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，例如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，但同時其結構更加精密和復雜，對控制要求非常高，一旦控制不精確，例如兩個離合器切換不及時，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；另外，本發明實施例的離合裝置可適用于純電動汽車，以迎合純電動汽車多擋化的發展趨勢，具有噪音小、零排放、容易實現自動化控制等優點。

本發明實施例提供的一種離合裝置，作為獨立部件連接于電動機輸出軸和變速齒輪組輸出軸之間，包括：具有第一輸入軸和第二輸入軸的變速齒輪組；連接于電動機輸出軸和第一輸入軸之間或者連接于變速齒輪組輸出軸的單向超越離合器；以及連接于電動機輸出軸和第一輸入軸之間的第一離合器。

可選地，變速齒輪組包括依次用于掛1～3擋的第一變速齒輪組、第二變速齒輪組和第三變速齒輪組，所述離合裝置還包括第二離合器和第三離合器，第二離合器連接于第二變速齒輪組和第二輸入軸之間，第三離合器連接于第三變速齒輪組和第二輸入軸之間。

可選地，所述第二離合器用于選擇性連接所述第二變速齒輪組，以使動力經所述第二輸入軸、所述第二離合器、所述第二變速齒輪組傳遞到所述變速齒輪組輸出軸；所述第三變速齒輪組用于選擇性連接所述第三變速齒輪組，以使動力經所述第二輸入軸、所述第三離合器、所述第三變速齒輪組傳遞到所述變速齒輪組輸出軸。

可選地，所述第一離合器、所述第二離合器以及所述第三離合器包括干式離合器、濕式離合器的任意組合。

可選地，變速齒輪組包括用于掛1擋且連接于所述單向超越離合器的第一變速齒輪組和用于掛2擋的第二變速齒輪組，所述離合裝置還包括第二離合器，連接于第二變速齒輪組和第二輸入軸之間。

可選地，單向超越離合器包括第一主動件和第一從動件，第一離合器包括第二主動件和第二從動件，所述第一主動件和所述第二主動件連接，所述第一從動件和所述第二從動件連接。

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包括一個單向超越離合器以及至少一個離合器，能夠根據主動軸和從動軸的速度變化或旋轉方向的變換實現自動離合，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；另外，該離合裝置可適用于純電動汽車，以迎合純電動汽車多擋化的發展趨勢，具有噪音小、零排放、容易實現自動化控制等優點；并且通過離合器實現擋位切換，能夠實現無動力中斷。

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是本發明的單向超越離合器一實施例的結構示意圖；

圖4是本發明的單向超越離合器另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電動機輸出軸20和變速齒輪組輸出軸30之間，用于從電動機輸出軸20接收電動機輸出的動力，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。

離合裝置10包括：具有第一輸入軸11a和第二輸入軸11b以及第一輸出軸11c和第二輸出軸11d的變速齒輪組13，變速齒輪組13包括用于掛1擋的第一變速齒輪組、用于掛2擋的第二變速齒輪組以及用于掛3擋的第三變速齒輪組，優選地，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11b內，第一輸出軸11c和第二輸出軸11d可視為變速齒輪組輸出軸30；連接于電動機輸出軸20和變速齒輪組輸入軸的第一輸入軸11a之間的第一離合器12；連接于電動機輸出軸20和第一輸入軸11a之間的單向超越離合器11。當然，單向超越離合器11也可以連接于第一輸出軸11c。其中，第一離合器12包括主動件和從動件，且其主動件與單向超越離合器11的主動件連接、其從動件與單向超越離合器11的從動件連接，即，單向超越離合器11包括第一主動件和第一從動件，第一離合器12包括第二主動件和第二從動件，第一主動件和第二主動件連接，第一從動件和第二從動件連接，第一離合器12和單向超越離合器11可視為一體式結構。

請參閱圖2，離合裝置10還包括第二離合器14和第三離合器15(所述兩個離合器反映為圖1所示標號16)，第二離合器14連接于用于掛2擋的第二變速齒輪組和第二輸入軸11b之間，用于選擇性連接第二變速齒輪組和第二輸入軸11b，以使動力經第二輸入軸11b、第二離合器14、第二變速齒輪組傳遞到變速齒輪組輸出軸30。第三離合器15連接于用于掛3擋的第三變速齒輪組和第二輸入軸11b之間，用于選擇性連接第三變速齒輪組和第二輸入軸11b，以使動力經第二輸入軸11b、第三離合器15、第三變速齒輪組傳遞到變速齒輪組輸出軸30。

本實施例可以通過第一離合器12掛1擋，具體為第一離合器12接合時掛1擋，其中在第一離合器12接合時，即使單向超越離合器11發生損壞，也可以由接合的第一離合器12傳遞動力且為雙向傳遞動力，所謂雙向傳遞包括：動力依次經由電動機輸出軸20、第一離合器12、第一輸入軸11a、變速齒輪組13的用于掛1擋的第一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、第一齒輪組、第一輸入軸11a、第一離合器12傳遞至電動機輸出軸20。本實施例可以通過第二離合器14和第三離合器15實現2擋和3擋的無動力中斷切換，具體地，當第二離合器14接合、第三離合器15分離時，掛2擋；當第二離合器14分離、第三離合器15接合時，掛3擋。

