專利名稱：汽車的雙軸變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車的雙軸變速器。該雙軸變速器具有驅(qū)動軸和從動軸。在驅(qū)動 軸上設(shè)置有用于前進擋和用于倒車擋的主動齒輪。在從動軸上設(shè)置有用于前進擋和倒車擋 的從動齒輪。換擋元件通過同步離合器使主動齒輪與從動齒輪成對地嚙合。
背景技術(shù)：
在圖3中示出了按現(xiàn)有技術(shù)的、用于六個前進擋Gl至G6和一個倒車擋R的多軸 變速器3，帶有雙離合器20。雙離合器20在第一離合級21通過第一離合器從動盤23將 中間的驅(qū)動軸4與驅(qū)動發(fā)動機的輸出軸31連接。為此，第一離合級21具有第一摩擦片組 25，該摩擦片組將與發(fā)動機的輸出軸31抗扭地連接的離合器殼體52與第一離合器從動盤 23并因此與中間的驅(qū)動軸4連接。在中間的驅(qū)動軸4上僅設(shè)置有兩個主動齒輪43和44， 所述主動齒輪與前進擋1和3的從動齒輪47和49嚙合，并通過從動軸5上的同步離合器 15a在中間的驅(qū)動軸4和從動軸5之間建立摩擦配合式連接。除了用于第一和第三前進擋的兩個齒輪對，在從動軸5上還設(shè)置有從動齒輪48和 51，所述從動齒輪48和51能夠通過同步離合器1 接合入前進擋2和4。然而，從動齒輪 48和51與空心軸50的主動齒輪45或46嚙合，在脫離第一離合級21并通過第二離合器從 動盤M借助于第二摩擦片組26接合入第二離合級22之后，空心軸50用其兩個主動齒輪 45和46與汽車發(fā)動機的輸出軸31連接。不僅前進擋2和4的從動齒輪48和51與空心軸50及其兩個主動齒輪45和46 嚙合，而且耦連軸53的耦合齒輪，即倒車擋R的耦連齒輪M、第六前進擋G6的耦合齒輪 55 (其能夠借助于同步離合器16b與耦連軸53耦連)、以及還有用于第五前進擋G5的耦連 齒輪56 (其通過另一至少是單側(cè)的同步離合器16a與抗扭地和中間驅(qū)動軸4連接的齒輪57 嚙合)也與空心軸50及其兩個主動齒輪45和46嚙合。相應(yīng)對于這種帶有雙離合器20的 六擋變速器40需要四個用于換擋的同步離合器15a，15b，16a和16b和額外的四根軸，即驅(qū) 動軸4，從動軸5、空心軸50和耦連軸53，這在技術(shù)上與大的空間需求和高成本相關(guān)聯(lián)。由專利文獻WO 2008/124001A1公開了一種帶有雙離合器的六擋變速器，其同樣 具有一根帶有兩個直接與中間驅(qū)動軸連接的主動齒輪的中間驅(qū)動軸，以及一根具有三個主 動齒輪的空心軸，其中，這五個主動齒輪可與從動軸的齒輪嚙合，其中，在從動軸的各一端 設(shè)置一行星齒輪變速器，該行星齒輪變速器使得能夠借助于四個雙向作用的同步離合器為 變速器設(shè)置六個前進擋、一個倒車擋和一個停車擋位。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，創(chuàng)造一種帶有兩級離合器的六擋變速器，該六擋 變速器僅具有一根驅(qū)動軸和一根從動軸，其中，齒輪對和同步離合器的數(shù)目都被減少。該技術(shù)問題按照本發(fā)明通過一種用于汽車的雙軸變速器解決。該雙軸變速器具有 驅(qū)動軸和從動軸。在主動軸上設(shè)置有用于前進擋的主動齒輪和用于倒車擋的主動齒輪。在從動軸上設(shè)置有用于前進擋的從動齒輪和用于倒車擋的從動齒輪。換擋元件通過同步離合 器使主動齒輪與從動齒輪成對地嚙合。所述雙軸變速器具有行星齒輪變速器，該行星齒輪 變速器能通過雙離合器與兩級變速器的驅(qū)動軸接合。在此，由主動齒輪和從動齒輪組成的 每個齒輪對傳遞兩個前進擋的轉(zhuǎn)矩。這種帶有額外倒車擋的六擋變速器具有廉價且節(jié)約空間的方案的優(yōu)點。