CN104405834B - 双速离合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双速离合器，包括箱体和油位调节器，所述箱体包括封闭的侧壁和安装在侧壁两端的端盖，所述油位调节器与箱体的内部连通，箱体设有输入轴、输出轴、基础行星排、高速档行星排、低速档行星排、摩擦副和换档执行机构。本装置可用于混合动力和纯电动汽车上，采用换挡执行机构控制摩擦副对高速档行星排或低速档行星排进行制动控制来实现变速换档功能。本发明的有益效果在于可实现无动力间断切换、切换响应迅速、控制系统简单、结构体积小、可靠性高、可实现多种速比离合切换、切换耗能小、传动效率高、空挡损耗极小、成本低。

Description

双速离合器

技术领域

本发明涉及车用离合器结构领域，特别涉及一种双速离合器。

背景技术

随着社会的不断发展，汽车保有量愈来愈大，对环境和能源造成了很大压力，因此迫切需要在混合动力技术与纯电动技术上进行革新以减轻环境压力。混合动力技术与纯电动技术的革新主要集中在两方面，一是引入蓄能装置，二是引入电驱动装置。为了对系统进行更优化配置，需要配置一个双速自动离合器来适应行驶工况的需求。混合动力或纯电动车辆对其离合器装置的可靠性、节能性和成本控制具有较高的要求。对于传统液压变矩器而言，由于其存在一个持续工作的液压泵，耗能大，对混合动力或纯电动车辆并不适用。因此市面上都在对传统干式离合器进行改造开发，通过气缸推动拨叉分离轴承来使干式离合器分离或结合。现有对传统干式离合器改进的方案中的自动离合器普遍存在切换平顺差、很难实现线性化控制、切换时间长、控制系统复杂、结构体积大、加工精度高、故障概率较高、寿命短、维护成本高、只能等速传递等问题，因而未能得到广泛推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可实现无动力间断切换、切换响应迅速的双速离合器。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种双速离合器，包括箱体和油位调节器，所述箱体包括封闭的侧壁和安装在侧壁两端的端盖，所述油位调节器与箱体的内部连通；还包括安装于箱体内的输入轴、输出轴、基础行星排、高速档行星排、低速档行星排、摩擦副和换档执行机构；所述输入轴安装在一侧端盖上，所述输出轴安装在另一侧端盖上，输入轴和输出轴的轴心重合并在两者相对的端面上设置支撑轴承；所述基础行星排包括依次啮合的基础太阳轮、基础行星轮组和基础内外齿圈；所述高速档行星排包括高速档转臂和依次啮合的高速档太阳轮、高速档行星轮组、高速档内外齿圈；所述低速档行星排包括低速档转臂和依次啮合的低速档太阳轮、低速档行星轮组、低速档内外齿圈；所述摩擦副包括两组分别与高速档行星排和低速档行星排相对应的多片环状外摩擦片和内摩擦片，外摩擦片与内摩擦片之间具有轴向间隙；所述换档执行机构包括两组分别与高速档行星排和低速档行星排相对应的推力组件和安装于该推力组件上的轴向推力杆；基础太阳轮安装在输入轴上，高速档太阳轮和低速档太阳轮安装在输出轴上，高速太阳轮位于基础太阳轮和低速档太阳轮之间；高速档转臂安装于输入轴上，高速档转臂的高速档行星轮轴上依次通过轴承安装有基础行星轮组和高速档行星轮组；低速档转臂安装于输出轴上，低速档转臂的低速档行星轮轴上通过轴承安装有低速档行星轮组，低速档转臂位于高速档太阳轮和低速档太阳轮之间的外圈与高速档内外齿圈内圈的齿啮合；高速档转臂和低速档转臂之间通过支撑装置进行径向和轴向支撑；高速档内外齿圈和低速档内外齿圈的外圈通过花键副和与其相对应的内摩擦片连接，外摩擦片通过花键副安装于箱体内壁，外摩擦片和内摩擦片之间通过分离弹簧保持间隙，所述轴向推力杆分别和与其相对应的外摩擦片连接。

