CN104875599B - 一种用于混合动力汽车的动力耦合装置及混合动力汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于混合动力汽车的动力耦合装置及混合动力汽车，包括单向离合组件、制动器单元、锁止离合器单元、单排行星齿轮系机构和壳体，单排行星齿轮系机构包括太阳轮、行星齿轮、行星架和齿圈，混合动力汽车的发动机的转轴连接于太阳轮，单向离合组件连接于太阳轮以防止其反转，制动器单元连接于太阳轮以对其进行制动控制，混合动力汽车的电机与齿圈配合连接，行星架与变速器的转轴连接，锁止离合器单元分别连接于行星架和齿圈。本发明通过创新布置离合器和制动器来控制动力传递的开关，大大提高了能量利用率，能够使混合动力汽车运行于多种模式，可广泛推广应用于各类混合动力车型上，市场前景广阔。

Description

一种用于混合动力汽车的动力耦合装置及混合动力汽车

技术领域

本发明属于汽车结构部件技术领域，特别涉及到一种用于混合动力汽车的动力耦合装置及混合动力汽车。

背景技术

汽车作为一种交通工具，在现代工业社会里扮演着一个非常重要角色。随着汽车保有量的不断增多，以及人们对自动挡汽车、混合动力汽车的日益增长的需求，新型动力传递机构的应用日益广泛。在国内汽车市场以及欧美、日韩主流汽车市场，越来越多的车型在原来只有手动变速箱的配置的基础上，增加了诸如无级变速CVT、行星轮式自动变速箱AT等自动变速箱的配置。如此，越来越多的车型需要匹配特殊的动力传递机构，以实现自动挡车型的自动换挡的轻便和舒适，或混合动力系统的模式切换。在自动变速箱或混合动力系统的具体应用上，为了更有效提高能量利用率，必须配备动力传递机构-动力耦合装置。传统的动力传递机构，仅用一个离合器控制动力传递的开/关，汽车运行过程中产生的多余热能得不到充分利用，燃油消耗量较大，并且乘坐舒适性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于混合动力汽车的动力耦合装置及混合动力汽车，通过创新布置离合器和制动器来控制动力传递的开关，大大提高了能量利用率，同时能够使混合动力汽车运行于多种模式包括：纯电动模式、混动并联驱动模式、发动机单独驱动模式、行车充电模式、再生制动模式、停车发电模式等，可广泛推广应用于各类混合动力车型上，市场前景广阔。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种用于混合动力汽车的动力耦合装置，包括单向离合组件39、制动器单元34、锁止离合器单元33、单排行星齿轮系机构和装置壳体，所述单排行星齿轮系机构包括太阳轮18、行星齿轮20、行星架30和齿圈35，混合动力汽车的发动机32的转轴连接于太阳轮18，所述单向离合组件39连接于太阳轮18以防止其反转，所述制动器单元34连接于太阳轮18以对其进行制动控制，混合动力汽车的电机2与所述齿圈35配合连接，所述行星架30与混合动力汽车的变速器11的转轴连接，所述锁止离合器单元33分别连接于行星架30和齿圈35。

进一步的根据本发明所述的动力耦合装置，其中所述电机为同时具有发电机和电动机两种功能的电动发电机，且电机2的转子与所述齿圈35配合连接，电子2的定子固定在装置壳体上，所述太阳轮18啮合于所述行星齿轮20，所述行星齿轮20啮合于所述齿圈35，所述行星架30连接行星齿轮20，所述锁止离合器单元33用于锁定所述单排行星齿轮系机构，当所述锁止离合器单元33处于分离状态时，所述行星架30和齿圈35分离并可自由转动，当所述锁止离合器单元33处于结合状态时，所述行星架30和齿圈35结合在一起，整个单排行星齿轮系机构锁定在一起进行整体转动。

进一步的根据本发明所述的动力耦合装置，其中所述单排行星齿轮系机构还包括行星齿轮轴21、滚针轴承22、滑动止推垫圈23、齿圈右支撑盘26、行星架盖31和齿圈左支撑盘36，所述行星齿轮轴21穿过行星齿轮20的中部通孔，在行星齿轮轴21和行星齿轮20之间设置所述滚针轴承22，在滚针轴承22的两端分别设置所述滑动止推垫圈23，所述行星齿轮轴21的一端连接于所述行星架30，所述行星齿轮轴21的另一端连接于所述行星架盖31，所述行星齿轮20的一侧啮合于所述太阳轮18，所述行星齿轮20的另一侧啮合于所述齿圈35，所述齿圈35的左侧通过所述齿圈左支撑盘36支撑，所述齿圈35的右侧通过所述齿圈右支撑盘26支撑。

