專利名稱：防掛雙擋鎖死的雙離合器式自動變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及雙離合器式自動變速器裝置，具體是指防掛雙擋鎖死的雙離合器式自動變速器。
背景技術(shù)：
隨著汽車技術(shù)、車輛操控自動化的迅猛發(fā)展，出現(xiàn)了多種形式的車輛自動變速裝置，主要有液力機械式自動變速器(AT)、機械式無級變速器(CVT)、以及電控機械式自動變速器(AMT)、雙離合器式自動變速器等。
其中，電控機械式自動變速器(AMT)是基于傳統(tǒng)的平行軸式手動變速器發(fā)展而來的，具有高燃油經(jīng)濟性、低排放和保護現(xiàn)有手動變速器生產(chǎn)投資等優(yōu)點，但是，其工作原理決定了它在換擋過程中首先要分離離合器，然后將變速器掛空擋，再選擋、換擋，最后接合離合器，因此其換擋過程不可避免地存在動力中斷，給車輛地車輛的加速性、舒適性帶來不利影響。為解決AMT動力中斷的缺點，改善換擋品質(zhì)，雙離合器式自動變速器應(yīng)運而生。雙離合器式變速器擋位按奇、偶數(shù)分開布置在與兩個離合器聯(lián)結(jié)的傳動軸上，通過兩離合器的交替?zhèn)鬟f動力完成換擋切換。雙離合器式變速器相當于有兩套變速機構(gòu)相互配合，因此可以保證動力不中斷，使動力傳遞連續(xù)，極大地提高燃油經(jīng)濟性和換擋舒適性。
但是，目前雙離合器式自動變速器有一問題亟待解決在換擋過程中，為使動力不中斷，兩個離合器必然存在工作重疊的部分，重疊量過小，則仍會存在動力中斷；如果重疊量過大或離合器油壓配合操控不當，則會出現(xiàn)掛雙擋干涉鎖死的情況，即兩擋位動力傳輸機構(gòu)形成首尾相連的封閉環(huán)，此時變速機構(gòu)自由度為0，變速機構(gòu)卡死，從而極易造成發(fā)動機熄火，或兩離合器在很高的壓緊力下出現(xiàn)有害滑摩，離合器摩擦片溫度急劇升高，產(chǎn)生變形甚至燒蝕破壞，同時引起齒輪附加嚙合損失，降低傳動效率，甚至損壞動力傳動機構(gòu)。因此現(xiàn)有的雙離合器式自動變速器其對離合器的接合、分離控制時序精度有很高的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供防掛雙擋鎖死的雙離合器式自動變速器，其可較好解決因離合器操控不當而導致雙離合器式自動變速器掛雙擋干涉鎖死問題，以改善汽車運行的燃油經(jīng)濟性及換擋平順性。
本實用新型的目的通過下述方案實現(xiàn)本防掛雙擋鎖死的雙離合器式自動變速器，包括第一、第二離合器及輸入軸，輸出軸，傳動軸，各擋位齒輪副，各擋位同步器、換擋控制機構(gòu)，換擋控制機構(gòu)與第一、二離合器及各擋位同步器相連接；所述輸入軸、輸出軸、傳動軸相互平行，所述兩個離合器與輸入軸連接或者分別與輸入軸、輸出軸連接，各擋位齒輪副按奇、偶數(shù)擋位布置在輸入軸、輸出軸、傳動軸上，且通過各擋位同步器適時地與輸入軸、輸出軸、傳動軸接合或分離，所述第一、二離合器與傳動軸間相應(yīng)串連有第一、二單向離合器。
為更好地實現(xiàn)本實用新型，上述擋位包括五個前進擋I、II、III、IV、V及一個倒擋R。當然，也可以是其他形式的擋位設(shè)置。
