CN109780085A - 同轴同端组合式双离合器传动装置 - Google Patents

Abstract

一种同轴同端组合式双离合器传动装置，其特征在于：包括输入轴、第一离合器模块、第二离合器模块、套筒传动轴、中心传动轴、第一副轴、第二副轴、第一单向离合器和第二单向离合器，其中：所述输入轴为动力输入轴，所述套筒传动轴为第一离合器模块的输出轴，所述中心传动轴为第二离合器模块的输出轴。本方案将单向离合器与摩擦式离合器组合运用于车辆变速传动系统中，解决了现有同轴同端组合式双离合器结构在换挡过程中两个离合器存在的滑摩问题，可使改进后传动系统既具有双离合器变速器的特点，又可在实现无动力中断换挡过程中有效避免两个离合器的滑摩，一方面提升了离合器使用可靠性和寿命，另一方面降低了对车辆动力传动系统整体控制难度。

Description

同轴同端组合式双离合器传动装置

技术领域

本发明属于车辆动力传动控制系统，具体涉及一种在传动的转速方向上只能单向传递动力的双离合器装置。

背景技术

离合器的作用是分离或接合动力传动，是车辆变速传动系统的重要组成部分。目前，车辆传动系统中普遍采用的有单离合器和双离合器两大类。

单离合器结构相对简单，一般用于手动换挡变速器，采用单离合器的变速器的最大特点，是在换挡过程中必须中断动力。

双离合器由两个离合器组成的复合装置。按照两个离合器的结构布置，现有双离合器变速器主要有同轴同端组合式和同轴分立对置式等结构型式。同轴同端组合式双离合器由两个相互独立的离合器组合而成，两个离合器同轴布置并封装在一个离合器壳体内，并共用动力输入轴的一个端部作为输入端（即同端），但两个离合器具有各自独立的输出端。同轴分立对置式双离合器是将独立封装在各自离合器壳体内两个离合器面对面地布置在动力输入轴的两端，两个离合器共用动力输入轴作为输入端，但两个离合器具有各自的动力输出轴。

无论是同轴同端组合式还是同轴分立对置式双离合器，它们的共同特点是：其中一个离合器输出端通过一根独立的传动轴连接变速器的奇数挡、另一个离合器通过另一根独立的传动轴连接变速器的偶数挡。通过两个离合器的作动，不仅可以实现变速器相邻挡位的挂入与退出控制，还可以在换挡过程中通过两个离合器的同时滑摩和对两个离合器滑摩率的控制，实现不中断动力换挡，能够有效地避免换挡冲击，使变速器具有良好的换挡平顺性，因此，双离合器对自动变速系统具有很好的性能适应性。

采用双离合器的变速器，在换挡过程中，可以通过控制两个离合器的同时滑摩来实现不中断动力换挡，形成良好的换挡平顺性。但是，两个离合器同时滑摩不可避免地会带来下述问题：一是换挡过程中强制离合器进行滑摩，会加速离合器磨损，影响其使用寿命；二是两个离合器同时滑摩时会引起滑摩功率损失增大，另外，两个离合器同时滑摩，实际上是两个离合器及与之对应的挡位在同时传递动力，由于两个挡位具有不同的传动比，在换挡过程中的某一时间段上，势必会造成其中一个离合器的从动端转速大于主动端转速，由此在两个离合器及与之对应的两个不同挡位的传动路径之间形成循环功率，引起功率循环路径上的零部件受力状况恶化，导致变速传动系统传动效率下降，输出转矩减少，为此，需要对发动机的输出转矩进行反馈协调控制，以弥补减少的输出转矩，使得对整个动力传动系统的控制难度大幅度增加。

发明内容

为有效避免现有双离合器存在的问题，本发明提供了一种同轴同端组合式双离合器装置，其目的是要解决上述现有同轴同端组合式双离合器结构在换挡过程中两个离合器存在的滑摩问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种同轴同端组合式双离合器传动装置，其创新在于：包括输入轴、第一离合器模块、第二离合器模块、套筒传动轴、中心传动轴、第一副轴、第二副轴、第一单向离合器和第二单向离合器，其中：所述输入轴为动力输入轴，所述套筒传动轴为第一离合器模块的输出轴，所述中心传动轴为第二离合器模块的输出轴。

在装配状态下，以输入轴为基准，第一离合器模块围绕第二离合器模块布置，第一离合器模块、第二离合器模块的转动中心相对输入轴同轴设置，套筒传动轴、中心传动轴、第一副轴和第二副轴皆与输入轴同轴设置。

所述套筒传动轴为空心轴，套筒传动轴相对于壳体转动支承；所述中心传动轴穿过套筒传动轴且其一端伸出套筒传动轴，中心传动轴相对于套筒传动轴和壳体转动支承，所述输入轴相对于壳体转动支承，输入轴位于中心传动轴的一端，且相对于中心传动轴同轴布置。

所述第一副轴为空心轴，第一副轴同轴套设于套筒传动轴上，且相对于套筒传动轴转动支承；所述第二副轴同轴套设于中心传动轴伸出套筒传动轴的一段上，且相对于中心传动轴转动支承。

第一离合器模块包括第一主动端和第一从动端，所述第一主动端与第一从动端配合构成第一磨擦离合器，所述第一主动端与输入轴传动连接且同步转动，所述第一从动端与套筒传动轴传动连接且同步转动，当第一主动端与第一从动端接合时二者以输入转速同步转动，动力可由输入轴传递给套筒传动轴，当第一主动端与第一从动端分离时则中断传动；所述第二离合器模块包括第二主动端和第二从动端，所述第二主动端与第二从动端配合构成第二磨擦离合器，所述第二主动端与输入轴传动连接且同步转动，所述第二从动端与中心传动轴传动连接且同步转动，当第二主动端与第二从动端接合时二者以输入转速同步转动，动力可由输入轴传递给中心传动轴，当第二主动端与第二从动端分离时则中断传动。

