CN207961497U - Dct双离合自动变速箱的换挡执行机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种DCT双离合自动变速箱的换挡执行机构，包括选挡机构和换挡机构，所述选挡机构包括奇数选档轴、偶数选档轴，奇数选档轴、偶数选档轴通过旋转依靠其圆周方向伸出的选挡板旋进相应的要预选档位同步器的换挡拔叉进行选挡，其中奇数选档轴控制一三档同步器、五七档同步器，偶数选档轴控制第三换挡拔叉、六倒档同步器。本实用新型采用新型的电控式选换挡执行机构，具有设计难度低、制造成本低，空间容易布置、响应速度快、控制精度高等优点。适用于干式、湿式双离合自动变速箱的换挡执行机构，也可用于电控式自动变速箱即AMT的换挡执行机构。

Description

DCT双离合自动变速箱的换挡执行机构

技术领域

本实用新型涉及双离合自动变速箱领域，具体是一种DCT双离合自动变速箱的换挡执行机构。

背景技术

目前汽车自动变速箱的双离合干式和湿式的换挡执行机构模块制造成本高，设计难度大，目前DCT的双离合变速箱的换挡执行机构普遍选用液压换挡，而液压换挡执行机构的电磁阀模块体积庞大、需要多个位置传感器与方向控制阀、成本高，设计制造难度大。也有采用电控式的换挡执行机构，比如带换挡鼓的双电机执行机构，而换挡鼓选换档槽设计复杂、换挡拨叉数量多结构复杂；特别是采用一个换挡鼓时，换挡鼓体积庞大、除了换挡拨叉外又有多个连接拨叉。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种DCT双离合自动变速箱的换挡执行机构，包括选挡机构和换挡机构，所述选挡机构包括奇数选档轴、偶数选档轴，奇数选档轴、偶数选档轴通过旋转依靠其圆周方向伸出的选挡板旋进相应的要预选档位同步器的换挡拔叉进行选挡，其中奇数选档轴控制一三档同步器、五七档同步器，偶数选档轴控制第三换挡拔叉、六倒档同步器。

进一步的，所述奇数选档轴圆周方向上设置选挡板控制所述一三档同步器；另外一个位置处的圆周方向设置两个相隔90度选挡板控制五七档同步器；

所述偶数选档轴圆周方向上设置选挡板控制六倒档同步器；另外一个位置处的圆周方向设置两个相隔90度选挡板用来控制二四档同步器。

进一步的，当奇数选档轴、偶数选档轴上设置的选挡板旋进同步器的换挡拔叉时，换挡拔叉的自锁钢球通过内六角螺钉、弹簧压板、压缩弹簧的作用落入选挡板的槽内。

进一步的，还包括第一角度传感器、第二角度传感器，第一角度传感器、第二角度传感器分别用于检测件奇数选档轴、偶数选档轴的旋转角度。

进一步的，所述换挡机构包括换挡电机，换挡电机通过减速机构蜗杆副驱动蜗杆带动奇数档蜗轮轴或偶数档蜗轮轴转动，奇数档蜗轮轴或偶数档蜗轮轴通过深沟球轴承安装在变速箱壳体上，奇数档蜗轮轴或偶数档蜗轮轴的端部有一段梯形螺纹，通过梯形螺纹将奇数档蜗轮轴或偶数档蜗轮轴的旋转运动变为直线运动，和奇数档蜗轮轴或偶数档蜗轮轴连接的换挡螺母做直线运动，换挡螺母通过滚针轴承配合在奇数档蜗轮轴或偶数档蜗轮轴上，使奇数档蜗轮轴或偶数档蜗轮轴在换挡螺母上自由转动，换挡螺母通过挡板带动奇数档蜗轮轴或偶数档蜗轮轴沿着直线轴承做左右直线运动。

进一步的，所述换挡机构还包括压缩弹簧，压缩弹簧通过轴端挡板、固定螺钉固定在奇数档蜗轮轴或偶数档蜗轮轴上。

进一步的，所述换挡机构还包括第一位移传感器、第二位移传感器，第一位移传感器、第二位移传感器用来检测换挡时的行程位移。

本实用新型采用新型的电控式选换挡执行机构，具有设计难度低、制造成本低，空间容易布置、响应速度快、控制精度高等优点。适用于干式、湿式双离合自动变速箱的换挡执行机构，也可用于电控式自动变速箱即AMT的换挡执行机构。