當采用上述五個前進檔及一個倒擋的擋位設(shè)置時，作為第一種優(yōu)選的方案，所述第一、二離合器與輸入軸固接，所述傳動軸包括中間軸、同心軸，各擋位同步器包括第一、二、三同步器，所述各擋位齒輪副的布置方式為I、III、V擋主動齒輪與中間軸套接，R擋主動齒輪與中間軸固接，且中間軸與第一單向離合器連接，II、IV擋主動齒輪通過同心軸與第二單向離合器連接，第一、第二同步器與中間軸固接，且第一同步器與I、III擋主動齒輪連接，第二同步器與V擋主動齒輪連接，I、III、V、R擋從動齒輪及第三同步器與輸出軸固接，II、IV擋從動齒輪與輸出軸套接，且II、IV擋從動齒輪分別與第三同步器連接。
當采用上述五個前進檔及一個倒擋的擋位設(shè)置時，作為第二種優(yōu)選的方案，所述第一離合器與輸入軸固接，第二離合器與輸出軸固接，所述傳動軸包括第一、第二同心軸，各擋位同步器包括第一、二、三同步器，所述各擋位齒輪副的布置方式為I、III、V、R擋主動齒輪通過第一同心軸與第一單向離合器連接，II、IV擋主動齒輪與輸入軸套接，第一同步器與輸入軸固接，且與II、IV擋主動齒輪分別連接，第二、三同步器及R擋從動齒輪與輸出軸固接，I、III、V擋從動齒輪與輸出軸套接，且第二同步器與I、III擋從動齒輪分別連接，第三同步器與V擋從動齒輪連接，II、IV擋從動齒輪通過第二同心軸與第二單向離合器連接。
當采用上述五個前進檔及一個倒擋的擋位設(shè)置時，作為第三種優(yōu)選的方案，本防掛雙擋鎖死的雙離合器式自動變速器，還包括由輸出齒輪及第一、二中間齒輪組成的齒輪組，所述傳動軸包括同心軸及第一、二、三中間軸，輸出齒輪與輸出軸固接，第一、二中間齒輪相應(yīng)固接在第一、二中間軸上，且第一、二中間齒輪與輸出齒輪嚙合，所述第一、二離合器與輸入軸固接，各擋位同步器包括第一、二、三、四同步器，所述各擋位齒輪副的布置方式為I、III、V擋主動齒輪通過第一同心軸與第一單向離合器連接，II、R擋主動齒輪與第一中間軸固接，IV擋主動齒輪與第一中間軸套接，I、V擋從動齒輪與第二中間軸套接，第三、四同步器及II擋從動齒輪與第二中間軸固接，第三同步器與I、V擋從動齒輪分別連接，第四同步器與II擋從動齒輪連接，III、IV、R擋從動齒輪與第三中間軸套接，第一、二同步器與第三中間軸固接，且第一同步器與III擋從動齒輪連接，第二同步器與IV、R擋從動齒輪分別連接。
本實用新型的工作原理是當車輛接合某一離合器以某一擋位運行時，控制系統(tǒng)預(yù)先判斷即將進入工作的與另一離合器相連接的下一擋位，由于該擋位還未傳遞動力，故可以指令自動換擋機構(gòu)十分方便的將相應(yīng)齒輪副預(yù)先切入擋位，在車輛運行達到換擋點時，將正在工作的離合器分離，同時接合另一離合器，從而完成擋位切換。本實用新型采用了單向離合器，其作用為(1)當車輛處于某一擋位穩(wěn)定行駛時，與該擋位聯(lián)結(jié)的單向離合器鎖止，動力經(jīng)相應(yīng)離合器、單向離合器傳送出去。此時該單向離合器起同比傳遞動力的作用。
(2)變速器在換擋過程中，以變速器從III擋切換到IV擋為例變速器與III擋相聯(lián)結(jié)的離合器C1由接合到滑摩再到分離狀態(tài)，與IV擋相聯(lián)結(jié)的離合器C2由分離到滑摩再到接合狀態(tài)，為使動力不中斷，兩個離合器必需存在工作重疊區(qū)。假如此時由于操控不當或某種原因，兩離合器同時緊密接合，且相應(yīng)同步裝置同時嚙合III、IV擋齒輪，即此時變速器同時掛上III、IV兩擋。