本发明的有益效果在于：解决了现有混动力或纯电动汽车传动系统的离合器寿命短、传递功率小、固定等速传递、难以线性化控制等困难及冲击性高、体积大及维护成本高等问题，本装置可用于混合动力和纯电动汽车上，采用换挡执行机构控制摩擦副对高速档行星排或低速档行星排进行制动控制来实现变速换档功能，具有结构紧凑、换挡响应迅速、切换过程平顺、可靠性高、换挡能耗小、效率高、成本低等优点。

附图说明

图1为本发明实施例的双速离合器的结构示意图。

标号说明：

1、输入轴；2、输入轴密封装置；3、输入轴轴承及挡圈；4、高速档转臂支撑轴承挡台；5、高速档转臂支撑轴承；6、前端盖；7、高速档膈膜缸内支撑环；8、高速档介质进出口；9、前端盖径向进介质通道；10、高速档膈膜缸外压环；11、箱体；13、高速档位置行程隔板；14、高速档行程触点传感器；15、高速档摩擦副组件挡环；16、分离弹簧；17、高速档外摩擦片；18、高速档内摩擦片；19、内腔挡墙；20、低速档内摩擦片；21、低速档外摩擦片；22、分离弹簧；23、低速档摩擦副组件挡环；24、低速档行程触点传感器；25、后端盖径向进介质通道；26、低速档介质进出口；27、低速档位置行程隔板；28、低速档内外齿圈；29、低速档行星轮组；30、低速档内外齿圈挡环；31、低速档转臂；32、低速档行星轮轴承；33、低速档行星轮轴；34、低速档太阳轮；35、低速档转臂支撑轴承；36、花键；37、输出轴；38、输出轴密封装置；39、输出轴支撑轴承；40、挡圈；41、花键副；42、高速档太阳轮；43、径向支撑装置；44、轴向支撑装置；45、后端盖；46、高速档行星轮轴；47、高速档行星轮轴承；48、高速档行星轮组；49、花键副及端面限位装置；50、低速档膈膜缸内支撑环；51、低速档介质膈膜；52、低速档轴向推力杆；53、复位弹簧；54、低速档膈膜缸外压环；55、油温传感器；56、端面滑动轴承；57、高速档内外齿圈；58、端面滑动轴承；59、花键槽；60、轴向定位装置；61、磁性螺栓；62、油温调节装置；63、高速档轴向推力杆；64、高速档介质膈膜；65、基础内外齿圈；66、基础行星轮组；67、端面滑动轴承；68、基础行星轮轴承；69、高速档转臂；70、端面滑动轴承；71、基础太阳轮；72、带有单面轴向定位的花键副；73、支撑轴承；75、花键；76、轴向移动发生装置；77、推杆；78、复位弹簧；79、辅助油箱；80、油位调节器；81、油位显示器；82、润滑油管；83、上限油位触点；84、下限油位触点；85、低油位报警触点。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：采用三组行星排配合两组摩擦副进行双速动力输出，两组摩擦副分别对高速和低速的行星排进行内外齿圈的制动，从而通过高速或低速行星排带动输出轴向外输出动力，结构紧凑，变速切换迅速且平顺。

