九挡双离合变速器及车辆的制作方法

1.本发明属于车辆变速器技术领域，特别是涉及一种九挡双离合变速器及车辆。


背景技术：

2.双离合式自动变速器是将两个变速箱和两个离合器集成在一个变速器壳体内，两根可转动地套接在一起的内、外输入轴分别与其中一个离合器相连接，两根输入轴分别传输两个变速箱速度组的动力，通过在两个离合器之间自动切换从而完成换挡程序，因此可实现换挡过程中动力的持续性，即在换挡过程中不中断动力，克服了amt换挡冲击的缺点，车辆在换挡过程中，发动机的动力始终可以传递到车轮，换挡迅速平稳，不仅保证了车辆的加速性，而且由于车辆不再产生由于换挡引起的急剧减速情况，也极大的改善了车辆运行的舒适性。但是，由于现有的双离合器式自动变速器多采用双输出轴或者单输出轴，且采用共用主动齿轮或者线性布置齿轮组，因此其轴向尺寸较长，所以对于前横置发动机、前轮驱动这样的车辆，特别是小型车，由于其安装空间受到限制，上述变速器便较难采用，而且由于其变速的挡位较少，使发动机较难工作在最佳工作区域，从而对整车的动力性和经济性产生不利影响。
3.现有的一种双离合器手动变速箱，该变速箱包括第一输入轴和第二输入轴，发动机转动经单独的离合器可选择地输入这些输入轴上。与第一变速箱速度组相关联的第一齿轮组位于突出的第一输入轴的后端和副轴之间。与第二变速箱速度组相关联的第二齿轮组位于第二输入轴和副轴之间。该变速箱仅通过一个副轴实现输入轴与输出轴之间的减速传动。
4.可见，现有的双离合器自动变速器一般采用单输出轴或者双输出轴的结构形式，变速器的整体长度较长，难以应用到前横置前驱的车型。并且，单输出轴或者双输出轴的结构形式导致现有的双离合器自动变速器结构较为庞大，在相同变速器尺寸的情况下可布置的挡位较少，不利于使得发动机处在最佳区域工作。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是：针对现有的双离合器自动变速器整体长度较长，难以应用到前横置前驱的车型的问题，提供一种九挡双离合变速器及车辆。
6.为解决上述技术问题，一方面，本发明实施例提供了一种九挡双离合变速器，包括第二主减齿轮、差速器齿圈、差速器、4挡从动齿轮、8挡从动齿轮、3挡从动齿轮、7挡从动齿轮、倒挡惰轮、第二输出轴、6/8挡主动齿轮、3挡主动齿轮、内输入轴、5/7挡主动齿轮、倒挡主动齿轮、第一输出轴、倒挡从动齿轮、5挡从动齿轮、过渡齿轮、6挡从动齿轮、2挡从动齿轮、第一主减齿轮、2挡主动齿轮、4挡主动齿轮、第二离合器、第一离合器、外输入轴及同步装置；
7.所述外输入轴和内输入轴同轴嵌套，所述内输入轴通过第一离合器与动力源连接，所述外输入轴通过第二离合器与动力源连接，所述外输入轴上向远离所述动力源的方
向依次固定有所述4挡主动齿轮、2挡主动齿轮及6/8挡主动齿轮，所述内输入轴上向远离所述动力源的方向依次固定有所述3挡主动齿轮、5/7挡主动齿轮及倒挡主动齿轮；
8.所述第一输出轴上向远离所述动力源的方向依次空套有所述2挡从动齿轮、6挡从动齿轮、过渡齿轮、5挡从动齿轮及倒挡从动齿轮，所述第二输出轴上向远离所述动力源的方向依次空套有所述4挡从动齿轮、8挡从动齿轮、3挡从动齿轮、7挡从动齿轮及倒挡惰轮，所述第一主减齿轮固定在所述第一输出轴上，所述第二主减齿轮固定在所述第二输出轴上；所述2挡主动齿轮和2挡从动齿轮啮合，所述3挡主动齿轮同时与所述3挡从动齿轮及过渡齿轮啮合，所述4挡主动齿轮和4挡从动齿轮啮合，所述5/7挡主动齿轮同时与所述5挡从动齿轮及7挡从动齿轮啮合，所述6/8挡主动齿轮同时与所述6挡从动齿轮及8挡从动齿轮啮合，所述倒挡惰轮同时与所述倒挡主动齿轮及倒挡从动齿轮啮合，所述差速器齿圈同时与所述第一主减齿轮及第二主减齿轮啮合；
