離合裝置及變速總成的制作方法

本發明涉及機械領域，具體涉及一種動力傳遞裝置，尤其涉及一種離合裝置以及具有該離合裝置的變速總成。

背景技術：

變速器作為機動車動力傳遞機構的重要組成，發展到今天其結構和形式已各式各樣，DCT(Dual Clutch Transmission,雙離合變速器)以其動力性、平順性、經濟性越來越受到青睞，但同時其結構也更加精密和復雜，對控制要求非常高，一旦控制不精確，例如離合器1與離合器2切換不及時，就會產生動力干涉現象，導致離合器片過早過度磨損，并對變速器本身產生額外沖擊，影響使用壽命的同時還會增加維修費用。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明實施例提供一種離合裝置及變速總成，能夠根據主動軸和從動軸的速度變化或旋轉方向的變換具有自動離合功能，降低對傳統“離合器”的控制要求，實現離合器切換的“傻瓜式”操作，從而避免產生動力干涉現象，避免離合器片的非正常磨損和對變速機構的額外沖擊，提高變速器使用壽命的同時降低維修費用。

本發明實施例提供的一種離合裝置，作為獨立部件連接于動力輸出軸和變速齒輪組輸出軸之間，包括：具有變速齒輪組輸入軸的變速齒輪組；連接于動力輸出軸和變速齒輪組輸入軸之間的第一離合器和第二離合器；以及連接于動力輸出軸和變速齒輪組輸入軸之間或者連接于變速齒輪組輸出軸的第一超越離合器和第二超越離合器，第一超越離合器還連接于第一離合器，第二超越離合器還連接于第二離合器。

可選地，第一離合器和第二離合器以及變速齒輪組集成于雙離合器 變速器。

可選地，變速齒輪組輸入軸包括與第一離合器連接的第一輸入軸以及與第二離合器連接的第二輸入軸，第二輸入軸為空心軸，第一輸入軸穿設于為空心軸的第二輸入軸內。

可選地，變速齒輪組包括第一組變速齒輪組和第二組變速齒輪組，第一組變速齒輪組連接于第一超越離合器，以用于掛奇數擋，第二組變速齒輪組連接于第二超越離合器，以用于掛偶數擋。

可選地，離合裝置還包括第三離合器和第四離合器，第三離合器連接于動力輸出軸和第一組變速齒輪組之間，第四離合器連接于動力輸出軸和第二組變速齒輪組之間。

可選地，第一超越離合器包括第一主動件和第一從動件，第二超越離合器包括第二主動件和第二從動件，第三離合器包括第三主動件和第三從動件，第四離合器包括第四主動件和第四從動件，第三主動件連接于第一主動件，第三從動件連接于第一從動件，第四主動件連接于第二主動件，第四從動件連接于第二從動件。

可選地，離合裝置和動力輸出軸之間進一步連接有液力變矩器。

可選地，離合裝置進一步集成有扭轉減振機構。

可選地，扭轉減振機構包括第一轉動部件、第二轉動部件以及彈簧減振器，第一轉動部件和第二轉動部件同軸設置并可相對轉動，第一轉動部件和第二轉動部件之間形成一環形腔體，彈簧減振器設置于環形腔體內，并沿第一轉動部件和第二轉動部件的轉動方向彈性連接第一轉動部件和第二轉動部件。

本發明實施例提供的一種變速總成，包括上述離合裝置。

本發明實施例的離合裝置及變速總成，包括兩個超越離合器以及至少兩個離合器，能夠根據主動軸和從動軸的速度變化或旋轉方向的變換具有自動離合功能，降低對傳統“離合器”的控制要求，實現離合器切換的“傻瓜式”操作，從而避免產生動力干涉現象，避免離合器片的非正常磨損和對變速機構的額外沖擊，提高變速器使用壽命的同時降低維修費用。

附圖說明

圖1是本發明的離合裝置一實施例的原理框示意圖；

圖2是本發明的離合裝置一實施例的結構示意圖；

圖3是本發明的離合裝置另一實施例的結構示意圖；

圖4是本發明的超越離合器一實施例的結構示意圖；

圖5是本發明的超越離合器另一實施例的結構示意圖

圖6是本發明的扭轉減振機構一實施例的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明所提供的各個示例性的實施例的技術方案進行清楚、完整地描述。需要說明的是，本發明實施例的描述中所使用的術語“連接”，既可以為兩個結構元件之間直接連接，也可以為兩個結構元件通過其他元件實現連接。

