CN110843513A - 一种机械式自动扭矩控制动能耦合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车动能回收技术领域，具体涉及一种机械式自动扭矩控制动能耦合器，包括壳体；所述壳体内设有存储动能输出轴、动能回收轴、滑套离合器以及扭矩控制换挡机构；所述连接轴套设有凸轮轴；所述凸轮轴的两端分别用于与扭矩输入轴以及扭矩输出轴抵靠；所述内转轴的一端设有用于与存储动能输出轴以及扭矩输出轴联动的第一离合器；所述内转轴的另一端设有用于与动能回收轴以及扭矩输入轴联动的第一离合器；所述机械式自动扭矩控制动能耦合器还包括控制机构。本发明采用纯机械结构，可靠性高；利用扭矩输入轴与扭矩输出轴的扭矩传递方向自动控制滑套离合器的分离与结合，控制可靠，响应迅速，结构简单。

Description

一种机械式自动扭矩控制动能耦合器

背景技术

汽车动能回收装置是一种利用能量存储装置（弹簧、电池等）在车辆滑行或制动时将车辆的动能转化存储，在车辆需要动力驱动的时候再释放出来驱动车辆前进的一类装置。在能量的转化存储和释放过程中，往往要将车辆的主驱动能量、回收存储的能量以及动能回收过程中逆向流动的能量（由车轮流向存储器）耦合施加于车辆的驱动轴上，以驱动车辆前进。由于这个过程中能量的大小和流动方向处于不断变化当中，动力传递的耦合一直是动能回收领域的一大难题。目前，多动力源输出动力耦合大多采用电磁离合器控制，行星齿轮机构耦合的方式来对多动力源输出的动力进行整合输出。这种电控的方式结构复杂，可靠性和响应及时性相对较差，多套离合器系统交叉控制无疑增加了系统复杂性和制造成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供了一种机械式自动扭矩控制动能耦合器。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种机械式自动扭矩控制动能耦合器，包括壳体；所述壳体内设有存储动能输出轴、动能回收轴、滑套离合器以及扭矩控制换挡机构；所述存储动能输出轴以及动能回收轴分别与壳体转动连接；所述扭矩控制换挡机构的两端分别设有扭矩输入轴以及扭矩输出轴；所述扭矩控制换挡机构的中部设有连接轴套；所述连接轴套内滑动设置有凸轮轴；所述凸轮轴的两端分别用于与扭矩输入轴以及扭矩输出轴抵靠；

所述滑套离合器包括内转轴；所述内转轴的一端设有用于与存储动能输出轴以及扭矩输出轴联动的第一离合器；所述内转轴的另一端设有用于与动能回收轴以及扭矩输入轴联动的第一离合器；所述机械式自动扭矩控制动能耦合器还包括用于控制第一离合器以及第二离合器工作的控制机构。

本发明进一步设置为，所述扭矩输入轴以及扭矩输出轴均突伸入连接轴套内；所述扭矩输入轴以及扭矩输出轴分别与连接轴套的两端转动连接。

本发明进一步设置为，所述扭矩输入轴以及扭矩输出轴均套设有保持架；所述连接轴套的两端分别设有用于容纳保持架的保持槽；所述保持架的四周设有滚动体。

本发明进一步设置为，所述扭矩输入轴突伸入连接轴套的一端以及扭矩输出轴突伸入连接轴套的一端均设有第一突出部；所述第一突出部的一侧设有啮合块；所述第一突出部的另一侧设有第一动力传递面；所述凸轮轴的两端均设有第二突出部；所述第二突出部的一侧设有与第一动力传递面抵靠的第二动力传递面；所述第二突出部的另一侧设有螺旋凸轮斜面；所述啮合块用于在螺旋凸轮斜面上移动。

本发明进一步设置为，所述控制机构包括套设于凸轮轴的拨环、与拨环连接的滑块以及与滑块连接的压环；所述滑块滑动设置在连接轴套的表面；所述压环套设于内转轴外。

本发明进一步设置为，所述第一离合器以及第二离合器均包括外转轴、与外转轴联动的外摩擦片以及与内转轴联动的内摩擦片；所述外摩擦片滑动固定于外转轴内；所述外摩擦片与外转轴之间设有复位弹簧；所述第一离合器以及第二离合器还包括压紧杠杆；所述压环通过压紧压紧杠杆从而使得压紧杠杆将内摩擦片与外摩擦片抵靠。