请参照图1，一种双速离合器，包括箱体11和油位调节器80，所述箱体11包括封闭的侧壁和安装在侧壁两端的端盖，所述油位调节器80与箱体11的内部连通；还包括安装于箱体11内的输入轴1、输出轴37、基础行星排、高速档行星排、低速档行星排、摩擦副和换档执行机构；所述输入轴1安装在一侧端盖上，所述输出轴37安装在另一侧端盖上，输入轴1和输出轴37的轴心重合并在两者相对的端面上设置支撑轴承73；所述基础行星排包括依次啮合的基础太阳轮71、基础行星轮组66和基础内外齿圈65；所述高速档行星排包括高速档转臂69和依次啮合的高速档太阳轮42、高速档行星轮组48、高速档内外齿圈57；所述低速档行星排包括低速档转臂31和依次啮合的低速档太阳轮34、低速档行星轮组29、低速档内外齿圈28；所述摩擦副包括两组分别与高速档行星排和低速档行星排相对应的多片环状外摩擦片和内摩擦片，外摩擦片与内摩擦片之间具有轴向间隙；所述换档执行机构包括两组分别与高速档行星排和低速档行星排相对应的推力组件和安装于该推力组件上的轴向推力杆；基础太阳轮71安装在输入轴1上，高速档太阳轮42和低速档太阳轮34安装在输出轴37上，高速太阳轮42位于基础太阳轮71和低速档太阳轮34之间；高速档转臂69安装于输入轴1上，高速档转臂69的高速档行星轮轴46上依次通过轴承安装有基础行星轮组66和高速档行星轮组48；低速档转臂31安装于输出轴37上，低速档转臂31的低速档行星轮轴33上通过轴承安装有低速档行星轮组29，低速档转臂31位于高速档太阳轮42和低速档太阳轮34之间的外圈与高速档内外齿圈57内圈的齿啮合；高速档转臂69和低速档转臂31之间通过支撑装置进行径向和轴向支撑；高速档内外齿圈57和低速档内外齿圈28的外圈通过花键副和与其相对应的内摩擦片连接，外摩擦片通过花键副安装于箱体内壁，外摩擦片和内摩擦片之间通过分离弹簧保持间隙，所述轴向推力杆分别和与其相对应的外摩擦片连接。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于解决了现有混动力或纯电动汽车传动系统的离合器寿命短、传递功率小、固定等速传递、难以线性化控制等困难及冲击性高、体积大及维护成本高等问题，本装置可用于混合动力和纯电动汽车上，采用湿式摩擦副配合换挡执行机构对高速档行星排或低速档行星排进行切换来实现变速功能，具有结构紧凑、换挡响应迅速、平顺、可靠性高、换挡能耗小、效率高、成本低等优点。

进一步地，所述油位调节器80安装在所述箱体11的外表面，油位调节器80与箱体内腔通过润滑油管82连接，油位调节器80包括轴向移动发生装置76、辅助油箱79和油位显示器81；所述轴向移动发生装置76内的空腔中设有推杆77，所述辅助油箱79内部安装复位弹簧78，推杆77与复位弹簧78连接，所述油位显示器81安装在油位调节器80外部，油位显示器81上设有上限油位触点83、下限油位触点84和低油位报警触点85。

进一步地，所述轴向移动发生装置包括气缸、液压缸和电机。

进一步地，所述箱体11的内腔底部设有油温传感器55和油温调节装置62，所述油温传感器55和油温调节装置62电连接。

进一步地，所述推力组件包括用于输入高压介质以推动所述推力杆的封闭容器，所述封闭容器通过所述端盖与膈膜缸内支撑环、膈膜缸外压环和介质膈膜组成，端盖上设有进介质通道，所述进介质通道通过介质进出口与封闭容器内部连通。

进一步地，所述介质膈膜包括超薄弹性金属膜片、聚合基复合材料膜片或涂密封层布料膜片。

进一步地，所述推力组件包括电机和通过该电机带动的从动件，该从动件与所述推力杆连接。

进一步地，所述轴向推力杆上固定安装有位置行程隔板，所述箱体内在位置行程隔板的移动轨迹上设有行程触点传感器，所述行程触点传感器用于通过检测是否与位置行程隔板接触从而向外部控制器发出不同的信号。

进一步地，所述基础太阳轮通过带有单面轴向定位的花键副安装在所述输入轴上，所述高速档太阳轮通过带有单面轴向定位的花键副安装在所述输出轴上，所述低速档太阳轮通过花键副安装在输出轴上；基础太阳轮与高速档太阳轮通过端面滑动轴承轴向定位，所述基础内外齿圈和所述高速档内外齿圈之间通过端面滑动轴承连接，高速档内外齿圈和所述低速档内外齿圈之间通过端面滑动轴承连接；所述外摩擦片和内摩擦片分别通过摩擦副组件挡环进行轴向限位。

