[发明专利]用于机动车辆的多离合变速器

说明书

技术领域

本发明涉及车辆变速器，尤其是用于重型道路车辆和越野车辆的车辆变速器，更具体地，涉及根据独立权利要求的前序部分所述的、双离合变速器和多离合变速器。

背景技术

双离合变速器是介于在换档时具有动力中断的常规有级变速器和不具有动力中断的动力换档行星齿轮变速器之间的交叉产物。从原理上看，双离合变速器具有两个输入轴，每个输入轴能够分别连接至发动机的输出端和摩擦式离合器。从功能上来讲，这相当于具有两个并联的常规变速器、即两个并联的副变速器，且每次使用一个变速器来进行动力传递。未被使用的、空载的副变速器能够暂时接合并预备、预选某一档位，用于随后的换挡。该换挡通过同时进行如下步骤来实现：分离先前使用的副变速器的摩擦式离合器，并接合先前空载的副变速器的摩擦式离合器。

如果设计得当，双离合变速器具有在合理的制造成本和低的动力损失的情况下提供动力换挡的前景。这是由于：其旋转部分（即齿轮、轴和齿式离合器）与常规有级变速器中的旋转部分类似。此外，这使得能够使用同样的制造设备。所以，在与用于常规有级变速器的相同设施中生产双离合变速器是有意义的。

双离合变速器通常具有两个分离的副轴，每个副轴连接到一个输入轴。US4876907中公开了其一个实例。这些副轴使得这种变速器比常规有级变速器宽很多。在将该变速器安装到车辆中时，这会造成各种困难。然而，某些双离合变速器的设计仅具有一个副轴，例如DE923402和DE3131156A1中公开的双离合变速器。多个自由齿轮以可旋转方式布置在所述双离合变速器上，且彼此能够以可旋转方式连接并通过机械齿式离合器连接至副轴。在某种程度上，这可以视为第二副轴与第一副轴共轴地布置。结果，形成了非常紧凑的、能够动力换档的双离合变速器，它不比相应的常规有级变速器宽。

通常，在双离合变速器中，通过接合和分离齿式离合器而在目前空载的副变速器中预选档位。为了能够平稳而耐久地运行，这需要使要由齿式离合器接合的各个部分同步，即，这些部分具有完全相等的转速。如果这些部分不同步，则离合器的齿将会发生碰撞，从而导致这些齿磨损或破碎并产生噪音。因此，为了使要接合的各个部分同步，使用了不同类型的装置和布置结构。对于在每次换档时具有动力中断的常规有级变速器来说，也是如此。然而，它们之间存在着一个重要区别。在动力中断时，可以控制发动机转速以使要接合的各个部分同步。这是重型卡车和大客车中常见的自动机械式变速器（AMT）中使用的步骤。而在不具有动力中断的双离合变速器中，这是不可能的。相反，它需要一些同步装置。一种直接的解决方案是：将变速器中的每个齿式离合器均设计为同步器，即配备有同步离合元件，例如US2008/0188342A1中的情形。但这意味着高的成本和动力损失。

基本上，仅需要两个同步装置：一个同步装置能够使第一副变速器的速度大于第二副变速器的速度，另一个同步装置能够使第一副变速器的速度低于第二副变速器的速度。当第一副变速器空载而第二副变速器启用时，以及当第一副变速器启用而第二副变速器空载时，同步装置将会工作。这也可以称为中央同步单元。GB2110324A中示出了其一个清晰易懂的实例。

双离合变速器中的中央同步单元可以具有非常简单的设计。然而，这通常仅要求在连续的档位之间执行不具有动力中断的换挡。此外，连续的档位之间的速比级差应该完全相等。对于重型道路车辆和越野车辆来说，通过与档位范围区段（range section）相结合（例如US2008/0118342A1中的情形），这是合理的。在US4876907中，中央同步单元30利用了用于动力传递的齿轮13。于是，对于同步功能，仅需要三个另外的齿轮32、33和39。这些齿轮仅需要承载同步时的负荷，并且能够比动力传递齿轮窄很多。因此，能够使该中央同步单元非常紧凑、尤其在轴向延伸方向上非常紧凑，并且具有成本效益。