本发明进一步设置为，所述压紧杠杆包括第一杠杆部以及第二杠杆部；所述第一杠杆部以及第二杠杆部的连接处与内转轴铰接；所述内转轴设有用于放置第一杠杆部的杠杆槽；所述第一杠杆部的自由端设有第一压紧块；所述第二杠杆部的自由端设有第二压紧块；所述压环设有用于与第一压紧块抵靠的倾斜面。

本发明进一步设置为，所述第二压紧块与外摩擦片之间设有压盘。

本发明进一步设置为，所述外摩擦片设有卡槽；所述外转轴设于与卡槽滑动连接的卡条。

本发明进一步设置为，所述外转轴的一端设有第一齿轮；所述外转轴的另一端设有第二齿轮；所述存储动能输出轴以及动能回收轴分别设有第三齿轮以及第四齿轮；所述扭矩输出轴以及扭矩输入轴分别设有第五齿轮以及第六齿轮；所述第三齿轮以及第五齿轮分别与第一齿轮啮合；所述第六齿轮以及第四齿轮分别与第二齿轮啮合。

本发明的有益效果：本发明采用上述结构实现以下效果：1. 采用纯机械结构，可靠性高；2.利用扭矩输入轴与扭矩输出轴的扭矩传递方向自动控制滑套离合器的分离与结合，控制可靠，响应迅速，结构简单；3.第一离合器以及第二离合器采用铰接式压紧杠杆，利用扭矩输入轴的扭矩对离合器的外摩擦片压紧，压紧力大，可杜绝离合器打滑现象发生，传动效率高。

附图说明

利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明隐藏壳体的结构示意图；

图3是本发明扭矩控制换挡机构隐藏连接轴套后的结构示意图；

图4是本发明扭矩输入轴与凸轮轴配合的结构示意图；

图5是本发明扭矩输入轴与凸轮轴配合的另一视角结构示意图；

图6是本发明滑套离合器的结构示意图；

图7是本发明第一离合器与内转轴配合的结构分解图；

图1至图7中的附图标记说明：

1-壳体；11-存储动能输出轴；12-动能回收轴；2-滑套离合器；21-第一离合器；22-第二离合器；23-内转轴；3-扭矩控制换挡机构；31-扭矩输入轴；32-扭矩输出轴；33-连接轴套；34-保持架；35-滚动体；4-第一突出部；41-啮合块；42-第一动力传递面；5-凸轮轴；51-第二突出部；52-第二动力传递面；53-螺旋凸轮斜面；61-拨环；62-滑块；63-压环；7-外转轴；71-外摩擦片；72-内摩擦片；73-复位弹簧；74-压紧杠杆；81-第一杠杆部；82-第二杠杆部；83-第一压紧块；84-第二压紧块；85-杠杆槽；86-倾斜面；87-压盘；88-卡槽；91-第一齿轮；92-第二齿轮；93-第三齿轮；94-第四齿轮；95-第五齿轮；96-第六齿轮。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

由图1至图7可知；本实施例所述的一种机械式自动扭矩控制动能耦合器，包括壳体1；所述壳体1内设有存储动能输出轴11、动能回收轴12、滑套离合器2以及扭矩控制换挡机构3；所述存储动能输出轴11以及动能回收轴12分别与壳体1转动连接；所述扭矩控制换挡机构3的两端分别设有扭矩输入轴31以及扭矩输出轴32；所述扭矩控制换挡机构3的中部设有连接轴套33；所述连接轴套33内滑动设置有凸轮轴5；所述凸轮轴5的两端分别用于与扭矩输入轴31以及扭矩输出轴32抵靠；