由于兩擋位傳動比不同，與離合器C1、C2聯(lián)結(jié)的兩傳動軸將不可避免地存在轉(zhuǎn)速差，與低擋位齒輪副聯(lián)結(jié)傳動軸的轉(zhuǎn)速大于與高擋位齒輪副傳動軸，則聯(lián)結(jié)低擋位的單向離合器將發(fā)生打滑，高擋位的單向離合器鎖止，動力由高擋位傳送出去。假如此時離合器C1、C2沒有串聯(lián)單向離合器，兩擋位動力傳輸機構(gòu)將形成首尾相連的閉環(huán)，此時變速機構(gòu)自由度為0，變速機構(gòu)卡死，從而極易造成發(fā)動機熄火，或兩離合器在很高的壓緊力下出現(xiàn)有害滑摩，離合器摩擦片溫度急劇升高，產(chǎn)生變形甚至燒蝕破壞，同時引起齒輪附加嚙合損失，降低傳動效率，甚至損壞動力傳動機構(gòu)。
本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點與有益效果(1)本防掛雙擋鎖死的雙離合器式自動變速器相當于有兩套變速系統(tǒng)，在變速過程中交替工作，換擋時不存在動力中斷，使換擋平順，換擋時沒有明顯的減速產(chǎn)生，且兩個離合器的切換時間短，從而縮短了換擋時間，極大地改善了換擋舒適性；(2)由于兩個離合器各串聯(lián)有一單向離合器，解決了雙離合器式自動變速器掛雙擋鎖死的問題。即使兩個離合器由于誤操作同時完全緊密接合(即掛雙擋)，變速系統(tǒng)會適時自動地選擇相應(yīng)擋位齒輪副作為動力輸出，第二擋位齒輪副及其關(guān)聯(lián)離合器被架空，使動力能順利傳出，不會產(chǎn)生掛雙擋時由于兩擋位傳動比不同所造成的干涉鎖死及其引起的動力內(nèi)耗、發(fā)動機卡死熄火等問題；(3)由于單向離合器的采用，利用其對轉(zhuǎn)矩方向的靈敏反應(yīng)來限制反方向負轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生，又同時自動適時地發(fā)出正轉(zhuǎn)矩，保證了換擋瞬間既不會發(fā)生動力中斷，也不會出現(xiàn)掛雙擋干涉鎖死問題，轉(zhuǎn)矩擾動減至最小，從而可以簡化雙離合器換擋油壓操控策略，提高選、換擋機構(gòu)和離合器操控機構(gòu)的容錯能力，提高車輛的運行可靠度；(4)增加的單向離合器結(jié)構(gòu)簡單，成本低，且使用過程中幾乎無任何能量損耗。


圖1是本實用新型防掛雙擋鎖死的雙離合器式自動變速機構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型防掛雙擋鎖死的雙離合器式自動變速機構(gòu)的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型防掛雙擋鎖死的雙離合器式自動變速機構(gòu)的第三種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
