CN112524172B - 一种用于混合动力变速器的轴向双离合器结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于混合动力变速器的轴向双离合器结构，它包括：动力传递机构，所述动力传递机构包括轴体、套设在所述轴体外且与其周面相固定的连接支架、圆周开设在所述轴体内的压力流体通道、开设在所述轴体内的冷却流体通道、开设在所述轴体内且与所述压力流体通道相通的出液口以及开设在所述轴体内且与所述冷却流体通道相通的进液流道；动力输出机构，所述动力输出机构包括第一外支架、盖板、第一孔用挡圈、第一轮毂、第二轮毂和电机轴；本发明充分利用径向空间、结构简单、安裝方便，在不增加制造工艺难度的前提下，实现零部件的最大利用率，减少了传统设计中的零部件，降低成本的同时，也缩短了离合器机构的轴向长度。

Description

一种用于混合动力变速器的轴向双离合器结构

技术领域

本发明属于离合器技术领域，具体涉及一种用于混合动力变速器的轴向双离合器结构。

背景技术

双离合器是一种结构相对复杂的变速器零件，其设计受到诸多因素的影响，同时又受到在轴向或径向空间上的制约。常见的双离合器机构大多采用两个离合器堆叠的方式，即将两个离合器进行径向的排布，但是离合器的堆叠需要更大的径向尺寸，而且其活塞直径较大，对液压系统的压力需求较高，还有结构更复杂、设计难度大、加工工艺性较差等问题。

而一般的轴向双离合器对于离合器内支架下面的空间利用率并不高而导致轴向长度增加，因此希望提供一种双离合器机构，在提高各零件利用率的同时，尽量减少轴向距离，充分利用现有径向空间，结构简单并具有良好的安装操作性。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种用于混合动力变速器的轴向双离合器结构。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于混合动力变速器的轴向双离合器结构，它包括：

动力传递机构，所述动力传递机构包括轴体、套设在所述轴体外且与其周面相固定的连接支架、圆周开设在所述轴体内的压力流体通道、开设在所述轴体内的冷却流体通道、开设在所述轴体内且与所述压力流体通道相通的出液口以及开设在所述轴体内且与所述冷却流体通道相通的进液流道；

动力输出机构，所述动力输出机构包括第一外支架、盖板、第一孔用挡圈、第一轮毂、第二轮毂和电机轴，所述第一外支架与所述电机轴相固定，所述盖板与所述第一外支架齿形啮合并通过所述第一孔用挡圈进行轴向限位，所述第一轮毂的周面与所述盖板固定并通过内花键与输出轴相连接，所述第二轮毂通过内花键与另一输出轴相连接；

第二离合机构，所述第二离合机构设置在所述连接支架一侧，它包括第二内支架、第二活塞、第二孔用挡圈、第二摩擦片组、第二轴用卡环、碟形弹簧、平衡活塞、第二外支架和平衡腔，所述第二内支架套设在所述第二轮毂外且支撑在所述轴体上，所述第二外支架套设在所述连接支架外且与其周面相固定，所述第二摩擦片组设置在所述第二内支架与所述第二外支架之间并通过所述第二孔用挡圈进行限位，所述第二活塞套接在所述轴体周面且外边缘延伸至与所述第二摩擦片组相配合，所述平衡活塞套接在所述轴体上，所述平衡腔由所述第二活塞、平衡活塞和所述轴体围成，所述碟形弹簧设置在所述平衡腔内，所述第二活塞的内缘由所述平衡活塞支撑；

所述第二摩擦片组包括形成在所述第二内支架外表面的第二摩擦片以及形成在所述第二外支架内表面且与所述第二摩擦片交替配合设置的第二对偶片，所述第二活塞分别与所述轴体、连接支架围成密闭的第二压力腔，所述第二压力腔与对应的另一个出液口相连通；

所述第二离合机构具有结合和分离两种状态，当其处于分离状态时，所述第二活塞外边缘与所述第二摩擦片组间隔设置，当其处于结合状态时，所述第二活塞外边缘施压于所述第二摩擦片组，在第二孔用挡圈的限位作用下，使所述第二摩擦片和所述第二对偶片紧密贴合。