所述第一单向离合器是只能进行单一转向传动的机械模块，其具有输入和输出两个连接端，其中，输入端与套筒传动轴传动连接且同步转动，输出端与第一副轴传动连接且同步转动，在传动转速方向上，当套筒传动轴转速大于第一副轴转速时，第一单向离合器接合并将动力由套筒传动轴传递给第一副轴，当第一副轴转速大于或等于套筒传动轴的转速时，第一单向离合器分离并中断传动。

所述第二单向离合器是只能进行单一转向传动的机械模块，其具有输入和输出两个连接端，其中，输入端与中心传动轴传动连接且同步转动，输出端与第二副轴传动连接且同步转动，在传动转速方向上，当中心传动轴转速大于第二副轴转速时，第二单向离合器接合并将动力由中心传动轴传递给第二副轴，当第二副轴转速大于或等于中心传动轴的转速时，第二单向离合器分离并中断传动。

上述技术方案中的有关内容说明如下：

1.上述方案中，在使用状态下，当第一主动端与第一从动端、第二主动端与第二从动端同时接合，且输入轴转速不为零时，第一主动端、第一从动端、第二主动端和第二从动端皆与输入轴以输入转速同步转动，此时，当第一副轴转速小于输入转速时第一单向离合器接合，反之，当第一副轴转速大于或等于输入转速时第一单向离合器分离；同理，当第二副轴转速小于输入转速时第二单向离合器接合，反之，当第二副轴转速大于或等于输入转速时第二单向离合器分离。

2.上述方案中，在第一摩擦式离合器中具有第一主动端和第一从动端，其中主动端和从动端的含义是指从动力传递先后顺序的角度来定义摩擦式离合器作用端，通常主动端是动力输入端，从动端是动力输出端。同理，第二摩擦式离合器中的第二主动端和第二从动端的含义也类似。摩擦式离合器本身为现有技术，本发明中采用主动端和从动端来概括性描述摩擦式离合器的两个重要结构特征。主动端和从动端两者中致于谁是固定端，谁是移动端均可以通过具体的结构设计来实现。

3.上述方案中，所述第一磨擦离合器和第二磨擦离合器可以采用干式离合器，也可以采用湿式多片离合器等。

4.上述方案中，所述第一单向离合器、第二单向离合器可以采用楔块式单向合器，也可以采用滚柱式单向离合器，还可以采用棘轮棘爪式单向离合器等。

变速传动系统是各类车辆不可或缺的关键组成部分。按变速过程，变速器分为有级变速和无级变速两大类，其中，目前在各类车辆上使用最多的有级变速器又分为手动变速和自动变速两类。

手动变速器是主要由齿轮、轴类机械零部件和单一离合器构成的有级变速系统，以手动方式完成换挡操作，此类变速器结构相对简单、制造工艺成熟、造价低、应用广泛，但换挡时必须通过分离离合器中断传动，操控相对复杂、换挡平顺性差；自动变速器是主要由齿轮、轴类机械零部件，多个离合器和电子控制装置构成的有级变速系统，由电子控制装置控制不同离合器的“接合”或“分离”实现车辆不中断动力的自动变速，使用方便、换挡平顺性好，但此类变速器结构零部件多、结构复杂、制造工艺难度大、造价高，要求换挡时间响应快、控制精度要求高、应用局限性大。现有实现量产的双离合器变速器，则是兼具了手动变速器优点的自动变速器，在现有各种变速器产品中，双离合器变速器被认为是最具优势的车辆变速传动系统，其最大特点是：结构上相当于将两个手动变速器并联布置，对应于奇数挡和对应于偶数挡形成两条独立传动路径，采用两个离合器，分别用于“接合”或“分离”奇数挡和偶数挡的传动，由电子控制装置实现不中断动力的自动变速。双离合器变速器具有如下特点：

（1）由于采用两个离合器分别用于控制奇数挡和偶数挡的传动，换挡前可将“换入”挡位提前挂挡（挡位预置），换挡时分离与“换出”挡位对应的离合器，同时接合与“换入”挡位对应的离合器即可实现换挡变速，完成换挡后再摘除“换出”挡位（挡位滞退），因此只需由电子控制装置控制两个离合器的交替“接合”或“分离”，即可实现所有相邻挡位间的动力不中断换挡和车辆的自动变速。

（2）双离合器变速器与手动变速器相比，可以实现不中断动力的自动变速，与常规自动变速器相比，结构简单，对手动变速器的工艺继承性好、可靠性高、造价低、换挡操作和自动变速控制相对简单、产品应用范围广。

但是，与常规自动变速器一样，在实现不中断动力的自动变速过程中，双离合器变速器也存在下述问题：

（1）为保证换挡过程中不中断动力，需要在“换出”挡位对应的离合器尚未完全分离时就接合“换入”挡位对应的离合器，即通过两个离合器同时滑摩实现两条传动路径之间的动力交接，因此加剧了离合器的磨损，容易导致离合器的早期失效；

（2）两个离合器同时滑摩，会在变速器内部两条传动路径之间引起功率循环，造成功率循环路径上的各个齿轮、轴类零件的受力急剧增加、工作状况恶化，容易引起附加的振动噪声和造成零部件早期磨损，影响变速器的使用寿命；

