專利名稱：一種倍檔離合裝置的制作方法
一種倍檔離合裝置
技術領域：
本發明涉及一種動力傳遞裝置，特別涉及一種基于行星運動系統的離合裝置。背景技術：
現在，車輛離合器及變速器相關技術正大力向著多檔化發展。檔位越多，意味著可 以獲得更好的動力性能、更低的能耗、更高的傳遞效率、更低的尾氣排放。目前轎車用AT的 最多檔位已達到八個前進檔，它比以往的AT具備更好的動力性能、更低的能耗、更高的傳 遞效率、更低的尾氣排放，但同時，它也更精密、更復雜、成本更高、更難維修等。CVT理論上 可以擁有無數多檔位，但現有技術中CVT傳動帶的強度和壽命問題以及傳動帶與帶輪之間 的滑磨等問題限制了 CVT的傳動效率，也限制了 CVT傳遞大扭矩的能力，因此，目前很少將 CVT用在大排量的車上。DCT目前最多也可達七個前進檔。綜上所述，汽車廠商都希望研發生產出有更多檔位、更經濟、更環保的變速器，但 這都意味著需要更多的零部件、更大的體積、更大的重量、更復雜的設計、更精密的加工、更 高的生產成本及維修費用。
發明內容為了解決現有技術中車輛的多檔位需求，本發明提供了一種倍檔離合裝置，該離 合裝置內設有行星運動機構，并通過對行星運動機構的不同元件進行控制來實現不同速度 比的動力輸出，由此實現變速器的倍檔。本發明解決上述問題所采用的技術方案是提供一種倍檔離合裝置，該倍檔離合裝 置包括輸入軸，用于接收輸入動力；行星運動機構，行星運動機構包括動力輸入件、傳動 件、傳動控制件以及動力輸出件，其中動力輸入件連接輸入軸；輸出軸，連接動力輸出件; 第一離合機構，用于選擇性接合輸入軸與輸出軸，以使輸入軸在不經過傳動件的情況下以 第一速度比驅動輸出軸；第二離合機構，用于選擇性制動傳動控制件，以使輸入軸經傳動件 以第二速度比驅動輸出軸。根據本發明一優選實施例，當第一離合機構接合輸入軸與輸出軸時，輸入軸經第 一離合機構等速驅動輸出軸，當第二離合機構制動傳動控制件時，輸入軸經動力輸入件、傳 動件以及動力輸出件減速或加速驅動輸出軸。根據本發明一優選實施例，行星運動機構包括太陽輪、設置于太陽輪周圍并與太 陽輪外嚙合的行星齒輪組、與行星齒輪組內嚙合的齒圈以及設置于行星齒輪組上的行星 架，動力輸入件為選自太陽輪、齒圈以及行星架中的第一元件，動力輸出件為選自太陽輪、 齒圈以及行星架且不同于第一元件的第二元件，傳動控制件為選自太陽輪、齒圈以及行星 架且不同于第一元件和第二元件的第三元件，傳動件為行星齒輪組。根據本發明一優選實施例，第一離合機構包括與輸出軸同軸設置的從動件以及連 接輸入軸的主動件，第二離合機構包括與傳動控制件同軸設置的被制動件以及用于對被制 動件進行制動的制動件。
根據本發明一優選實施例，第一離合機構設置在動力輸入件和動力輸出件之間， 從動件設置于動力輸出件上，主動件設置于動力輸入件上，當第一離合機構接合輸入軸與 輸出軸時，輸入軸經動力輸入件、第一離合機構以及動力輸出件等速驅動輸出軸。根據本發明一優選實施例，第一離合機構和第二離合機構同時工作，以經第一離 合機構和傳動件同時傳遞動力。本發明解決上述問題所采用的另一技術方案是提供一種倍檔離合裝置，該倍檔離 合裝置包括輸入軸，用于接收輸入動力；行星運動機構，行星運動機構包括太陽輪、設置 于太陽輪周圍并與太陽輪外嚙合的行星齒輪組、與行星齒輪組內嚙合的齒圈以及設置于行 星齒輪組上的行星架，其中選自太陽輪、齒圈以及行星架中的第一元件連接輸入軸；輸出 軸，連接選自太陽輪、齒圈以及行星架且不同于第一元件的第二元件；第一離合機構，用于 接合輸入軸與輸出軸，以使輸入動力在不經過行星齒輪組的情況下傳遞到輸出軸；以及第 二離合機構，用于對選自太陽輪、齒圈以及行星架且不同于第一元件和第二元件的的第三 元件進行制動，以使輸入動力經行星齒輪組傳遞到輸出軸。根據本發明一優選實施例，第一離合機構設置于第一元件和第二元件之間，以使 輸入動力經第一離合機構在第一元件和第二元件之間傳遞。