附图说明

图1是DCT双离合自动变速箱的换挡执行机构结构示意图；

图2是A-A剖视图；

图3是B-B剖视图；

图4是C-C剖视图；

图5是升降档逻辑图。

1-选档电机、2-行星齿轮、3-行星销轴、4-深沟球轴承、5-外齿圈、6-第一选档齿轮、7-奇数选档轴、8-直线轴承、9-深沟球轴承、10-奇数档蜗轮轴、11-蜗杆、12-第一位移传感器、13-内六角螺钉、14-弹簧压板、15-压缩弹簧、16-自锁钢球、17-换挡螺母、18-压缩弹簧、19-轴端挡板、20-固定螺钉、21-五七档同步器、22-一三档同步器、23-第一换挡拔叉、24-第二换挡拔叉、25-第一角度传感器、26-第一换挡电机、27-小轴承、28-第二角度传感器、29-滚针轴承、30-挡板、31-变速箱壳体、32-第二选档齿轮、33-偶数选档轴、34-偶数档蜗轮轴、35-蜗杆、36-换挡螺母、37-挡板、38-第三换挡拔叉、39-二四档同步器、40-六倒档同步器、41-第四换挡拔叉、42-第二换挡电机、43-第二位移传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1-5所示，本实用新型的换挡执行机构主要是两大模块，即一套选档模块用来选择当升档或者降档时要预先选择的档位，两套换挡模块分别控制变速箱的奇数档与偶数档。

DCT换挡原理

DCT干式、湿式双离合的换挡原理：两套离合器称之为K1、K2分别控制变速箱的奇数档与偶数档。当车辆停止或者怠速时两离合器均处于脱开的状态，起步时控制1、3档的同步器将档位挂到1档，然后K1离合器接合，传递发动机扭矩。当车辆加速到2档换挡点的某一速度时控制2、4档的同步器将档位预先选择到2档，而此时控制偶数档的离合器依旧是脱开的，只有随着车速的继续增加达到K2离合器的接合速度时，此时K1离合器逐渐脱开，K2离合器逐渐接合，变速箱进入2档工作模式。以此类推档位按照顺序逐渐升档或降档。

选档原理

选档电机1，通过行星齿轮2、行星销轴3、深沟球轴承4、外齿圈5的行星减速机构由外齿圈5外齿圈输出动力，外齿圈5分别带动第一选档齿6、第二选档齿轮32做旋转运动，从而使奇数选档轴7、偶数选档轴33旋转。奇数选档轴7、偶数选档轴33旋转依靠其圆周方向伸出的选挡板旋进相应的要预选档位的同步器换挡拔叉，奇数选档轴7、偶数选档轴33同时旋转一次旋转90度，升档过程顺时针旋转两次，降档过程逆时针旋转两次一次90度。其中奇数选档轴7控制一三档同步器22、五七档同步器21，偶数选档轴33控制第三换挡拔叉38、六倒档同步器40。

奇数选档轴7圆周方向上设置选挡板控制一三档同步器22；另外一个位置处的圆周方向设置两个选挡板（两个选挡板相隔90度）用来控制五七档同步器21。当一三档同步器22工作时，五七档同步器21不被选择，即奇数选档轴7上控制五七档同步器21的选挡板不被旋进。

偶数选档轴33圆周方向上设置选挡板控制六倒档同步器40；另外一个位置处的圆周方向设置伸出两个选挡板（两个选挡板相隔90度）用来控制二四档同步器39。当二四档同步器39工作时，六倒档同步器40不被选择，即偶数选档轴33上控制六倒档同步器40的选挡板不被旋进。

当一三档同步器22工作时，二四档同步器39需要被选择、作为升档或者降档时的预选同步器可以完成1-4档的升降档。当4档工作时，此时奇数选档轴7旋转90度一三档同步器22的选挡板脱开，五七档同步器21的选挡板被旋进，五七档同步器21被预选，当奇数选档轴7旋转的同时偶数选档轴33在二四档同步器39处设置的选挡板也在旋转，导致二四档同步器39被脱离选择，控制二四档同步器39的选挡板在圆周方向上有两个，当前一个旋转90度脱开时后一个被旋进，此时二四档同步器39依旧处于被选择的状态。此时实现5档的预选与换挡，当5档工作时随着发动机转速的不断增加，6档需要被预选，此时选档电机1接受信号开始转动，使奇数选档轴7、偶数选档轴33旋转90度，控制件五七档同步器21的前一个选挡板脱离后一个选挡板旋进件五七档同步器21的换挡拔叉槽，二四档同步器39脱开，偶数选档轴33的旋转使选挡板旋进六倒档同步器40的换挡拔叉槽，六倒档同步器被预选6档，可以进行升换档与R档的工作。由于DCT特殊的换挡原理本实用新型的选档模块需要同时两个连续的奇数档与偶数档同步器被选择，以方便进行预选档位与升降档的顺利完成。同理降档过程也是如此，不同的是此时奇数选档轴7、偶数选档轴33需要连续两次反转90度，完成同步器的选择。