（3）两个离合器同时滑摩会产生滑摩功率损失，变速器内部的功率循环也会带来一定的传动功率损失，最终造成变速器输出功率下降。为解决由此引起的输出功率下降问题，需要同时对离合器进行控制和对发动机进行换挡协调控制，即在换挡过程中既要准确地控制离合器的滑摩率，同时又要准确控制发动机适当增加输出功率以弥补上述功率损失，但是，由于离合器滑摩功率损失和发动机输出特性具有非线性特点，使得对离合器滑摩率的控制和对发动机协调控制的过程极为复杂、难度极高，同时也容易引起控制系统故障。

本发明的设计原理和构思是：

在双离合器变速系统的奇数挡和偶数挡所对应的传动路径中，位于离合器从动端之后，以串联方式设置一个只能在单一转动方向上进行传动的单向离合器，利用单向离合器与离合器共同对相应传动路径进行传动控制，在传动的转动方向上，当单向离合器输入端转速大于其输出端转速时，单向离合器接合并传递动力，当单向离合器输出端转速大于或等于其输入端转速时，单向离合器自动分离并中断传动。

由于运用了上述技术方案，与现有双离合器产品相比，本发明具有下列优点和效果：

1.本发明由于采用单向离合器与离合器组合共同进行传动控制，使得应用本发明的双离合器变速器既有现有双离合器产品的所有特点，又可以利用单向离合器的单向传动和反向自动分离的机械特性，无需通过两个离合器同时滑摩既可实现两条传动路径之间的动力交接，能够有效避免现有双离合器产品的两个离合器同时滑摩导致的磨损加剧、早期失效以及齿轮、轴类零件受力急剧增加、工作状况恶化和由此引起的附加振动噪声，有利于提高离合器及整个变速器的使用可靠性和寿命。

2.本发明由于采用单向离合器与离合器组合共同进行传动控制，利用单向离合器的单向传动和反向自动分离特性，使得换挡过程中两条传动路径之间的动力交接不再需要两个离合器同时滑摩，可以有效避免因离合器滑摩和功率循环导致的变速器输出功率损失，降低了对离合器控制及对发动机协调控制的时间相应和控制精度要求，使自动变速控制过程更为简单、可靠，车辆的换挡平顺性也更好。

附图说明

图1 为本发明同轴同端组合式双离合器传动装置结构示意图；

图2 为采用图1所示同轴同端组合式双离合器传动装置的四速变速传动系统原理图。

附图标记：C11.Ⅰ挡主动齿轮；C12.Ⅰ挡从动齿轮；C21.Ⅱ挡主动齿轮；C22.Ⅱ挡从动齿轮；C31.Ⅲ挡主动齿轮；C32.Ⅲ挡从动齿轮；C41.Ⅳ挡主动齿轮；C42.Ⅳ挡从动齿轮；Cr1.倒挡主动齿轮；Cr2.倒挡惰轮；Cr3.倒挡从动齿轮；Dx1.第一单向离合器；Dx2.第二单向离合器；D1.Ⅰ挡位置；D2.Ⅱ挡位置；D3.Ⅲ挡位置；D4.Ⅳ挡位置；i1.Ⅰ挡传动比；i2.Ⅱ挡传动比；i3.Ⅲ挡传动比；i4.Ⅳ挡传动比；KT.壳体；L1a.第一主动端；L1b.第一从动端；L2a.第二主动端；L2b.第二从动端；LH1.第一离合器模块；LH2.第二离合器模块；ni.输入转速；no.输出转速；nf1.第一副轴转速；nf2.第二副轴转速；nz1.套筒传动轴转速；nz2.中间传动轴转速；N.空挡位置；Pi.输入动力；Po.输出动力；R.倒挡位置；T1.第一接合器；T2.第二接合器；Tr.倒挡接合器；Zd.倒挡轴；Zf1.第一副轴；Zf2.第二副轴；Zi.输入轴；Z1.套筒传动轴；Z2.中心传动轴；Zo.输出轴。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步描述：

实施例：一种同轴同端组合式双离合器传动装置

如图1所示，该装置包括输入轴Zi、第一离合器模块LH1、第二离合器模块LH2、套筒传动轴Z1、中心传动轴Z2、第一副轴Zf1、第二副轴Zf2、第一单向离合器Dx1和第二单向离合器Dx2，其中：所述输入轴Zi为动力输入轴，所述套筒传动轴Z1为第一离合器模块LH1的输出轴，所述中心传动轴Z2为第二离合器模块LH2的输出轴。

在装配状态下，以输入轴Zi为基准，第一离合器模块LH1围绕第二离合器模块LH2布置，第一离合器模块LH1、第二离合器模块LH2的转动中心相对输入轴Zi同轴设置，套筒传动轴Z1、中心传动轴Z2、第一副轴Zf1和第二副轴Zf2皆与输入轴Zi同轴设置。

所述套筒传动轴Z1为空心轴，套筒传动轴Z1相对于壳体KT转动支承。所述中心传动轴Z2穿过套筒传动轴Z1且其一端伸出套筒传动轴Z1，中心传动轴Z2相对于套筒传动轴Z1和壳体KT转动支承，所述输入轴Zi相对于壳体KT转动支承，输入轴Zi位于中心传动轴Z2的一端，且相对于中心传动轴Z2同轴布置。

所述第一副轴Zf1为空心轴，第一副轴Zf1同轴套设于套筒传动轴Z1上，且相对于套筒传动轴Z1转动支承。所述第二副轴Zf2同轴套设于中心传动轴Z2伸出套筒传动轴Z1的一段上，且相对于中心传动轴Z2转动支承。

