CN100532875C - 低转动惯量的干式双离合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低转动惯量的干式双离合器。旨在克服双离合器转动惯量大很多的问题。低转动惯量的干式双离合器增装与改进了过渡盘(2)、I离合器压盘(3)、飞轮(5)与I离合器壳体(10)。过渡盘(2)与发动机(21)曲轴输出端的法兰盘固定连接，飞轮(5)与过渡盘(2)固定连接，位于飞轮(5)右侧的II离合器壳体(11)与飞轮(5)固定连接，I离合器压盘(3)位于飞轮(5)的左侧，I离合器壳体(10)位于II离合器壳体(11)的右侧，I离合器压盘(3)上的折弯凸耳穿过飞轮(5)上的切槽与I离合器壳体(10)上的折弯凸耳固定连接。该装置用于具有两个输入轴的且两个输入轴是同心套轴式结构的平行轴式齿轮变速箱。

Description

低转动惯量的干式双离合器

技术领域

本发明涉及一种用于车辆上的干式双离合装置，更具体地说，它涉及一种应用在具有套轴式双输入轴的平行轴式齿轮变速箱上的低转动惯量的干式双离合器。

背景技术

汽车双离合器式自动变速器(DCT)通常使用两个离合器(双离合器)，将变速器档位按奇、偶数分开布置，分别与两个离合器连接，换挡过程中可使两个档位同时处于啮合状态，一个档工作另一个档等待，通过两个离合器的交替切换完成换挡。DCT综合了电控机械自动变速器(AMT)和液力机械自动变速器(AT)的优势，继承了手动变速器传动效率高、安装空间紧凑、质量轻等许多优点，可实现不中断动力换挡，具有很好的换挡品质，与AT相比较，动力性明显提高，与AMT相比避免了由于动力中断引起的换挡冲击现象，舒适性有了极大的改善。双离合器作为DCT系统的关键部件之一，担负着起步控制、传递动力、档位切换、减振和防止系统过载等重要作用。干式双离合器具有结构简单、传动效率高、成本低的优点，正在受到广泛重视。但是，对于干式双离合器存在的一个问题是双离合器的转动惯量较一般离合器大很多，这将直接导致整车底盘匹配的困难，降低乘坐舒适性及操控性。如何降低双离合器转动惯量是干式双离合器需要解决的关键技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的问题，提供一种有效地降低双离合器转动惯量的低转动惯量的干式双离合器。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现。本发明在现有I离合器从动盘总成、II离合器从动盘总成、卡钳、支撑环、II离合器压盘、II离合器壳体、I膜片弹簧与II膜片弹簧等零件的基础上加装和改进了过渡盘、I离合器压盘、飞轮与I离合器壳体。

过渡盘与发动机曲轴的输出端固定连接，处于过渡盘右侧的飞轮与过渡盘固定连接。I离合器压盘位于过渡盘与飞轮之间，I离合器壳体位于飞轮右侧的II离合器壳体的右侧。I离合器压盘上的折弯凸耳穿过飞轮上的切槽与I传动片的一端和I离合器壳体上的折弯凸耳固定连接，I传动片的另一端和飞轮固定连接。