进一步的根据本发明所述的动力耦合装置，其中所述单排行星齿轮系机构还包括轴向滚针推力轴承19、深沟球轴承7，8，9和齿圈卡环10，所述齿圈35的左侧与所述齿圈左支撑盘36焊接为一体，所述齿圈35的右侧通过内花键配合连接于所述齿圈右支撑盘26的外花键，所述齿圈卡环10安装于所述齿圈35的右侧环槽内以限制齿圈右支撑盘26的轴向移动，所述齿圈左支撑盘36和装置壳体之间设置深沟球轴承8，所述齿圈右支撑盘26和变速器壳体之间设置深沟球轴承7，所述行星架30和变速器壳体之间设置深沟球轴承9，所述电机的转子与所述齿圈35通过平键固定连接，所述电机的定子固定在装置壳体上，所述太阳轮18的内端面和外端面分别通过所述轴向滚针推力轴承19进行轴向支撑定位。

进一步的根据本发明所述的动力耦合装置，其中所述锁止离合器单元33包括锁止离合器支撑盘29、锁止离合器活塞37、锁止离合器活塞连接38、回位弹簧、锁止离合器摩擦盘40、锁止离合器钢片41、锁止离合器压盘42和锁止离合器回位活塞43，所述锁止离合器支撑盘29固定连接在所述行星架30上，所述锁止离合器摩擦盘40和锁止离合器钢片41相互交错地安装在所述锁止离合器支撑盘29上，且所述锁止离合器摩擦盘40固定连接于所述齿圈右支撑盘26，所述锁止离合器钢片41固定连接于所述锁止离合器支撑盘29，所述锁止离合器活塞37设置于所述行星齿轮的一侧，且在所述锁止离合器活塞37和行星架30之间形成液压腔体，所述锁止离合器活塞37通过锁止离合器压盘42抵接于锁止离合器摩擦盘40，所述锁止离合器回位活塞43设置于所述行星齿轮20的另一侧，且在所述锁止离合器回位活塞43和行星架盖31之间设置所述回位弹簧，所述锁止离合器回位活塞43和锁止离合器活塞37通过锁止离合器活塞连接38轴向连接在一起。

进一步的根据本发明所述的动力耦合装置，其中在所述行星架盖31的内侧面与所述锁止离合器回位活塞43的内表面之间设置有密封圈24，在所述行星架30的外侧面与所述锁止离合器活塞37的内侧面之间设置有密封圈25，在所述行星架盖31的外侧面与所述锁止离合器回位活塞43的内侧面之间设置有密封圈25，在所述锁止离合器活塞37的内径侧与所述行星架30之间设置有密封圈45。

进一步的根据本发明所述的动力耦合装置，其中所述单向离合组件39包括垫圈3、油封1、滚动轴承4、单向离合器5和单向离合器衬套63，所述垫圈3、滚动轴承4和单向离合器5设置于太阳轮的轴部与单向离合器衬套63之间，且滚动轴承4和垫圈3交错分布地支撑在单向离合器5的两侧，所述单向离合组件39的开口端通过油封1密封。

进一步的根据本发明所述的动力耦合装置，其中所述制动器单元34包括制动器活塞44、活塞回位波形弹簧47、制动器钢片48、制动器摩擦片49、制动器压盘50、制动器推杆51、制动器活塞盖板61和密封圈45、46，所述单向离合器衬套63与制动器活塞盖板61的底部一体连接，所述制动器钢片48和制动器摩擦片49相互交错地安装在太阳轮和单向离合器衬套63之间，其中所述制动器钢片48与单向离合器衬套63固定连接，所述制动器摩擦片49与太阳轮18固定连接，在制动器摩擦片49的外侧设置有制动器压盘50，所述制动器活塞44设置于制动器活塞盖板61和装置壳体的后端盖52之间，制动器活塞44与制动器活塞盖板61间通过所述密封圈45，46密封连接，且在制动器活塞44与制动器活塞盖板61之间形成液压腔体，制动器活塞44通过制动器推杆51抵接于所述制动器压盘50，在制动器活塞44和装置壳体的后端盖52之间设置有所述活塞回位波形弹簧47，制动器活塞盖板61的顶部密封连接于装置壳体的后端盖52。