圖1是本發明的離合裝置一實施例的原理框示意圖；圖2是本發明的離合裝置一實施例的結構示意圖。參閱圖1和圖2，本實施例的離合裝置10作為獨立部件連接于動力輸出軸20和變速齒輪組輸出軸30之間，用于從動力輸出軸20接收動力，并通過變速齒輪組輸出軸30以及與變速齒輪組輸出軸30連接的差速器輸出動力以驅動負載，所述負載包括但不限于例如汽車車輪等。該離合裝置10不僅適用于車輛等機動車，而且可以適用于船舶、列車、起重機等動力驅動裝置。

離合裝置10包括：具有變速齒輪組輸入軸的變速齒輪組13，所述變速齒輪組輸入軸包括第一輸入軸11a和第二輸入軸11b；連接于動力輸出軸20和變速齒輪組輸入軸之間的第一離合器12a和第二離合器12b；連接于動力輸出軸20和變速齒輪組輸入軸之間或者連接于變速齒輪組輸出軸30的第一超越離合器14a和第二超越離合器15a，第一超越離合器14a還連接于第一離合器12a，第二超越離合器15a還連接于第二離合器12b。具體地，第一超越離合器14a連接于第一離合器12a和變速齒輪組13的第一輸入軸11a之間，且第二超越離合器15a連接于第二離合器12b和變速齒輪組13的第二輸入軸11b之間，動力的傳遞過 程為：依次經由第一離合器12a、第一超越離合器14a傳遞至第一輸入軸11a，以及依次經由第二離合器12b、第二超越離合器15a傳遞至第二輸入軸11b，并最終傳遞至變速齒輪組輸出軸30。

當然，第一離合器12a也可以直接連接于變速齒輪組13的第一輸入軸11a，且第二離合器12b直接連接于變速齒輪組13的第二輸入軸11b，此時動力的傳遞過程為：依次經由第一超越離合器14a、第一離合器12a傳遞至第一輸入軸11a，并經過變速齒輪組13傳遞至變速齒輪組輸出軸30，以及依次經由第二超越離合器15a、第二離合器12b傳遞至第二輸入軸11b，并經過變速齒輪組13傳遞至變速齒輪組輸出軸30。另外，第一超越離合器14a可間接與第一離合器12a連接，例如，第一超越離合器14a連接于變速齒輪組13的第一輸出軸11c，且第二超越離合器15a連接于變速齒輪組13的第二輸出軸11d，此時動力的傳遞過程為：依次經由第一離合器12a、第一輸出軸11c、第一超越離合器14a傳遞至變速齒輪組輸出軸30，以及依次經由第二離合器12b、第二輸出軸11d、第二超越離合器15a傳遞至變速齒輪組輸出軸30。

在本發明實施例中，第一超越離合器14a和第二超越離合器15a的類型可以相同也可以不相同，所述類型例如可以是圖4所示的滾軸式超越離合器，也可以是圖5所示的楔塊式超越離合器。

如圖4所示，滾軸式超越離合器包括具有筒式內徑的外圈111、帶斜坡的內圈112、分別承受彈簧力且始終與內圈112和外圈111緊密接觸的一組滾子113。內圈112在其運動方向上的旋轉帶動滾子113朝向斜坡道較窄處，從而帶動外圈111同向旋轉，超越離合器接合；當外圈111的旋轉速度大于內圈112的旋轉速度時，滾子113由于離心力作用朝向斜坡道較寬處，超越離合器分離。其中，內圈112相當于超越離合器的主動件、外圈111相當于其從動件。

如圖5所示，楔塊式超越離合器包括內圈114、外圈115、一組楔塊116以及定位楔塊116的楔塊保持架117。楔塊116通過在內圈114和外圈115之間的楔入來從一個滾道向另一個滾道傳遞動力，楔塊116有兩個對角直徑，即從楔塊116的一角到另一對角的距離，其中一個對角直 徑大于另一個對角直徑。內圈114在其運動方向上的旋轉帶動楔塊116使得楔塊116的較大對角直徑卡持于內圈114和外圈115之間，從而帶動外圈115同向旋轉，超越離合器接合。當外圈115的旋轉速度大于內圈114的旋轉速度時，楔塊116的較小對角直徑卡持于內圈114和外圈115之間，超越離合器分離。其中，內圈114相當于超越離合器的主動件、外圈115相當于超越離合器的從動件。