實施例一如圖1所示，本防掛雙擋鎖死的雙離合器式自動變速器，包括第一、二離合器C1、C2，第一、二單向離合器F1、F2及輸入軸4，輸出軸2，傳動軸，各擋位齒輪副、各擋位同步器、換擋控制機構(gòu)，換擋控制機構(gòu)與第一、二離合器及各擋位同步器相連接；輸入軸1、輸出軸2、傳動軸相互平行，擋位包括五個前進擋I、II、III、IV、V及一個倒擋R，第一、二離合器C1、C2與輸入軸4固接，傳動軸包括中間軸1、同心軸3，各擋位同步器包括A1、A2、A3，各擋位齒輪副的布置方式為I、III、V擋主動齒輪Z1、Z3、Z5與中間軸1套接，R擋主動齒輪ZR與中間軸1固接，且中間軸1與第一單向離合器F1連接，II、IV擋主動齒輪Z2、Z4通過同心軸3與第二單向離合器F2連接，第一、二同步器A1、A2與中間軸1固接，且第一同步器A1與I、III擋主動齒輪Z1、Z3連接，第二同步器A2與V擋主動齒輪Z5連接，I、III、V、R擋從動齒輪Z1’、Z3’、Z5’、ZR’及第三同步器與輸出軸2固接，II、IV擋從動齒輪Z2’、Z4’與輸出軸2套接，且II、IV擋從動齒輪Z2’、Z4’分別與第三同步器A3連接。
以掛III擋為例，說明該雙離合器式自動變速機構(gòu)的工作過程如下動力源的動力由輸入軸4傳入，當離合器C1接合，離合器C2分離時，動力由離合器C1再經(jīng)單向離合器F1傳到軸1，而軸1上固定連接了兩個同步器A1、A2。當同步器A1與同心軸1上的III擋主動齒輪Z3嚙合，且同步器A2處于空擋位置時，動力由III擋主動齒輪Z3傳到與其常嚙合的III擋被動齒輪Z3’，再經(jīng)輸出軸2傳出。動力經(jīng)由輸入軸4→離合器C1→同步器A1→III擋主動齒輪Z3→III擋被動齒輪Z3’→輸出軸2傳出。即此時該變速器掛上III擋。掛其它擋位時接合或分離相應(yīng)的離合器、同步器即可，依此類推。
以從III擋掛上IV擋為例，說明換擋過程這時與IV擋齒輪副相聯(lián)結(jié)的離合器C2分離，該擋位還未傳遞動力，可預(yù)先指令換擋控制機構(gòu)換入擋位，即使同步器A3與IV擋被動齒輪Z4’嚙合。當車輛運行到換擋點時，將離合器C1分離，同時接合離合器C2。從而完成從III擋到IV擋的擋位切換。換擋過程中不存在動力中斷，發(fā)動機的動力始終連續(xù)地被傳送出去。
變速器在上述從III擋到IV擋的擋位切換過程中，離合器C1由接合到滑摩再到分離，離合器C2由分離到滑摩再到接合，為使動力不中斷，兩個離合器必需存在工作重疊區(qū)。假如此時離合器C1、C2由于操控不當或其它某種原因，同時緊密接合，且同步器A1嚙合III擋主動齒輪Z3，同步器A3嚙合IV擋被動齒輪Z4’，即此時變速器同時掛上III、III兩擋。由于兩擋位變速比不同，傳動軸1與傳動軸3存在轉(zhuǎn)速差，且傳動軸1的轉(zhuǎn)速大于傳動軸2，則與傳動軸1相聯(lián)結(jié)的單向離合器F1將發(fā)生打滑，與傳動軸1聯(lián)結(jié)的單向離合器F2鎖止，傳動軸2與輸入軸1同步，動力由僅經(jīng)離合器C2、單向離合器F2由IV擋齒輪副傳遞出去。
實施例二如圖2所示，本防掛雙擋鎖死的雙離合器式自動變速器，包括第一、第二離合器C1、C2，第一、二單向離合器F1、F2及輸入軸1，輸出軸4，傳動軸，各擋位齒輪副、各擋位同步器、換擋控制機構(gòu)，換擋控制機構(gòu)與第一、二離合器及各擋位同步器相連接；輸入軸1、輸出軸4、傳動軸相互平行，擋位包括五個前進擋I、II、III、IV、V及一個倒擋R，第一離合器C1與輸入軸1固接，起聯(lián)接軸1、軸2作用，第二離合器C2與輸出軸4固接，傳動軸包括同心軸2、3，各擋位同步器包括第一、二、三同步器A1、A2、A3。各擋位齒輪副的布置方式為I、III、V、R擋主動齒輪Z1、Z3、Z5、ZR通過同心軸2與單向離合器F1、離合器C1連接，II、IV擋主動齒輪Z2、Z4空套在輸入軸1上，通過同步器A1適時地與輸入軸1接合或分離。同步器A1與輸入軸1固接，同步器A2、A3及R擋從動齒輪ZR’與輸出軸4固接。I、III擋從動齒輪Z1’、Z3’空套在輸出軸4上，且通過同步器A2適時地與輸出軸4同步接合。II、IV擋從動齒輪Z2’、Z4’通過同心軸3與單向離合器F2、離合器C2連接。同步器A3固接在輸出軸4上，且與V擋從動齒輪Z5’配合。
