動，不影響前進四檔動 力傳輸。
需要獲得五檔時，換檔機構(圖中未示出)已如前所述預先掛好五檔， 先分離第二離合器17，第二離合器17分離嚙合的前進四檔主動齒輪14和 前進四檔從動齒輪23，退出動力傳遞，同時閉合第一離合器3，第一離合器 3閉合后，輸入動力經第一離合器3傳遞給前進五檔前進主動齒輪9，并與 前進從動齒輪25嚙合，帶動主動力輸出軸29轉動，再經差速器21帶動輸 出軸20輸出五檔動力。第一離合器3閉合后，第二換向同步電機定子線圈 16驅動其轉子(也就是第二離合器17)，使前進六檔主動齒輪15與主動力 輸出軸29同步轉動的前進六檔從動齒輪22同相位，換檔機構(圖中未示出) 驅動前進六檔從動齒輪22與前進六檔主動齒輪15嚙合，預先掛好六檔，掛 好六檔后，第二換向同步電機定子線圈16停止工作，此時，完成六檔預掛 檔，前進六檔主動齒輪15和第二主軸12在前進五檔從動齒輪25帶動下自 由轉動，不影響前進五檔動力傳輸。
需要獲得六檔時，換檔機構(圖中未示出)已如前所述預先掛好六檔， 先分離第一離合器3，第一離合器3先于第二離合器17閉合前完全分離， 不影響第二離合器的閉合，第一離合器3分離后，前進五檔嚙合齒輪退出動 力傳遞，同時閉合第二離合器n，第二離合器17閉合后，輸入動力經第二離合器17傳遞給六檔主動齒輪15，并與從動齒輪22嚙合，帶動主動力輸 出軸29轉動，再經差速器21帶動輸出軸20輸出六檔動力。第二離合器17 閉合后，因為已到最高檔位，故保持第一主軸10已掛好五檔，做好降檔操 作準備。此時，完成五檔預掛檔，前進五檔主動齒輪9和第一主軸10在前 進六檔從動齒輪22帶動下自由轉動，不影響前進六檔動力傳輸。
倒檔操作與一檔操作相似，當需要倒檔時，換檔機構(圖中未示出)預 先掛上倒檔主動齒輪6，倒檔從動齒輪27與換向輪30嚙合，第一離合器3 閉合，第二離合器17分離，動力傳遞給第一主軸IO，倒檔主動齒輪6嚙合 倒檔換向輪30轉動，倒檔換向輪30嚙合倒檔從動齒輪27轉動，進而帶動 主動力輸出軸29轉動，再經差速器21帶動輸出軸20輸出倒檔動力。
降速換擋過程降速換擋過程與上述升速換擋過程類似，只不過離合器 及檔位選擇的操作步驟與上述過程相反，簡言之，降檔之前要預掛檔，切換 新的檔位時，要先分離正在嚙合的檔位，再閉合已預掛好的檔位，預掛好的 檔位閉合后再預掛好低一位的檔位，直至到最低檔位。
跳檔操作跳檔換擋操作可分為升檔操作和降檔操作兩種，是上述升降 檔操作的組合操作，過程和步驟與上述升速換擋或降速換檔操作類似，此處 不再贅述。
本發明不限于以上實施例，只要雙離臺器自動變速器的動力輸出裝置包 括無機械同步器換擋機構，雙離合器采用分離式布置，并兼做換擋同步電機 轉子，通過角度傳感器同步各檔位齒輪嚙合，均應視為本發明的保護范圍。
1權利要求
1、一種雙離合器自動變速器，包括輸入軸(1)、倒檔換向軸和動力輸出裝置，其特征在于，所述輸入軸(1)一端連接發動機的動力輸出端，另一端連接油泵(19)的動力輸入端；在輸入軸(1)兩側分別套裝有與輸入軸(1)共線排列的第一主軸(10)和第二主軸(12)，所述第一主軸(10)和第二主軸(12)之間的輸入軸(1)上安裝有支撐軸承(11)；所述的第一主軸(10)上依次設置有第一離合器(3)、第一主軸角度傳感器(2)、倒檔主動齒輪(6)和至少一個前進檔奇數主動齒輪，其中，第一離合器(3)位于第一換向同步電機定子線圈(4)內；所述的第二主軸(12)上依次設置有第二離合器(17)、第二主軸角度傳感器(18)和至少一個前進檔偶數主動齒輪，其中，第二離合器(17)位于第二換向同步電機定子線圈(16)內；所述倒檔換向軸上連接有倒檔換向齒輪(30)，倒檔換向齒輪(30)與第一主軸(10)上的倒檔主動齒輪(6)相嚙合；所述的動力輸出裝置包括主動力輸出軸(29)和輸出軸(20)，主動力輸出軸(29)一端連接有主動力輸出軸角度傳感器(28)，主動力輸出軸(29)和輸出軸(20)之間連接有差速器(21)；主動力輸出軸(29)上有倒檔從動齒輪(27)，以及和第一主軸(10)、第二主軸(12)上設置的前進檔主動齒輪各自相嚙合的前進檔從動齒輪。