第一离合器模块LH1包括第一主动端L1a和第一从动端L1b，所述第一主动端L1a与第一从动端L1b配合构成第一磨擦离合器，第一磨擦离合器采用干式离合器，所述第一主动端L1a与输入轴Zi传动连接且同步转动，所述第一从动端L1b与套筒传动轴Z1传动连接且同步转动，当第一主动端L1a与第一从动端L1b接合时二者以输入转速ni同步转动，动力可由输入轴Zi传递给套筒传动轴Z1，当第一主动端L1a与第一从动端L1b分离时则中断传动。所述第二离合器模块LH2包括第二主动端L2a和第二从动端L2b，所述第二主动端L2a与第二从动端L2b配合构成第二磨擦离合器，第二磨擦离合器采用干式离合器，所述第二主动端L2a与输入轴Zi传动连接且同步转动，所述第二从动端L2b与中心传动轴Z2传动连接且同步转动，当第二主动端L2a与第二从动端L2b接合时二者以输入转速ni同步转动，动力可由输入轴Zi传递给中心传动轴Z2，当第二主动端L2a与第二从动端L2b分离时则中断传动。

所述第一单向离合器Dx1是只能进行单一转向传动的机械模块，具体采用楔块式单向合器，其具有输入和输出两个连接端，其中，输入端与套筒传动轴Z1传动连接且同步转动，输出端与第一副轴Zf1传动连接且同步转动，在传动转速方向上，当套筒传动轴Z1转速大于第一副轴转速nf1时，第一单向离合器Dx1接合并将动力由套筒传动轴Z1传递给第一副轴Zf1，当第一副轴转速nf1大于或等于套筒传动轴Z1的转速时，第一单向离合器Dx1分离并中断传动。

所述第二单向离合器Dx2是只能进行单一转向传动的机械模块，具体采用楔块式单向合器，其具有输入和输出两个连接端，其中，输入端与中心传动轴Z2传动连接且同步转动，输出端与第二副轴Zf2传动连接且同步转动，在传动转速方向上，当中心传动轴Z2转速大于第二副轴转速nf2时，第二单向离合器Dx2接合并将动力由中心传动轴Z2传递给第二副轴Zf2，当第二副轴转速nf2大于或等于中心传动轴Z2的转速时，第二单向离合器Dx2分离并中断传动。

在使用状态下，当第一主动端L1a与第一从动端L1b、第二主动端L2a与第二从动端L2b同时接合，且输入轴Zi转速不为零时，第一主动端L1a、第一从动端L1b、第二主动端L2a和第二从动端L2b皆与输入轴Zi以输入转速ni同步转动，此时，当第一副轴转速nf1小于输入转速ni时第一单向离合器Dx1接合，反之，当第一副轴转速nf1大于或等于输入转速ni时第一单向离合器Dx1分离；同理，当第二副轴转速nf2小于输入转速ni时第二单向离合器Dx2接合，反之，当第二副轴转速nf2大于或等于输入转速ni时第二单向离合器Dx2分离。

参见图2，图2所示为应用本实施例同轴同端组合式双离合器传动装置的四速双离合变速传动系统。该系统包括图1所示的同轴同端组合式双离合器传动装置，除此而外该系统还包括输出轴Zo、倒挡轴Zd、Ⅰ挡主动齿轮C11、Ⅰ挡从动齿轮C12、Ⅱ挡主动齿轮C21、Ⅱ挡从动齿轮C22、Ⅲ挡主动齿轮C31、Ⅲ挡从动齿轮C32、Ⅳ挡主动齿轮C41、Ⅳ挡从动齿轮C42、倒挡主动齿轮Cr1、倒挡惰轮Cr2、倒挡从动齿轮Cr3以及第一接合器T1、第二接合器T2和倒挡接合器Tr。

所述输出轴Zo、倒挡轴Zd皆与输入轴Zi平行布置并相对于壳体KT转动支承。

所述Ⅰ挡主动齿轮C11、Ⅲ挡主动齿轮C31和倒挡主动齿轮Cr1固设于第一副轴Zf1上，其中：Ⅰ挡主动齿轮C11与Ⅰ挡从动齿轮C12常啮合，Ⅲ挡主动齿轮C31与Ⅲ挡从动齿轮C32常啮合，倒挡主动齿轮Cr1与倒挡惰轮Cr2常啮合。

所述Ⅱ挡主动齿轮C21、Ⅳ挡主动齿轮C41固设于第二副轴Zf2上，其中：Ⅱ挡主动齿轮C21与Ⅱ挡从动齿轮C22常啮合，Ⅳ挡主动齿轮C41与Ⅳ挡从动齿轮C42常啮合。