若第一 級通過雙離合器的第一離合器從動盤與發(fā)動機的輸出軸連接，用于第一和第二擋的第一齒 輪對通過驅(qū)動軸與行星齒輪變速器的耦連驅(qū)動，行星齒輪變速器的太陽輪設(shè)置在驅(qū)動軸上 并且能夠?qū)崿F(xiàn)第一前進擋的第一轉(zhuǎn)速。如果操縱離合器的第二級，行星齒輪變速器的行星 齒輪則通過第二離合器從動盤與發(fā)動機的輸出軸連接并與太陽輪嚙合，使得太陽輪以用于 第二前進擋的較高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并且將較高的轉(zhuǎn)速通過與第一擋相同的齒輪對傳遞到從動軸 上。第二齒輪對相應(yīng)用于第三和第四擋，即通過行星齒輪變速器的太陽輪或通過行星 齒輪變速器的行星齒輪，所述行星齒輪在各自的離合級中通過所屬的離合器從動盤將變速 器的驅(qū)動軸與發(fā)動機的輸出軸連接。最后，第三齒輪對根據(jù)接合入雙離合器的第一還是第 二級用于第五前進擋和第六前進擋。在行星齒輪變速器中，行星齒輪變速器的傳動比確定兩軸變速器的相鄰擋1/2， 3/4和5/6之間變化的比例。通過在驅(qū)動軸關(guān)于雙離合器的第一端部區(qū)域內(nèi)使用行星齒輪 變速器改進空間關(guān)系，這相對傳統(tǒng)的、例如在從動軸上帶有兩個行星齒輪變速器的六擋變 速器是有利的。因此，連同用于倒車擋的齒輪對一起僅為帶有倒車擋的六擋變速器設(shè)置四 個齒輪對。此外明顯減少了同步離合器的數(shù)量，因為在四個齒輪對中切換僅需要兩個同步離 合器。因此，同步離合器的數(shù)量相對開頭所述的現(xiàn)有技術(shù)實際上減少到了一半。因此，以有 利的方式縮短了驅(qū)動軸和從動軸。為此，僅需要為雙離合器設(shè)置兩個相對彼此獨立鎖止的 操縱裝置和一個行星齒輪變速器。所述優(yōu)點由此實現(xiàn)，S卩，第一離合級與第一離合器從動盤共同作用，其中，第一離 合器從動盤將行星齒輪變速器的中央太陽輪與發(fā)動機的輸出軸連接。此外，第二離合級與 第二離合器從動盤共同作用，其中，第二離合器從動盤將行星齒輪變速器的行星齒輪與發(fā) 動機的輸出軸連接。因此，通過驅(qū)動軸頭部上的行星齒輪變速器，每個齒輪對能夠提供兩個 加速傳動比或減速傳動比。此外規(guī)定，為倒車擋在輔助軸上設(shè)置一旋轉(zhuǎn)換向齒輪 (Drehrichtungsumkehrzahnrad)。為此，旋轉(zhuǎn)換向齒輪同時與倒車擋的主動齒輪和從動齒 輪嚙合，因此造成旋轉(zhuǎn)方向換向?？偟膩碚f可以確定，僅四個齒輪對、六個前進擋和一個倒 車擋以及通過僅兩個雙側(cè)作用的同步離合器可以操縱這種帶有倒車擋的六擋變速器。在本發(fā)明的另一種實施形式中設(shè)計為，在帶有行星齒輪變速器的六擋變速器中， 在倒車擋的從動齒輪中安裝一個用于倒車擋的齒輪對的自由輪。這種自由輪使得僅在掛入 倒車擋時該自由輪才鎖止，而在所有其它的擋位中，倒車擋的從動齒輪中的自由輪釋放從 動軸。雙離合器可以配設(shè)有傳統(tǒng)的離合器從動盤加上壓緊板和分離軸承，或者雙離合器 可以在優(yōu)選的實施形式中具有兩個膜片式離合器。帶有兩個膜片式離合器的雙離合器具有這樣的優(yōu)點，即，其具有兩個這樣的摩擦片組，它們的電子控制裝置能夠相對彼此鎖定，使 得至少兩個膜片式離合器中的僅一個釋放所屬的離合器從動盤，而另一離合級通過其摩擦 片組被接合入。在本發(fā)明的另一種實施形式中設(shè)計為，在從動軸上設(shè)置雙側(cè)作用的第一同步離合 器，其中，該第一同步離合器設(shè)置在第一和第二擋的從動齒輪和倒車擋的從動齒輪之間。此外，在驅(qū)動軸上在第三和第四擋的驅(qū)動齒輪和第五和第六擋的驅(qū)動齒輪之間設(shè) 置雙側(cè)作用的第二同步離合器。因此可以在與行星齒輪變速器的共同作用下同步地接通六 擋變速器的所有六個前進擋和倒車擋。在本發(fā)明的另一種實施形式中，在第一和第二擋的從動軸上的從動齒輪具有可切 換的自由輪，該自由輪在接到較高的前進擋和在接通倒車擋時空轉(zhuǎn)(freilaufen)。