优化地，它还包括设置在所述连接支架另一侧的第一离合机构，所述第一离合机构包括第一内支架、第一活塞、密封板、第一摩擦片组、第一轴用卡环和螺旋弹簧，所述第一内支架套设在所述连接支架外且与其周面相固定，所述第一摩擦片组设置在所述第一内支与所述第一外支架之间，所述第一活塞套接在所述轴体周面上且外边缘延伸至所述第一摩擦片组相配合，所述密封板套接在所述第一活塞外且通过所述第一轴用卡环进行限位，所述螺旋弹簧设置在所述第一活塞与所述轴体之间，所述第一摩擦片组包括套设在所述第一内支架外表面的第一摩擦片以及形成在所述第一外支架内表面且与所述第一摩擦片交替配合设置的第一对偶片，所述第一活塞与所述密封板均套装于所述轴体上且构成第一压力腔，所述第一压力腔与对应的一个所述出液口相连通；

所述第一离合机构具有结合和分离两种状态，当其处于分离状态时，所述第一活塞外边缘与所述第一摩擦片组间隔设置；当其处于结合状态时，所述第一活塞外边缘施压于所述第一摩擦片组，在盖板的支撑作用下，使所述第一摩擦片和所述第一对偶片紧密结合。

优化地，所述电机轴与所述第一外支架、所述盖板与所述第一轮毂、所述第二内支架与所述第二轮毂、所述轴体和所述连接支架、所述第一内支架和所述连接支架、所述第二外支架和所述连接支架这六处的固定方式均为焊接。

优化地，所述第一离合机构的密封板上装有单向阀，与所述轴体配合处有“O”形圈，当所述第一离合机构处于分离状态时，与对应的所述出液口相连通的所述第一压力腔内的留存油液可通过所述单向阀流出。

优化地，所述进液流道分别连通所述冷却流体通道和所述第一离合机构内螺旋弹簧所在腔体、所述冷却流体通道和所述第二离合机构内的平衡腔、所述冷却流体通道和所述第二离合机构内由第二内支架和平衡活塞所围成的腔体。

优化地，所述第二离合机构内平衡活塞上、在支撑所述碟形弹簧接触点的内侧上有通孔，以调节所述平衡腔与所述第二压力腔之间的平衡关系。

优化地，所述第一内支架上与所述第一摩擦片组相对应处开设有第一连通孔,所述第一外支架上与所述第一摩擦片组相对应处开设有第二连通孔，所述第二内支架上与所述第二摩擦片组相对应处开设有第三连通孔，所述第二外支架上与所述第二摩擦片组相对应处开设有第四连通孔。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明用于混合动力变速器的轴向双离合器结构本发明用于混合动力变速器的双离合器，通过在动力传递机构上设置相互独立且结构特定的第一离合机构和第二离合机构，可通过操控第一离合机构单独结合、第二离合机构单独结合、第一和第二离合机构同时结合或同时分离的四种工况实现多种动力组合；本发明充分利用径向空间、结构简单、安裝方便，在不增加制造工艺难度的前提下，实现零部件的最大利用率，减少了传统设计中的零部件，降低成本的同时，也缩短了离合器机构的轴向长度。

附图说明

图1为本发明压力流体通道剖视图；

图2为本发明润滑流体通道剖视图；

附图标记说明：

1、第一离合机构；11、第一内支架；12、第一活塞；13、密封板；131、单向阀；132、“O”形圈；14、第一摩擦片组；141、第一对偶片；142、第一摩擦片；15、第一轴用卡环；16、螺旋弹簧；

2、第二离合机构；21、第二内支架；22、第二活塞；23、第二孔用挡圈；24、第二摩擦片组；241、第二对偶片；242、第二摩擦片；25、第二轴用卡环；26、碟形弹簧；27、平衡活塞；28、第二外支架；29、平衡腔；

3、动力输出机构；31、第一外支架；32、盖板；33、第一孔用挡圈；34、第一轮毂；35、第二轮毂；36、电机轴；

4、动力传递机构；41、轴体；42、连接支架；43、压力流体通道；44、冷却流体通道；45、出液口；46、进液流道。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