第一離合器12、第二離合器14和第三離合器15中的一個可以為干式離合器、濕式離合器或其他適合的離合器，當然所述三者也可以為干式離合器、濕式離合器及其他適合的離合器的任意組合。

另外，對于變速齒輪組13與第一輸入軸11a連接的僅有一組變速齒輪即僅能掛1擋(起步擋)、與第二輸入軸11b連接的僅有一組變速齒輪即僅能掛2擋的情況，離合裝置10可以僅設置第一離合器12和第二離合器14(此時第二離合器14反映為圖1所示標號16)。

在本發明實施例中，單向超越離合器11可以是圖3所示的滾軸式單向超越離合器，如圖3所示，滾軸式單向超越離合器11包括具有筒式內徑的外圈111、帶斜坡的內圈112、以及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組成。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，單向超越離合器11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，單向超越離合器11分離。其中，內圈112相當于單向超越離合器11的主動件、外圈111相當于單向超越離合器11的從動件。

當然，單向超越離合器11也可以是圖4所示的楔塊式單向超越離合器，如圖4所示，其包括內圈114、外圈115、一組楔塊116以及定位楔塊116的楔塊保持架117。其中，楔塊116以在內圈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，其具有兩個對角直徑，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使其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，單向超越離合器11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，單向超越離合器11分離。其中，內圈114相當于單向超越離合器11的主動件、外圈115相當于單向超越離合器11的從動件。

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，單向超越離合器11的第一主動件和第一從動件自動從分離到逐漸接合，電動機輸出軸20輸出的動力經過單向超越離合器11傳遞至變速齒輪組13并輸出至變速齒輪組輸出軸30，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，控制第二離合器14接合，變速齒輪組13掛2擋，電動機輸出軸20輸出的動力經過第二離合器14傳遞至變速齒輪組13并輸出至變速齒輪組輸出軸30，單向超越離合器11的第一從動件一側的速度大于其第一主動件一側的速度，單向超越離合器11自動發生超越，即其第一主動件和第一從動件自動分離，此時變速齒輪組輸出軸30的動力不會經由變速齒輪組13返回至電動機輸出軸20，即不會產生動力干涉現象。

在本實施例中，變速齒輪組13與第一輸入軸11a連接的僅有第一變 速齒輪組即僅能掛1擋(起步擋)，變速齒輪組13與第二輸入軸11b連接的可以有一組變速齒輪(第二變速齒輪組)即僅能掛2擋，也可以有兩組變速齒輪(第二變速齒輪組和第三變速齒輪組)即能掛2擋和3擋。在由2擋切換至3擋時，離合裝置10的傳動狀態為：

基于前述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，類似于前述1擋切換至2擋，控制第二離合器14分離的同時，控制第三離合器15接合，變速齒輪組13掛3擋。在此換擋過程中，電動機輸出軸20輸出的動力由第二離合器14變為經過第三離合器15，并傳遞至變速齒輪組13并輸出至變速齒輪組輸出軸30，從而實現無動力中斷換擋。

另外，車輛需要減速制動并回收車輛能量時，電動機21不通過電動機輸出軸20輸出動力，單向超越離合器11的第一從動件的轉速大于其第一主動件的轉速，單向超越離合器11將發生超越，則車輛無法在擋反拖，從而無法回收能量；此時，控制第一離合器12接合，單向超越離合器11的第一主動件與第一從動件的關系發生改變，即第一主動件變為從動件且第一從動件變為主動件，以使單向超越離合器11發生接合，從而使得制動減速時的車輛動能從變速齒輪組輸出軸30反向傳遞至電動機21，以此將電動機21轉變為發電機并為電池充電。該能量的回收路徑包括：當掛1擋時，控制第一離合器12接合，制動動能經由第一輸出軸11c、第一變速齒輪組、第一輸入軸11a回傳至電動機21；當掛2擋時，控制第二離合器14接合，制動動能經由第二輸出軸11d、第二變速齒輪組、第二輸入軸11b回傳至電動機21；當掛3擋時，控制第三離合器15接合，制動動能經由第二輸出軸11d、第三變速齒輪組、第二輸入軸11b回傳至電動機21。

在本實施例中，電動機輸出軸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；另外，離合裝置10由于從電動機輸出軸20接收動力，因此可適用于純電動汽車，以迎合純電動汽車多擋化的發展趨勢，具有噪音小、零排放、容易實現自動化控制等優點；進一步，用于掛擋的變速齒輪連接有離合器，可通過離合器實現擋位切換，能夠實現無動力中斷。

本發明實施例的離合裝置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。

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。