进一步地，所述输入轴用于连接动力输入装置或动力执行件，所述输出轴与输入轴相匹配地连接动力执行件或动力输入装置。

请参照图1，本发明的实施例一为：一种双速离合器，采用湿式摩擦副，该摩擦副的具体结构为：在箱体11内腔高速档侧安装有多组环状的高速档外摩擦片17，箱体11内腔低速档侧安装有多组环状的低速档外摩擦片21，箱体11的内腔挡墙19的两侧在箱体内壁上加工有多个轴向花键槽，高速档外摩擦片17和低速档外摩擦片21在外圈上设有多个花键齿，箱体11内壁的轴向花键槽与高速档外摩擦片17和低速档外摩擦片21的花键齿间隙配合，高速档外摩擦片17和低速档外摩擦片21通过该花键副可轴向往复移动，但二者均不能周向偏转。与高速档外摩擦片17和低速档外摩擦片21可进行轴向压紧配合的分别是高速档内摩擦片18和低速档内摩擦片20，高速档内摩擦片18和低速档内摩擦片20连接在与高速档行星排和低速档行星上。

高速档行星排由高速档转臂69、高速档太阳轮42、高速档行星轮组48和高速档内外齿圈57构成，高速档行星轮组48由多个行星轮构成，高速档内外齿圈57在外圈上分布多个花键齿、在内圈上均布多个渐开线齿；高速档太阳轮42与高速档行星轮组48啮合，高速档行星轮组48通过高速档行星轮轴承47安装在高速档转臂69的高速档行星轮轴46上并与高速档内外齿圈57的内圈齿啮合，高速档行星轮轴46通过高速档转臂支撑轴承5轴向限位或在高速档转臂69行星轮轴孔打径向销钉进行定位。对应地，高速档内摩擦片18在内圈上加工有多个花键槽，高速档内摩擦片18与高速档内外齿圈57的外圈齿间隙配合，高速档内摩擦片18通过该花键副可沿高速档内外齿圈57的外圈轴向往复移动并与高速档内外齿圈57的外圈周向锁止，高速档内摩擦片18和高速档外摩擦片17之间通过分离弹簧16脱开或摩擦连接，多组高速档外摩擦片17和高速档内摩擦片18通过高速档摩擦副组件挡环15在轴向自由安装限位。

高速档膈膜缸内支撑环7、高速档膈膜缸外压环10、高速档介质膈膜64、高速档轴向推力杆63和前端盖6构成一个封闭容器，当压力介质沿前端盖径向进介质通道9从高速档介质进出口8进入或排出高速档介质膈膜64内腔时，高速档轴向推力杆63可在由高速档膈膜缸内支撑环7和高速档膈膜缸外压环10构成的环形缸内自由往复运动但轴向不能转动。在高速档轴向推力杆63圆周上加工有高速档位置行程隔板13，在高速档摩擦副组件挡环15上安装有多个高速档行程触点传感器14，高速档轴向推力杆63与高速档摩擦副组件挡环15安装有多个复位弹簧。

低速档行星排由低速档转臂31、低速档太阳轮34、低速档行星轮组29、低速档内外齿圈28构成，低速档行星轮组29由多个行星轮构成，低速档内外齿圈28在外圈上分布多个花键齿、在内圈上均布多个渐开线齿；低速档太阳轮34与低速档行星轮组29啮合，低速档行星轮组29通过低速档行星轮轴承32安装在低速档转臂31的低速档行星轮轴33上并与低速档内外齿圈28的内圈齿啮合。对应地，低速档内摩擦片20在内圈上加工有多个花键槽，低速档内摩擦片20与低速档内外齿圈28的外圈齿间隙配合，低速档内摩擦片20通过该花键副可沿低速档内外齿圈28的外圈轴向往复移动并与低速档内外齿圈28的外圈周向锁止，低速档内摩擦片20和低速档外摩擦片21之间通过分离弹簧22脱开或摩擦连接，多组低速档外摩擦片21和低速档内摩擦片20通过低速档摩擦副组件挡环23在轴向自由安装限位。

