專利名稱：雙離合器變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括兩個(gè)濕式工作的離合器的雙離合器變速器。一種雙離合器變速器是一種新的變速器類型，它帶有兩個(gè)通常情況下同軸設(shè)置的變速器輸入軸，它們分別配備了一個(gè)單獨(dú)的摩擦離合器和一組變速器檔位。雙離合器變速器相對(duì)傳統(tǒng)的有級(jí)變速器的明顯的優(yōu)點(diǎn)在于很大程度上無(wú)牽引力中斷的換檔過程，通過這些換檔過程人們獲得在牽引工況下更好的加速能力和在滑行工況下更好的減速能力。相對(duì)手動(dòng)變速器的優(yōu)點(diǎn)在于費(fèi)力較少。為了沒有牽引力中斷，考慮采用自動(dòng)化的手動(dòng)變速器，但是要為使用者提供與一個(gè)自動(dòng)化的變速器類似的使用方案。DE 101 34 118 A1描述了一種帶有一個(gè)干式離合器的雙離合器變速器。應(yīng)用了兩個(gè)在潤(rùn)滑油中工作的膜片式離合器的帶有濕式離合器的雙離合器變速器也已經(jīng)公開了。
迄今公開的帶有濕式工作的離合器的雙離合器變速器的問題是對(duì)使用的潤(rùn)滑材料存在更高的要求，這個(gè)要求是通常用于手動(dòng)變速器的潤(rùn)滑油滿足不了的。該潤(rùn)滑材料的要求也明顯高于用于普通有級(jí)自動(dòng)變速器的潤(rùn)滑材料的要求。雙離合器變速器特別要求一種在滑動(dòng)速度例如處于0和約0.5m/s之間非常平緩的有利的摩擦系數(shù)變化曲線，由此保證足夠的抗抖動(dòng)性能。有利的摩擦系數(shù)變化曲線應(yīng)該保持到超過變速器的壽命。在此要注意，在變速器中可能碰到很大的溫度差，在離合器的區(qū)域可能達(dá)到例如-40℃直到180℃之間。在摩擦片組中所謂的熱斑里的溫度也可以例如超過200℃。
為了提高雙離合器變速器中承載構(gòu)件的耐磨性，到現(xiàn)在為止昂貴的涂裝方法是必要的，或者必須使用特別硬的材料。例如為此齒面被磷化或采用其它的表面涂層方法，換檔撥叉通過火焰噴涂用黃銅涂層和/或同步環(huán)獲得鉬涂層。此外，為了也能避免所謂的粘滑現(xiàn)象，到現(xiàn)在為止對(duì)一種這樣的雙離合器變速器采取非常昂貴的措施是必須的。那樣會(huì)出現(xiàn)不希望的、造成噪聲的振動(dòng)。在離合器的區(qū)域人們對(duì)迄今為止的雙離合器變速器使用例如紙摩擦盤，不過人們用它只實(shí)現(xiàn)一個(gè)相對(duì)小的、例如約1到1.5N/mm2赫茲壓力(Hertzschen Pressung)的承載能力。此外要注意，對(duì)一個(gè)雙離合器變速器，由于提高的對(duì)潤(rùn)滑材料的要求，一般要求使用特殊的變速器潤(rùn)滑油。由于一個(gè)手動(dòng)變速器和一個(gè)自動(dòng)變速器的組合，一方面要求手動(dòng)變速器的抗咬合性能、麻點(diǎn)性能和同步性能，并且另一方面存在對(duì)膜片式離合器的特殊要求，它必須在微觀滑移領(lǐng)域另外處理。
對(duì)含有碳纖維的材料在摩擦圓盤上的應(yīng)用基本上已經(jīng)由DE 101 18920 C1公開。在那里所述的摩擦圓盤由使用碳纖維加強(qiáng)的陶瓷復(fù)合材料制成并且首先用作制動(dòng)盤。這樣的摩擦片用于離合器盤的適用性也有描述。但是在此它只與干式離合器有關(guān)并且對(duì)于濕式工作的、使用潤(rùn)滑油工作的離合器來(lái)說，在所述文獻(xiàn)中提到的材料不在考慮之列。此外該文獻(xiàn)與雙離合器變速器中的離合器無(wú)關(guān)，對(duì)于它們存在先前所述的特殊要求。在DE 101 31 758中描述了類似的材料，它由一種帶有用一種含Si和C元素的基質(zhì)反應(yīng)結(jié)合而成的含碳纖維的復(fù)合陶瓷制成?？偟膩?lái)說在該文獻(xiàn)中述及了對(duì)離合器盤的應(yīng)用，不過它也與干式摩擦離合器有關(guān)。
本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種開始時(shí)所述類型的雙離合器變速器，其中離合器以及必要時(shí)其它的變速器構(gòu)件符合前述的復(fù)雜要求。