技术方案中在所述的I离合器压盘与飞轮之间安装有通过花键毂连接在I变速器输入轴上的I离合器从动盘总成；所述的II离合器壳体位于飞轮右侧并与飞轮固定连接，飞轮与II离合器壳体之间依次安装有通过花键毂连接在II变速器输入轴上的II离合器从动盘总成、通过II传动片与II离合器壳体固定连接的II离合器压盘和通过卡钳与支撑环固定在II离合器壳体内侧的II膜片弹簧；在所述的II离合器壳体与I离合器壳体之间安装有I膜片弹簧；齿圈通过焊接的方式固定在飞轮左端的外圆周面上；所述的过渡盘是一个圆盘件，中心处加工有和发动机曲轴输出端上的法兰盘套装用的法兰通孔，在法兰通孔的周围均布有和法兰盘固定连接用的螺栓通孔，在过渡盘周边均布有和飞轮固定连接用的螺钉通孔，过渡盘厚度为2.8毫米—3.5毫米；所述的飞轮是由一个圆形板和一个圆环体所组成的圆形件，在圆形板的中心处加工有通风孔，在飞轮的周边沿轴线方向贯穿性地加工有三个切槽，三个切槽在飞轮的周边是均匀布置，在飞轮的左端面上加工有和过渡盘周边螺钉通孔相对应的连接用的螺钉盲孔，在飞轮的右端面上加工有和II离合器壳体相对应的连接用的螺栓盲孔；所述的I离合器压盘是一个圆盘件，中心处加工有和I离合器从动盘总成配装用的总成通孔，在I离合器压盘周边加工有三个折弯凸耳，三个折弯凸耳在I离合器压盘周边是均匀布置，折弯凸耳上加工有通孔；所述的I离合器壳体也是一个带有折弯凸耳的圆盘件，圆盘的中心处加工有一中心通孔，圆盘的里侧加工有一环形凸起筋，在圆盘的周边加工三个向外翻的折弯凸耳，折弯凸耳上加工有与I离合器压盘周边的三个折弯凸耳上的通孔相对应的通孔；所述的飞轮上的切槽、I离合器压盘上的折弯凸耳与I离合器壳体上的折弯凸耳的个数、形状、布置位置完全相同；形状是扇形，该扇形既可由两段同心圆弧和两段通过各圆形件对称中心的直线所围成，也可以由两段同心圆弧和两段与各圆形件中心对称平行的直线所围成。

本发明的有益效果是：

1.根据发动机启动对转动惯量的要求，一般干式双离合器由于转动惯量大对发动机造成过大负荷，影响整车匹配，本发明由于采用过渡盘等措施可有效降低干式双离合器转动惯量，

2.本发明结构简单，工作可靠，可明显提高干式双离合器汽车的乘坐舒适性与操控性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是低转动惯量的干式双离合器的原理图；

图2是低转动惯量的干式双离合器整体结构主视图上的全剖视图；

图3是图2全剖视图中所剖不到的位置的过渡盘与飞轮之间、I离合器压盘与飞轮之间、飞轮与II离合器壳体之间、II离合器压盘与II离合器壳体之间连接关系的局部放大视图；

图4是低转动惯量的干式双离合器中I离合器压盘的主视图；

图5是图4所示的I离合器压盘的轴测投影图；

图6是低转动惯量的干式双离合器中I离合器壳体的主视图；

图7是图6所示的I离合器壳体的轴测投影图；

图8是低转动惯量的干式双离合器中飞轮的主视图；

图9是图8所示的飞轮的轴测投影图；

图中：1.齿圈，2、过渡盘，3.I离合器压盘，4.I离合器从动盘总成，5.飞轮，6.II离合器从动盘总成，7.卡钳，8.支撑环，9.II离合器压盘，10.I离合器壳体，11.II离合器壳体，12.插销，13.I膜片弹簧，14.压紧铆钉，15.压紧钢片，16.II膜片弹簧，18.II传动片，19.I传动片，20.螺栓，21.发动机，22.I变速器输入轴，23.II变速器输入轴，24.变速器，25.I离合器，26.II离合器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

参阅图1至图9，低转动惯量的干式双离合器，除了包括现有的齿圈1、I离合器从动盘总成4、II离合器从动盘总成6、卡钳7、支撑环8、II离合器压盘9、II离合器壳体11、I膜片弹簧13与II膜片弹簧16以外，它还安装有新增加与改进了的过渡盘2、I离合器压盘3、飞轮5与I离合器壳体10。

所述的过渡盘2是一个圆盘形钢质件，中心处加工有和发动机21曲轴输出端上的法兰盘套装用的一个大直径的法兰通孔，在该法兰通孔的周围均布有为和法兰盘固定连接而穿装螺栓用的6个相同的螺栓(螺钉、铆钉)通孔，在过渡盘2周边均布有和飞轮5固定连接而穿装螺钉用的6个相同的螺钉(螺栓)通孔，过渡盘2厚度可为2.8毫米—3.5毫米，本具体实施方式中过渡盘2采用的厚度为3.5毫米。过渡盘2是低转动惯量的干式双离合器中的一个重要部件，过渡盘2厚度与材质的选择在保证传递扭矩所需要的刚度与强度的基础上，应符合最低转动惯量的要求。