输出轴Zo上依次同轴套设有Ⅰ挡从动齿轮C12、第一接合器T1、Ⅲ挡从动齿轮C32、倒挡从动齿轮Cr3、倒挡接合器Tr、Ⅳ挡从动齿轮C42、第二接合器T2和Ⅱ挡从动齿轮C22，其中：所述Ⅰ挡从动齿轮C12、Ⅲ挡从动齿轮C32、倒挡从动齿轮Cr3、Ⅳ挡从动齿轮C42和Ⅱ挡从动齿轮C22皆相对于输出轴Zo转动支承。所述第一接合器T1和第二接合器T2与输出轴Zo同步转动并可沿输出轴Zo轴向移动。当第一接合器T1移动到Ⅰ挡位置D1时可将Ⅰ挡从动齿轮C12与输出轴Zo锁定，当第一接合器T1移动到Ⅲ挡位置D3时可将Ⅲ挡从动齿轮C32与输出轴Zo锁定，当第一接合器T1处于空挡位置N时Ⅰ挡从动齿轮C12、Ⅲ挡从动齿轮C32同时与输出轴Zo解锁。当第二接合器T2移动到Ⅱ挡位置D2时可将Ⅱ挡从动齿轮C22与输出轴Zo锁定，当第二接合器T2移动到Ⅳ挡位置D4时可将Ⅳ挡从动齿轮C42与输出轴Zo锁定，当第二接合器T2处于空挡位置N时Ⅱ挡从动齿轮C22、Ⅳ挡从动齿轮C42同时与输出轴Zo解锁。所述倒挡接合器Tr与输出轴Zo同步转动并可沿输出轴Zo轴向移动，当倒挡接合器Tr移动到倒挡位置R时可将倒挡从动齿轮Cr3与输出轴Zo锁定，当倒挡接合器Tr处于空挡位置N时将倒挡从动齿轮Cr3与输出轴Zo解锁。

所述倒挡惰轮Cr2固设在倒挡轴Zd上，所述倒挡惰轮Cr2与倒挡从动齿轮Cr3常啮合。

本实施例中，应用本发明同轴同端组合式双离合器传动装置的四速双离合变速传动系统可以实现空挡、四个前进挡和一个倒挡，在四个前进挡中，Ⅰ挡传动比i1＞Ⅱ挡传动比i2＞Ⅲ挡传动比i3＞Ⅳ挡传动比i4，即Ⅰ挡车速＜Ⅱ挡车速＜Ⅲ挡车速＜Ⅳ挡车速，其工作原理如下（参见图1和图2）：

（1）相邻挡位同时挂挡时，第一单向离合器Dx1、第二单向离合器Dx2及第一副轴转速nf1、第二副轴转速nf2状态

相邻两个挡位同时挂挡，第一主动端L1a与第一从动端L1b、第二主动端L2a与第二从动端L2b接合状态不同时，会对第一单向离合器Dx1、第二单向离合器Dx2状态及第一副轴转速nf1、第二副轴转速nf2产生影响。

例如，第一接合器T1处于Ⅰ挡位置D1、第二接合器T2处于Ⅱ挡位置D2，Ⅰ挡和Ⅱ挡同时挂挡，此时，如输入轴Zi转速为输入转速ni，则第一主动端L1a和第二主动端L2a与输入轴Zi同步转动。

接合第一主动端L1a与第一从动端L1b、分离第二主动端L2a与第二从动端L2b，使第一从动端L1b、套筒传动轴Z1和第一单向离合器Dx1输入端随第一主动端L1a以输入转速ni同步转动，可使第一单向离合器Dx1接合，并使第一副轴Zf1也以输入转速ni同步转动，形成Ⅰ挡传动，此时有：

第一副轴转速nf1＝输入转速ni；

第二副轴转速nf2＝（Ⅱ挡传动比i2/Ⅰ挡传动比i1）×第一副轴转速nf1；

因Ⅱ挡传动比i2＜Ⅰ挡传动比i1，所以第二副轴转速nf2＜第一副轴转速nf1＝输入转速ni，并且第二单向离合器Dx2处于自由状态。

在此状态下，接合第二主动端L2a与第二从动端L2b，使第二从动端L2b、中心传动轴Z2和第二单向离合器Dx2输入端以输入转速ni同步转动，因此时输入转速ni＞第二副轴转速nf2，所以第二单向离合器Dx2接合，并使第二副轴Zf2也以输入转速ni同步转动形成Ⅱ挡传动。第二单向离合器Dx2接合时，能使第一单向离合器Dx1输出端转速大于其输入端转速并使之分离，并中断Ⅰ挡传动。此后，若维持第一主动端L1a与第一从动端L1b接合，再次分离第二主动端L2a与第二从动端L2b，能够使第一副轴转速nf1、第二副轴转速nf2同时下降，当第一副轴转速nf1降至输入转速ni时，第一单向离合器Dx1重新接合，并恢复Ⅰ挡传动。

同理，第二接合器T2处于Ⅱ挡位置D2、第一接合器T1处于Ⅲ挡位置D3，Ⅱ挡和Ⅲ挡同时挂挡，输入轴Zi转速为输入转速ni，则第一主动端L1a和第二主动端L2a与输入轴Zi同步转动。

接合第二主动端L2a与第二从动端L2b、分离第一主动端L1a与第一从动端L1b，使第二从动端L2b、中心传动轴Z2和第二单向离合器Dx2输入端随第二主动端L2a以输入转速ni同步转动，可使第二单向离合器Dx2接合、并使第二副轴Zf2也以输入转速ni同步转动形成Ⅱ挡传动，此时有：

第二副轴转速nf2＝输入转速ni；

第一副轴转速nf1＝（Ⅲ挡传动比i3/Ⅱ挡传动比i2）×第二副轴转速nf2；

因Ⅲ挡传动比i3＜Ⅱ挡传动比i2，所以第一副轴转速nf1＜第二副轴转速nf2＝输入转速ni，并且第一单向离合器Dx1处于自由状态。

在此状态下，接合第一主动端L1a与第二从动端L1b，使第一从动端L1b、套筒传动轴Z1和第一单向离合器Dx1输入端以输入转速ni同步转动，因此时输入转速ni＞第一副轴转速nf1，所以第一单向离合器Dx1接合，并使第一副轴Zf1也以输入转速ni同步转动形成Ⅲ挡传动。第一单向离合器Dx1接合时，能使第二单向离合器Dx2输出端转速大于其输入端转速并使之分离，并中断Ⅱ挡传动。此后，若维持第二主动端L2a与第二从动端L2b接合，再次分离第一主动端L1a与第一从动端L1b，能够使第一副轴转速nf1、第二副轴转速nf2同时下降，当第二副轴转速nf2降至输入转速ni时，第二单向离合器Dx2重新接合，并恢复Ⅱ挡传动。