9.同步装置，所述同步装置用于控制各个空套齿轮与其所处的轴的结合和分离，以实现九个前进挡和倒挡。
10.根据本发明实施例的九挡双离合变速器，在传统手动变速器的基础进行改进，从而以结构简单的平行轴式结构达到了结构复杂的旋转轴行星齿轮式自动变速器的效果，结构更加紧凑。因为最大限度地利用了手动变速器的资源，所以可以较大幅度的降低制造成本，使其成本低于at、cvt等自动变速器。
11.通过绕行方式，借用其它挡位齿轮实现1、9挡传动，从而取消了1、9挡主、从动齿轮，以较少的齿轮获得更多的挡位传动，极大地缩短变速器轴向长度，减轻变速器重量，节约整车成本。在实现九挡双离合变速器时，外输入轴和内输入轴上一共只有六个主动齿轮，这样，使得本发明的九挡双离合变速器的外型尺寸与普通的六、七挡变速器的外型尺寸相差不大(甚至更小)，因而，有利于变速器的小型化，利于前横置前驱车辆的布置。
12.在与普通六、七挡变速器相同外型尺寸的前提下可设置九个挡位，从而使传动比范围变大，传动比分配更加合理，进而明显提高整车的动力性能和传动效率。本发明的九挡双离合变速器共有9个前进挡位，其速比范围较大，相对于传统六、七挡变速器来说其速比分配更加合理，可以使发动机有更多的几率工作在其最佳工作区间，提高整车动力性、经济性。
13.此外，倒挡传递借用第二输出轴作为惰轮轴，节省了一个专用的倒挡轴，增加齿轮重复利用，减重并节省成本。输入轴和两个输出轴的中心距可以设计得较小，结构更紧凑。倒挡传递路径简单，减少了齿轮啮合数量，传动更平稳，效率更高。
14.另一方面，本发明实施例还提供一种车辆，其包括上述的九挡双离合变速器。
附图说明
15.图1是本发明一实施例提供的九挡双离合变速器的框架图。
16.说明书附图中的附图标记如下：
17.1、第二主减齿轮；2、差速器齿圈；3、差速器；4、4挡从动齿轮；5、第一同步器；6、8挡从动齿轮；7、3挡从动齿轮；8、第二同步器；9、7挡从动齿轮；10、倒挡惰轮；11、第二输出轴；12、6/8挡主动齿轮；13、3挡主动齿轮；14、内输入轴；15、5/7挡主动齿轮；16、倒挡主动齿轮；17、第一输出轴；18、倒挡从动齿轮；19、第三同步器；20、5挡从动齿轮；21、第四同步器；22、
过渡齿轮；23、6挡从动齿轮；24、第五同步器；25、2挡从动齿轮；26、第一主减齿轮；27、2挡主动齿轮；28、4挡主动齿轮；29、动力源；30、第二离合器；31、第一离合器；32、外输入轴；33、空心轴。
具体实施方式
18.为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
19.如图1所示，本发明一实施例提供的九挡双离合变速器，包括第二主减齿轮1、差速器齿圈2、差速器3、4挡从动齿轮4、8挡从动齿轮6、3挡从动齿轮7、7挡从动齿轮9、倒挡惰轮10、第二输出轴11、6/8挡主动齿轮12、3挡主动齿轮13、内输入轴14、5/7挡主动齿轮15、倒挡主动齿轮16、第一输出轴17、倒挡从动齿轮18、5挡从动齿轮20、过渡齿轮22、6挡从动齿轮23、2挡从动齿轮25、第一主减齿轮26、2挡主动齿轮27、4挡主动齿轮28、第二离合器30、第一离合器31、外输入轴32及同步装置。动力源29例如可以是发动机、电机，或者电机与发动机组成的混合动力总成。