根據本發明一優選實施例，第二離合機構對第三元件進行制動，以使輸入動力經 行星齒輪組在第一元件和第二元件之間傳遞。根據本發明一優選實施例，第一離合機構和第二離合機構同時工作，以使第一離 合機構和行星齒輪組共同傳遞輸入動力。本發明所提供的倍檔離合裝置可以產生至少兩種不同速度比的動力輸出。當該離 合裝置與變速器組合時，可產生至少兩倍于變速器檔位數的檔位，可利用較少的齒輪數實 現較多檔位，以獲得更好的動力性能、更高的傳遞效率、更低的能耗、更低的尾氣排放，并可 以把變速器總成做得相對更小、更經濟、更簡單。
圖1為根據本發明第一實施例的倍檔離合裝置的結構示意圖；圖2為根據本發明第二實施例的倍檔離合裝置的結構示意圖。
具體實施方式如圖1所示，圖1為根據本發明第一實施例的倍檔離合裝置的結構示意圖。在本 實施例中，倍檔離合裝置1包括用于從發動機輸出軸(未圖示)接收輸入動力的輸入軸10 以及用于與變速器2的輸入軸連接的輸出軸19。倍檔離合裝置1的輸入軸10和輸出軸19 之間設置一行星運動機構。該行星運動機構包括太陽輪11、設置于太陽輪11周圍并與太陽 輪11外嚙合的行星齒輪組12、與行星齒輪組12內嚙合的齒圈13以及設置于行星齒輪組 12上的行星架14。在本實施例中，齒圈13與輸入軸10連接，以作為行星運動機構的動力輸入件。行 星架14與輸出軸19連接，以作為行星運動機構的動力輸出件。行星齒輪組12作為行星運 動機構的傳動件，太陽輪11作為行星運動機構的傳動控制件。在本實施例中，齒圈13內側設置有主動件15，而在行星架14上設置有與之對應的從動件16。從動件16與行星架14以及輸出軸19同軸設置，并與主動件15 —同構成倍檔 離合裝置1的第一離合機構。在本實施例中，倍檔離合裝置1還包括制動件17以及設置于太陽輪11上的被制 動件18。被制動件18與太陽輪11同軸固定，并與制動件17 —同構成離合裝置1的第二離 合機構。在本實施例中，第一和第二離合機構可采用本領域公知的摩擦片式離合器或電磁
畝A典
兩口命o倍檔離合裝置1可以產生以下幾種傳動狀態第一種狀態，控制第一離合機構的主動件15和從動件16處于接合狀態，同時控制 第二離合機構的制動件17和被制動件18處于分離狀態。此時，輸入軸10經齒圈13、第一 離合機構的主動件15和從動件16以及行星架14以第一速度比(等速)驅動輸出軸19。 齒圈13所接收的動力經過第一離合機構的主動件15和從動件16在齒圈13和行星架14 之間直接傳遞，進而使得輸入軸10的輸入動力等速傳遞至輸出軸19 ；第二種狀態，控制第一離合機構的主動件15和從動件16處于分離狀態，同時控制 第二離合機構的制動件17和被制動件18處于制動狀態。此時，輸入軸10經齒圈13、行星 齒輪組12以及行星架14以第二速度比(減速)驅動輸出軸19。齒圈13所接收的動力經 過行星齒輪組12在齒圈13和行星架14之間進行傳遞，進而使得輸入軸10的輸入動力經 行星齒輪組12減速后傳遞至輸出軸19 ；第三種狀態，控制第一離合機構的主動件15和從動件16處于半離合狀態，同時控 制第二離合機構的制動件17和被制動件18處于半制動狀態。此時，主動件15與從動件16 以及制動件17與被制動件18之間發生打滑，第一離合機構以及第二離合機構同時工作。輸 入軸10的輸入動力同時經第一離合機構和行星齒輪組12傳遞至輸出軸19，可以實現無動 力中斷換檔；第四種狀態，控制第一離合機構的主動件15和從動件16以及第二離合機構的制 動件17和被制動件18均處于分離狀態。此時，行星齒輪機構的各部件無確定輸出，無法將 輸入軸10的輸入動力傳遞到輸出軸19，也即是空檔。下面將結合下表說明倍檔離合裝置1與變速器2進行組合而形成倍檔的各部件工 作狀態 其中C1表示第一離合機構，C2表示第二離合機構，D1 D5和R分別表示變速器 2內的各嚙合齒輪對。當C1或C2被選中時，表示該離合機構處于接合狀態，當D1 D5和 R被選中時，表示經該齒輪對傳遞動力。