在此，在 接入到第一擋以及接入到第二擋時，第一和第二擋的從動齒輪在自由輪鎖定的情況下抗扭 地與從動軸連接。在接入到倒車擋時，自由輪被斷開，使得不能通過第一和第二擋的主動齒 輪傳遞力。如果第一和第二擋的從動齒輪裝備有這種自由輪，則設(shè)置在從動軸上的第一同步 離合器可以設(shè)計為單側(cè)作用的同步離合器。這具有這樣的優(yōu)點，即，能夠進一步節(jié)約重量， 進一步縮短從動軸以及進一步減小成本。此外規(guī)定，抗扭地與從動軸連接的從動齒輪與差速齒輪裝置的主動齒輪嚙合。用 于差速齒輪裝置的主動齒輪與汽車的第一和第二驅(qū)動半軸連接并且將發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩通過 變速器和差速齒輪機構(gòu)傳遞到各個驅(qū)動半軸的兩個主動齒輪的至少一個上。


現(xiàn)在根據(jù)附圖詳細說明本發(fā)明。圖1示出了按本發(fā)明的第一種實施形式的兩軸變速器的原理圖；圖2示出了按本發(fā)明的第二種實施形式的兩軸變速器的原理圖；圖3示出了按現(xiàn)有技術(shù)的、帶有雙離合器的多軸變速器的原理圖。
具體實施例方式圖1示出了按本發(fā)明的第一種實施形式的兩軸變速器1的原理圖。該兩軸變速器 1連接在雙離合器20上，該雙離合器具有第一離合級21。通過第一離合級21，汽車發(fā)動機 的輸出軸31通過第一離合級21的第一離合器從動盤23與六擋變速器40的驅(qū)動軸4機械 連接，該六擋變速器帶有六個前進擋Gl至G6和一個倒車擋R。在驅(qū)動軸4上不僅設(shè)計和布 置有各個擋位的主動齒輪6至9，而且還布置有行星齒輪變速器18的太陽輪30，該行星齒 輪變速器設(shè)置在主動軸4的、和雙離合器20相同的端部區(qū)域19上。雙離合器20的第二離合器級22與行星齒輪變速器18的行星齒輪32連接，并且 使得能夠通過擋位G2，G4和G6中的三個主動齒輪6至8向從動軸傳遞驅(qū)動力矩。因此，能夠借助于一個主動齒輪向從動軸5分別傳遞兩種不同的轉(zhuǎn)矩和六擋變速 器的兩擋。為此，從動軸5僅具有三個用于前進擋Gl至G6的從動齒輪10至12和用于倒 車擋R的另一從動齒輪13。因此，由于行星齒輪變速器18和雙離合器20，能夠通過僅三個 齒輪對27至四將所有六個前進擋Gl至G6從發(fā)動機的輸出軸31經(jīng)由變速器的驅(qū)動軸4和連接在中間的雙離合器20傳遞到從動軸5。此外，在從動軸5上抗扭地設(shè)置有從動齒輪 37，該從動齒輪與差速齒輪機構(gòu)39的主動齒輪38嚙合，并且通過差速齒輪機構(gòu)39向汽車 的驅(qū)動半軸41和42傳遞轉(zhuǎn)矩。原則上也可以用按本發(fā)明的方式設(shè)計帶有多于六擋的前進 擋的變速器。為切換六擋變速器40的六個前進擋Gl至G6和倒車擋R，僅需要兩個雙側(cè)作用的 同步離合器15和16，其中，在本發(fā)明的這種實施形式中，第一同步離合器15設(shè)置在從動軸 5上，該第一同步離合器能夠在倒車擋的從動齒輪13和第一和第二前進擋Gl和G2的從動 齒輪10之間切換。另外，第二同步離合器設(shè)置在驅(qū)動軸4上，該第二同步離合器設(shè)置在第 三和第四擋G3、G4的主動齒輪7和第五和第六擋G5、G6的主動齒輪8之間，并且根據(jù)選擇 將兩個主動齒輪7或8中的一個與驅(qū)動軸4嚙合。由于雙離合器20與行星齒輪變速器18連接，因此僅兩個同步離合器15和16和 四個齒輪對27、28、四和35就能將六個前進擋Gl至G6和一個倒車擋R的轉(zhuǎn)矩傳遞到從動 軸5的從動齒輪37上。為倒車擋在輔助軸34上設(shè)置一旋轉(zhuǎn)換向齒輪33，其中，該旋轉(zhuǎn)換向 齒輪33與主動齒輪9和倒車擋R的從動齒輪13嚙合。圖2示出了按本發(fā)明的第二種實施形式的兩軸變速器2的原理圖。與圖1中功能 相同的部件用相同的附圖標記表示并且不再贅述。