所述滑套离合器2包括内转轴23；所述内转轴23的一端设有用于与存储动能输出轴11以及扭矩输出轴32联动的第一离合器21；所述内转轴23的另一端设有用于与动能回收轴12以及扭矩输入轴31联动的第一离合器21；所述机械式自动扭矩控制动能耦合器还包括用于控制第一离合器21以及第二离合器22工作的控制机构。

具体地，本实施例所述的机械式自动扭矩控制动能耦合器，在发动机驱动车辆时，扭矩输入轴31带动扭矩输出轴32转动，凸轮轴5被推向图1和图2中的左侧，同时控制机构控制第一离合器21结合，并且第二离合器22断开，此时扭矩输入轴31和存储动能输出轴11同时对扭矩输出轴32传递动力，驱动车辆前进。当车辆滑行时，扭矩输出轴32转速高于扭矩输入轴31，凸轮轴5被推向图1和图2中的右侧，同时控制机构控制第二离合器22结合，并且第一离合器21断开，此时扭矩输出轴32向扭矩输入轴31传递扭矩，动能回收轴12介入，回收车辆动能。本实施例采用纯机械结构，可靠性高；本实施例通过滑动的凸轮轴5，利用扭矩输入轴31与扭矩输出轴32的扭矩传递方向自动控制滑套离合器2的分离与结合，控制可靠，响应迅速，结构简单。

本实施例所述的一种机械式自动扭矩控制动能耦合器，所述扭矩输入轴31以及扭矩输出轴32均突伸入连接轴套33内；所述扭矩输入轴31以及扭矩输出轴32分别与连接轴套33的两端转动连接。本实施例所述的一种机械式自动扭矩控制动能耦合器，所述扭矩输入轴31以及扭矩输出轴32均套设有保持架34；所述连接轴套33的两端分别设有用于容纳保持架34的保持槽；所述保持架34的四周设有滚动体35。

具体地，扭矩输入轴31、凸轮轴5以及扭矩输出轴32通过保持架34接在连接轴套33内，凸轮轴5可在扭矩输入轴31和扭矩输出轴32的推动下在连接轴套33自由滑动。

本实施例所述的一种机械式自动扭矩控制动能耦合器，所述扭矩输入轴31突伸入连接轴套33的一端以及扭矩输出轴32突伸入连接轴套33的一端均设有第一突出部4；所述第一突出部4的一侧设有啮合块41；所述第一突出部4的另一侧设有第一动力传递面42；所述凸轮轴5的两端均设有第二突出部51；所述第二突出部51的一侧设有与第一动力传递面42抵靠的第二动力传递面52；所述第二突出部51的另一侧设有螺旋凸轮斜面53；所述啮合块41用于在螺旋凸轮斜面53上移动。

具体地，当车辆发动机驱动车辆前进时，扭矩输入轴31转速高于扭矩输出轴32，扭矩输入轴31转动，从而使得扭矩输入轴31的第一突出部4的啮合块41与第一突出部4的螺旋凸轮斜面53接触，并且啮合块41在螺旋凸轮斜面53上转动，从而将凸轮轴5向扭矩输出轴32的一端推动，由于连接轴套33的限位作用，凸轮轴5滑动终止后，扭矩输入轴31的第一突出部4的啮合块41与第二突出部51的螺旋凸轮斜面53的端部顶靠，从而将转矩传递给凸轮轴5，从而使得凸轮轴5转动，并且其第二动力传递面52与扭矩输出轴32的第一突出部4的第一动力传递面42接触后将扭矩输入轴31的转矩传递至扭矩输出轴32，完成动力传递。当车辆滑行时，扭矩输出轴32的转速大于扭矩输入轴31的转速，从动端与主动端倒置，扭矩输出轴32将推动凸轮轴5向扭矩输入轴31端移动，将车辆滑行的动能反向传递至扭矩输出轴32。