2、 如權利要求l所述的雙離合器自動變速器，其特征在于，所述倒檔 換向齒輪(30)將動力傳遞到主動力輸出軸(29)上的倒檔從動齒輪(27) 上，并通過差 >速器(21)將動力傳遞到輸出軸(20)上。
3、 如權利要求l所述的雙離合器自動變速器，其特征在于，所述的奇 數、偶數前進主動齒輪包括前進一檔主動齒輪(7)、前進二檔主動齒輪(13)、 前進三檔主動齒輪(8)、前進四檔主動齒輪(14)、前進五檔主動齒輪(9)、前進六檔主動齒輪(15)。
4、 如權利要求3所述的雙離合器自動變速器，其特征在于，所述前進 一檔主動齒輪(7)和倒檔主動齒輪(6)共用一個從動齒輪(27)。
5、 如權利要求l所述的雙離合器自動變速器，其特征在于，所述的第 一主軸(10)和第二主軸(12)為空心軸，所述的輸入軸(1)是貫穿第一 離合器(3)和第二離合器(17)的實心直軸。
6、 如權利要求l所述的雙離合器自動變速器，其特征在于，所述的第 一主軸(10)和第一離合器(3)構成第一換擋同步電機一體式轉子；所述 第二主軸(12)和第二離合器(17)構成第二換擋伺步電機一體式轉子。
7、 如權利要求l所述的雙離合器自動變速器，其特征在于，所述的第 一主軸角度傳感器(2)和主動力輸出軸角度傳感器(28)共同用于測量奇 數檔位以及倒檔位主從動齒輪嚙合位置，以確保正確換擋；所述第二主軸角 度傳感器(18)和主動力輸出軸角度傳感器(28)共同用于測量偶數檔位主 從動齒輪嚙合位置，以確保正確換擋。
8、 如權利要求l所述的雙離合器自動變速器，其特征在于，所述的主 動力輸出軸(29)上安裝的前進從動齒輪、倒檔從動齒輪通過花鍵相連接， 并沿著輸出軸(29)左右滑動。
9、 如權利要求1所述的雙離合器自動變速器，其特征是所述主動力 輸出軸(29)上安裝的前進從動齒輪、倒檔從動齒輪還分別設有各自的換擋 和位置鎖定控制機構，它們與第一主軸角度傳感器(2)、第二主軸角度傳感 器(18)和主動力輸出軸角度傳感器(28)配合，分別在第一換向同步電機 定子線圈(4)和第二換向同步電機定子線圈(16)調整相應主動齒輪的轉 速。
10、如權利要求l所述的雙離合器自動變速器，其特征在于，所述第一 離合器(3)和第二離合器(17)是濕式或干式離合器。
全文摘要
本發明公開了一種雙離合器自動變速器，包括輸入軸、倒檔換向軸和動力輸出裝置，在輸入軸兩側分別套裝有與輸入軸共線排列的兩個主軸，兩個主軸之間的輸入軸上安裝有支撐軸承；兩個主軸上依次設置有離合器、主軸角度傳感器、倒檔主動齒輪和前進檔奇數主動齒輪，倒檔換向軸上連接有倒檔換向齒輪，倒檔換向齒輪與主軸上的倒檔主動齒輪相嚙合；動力輸出裝置包括主動力輸出軸和輸出軸，主動力輸出軸一端連接有主動力輸出軸角度傳感器，主動力輸出軸和輸出軸之間連接有差速器；主動力輸出軸上有倒檔從動齒輪，以及和兩個主軸上設置的前進檔主動齒輪各自相嚙合的前進檔從動齒輪。其體積小，齒輪數量少，結構緊湊，重量輕，傳遞功率范圍廣，適于汽車使用。
文檔編號F16H3/093GK101586642SQ20091002319
公開日2009年11月25日 申請日期2009年7月3日 優先權日2009年7月3日
發明者張立材 申請人:西安建筑科技大學