如图1、图2所示用于混合动力变速器的轴向双离合器结构，它主要包括第一离合机构1、第二离合机构2、动力输出机构3和动力传递机构4等。

其中，动力传递机构4主要包括轴体41、连接支架42、压力流体通道43、冷却流体通道44、出液口45和进液流道46等；连接支架42套设在轴体41外且与其周面相固定。压力流体通道43有两道，它们圆周开设在轴体41内且互不相通，用于向轴体41内导入压力流体。出液口45也有两个，它们开设在轴体41内且与上述的两道压力流体通道43分别连通(即一个出液口45的一端与一道压力流体通道43相连通)。冷却流体通道44开设在轴体41内（在本实施例中，两道压力流体通道43对称设置在冷却流体通道44上下两侧）。进液通道46有三个，它们与冷却流体通道44相通。

动力输出机构3主要包括第一外支架31、盖板32、第一孔用挡圈33、第一轮毂34、第二轮毂35和电机轴36等。第一外支架31与所述电机轴36相固定，盖板32与所述第一外支架31齿形啮合并通过所述第一孔用挡圈33进行轴向限位，盖板32与所述第一轮毂34周面固定，所述第一轮毂34通过内花键与输出轴相连接，所述第二轮毂35通过内花键与另一输出轴相连接。

第一离合机构1设置在第一外支架31和轴体41之间，它主要包括第一内支架11、第一活塞12、密封板13、第一摩擦片组14、第一轴用卡环15和螺旋弹簧16等。第一内支架11套设在连接支架42外，且位于第一外支架31内。第一摩擦片组14设置在第一内支架11和第一外支架31之间，第一摩擦片组14主要包括套设在第一内支架11外表面的第一摩擦片142以及套设在第一外支架31内表面且与第一摩擦片142交替配合设置的第一对偶片141。第一活塞12套接在轴体41周面上且外边缘延伸至与第一摩擦片组14相匹配，密封板13套接在所述第一活塞12外且通过所述第一轴用卡环15进行限位，所述螺旋弹簧16安置在所述轴体41与所述第一活塞12之间。

第一活塞12与轴体41和密封板13围成密闭的第一压力腔(第一活塞12的外边缘处与密封板13内壁形成相密封的结构)，并使得第一压力腔与对应的一个出液口45相连通，螺旋弹簧16安置在轴体41和第一活塞12之间，以使第一压力腔泄压之后的第一活塞12能够回复到初始位置。

第一离合机构1具有结合和分离两种状态，当其处于分离状态时，第一活塞12的外边缘与第一摩擦片组14间隔设置；当其处于结合状态时，第一活塞12被推移直到外边缘压紧第一摩擦片组14，使第一摩擦片142和第一对偶片141相互贴合。此时压力流体是经出液口45导入至第一压力腔中而对第一活塞12施加压力，当压力流体对第一活塞12施加的压力大于第一压力(即第一活塞12产生位移所需力的总和)时，第一活塞12将克服螺旋弹簧16的预紧力、第一活塞12上密封材料的摩擦力和其它阻力从分离位置(即初始位置)移动到结合位置(此时第一活塞12外边缘与第一摩擦片组14接触并压紧第一摩擦片组14)，使得第一摩擦片142和第一对偶片141被挤压贴合而相互接触，实现动力的传递；当压力流体对第一活塞12施加的压力小于第一压力时，第一活塞12将在螺旋弹簧16弹力的作用下回复到分离位置，此时第一摩擦片142和第一对偶片141之间再无压力使其紧密贴合而中断动力传递。

第二离合机构2主要包括第二内支架21、第二活塞22、第二孔用挡圈23、第二摩擦片组24、第二轴用卡环25、碟形弹簧26、平衡活塞27、第二外支架28和平衡腔29等。所述第二内支架21套设在所述第二轮毂35外且支撑在所述轴体41上，所述第二外支架28套设在所述连接支架42外且与其周面相固定，所述第二摩擦片组24设置在所述第二内支架21与所述第二外支架28之间并通过所述第二孔用挡圈23进行限位，所述第二活塞22套接在所述轴体41周面且外边缘延伸至与所述第二摩擦片组24相配合，所述平衡活塞27套接在所述轴体41上，所述平衡腔29由所述第二活塞22、平衡活塞27和所述轴体41围成，所述碟形弹簧26设置在所述平衡腔29内，所述第二活塞22的内缘由所述平衡活塞27支撑。