20.所述外输入轴32和内输入轴14同轴嵌套，所述内输入轴14通过第一离合器31与动力源29连接，所述外输入轴32通过第二离合器30与动力源29连接，所述外输入轴32上向远离所述动力源29的方向依次固定有所述4挡主动齿轮28、2挡主动齿轮27及6/8挡主动齿轮12，所述内输入轴14上向远离所述动力源29的方向依次固定有所述3挡主动齿轮13、5/7挡主动齿轮15及倒挡主动齿轮16。
21.所述第一输出轴17上向远离所述动力源29的方向依次空套有所述2挡从动齿轮25、6挡从动齿轮23、过渡齿轮22、5挡从动齿轮20及倒挡从动齿轮18，所述第二输出轴11上向远离所述动力源29的方向依次空套有所述4挡从动齿轮4、8挡从动齿轮6、3挡从动齿轮7、7挡从动齿轮9及倒挡惰轮10，所述第一主减齿轮26固定在所述第一输出轴17上，所述第二主减齿轮1固定在所述第二输出轴11上；所述2挡主动齿轮27和2挡从动齿轮25啮合，所述3挡主动齿轮13同时与所述3挡从动齿轮7及过渡齿轮22啮合，所述4挡主动齿轮28和4挡从动齿轮4啮合，所述5/7挡主动齿轮15同时与所述5挡从动齿轮20及7挡从动齿轮9啮合，所述6/8挡主动齿轮12同时与所述6挡从动齿轮23及8挡从动齿轮6啮合，所述倒挡惰轮10同时与所述倒挡主动齿轮16及倒挡从动齿轮18啮合，所述差速器齿圈2同时与所述第一主减齿轮26及第二主减齿轮1啮合。
22.同步装置，所述同步装置用于控制各个空套齿轮与其所处的轴的结合和分离，以实现九个前进挡和倒挡。
23.这样，6、8挡共用一个主动齿轮，5、7挡共用一个主动齿轮。并且，通过绕行方式，借用其它挡位齿轮实现1、9挡传动，从而取消了1、9挡主、从动齿轮，减少了主、从动齿轮的使用量，缩短了变速器的轴向长度、减轻了变速器的重量。
24.外输入轴32为空心轴，同轴套设在内输入轴14上，内输入轴14可为实心轴或空心轴。所述第一输出轴17、第二输出轴11及外输入轴32平行间隔设置，以构成平行轴式结构。动力源29与内输入轴14同轴。
25.在一实施例中，各个空套齿轮可通过轴承空套在其所处的轴上。
26.在一实施例中，所述第一离合器31与第二离合器30共用壳体以集成为双离合器。以使得变速器空间更为紧凑。
27.在一实施例中，所述九挡双离合变速器还包括同轴套设在所述第一输出轴17上的空心轴33，所述6挡从动齿轮23固定在所述空心轴33上，所述过渡齿轮22空套在所述空心轴33上。
28.在一实施例中，所述同步装置包括第一同步器5、第二同步器8、第三同步器19、第四同步器21及第五同步器24，所述第一同步器5及第二同步器8设置在所述第二输出轴11上，所述第三同步器19及第五同步器24设置在所述第一输出轴17上，所述第四同步器21设置在所述空心轴33上。
29.所述第一同步器5位于所述4挡从动齿轮4与8挡从动齿轮6之间，用于控制所述4挡从动齿轮4及8挡从动齿轮6与所述第二输出轴11的结合和分离；所述第二同步器8位于所述3挡从动齿轮7与7挡从动齿轮9之间，用于控制所述3挡从动齿轮7及7挡从动齿轮9与所述第二输出轴11的结合和分离；所述第三同步器19位于所述5挡从动齿轮20与倒挡从动齿轮18之间，用于控制所述5挡从动齿轮20及倒挡从动齿轮18与所述第一输出轴17的结合和分离；所述第四同步器21位于所述5挡从动齿轮20与过渡齿轮22之间，用于控制所述过渡齿轮22与所述空心轴33的结合和分离；所述第五同步器24位于所述6挡从动齿轮23与2挡从动齿轮25之间，用于控制所述6挡从动齿轮23及2挡从动齿轮25与所述第一输出轴17的结合和分离。