低速档膈膜缸内支撑环50、低速档膈膜缸外压环54、低速档介质膈膜51、低速档轴向推力杆52和后端盖45构成另一封闭容器，当压力介质沿后端盖径向进介质通道25从低速档介质进出口26输入或排出低速档介质膈膜51内腔时，低速档轴向推力杆52可在由低速档膈膜缸内支撑环50和低速档膈膜缸外压环54构成的环形缸内自由往复运动但轴向不能转动，在低速档轴向推力杆52圆周上加工有低速档位置行程隔板27，在低速档摩擦副组件挡环23上安装有多个低速档行程触点传感器24，低速档轴向推力杆52与低速档摩擦副组件挡环23安装有多个复位弹簧53。

低速档转臂31与高速档转臂69通过径向支撑装置43和轴向支撑装置44进行轴向和径向的相互支撑定位。低速档转臂31的一端面外圈均布多个花键齿，低速档转臂31的花键齿与高速档内外齿圈57的内圈通过花键副及端面限位装置49实现连接和轴向定位，低速档内外齿圈挡环30安装在低速档行星轮轴33上，低速档内外齿圈28通过该低速档内外齿圈挡环30进行轴向定位。

基础行星排由基础太阳轮71、基础行星轮组66、基础内外齿圈65组成，基础行星轮组66由多个行星轮构成，基础行星轮组66通过基础行星轮轴承68安装在高速档转臂69的高速档行星轮轴46上，基础行星轮组66与同样安装在高速档行星轮轴46上的高速档行星轮组48通过端面滑动轴承67进行轴向定位，基础太阳轮71与基础行星轮组66啮合，基础行星轮组66与基础内外齿圈65内圈上的齿啮合，基础内外齿圈65的外圈上设有沿轴向设置的花键齿，该花键齿与前端盖6上朝向后端盖45方向延伸的支板上的沿轴向设置的花键槽59间隙配合，该支板上还垂直地设有与基础内外齿圈65的端面接触以用于对基础内外齿圈65进行轴向定位的轴向定位装置60。

输入轴1与输出轴37的轴心重合，两者通过支撑轴承73在箱体11内互相支撑并进行轴向限位，输入轴1位于箱体11外的输入端设有花键75，输出轴37位于箱体11外的输出端设有花键36。输入轴1通过输入轴轴承及挡圈3进行径向和轴向定位，输入轴轴承及挡圈3安装在高速档转臂69一端的内孔中，高速档转臂69通过外壁固定在高速档转臂支撑轴承5上，高速档转臂支撑轴承5通过高速档转臂支撑轴承挡台4固定在箱体11上，输入轴1通过前端盖6上的密封装置2进行密封。输出轴37通过输出轴支撑轴承39及挡圈40进行径向和轴向定位，输出轴支撑轴承39及挡圈40安装在低速档转臂31一端的内孔中，低速档转臂31通过外壁固定在低速档转臂支撑轴承35上，低速档转臂支撑轴承35通过低速档转臂支撑轴承挡台固定在箱体11上，输出轴37通过后端盖45上的输出轴密封装置38进行密封。基础太阳轮71通过带有单面轴向定位的花键副72安装在输入轴1上，高速档太阳轮42通过带有单面轴向定位的花键副72安装在输出轴37上，低速档太阳轮34通过花键副41安装在输出轴37上，基础太阳轮71与高速档太阳轮42通过端面滑动轴承70轴向定位，基础内外齿圈65和高速档内外齿圈57之间通过端面滑动轴承58连接，高速档内外齿圈57和低速档内外齿圈28之间通过端面滑动轴承56连接。

