專利名稱：雙離合器式自動變速機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及行走機(jī)械動力傳遞變速裝置，具體涉及一種特別適用于汽車的自動換檔變速機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，隨著車輛操縱自動化的快速發(fā)展，汽車自動變速器正呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的趨勢。現(xiàn)在的汽車自動變速器主要有液力機(jī)械式自動變速器(AT)，機(jī)械式無級變速器(CVT)，以及近幾年國內(nèi)外下在花大力氣研究的電控機(jī)械式自動變速器(AMT)。特別是電控機(jī)械式自動變速器的發(fā)展，由于其具有目前汽車工業(yè)發(fā)展所要求的高燃油經(jīng)濟(jì)性、低排放和保護(hù)現(xiàn)有手動變速器生產(chǎn)投資的優(yōu)點(diǎn)，正受到了各大汽車廠的重視。
電控機(jī)械式自動變速器的產(chǎn)生是基于傳統(tǒng)的平行軸式手動變速器發(fā)展而來的。在對電控機(jī)械式自動變速器的開發(fā)研究過程之中，也逐漸的發(fā)現(xiàn)了它的一些缺點(diǎn)，它最大的問題就是換檔時的動力中斷，這對車輛的動力性、舒適性以及燃油經(jīng)濟(jì)性和排放帶來了一定的影響。AMT由于它的結(jié)構(gòu)原理決定了它在換檔過程中首先要分離離合器，然后將變速器摘空檔，再選檔、換檔，最后接合離合器。這樣，當(dāng)離合器分離后，直到離合器再重新接合之前，發(fā)動機(jī)的動力將不能被傳遞到車輪去驅(qū)動車輛運(yùn)行，所以換檔過程中產(chǎn)生了動力傳遞的中斷，車輛必然產(chǎn)生減速度，換檔時間長，給車輛的加速性、舒適性等帶來不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種雙離合器式自動變速機(jī)構(gòu)，以有效地解決目前汽車電控機(jī)械式自動變速器在換檔過程中產(chǎn)生的動力中斷問題，以提高汽車運(yùn)行的舒適性。
本發(fā)明雙離合器式自動變速機(jī)構(gòu)，包括與離合器、換檔同步器相聯(lián)接的換檔控制系統(tǒng)和電控系統(tǒng)TCU及五檔位變速器，特點(diǎn)是在其動力輸入軸上設(shè)置有兩個濕式離合器C1、C2，變速器各檔位主動齒輪按奇、偶數(shù)檔位分別與離合器C1、C2驅(qū)動連接，離合器C1、C2交替?zhèn)鬟f工作動力以實(shí)現(xiàn)檔位切換。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)工作原理是當(dāng)車輛以某一與一個離合器相連的檔位運(yùn)行時，車輛自動變速器電控單元可以根據(jù)相關(guān)傳感器的信號判斷即將進(jìn)入工作的與另一個離合器相連的下一檔位，因該檔位還未傳遞動力，故指令液壓控制電磁閥十分方便的控制換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)，預(yù)先嚙合這一檔位，在車輛運(yùn)行達(dá)到換檔點(diǎn)時，只需要將正在工作的離合器分離，同時將另一個離合器接合，則使汽車以下一個檔位行駛。在換檔過程中，發(fā)動機(jī)的動力始終不斷的被傳遞到車輪，所以這樣完成的換檔過程為動力不間斷換檔。