30.上述的第一同步器5、第二同步器8、第三同步器19、第四同步器21及第五同步器24均为常规的同步器，其通过拨叉控制在所处的轴上滑动。
31.并且，所述第一同步器5及第二同步器8的齿毂通过花键连接在所述第二输出轴11上；所述第三同步器19及第五同步器24的齿毂通过花键连接在所述第一输出轴17上；所述第四同步器21的齿毂通过焊接、花键、过盈压装或一体成型的方式固定在所述6挡从动齿轮23上。
32.然而，也可以是，所述第四同步器21的齿毂通过花键连接在所述空心轴33上。
33.通过控制上述的第一同步器5、第二同步器8、第三同步器19、第四同步器21、第五同步器24、第一离合器31及第二离合器30的不同状态结合或分离，能够实现九个前进挡和一个倒挡。
34.这样，在实现九挡双离合变速器时，外输入轴32和内输入轴14一共只有六个主动齿轮，这样，使得该九挡双离合变速器的外型尺寸与普通的六、七挡双离合变速器的外型尺寸相差不大甚至更小，因而，有利于变速器的小型化，利于前横置前驱车辆的布置。
35.在一优选实施例中，所述第一主减齿轮26、2挡从动齿轮25、第五同步器24、6挡从动齿轮23、过渡齿轮22、第四同步器21、5挡从动齿轮20、第三同步器19及倒挡从动齿轮18向远离所述动力源29的方向依次排布。所述第二主减齿轮1、4挡从动齿轮4、第一同步器5、8挡从动齿轮6、3挡从动齿轮7、第二同步器8、7挡从动齿轮9及倒挡惰轮10向远离所述动力源29的方向依次排布。
36.在一优选实施例中，所述5/7挡主动齿轮15、5挡从动齿轮20及7挡从动齿轮9为共面齿轮组，所述6/8挡主动齿轮12、6挡从动齿轮23及8挡从动齿轮6为共面齿轮组，所述3挡主动齿轮13、3挡从动齿轮7及过渡齿轮22为共面齿轮组，所述倒挡惰轮10、倒挡主动齿轮16
及倒挡从动齿轮18为共面齿轮组，所述第一主减齿轮26和第二主减齿轮1及差速器齿圈2为共面齿轮组。通过构造共面齿轮组能够减小变速器的轴向尺寸，降低变速器的体积。
37.在一实施中，所述内输入轴14及所述外输入轴32的两端通过轴承转动支撑在变速器壳体上，所述第一输出轴17的两端通过轴承转动支撑在变速器壳体上，所述第二输出轴11的两端通过轴承转动支撑在变速器壳体上。以实现各个轴的稳定支撑。
38.在一实施中，所述4挡主动齿轮28、2挡主动齿轮27及6/8挡主动齿轮12通过焊接、花键连接、过盈压装或一体成型固定在所述外输入轴32上；所述3挡主动齿轮13、5/7挡主动齿轮15及倒挡主动齿轮16通过焊接、花键连接、过盈压装或一体成型固定在所述内输入轴14上。
39.上述实施例的九挡双离合变速器在各个挡位的动力传动如下(动力源29以发动机为例)：
40.一挡动力传动路线：第四同步器21与过渡齿轮22结合，第五同步器24和2挡从动齿轮25结合，第一离合器31闭合，发动机提供的扭矩通过第一离合器31传递给内输入轴14，经由固定在内输入轴14上的3挡主动齿轮13传到过渡齿轮22，再通过第四同步器21与过渡齿轮22的结合将扭矩传递到6挡从动齿轮23，再由6挡从动齿轮23传到6/8挡主动齿轮12，再由6/8挡主动齿轮12经外输入轴32传到2挡主动齿轮27，再由2挡主动齿轮27传到2挡从动齿轮25，再通过第五同步器24和2挡从动齿轮25的结合将扭矩传递到第一输出轴17上的第一主减齿轮26，再通过差速器齿圈2，并最终由差速器3输出动力。