Ⅲ挡和Ⅳ挡同时挂挡时，第一单向离合器Dx1、第二单向离合器Dx2及第一副轴转速nf1、第二副轴转速nf2状态与Ⅰ挡和Ⅱ挡同时挂挡时的情况相同，在此不再赘述。

（2）变速器空挡

车辆启动前，使所有离合器传动副和换挡元件皆处于初始位置，即：第一主动端L1a与第一从动端L1b、第二主动端L2a与第二从动端L2b、第一单向离合器Dx1以及第二单向离合器Dx2皆分离，第一接合器T1、第二接合器T2和倒挡接合器Tr皆处于各自的空挡位置N。

车辆启动后，所有换挡元件皆处于初始位置，即：变速传动系统由发动机输入动力，输入轴Zi在输入动力Pi驱动下，带动第一主动端L1a和第二主动端L2a以输入转速ni同步转动，但因此时第二主动端L2a、第二从动端L2b、第一单向离合器Dx1、第二单向离合器Dx2、第一副轴转速nf1、第二副轴转速nf2皆为零，所有挡位传动全部中断，车辆处于空挡，输出转速no为零。

（3）由空挡换入Ⅰ挡

在车辆处于空挡状态下，第一从动端L1b、套筒传动轴Z1、第一单向离合器Dx1输出端转速为零。首先将第一接合器T1移到Ⅰ挡位置D1，使Ⅰ挡从动齿轮C12与输出轴Zo锁定，然后接合第一主动端L1a与第一从动端L1b，使第一从动端L1b、套筒传动轴Z1连同第一单向离合器Dx1输入端与输入轴Zi同步转动，此时，因第一单向离合器Dx1输入端转速大于其从动端转速，第一单向离合器Dx1接合使第一副轴转速nf1＝输入转速ni，传递到第一从动端L1b的动力经套筒传动轴Z1、第一单向离合器Dx1输入端、第一单向离合器Dx1输出端、第一副轴Zf1、Ⅰ挡主动齿轮C11、Ⅰ挡从动齿轮C12和第一接合器T1传递到输出轴Zo后驱动车辆以Ⅰ挡起步并向前行驶。

（4）由Ⅰ挡升入Ⅱ挡及由Ⅱ挡降回Ⅰ挡

在车辆Ⅰ挡工况下，第二主动端L2a随同输入轴Zi以输入转速ni同步转动。将第二接合器T2移到Ⅱ挡位置D2，使Ⅱ挡从动齿轮C22与输出轴Zo锁定后，输出轴Zo带动Ⅱ挡从动齿轮C22同步转动，并由Ⅱ挡从动齿轮C22进一步带动Ⅱ挡主动齿轮C21、第二副轴Zf2和第二单向离合器Dx2输出端以第二副轴转速nf2转动，此时有第二副轴转速nf2＜第一副轴转速nf1＝输入转速ni，并且第二单向离合器Dx2处于自由状态。

接合第二主动端L2a与第二从动端L2b，使第二从动端L2b、中心传动轴Z2连同第二单向离合器Dx2输入端以输入转速ni同步转动，进而使第二单向离合器Dx2接合并使第二副轴Zf2以输入转速ni同步转动，同时使第一单向离合器Dx1自动分离并中断Ⅰ挡传动。传递到第二单向离合器Dx2输入端的动力经第二单向离合器Dx2输出端、第二副轴Zf2、Ⅱ挡主动齿轮C21、Ⅱ挡从动齿轮C22和第二接合器T2传递到输出轴Zo后驱动车辆以Ⅱ挡向前行驶，由此即完成了Ⅰ挡升入Ⅱ挡的传动转换。此后分离第一主动端L1a与第一从动端L1b，同时将第一接合器T1移到空挡位置N，使Ⅰ挡从动齿轮C12与输出轴Zo解锁，以便于车辆稳定运行。

在车辆Ⅱ挡工况下，重新接合第一主动端L1a与第一从动端L1b，同时重新将第一接合器T1移到Ⅰ挡位置D1，然后分离第二主动端L2a与第二从动端L2b使传递到第二副轴Zf2上的动力中断，第一副轴转速nf1和第二副轴转速nf2同时降低，当第一副轴转速nf1降低到输入转速ni时，第一单向离合器Dx1自动接合，车辆以Ⅰ挡向前行驶，由此即完成了Ⅱ挡降回Ⅰ挡的传动转换。

（5）由Ⅱ挡升入Ⅲ挡及由Ⅲ挡降回Ⅱ挡

在车辆Ⅱ挡工况下，第二主动端L2a随同输入轴Zi以输入转速ni同步转动。将第一接合器T1移到Ⅲ挡位置D3，使Ⅲ挡从动齿轮C32与输出轴Zo锁定后，输出轴Zo带动Ⅲ挡从动齿轮C32同步转动，并由Ⅲ挡从动齿轮C32进一步带动Ⅲ挡主动齿轮C31、第一副轴Zf1和第一单向离合器Dx1输出端以第一副轴转速nf1转动，此时有第一副轴转速nf1＜第二副轴转速nf2＝输入转速ni，并且第一单向离合器Dx1处于自由状态。