所述的飞轮5可以说最初是一个圆桶形件，或者说是由一个圆形板和一个圆环体所组成的圆形件。然后在圆形板的中心处加工一个大直径的通风孔，在飞轮5的周边从桶体的桶口开始到桶底贯穿性地加工有三个横截面为扇形的切槽，扇形横截面是由两段同心圆弧和两段通过圆桶形件对称中心的直线所围成，扇形横截面也可以是由两段同心圆弧和两段与圆桶形件中心对称平行的直线所围成。飞轮5周边上的扇形切槽与I离合器压盘3和I离合器壳体10周边加工的向外凸出的三个扇形折弯凸耳的个数、形状、布置位置完全相同。三个扇形切槽在飞轮5的周边是均匀布置的，加工三个扇形切槽的结果导致桶体不连续，变成三段大小相同形状相同的弧形体。桶底变成带有三个大小相同形状相同的扇形切槽的圆形板件。在三段弧形体的左端面(文件各处所述的左端面、右端面、左侧与右侧均以所指的零件在图2中安装后的工作位置为准)上加工6个相同的和过渡盘2固定连接用的螺钉(螺栓)盲孔，在三段弧形体的右端面上加工6个相同的和II离合器壳体11固定连接用的螺栓盲孔(螺钉)。

所述的I离合器压盘3是一个圆盘形件。其中心处加工有和I离合器从动盘总成4配装用的总成通孔，在I离合器压盘3周边加工有向外凸出的三个扇形折弯凸耳。扇形折弯凸耳的扇形是由两段同心圆弧和两段通过圆盘形件中心的直线所围成，扇形折弯凸耳的扇形也可以是由两段同心圆弧和两段与圆盘形件中心对称平行的直线所围成。三个扇形折弯凸耳在主视图上的剖面形状和英文字母L形状相似，三个扇形折弯凸耳在I离合器压盘3周边是均匀布置，其在圆周上的布置情况和飞轮5圆周上布置的三个扇形切槽的情况相同，即大小、形状与在圆周上布置的位置完全相同，扇形折弯凸耳上沿轴向加工有通孔。这三个扇形折弯凸耳穿过飞轮5周边的三个扇形切槽与I离合器壳体10上的扇形折弯凸耳通过铆钉(螺栓)固定连接。

所述的I离合器壳体10也可以看成是一个带有折弯凸耳的圆盘件，首先在圆盘的中心处加工有一个大直径的中心通孔，以便于I离合器从动盘总成4、飞轮5、II离合器从动盘总成6和I变速器输入轴22、II变速器输入轴23配装；以便于I膜片弹簧13、II膜片弹簧16的小端和分离轴承接触连接工况的形成。就是使I离合器壳体10里面的I膜片弹簧13、II膜片弹簧16的小端露出来和分离轴承接触连接，通过是否压紧I膜片弹簧13的小端来实现I离合器25的分离与接合。通过是否压紧II膜片弹簧16的小端来实现II离合器26的分离与接合。然后在圆盘的里侧加工有一环形凸起筋，在圆盘的周边加工三个向外翻的和I离合器压盘3上的扇形折弯凸耳的个数与形状皆相同的扇形折弯凸耳，扇形折弯凸耳上加工有通孔。这三个扇形折弯凸耳和I离合器压盘3周边向外翻的三个扇形折弯凸耳借助于铆钉(螺栓)固定连接。

所述的II离合器壳体11也可以先看成是一个圆桶件，然后在桶底的中心处加工有一个大直径的通孔，以便于I离合器从动盘总成4、飞轮5、II离合器从动盘总成6和I变速器输入轴22、II变速器输入轴23配装；以便于II膜片弹簧16的小端和分离轴承接触连接工况的形成。就是使II离合器壳体11里面的II膜片弹簧16的小端露出来和分离轴承接触连接，通过是否压紧II膜片弹簧16的小端来实现II离合器26的分离与接合。桶底的外侧加工有一环形凸起筋，桶底的小端加工有4个安装压紧铆钉14的铆钉孔，再在桶口处加工有三个向外翻的扇形折弯凸耳，三个扇形折弯凸耳上加工有6个与飞轮5固定用的螺栓通孔。在II离合器壳体11的周边均匀分布地加工有将II传动片18的一端和II离合器壳体11固定连接用的扇形切槽，II传动片18的另一端与II离合器压盘9借助于铆钉(螺栓)连接。