在本實施例中，第一離合器12a和第二離合器12b的類型可以相同也可以不相同，所述類型包括但不限于傳統的干式離合器和濕式離合器。第一離合器12a和第二離合器12b以及變速齒輪組13可以為DCT(Dual Clutch Transmission,雙離合變速器)，例如圖2所示的縱置式DCT以及圖3所示的橫置式DCT。參閱圖2所示，其第二輸入軸11b為空心軸，第一輸入軸11a穿設于為空心軸的第二輸入軸11a內，其橫向尺寸較短且縱向尺寸較長，因此利于橫向放置。參閱圖3所示，其變速齒輪組13僅設置有一個輸出軸，該輸出軸可視為圖1所示的變速齒輪組輸出軸30，其縱向尺寸較短且橫向尺寸較長，因此利于縱向放置。進一步結合圖1所示，本發明實施例的第一超越離合器14a和第二超越離合器15a可分別集成連接于圖2或圖3所示的第一輸入軸11a和第二輸入軸11b，或者分別集成連接于圖2所示的第一輸出軸11c和第二輸出軸11d，又或者第一超越離合器14a或第二超越離合器15a集成連接于圖3所示的變速齒輪組13的輸出軸。

繼續參閱圖1，本實施例的離合裝置10工作時的傳動狀態為：

車輛從靜止到正常行駛的起步過程中，變速齒輪組13掛1擋，控制第一離合器12a的主動件和從動件從分離到逐漸接合，動力輸出軸20輸出的動力經第一離合器12a驅動第一超越離合器14a，使第一超越離合器14a的主動件和從動件從分離到逐漸接合，第一超越離合器14a自動接合，以傳遞動力至變速齒輪組13，從而保證車輛的平穩起步。

在車輛的行駛過程中，當行駛速度達到換擋要求時，變速齒輪組13掛2擋，控制第二離合器12b的主動件和從動件從分離到逐漸接合，動力輸出軸20輸出的動力經過第二離合器12b驅動第二超越離合器15a， 使第二超越離合器15a的主動件和從動件從分離到逐漸接合，第二超越離合器15a自動接合。此時，第一超越離合器14a的從動件一側的轉速大于其主動件一側的轉速，第一超越離合器14a自動發生超越，即其主動件和從動件自動分離，此時無需控制第一離合器12a的主動件和從動件分離，變速齒輪組輸出軸30的動力也不會經由變速齒輪組13返回至動力輸出軸20，即不會產生動力干涉現象。

在本實施例中，變速齒輪組13包括連接于第一超越離合器14a的第一組變速齒輪組以及連接于第二超越離合器15a的第二組變速齒輪組，第一組變速齒輪組用于掛奇數擋和倒擋，例如1、3、5擋，第二組變速齒輪組用于掛偶數擋，例如2、4、6擋。類似于前述1擋切換至2擋，在車輛的行駛過程中，當行駛速度達到由2擋切換至3擋的換擋要求時，利用1擋進行動力中繼。即，第一超越離合器14a的從動件一側的速度大于其主動件一側的速度，其自動發生超越，此時調高發動機的轉速，使得第一超越離合器14a的主動件一側的速度大于其從動件一側的速度，第一超越離合器14a自動接合，動力輸出軸20輸出的動力經過第一超越離合器14a傳遞至變速齒輪組13并輸出至變速齒輪組輸出軸30。

依次類推即可實現本發明實施例的換擋。

在本實施例中，動力輸出軸20和變速齒輪組輸出軸30可視為現有變速器的主動軸和從動軸，離合裝置10能夠根據主動軸和從動軸的速度變化或旋轉方向的變換實現自動接合及分離，即實現自動離合功能，從而降低對傳統“離合器”的控制要求，實現離合器切換的“傻瓜式”操作，避免產生動力干涉現象，避免離合器片的非正常磨損和對變速機構的額外沖擊，提高變速器使用壽命的同時降低維修費用。

繼續參閱圖1～3，所述離合裝置10還可以包括第三離合器14b和第四離合器15b，第三離合器14b連接于第一離合器12a和第一組變速齒輪組之間，第四離合器15b連接于第二離合器12b和第二組變速齒輪組之間。具體實現時，第三離合器14b的主動件可以和第一超越離合器14a的主動件連接，第三離合器14b的從動件可以和第一超越離合器14a的從動件連接，第四離合器15b的主動件可以和第二超越離合器15a的主 動件連接，第四離合器15b的從動件可以和第二超越離合器15a的從動件連接，即，第一超越離合器14a包括第一主動件和第一從動件，第二超越離合器15a包括第二主動件和第二從動件，第三離合器14b包括第三主動件和第三從動件，第四離合器15b包括第四主動件和第四從動件，第三主動件連接于第一主動件，第三從動件連接于第一從動件，第四主動件連接于第二主動件，第四從動件連接于第二從動件。