利用倍檔離合裝置1與變速器相結合，可以使具有N+1對齒輪(即N個前進檔位， 1個倒檔)的變速器2，組合成具有NX 2+2個檔位(即具有NX 2個前進檔位，2個倒檔)的 變速器總成。可在變速器2中任意一對齒輪工作時，通過第一和第二離合機構的控制實現 兩種不同速度比的動力輸出(相當于產生兩個不同速度比的檔位)，并且可以實現兩個檔 位之間的無動力中斷換檔。本發明采用上述單軸倍擋離合裝置結合變速器，可產生兩倍于 變速器檔位數的檔位，可使用較少的齒輪數實現較多檔位，以獲得更好的動力性能、更高的 傳遞效率、更低的能耗、更低的尾氣排放，并可以把變速器總成做得相對更小。在本實施例中，第一離合機構設置于齒圈13與行星架14之間，并用于選擇性接合 齒圈13與行星架14，但本領域普通技術人員完全可以想到將第一離合機構設置于其他位 置來實現輸入軸10與輸出軸19之間的接合，以使輸入軸10在不經過行星齒輪組12的情 況下驅動輸出軸19。例如，將主動件15和從動件16分別直接設置在輸入軸10和輸出軸 19上，或者設置在與輸入軸10和輸出軸19關聯的其他元件上。如圖2所示，圖2為根據本發明第二實施例的倍檔離合裝置的結構示意圖。在本 實施例中，倍檔離合裝置3包括用于從發動機輸出軸(未圖示)接收輸入動力的輸入軸30 以及用于與變速器4的輸入軸連接的輸出軸39。倍檔離合裝置3的輸入軸30和輸出軸39 之間設置一行星運動機構。該行星運動機構包括太陽輪31、設置于太陽輪31周圍并與太陽 輪31外嚙合的行星齒輪組32、與行星齒輪組32內嚙合的齒圈33以及設置于行星齒輪組 32上的行星架34。在本實施例中，太陽輪31與輸入軸30連接，以作為行星運動機構的動力輸入件。 行星架34與輸出軸39連接，以作為行星運動機構的動力輸出件。行星齒輪組32作為行星 運動機構的傳動件，齒圈33作為行星運動機構的傳動控制件。此時，第一離合機構35、36 設置于太陽輪31和行星架34之間，并可選擇性直接接合太陽輪31和行星架34，以使輸入 軸30經第一離合機構35、36等速驅動輸出軸39。第二離合機構37、38用于選擇性制動齒圈33，使得輸入軸30經行星齒輪組32加速驅動輸出軸39。此外，在本發明的其他實施例中，行星運動系統還可以采用其他配置方式，例如， 動力輸入件對應于行星架，傳動控制件對應于太陽輪，動力輸出件對應于齒圈；又如，動力 輸入件對應于行星架，傳動控制件對應于齒圈，動力輸出件對應于太陽輪；再如，動力輸入 件對應于齒圈，傳動控制件對應于行星架，動力輸出件對應太陽輪或者動力輸入件對應于 太陽輪，傳動控制件對應于行星架，動力輸出件對應于齒圈。本發明通過使用行星運動機構作為離合裝置的內部傳動機構，通過二個離合機構 控制行星運動機構的不同元件來實現不同速度比的動力傳遞，并通過與變速器組合，實現 兩倍于變速器檔位數的檔位，可利用較少的齒輪數實現較多檔位，并且結構相對簡單，可以 獲得好的動力性能、更高的傳遞效率、更低的能耗、更低的尾氣排放，并可以把變速器總成 做得相對更小。在上述實施例中，僅對本發明進行了示范性描述，但是本領域技術人員在閱讀本 專利申請后可以在不脫離本發明的精神和范圍的情況下對本發明進行各種修改。
權利要求
一種倍檔離合裝置，其特征在于，所述倍檔離合裝置包括輸入軸，用于接收輸入動力；行星運動機構，所述行星運動機構包括動力輸入件、傳動件、傳動控制件以及動力輸出件，其中所述動力輸入件連接所述輸入軸；輸出軸，連接所述動力輸出件；第一離合機構，用于選擇性接合所述輸入軸與所述輸出軸，以使所述輸入軸在不經過所述傳動件的情況下以第一速度比驅動所述輸出軸；第二離合機構，用于選擇性制動所述傳動控制件，以使所述輸入軸經所述傳動件以第二速度比驅動所述輸出軸。