进一步的根据本发明所述的动力耦合装置，其中所述制动器单元34的油管系统包括油管57、油管接头62，58、油管衬套59、密封圈60和油管固定螺栓55，所述油管57的顶端与制动器活塞盖板61通过油管接头62配合连接，所述油管衬套59设置于油管接头62和油管57之间，所述密封圈60设置于油管衬套59与油管接头62之间，所述油管57的末端通过油管接头58和油管固定螺栓55固定连接于装置壳体上，并用密封圈60进行密封。

一种混合动力汽车，包括本发明任一项所述的动力耦合装置。

通过本发明的技术方案至少能够达到以下技术效果：

1）、本发明所提供的混合动力汽车动力耦合装置基于单排行星轮、单电机实现了混合动力汽车特有的功能要求，且结构紧凑，大大降低了整车成本；

2）、本发明所述的动力耦合装置集成于变速器和发动机时，使得动力总结构更加紧凑，轴向尺寸小，便于布置，移植性好，便于向不同平台车型扩展，市场推广应用前景广阔；

总之，混合动力汽车兼顾了内燃机和纯电动汽车的优点，具有低油耗、低排放及长行使里程的优点，是当前切实可行的一种方案，但由于电机功率提升、电机尺寸较大、前舱布置困难、轴向尺寸大等问题限制了其有效应用，而本发明所提供的混合动力汽车动力耦合装置有效解决了前驱前置型混合动力汽车动力的布置难题，满足了整车的各项性能要求，并能够使混合动力汽车运行于纯电动模式、混动并联驱动模式、发动机单独驱动模式、行车充电模式、再生制动模式、停车发电模式等多种工况，具有效率高、成本低、尺寸小、动力性好等优点。

附图说明

附图1为本发明所述动力耦合装置的整体结构原理性示意图；

附图2为本发明所述动力耦合装置的剖面结构图；

附图3为本发明所述动力耦合装置中锁止离合器活塞与锁止离合器回位活塞间的连接结构图；

附图4为本发明所述动力耦合装置中制动器单元的剖面结构图；

附图5为本发明所述动力耦合装置中制动器活塞的剖面结构图；

附图6为本发明所述动力耦合装置中后端盖的外端面结构图；

附图7为本发明所述动力耦合装置中油管系统的剖面结构图；

附图8为本领域的行星齿轮系机构的运行原理图。

图中各附图标记的含义如下：

1-油封、2-电机、3-垫圈、4-滚动轴承、5-单向离合器、6-转子锁止螺母、7-深沟球轴承、8-深沟球轴承、9-深沟球轴承、10-齿圈卡环、11-变速箱、12-卡环、13-卡环、14-卡环、15-卡环、16-活塞盖板卡环、17-卡环、18-太阳轮、19-轴向滚针推力轴承、20-行星齿轮、21-行星齿轮轴、22-滚针轴承、23-滑动止推垫圈、24-密封圈、25-密封圈、26-齿圈右支撑盘、27-销子、28-行星架螺栓、29-锁止离合器支撑盘、30-行星架、31-行星架盖、32-发动机、33-锁止离合器单元、34-制动器单元、35-齿圈、36-齿圈左支撑盘、37-锁止离合器活塞、38-锁止离合器活塞连接、39-单向离合组件、40-锁止离合器摩擦盘、41-锁止离合器钢片、42-锁止离合器压盘、43-锁止离合器回位活塞、44-制动器活塞、45-密封圈、46-密封圈、47-活塞回位波形弹簧、48-制动器钢片、49-制动器摩擦片、50-制动器压盘、51-制动器推杆、52-后端盖、53-堵塞、54-密封圈、55-油管固定螺栓、56-端盖固定螺栓、57-油管、58-油管接头、59-油管衬套、60-密封圈、61-制动器活塞盖板、62-油管接头、63-单向离合器衬套。

具体实施方式

下面对照附图，对本发明的具体实施方式所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本发明的方案，但并不因此限制本发明的保护范围。