首先，借助于螺栓(螺钉)将过渡盘2固定在发动机21曲轴输出端上的法兰盘上，借助于螺钉(螺栓)将位于过渡盘2右侧的飞轮5与过渡盘2固定连接，位于飞轮5右侧的II离合器壳体11与飞轮5通过螺栓(螺钉)固定连接。将齿圈1采用焊接的方式固定在飞轮5左端(齿圈1的左端面与飞轮5的左端面对齐)外圆周面上。I离合器压盘3位于过渡盘2与飞轮5之间，I离合器壳体10位于II离合器壳体11的右侧，并将II离合器壳体11包容在I离合器壳体10的里面(II离合器壳体11处于飞轮5与I离合器壳体10之间)，I离合器压盘3周边的三个扇形折弯凸耳穿过飞轮5周边的三个扇形切槽与I传动片19的一端和I离合器壳体10周边的三个扇形折弯凸耳铆(螺栓连)接，I传动片19的另一端和飞轮5铆(螺栓连)接。这样发动机21的曲轴转动，过渡盘2就跟着转动，与过渡盘2固定连接的飞轮5也跟着转动，与飞轮5固定连接的II离合器壳体11也跟着转动，由于I离合器压盘3、I传动片19的一端和I离合器壳体10铆接在一起，I传动片19的另一端和飞轮5铆接在一起，所以，当飞轮5转动时，I离合器压盘3与I离合器壳体10就跟着飞轮5一同转动。

在所述的I离合器压盘3与飞轮5之间安装有I离合器从动盘总成4，I离合器从动盘总成4是通过花键毂连接在I变速器输入轴22上，I离合器从动盘总成4可在I变速器输入轴22上沿轴向移动。当I离合器压盘3向右移动将其紧压在飞轮5上时，I离合器从动盘总成4随飞轮5同转，将扭矩传递给I变速器输入轴22。

在所述的飞轮5与II离合器壳体11之间依次安装有II离合器从动盘总成6、II离合器压盘9与II膜片弹簧16。II离合器从动盘总成6也是通过花键毂连接在II变速器输入轴23上，II离合器从动盘总成6可在II变速器输入轴23上沿轴向移动。当II离合器压盘9向左移动将其紧压在飞轮5上时，II离合器从动盘总成6随飞轮5同转，将扭矩传递给II变速器输入轴23。II离合器压盘9是通过II传动片18与II离合器壳体11铆(螺栓连)接，当II离合器壳体11与飞轮5同转时，II离合器压盘9随II离合器壳体11与飞轮5同转。II膜片弹簧16的大端通过卡钳7与支撑环8固定在II离合器壳体11大端的内侧，II膜片弹簧16的左侧与II离合器压盘9右侧环形凸起接触，此凸起作为向II离合器压盘9施加轴向力的加力点，当推压II膜片弹簧16小端时，通过II离合器压盘9右侧环形凸起使II离合器压盘9向左移动，使II离合器26工作，为防止II离合器压盘9与II膜片弹簧16之间的相对转动，采用插销12将其固定。

在所述的II离合器壳体11与I离合器壳体10之间安装有I膜片弹簧13。I膜片弹簧13大端的右侧面与I离合器壳体10内侧的环形凸起筋接触，I膜片弹簧13的左侧面与II离合器壳体11右侧的环形凸起筋接触，该凸起筋作为I膜片弹簧13向I离合器壳体10施加轴向力的支点(相当于杠杆的支点)，当推压I膜片弹簧13小端时，在其大端产生一个向右的推拉I离合器壳体10的轴向力，使I离合器25工作。为防止II离合器壳体11与I膜片弹簧13之间的相对转动，采用压紧铆钉14将其固定。