41.二挡动力传动路线：第五同步器24和2挡从动齿轮25结合，第二离合器30闭合，发动机提供的扭矩通过第二离合器30传递给外输入轴32，经由固定在外输入轴32上的2挡主动齿轮27传到2挡从动齿轮25，再通过第五同步器24和2挡从动齿轮25的结合将扭矩传递到第一输出轴17上的第一主减齿轮26，再通过差速器齿圈2，并最终由差速器3输出动力。
42.三挡动力传动路线：第二同步器8和3挡从动齿轮7结合，第一离合器31闭合，发动机提供的扭矩通过第一离合器31传递给内输入轴14，经由固定在内输入轴14上的3挡主动齿轮13传到3挡从动齿轮7，再通过第二同步器8和3挡从动齿轮7的结合将扭矩传递到第二输出轴11上的第二主减齿轮1，再通过差速器齿圈2，并最终由差速器3输出动力。
43.四挡动力传动路线：第一同步器5和4挡从动齿轮4结合，第二离合器30闭合，发动机提供的扭矩通过第二离合器30传递给外输入轴32，经由固定在外输入轴32上的4挡主动齿轮28传到4挡从动齿轮4，再通过第一同步器5和4挡从动齿轮4的结合将扭矩传递到第二输出轴11上的第二主减齿轮1，再通过差速器齿圈2，并最终由差速器3输出动力。
44.五挡动力传递路线：第四同步器21和5挡从动齿轮20结合，第一离合器31闭合，发动机提供的扭矩通过第一离合器31传递给内输入轴14，经由固定在内输入轴14上的5/7挡主动齿轮15传到5挡从动齿轮20，再通过第四同步器21和5挡从动齿轮20的结合将扭矩传递到第一输出轴17上的第一主减齿轮26，再通过差速器齿圈2，并最终由差速器3输出动力。
45.六挡动力传动路线：第五同步器24和6挡从动齿轮23结合，第二离合器30闭合，发动机提供的扭矩通过第二离合器30传递给外输入轴32，经由固定在外输入轴32上的6/8挡主动齿轮12传到6挡从动齿轮23，再通过第五同步器24和6挡从动齿轮23的结合将扭矩传递到第一输出轴17上的第一主减齿轮26上，再通过差速器齿圈2，并最终由差速器3输出动力。
46.七挡动力传动路线：第二同步器8和7挡从动齿轮9结合，第一离合器31闭合，发动
机提供的扭矩通过第一离合器31传递给内输入轴14，经由固定在内输入轴14上的5/7挡主动齿轮15传到7挡从动齿轮9，再通过第二同步器8和7挡从动齿轮9的结合将扭矩传递到第二输出轴11上的第二主减齿轮1，再通过差速器齿圈2，并最终由差速器3输出动力。
47.八挡动力传动路线：第一同步器5和8挡从动齿轮6结合，第二离合器30闭合，发动机提供的扭矩通过第二离合器30传递给外输入轴32，经由固定在外输入轴32上的6/8挡主动齿轮12传到8挡从动齿轮6，再通过第一同步器5和8挡从动齿轮6的结合将扭矩传递到第二输出轴11上的第二主减齿轮1，再通过差速器齿圈2，并最终由差速器3输出动力。
48.九挡动力传动路线：第四同步器21与过渡齿轮22结合，第二同步器8和7挡从动齿轮9结合，第二离合器30闭合，发动机提供的扭矩通过第二离合器30传递给外输入轴32，经由固定在外输入轴32上的6/8挡主动齿轮12传到6挡从动齿轮23，再通过第四同步器21与过渡齿轮22的结合将扭矩传递到过渡齿轮22，再由过渡齿轮22传到3挡主动齿轮13，再由3挡主动齿轮13传到5/7挡主动齿轮15，再通过第二同步器8和7挡从动齿轮9的结合将扭矩传递到第二输出轴11上的第二主减齿轮1，再通过差速器齿圈2，并最终由差速器3输出动力。
