汽车双离合变速器换挡机构的齿圈的制作方法

本发明涉及汽车变速器领域，具体涉及一种汽车双离合变速器换挡机构的齿圈。

背景技术

目前乘用车双离合变速器采用的齿圈与手动变速器的齿圈结构并无二致，也就是常见的锁环式惯性同步装置之一；其结构包括同步器齿套、同步器齿毂、齿圈、齿环，主要特点是：依靠齿环与齿圈的摩擦作用使同步器齿套与齿圈的圆周速度迅速达到同步，同时齿环、同步器齿套设计有锁止角保证同步完成，而齿圈的锁止角结构保证同步器齿套能顺利与齿圈结合，最后通过同步器齿套倒锥角、齿圈倒锥角的设计来传递扭矩。

这种锁环式惯性同步装置是在手动变速器的基础上发展优化而来的，在设计时所考虑的问题并不完全符合双离合变速器的使用情况。主要体现为低速档换挡过程时有着不同程度上的噪音；同时，由于dct有着更大的拖曳扭矩，使得现有齿圈在预同步以及拨齿圈阶段失败的概率较高。

而且这种经典锁环式惯性同步装置因过程制造、空间限制、成本控制等因素，它本身就普遍存在着以下问题：

1、同步器齿套与齿圈接触时容易产生噪音。

2、同步器齿套与齿圈接触时容易产生打齿现象，严重时出现卡死情况。

3、同步器齿套与齿圈啮合长度不足导致脱档。

4、为减少同步器齿套与齿圈发生对齿的概率，对两者的单齿锁止面交线有严格要求，零件制造、使用工况及使用寿命常常受此限制。

5、齿圈承载能力偏弱，在转速差偏高或传递扭矩较大时，常出现齿圈外花键破裂现象。

本着设计优化、成本控制等理念，且随着消费者对整车驾驶舒适性、安全性要求的不断提高，设计一种切合双离合变速器使用条件及换挡动作特性要素的同步装置已经迫在眉睫。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种可以解决汽车双离合变速器换挡打齿、卡死、噪音、脱档问题的汽车双离合变速器换挡机构的齿圈。

本发明的汽车双离合变速器换挡机构的齿圈，用于与同步器齿套配合，包括套体以及设置于套体外表面的花键齿，所述花键齿的一端设置有依次连接的第一斜面、圆弧面、第二斜面，所述第一斜面、第二斜面以所述花键齿的纵向中轴线为对称轴左右对称。

本发明的汽车双离合变速器换挡机构的齿圈，其中，所述第一斜面与花键齿的纵向中轴线成30度至90度夹角。

本发明的汽车双离合变速器换挡机构的齿圈，其中，所述花键齿的左侧面、右侧面均为下端向花键齿的纵向中轴线倾斜的倒斜面，所述花键齿的左侧面、右侧面以所述花键齿的纵向中轴线为对称轴左右对称。

本发明的汽车双离合变速器换挡机构的齿圈，其中，所述圆弧面的球心位于所述花键齿的纵向中轴线上。

本发明的汽车双离合变速器换挡机构的齿圈可以使同步器齿套顺利穿过齿圈而不发生打齿、卡死现象，并且在同步器齿套与齿圈结合、传递扭矩时能减少敲击噪音的产生，同时也加强啮合程度以避免脱档；在不影响用户换挡触觉体验的前提下，提高换挡可靠性、改善传动系统nvh敲击表现，同时也减少零部件特殊特性、降低制造成本。

附图说明

图1为现有的锁环式惯性同步装置的齿圈示意图；

图2为本发明的汽车双离合变速器换挡机构的齿圈的结构示意图；

图3为本发明的汽车双离合变速器换挡机构的齿圈与同步器齿套的配合示意图；

图4为本发明的汽车双离合变速器换挡机构的齿圈的花键齿的局部结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，现有的锁环式惯性同步装置的齿圈1的花键齿的一端设置有连接在一起的两个斜面2、两个斜面构成锁止角3，斜面2与花键齿的侧面4连接。这种结构锁环式惯性同步装置的齿圈普遍存在着以下问题：

1、同步器齿套与齿圈接触时容易产生噪音。

2、同步器齿套与齿圈接触时容易产生打齿现象，严重时出现卡死情况。

3、同步器齿套与齿圈啮合长度不足导致脱档。

4、为减少同步器齿套与齿圈发生对齿的概率，对两者的单齿锁止面交线有严格要求，零件制造、使用工况及使用寿命常常受此限制。

5、齿圈承载能力偏弱，在转速差偏高或传递扭矩较大时，常出现齿圈外花键破裂现象。

如图2、图3、图4所示，本发明的汽车双离合变速器换挡机构的齿圈1，用于与同步器齿套5配合，包括套体以及设置于套体外表面的花键齿，所述花键齿的一端设置有依次连接的第一斜面2、圆弧面3、第二斜面，所述第一斜面、第二斜面以所述花键齿的纵向中轴线为对称轴左右对称。