本發(fā)明按圖1的第一種實施形式和本發(fā)明按圖2的第二種實施形式之間的區(qū)別在 于，六擋變速器40在從動軸5上設(shè)置有可為第一和第二擋的從動齒輪10切換的自由輪36。 該自由輪36用于在兩軸變速器2在第一或第二擋Gl或G2運行時，使得從動齒輪10僅與 從動軸5接合，而一旦接通倒車擋R或更高的前進擋G4至G6，該自由輪36釋放從動齒輪 10。如果接入倒車擋，驅(qū)動輪和驅(qū)動軸之間的連接脫開，因此不能再通過自由輪傳遞力矩。由于從動齒輪10中的自由輪36，對于倒車擋R的從動齒輪13和從動齒輪10之間 的同步離合器17僅需要是單側(cè)作用的同步離合器17。因此，相對本發(fā)明的第一種實施形式 不僅節(jié)約空間，而且也節(jié)約成本。圖3示出了按現(xiàn)有技術(shù)的多軸變速器的原理圖，其已經(jīng)在前言部分說明，因此在 此不再重復(fù)。附圖標記清單1兩軸變速器(第一種實施形式)2兩軸變速器(第二種實施形式)3多軸變速器(現(xiàn)有技術(shù))4驅(qū)動軸5從動軸6主動齒輪(前進擋)7主動齒輪(前進擋)8主動齒輪(前進擋)9主動齒輪(倒車擋)10從動齒輪(前進擋)11從動齒輪(前進擋)12從動齒輪(前進擋)
13從動齒輪(倒車擋)
14換擋元件
15雙側(cè)作用的同步離合器
16雙側(cè)作用的同步離合器
17單側(cè)作用的同步離合器
18行星齒輪變速器
19第一端部區(qū)域
20雙離合器
21第一離合級
22第二離合級
23第一離合器從動盤
24第二離合器從動盤
25第一摩擦片組
26第二摩擦片組
27齒輪對
28齒輪對
29齒輪對
30太陽輪
31發(fā)動機的輸出軸
32行星輪
33旋轉(zhuǎn)換向齒輪
34輔助軸
35用于倒車擋的齒輪對
36自由輪
37從動軸的從動齒輪
38差速齒輪機構(gòu)的主動齒輪
39差速齒輪機構(gòu)
40六擋變速器
41右邊的驅(qū)動半軸
42左邊的驅(qū)動半軸
43驅(qū)動軸上的主動齒輪(Gl)
44驅(qū)動軸上的主動齒輪(G3)
45空心軸上的主動齒輪(G2)
46空心軸上的主動齒輪(G4)
47從動軸(Gl)上的從動齒輪
48從動軸(G》上的從動齒輪
49從動軸(G!3)上的從動齒輪
50空心軸
51從動軸(G4)上的從動齒輪
52離合器殼體
53耦連軸
54耦連齒輪(R)
55耦連齒輪(G6)
56耦連齒輪(G5)
57齒輪
Gl前進擋
G2前進擋
G3前進擋
G4前進擋
G5前進擋
G6前進擋
R倒車擋
權(quán)利要求
1.一種汽車的兩軸變速器，其中，-該兩軸變速器(1)具有一驅(qū)動軸(4)和一從動軸(5)，-在所述驅(qū)動軸(4)上設(shè)置有用于前進擋(Gl至G6)的主動齒輪(6至8)和用于倒車 擋(R)的主動齒輪(9)，-在所述從動軸( 上設(shè)置有用于前進擋(Gl至G6)的從動齒輪(10至1 和用于倒 車擋(R)的從動齒輪(13)，以及-換擋元件(14)通過同步離合器(15，16)使主動齒輪(6至9)和從動齒輪(10至13) 成對地嚙合；以及其中，所述兩軸變速器在所述驅(qū)動軸(4)的第一端部區(qū)段(19)上具有行星齒輪變速器 (18)，該行星齒輪變速器(18)可通過一雙離合器與所述驅(qū)動軸(4)嚙合，并且其中，由主動 齒輪(6至8)和從動齒輪(10至1 組成的每個齒輪對(27至29)傳遞兩個前進擋(Gl至 G6)的轉(zhuǎn)矩。
2.如權(quán)利要求1所述的兩軸變速器，其特征在于，第一離合級與第一離合器從動 盤共同作用，其中，所述第一離合器從動盤將所述行星齒輪變速器(18)的中央 太陽輪(30)與發(fā)動機的輸出軸(31)連接。
3.如權(quán)利要求2所述的兩軸變速器，其特征在于，第二離合級02)與第二離合器從動 盤04)共同作用，其中，所述第二離合器從動盤04)將所述行星齒輪變速器(18)的行星 齒輪(32)與發(fā)動機的輸出軸(31)連接。