其工作過程與實施例一相似。
實施例三如圖3所示，本防掛雙擋鎖死的雙離合器式自動變速器，包括第一、第二離合器C1、C2，第一、二單向離合器F1、F2及輸入軸1，輸出軸2，傳動軸，各擋位齒輪副、各擋位同步器、換擋控制機構(gòu)，換擋控制機構(gòu)與第一、二離合器及各擋位同步器相連接；輸入軸、輸出軸、傳動軸相互平行，擋位包括五個前進擋I、II、III、IV、V及一個倒擋R。本防掛雙擋鎖死的雙離合器式自動變速器，還包括由輸出齒輪Z0”及第一、二中間齒輪Z0、Z0’組成的齒輪組，傳動軸包括中間軸3、5、6及同心軸4，輸出軸齒輪Z0”與輸出軸2固接，第一、二中間齒輪Z0、Z0’相應(yīng)固接在中間軸3、5上，第一、二離合器C1、C2與輸入軸1固接，各擋位同步器包括第一、二、三、四同步器A1、A2、A3、A4。各擋位齒輪副的布置方式為I、III、V擋主動齒輪Z1、Z3、Z5固接在同心軸4上；II、IV、R擋主動齒輪Z2、Z4、ZR與中間軸6固接；I、II、V擋從動齒輪Z1’、Z2’、Z5’空套在中間軸5上，且通過同步器A3、A4適時地與軸5同步接合；III、IV、R擋從動齒輪Z3’、Z4’、ZR’空套在中間軸3上，且通過同步器A1、A2適時地與軸3接合或分離。
本實施例為雙中間軸式雙離合器自動變速機構(gòu)。它與前兩個實施例相比，不同之處在于采用了兩個中間軸，動力在輸入軸和輸出軸之間可經(jīng)由兩條不同的路線傳遞。其優(yōu)點是變速器的軸向尺寸較前兩種大大縮短，且功能和換擋過程與前兩種布置形式一樣。
以上僅就結(jié)合具有I、II、III、IV、V擋及倒擋R共六個擋位的雙離合器式變速器的三個具體實施例，對本技術(shù)實用新型的工作原理作了具體說明，按照此構(gòu)思完全可實現(xiàn)五個擋位或其它擋位布置的變速機構(gòu)，但只要是以由兩個離合器組成的平行軸式齒輪變速機構(gòu)，并且兩離合器各串聯(lián)一單向離合器，各擋位齒輪副按奇、偶數(shù)布置逐級聯(lián)結(jié)兩離合器，實現(xiàn)擋位的交替切換，均屬本實用新型技術(shù)構(gòu)思的權(quán)利保護范圍。
如上所述，便可較好地實現(xiàn)本實用新型。
權(quán)利要求1.防掛雙擋鎖死的雙離合器式自動變速器，本防掛雙擋鎖死的雙離合器式自動變速器，包括第一、二離合器及輸入軸，輸出軸，傳動軸，各擋位齒輪副、各擋位同步器、換擋控制機構(gòu)，換擋控制機構(gòu)與第一、二離合器及各擋位同步器相連接；所述輸入軸、輸出軸、傳動軸相互平行，所述兩個離合器與輸入軸連接或者分別與輸入軸、輸出軸連接，各擋位齒輪副按奇、偶數(shù)擋位布置在輸入軸、輸出軸、傳動軸上，且通過各擋位同步器與輸入軸、輸出軸、傳動軸連接，其特征在于所述第一、二離合器與傳動軸間還相應(yīng)串連有第一、二單向離合器。
2.按權(quán)利要求1所述防掛雙擋鎖死的雙離合器式自動變速器，其特征在于所述擋位包括五個前進擋I、II、III、IV、V及一個倒擋R。