本发明所述的动力耦合装置整体结构如附图1所示的，包括单向离合组件39、制动器单元34、锁止离合器单元33和单排行星齿轮系机构，所述的单排行星齿轮系机构包括太阳轮18、行星齿轮20、行星架30和齿圈35，混合动力汽车中的发动机32的输出轴连接于太阳轮18的中心轴，单向离合组件39的内圈接太阳轮18的中心轴，外圈接壳体（未画出），其功能是允许发动机自由地正向转动，但阻止发动机反转；制动器单元34的一端接太阳轮18的中心轴，另一端接壳体，其功能是锁止发动机；电机2的转子与齿圈35用平键配合连接，电子2的定子固定在壳体上，所述的电机为同时具有发电机和电动机两种功能的电动发电机，所述的齿圈35、行星架30、太阳轮18和行星齿轮20组成行星齿轮系机构，太阳轮18的周边齿轮啮合于若干行星齿轮20，所述行星齿轮20啮合于齿圈35的内圈齿轮，行星架30连接各行星齿轮20的中心轴，并基于行星齿轮的转动提供动力输出/输入，所述太阳轮18的中心轴提供动力的输入/输出，这种行星齿轮系机构的运行原理同附图8所示本领域的单排行星齿轮系机构，在此对其运行原理不做描述。所述行星架30与变速器11的输入轴通过花键连接，所述锁止离合器单元33的两端分别与行星架30和齿圈35连接，所述锁止离合器单元33采用湿式多片离合器，通过控制锁止离合器单元33的分离与接合，能够实现对行星齿轮系机构的变速控制，即当锁止离合器单元33处于分离状态时，行星架30和齿圈35分离，行星齿轮系机构正常运转，当锁止离合器单元33处于接合状态时，行星架30和齿圈35接合，整个行星齿轮系机构处于锁死状态，此时太阳轮、行星齿轮、行星架和齿圈被锁定在一起整体进行同步转动。

本发明所提出的这种结构的动力耦合装置能够实现全部混合动力功能，包括纯电动行驶、发动机启动、动力辅助、再生制动及调速驱动等功能，通过对锁止离合器单元、制动器单元进行相应的控制即可实现各工作模式的切换，如将锁止离合器单元控制处于分离状态、将制动器单元控制处于制动闭合状态可由电机实现对车辆的纯电动启动和制动，又如将制动器单元控制为分离状态、将单向离合组件控制处于自由状态、将锁止离合器单元控制处于闭合状态，此时行星齿轮系机构被锁死，可实现并联驱动模式，再如将锁止离合器单元控制处于分离状态、将单向离合组件处于自由状态、将制动器单元控制处于分离状态即可实现差速驱动模式，等等。因此本发明所提供的动力耦合装置能够实现多种车辆运行工况下的动力传递，包括纯电动行驶、发动机与电机联合驱动、发动机单独驱动、怠速启停发动机、行驶中发动机启停、电机辅助驱动、电机巡航发电、再生制动能量回收等，能够很好的满足混合动力汽车的动力传递要求，而且能够有效的实现能量回收，在混合动力汽车中具有很好的应用前景。