該任務(wù)的解決方案提供了一種根據(jù)本發(fā)明的開始時(shí)所述類型的、具有權(quán)利要求1的特征性特征的雙離合器變速器。根據(jù)本發(fā)明規(guī)定，至少離合器中的一個(gè)和/或變速器包括至少一個(gè)對(duì)磨損有要求的構(gòu)件，該構(gòu)件至少部分地至少在表面區(qū)域由一種含碳材料制成。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選改進(jìn)方案規(guī)定，至少離合器盤的表面至少部分地由一種含碳纖維的材料制成。所述的含碳纖維的材料一方面具有高的熱穩(wěn)定性。此外在離合器盤區(qū)域的含碳纖維的材料的特殊承載能力高于迄今使用的紙摩擦片。這就存在這種可能性，必要時(shí)可以減少在一個(gè)離合器中使用的摩擦片的數(shù)量。由此也有可能減小雙離合器變速器的結(jié)構(gòu)尺寸。利用所謂的含碳纖維的摩擦片可以特別在小的滑動(dòng)速度下實(shí)現(xiàn)平緩的有利的摩擦系數(shù)變化曲線，由此保證足夠的抗抖動(dòng)性能。
由于碳材料的高的化學(xué)穩(wěn)定性，人們有可能通過變速器潤(rùn)滑油提高雙離合器變速器的機(jī)械部件中的抗咬合性能和麻點(diǎn)性能。由此人們可以取消至今使用的、昂貴的表面涂層如磷化、黃銅或鉬涂層或特殊的材料。
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的改進(jìn)方案人們不僅可以使離合器盤的表面，而且也可以使例如同步環(huán)和/或換檔撥叉的換檔片(Schattpatten)至少部分地由一種含碳纖維的材料制成。在離合器摩擦片的區(qū)域，這樣的材料可以允許具有一個(gè)大于2N/mm2、最好大于5N/mm2，特別是最好至少約10N/mm2到約15N/mm2的赫茲壓力的承載能力。每個(gè)離合器使用的摩擦盤數(shù)量可以減少，例如每個(gè)離合器少于十個(gè)的摩擦盤。根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用的含碳材料最好至少部分包括一種由纖維織成的材料。對(duì)此的替代品或同時(shí)例如含碳纖維的材料在考慮之列，它至少包括一種可以用一種粘結(jié)劑粘結(jié)起來(lái)的顆粒材料。
對(duì)一種根據(jù)本發(fā)明的雙離合器變速器(直接換檔變速器)優(yōu)選需要潤(rùn)滑材料，其特性類似于ATF潤(rùn)滑油。根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用的ATF潤(rùn)滑油(自動(dòng)傳動(dòng)液)最好是全合成的潤(rùn)滑油，為了形成離合器的摩擦系數(shù)，特別是為了實(shí)現(xiàn)有利的摩擦系數(shù)變化曲線而含有相應(yīng)的添加劑，特別是“磨擦改進(jìn)劑”。通常的手動(dòng)變速器潤(rùn)滑油對(duì)迄今公開的雙離合器變速器一般是不合適的。
對(duì)所謂的雙曲面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，也就是具有偏置軸的、例如人們?cè)谄嚨暮髽螂x合器中使用的那種錐齒輪軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使用了特殊的變速器潤(rùn)滑油。它涉及人們需要用的特別高合金(hochlegierte)的雙曲面齒輪潤(rùn)滑油，因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)在接觸的齒面間存在很強(qiáng)的滑動(dòng)。但是很難用這樣的雙曲面齒輪潤(rùn)滑油實(shí)現(xiàn)一個(gè)有利的、如人們?cè)谝粋€(gè)根據(jù)本發(fā)明類型的雙離合器變速器中需要的摩擦系數(shù)變化曲線。所以已知的雙曲面齒輪潤(rùn)滑油也不合適作為一個(gè)雙離合器變速器的潤(rùn)滑材料。