本实施例所述的一种机械式自动扭矩控制动能耦合器，所述控制机构包括套设于凸轮轴5的拨环61、与拨环61连接的滑块62以及与滑块62连接的压环63；所述滑块62滑动设置在连接轴套33的表面；所述压环63套设于内转轴23外。本实施例所述的一种机械式自动扭矩控制动能耦合器，所述第一离合器21以及第二离合器22均包括外转轴7、与外转轴7联动的外摩擦片71以及与内转轴23联动的内摩擦片72；所述外摩擦片71滑动固定于外转轴7内；所述外摩擦片71与外转轴7之间设有复位弹簧73；所述第一离合器21以及第二离合器22还包括压紧杠杆74；所述压环63通过压紧压紧杠杆74从而使得压紧杠杆74将内摩擦片72与外摩擦片71抵靠。本实施例所述的一种机械式自动扭矩控制动能耦合器，所述压紧杠杆74包括第一杠杆部81以及第二杠杆部82；所述第一杠杆部81以及第二杠杆部82的连接处与内转轴23铰接；所述内转轴23设有用于放置第一杠杆部81的杠杆槽85；所述第一杠杆部81的自由端设有第一压紧块83；所述第二杠杆部82的自由端设有第二压紧块84；所述压环63设有用于与第一压紧块83抵靠的倾斜面86。

具体地，在发动机驱动车辆时，扭矩输入轴31带动扭矩输出轴32转动，凸轮轴5被推向图1和图2中的左侧，同时拨环61以及滑块62带动压环63向左移动，压环63向左移动的同时，压环63的倾斜面86能够压紧第一离合器21的第一杠杆部81的第一压紧块83，从而使得第一离合器21的第一压紧块83向杠杆槽85内移动，从而使得第一离合器21的第二杠杆部82的第二压紧块84将第一离合器21的内摩擦片72与第一离合器21的外摩擦片71抵靠，从而使得内转轴23与第一离合器21的联动，以实现扭矩输出轴32、第一离合器21以及存储动能输出轴11联动；从而实现第一离合器21的分离与结合状态的切换。由于第一离合器21的压紧杠杆74以及第二离合器22的压紧杠杆74分布在压环63两端，所以两组离合器的开合顺序总是相反的。

本实施例所述的一种机械式自动扭矩控制动能耦合器，所述第二压紧块84与外摩擦片71之间设有压盘87。上述设置便于压紧杠杆74压紧外摩擦片71。

本实施例所述的一种机械式自动扭矩控制动能耦合器，所述外摩擦片71设有卡槽88；所述外转轴7设于与卡槽88滑动连接的卡条。上述设置便于外转轴7与外摩擦片71滑动固定。

本实施例所述的一种机械式自动扭矩控制动能耦合器，所述外转轴7的一端设有第一齿轮91；所述外转轴7的另一端设有第二齿轮92；所述存储动能输出轴11以及动能回收轴12分别设有第三齿轮93以及第四齿轮94；所述扭矩输出轴32以及扭矩输入轴31分别设有第五齿轮95以及第六齿轮96；所述第三齿轮93以及第五齿轮95分别与第一齿轮91啮合；所述第六齿轮96以及第四齿轮94分别与第二齿轮92啮合。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种机械式自动扭矩控制动能耦合器，其特征在于：其特征在于：其特征在于：包括壳体（1）；所述壳体（1）内设有存储动能输出轴（11）、动能回收轴（12）、滑套离合器（2）以及扭矩控制换挡机构（3）；所述存储动能输出轴（11）以及动能回收轴（12）分别与壳体（1）转动连接；所述扭矩控制换挡机构（3）的两端分别设有扭矩输入轴（31）以及扭矩输出轴（32）；所述扭矩控制换挡机构（3）的中部设有连接轴套（33）；所述连接轴套（33）内滑动设置有凸轮轴（5）；所述凸轮轴（5）的两端分别用于与扭矩输入轴（31）以及扭矩输出轴（32）抵靠（）；

所述滑套离合器（2）包括内转轴（23）；所述内转轴（23）的一端设有用于与存储动能输出轴（11）以及扭矩输出轴（32）联动的第一离合器（21）；所述内转轴（23）的另一端设有用于与动能回收轴（12）以及扭矩输入轴（31）联动的第一离合器（21）；所述机械式自动扭矩控制动能耦合器还包括用于控制第一离合器（21）以及第二离合器（22）工作的控制机构。