2.如權利要求1所述的倍檔離合裝置，其特征在于當所述第一離合機構接合所述輸 入軸與所述輸出軸時，所述輸入軸經所述第一離合機構等速驅動所述輸出軸，當所述第二 離合機構制動所述傳動控制件時，所述輸入軸經所述動力輸入件、所述傳動件以及所述動 力輸出件減速或加速驅動所述輸出軸。
3.如權利要求1或2所述的倍檔離合裝置，其特征在于所述行星運動機構包括太陽 輪、設置于所述太陽輪周圍并與所述太陽輪外嚙合的行星齒輪組、與所述行星齒輪組內嚙 合的齒圈以及設置于所述行星齒輪組上的行星架，所述動力輸入件為選自所述太陽輪、所 述齒圈以及所述行星架的第一元件，所述動力輸出件為選自所述太陽輪、所述齒圈以及所 述行星架且不同于所述第一元件的第二元件，所述傳動控制件為選自所述太陽輪、所述齒 圈以及所述行星架的不同于所述第一元件和所述第二元件的第三元件，所述傳動件為所述 行星齒輪組。
4.根據權利要求1所述的倍檔離合裝置，所述第一離合機構包括與所述輸出軸同軸設 置的從動件以及連接所述輸入軸的主動件，所述第二離合機構包括與所述傳動控制件同軸 設置的被制動件以及用于對所述被制動件進行制動的制動件。
5.根據權利要求4所述的倍檔離合裝置，其特征在于所述第一離合機構設置在所述 動力輸入件和所述動力輸出件之間，所述從動件設置于所述動力輸出件上，所述主動件設 置于所述動力輸入件上，當所述第一離合機構接合所述輸入軸與所述輸出軸時，所述輸入 軸經所述動力輸入件、所述第一離合機構以及所述動力輸出件等速驅動所述輸出軸。
6.根據權利要求1所述的倍檔離合裝置，其特征在于所述第一離合機構和所述第二 離合機構同時工作，以經所述第一離合機構和所述傳動件同時傳遞所述輸入動力。
7.一種倍檔離合裝置，其特征在于，所述倍檔離合裝置包括輸入軸，用于接收輸入動力；行星運動機構，所述行星運動機構包括太陽輪、設置于所述太陽輪周圍并與所述太陽 輪外嚙合的行星齒輪組、與所述行星齒輪組內嚙合的齒圈以及設置于所述行星齒輪組上的 行星架，其中選自所述太陽輪、所述齒圈以及所述行星架中的第一元件連接所述輸入軸；輸出軸，連接選自所述太陽輪、所述齒圈以及所述行星架且不同于所述第一元件的第 二元件；第一離合機構，用于接合所述輸入軸與所述輸出軸，以使所述輸入動力在不經過所述 行星齒輪組的情況下傳遞到所述輸出軸；以及第二離合機構，用于對選自所述太陽輪、所述齒圈以及所述行星架且不同于所述第一元件和所述第二元件的第三元件進行制動，以使所述輸入動力經所述行星齒輪組傳遞到所 述輸出軸。
8.根據權利要求7所述的倍檔離合裝置，其特征在于所述第一離合機構設置于所述 第一元件和所述第二元件之間，以使所述輸入動力經所述第一離合機構在所述第一元件和 所述第二元件之間傳遞。
9.根據權利要求8所述的倍檔離合裝置，其特征在于所述第二離合機構對所述第三 元件進行制動，以使所述輸入動力經所述行星齒輪組在所述第一元件和所述第二元件之間 傳遞。
10.根據權利要求9所述的倍檔離合裝置，其特征在于所述第一離合機構和所述第二 離合機構同時工作，以使所述第一離合機構和所述行星齒輪組共同傳遞所述輸入動力。
全文摘要
本發明公開了一種倍檔離合裝置，包括輸入軸，用于接收輸入動力；行星運動機構，包括動力輸入件、傳動件、傳動控制件以及動力輸出件，其中動力輸入件連接輸入軸；輸出軸，連接動力輸出件；第一離合機構，用于選擇性接合輸入軸與輸出軸，以使輸入軸在不經過傳動件的情況下以第一速度比驅動輸出軸；第二離合機構，用于選擇性制動傳動控制件，以使輸入軸經傳動件以第二速度比驅動輸出軸。該倍檔離合裝置可產生兩種不同速度比的動力傳遞，并通過與變速器組合，實現兩倍于變速器檔位數的檔位，同時結構相對簡單，可以獲得更好的動力性能、更高的傳遞效率、更低的能耗、更低的尾氣排放，并可以把變速器總成做得相對更小。
文檔編號F16H3/44GK101858411SQ20091010663
公開日2010年10月13日 申請日期2009年4月10日 優先權日2009年4月10日
發明者徐德勇, 李云峰 申請人:徐德勇;李云峰