油位调节器80包括轴向移动发生装置76、辅助油箱79和油位显示器81。油位调节器80通过安装底座安装在箱体11的外表面，油位调节器80通过一润滑油管82与箱体11内腔连接。轴向移动发生装置76内的空腔中设有推杆77，辅助油箱79内部安装复位弹簧78，推杆77可用于推拉复位弹簧78，轴向移动发生装置76可以是气缸、液压缸或电机。油位显示器81安装在油位调节器80外部，油位显示器81上设有上限油位触点83、下限油位触点84和低油位报警触点85。同时，在箱体11内腔低速档侧的底部凹槽安装有油温传感器55，在箱体11内腔高速档侧底部中安装有油温调节装置62、该底部的底端安装有用于连接润滑油管82的磁性螺栓61。具体地，油温调节装置62通过油温传感器55采集到离合器内润滑油油温，进而通过控制器对温度进行调节，使润滑油达到设定温度，进而获得最佳润滑油粘度，提高齿轮轴承润滑同时降低粘滞阻力和摩擦片带排阻力。

在实施例一中，高速档介质膈膜64和低速档介质膈膜51可以是超薄弹性金属膜片或聚合基复合材料膜片或涂密封层布料膜片，但不限于上述材料，只要通入压力介质能够产生变形并在排除压力介质后能复位的一切材质膜片皆可使用。此外，上述方案是通过高速档介质膈膜64及高速档轴向推力杆63构成高速档执行机构、通过低速档介质膈膜51及低速档轴向推力杆52构成低速档执行机构，但在实际使用中可不限于上述执行机构，还可以是电机带动从动件来实现，从动件包括丝杆螺母、电磁铁、电动凸轮机构等产生轴向推力的一切机构。上述的压力介质可以是气体、液体或混合体等。

本高效双速离合器包括空档模式、低速档模式和高速档模式三种工作模式。

空挡模式：当动力由输入轴1输入时，高速档介质膈膜64和低速档介质膈膜51内均无压力介质，高速档外摩擦片17和高速档内摩擦片18、低速档外摩擦片21和低速档内摩擦片20分别在分离弹簧16和分离弹簧22的作用下处于分离状态，高速档内外齿圈57和低速档内外齿圈28处于自由转动状态，此时，输出轴37处于静止状态，高速档位置行程隔板13与高速档行程触点传感器14断开、低速档位置行程隔板27与低速档行程触点传感器24断开从而分别向控制器发出高速档和低速档处于断开状态的信号，为了减少空挡损耗，油位调节器80通过轴向移动发生装置76将箱体11内润滑油吸附到辅助油箱79中，当油位显示器81中油面处于下限油位触点84时向控制器发出指令停止轴向移动发生装置76动作。

低速档模式：当动力由输入轴1输入时，高速档介质膈膜64内无压力介质，高速档外摩擦片17和高速档内摩擦片18在分离弹簧16作用下处于分离状态；低速档介质膈膜51内通入压力介质，低速档介质膈膜51在压力介质作用下发生膨胀进而推动低速档轴向推力杆52压缩复位弹簧53产生轴向移动，多组低速档外摩擦片21和低速档内摩擦片20在低速档轴向推力杆52推动下沿轴向相互贴紧产生摩擦制动力矩，低速档内外齿圈28被制动，高速档内外齿圈57处于自由转动状态。输入轴1通过带有单面轴向定位的花键副72将动力传递给基础太阳轮71，基础太阳轮71经基础行星轮组66和基础内外齿圈65将动力传递给高速档转臂69，高速档转臂69经高速档行星轮组48和高速档内外齿圈57一部分动力传递给高速档太阳轮42，一部分经高速档内外齿圈57通过花键副及端面限位装置49传递给低速档转臂31，低速档转臂31经低速档行星轮组29和低速档内外齿圈28将动力传递给低速档太阳轮34，高速档太阳轮42通过带有单面轴向定位的花键副72将动力传递给输出轴37，低速档太阳轮34通过花键副41将动力传递给输出轴37，此时，全部动力由输出轴37叠加按低速档速比输出动力。低速档位置行程隔板27与低速档行程触点传感器24接触向控制器发出处于低速档信号，高速档位置行程隔板13与高速档行程触点传感器14断开向控制器发出处于高速档处于断开信号，为了增加润滑强度，油位调节器80通过轴向移动发生装置76将辅助油箱79中的润滑油挤压到箱体11内，当油位显示器81中油面处于上限油位触点83时向控制器发出指令停止轴向移动发生装置76动作，此时，低速档传动比为：