第一斜面2连接花键齿的左侧面4、圆弧面3，第二斜面连接花键齿的右侧面、圆弧面3。

本发明的汽车双离合变速器换挡机构的齿圈，其中，所述第一斜面2与花键齿的纵向中轴线成30度至90度夹角。

本发明的汽车双离合变速器换挡机构的齿圈，其中，所述花键齿的左侧面4、右侧面均为下端向花键齿的纵向中轴线倾斜的倒斜面，所述花键齿的左侧面、右侧面以所述花键齿的纵向中轴线为对称轴左右对称。

本发明的汽车双离合变速器换挡机构的齿圈，其中，所述圆弧面3的球心位于所述花键齿的纵向中轴线上。圆弧面3的中部向外凸出，圆弧面也可以为上小下大的梯形。

本发明的汽车双离合变速器换挡机构的齿圈是针对汽车双离合变速器换挡打齿、卡死、噪音、脱档问题的解决方案。

本发明的汽车双离合变速器换挡机构的齿圈通过改变齿圈1的外花键结构使换挡动作之后的同步器齿套5与齿圈1结合传递扭矩动作时，同步器齿套5能顺利穿过齿圈1而不发生打齿、卡死现象，并且在同步器齿套5与齿圈1结合、传递扭矩时能减少敲击噪音的产生，同时也加强啮合程度以避免脱档现象；在不影响用户换挡触觉体验的前提下，提高换挡可靠性、改善传动系统nvh敲击表现，同时也减少零部件特殊特性、降低制造成本。

本发明的汽车双离合变速器换挡机构的齿圈，其中，第一斜面2长0～0.5mm，圆弧面3为r4～r10的圆弧面。

本发明的汽车双离合变速器换挡机构的齿圈在现有技术的基础上，将花键齿的端面改为两斜面加圆面的结构，并且一体精锻而成。在同步器齿套与齿圈的接合动作中，同步器齿套与齿圈的相对位置是不确定的，且一般在同步器齿套穿过齿环后，两者会产生转速差，那么就会出现两种情况：如果同步器齿套能刚好直接啮合进入齿圈，则正常传递扭矩即可。而如果同步器齿套花键齿锁止面与齿圈的花键齿的端面碰撞接触，则需双离合变速器的控制系统介入；在上述所有动作发生时，均有目前双离合变速器中常使用的力传感器、速度传感器测定同步器齿套动作中所受的阻力及齿圈与同步器齿套的转速差值，以便控制系统操纵同步器齿套可以在碰撞产生时立即改变施加在同步器齿套上的力，以使同步器齿套与齿圈能在转速差的作用下，转动到对应位置，进而完成与齿圈的啮合动作并传递扭矩。此外，也有可能因齿圈的花键齿端面与同步器齿套花键齿锁止面的碰撞而使齿圈与同步器齿套转速变为一致或转速差过大过小影响到了换挡周期进行，此时则需系统控制离合器的结合来产生合适的转速差，以达成在规定的换挡时间内完成换挡的基本功能。

综上所述，因为齿圈的花键齿端面的锁止角结构的存在，使得系统需要执行复杂的动作，可靠性有所降低。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例中将齿圈的花键齿的锁止角结构改进为了两斜面加圆面的结构，使得原锁止面轴向所占区域变为倒锥面，即花键齿的倒锥面(侧面形成)长度有明显增加，从而使在档时同步器齿套与齿圈的倒锥结合长度增加，提高了可靠性；也使得齿圈的花键齿齿厚更大，承载能力和抗冲击能力明显提升。

同时本发明的汽车双离合变速器换挡机构的齿圈也更符合精锻工艺要求，可以在制造难度相较现有技术更低的情况下采用精锻一体制造而成，控制了成本，结构简化，零件的重点减少，更易于过程控制，控制精度可以更高，对于花键齿侧间隙的控制将会提高，对于在档时的敲击异响有很大改善。

在同步器齿套与齿圈的端面碰撞时，锁止面与两斜面加圆面的配合结构意味着在此过程中不可能会有打齿异响出现，同时也不用担心同步器齿套与齿圈发生对齿情况。

齿圈外花键端面设计为两斜面2加圆面3的结构，使齿圈1符合一体精锻的技术要求，可以更精准的控制花键齿的齿侧间隙，减少在档时的敲击异响；同时还增加了齿圈花键齿整体厚度，提高了齿圈1的承载能力和抗冲击能力。

在同步器齿套5与齿圈1接触时，由于同步器齿套内花键锁止角面与齿圈1的两斜面2加圆面3的接触总是完全可预见的线接触，在控制系统的现有技术下可通过简单逻辑的介入来调整转速差，以保证总能在规定的换挡时间内使同步器齿套5与齿圈1完成结合传递扭矩；而现有技术的锁止角结构的特殊性使得控制系统很难有效介入啮合动作。

本发明的技术方案可以解决同步器齿套5与齿圈1接触时可能会发生的对齿、卡死、异响现象。同时可看出，因齿圈1的花键齿端面取消了锁止角结构设计，同步器齿套内花键倒锥面与齿圈外花键倒锥面(侧面)的长度有明显增加，使得倒锥面啮合长度大幅增加，提高了在档传递扭矩的可靠性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制了本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构，直接或间接运用在相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。