基于上述基本设计原理，下面结合附图2至附图8给出本发明所述动力耦合装置的具体详尽的机械结构。为了减小轴向尺寸，整个动力耦合装置嵌于电机内部，附图2给出本发明所述动力耦合装置的整体剖面结构，如附图2所示的，本发明的动力耦合装置整体包括单向离合组件39、制动器单元34、锁止离合器单元33、单排行星齿轮系机构和壳体，其中单排行星齿轮系机构具体包括太阳轮18、轴向滚针推力轴承19、行星齿轮20、行星齿轮轴21、滚针轴承22、滑动止推垫圈23、齿圈右支撑盘26、行星架螺栓28、行星架30、行星架盖31、齿圈35、齿圈左支撑盘36和齿圈卡环10，其中如图1所示，行星齿轮轴21穿过行星齿轮20的中部通孔，在行星齿轮轴21和行星齿轮20之间设置有滚针轴承22，行星齿轮轴21通过滚针轴承22支撑行星齿轮20，两边分别用滑动止推垫圈23支撑定位，所述行星齿轮系机构总共有3个行星齿轮20，每个行星齿轮20均通过对应的一个行星齿轮轴21和滚针轴承22支撑，三个行星齿轮轴21的一端固定连接于行星架30，行星齿轮轴21的另一端连接于行星架盖31，所述行星架盖31上面设置有三个固定孔，通过螺钉穿过固定孔而将行星架盖31连接于行星齿轮轴21的另一端，在打入螺钉之前，可用螺钉固定销径向定位行星架盖。所述行星齿轮20一侧啮合于太阳轮18，另一侧啮合于齿圈35。齿圈35的左侧与齿圈左支撑盘36的圆柱面配合，并焊接一体，深沟球轴承8压入齿圈左支撑盘36中来支撑齿圈35和电机；齿圈右支撑盘26的外花键与齿圈35右侧的内花键配合连接，齿圈右支撑盘26的内花键与锁止离合器摩擦盘40配合连接，齿圈卡环10安装在齿35圈右侧的环槽中，限制齿圈右支撑盘26轴向移动。深沟球轴承7支撑在变速箱壳体与齿圈右支撑盘26之间，为齿圈的转动提供支撑，深沟球轴承9支撑在行星架30与变速箱壳体之间，为行星架30的转动提供支撑。电机的转子与齿圈35用平键配合连接，电机转子前挡板定位电机转子的左侧轴向位置，右端用转子锁止螺母6锁紧电机转子与齿圈，作为一个固连整体，电机的定子固定连接于壳体（优选与后端盖52采用热套工艺固连）。太阳轮18的左侧面和右侧面分别通过一个轴向滚针推力轴承19进行支撑定位。太阳轮18、行星齿轮20、齿圈35通过齿轮连接配合，构成行星齿轮系统，以上结构要求彼此可以自由旋转，无碰撞和噪声，行星齿轮20的旋转通过行星齿轮轴21传递给行星架30，在深沟球轴承9的滚动支撑下行星架30的转动传递给变速器，太阳轮轴外端部设置有花键，连接发动机飞轮，发动机通过太阳轮相互传递驱动力，齿圈在深沟球轴承7和8的滚动支撑下随齿圈左、右支撑盘以及电机的转子一起转动。整个系统的动力源来自电机和发动机两部分，行星齿轮系统主要用于动力传递以及分配，来实现混合动力汽车运行的各种模式。

所述的锁止离合器单元33包括锁止离合器支撑盘29、锁止离合器活塞37、锁止离合器活塞连接38、回位弹簧、锁止离合器摩擦盘40、锁止离合器钢片41、锁止离合器压盘42、锁止离合器回位活塞43和若干密封圈。所述的锁止离合器支撑盘29通过行星架螺栓28固定连接于行星架30上，并通过销子27连接并径向定位锁止离合器支撑盘29，用卡环15轴向定位销子27，使得固定连接后的锁止离合器支撑盘29和行星架30无轴向相对移动。三个锁止离合器摩擦盘40和两片锁止离合器钢片41相互交错布置安装在锁止离合器支撑盘29，结构紧凑，其中三个锁止离合器摩擦盘40固定连接于齿圈右支撑盘26上，与齿圈右支撑盘26以及齿圈35无相对移动的固定连接在一起，两片锁止离合器钢片41固定连接于锁止离合器支撑盘29上，与锁止离合器支撑盘29以及行星架30无相对移动的固定连接在一起。锁止离合器活塞37通过锁止离合器压盘42抵接于锁止离合器摩擦盘40，所述的锁止离合器活塞37布置于行星齿轮的右侧，并在行星架30和锁止离合器活塞37之间形成液压腔体，当外界液压油充进腔体时，在液压作用下，锁止离合器活塞37可沿行星架30的轴线移动，将液压作用产生的轴向力施加到锁止离合器压盘42上，通过锁止离合器压盘42压紧锁止离合器摩擦盘40和锁止离合器钢片41，压紧后的锁止离合器摩擦盘40和锁止离合器钢片41无相对运动，进而使得锁止离合器单元处于接合状态，在这种状态下齿圈35和行星架30无相对运动的被锁定在一起，整个行星齿轮系机构作为一种整体传递动力。所述的锁止离合器回位活塞43设置于行星齿轮20的左侧，并在锁止离合器回位活塞43和行星架盖31之间设置有回位弹簧，且锁止离合器回位活塞43和锁止离合器活塞37通过锁止离合器活塞连接38轴向连接在一起，使得锁止离合器回位活塞43和锁止离合器活塞37如附图3所示的处于行星齿轮20的两侧。这样当锁止离合器接合时，即锁止离合器活塞37在液压作用下向右移动时，带动锁止离合器活塞连接38向右移动，同时锁止离合器活塞连接38向右移动带动锁止离合器回位活塞43右移，进而压缩回位弹簧使其产生轴向压缩。当外界液压油压力撤除后，锁止离合器分离，回位弹簧释放其轴向压缩时储存的能量，使锁止离合器回位活塞43左移，带动锁止离合器活塞连接38向左移动，同时带动锁止离合器活塞37左移，释放锁止离合器摩擦盘40和锁止离合器钢片41之间的间隙，完成锁止离合器单元的分离动作。为保证密封性，如图1所示，在行星架盖31的内侧面与锁止离合器回位活塞43的内表面之间设置有密封圈24密封，在行星架30的外侧面与锁止离合器活塞37的内侧面、以及行星架盖31的外侧面与锁止离合器回位活塞43的内侧面之间设置有密封圈25进行密封，在锁止离合器活塞37的内径侧与行星架30之间用密封圈45密封。