(m1+n1)(m2×m3+m3×n2+m2×n3)/[m1×(m2+n2)(m3+n3)]

其中，基础内外齿圈65的内齿齿数为n1，基础太阳轮71的齿数为m1，高速档内外齿圈57的内齿齿数为n2，高速档太阳轮42的齿数为m2，低速档内外齿圈28的内齿齿数为n3，低速档太阳轮34的齿数为m3。

高速档模式：当动力由输入轴1输入时，低速档介质膈膜51内无压力介质，低速档外摩擦片21和低速档内摩擦片20在分离弹簧22作用下处于分离状态；高速档介质膈膜64内通入压力介质，膈膜64在压力介质作用下发生膨胀进而推动高速档轴向推力杆63压缩复位弹簧产生轴向移动，多组高速档外摩擦片17和高速档内摩擦片18在高速档轴向推力杆63压缩下沿轴向相互贴紧产生摩擦制动力矩，高速档内外齿圈57被制动，低速档内外齿圈28处于自由转动状态。输入轴1通过带有单面轴向定位的花键副72将动力传递给基础太阳轮71，基础太阳轮71经基础行星轮组66和基础内外齿圈65将动力传递给高速档转臂69，高速档转臂69经高速档行星轮组48和高速档内外齿圈57一部分动力传递给高速档太阳轮42，高速档太阳轮42通过带有单面轴向定位的花键副72将动力传递给输出轴37。高速档位置行程隔板13与高速档行程触点传感器14接触向控制器发出处于高速档状态的信号，低速档位置行程隔板27与低速档行程触点传感器24断开向控制器发出处于低速档断开信号，为了增加润滑强度，油位调节器80通过轴向移动发生装置76将辅助油箱79中的润滑油挤压到箱体11内，油位显示器81中油面处于上限油位触点83时向控制器发出指令停止轴向移动发生装置76停止，此时，高速档传动比为：

m2×(m1+n1)/[m1×(m2+n2)]

其中，基础内外齿圈65的内齿齿数为n1，基础太阳轮71的齿数为m1，高速档内外齿圈57的内齿齿数为n2，高速档太阳轮42的齿数为m2。

本实施例中的输入轴1可与电机或发动机连接，反之，输入轴1还可以变为输出轴，输出轴37变为输入轴使用，此时：

高速档传动比为：

m1×(m2+n2)(m3+n3)/[(m1+n1)(m2×m3+m3×n2+m2×n3)]；

低速档传动比为：

m1×(m2+n2)/[m2×(m1+n1)]。

综上所述，本发明提供的双速离合器解决了现有混动力或纯电动汽车传动系统的离合器寿命短、传递功率小、固定等速传递、难以线性化控制等困难及冲击性高、体积大及维护成本高等问题，具有结构紧凑、换挡响应迅速、平顺、可靠性高、换挡能耗小、效率高、成本低等优点。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种双速离合器，包括箱体和油位调节器，所述箱体包括封闭的侧壁和安装在侧壁两端的端盖，所述油位调节器与箱体的内部连通；

其特征在于，还包括安装于箱体内的输入轴、输出轴、基础行星排、高速档行星排、低速档行星排、摩擦副和换档执行机构；

所述输入轴安装在一侧端盖上，所述输出轴安装在另一侧端盖上，输入轴和输出轴的轴心重合并在两者相对的端面上设置支撑轴承；

所述基础行星排包括依次啮合的基础太阳轮、基础行星轮组和基础内外齿圈；所述高速档行星排包括高速档转臂和依次啮合的高速档太阳轮、高速档行星轮组、高速档内外齿圈；所述低速档行星排包括低速档转臂和依次啮合的低速档太阳轮、低速档行星轮组、低速档内外齿圈；所述摩擦副包括两组分别与高速档行星排和低速档行星排相对应的多片环状外摩擦片和内摩擦片，外摩擦片与内摩擦片之间具有轴向间隙；所述换档执行机构包括两组分别与高速档行星排和低速档行星排相对应的推力组件和安装于该推力组件上的轴向推力杆；