所述第二摩擦片组24包括形成在所述第二内支架21外表面的第二摩擦片242以及形成在所述第二外支架28内表面且与所述第二摩擦片242交替配合设置的第二对偶片241，所述第二活塞22分别与所述轴体41、连接支架42围成密闭的第二压力腔，所述第二压力腔与对应的另一个出液口45相连通；

第二离合机构2具有结合和分离两种状态，当其处于分离状态时，第二活塞22外边缘与第二摩擦片组24间隔设置；当其处于结合状态时，第二活塞22被推移，直到外边缘压紧第二摩擦片组24，使第二摩擦片242和第二对偶片241贴合。此时压力流体经另一个出液口45导入至第二压力腔中而对第二活塞22施加压力，当压力流体对第二活塞22施加的压力大于第二压力(即第二活塞22产生位移所需力的总和)时，第二活塞22将克服碟形弹簧26的弹力、第二活塞22（密封材料）的摩擦力和其它阻力从分离位置(即初始位置)移动到结合位置(此时第二活塞22与第二摩擦片组24相接触并对第二摩擦片组24产生挤压)，使得第二摩擦片242和第二对偶片241被挤压贴合而相互接触，实现动力的传递；当压力流体对第二活塞22施加的压力小于第二压力时，第二活塞22将在碟形弹簧26弹力的作用下回复到分离位置，此时第二摩擦片242和第二对偶片241之间再无压力使其紧密贴合而中断动力传递。

进一步地，所述电机轴36与所述第一外支架131、所述盖板32与所述第一轮毂34、所述第二内支架21与所述第二轮毂35、所述轴体41和所述连接支架42、所述第一内支架11和所述连接支架42、所述第二外支架28和所述连接支架42这六处的固定方式均为焊接。

进一步地，所述第一离合机构1的密封板13上装有单向阀131，与所述轴体41配合处有“O”形圈132，当所述第一离合机构1处于分离状态时，与对应的所述出液口45相连通的所述第一压力腔内的留存油液可通过所述单向阀131流出。

进一步地，所述进液流道46分别连通所述冷却流体通道44和所述第一离合机构1内螺旋弹簧16所在腔体、所述冷却流体通道44和所述第二离合机构2内的平衡腔29、所述冷却流体通道44和所述第二离合机构2内由第二内支架21和平衡活塞27所围成的腔体。

进一步地，所述第二离合机构2内平衡活塞27上、在支撑所述碟形弹簧26接触点的内侧上有通孔，以调节所述平衡腔29与所述第二压力腔之间的平衡关系。

进一步地，由于动力传递机构4的高速旋转，会导致第一压力腔和第二压力腔内的压力流体产生离心力，此时，第一离合机构1的设计还包括密封板13，其上有单向阀131，在第一压力腔内的压力增大时，单向阀131关闭；当第一压力腔的压力减小到设定值时，单向阀131开启，留存流体可流出第一压力腔，从而减少留存流体在高转速下的离心力，避免对第一活塞12继续施压。

进一步地，三个进液流道46分别连通冷却流体通道44和第一离合机构1内部、冷却流体通道44和平衡腔29、冷却流体通道44和第二离合机构2内部，这样可以由冷却流体通道44、进液流道46向平衡腔29中提供流体，以用于平衡第二压力腔留存液体在高转速下的离心力。此时，碟形弹簧26的弹力则接近初始位置的预紧力。

进一步地，第一内支架11的侧壁上与第一摩擦片组14相对应处开设有第一连通孔(图内未显示)，第一外支架31的侧壁上与第一摩擦片组14相对应处开设有第二连通孔(图内未显示)，第二内支架21的侧壁上与第二摩擦片组24相对应处开设有第三连通孔(图中未显示)，第二外支架28的侧壁上与第二摩擦片组24相对应处开设有第四连通孔(图内未显示)，这样冷却流体通道44提供的低压流体可以由三个第一进液油道46分别进入第一和第二离合机构内，再穿过第一连通孔、第三连通孔而分别冷却第一摩擦片组14、第二摩擦片组24，随后经第二、第四连通孔回到变速器箱体中。