由于本發(fā)明雙離合器式自動變速機(jī)構(gòu)在換檔過程中不存在動力中斷，所以換檔時沒有明顯的急劇減速產(chǎn)生，而且，兩個離合器的切換時間通常在0.3～0.4秒左右，換檔完成時間非常短，所以不易被駕駛室乘員感覺到，極大的提高了換檔舒適性，同時也保證了車輛具有良好的經(jīng)濟(jì)性，對車輛油耗和排放等方面也有所改善。其次，由于本自動變速機(jī)構(gòu)是在原傳統(tǒng)的手動變速器基礎(chǔ)上進(jìn)行的，從而以結(jié)構(gòu)簡單的平行軸式結(jié)構(gòu)達(dá)到了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)軸(行星齒輪)的自動變速器的目的。而且，原同步器還可以改用嚙合套，其結(jié)構(gòu)簡單，其成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的AT等自動變速器。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2是圖1所示結(jié)構(gòu)的另一種變形示意圖。圖3是本發(fā)明結(jié)構(gòu)又一設(shè)置方式原理示意圖。圖4是圖1所示結(jié)構(gòu)的I檔工作時動力傳遞流向示意圖。圖5是圖1所示結(jié)構(gòu)的II檔工作時動力傳遞流向示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖給出的實(shí)施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
實(shí)施例1如圖1所示，雙離合器式自動變速機(jī)構(gòu)的主要組成部分有C1、C2兩個濕式離合器，I、II、III、VI、V共5個變速器檔位及其相應(yīng)的換檔同步器，以及其它的換檔控制系統(tǒng)和電控系統(tǒng)TCU等(圖中沒有畫出)。
本自動變速機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是其I、III、V檔與離合器C1聯(lián)結(jié)在一起，而II、IV檔聯(lián)結(jié)在離合器C2上，即將變速器的檔位按奇、偶數(shù)檔位分別與兩個離合器分開配置，變速器換檔所用的同步器等與原來的普通手動變速器完全相同。其變速器檔位按如下連接方式設(shè)置在固設(shè)有兩個換檔同步器A1、A2的軸1上，與換檔同步器相鄰的設(shè)置I、III、V檔空套主動齒輪Z1、Z3、Z5，軸1與離合器C1驅(qū)動連接，與主動齒輪Z1、Z3、Z5常嚙合的被動齒輪Z1′、Z3′、Z5′固定設(shè)置在軸2上；II、IV檔主動齒輪Z2、Z4固定設(shè)置在與離合器C2相連接的空心軸3上，與主動齒輪Z2、Z4常嚙合的空套被動齒輪Z2′、Z4′設(shè)置在軸2上，并于固設(shè)在軸2上的換檔同步器A3相鄰，軸2與輸出軸驅(qū)動連接。
雙離合器式自動變速機(jī)構(gòu)的工作過程動力源的動力由輸入軸傳入，當(dāng)離合器C1結(jié)合時，動力經(jīng)由離合器C1傳到1軸，而1軸上固定連接了兩個同步器，這時，如果兩個同步器分別與工、III、V檔的齒輪接合，則可以將動力經(jīng)由與同步器嚙合在一起的I、III、V檔主動齒輪Z1、Z3、Z5(為空套齒輪，與1軸間可以自由轉(zhuǎn)動)，傳遞到與2軸固定在一起的被動齒輪Z1′、Z3′、Z5′上，經(jīng)2軸將動力輸出。同樣，II、IV檔主動齒輪Z2、Z4固定聯(lián)結(jié)在離合器C2上，當(dāng)離合器C2接合時，動力由離合器C2直接傳遞到II、IV檔主動齒輪Z2、Z4上，然后經(jīng)與齒輪Z2、Z4嚙合在一起的被動齒輪Z2′、Z4′，以及換檔以后就與Z2′或Z4′聯(lián)接在一起的同步器將動力傳遞至2軸，經(jīng)輸出軸輸出，工作過程與離合器C1部分基本相同。