当奇数选档轴7、偶数选档轴33上设置的选挡板，旋进同步器的换挡拔叉时，为了保证奇数选档轴7、偶数选档轴33位置准确，当选挡板旋进时将自锁钢球16通过内六角螺钉13、弹簧压板14、压缩弹簧15的作用落入选挡板的槽里，将奇数选档轴7、偶数选档轴33的圆周方向锁定。

第一角度传感器25、第二角度传感器28用于检测件奇数选档轴7、偶数选档轴33的旋转角度，并将此时的选档信号传递给TCU，TCU根据当前的选档位置以及发动机的转速信号，发布信号给选档电机1，选档电机1执行动作使奇数选档轴7、偶数选档轴33旋转完成选档，使选档系统实现闭环控制。

换挡原理

当同步器的换挡拔叉被选择时，此时同步器是处于中间位置，并未挂上档，同步器齿套的移动是由第一换挡电机26、第二换挡电机42驱动完成，第一换挡电机26作为奇数档的换挡电机，第二换挡电机42作为偶数档的换挡电机。

第一换挡电机26通过减速机构蜗杆副驱动蜗杆11带动奇数档蜗轮轴10转动，奇数档蜗轮轴10通过深沟球轴承9安装在变速箱壳体上，奇数档蜗轮轴10的端部有一段梯形螺纹，通过梯形螺纹将奇数档蜗轮轴10的旋转运动变为直线运动，此时丝杆副的运动方式为丝杆转动，和奇数档蜗轮轴10连接的换挡螺母17做直线运动，换挡螺母17通过滚针轴承29配合在奇数选档轴7上，使奇数选档轴7可以在换挡螺母17上自由转动，换挡螺母17通过挡板30带动奇数选档轴7沿着直线轴承8做左右直线运动，直线轴承8固定在变速箱壳体的轴承孔内。

同理，第二换挡电机42通过减速机构蜗杆副驱动蜗杆35带动件偶数档蜗轮轴34转动，偶数档蜗轮轴34通过深沟球轴承安装在变速箱壳体上，偶数档蜗轮轴34的端部有一段梯形螺纹，通过梯形螺纹将偶数档蜗轮轴34的旋转运动变为直线运动，此时丝杆副的运动方式为丝杆转动，和偶数档蜗轮轴34连接的换挡螺母36做直线运动，换挡螺母36通过滚针轴承配合在偶数选档轴33上，使偶数选档轴33可以在换挡螺母36上自由转动，换挡螺母36通过挡板37带动偶数选档轴33沿着直线轴承做左右直线运动。

压缩弹簧18，通过轴端挡板19、固定螺钉20固定在奇数档蜗轮轴10、偶数档蜗轮轴34上，使换挡时的直线运动更加平稳，使同步器换挡同步时产生的轴向力成为奇数档蜗轮轴10、偶数档蜗轮轴34的内力，不会传递到固定的轴承上；同时换挡后弹簧的压缩使丝杆副内部产生预紧力，使梯形丝杆的自锁更加可靠，不会因为车辆行驶中的颠簸震动而产生松动出现掉档或者同步器齿套晃动或后移；丝杆副的晃动以及同步器换挡齿套的松动最终还会影响电机的行程控制，影响控制精度与响应速度。

第一位移传感器12、第二位移传感器43用来检测换挡时的行程位移，将档位信号反馈给TCU，从而控制第一换挡电26、第二换挡电机42的起动关闭，同时此位移传感器可以保证换挡同步器的齿套在空挡时能准确处于零位这样就保证了选档时奇数选档轴7、偶数选档轴33圆周方向伸出的选挡板可以准确地旋进同步器换挡拔叉的槽里，不会出现选档干涉。

本实用新型使用时，车辆在起步之前奇数选档轴7、偶数选档轴33分别选择一三档同步器22、二四档同步器39的换挡拔叉的槽，通过自锁钢球16定位，然后第一换挡电机26通过奇数档蜗轮轴10端部的梯形螺纹带动换挡螺母17作直线运动，进而带动奇数选档轴7运动推动第二换挡拔叉24在第一位移传感器12的检测下完成换挡动作并将档位信号传递给TCU，此时第一选档齿轮6沿着外齿圈5的齿槽跟着奇数选档轴7一起做直线运动，此时同步器的选择状态下可以顺利完成1档到4档或者4档到1档的升降档工作。