上述混合动力变速器轴向双离合器的设计在实际应用中，动力传递机构4与发动机相连，动力输出机构3中电机轴36与电机相连，第一离合机构1中的第一外支架31通过与盖板32固定的第一轮毂34而与一组行星排连接，第二离合机构2中的第二内支架21通过与其固定的第二轮毂35而与另一组行星排相连。当第一离合机构1的第一摩擦片142和第一对偶片141结合时，发动机的动力与电机的动力进行叠加后输出到一组行星排；当第二离合机构2的第二摩擦片242和第二对偶片241结合时，发动机的动力将通过第二离合机构2直接输出到另一组行星排中；当第一离合机构1和第二离合机构2均未结合时，发动机动力不输出，形成一种纯电动工况；当第一离合机构1和第二离合机构2同时结合时，形成一种直接档位工况。实际应用中还可以在纯电模式下将车辆启动，车速达到20 km/h至40 km/h(具体根据实际控制策略而定)后，通过第一离合机构1的结合或第二离合机构2的结合，利用电机或行星排反拖发动机，将其从零转速拖动至点火转速后进行点火，达到降低油耗的目的。

由此可见，该用于混合动力变速器的双离合器允许通过调整流向第一离合机构1和第二离合机构2的流体压力，实现第一离合机构1单独结合、第二离合机构2单独结合、两个离合机构同时结合和两个离合机构同时分离四种工况的多种动力组合形式；充分利用径向空间、结构简单、安装方便，在不增加制造工艺难度的前提下，实现零部件的最大利用率，减少了传统设计中的零部件，降低成本的同时，也缩短了离合器机构的轴向长度。

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 (6)

1.一种用于混合动力变速器的轴向双离合器结构，其特征在于，它包括：

动力传递机构（4），所述动力传递机构（4）包括轴体（41）、套设在所述轴体（41）外且与其周面相固定的连接支架（42）、圆周开设在所述轴体（41）内的压力流体通道（43）、开设在所述轴体（41）内的冷却流体通道（44）、开设在所述轴体（41）内且与所述压力流体通道（43）相通的出液口（45）以及开设在所述轴体（41）内且与所述冷却流体通道（44）相通的进液流道（46）；

动力输出机构（3），所述动力输出机构（3）包括第一外支架（31）、盖板（32）、第一孔用挡圈（33）、第一轮毂（34）、第二轮毂（35）和电机轴（36），所述第一外支架（31）与所述电机轴（36）相固定，所述盖板（32）与所述第一外支架（31）齿形啮合并通过所述第一孔用挡圈（33）进行轴向限位，所述第一轮毂（34）的周面与所述盖板（32）固定并通过内花键与输出轴相连接，所述第二轮毂（35）通过内花键与另一输出轴相连接；

第二离合机构（2），所述第二离合机构（2）设置在所述连接支架（42）一侧，它包括第二内支架（21）、第二活塞（22）、第二孔用挡圈（23）、第二摩擦片组（24）、第二轴用卡环（25）、碟形弹簧（26）、平衡活塞（27）、第二外支架（28）和平衡腔（29），所述第二内支架（21）套设在所述第二轮毂（35）外且支撑在所述轴体（41）上，所述第二外支架（28）套设在所述连接支架（42）外且与其周面相固定，所述第二摩擦片组（24）设置在所述第二内支架（21）与所述第二外支架（28）之间并通过所述第二孔用挡圈（23）进行限位，所述第二活塞（22）套接在所述轴体（41）周面且外边缘延伸至与所述第二摩擦片组（24）相配合，所述平衡活塞（27）套接在所述轴体（41）上，所述平衡腔（29）由所述第二活塞（22）、平衡活塞（27）和所述轴体（41）围成，所述碟形弹簧（26）设置在所述平衡腔（29）内，所述第二活塞（22）的内缘由所述平衡活塞（27）支撑；

所述第二摩擦片组（24）包括形成在所述第二内支架（21）外表面的第二摩擦片（242）以及形成在所述第二外支架（28）内表面且与所述第二摩擦片（242）交替配合设置的第二对偶片（241），所述第二活塞（22）分别与所述轴体（41）、连接支架（42）围成密闭的第二压力腔，所述第二压力腔与对应的另一个出液口（45）相连通；