附图4和附图5给出了单向离合器5和制动器单元34的设置结构特征，其中所述的单向离合组件39设置于太阳轮的轴部与后端盖52之间，并包括垫圈3、油封1、滚动轴承4、单向离合器5和单向离合器衬套63，如附图4所示的，所述的垫圈3、滚动轴承4和单向离合器5设置于太阳轮的轴部与单向离合器衬套63之间，且两个滚动轴承4和3个垫圈3交错分布地支撑在单向离合器5的两侧，单向离合器5上下两侧分别连接太阳轮轴部与单向离合器衬套63，通过单向离合器5可以防止太阳轮轴部反转，进而能够防止发动机的反转，在太阳轮轴部与单向离合器衬套63的端口处设置有油封1，防止单向离合组件39内部的润滑油泄漏。所述的制动器单元34包括制动器活塞44、活塞回位波形弹簧47、制动器钢片48、制动器摩擦片49、制动器压盘50、制动器推杆51、制动器活塞盖板61和密封圈45、46。如附图4和附图5所示的，所述的单向离合器衬套63与制动器活塞盖板61总成焊接成一个结构体，所述的制动器钢片48和制动器摩擦片49交错分布地安装在太阳轮的齿轮外侧面和单向离合器衬套63之间，其中制动器钢片48与单向离合器衬套63通过花键固定连接，制动器摩擦片49与太阳轮18通过内花键配合连接，在三块制动器摩擦片49之间交错夹着两块制动器钢片48，在两端制动器摩擦片49的外侧面分别设置有制动器压盘50，且左侧的制动器压盘50通过卡环13定位，右侧的制动器压盘50通过卡环12定位。制动器活塞44连接于制动器推杆51的一端，制动器推杆51的另一端抵接于制动器压盘50，这样制动器活塞44通过制动器推杆51可向制动器摩擦片49和制动器钢片48施加制动压力。所述的制动器活塞44设置于制动器活塞盖板61内侧，且制动器活塞44与制动器活塞盖板61之间通过密封圈45和密封圈46密封连接，并形成液压腔，活塞回位波形弹簧47设置于制动器活塞44和后端盖52的结合面处，所述的制动器活塞44优选的通过6个制动器推杆51向制动器摩擦片49和制动器钢片48施加制动压力，制动器活塞盖板61与后端盖52之间用密封圈54用密封，并通过活塞盖板卡环16将制动器活塞盖板61固定于后端盖52上。当制动器单元34进行制动操作时，在制动器活塞44与制动器活塞盖板61间液压腔的液压作用下，制动器活塞44右移并向制动器推杆51施加制动力，制动器推杆51向右推动制动器压盘50，通过制动器压盘50压紧制动器摩擦片49和制动器钢片48，压紧后的制动器摩擦片49和制动器钢片48无相对运动，进而使得固定连接于制动器摩擦片49的太阳轮18和固定连接于制动器钢片48的单向离合器衬套63无相对运动，而单向离合器衬套63与后端盖以及系统壳体固定连接，从而对太阳轮18的转动提供制动作用。同时当制动器活塞44向右推动制动器推杆51施加制动时，处于制动器活塞44和后端盖52之间的活塞回位波形弹簧47被压缩，当停止制动操作时，制动器活塞44的液压力撤除，活塞回位波形弹簧47释放其压缩时储存的能量，使制动器活塞44左移并带动制动器推杆51解除对制动器压盘50的制动压力，从而释放制动器摩擦片49和制动器钢片48间的间隙，太阳轮可相对于单向离合器衬套63进行转动，解除制动。