基础太阳轮安装在输入轴上，高速档太阳轮和低速档太阳轮安装在输出轴上，高速太阳轮位于基础太阳轮和低速档太阳轮之间；高速档转臂安装于输入轴上，高速档转臂的高速档行星轮轴上依次通过轴承安装有基础行星轮组和高速档行星轮组；低速档转臂安装于输出轴上，低速档转臂的低速档行星轮轴上通过轴承安装有低速档行星轮组，低速档转臂位于高速档太阳轮和低速档太阳轮之间的外圈与高速档内外齿圈内圈的齿啮合；高速档转臂和低速档转臂之间通过支撑装置进行径向和轴向支撑；

高速档内外齿圈和低速档内外齿圈的外圈通过花键副和与其相对应的内摩擦片连接，外摩擦片通过花键副安装于箱体内壁，外摩擦片和内摩擦片之间通过分离弹簧保持间隙，所述轴向推力杆分别和与其相对应的外摩擦片连接。

2.根据权利要求1所述的双速离合器，其特征在于，所述油位调节器安装在所述箱体的外表面，油位调节器与箱体内腔通过润滑油管连接，油位调节器包括轴向移动发生装置、辅助油箱和油位显示器；所述轴向移动发生装置内的空腔中设有推杆，所述辅助油箱内部安装复位弹簧，推杆与复位弹簧连接，所述油位显示器安装在油位调节器外部，油位显示器上设有上限油位触点、下限油位触点和低油位报警触点。

3.根据权利要求2所述的双速离合器，其特征在于，所述轴向移动发生装置包括气缸、液压缸和电机。

4.根据权利要求1所述的双速离合器，其特征在于，所述箱体的内腔底部设有油温传感器和油温调节装置，所述油温传感器和油温调节装置电连接。

5.根据权利要求1所述的双速离合器，其特征在于，所述推力组件包括用于输入高压介质以推动所述推力杆的封闭容器，所述封闭容器通过所述端盖与膈膜缸内支撑环、膈膜缸外压环和介质膈膜组成，端盖上设有进介质通道，所述进介质通道通过介质进出口与封闭容器内部连通。

6.根据权利要求5所述的双速离合器，其特征在于，所述介质膈膜包括超薄弹性金属膜片、聚合基复合材料膜片或涂密封层布料膜片。

7.根据权利要求1所述的双速离合器，其特征在于，所述推力组件包括电机和通过该电机带动的从动件，该从动件与所述推力杆连接。

8.根据权利要求1所述的双速离合器，其特征在于，所述轴向推力杆上固定安装有位置行程隔板，所述箱体内在位置行程隔板的移动轨迹上设有行程触点传感器，所述行程触点传感器用于通过检测是否与位置行程隔板接触从而向外部控制器发出不同的信号。

9.根据权利要求1所述的双速离合器，其特征在于，所述基础太阳轮通过带有单面轴向定位的花键副安装在所述输入轴上，所述高速档太阳轮通过带有单面轴向定位的花键副安装在所述输出轴上，所述低速档太阳轮通过花键副安装在输出轴上；基础太阳轮与高速档太阳轮通过端面滑动轴承轴向定位，所述基础内外齿圈和所述高速档内外齿圈之间通过端面滑动轴承连接，高速档内外齿圈和所述低速档内外齿圈之间通过端面滑动轴承连接；所述外摩擦片和内摩擦片分别通过摩擦副组件挡环进行轴向限位。

10.根据权利要求1所述的双速离合器，其特征在于，所述输入轴用于连接动力输入装置或动力执行件，所述输出轴与输入轴相匹配地连接动力执行件或动力输入装置。