低转动惯量的干式双离合器的工作原理：

1.车辆静止

参阅图1与图2，车辆静止时，发动机21启动曲轴开始正常转动，带动过渡盘2一起转动，过渡盘2带动飞轮5一起转动，飞轮5带动II离合器壳体11一起转动，并带动与II离合器壳体11有连接关系的卡钳7、支撑环8、插销12、II膜片弹簧16、II离合器压盘9、压紧铆钉14、压紧钢片15和I膜片弹簧13一起转动。同时飞轮5还通过I传动片19带动与飞轮5有连接关系的I离合器压盘3和I离合器壳体10一起转动。因为I离合器从动盘总成4与II离合器从动盘总成6与飞轮5均没有接触，I离合器压盘3与II离合器压盘9处于无受力状态，传动片没有变形，此时I膜片弹簧13与II膜片弹簧16均处于没有被压紧(即没受力)的状态。车辆静止时也是车辆起步的准备阶段，发动机21处于空转(空跑)状态。

2.车辆起步

参阅图1与图2，车辆起步时，电控单元控制分离轴承压紧I膜片弹簧13小端，I膜片弹簧13以II离合器壳体11桶底外侧的凸起筋为支点转动，I膜片弹簧13的大端沿轴向右发生移动，拉动I离合器壳体10沿轴向右移动，同时也拉动I离合器压盘3向右移动，压向I离合器从动盘总成4，开始时使I离合器从动盘总成4与飞轮5产生滑磨，此时I离合器25的传动片19由于受力产生变形，随着I膜片弹簧13小端受力的加大，I离合器从动盘总成4与飞轮5压紧，发动机21的扭矩经由过渡盘2、飞轮5与I离合器从动盘总成4的花键毂传递到同心布置的I变速器输入轴22上，车辆以一档开始起步。此时，II离合器26处于自由状态(II离合器从动盘总成6不动，其它零部件处于转动状态)。

3.车辆换挡

参阅图1与图2，当车辆需要从一档换到二档时，在以一档运行的同时，控制换档操纵机构使二档齿轮啮合，由于II离合器26处于分离状态，二档齿轮的啮合并不能传递动力，所以此时电控单元控制分离轴承逐渐压紧II膜片弹簧16的小端，II膜片弹簧16向左转动，由于II膜片弹簧16的大端已被卡钳7、支撑环8固定在II离合器壳体11的里侧，II膜片弹簧16的大端不能沿轴向移动，通过II离合器压盘9右侧的支(加力)点使II离合器压盘9向左移动，并逐渐压紧II离合器压盘9，使II离合器从动盘总成6与飞轮5产生滑磨，II离合器26的传动片18由于受力产生变形，当达到换挡点时，电控单元控制I离合器25逐渐分离，II离合器26开始接合，此时I膜片弹簧13小端受力逐渐减小，当II离合器26完全接合时，I离合器25完全分离，发动机21的动力经由过渡盘2、飞轮5、II离合器从动盘总成6的花键毂传递到同心布置的II变速器输入轴23上，车辆以二档运行。此时，I离合器25处于自由状态(I离合器从动盘总成4不动，其它零部件处于转动状态)。

然后，电控单元根据车辆当前运行状态，判断车辆即将进入运行的档位，如果车辆需要减速，则控制自动换档机构将档位换入一档，如果车辆需要加速，则控制自动换档机构将档位换入三档，但是一档与三档齿轮均安装在与I离合器25相连接的I变速器输入轴22上，因I离合器25处于分离状态，不传递动力。直到达到一档或三档的换档点的时刻时，将II离合器26分离，I离合器25接合，整个换档动作结束。其它升档与降档过程均与此类似，此处不再赘述。

Claims (10)