最后结合附图6和7所示简单给出为制动器单元34提供油压的油管系统结构，如图所示，油管57与制动器活塞盖板61之间通过油管接头62配合连接，油管衬套59固定油管57，密封圈60密封油管57，油管57末端通过油管接头58和油管固定螺栓55固定在变速箱壳体上，并用另外一个密封圈60密封油管末端。后端盖52与变速箱壳体之间用密封圈密封。后端盖52通过4个端盖固定螺栓56固定在变速箱壳体上，在后端盖52表面设置有3个工艺孔，用堵塞53密封。

以上对本发明所提供的动力耦合装置的设计原理和机械机构进行了详细说明，本发明创新设计了由行星齿轮系机构、制动器单元、单向离合组件和锁止离合器单元构成的动力耦合装置，利用这种动力耦合装置连接发动机和变速器，通过控制锁止离合器单元、单向离合组件以及制动器单元的工作状态，实现了多种动力传递模式，有效解决了前驱前置型混合动力汽车的动力布置难题，满足了整车的各项性能要求，能够实现行驶过程中平稳启动发动机，整车驾驶性好，同时具有效率高、成本低、尺寸小、动力性好等优点。

以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴，本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。

Claims (6)

1.一种用于混合动力汽车的动力耦合装置，其特征在于，包括单向离合组件（39）、制动器单元（34）、锁止离合器单元（33）、单排行星齿轮系机构和装置壳体；所述单排行星齿轮系机构包括太阳轮（18）、行星齿轮（20）、行星架（30）和齿圈（35），混合动力汽车的发动机（32）的转轴连接于太阳轮（18），所述单向离合组件（39）连接于太阳轮（18）以防止其反转，所述制动器单元（34）连接于太阳轮（18）以对其进行制动控制，混合动力汽车的电机（2）与所述齿圈（35）配合连接，所述行星架（30）与混合动力汽车的变速器（11）的转轴连接，所述锁止离合器单元（33）分别连接于行星架（30）和齿圈（35）；所述电机为同时具有发电机和电动机两种功能的电动发电机，且电机（2）的转子与所述齿圈（35）配合连接，电机（2）的转子固定在装置壳体上，所述太阳轮（18）啮合于所述行星齿轮（20），所述行星齿轮（20）啮合于所述齿圈（35），所述行星架（30）连接行星齿轮（20），所述锁止离合器单元（33）用于锁定所述单排行星齿轮系机构，当所述锁止离合器单元（33）处于分离状态时，所述行星架（30）和齿圈（35）分离并可自由转动，当所述锁止离合器单元（33）处于结合状态时，所述行星架（30）和齿圈（35）结合在一起，整个单排行星齿轮系机构锁定在一起进行整体转动；所述单排行星齿轮系机构还包括行星齿轮轴（21）、滚针轴承（22）、滑动止推垫圈（23）、齿圈右支撑盘（26）、行星架盖（31）和齿圈左支撑盘（36），所述行星齿轮轴（21）穿过行星齿轮（20）的中部通孔，在行星齿轮轴（21）和行星齿轮（20）之间设置所述滚针轴承（22），在滚针轴承（22）的两端分别设置所述滑动止推垫圈（23），所述行星齿轮轴（21）的一端连接于所述行星架（30），所述行星齿轮轴（21）的另一端连接于所述行星架盖（31），所述行星齿轮（20）的一侧啮合于所述太阳轮（18），所述行星齿轮（20）的另一侧啮合于所述齿圈（35），所述齿圈（35）的左侧通过所述齿圈左支撑盘（36）支撑，所述齿圈（35）的右侧通过所述齿圈右支撑盘（26）支撑；所述单排行星齿轮系机构还包括轴向滚针推力轴承（19）、深沟球轴承（7，8，9）和齿圈卡环（10），所述齿圈（35）的左侧与所述齿圈左支撑盘（36）焊接为一体，所述齿圈（35）的右侧通过内花键配合连接于所述齿圈右支撑盘（26）的外花键，所述齿圈卡环（10）安装于所述齿圈（35）的右侧环槽内以限制齿圈右支撑盘（26）的轴向移动，所述齿圈左支撑盘（36）和装置壳体之间设置深沟球轴承（8），所述齿圈右支撑盘（26）和变速器壳体之间设置深沟球轴承（7），所述行星架（30）和变速器壳体之间设置深沟球轴承（9），所述电机的转子与所述齿圈（35）通过平键固定连接，所述电机的定子固定在装置壳体上，所述太阳轮（18）的内端面和外端面分别通过所述轴向滚针推力轴承（19）进行轴向支撑定位；所述单向离合组件（39）包括垫圈（3）、油封（1）、滚动轴承（4）、单向离合器（5）和单向离合器衬套（63），所述垫圈（3）、滚动轴承（4）和单向离合器（5）设置于太阳轮的轴部与单向离合器衬套（63）之间，且滚动轴承（4）和垫圈（3）交错分布地支撑在单向离合器（5）的两侧，所述单向离合组件（39）的开口端通过油封（1）密封。