然而根據(jù)本發(fā)明具有改善的摩擦系數(shù)性能的手動(dòng)變速器潤(rùn)滑油由于含碳材料的應(yīng)用，特別可以考慮應(yīng)用在離合器盤區(qū)域內(nèi)。應(yīng)該優(yōu)選應(yīng)用一種手動(dòng)變速器潤(rùn)滑油或一種與之類似的潤(rùn)滑材料，其特性至少相應(yīng)于API(美國(guó)石油學(xué)會(huì))的GL4功率級(jí)。優(yōu)選地變速器潤(rùn)滑油至少相應(yīng)于API的GL5功率級(jí)。變速器潤(rùn)滑油此外優(yōu)選含有添加劑，它可以改善抗咬合性能和/或麻點(diǎn)性能，由此人們獲得這個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即人們可以取消在變速器或離合器中所用構(gòu)件的專門的表面涂層或特殊的材料。所述變速器潤(rùn)滑油此外應(yīng)該優(yōu)選具有相應(yīng)的熱穩(wěn)定性并且可以為此特別配備相應(yīng)的添加劑。由此優(yōu)選在約-40℃和約180℃到200℃之間的整個(gè)溫度范圍上保證足夠的粘度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)方案所述變速器潤(rùn)滑油此外至少包含一種添加劑，該添加劑用于改善粘度性能和/或溫度性能和/或抗磨損性能和/或抗氧化性能和/或泡沫性能和/或防腐蝕性能和/或摩擦系數(shù)性能。
此外本發(fā)明的主題是一種濕式工作的離合器或一種具有權(quán)利要求17或18中的一項(xiàng)所述特征的雙離合器變速器的一種變速器構(gòu)件。此外本發(fā)明的主題是一種按權(quán)利要求19所述的包含一個(gè)前述類型的雙離合器變速器的汽車。
在從屬權(quán)利要求中所述的特征涉及根據(jù)本發(fā)明的任務(wù)解決方案的優(yōu)選改進(jìn)方案。本發(fā)明其它的優(yōu)點(diǎn)由下面的詳細(xì)說明中給出。
下面的內(nèi)容涉及

圖1。該圖在一個(gè)示例的曲線圖中示出了一個(gè)摩擦系數(shù)變化曲線，其在一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的雙離合器變速器中力求達(dá)到的那樣。其中在圖1中摩擦系數(shù)μ關(guān)于滑動(dòng)速度[mm/s]上伸展。如圖所示，存在一個(gè)連續(xù)有利的摩擦系數(shù)變化曲線，其中在曲線圖中例如滑動(dòng)速度給出到100mm/s的范圍，也就是說約0.1m/s。隨著滑動(dòng)速度的增加，摩擦系數(shù)在所述的速度范圍內(nèi)逐漸地并且少量地升高。在摩擦系數(shù)變化曲線中不存在最大值。由此獲得一個(gè)平緩的有利的摩擦系數(shù)特性。
權(quán)利要求
1.包括兩個(gè)濕式工作的離合器的雙離合器變速器，其特征在于，至少離合器中的一個(gè)和/或變速器包括至少一個(gè)對(duì)磨損有要求的構(gòu)件，該構(gòu)件至少部分地至少在表面區(qū)域由一種含碳材料制成。
2.按權(quán)利要求1所述的雙離合器變速器，其特征在于，至少離合器盤的表面至少部分地由一種含碳纖維的材料制成。
3.按權(quán)利要求1或2所述的雙離合器變速器，其特征在于，同步環(huán)和/或換檔撥叉的換檔片至少在其表面區(qū)域內(nèi)至少部分地包含一種含碳纖維的材料。
4.按權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雙離合器變速器，其特征在于，設(shè)有一種含有含碳纖維的材料的離合器摩擦片，它允許具有大于2N/mm2、最好大于5N/mm2，特別是最好至少約10N/mm2到約15N/mm2的赫茲壓力的承載能力。
5.按權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的雙離合器變速器，其特征在于，它在至少一個(gè)離合器的范圍內(nèi)包含少于十個(gè)的摩擦盤。
6.按權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的雙離合器變速器，其特征在于，設(shè)有至少一種含碳纖維的材料，它至少部分地包括由纖維織成的材料。