1.一种低转动惯量的干式双离合器，包括有I离合器从动盘总成(4)、II离合器从动盘总成(6)、卡钳(7)、支撑环(8)、II离合器压盘(9)、II离合器壳体(11)、I膜片弹簧(13)与II膜片弹簧(16)，它还加装和改进了过渡盘(2)、I离合器压盘(3)、飞轮(5)与I离合器壳体(10)；过渡盘(2)与发动机(21)曲轴的输出端固定连接，位于过渡盘(2)右侧的飞轮(5)与过渡盘(2)固定连接，I离合器压盘(3)位于过渡盘(2)与飞轮(5)之间，I离合器壳体(10)位于飞轮(5)右侧的II离合器壳体(11)的右侧，其特征在于，I离合器压盘(3)上的折弯凸耳穿过飞轮(5)上的切槽与I传动片(19)的一端和I离合器壳体(10)上的折弯凸耳固定连接，I传动片(19)的另一端和飞轮(5)固定连接。

2.按照权利要求1所述的低转动惯量的干式双离合器，其特征在于，在所述的I离合器压盘(3)与飞轮(5)之间安装有通过花键毂连接在I变速器输入轴(22)上的I离合器从动盘总成(4)。

3.按照权利要求1所述的低转动惯量的干式双离合器，其特征在于，所述的II离合器壳体(11)位于飞轮(5)右侧并与飞轮(5)固定连接，飞轮(5)与II离合器壳体(11)之间依次安装有通过花键毂连接在II变速器输入轴(23)上的II离合器从动盘总成(6)、通过II传动片(18)与II离合器壳体(11)固定连接的II离合器压盘(9)和通过卡钳(7)与支撑环(8)固定在II离合器壳体(11)内侧的II膜片弹簧(16)。

4.按照权利要求1所述的低转动惯量的干式双离合器，其特征在于，在所述的II离合器壳体(11)与I离合器壳体(10)之间安装有I膜片弹簧(13)。

5.按照权利要求1所述的低转动惯量的干式双离合器，其特征在于，齿圈(1)通过焊接的方式固定在飞轮(5)左端的外圆周面上。

6.按照权利要求1所述的低转动惯量的干式双离合器，其特征在于，所述的过渡盘(2)是一个圆盘件，中心处加工有和发动机(21)曲轴输出端上的法兰盘套装用的法兰通孔，在法兰通孔的周围均布有和法兰盘固定连接用的螺栓通孔，在过渡盘(2)周边均布有和飞轮(5)固定连接用的螺钉通孔，过渡盘(2)厚度为2.8毫米—3.5毫米。

7.按照权利要求1所述的低转动惯量的干式双离合器，其特征在于，所述的飞轮(5)是由一个圆形板和一个圆环体所组成的圆形件，在圆形板的中心处加工有通风孔，在飞轮(5)的周边沿轴线方向贯穿性地加工有三个切槽，三个切槽在飞轮(5)的周边是均匀布置，在飞轮(5)的左端面上加工有和过渡盘(2)周边螺钉通孔相对应的连接用的螺钉盲孔，在飞轮(5)的右端面上加工有和II离合器壳体(11)相对应的连接用的螺栓盲孔。

8.按照权利要求1所述的低转动惯量的干式双离合器，其特征在于，所述的I离合器压盘(3)是一个圆盘件，中心处加工有和I离合器从动盘总成(4)配装用的总成通孔，在I离合器压盘(3)周边加工有三个折弯凸耳，三个折弯凸耳在I离合器压盘(3)周边是均匀布置，折弯凸耳上加工有通孔。

9.按照权利要求1所述的低转动惯量的干式双离合器，其特征在于，所述的I离合器壳体(10)也是一个带有折弯凸耳的圆盘件，圆盘的中心处加工有一中心通孔，圆盘的里侧加工有一环形凸起筋，在圆盘的周边加工三个向外翻的折弯凸耳，折弯凸耳上加工有与I离合器压盘(3)周边的三个折弯凸耳上的通孔相对应的通孔。

10.按照权利要求1所述的低转动惯量的干式双离合器，其特征在于，所述的飞轮(5)上的切槽、I离合器压盘(3)上的折弯凸耳与I离合器壳体(10)上的折弯凸耳的个数、形状、布置位置完全相同，形状是扇形，该扇形既可由两段同心圆弧和两段通过各圆形件对称中心的直线所围成，也可以由两段同心圆弧和两段与各圆形件中心对称平行的直线所围成。

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