4.如前列各項權(quán)利要求之一所述的兩軸變速器，其特征在于，在輔助軸(34)上設(shè)置 有一旋轉(zhuǎn)換向齒輪(33)，其中，所述旋轉(zhuǎn)換向齒輪(3 同時與所述倒車擋(R)的主動齒輪 (9)和從動齒輪(13)嚙合。
5.如前列各項權(quán)利要求之一所述的兩軸變速器，其特征在于，所述同步離合器(15， 16)的數(shù)量相對現(xiàn)有技術(shù)減半。
6.如前列各項權(quán)利要求之一所述的兩軸變速器，其特征在于，帶有倒車擋(R)和行星 齒輪變速器(18)的六擋變速器GO)具有兩個同步離合器(15，16)。
7.如前列各項權(quán)利要求之一所述的兩軸變速器，其特征在于，帶有倒車擋(R)和行星 齒輪變速器(18)的六擋變速器GO)具有四個齒輪對(27至四和35)以及一個旋轉(zhuǎn)換向 齒輪(33)。
8.如前列各項權(quán)利要求之一所述的兩軸變速器，其特征在于，帶有行星齒輪變速器 (18)的六擋變速器GO)具有用于倒車擋(R)的齒輪對(35)的自由輪。
9.如前列各項權(quán)利要求之一所述的兩軸變速器，其特征在于，所述雙離合器00)具有 兩個膜片式離合器。
10.如前列各項權(quán)利要求之一所述的兩軸變速器，其特征在于，第一同步離合器(15) 設(shè)置在所述從動軸( 上，其中，所述第一同步離合器(1 布置在第一和第二擋(G1/G2) 的從動齒輪(10)和所述倒車擋(R)的從動齒輪(13)之間。
11.如前列各項權(quán)利要求之一所述的兩軸變速器，其特征在于，第二同步離合器(16) 在所述驅(qū)動軸(4)上設(shè)置在第三和第四擋(G3/G4)的主動齒輪(7)和第五和第六擋(G5/ G6)的主動齒輪⑶之間。
12.如前列各項權(quán)利要求之一所述的兩軸變速器，其特征在于，所述第一和第二擋(G1/G2)的所述從動齒輪(10)在所述從動軸( 上具有一自由輪(36)，該自由輪在接到較 高的前進擋(G3至G6)和在接通所述倒車擋(R)時自由轉(zhuǎn)動，并且其中，所述第一和第二擋 (G1/G2)的從動齒輪(10)在接入到第一擋(Gl)以及接入到第二擋(6 時被鎖止。
13.如權(quán)利要求12所述的兩軸變速器，其特征在于，若所述第一擋和第二擋(G1/G2)的 從動齒輪(10)裝備有自由輪(36)，設(shè)置在所述從動軸( 上的所述第一同步離合器(17) 是單側(cè)作用的同步離合器(17)。
14.如前列各項權(quán)利要求之一所述的兩軸變速器，其特征在于，抗扭地與所述從動軸 (5)連接的從動齒輪(37)與一差速齒輪機構(gòu)(39)的主動齒輪(38)嚙合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車的兩軸變速器(1)。該兩軸變速器(1)具有一驅(qū)動軸(4)和一從動軸(5)。在所述驅(qū)動軸(4)上設(shè)置有用于前進擋(G1至G6)的主動齒輪(6至8)和用于倒車擋(R)的主動齒輪。在所述從動軸(5)上設(shè)置有用于前進擋(G1至G6)的從動齒輪(10至12)和用于倒車擋(R)的從動齒輪。換擋元件(14)通過同步離合器(15，16)使主動齒輪(6至9)和從動齒輪(10至13)成對地嚙合。所述兩軸變速器(1)具有行星齒輪變速器(18)，該行星齒輪變速器可通過一雙離合器(20)與兩級變速器的所述驅(qū)動軸(4)嚙合。由主動齒輪(6至8)和從動齒輪(10至12)組成的每個齒輪對(27至29)傳遞兩個前進擋(G1至G6)的轉(zhuǎn)矩。
文檔編號F16H3/44GK102080709SQ20101053012
公開日2011年6月1日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者克里斯琴·孔茲, ?？斯隆た瓶思{ 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司