[发明专利]多段式双离合机械变速器

说明书

技术领域

本发明涉及一种多段式双离合机械变速机构，尤其湿式运行的多段式双离合器机械传动装置，具体涉及一种应用于高速车辆大功率工况下的摩擦式双离合器机构，属于机械传动与驱动技术领域。

背景技术

传动系统位于动力装置和驱动系统之间，通过控制实现战车的各种机动功能，其性能优劣和设计水平的高低直接决定着传动系统的性能，具有不可替代的作用。变速机构作为传动系统的核心部分，研制具有高传动效率、高功率密度和高可靠性的变速机构一直是机械工程技术领域的追求目标。随着近现代高速车辆对机动性、平顺性等的迫切需求，变速机构的设计及生产也被相应提出了更高的要求。

未来车辆领域迫切需求大功率密度、高传动效率、长使用寿命、高驾驶平顺性的先进变速机构。近20年来，我国在传动和变速领域积累了丰富的研究成果，液力传动、无级传动、双离合结构传动等已经有成熟定型产品投入市场；电传动、混合驱动传动、静液驱动传动等方面的研究也正在深入进行，但离满足复杂道路工况和大功率密度的标准仍有一定的距离。

由于双离合变速机构是基于手动变速结构工作原理的自动变速装置，其良好地继承了手动变速机构的高效性和自动变速机构的舒适性，通过采取预设挡位和循环功率的方式，提供了较为稳定的动力输出。尤其是近年来，双离合变速结构在市场上大量投产，从最初的6速双离合变速机构，直至7速、8速，以及某公司目前即将投产的9速机构，逐渐完善车辆传动系统的动力连续性，极大提高了车辆驾驶过程平顺性。针对未来车辆的高平顺性要求，双离合变速机构的设计趋势构逐渐向高挡位数发展。

然而，随着车辆传动系统的转速和功率密度的提高，现有传动机构已经不能完全满足当下高速车辆的使用要求，成为了双离合变速器结构车辆系统的易损件之一。同时，多挡位数下的双离合器变速机构所采用的设计方式导致其几何尺寸较大，严重阻碍了车辆传动系统轻量化、小型化的发展进程。

基于当前的技术水平，可预见在未来10～20年，机械传动的传动效率和可靠性将明显优于其它传动型式，随着机械设计和机械制造行业的快速发展，机械传动的系统集成度将会得到显著提高，使得传动系统的功率密度具有可显著提高的巨大潜力。采用多自由度定轴变速原理、多工作段式联合控制与双离合换档操纵机构相结合，能够有效保证车辆具有高输入转速、高输出转速、高传动效率、高功率密度、宽传动范围和良好的操纵灵活性等优势。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种多段式双离合机械变速器，通过结构优化设计，实现了双离合器的多工作段式控制策略，解决了高速差与大摩擦转矩不能兼顾的矛盾，优化换挡控制、延长使用寿命；同时，本发明通过多自由度定轴设计，实现了多档位下双离合变速机构小型化，根据使用需求，最多可使该变速机构实现28个前进挡，4个倒档。

本发明实现上述设计要求的技术解决方案如下：

一种多段式双离合机械变速器，包括三个部分：多段式双离合器机构、一级变速机构和二级变速机构；

该变速器包括多段式双离合机构、一级变速机构和二级变速机构；所述多段式双离合机构包含四个多段式子离合器，任一多段式子离合器均可完成一个工作段，每个工作段通过单独充放油控制活塞对摩擦副正压力的变化，实现一个工作段的摩擦转矩输出；工作段与工作段间进行充放油交替匹配控制变化，最终实现离合器摩擦转矩输出的连续可控；所述一级变速机构和二级变速机构通过控制其内部的六个同步器完成与多段式双离合机构的控制匹配。

进一步地，所述的多段式双离合机构包括第一多段式离合器和第二多段式离合器，其中，第一多段式离合器和第二多段式离合器共用同一外缸套，外缸套与动力输入轴相连，第一多段式离合器和第一多段式离合器输出轴相连，第二多段式离合器和第二多段式离合器输出轴相连，第二多段式离合器输出轴为同心轴，第二多段式离合器输出轴与第一多段式离合器输出轴平行布置；

所述第一多段式离合器包含子工作段式内离合器和子工作段式外离合器，子工作段式内离合器和子工作段式外离合器共用同一外缸套和同一输出轴，但其各自摩擦副元件和活塞为独立控制；所述第二多段式离合器包含子工作段式内离合器和子工作段式外离合器，子工作段式内离合器和子工作段式外离合器共用同一外缸套和同一输出轴，其各自摩擦副元件和活塞亦可独立控制；

所述第一多段式离合器输出轴末端固定设有第一多段式离合器主动齿轮Ⅰ；第二多段式离合器输出轴末端固定设有第二多段式离合器主动齿轮Ⅱ；