接合第一主动端L1a与第一从动端L1b，使第一从动端L1b、套筒传动轴Z1连同第一单向离合器Dx1输入端以输入转速ni同步转动，进而使第一单向离合器Dx1接合并使第一副轴Zf1以输入转速ni同步转动，同时使第二单向离合器Dx2自动分离并中断Ⅱ挡传动。传递到第一单向离合器Dx1输入端的动力经第一单向离合器Dx1输出端、第一副轴Zf1、Ⅲ挡主动齿轮C31、Ⅲ挡从动齿轮C32和第一接合器T1传递到输出轴Zo后驱动车辆以Ⅲ挡向前行驶，由此即完成了Ⅱ挡升入Ⅲ挡的传动转换。此后分离第二主动端L2a与第二从动端L2b，同时将第二接合器T2移到空挡位置N，使Ⅱ挡从动齿轮C22与输出轴Zo解锁，以便于车辆稳定运行。

在车辆Ⅲ挡工况下，重新接合第二主动端L2a与第二从动端L2b，同时重新将第二接合器T2移到Ⅱ挡位置D2，然后分离第一主动端L1a与第一从动端L1b使传递到第一副轴Zf1上的动力中断，第一副轴转速nf1和第二副轴转速nf2同时降低，当第二副轴转速nf2降低到输入转速ni时，第二单向离合器Dx2自动接合，车辆以Ⅱ挡向前行驶，由此即完成了Ⅲ挡降回Ⅱ挡的传动转换。

（6）由Ⅲ挡升入Ⅳ挡及由Ⅳ挡降回Ⅲ挡

在车辆Ⅲ挡工况下，第二主动端L2a随同输入轴Zi以输入转速ni同步转动。将第二接合器T2移到Ⅳ挡位置D4，使Ⅳ挡从动齿轮C42与输出轴Zo锁定后，输出轴Zo带动Ⅳ挡从动齿轮C42同步转动，并由Ⅳ挡从动齿轮C42进一步带动Ⅳ挡主动齿轮C41、第二副轴Zf2和第二单向离合器Dx2输出端以第二副轴转速nf2转动，此时有第二副轴转速nf2＜第一副轴转速nf1＝输入转速ni，并且第二单向离合器Dx2处于自由状态。

接合第二主动端L2a与第二从动端L2b，使第二从动端L2b、中心传动轴Z2连同第二单向离合器Dx2输入端以输入转速ni同步转动，进而使第二单向离合器Dx2接合并使第二副轴Zf2以输入转速ni同步转动，同时使第一单向离合器Dx1自动分离并中断Ⅲ挡传动。传递到第二单向离合器Dx2输入端的动力经第二单向离合器Dx2输出端、第二副轴Zf2、Ⅳ挡主动齿轮C41、Ⅳ挡从动齿轮C42和第二接合器T2传递到输出轴Zo后驱动车辆以Ⅳ挡向前行驶，由此即完成了Ⅲ挡升入Ⅳ挡的传动转换。此后分离第一主动端L1a与第一从动端L1b，同时将第一接合器T1移到空挡位置N，使Ⅲ挡从动齿轮C32与输出轴Zo解锁，以便于车辆稳定运行。

在车辆Ⅳ挡工况下，重新接合第一主动端L1a与第一从动端L1b，同时重新将第一接合器T1移到Ⅲ挡位置D3，然后分离第二主动端L2a与第二从动端L2b使传递到第二副轴Zf2上的动力中断，第一副轴转速nf1和第二副轴转速nf2同时降低，当第一副轴转速nf1降低到输入转速ni时，第一单向离合器Dx1自动接合，车辆以Ⅲ挡向前行驶，由此即完成了Ⅳ挡降回Ⅲ挡的传动转换。

（7）倒挡

在车辆处于空挡状态下，将倒挡接合器Tr移到倒挡位置R，使倒挡从动齿轮Cr3与输出轴Zo锁定，然后接合第一主动端L1a与第一从动端L1b，使第一从动端L1b、套筒传动轴Z1连同第一单向离合器Dx1输入端与输入轴Zi同步转动，此时，因第一单向离合器Dx1输入端转速大于其从动端转速，第一单向离合器Dx1接合使第一副轴转速nf1＝输入转速ni，传递到第一单向离合器Dx1输入端的动力经第一单向离合器Dx1输出端、第一副轴Zf1、倒挡主动齿轮Cr1、倒挡惰轮Cr2、倒挡从动齿轮Cr3和倒挡接合器Tr传递到输出轴Zo后驱动车辆以倒挡起步并向后行驶。

下面针对本发明的其他实施情况以及结构变化作如下说明：

1.为便于说明本发明特点，以上实施例仅对应用本发明双离合器传动装置的四速双离合变速传动系统加以描述，如欲增加或减少变速传动系统挡位数，只需在第一副轴转速nf1与输出转速no之间和/或第二副轴转速nf2与输出转速no之间，增加或减少传动齿轮对数及相应的接合器个数即可。这是本领域技术人员能够理解和认知的变化。

2.以上实施例中，所述第一磨擦离合器和第二磨擦离合器采用的是干式离合器，但本发明不局限于此，第一磨擦离合器和第二磨擦离合器也可以采用湿式多片离合器。

3.以上实施例中，所述第一单向离合器Dx1、第二单向离合器Dx2采用的是楔块式单向合器，但本发明不局限于此，第一单向离合器Dx1、第二单向离合器Dx2也可以采用滚柱式单向离合器，或者棘轮棘爪式单向离合器等等于