下面介紹一下?lián)Q檔過程汽車啟動運(yùn)行時，車輛首先要以I檔起步，這時，控制換檔機(jī)構(gòu)首先將I檔齒輪Z1與同步器A1嚙合，然后，離合器C1被控制接合，而離合器C2分離。動力由C1傳到1軸后，因同步器與1軸固定在一起，同時，同步器也已經(jīng)與I檔齒輪Z1嚙合在一起，則動力經(jīng)由輸入軸→離合器C1→1軸→同步器→I檔空套主動齒輪Z1→被動齒輪Z1′→2軸→輸出軸。此時的功率流向如圖4中粗線所示。當(dāng)需要換檔時，因此時車輛在I檔運(yùn)行，車輛只能升入II檔運(yùn)行。而離合器C2處于分離狀態(tài)，II檔還不傳遞動力，所以電控單元指令自動換檔機(jī)構(gòu)將II檔齒輪Z2預(yù)先與同步器進(jìn)入嚙合，此時，離合器C2與II檔主動齒輪Z2為一體件，Z2與空套齒輪Z2′常啥合，同時Z2′與同步器A3嚙合后也與2軸(輸出軸)聯(lián)接在一起。達(dá)到II檔換檔點(diǎn)時刻時，電控單元發(fā)指令將離合器C1分離，離合器C2接合，車輛動力改由輸入軸→離合器C2→II檔齒輪Z2→空套齒輪Z2′→同步器→2軸→輸出軸。動力源直接經(jīng)由II檔嚙合齒輪輸出功率，車輛由I檔換入II檔運(yùn)行，此時的功率流向如圖5中粗線所示。然后，電控單元根據(jù)車輛當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，判斷車輛即將進(jìn)入運(yùn)行的檔位，如果車輛減速，則控制自動換檔機(jī)構(gòu)將檔位換入I檔，如果車輛加速，則控制自動換檔機(jī)構(gòu)將檔位換入III檔，但是I檔與III檔齒輪組均布置在離合器C1上，因離合器C1處于分離狀態(tài)，不傳遞動力。直到達(dá)到I檔或III檔的換檔點(diǎn)時刻時，將離合器C2分離，離合器C1接合，整個換檔動作結(jié)束。其它升檔與降檔過程均與此類似。
實(shí)施例2參照圖2，圖2所示為另一種檔位布置的雙離合器結(jié)式自動變速構(gòu)原理圖，它與圖1比較只是將I、III、V檔的位置進(jìn)行了變動，這樣將I檔布置在最外側(cè)靠近軸承支撐的位置，將V檔布置在軸中間位置，因為I檔時，變速器減速比大，傳遞的扭矩也大，這樣布置有利于改善軸的剛度，但是其換檔過程與圖1所示的換檔過程完全相同。
實(shí)施例3參照圖3，變速器檔位還可按如下連接方式設(shè)置在與離合器C1相連接的空心軸3上固定設(shè)置I、III、V檔主動齒輪Z1、Z3、Z5，與主動齒輪Z1、Z5常嚙合的空套被動齒輪Z1′、Z5′設(shè)置在軸2上，并于固設(shè)在軸2上的換檔同步器A1相鄰，與主動齒輪Z3常嚙合的空套被動齒輪Z3設(shè)置在軸2′上，并于固設(shè)在軸2′上的換檔同步器A3相鄰；軸2與輸出軸驅(qū)動連接，II、IV檔主動齒輪Z2、Z4固定設(shè)置在與離合器C2相連接的軸1上，與主動齒輪Z2常嚙合的空套被動齒輪Z2′設(shè)置在軸2上，并于固設(shè)在軸2上的換檔同步器A2相鄰，軸2與輸出軸驅(qū)動連接，與主動齒輪Z4常嚙合的空套被動齒輪Z4′設(shè)置在軸2′上，并于固設(shè)在軸2′上的換檔同步器A4相鄰；軸2、軸2′分別通過固設(shè)其軸上的齒輪Z7、Z8及與之常嚙合的齒輪Z9與輸出軸驅(qū)動連接。
本實(shí)施例為采用雙中間軸的雙離合器自動變速機(jī)構(gòu)。它與前兩種方式比較，不同之處在于采用了兩個中間軸，即動力在輸入軸和輸出軸之間可以經(jīng)由不同的兩條路線(2軸或2′軸)傳遞，其優(yōu)點(diǎn)是III檔的齒輪布置在I、V檔齒輪之間的同步器位置，而II檔齒輪也布置在了IV、倒檔齒輪之間同步器的位置，使變速器的軸向尺寸比前兩種布置方案縮短了兩個檔位的布置空間，大大縮短了變速器的軸向尺寸，而換檔過程與功能與其它布置形式一樣。我們下面詳細(xì)介紹一下其工作過程。