2.根据权利要求1所述的一种机械式自动扭矩控制动能耦合器，其特征在于：所述扭矩输入轴（31）以及扭矩输出轴（32）均突伸入连接轴套（33）内；所述扭矩输入轴（31）以及扭矩输出轴（32）分别与连接轴套（33）的两端转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种机械式自动扭矩控制动能耦合器，其特征在于：所述扭矩输入轴（31）以及扭矩输出轴（32）均套设有保持架（34）；所述连接轴套（33）的两端分别设有用于容纳保持架（34）的保持槽；所述保持架（34）的四周设有滚动体（35）。

4.根据权利要求2所述的一种机械式自动扭矩控制动能耦合器，其特征在于：所述扭矩输入轴（31）突伸入连接轴套（33）的一端以及扭矩输出轴（32）突伸入连接轴套（33）的一端均设有第一突出部（4）；所述第一突出部（4）的一侧设有啮合块（41）；所述第一突出部（4）的另一侧设有第一动力传递面（42）；所述凸轮轴（5）的两端均设有第二突出部（51）；所述第二突出部（51）的一侧设有与第一动力传递面（42）抵靠的第二动力传递面（52）；所述第二突出部（51）的另一侧设有螺旋凸轮斜面（53）；所述啮合块（41）用于在螺旋凸轮斜面（53）上移动。

5.根据权利要求2所述的一种机械式自动扭矩控制动能耦合器，其特征在于：所述控制机构包括套设于凸轮轴（5）的拨环（61）、与拨环（61）连接的滑块（62）以及与滑块（62）连接的压环（63）；所述滑块（62）滑动设置在连接轴套（33）的表面；所述压环（63）套设于内转轴（23）外。

6.根据权利要求5所述的一种机械式自动扭矩控制动能耦合器，其特征在于：所述第一离合器（21）以及第二离合器（22）均包括外转轴（7）、与外转轴（7）联动的外摩擦片（71）以及与内转轴（23）联动的内摩擦片（72）；所述外摩擦片（71）滑动固定于外转轴（7）内；所述外摩擦片（71）与外转轴（7）之间设有复位弹簧（73）；所述第一离合器（21）以及第二离合器（22）还包括压紧杠杆（74）；所述压环（63）通过压紧压紧杠杆（74）从而使得压紧杠杆（74）将内摩擦片（72）与外摩擦片（71）抵靠。

7.根据权利要求6所述的一种机械式自动扭矩控制动能耦合器，其特征在于：所述压紧杠杆（74）包括第一杠杆部（81）以及第二杠杆部（82）；所述第一杠杆部（81）以及第二杠杆部（82）的连接处与内转轴（23）铰接；所述内转轴（23）设有用于放置第一杠杆部（81）的杠杆槽（85）；所述第一杠杆部（81）的自由端设有第一压紧块（83）；所述第二杠杆部（82）的自由端设有第二压紧块（84）；所述压环（63）设有用于与第一压紧块（83）抵靠的倾斜面（86）。

8.根据权利要求7所述的一种机械式自动扭矩控制动能耦合器，其特征在于：所述第二压紧块（84）与外摩擦片（71）之间设有压盘（87）。

9.根据权利要求5所述的一种机械式自动扭矩控制动能耦合器，其特征在于：所述外摩擦片（71）设有卡槽（88）；所述外转轴（7）设于与卡槽（88）滑动连接的卡条。

10.根据权利要求5所述的一种机械式自动扭矩控制动能耦合器，其特征在于：所述外转轴（7）的一端设有第一齿轮（91）；所述外转轴（7）的另一端设有第二齿轮（92）；所述存储动能输出轴（11）以及动能回收轴（12）分别设有第三齿轮（93）以及第四齿轮（94）；所述扭矩输出轴（32）以及扭矩输入轴（31）分别设有第五齿轮（95）以及第六齿轮（96）；所述第三齿轮（93）以及第五齿轮（95）分别与第一齿轮（91）啮合；所述第六齿轮（96）以及第四齿轮（94）分别与第二齿轮（92）啮合。

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