49.倒挡动力传动路线：第三同步器19和倒挡从动齿轮18结合，第一离合器31闭合，发动机提供的扭矩通过第一离合器31传递给内输入轴14，经由固定在内输入轴14上的倒挡主动齿轮16传到倒挡惰轮10，再由倒挡惰轮10传递到倒挡从动齿轮18，再通过第三同步器19和倒挡从动齿轮18的结合将扭矩传递到第一输出轴17上的第一主减齿轮26，再通过差速器齿圈2，并最终由差速器3输出动力。
50.本实施例的九挡双离合变速器换挡过程如下：
51.1挡换2挡过程：1挡时，第四同步器21与过渡齿轮22结合，第五同步器24和2挡从动齿轮25结合；第一离合器31闭合，第二离合器30打开；双离合器变速器控制系统发出1挡换2挡指令后，此时第二离合器30仍处在打开状态，即第二离合器30和外输入轴32都不传递动力；随着换挡过程继续，第一离合器31逐渐打开，与此同时第二离合器30逐渐闭合，此过程中，始终有离合器结合，不会出现扭矩中断；第一离合器31完全打开、第二离合器30完全闭合后，换挡过程结束。此时第一离合器31处在打开状态，即第一离合器31、内输入轴14不传递动力，发动机扭矩经由第二离合器30传递到2挡从动齿轮25上。
52.2挡换3挡过程：2挡时，第五同步器19和2挡从动齿轮25结合；第二离合器30闭合，第一离合器31打开；双离合器变速器控制系统发出2挡换3挡指令后，换挡执行机构预先将第二同步器8和3挡从动齿轮7结合；此时第一离合器31仍处在打开状态，即第一离合器31和内输入轴14都不传递动力；随着换挡过程继续，第二离合器30逐渐打开，与此同时第一离合器31逐渐闭合，此过程中，始终有离合器结合，不会出现扭矩中断；第二离合器30完全打开、第一离合器31完全闭合后，换挡过程结束。此时第二离合器30处在打开状态，即第二离合器30、外输入轴32不传递动力，发动机扭矩经由第一离合器31传递到3挡从动齿轮7上。
53.其它挡位的相互切换与1挡换2挡过程类似，不再详述。
54.根据本发明实施例的九挡双离合变速器，在传统手动变速器的基础进行改进，从而以结构简单的平行轴式结构达到了结构复杂的旋转轴行星齿轮式自动变速器的效果，结构更加紧凑。因为最大限度地利用了手动变速器的资源，所以可以较大幅度的降低制造成本，使其成本低于at、cvt等自动变速器。
55.通过绕行方式，借用其它挡位齿轮实现1、9挡传动，从而取消了1、9挡主、从动齿
轮，以较少的齿轮获得更多的挡位传动，极大地缩短变速器轴向长度，减轻变速器重量，节约整车成本。在实现九挡双离合变速器时，外输入轴和内输入轴上一共只有六个主动齿轮，这样，使得本发明的九挡双离合变速器的外型尺寸与普通的六、七挡变速器的外型尺寸相差不大(甚至更小)，因而，有利于变速器的小型化，利于前横置前驱车辆的布置。
56.在与普通六、七挡变速器相同外型尺寸的前提下可设置九个挡位，从而使传动比范围变大，传动比分配更加合理，进而明显提高整车的动力性能和传动效率。本发明的九挡双离合变速器共有9个前进挡位，其速比范围较大，相对于传统六、七挡变速器来说其速比分配更加合理，可以使发动机有更多的几率工作在其最佳工作区间，提高整车动力性、经济性。
57.此外，倒挡传递借用第二输出轴作为惰轮轴，节省了一个专用的倒挡轴，增加齿轮重复利用，减重并节省成本。输入轴和两个输出轴的中心距可以设计得较小，结构更紧凑。倒挡传递路径简单，减少了齿轮啮合数量，传动更平稳，效率更高。
58.另外，本发明实施例还提供一种车辆，其包括上述实施例的九挡双离合变速器。
59.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。