動力源的動力由輸入軸傳入，當(dāng)離合器C1結(jié)合時，動力經(jīng)由離合器C1傳到與其固定聯(lián)接在一起的齒輪Z1、Z3、Z5上。齒輪Z1、Z3、Z5是I、III、V檔的主動齒輪，它們與被動齒輪Z1′、Z3′、Z5′始終常嚙合在一起。而齒輪Z1′、Z3′、Z5′為空套齒輪，分別在2軸或2′軸上空轉(zhuǎn)，它們只有與各自的同步器嚙合后，才可以將動力傳遞到2軸或2′軸上，然后通過輸出軸將動力輸出。II、IV檔的主動齒輪Z2、Z4固定連接在1軸上，也就是與離合器C2固定聯(lián)接在一起，而且Z2、Z4與被動齒輪Z2′、Z4′始終常嚙合，齒輪Z2′、Z4′再通過與各自同步器的嚙合將動力傳遞到2軸或2′軸上，然后通過輸出軸將動力輸出，工作過程與離合器CI基本相同。
下面介紹一下?lián)Q檔過程汽車啟動運(yùn)行時，車輛首先要以I檔起步，這時，電控單元首先控制換檔機(jī)構(gòu)將I檔被動齒輪Z1′與同步器嚙合，然后，離合器C1被控制接合，而離合器C2分離。動力由C1傳到齒輪Z1和Z1′后，因同步器與2軸固定在一起，同時，同步器也已經(jīng)與I檔被動齒輪Z1′嚙合在一起，則動力經(jīng)由輸入軸→離合器C1→I檔主動齒輪Z1→I檔被動齒輪Z1′→同步器→2軸→輸出軸。當(dāng)需要換檔時，因為此時車輛在I檔運(yùn)行，車輛只能升入II檔運(yùn)行。而離合器C2處于分離狀態(tài)，II檔還不傳遞動力，所以電控單元指令自動換檔機(jī)構(gòu)將II檔齒輪Z2′預(yù)先與同步器進(jìn)入嚙合，此時，離合器C2與II檔主動齒輪Z2為一體件，主動齒輪Z2與空套齒輪Z2′為常嚙合，同時Z2′與同步器嚙合后也與2軸(輸出軸)聯(lián)接在一起。達(dá)到II檔換檔點(diǎn)時刻時，電控單元發(fā)指令將離合器C1分離，離合器C2接合，車輛動力改由輸入軸→離合器C2→II檔主動齒輪Z2→空套齒輪Z2′→同步器→2軸→輸出軸。動力源直接經(jīng)由II檔嚙合齒輪輸出功率，車輛由I檔換入II檔運(yùn)行。然后，電控單元根據(jù)車輛當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，判斷車輛即將進(jìn)入運(yùn)行的檔位，如果車輛減速，則控制自動換檔機(jī)構(gòu)將檔位換入I檔，如果車輛加速，則控制自動換檔機(jī)構(gòu)將檔位換入III檔。由于目前I檔與III檔均聯(lián)接在離合器C1上，而離合器C1還處于分離狀態(tài)，不傳遞動力。直到車輛運(yùn)行達(dá)到I檔或III檔的換檔點(diǎn)時刻時，將離合器C2分離，離合器C1接合，整個換檔動作結(jié)束。其它升檔與降檔過程均與此類似。
以上僅就具有I、II、III、IV、V共五檔位變速的實(shí)施例舉例說明了本發(fā)明技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)原理，按此構(gòu)思完全可以實(shí)現(xiàn)更多的變速檔位或變型設(shè)置方式，但只要是以兩個離合器分別逐級連接各個變速器檔位，實(shí)現(xiàn)交替式檔位切換，均屬本發(fā)明技術(shù)構(gòu)思的權(quán)利要求保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.