7.按權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的雙離合器變速器，其特征在于，設(shè)有至少一種含碳纖維的材料，它至少部分地包括一種必要時(shí)用一種粘結(jié)劑粘結(jié)起來(lái)的顆粒材料。
8.帶有至少一個(gè)濕式工作的離合器的、特別是按權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的雙離合器變速器，其特征在于，它具有一種非傳統(tǒng)的潤(rùn)滑油作為潤(rùn)滑材料。
9.按權(quán)利要求8所述的雙離合器變速器，其特征在于，它具有一種非傳統(tǒng)的ATF潤(rùn)滑油。
10.按權(quán)利要求8或9所述的雙離合器變速器，其特征在于，作為潤(rùn)滑材料應(yīng)用的非傳統(tǒng)的潤(rùn)滑油含有磨擦改進(jìn)劑以形成離合器的摩擦系數(shù)，特別是為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)有利的摩擦系數(shù)變化曲線。
11.帶有至少一個(gè)濕式工作的離合器的、特別是按權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的雙離合器變速器，其特征在于，它包括至少一種含有改善的摩擦系數(shù)性能的手動(dòng)變速器潤(rùn)滑油作為潤(rùn)滑材料。
12.按權(quán)利要求11所述的雙離合器變速器，其特征在于，它包括一種手動(dòng)變速器潤(rùn)滑油，其特性至少包括了API(美國(guó)石油學(xué)會(huì))的GL4功率級(jí)。
13.按權(quán)利要求11或12所述的雙離合器變速器，其特征在于，它包括一種至少是API(美國(guó)石油學(xué)會(huì))的GL5功率級(jí)的變速器潤(rùn)滑油。
14.按權(quán)利要求12或13之一所述的雙離合器變速器，其特征在于，變速器潤(rùn)滑油含有改善承載能力的添加劑。
15.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的雙離合器變速器，其特征在于，變速器潤(rùn)滑油含有用于獲得高的熱穩(wěn)定性的添加劑。
16.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的雙離合器變速器，其特征在于，變速器潤(rùn)滑油至少包括一種用于改善粘度性能和/或溫度性能和/或抗磨損性能和/或抗氧化性能和/或泡沫性能和/或防腐蝕性能和/或摩擦系數(shù)性能的添加劑。
17.一種雙離合器變速器的濕式工作的離合器或變速器構(gòu)件，其特征在于權(quán)利要求1至7中至少一項(xiàng)的特征。
18.按權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的雙離合器變速器或按權(quán)利要求17所述的濕式工作的離合器，其特征在于，它們具有一個(gè)有利的摩擦系數(shù)變化曲線。
19.汽車，其特征在于，它包含一種具有權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)或權(quán)利要求18所述特征的雙離合器變速器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括兩個(gè)濕式工作的離合器的雙離合器變速器，其中至少離合器中的一個(gè)包括至少一個(gè)對(duì)磨損有要求的構(gòu)件，該構(gòu)件至少部分地至少在表面區(qū)域由一種含碳材料制成。根據(jù)圖1的描繪，在一個(gè)示例的曲線圖中示出了一個(gè)摩擦系數(shù)變化曲線，如其在一種根據(jù)本發(fā)明的雙離合器變速器中力求達(dá)到的那樣。其中在圖1中摩擦系數(shù)μ關(guān)于滑動(dòng)速度[mm/s]伸展。如圖所示，存在一個(gè)連續(xù)有利的摩擦系數(shù)變化曲線。
文檔編號(hào)F16D21/06GK1761821SQ200480007083
公開日2006年4月19日 申請(qǐng)日期2004年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月30日
發(fā)明者H·恩格倫, T·埃爾夫拉特, R·德內(nèi)克 申請(qǐng)人:大眾汽車有限公司