另外，需要說明的是，在第三離合器14b接合時，即使第一超越離合器14a發生損壞，也可以由接合的第三離合器14b傳遞動力且為雙向傳遞動力，所謂雙向傳遞包括：動力依次經由動力輸出軸20、第一離合器12a、第三離合器14b、第一輸入軸11a、變速齒輪組13的用于掛奇數擋的第一組變速齒輪組傳遞至變速齒輪組輸出軸30；動力依次經由變速齒輪組輸出軸30、變速齒輪組13的第一組變速齒輪組、第一輸入軸11a、第三離合器14b、第一離合器12a傳遞至動力輸出軸20。同理，第四離合器15b也具有上述類似作用，此處不再贅述。

進一步地，前述離合裝置10與動力輸出軸20之間還可以連接有液力變矩器，離合裝置10可通過液力變矩器接收車輛等動力驅動裝置的動力源所輸出的動力。其中，液力變矩器的輸入軸與輸出軸通過自動變速器油聯系，工作構件之間沒有剛性連接，能消除輸入動力傳遞過程中產生的沖擊和振動，使得車輛可以柔和起步。另外，液力變矩器還具有其他特點：過載保護性能和起動性能好；輸出軸的轉速可大于或小于輸入軸的轉速，轉速差隨著傳遞扭矩的大小而不同；良好的自動變速性能，載荷增大時輸出轉速自動下降，反之自動上升；保證發動機有穩定的工作區，載荷的瞬態變化基本不會反映到發動機上。

圖6是本發明的扭轉減振機構一實施例的結構示意圖。該扭轉減振機構可集成在離合裝置10的轉動部件上。如圖6所示，該扭轉減振機構6主要包括第一轉動部件61、第二轉動部件62以及彈簧減振器63。其中，第一轉動部件61和第二轉動部件62同軸設置，并能夠相對轉動；第一轉動部件61和第二轉動部件62之間形成有一環形腔體，彈簧減振器63設置于該環形腔體內，并沿第一轉動部件61和第二轉動部件62 的轉動方向彈性連接第一轉動部件61和第二轉動部件62。優選地，彈簧減振器63可以為曲形彈簧，該曲形彈簧由至少兩個不同彈性系數的彈簧串聯而成，由此能夠提高減振效果。

在本發明的其他實施例中，可以優選地在第一轉動部件61和第二轉動部件62分別沿各自周向對稱形成有多個彈簧卡槽(未圖示)，對應地，彈簧減振器63則包括分別卡置于該多個彈簧卡槽內的多個直形彈簧(未圖示)。同樣優選地，每組對應的彈簧卡槽內包括至少兩個串聯或嵌套的彈性系數互不相同的直形彈簧。

扭轉減振機構6可集成于離合裝置10的轉動部件上，例如集成在第一離合器12a、第二離合器12b、第三離合器14b以及第四離合器15b中至少一者的主動件或從動件上。當然，扭轉減振機構6可以同時集成于主動件和從動件，即分別在主動件和從動件上設置與上文描述結構相同的第一扭轉減振機構和第二扭轉減振機構。由此實現二級減振。

由于從發動機到汽車傳動系的轉速和轉矩是周期性地不斷變化的，這會使傳動系產生的扭轉振動；另一方面，由于汽車行駛在不平的道路上，使汽車傳動系出現角速度突然變化，也會引起扭轉振動。這些扭轉振動都會對傳動系零件造成沖擊性載荷，使其壽命縮短，甚至損壞零件。本實施例的扭轉減振機構6可消除扭轉振動和避免共振，防止傳動系過載，以一個獨立部件同時集成“倍擋”及“減振”等多項功能。進一步地，由于扭轉減振機構6采用雙轉動部件結構且具有一定質量，因此通過計算和配置二者的質量，可以實現與雙質量飛輪相同的功能，進而進一步集成“雙質量飛輪”功能。

本發明實施例進一步提供一種變速總成，該變速總成包括上述實施例公開的任意一種離合裝置，例如圖1所示實施例的離合裝置10，因此該變速總成具有與其相同的有益效果。

應理解，以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用該說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，例如各實施例之間技術特征的相互結合，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。