雙離合器式自動變速機(jī)構(gòu)，包括與離合器、換檔同步器相聯(lián)接的換檔控制系統(tǒng)和電控系統(tǒng)TCU及五檔位變速器，其特征在于動力輸入軸上設(shè)置有兩個濕式離合器(C1)、(C2)，變速器各檔位主動齒輪按奇、偶數(shù)檔位分別與離合器(C1)、(C2)驅(qū)動連接，離合器(C1)、(C2)交替?zhèn)鬟f工作動力以實(shí)現(xiàn)檔位切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙離合器式自動變速機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的變速器檔位按如下連接方式設(shè)置在固設(shè)有兩個換檔同步器(A1)、(A2)的軸(1)上，與換檔同步器相鄰的設(shè)置I、III、V檔空套主動齒輪(Z1)、(Z3)、(Z5)，軸(1)與離合器(C1)驅(qū)動連接，與主動齒輪(Z1)、(Z3)、(Z5)常嚙合的被動齒輪(Z1′)、(Z3′)、(Z5′)固定設(shè)置在軸(2)上；II、IV檔主動齒輪(Z2)、(Z4)固定設(shè)置在與離合器(C2)相連接的空心軸(3)上，與主動齒輪(Z2)、(Z4)常嚙合的空套被動齒輪(Z2′)、(Z4′)設(shè)置在軸(2)上，并與固設(shè)在軸(2)上的換檔同步器(A3)相鄰，軸(2)與輸出軸驅(qū)動連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙離合器式自動變速機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的變速器檔位還可按如下連接方式設(shè)置在與離合器(C1)相連接的空心軸(3)上固定設(shè)置I、III、V檔主動齒輪(Z1)、(Z3)、(Z5)，與主動齒輪(Z1)、(Z5)常嚙合的空套被動齒輪(Z1′)、(Z5′)設(shè)置在軸(2)上，并與固設(shè)在軸(2)上的換檔同步器(A1)相鄰，與主動齒輪(Z3)常嚙合的空套被動齒輪(Z3′)設(shè)置在軸(2′)上，并與固設(shè)在軸(2′)上的換檔同步器(A3)相鄰；II、IV檔主動齒輪(Z2)、(Z4)固定設(shè)置在與離合器(C2)相連接的空心軸(1)上，與主動齒輪(Z2)常嚙合的空套被動齒輪(Z2′)設(shè)置在軸(2)上，并與固設(shè)在軸(2)上的換檔同步器(A2)相鄰，與主動齒輪(Z4)常嚙合的空套被動齒輪(Z4′)設(shè)置在軸(2′)上，并與固設(shè)在軸(2′)上的換檔同步器(A4)相鄰；軸(2)、軸(2′)分別通過固設(shè)其軸上的齒輪(Z7)、(Z8)及與之常嚙合的齒輪(Z9)與輸出軸驅(qū)動連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及行走機(jī)械動力傳遞變速裝置，具體涉及一種特別適用于汽車的自動換檔變速機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)可以有效地解決目前汽車電控機(jī)械式自動變速器在換檔過程中產(chǎn)生的動力中斷問題，以提高汽車運(yùn)行的舒適性。其技術(shù)方案是該機(jī)構(gòu)包括與離合器、換檔同步器相聯(lián)接的換檔控制系統(tǒng)和電控系統(tǒng)TCU及五檔位變速器，其特征在于動力輸出軸上設(shè)置有兩個濕式離合器C1、C2，變速器主動齒輪按奇、偶數(shù)檔位分別與離合器C1、C2驅(qū)動連接，離合器C1、C2交替?zhèn)鬟f工作動力以實(shí)現(xiàn)檔位切換。
文檔編號F16H61/00GK1415876SQ02144729
公開日2003年5月7日 申請日期2002年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月6日
發(fā)明者牛銘奎, 葛安林, 雷雨龍, 高炳釗, 張洪坤, 陳偉, 秦貴和 申請人:吉林大學(xué)