[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，涉及具有中央同步单元的双离合变速器和多离合变速器，该中央同步单元便于预选择档位。

背景技术

双离合变速器是常规有级变速器（在换档时具有动力中断）和动力换档行星齿轮变速器（不具有动力中断）的混合体。从原理上看，双离合变速器具有两个输入轴，每个输入轴可连接到摩擦离合器和发动机的输出轴。从功能上讲，这相当于具有两个并联的常规变速器，即两个并联的子变速器，且每次使用一个子变速器来进行动力传递。此刻处于等待的、未使用的子变速器可针对随后的换档而接合、准备并预选择一个档位。通过使先前使用的子变速器的摩擦离合器分离并同时使先前等待的子变速器的摩擦离合器接合，来实现这种换档。

如果设计得当，双离合变速器具有在合理的生产成本下、以低的动力损失来提供动力换档的可能。这是由于如下事实：其旋转部件（即，齿轮、轴和齿式离合器）类似于常规有级变速器中使用的旋转部件。此外，这使得能够使用同样的生产设备。因此，以与常规有级变速器所用的设备相同的设备来生产双离合变速器很有意义。

双离合变速器通常具有两个分开的副轴，每个副轴连接到一个输入轴。其一个示例是US4876907。这些副轴使得该变速器明显宽于常规的有级变速器。在将该变速器安装到车辆内时，这可能导致困难。然而，某些双离合变速器设计仅具有一个副轴，例如DE923402和DE3131156A1中的设计。在该副轴上，以可旋转方式布置有自由齿轮，这些自由齿轮能够彼此旋转连接并通过机械式齿形离合器旋转连接到该副轴。在某种程度上，可以认为副轴第二与副轴第一同轴地布置。结果将产生非常紧凑且可动力换档的双离合变速器，该双离合变速器并不比相应的常规有级变速器宽。

通常，在双离合变速器中，在当前处于等待的子变速器内通过使两个离合器接合和分离来预选择档位。为了实现平顺而持久的运行，这要求对将由齿式离合器接合的部件进行同步，即它们具有完全相等的转速。如果不同步，则离合器齿可能受到冲击，从而导致该齿磨损或断裂并产生噪音。因此，利用不同类型的装置和设备来使要接合的部件同步。对于在每次换档时存在动力中断的常规有级变速器来说，也是如此。然而，这里存在一个重要差异：在动力中断时，可控制发动机转速，以使要接合的部件同步。这是在重型卡车和大客车内很常见的手自一体式变速器（AMT）中使用的过程。在无动力中断的双离合变速器中，这是不可能的。相反，需要一些同步装置。

本领域普通技术人员所熟知的一种构思是使用同步器，即，每个齿式离合器均配配有同步装置，如US2008/0188342A1中所述。但这意味着增加的成本和动力损失。

在FR1445735中，使用了液压泵和阀来改变齿轮和轴的速度，以用于同步。这是一种昂贵而复杂的设计。DE10217746A1中也是如此，其具有由液压和离心重块构成的庞大布置结构。

电动马达可用于使处于等待中的子变速器同步。这可以是作用在每个子变速器上的一个马达，或者，也可以是通过齿轮和齿式离合器、以驱动方式选择性地连接到任一个子变速器的单个马达。其两个示例是DE19850549A1和DE19950679A1。作为一种替代方案，单个马达可经由差速器以运动学方式连接到两个子变速器，例如DE19940288C1、EP0845618B 1、DE10037134A1和WO2007/042109A1中的情形。然而，进行同步所需的峰值功率相当高。因此，类似于这些情况的设计可能仅在混合动力传动系中有意义。否则，它们将过于庞大、笨重而昂贵。

机械式摩擦离合器可能是一种用于双离合变速器中的同步的、强大、紧凑且成本有效的解决方案。可注意到的是，从原理上看，相对于当前工作的子变速器来说，处于等待中的子变速器的速度需要减小以用于升档之前的预选择，或者该速度需要增大以用于降档之前的预选择。这可分别通过制动器和某种加速装置来实现，如DE3739898A1中的情形。

通过分别使用最低档位和最高档位的齿轮，可实现处于等待中的子变速器的速度的增大和减小。在实践中，用于这些档位的齿式离合器中的每一个均与摩擦离合器并联布置。DE10232836A1示出了一种双离合变速器，其中，子变速器14和17具有同步离合器，子变速器18和20连接最低档位的齿轮1和2，子变速器19和21连接最高档位的齿轮9和10。因此，不需要另外的齿轮，但需要每个均具有控制装置的四个同步离合器。这导致高的成本和动力损失。