当4档升5档时件选档电机1通过外齿圈5输出的行星减速机构分别驱动第一选档齿轮6、第二选档齿轮32，带动奇数选档轴7、偶数选档轴33旋转，通过第一角度传感器25、第二角度传感器28的检测使奇数选档轴7、偶数选档轴33顺时针旋转90度，通过奇数选档轴7、偶数选档轴33上设置的选挡板使奇数选档轴7脱离一三档同步器22，另一个选挡板旋进五七档同步器21，而此时二四档同步器39不被脱开，因此偶数选档轴33控制二四档同步器39设置的选挡板有两个且相隔90度，当前一个选挡板脱出时后一个又重新旋进、之后随着发动机转速的继续增加第一换挡电机26执行动作通过蜗杆副驱动换挡螺母17作直线运动，带动奇数选档轴7做直线运动，奇数选档轴7推动第一换挡拔叉23完成5档的选档动作，第一位移传感器12检测换挡行程并反馈档位信号，然后K2离合器的逐渐脱开，K1离合器的逐渐接合变速箱进入5档，此时第二换挡电机42执行动作，推动4档的换挡拔叉，使同步器齿套回到中间位置。然后根据发动机转速，油门工况，道路状况TCU发出指令选档电机1执行动作，通过第一选档齿轮6、第二选档齿轮32将奇数选档轴7、偶数选档轴33继续顺时针旋转90度，偶数选档轴33设置的选挡板脱离第三换挡拔叉38、旋进六倒档同步器40的第四换挡拔叉41，奇数选档轴7上控制第一换挡拔叉23的选挡板有两个且相隔90度，前一个旋出后一个旋进，同上此时第二换挡电机42换挡电机执行动作进行6档的预选，然后根据离合器的结合状态变速箱进入6档行驶状态，当变速箱升7档第一换挡电机26执行动作推动一换挡拔叉23，实现7档预选，1到7档升档过程如上，降档过程只需将升档动作反向执行即可。

Claims (7)

1.一种DCT双离合自动变速箱的换挡执行机构，包括选挡机构和换挡机构，其特征在于：所述选挡机构包括奇数选档轴（7）、偶数选档轴（33），奇数选档轴（7）、偶数选档轴（33）通过旋转依靠其圆周方向伸出的选挡板旋进相应的要预选档位同步器的换挡拔叉进行选挡，其中奇数选档轴（7）控制一三档同步器（22）、五七档同步器（21），偶数选档轴（33）控制第三换挡拔叉（38）、六倒档同步器（40）。

2.如权利要求1所述的DCT双离合自动变速箱的换挡执行机构，其特征在于：所述奇数选档轴（7）圆周方向上设置选挡板控制所述一三档同步器（22）；另外一个位置处的圆周方向设置两个相隔90度选挡板控制五七档同步器（21）；

所述偶数选档轴（33）圆周方向上设置选挡板控制六倒档同步器（40）；另外一个位置处的圆周方向设置两个相隔90度选挡板用来控制二四档同步器（39）。

3.如权利要求1所述的DCT双离合自动变速箱的换挡执行机构，其特征在于：当奇数选档轴（7）、偶数选档轴（33）上设置的选挡板旋进同步器的换挡拔叉时，换挡拔叉的自锁钢球（16）通过内六角螺钉（13）、弹簧压板（14）、压缩弹簧（15）的作用落入选挡板的槽内。

4.如权利要求1所述的DCT双离合自动变速箱的换挡执行机构，其特征在于：还包括第一角度传感器（25）、第二角度传感器（28），第一角度传感器（25）、第二角度传感器（28）分别用于检测件奇数选档轴（7）、偶数选档轴（33）的旋转角度。

5.如权利要求1所述的DCT双离合自动变速箱的换挡执行机构，其特征在于：所述换挡机构包括换挡电机，换挡电机通过减速机构蜗杆副驱动蜗杆带动奇数档蜗轮轴或偶数档蜗轮轴转动，奇数档蜗轮轴或偶数档蜗轮轴通过深沟球轴承安装在变速箱壳体上，奇数档蜗轮轴或偶数档蜗轮轴的端部有一段梯形螺纹，通过梯形螺纹将奇数档蜗轮轴或偶数档蜗轮轴的旋转运动变为直线运动，和奇数档蜗轮轴或偶数档蜗轮轴连接的换挡螺母做直线运动，换挡螺母通过滚针轴承配合在奇数档蜗轮轴或偶数档蜗轮轴上，使奇数档蜗轮轴或偶数档蜗轮轴在换挡螺母上自由转动，换挡螺母通过挡板带动奇数档蜗轮轴或偶数档蜗轮轴沿着直线轴承做左右直线运动。

6.如权利要求1所述的DCT双离合自动变速箱的换挡执行机构，其特征在于：所述换挡机构还包括压缩弹簧（18），压缩弹簧（18）通过轴端挡板（19）、固定螺钉（20）固定在奇数档蜗轮轴（10）或偶数档蜗轮轴（34）上。

7.如权利要求1所述的DCT双离合自动变速箱的换挡执行机构，其特征在于：所述换挡机构还包括第一位移传感器（12）、第二位移传感器（43），第一位移传感器（12）、第二位移传感器（43）用来检测换挡时的行程位移。