2.根据权利要求1所述的动力耦合装置，其特征在于，所述锁止离合器单元（33）包括锁止离合器支撑盘（29）、锁止离合器活塞（37）、锁止离合器活塞连接（38）、回位弹簧、锁止离合器摩擦盘（40）、锁止离合器钢片（41）、锁止离合器压盘（42）和锁止离合器回位活塞（43），所述锁止离合器支撑盘（29）固定连接在所述行星架（30）上，所述锁止离合器摩擦盘（40）和锁止离合器钢片（41）相互交错地安装在所述锁止离合器支撑盘（29）上，且所述锁止离合器摩擦盘（40）固定连接于所述齿圈右支撑盘（26），所述锁止离合器钢片（41）固定连接于所述锁止离合器支撑盘（29），所述锁止离合器活塞（37）设置于所述行星齿轮的一侧，且在所述锁止离合器活塞（37）和行星架（30）之间形成液压腔体，所述锁止离合器活塞（37）通过锁止离合器压盘（42）抵接于锁止离合器摩擦盘（40），所述锁止离合器回位活塞（43）设置于所述行星齿轮（20）的另一侧，且在所述锁止离合器回位活塞（43）和行星架盖（31）之间设置所述回位弹簧，所述锁止离合器回位活塞（43）和锁止离合器活塞（37）通过锁止离合器活塞连接（38）轴向连接在一起。

3.根据权利要求2所述的动力耦合装置，其特征在于，在所述行星架盖（31）的内侧面与所述锁止离合器回位活塞（43）的内表面之间设置有密封圈（24），在所述行星架（30）的外侧面与所述锁止离合器活塞（37）的内侧面之间设置有密封圈（25），在所述行星架盖（31）的外侧面与所述锁止离合器回位活塞（43）的内侧面之间设置有密封圈（25），在所述锁止离合器活塞（37）的内径侧与所述行星架（30）之间设置有密封圈（45）。

4.根据权利要求1所述的动力耦合装置，其特征在于，所述制动器单元（34）包括制动器活塞（44）、活塞回位波形弹簧（47）、制动器钢片（48）、制动器摩擦片（49）、制动器压盘（50）、制动器推杆（51）、制动器活塞盖板（61）和密封圈（45、46），所述单向离合器衬套（63）与制动器活塞盖板（61）的底部一体连接，所述制动器钢片（48）和制动器摩擦片（49）相互交错地安装在太阳轮和单向离合器衬套（63）之间，其中所述制动器钢片（48）与单向离合器衬套（63）固定连接，所述制动器摩擦片（49）与太阳轮（18）固定连接，在制动器摩擦片（49）的外侧设置有制动器压盘（50），所述制动器活塞（44）设置于制动器活塞盖板（61）和装置壳体的后端盖（52）之间，制动器活塞（44）与制动器活塞盖板（61）间通过所述密封圈（45，46）密封连接，且在制动器活塞（44）与制动器活塞盖板（61）之间形成液压腔体，制动器活塞（44）通过制动器推杆（51）抵接于所述制动器压盘（50），在制动器活塞（44）和装置壳体的后端盖（52）之间设置有所述活塞回位波形弹簧（47），制动器活塞盖板（61）的顶部密封连接于装置壳体的后端盖（52）。

5.根据权利要求4所述的动力耦合装置，其特征在于，所述制动器单元（34）的油管系统包括油管（57）、油管接头（62，58）、油管衬套（59）、密封圈（60）和油管固定螺栓（55），所述油管（57）的顶端与制动器活塞盖板（61）通过油管接头（62）配合连接，所述油管衬套（59）设置于油管接头（62）和油管（57）之间，所述密封圈（60）设置于油管衬套（59）与油管接头（62）之间，所述油管（57）的末端通过油管接头（58）和油管固定螺栓（55）固定连接于装置壳体上，并用密封圈（60）进行密封。

6.一种混合动力汽车，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的动力耦合装置。