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种同轴同端组合式双离合器传动装置，其特征在于：包括输入轴（Zi）、第一离合器模块（LH1）、第二离合器模块（LH2）、套筒传动轴（Z1）、中心传动轴（Z2）、第一副轴（Zf1）、第二副轴（Zf2）、第一单向离合器（Dx1）和第二单向离合器（Dx2），其中：所述输入轴（Zi）为动力输入轴，所述套筒传动轴（Z1）为第一离合器模块（LH1）的输出轴，所述中心传动轴（Z2）为第二离合器模块（LH2）的输出轴；

在装配状态下，以输入轴（Zi）为基准，第一离合器模块（LH1）围绕第二离合器模块（LH2）布置，第一离合器模块（LH1）、第二离合器模块（LH2）的转动中心相对输入轴（Zi）同轴设置，套筒传动轴（Z1）、中心传动轴（Z2）、第一副轴（Zf1）和第二副轴（Zf2）皆与输入轴（Zi）同轴设置；

所述套筒传动轴（Z1）为空心轴，套筒传动轴（Z1）相对于壳体（KT）转动支承；所述中心传动轴（Z2）穿过套筒传动轴（Z1）且其一端伸出套筒传动轴（Z1），中心传动轴（Z2）相对于套筒传动轴（Z1）和壳体（KT）转动支承，所述输入轴（Zi）相对于壳体（KT）转动支承，输入轴（Zi）位于中心传动轴（Z2）的一端，且相对于中心传动轴（Z2）同轴布置；

所述第一副轴（Zf1）为空心轴，第一副轴（Zf1）同轴套设于套筒传动轴（Z1）上，且相对于套筒传动轴（Z1）转动支承；所述第二副轴（Zf2）同轴套设于中心传动轴（Z2）伸出套筒传动轴（Z1）的一段上，且相对于中心传动轴（Z2）转动支承；

第一离合器模块（LH1）包括第一主动端（L1a）和第一从动端（L1b），所述第一主动端（L1a）与第一从动端（L1b）配合构成第一磨擦离合器，所述第一主动端（L1a）与输入轴（Zi）传动连接且同步转动，所述第一从动端（L1b）与套筒传动轴（Z1）传动连接且同步转动，当第一主动端（L1a）与第一从动端（L1b）接合时二者以输入转速（ni）同步转动，动力可由输入轴（Zi）传递给套筒传动轴（Z1），当第一主动端（L1a）与第一从动端（L1b）分离时则中断传动；所述第二离合器模块（LH2）包括第二主动端（L2a）和第二从动端（L2b），所述第二主动端（L2a）与第二从动端（L2b）配合构成第二磨擦离合器，所述第二主动端（L2a）与输入轴（Zi）传动连接且同步转动，所述第二从动端（L2b）与中心传动轴（Z2）传动连接且同步转动，当第二主动端（L2a）与第二从动端（L2b）接合时二者以输入转速（ni）同步转动，动力可由输入轴（Zi）传递给中心传动轴（Z2），当第二主动端（L2a）与第二从动端（L2b）分离时则中断传动；

所述第一单向离合器（Dx1）是只能进行单一转向传动的机械模块，其具有输入和输出两个连接端，其中，输入端与套筒传动轴（Z1）传动连接且同步转动，输出端与第一副轴（Zf1）传动连接且同步转动，在传动转速方向上，当套筒传动轴（Z1）转速大于第一副轴转速（nf1）时，第一单向离合器（Dx1）接合并将动力由套筒传动轴（Z1）传递给第一副轴（Zf1），当第一副轴转速（nf1）大于或等于套筒传动轴（Z1）的转速时，第一单向离合器（Dx1）分离并中断传动；

所述第二单向离合器（Dx2）是只能进行单一转向传动的机械模块，其具有输入和输出两个连接端，其中，输入端与中心传动轴（Z2）传动连接且同步转动，输出端与第二副轴（Zf2）传动连接且同步转动，在传动转速方向上，当中心传动轴（Z2）转速大于第二副轴转速（nf2）时，第二单向离合器（Dx2）接合并将动力由中心传动轴（Z2）传递给第二副轴（Zf2），当第二副轴转速（nf2）大于或等于中心传动轴（Z2）的转速时，第二单向离合器（Dx2）分离并中断传动。

2.根据权利要求1所述的双离合器传动装置，其特征在于：在使用状态下，当第一主动端（L1a）与第一从动端（L1b）、第二主动端（L2a）与第二从动端（L2b）同时接合，且输入轴（Zi）转速不为零时，第一主动端（L1a）、第一从动端（L1b）、第二主动端（L2a）和第二从动端（L2b）皆与输入轴（Zi）以输入转速（ni）同步转动，此时，当第一副轴转速（nf1）小于输入转速（ni）时第一单向离合器（Dx1）接合，反之，当第一副轴转速（nf1）大于或等于输入转速（ni）时第一单向离合器（Dx1）分离；同理，当第二副轴转速（nf2）小于输入转速（ni）时第二单向离合器（Dx2）接合，反之，当第二副轴转速（nf2）大于或等于输入转速（ni）时第二单向离合器（Dx2）分离。

3.根据权利要求1所述的双离合器传动装置，其特征在于：所述第一磨擦离合器和第二磨擦离合器采用干式离合器，或者采用湿式多片离合器。

4.根据权利要求1所述的双离合器传动装置，其特征在于：所述第一单向离合器（Dx1）、第二单向离合器（Dx2）采用楔块式单向合器，或者采用滚柱式单向离合器，或者采用棘轮棘爪式单向离合器。