3.按權(quán)利要求2所述防掛雙擋鎖死的雙離合器式自動變速器，其特征在于所述第一、二離合器與輸入軸固接，所述傳動軸包括中間軸、同心軸，各擋位同步器包括第一、二、三同步器，所述各擋位齒輪副的布置方式為I、III、V擋主動齒輪與中間軸套接，R擋主動齒輪與中間軸固接，且中間軸與第一單向離合器連接，II、IV擋主動齒輪通過同心軸與第二單向離合器連接，第一、第二同步器與中間軸固接，且第一同步器與I、III擋主動齒輪連接，第二同步器與V擋主動齒輪連接，I、III、V、R擋從動齒輪及第三同步器與輸出軸固接，II、IV擋從動齒輪與輸出軸套接，且II、IV擋從動齒輪分別與第三同步器連接。
4.按權(quán)利要求2所述防掛雙擋鎖死的雙離合器式自動變速器，其特征在于所述第一離合器與輸入軸固接，第二離合器與輸出軸固接，所述傳動軸包括第一、第二同心軸，各擋位同步器包括第一、二、三同步器，所述各擋位齒輪副的布置方式為I、III、V、R擋主動齒輪通過第一同心軸與第一單向離合器連接，II、IV擋主動齒輪與輸入軸套接，第一同步器與輸入軸固接，且與II、IV擋主動齒輪分別連接，第二、三同步器及R擋從動齒輪與輸出軸固接，I、III、V擋從動齒輪與輸出軸套接，且第二同步器與I、III擋從動齒輪分別連接，第三同步器與V擋從動齒輪連接，II、IV擋從動齒輪通過第二同心軸與第二單向離合器連接。
5.按權(quán)利要求2所述防掛雙擋鎖死的雙離合器式自動變速器，其特征在于還包括由輸出齒輪及第一、二中間齒輪組成的齒輪組，所述傳動軸包括同心軸及第一、二、三中間軸，輸出齒輪與輸出軸固接，第一、二中間齒輪相應(yīng)固接在第一、二中間軸上，且第一、二中間齒輪與輸出齒輪嚙合，所述第一、二離合器與輸入軸固接，各擋位同步器包括第一、二、三、四同步器，所述各擋位齒輪副的布置方式為I、III、V擋主動齒輪通過第一同心軸與第一單向離合器連接，II、R擋主動齒輪與第一中間軸固接，IV擋主動齒輪與第一中間軸套接，I、V擋從動齒輪與第二中間軸套接，第三、四同步器及II擋從動齒輪與第二中間軸固接，第三同步器與I、V擋從動齒輪分別連接，第四同步器與II擋從動齒輪連接，III、IV、R擋從動齒輪與第三中間軸套接，第一、二同步器與第三中間軸固接，且第一同步器與III擋從動齒輪連接，第二同步器與IV、R擋從動齒輪分別連接。
專利摘要本實用新型提供防掛雙擋鎖死的雙離合器式自動變速器，包括第一、二離合器及輸入軸，輸出軸，傳動軸，各擋位齒輪副、各擋位同步器、換擋控制機構(gòu)，換擋控制機構(gòu)與第一、二離合器及各擋位同步器相連接；輸入軸、輸出軸、傳動軸相互平行，兩個離合器與輸入軸連接或者分別與輸入軸、輸出軸連接，各擋位齒輪副按奇、偶數(shù)擋位布置在輸入軸、輸出軸、傳動軸上，且通過各擋位同步器適時地與輸入軸、輸出軸、傳動軸接合或分離，第一、二離合器與傳動軸間相應(yīng)串連有第一、二單向離合器。本實用新型解決了掛雙擋鎖死及動力內(nèi)耗、發(fā)動機卡死熄火等問題；單向離合器結(jié)構(gòu)簡單，成本低，能量損耗低；可簡化雙離合器換擋油壓操控策略，提高車輛的運行可靠度。
文檔編號F16H3/12GK2924171SQ20062005975
公開日2007年7月18日 申請日期2006年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日
發(fā)明者朱喆達, 陳麗娜, 孫海平, 王培森 申請人:華南理工大學