所述第二离合机构（2）具有结合和分离两种状态，当其处于分离状态时，所述第二活塞（22）外边缘与所述第二摩擦片组（24）间隔设置，当其处于结合状态时，所述第二活塞（22）外边缘施压于所述第二摩擦片组（24），在第二孔用挡圈（23）的限位作用下，使所述第二摩擦片（242）和所述第二对偶片（241）紧密贴合；

它还包括设置在所述连接支架（42）另一侧的第一离合机构（1），所述第一离合机构（1）包括第一内支架（11）、第一活塞（12）、密封板（13）、第一摩擦片组（14）、第一轴用卡环（15）和螺旋弹簧（16），所述第一内支架（11）套设在所述连接支架（42）外且与其周面相固定，所述第一摩擦片组（14）设置在所述第一内支架（11）与所述第一外支架（31）之间，所述第一活塞（12）套接在所述轴体（41）周面上且外边缘延伸至所述第一摩擦片组（14）相配合，所述密封板（13）套接在所述第一活塞（12）外且通过所述第一轴用卡环（15）进行限位，所述螺旋弹簧（16）设置在所述第一活塞（12）与所述轴体（41）之间，所述第一摩擦片组（14）包括套设在所述第一内支架（11）外表面的第一摩擦片（142）以及形成在所述第一外支架（31）内表面且与所述第一摩擦片（142）交替配合设置的第一对偶片（141），所述第一活塞（12）与所述密封板（13）均套装于所述轴体（41）上且构成第一压力腔，所述第一压力腔与对应的一个所述出液口（45）相连通；

所述第一离合机构（1）具有结合和分离两种状态，当其处于分离状态时，所述第一活塞（12）外边缘与所述第一摩擦片组（14）间隔设置；当其处于结合状态时，所述第一活塞（12）外边缘施压于所述第一摩擦片组（14），在盖板（32）的支撑作用下，使所述第一摩擦片（142）和所述第一对偶片（141）紧密结合。

2.根据权利要求1所述的一种用于混合动力变速器的轴向双离合器结构，其特征在于：所述电机轴（36）与所述第一外支架（31）、所述盖板（32）与所述第一轮毂（34）、所述第二内支架（21）与所述第二轮毂（35）、所述轴体（41）和所述连接支架（42）、所述第一内支架（11）和所述连接支架（42）、所述第二外支架（28）和所述连接支架（42）这六处的固定方式均为焊接。

3.根据权利要求1所述的一种用于混合动力变速器的轴向双离合器结构，其特征在于：所述第一离合机构（1）的密封板（13）上装有单向阀（131），与所述轴体（41）配合处有“O”形圈（132），当所述第一离合机构（1）处于分离状态时，与对应的所述出液口（45）相连通的所述第一压力腔内的留存油液可通过所述单向阀（131）流出。

4.根据权利要求1所述的一种用于混合动力变速器的轴向双离合器结构，其特征在于：所述进液流道（46）分别连通所述冷却流体通道（44）和所述第一离合机构（1）内螺旋弹簧（16）所在腔体、所述冷却流体通道（44）和所述第二离合机构（2）内的平衡腔（29）、所述冷却流体通道（44）和所述第二离合机构（2）内由第二内支架（21）和平衡活塞（27）所围成的腔体。

5.根据权利要求1所述的一种用于混合动力变速器的轴向双离合器结构，其特征在于：所述第二离合机构（2）内平衡活塞（27）上、在支撑所述碟形弹簧（26）接触点的内侧上有通孔，以调节所述平衡腔（29）与所述第二压力腔之间的平衡关系。

6.根据权利要求1所述的一种用于混合动力变速器的轴向双离合器结构，其特征在于：所述第一内支架（11）上与所述第一摩擦片组（14）相对应处开设有第一连通孔,所述第一外支架（31）上与所述第一摩擦片组（14）相对应处开设有第二连通孔，所述第二内支架（21）上与所述第二摩擦片组（24）相对应处开设有第三连通孔，所述第二外支架（28）上与所述第二摩擦片组（24）相对应处开设有第四连通孔。

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