CN112178172A - 双离合器多挡变速箱以及电动汽车 - Google Patents

双离合器多挡变速箱以及电动汽车 Download PDF

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CN112178172A CN202010992404.9A CN202010992404A CN112178172A CN 112178172 A CN112178172 A CN 112178172A CN 202010992404 A CN202010992404 A CN 202010992404A CN 112178172 A CN112178172 A CN 112178172A
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gear
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elastic mechanism
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尹良杰
陈伟
裴迪
郭应清
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Anhui Jianghuai Automobile Group Corp
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Abstract

本发明公开一种双离合器多挡变速箱以及电动汽车，双离合器多挡变速箱包括壳体、输入轴总成和输出轴总成、第一离合器和第二离合器、第一弹性机构和第二弹性机构以及液压控制系统，第一离合器和第二离合器呈相对设置且同轴地安装于输入轴总成，第一弹性机构和第二弹性机构沿输入轴总成的轴向弹性伸缩，第一弹性机构用以在其压缩状态下使第一离合器结合，第二弹性机构用以在其压缩状态下使第二离合器脱开，液压控制系统用以控制第一离合器和第二离合器工作。本发明只有在一档换二档，以及二档在挡时需要液压控制系统提供油压，优化了液压控制系统的工作时间，降低了离合器工作能耗以及动力损耗，提高了换挡的效率和性能。

Description

双离合器多挡变速箱以及电动汽车
技术领域
本发明涉及车辆变速箱技术领域，特别涉及一种双离合器多挡变速箱以及电动汽车。
背景技术
目前纯电动车多档变速箱包括AMT方案和双离合器方案。AMT方案中，换挡过程动力中断时间较长，影响到整车的动力性能和车主的驾驶感受；双离合器方案中，需要两路液压油进行压力控制，导致液压系统结构复杂，并且离合器的密封性能不良，活塞腔直径大导致迟滞大。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种双离合器多挡变速箱，旨在解决的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种双离合器多挡变速箱，包括：
壳体；
输入轴总成和输出轴总成，呈并列状设于所述壳体内，所述输入轴总成上沿其轴向间隔地设有一档主动齿轮和二挡主动齿轮，所述输出轴总成上沿其轴向间隔地设有一档从动齿轮和二挡从动齿轮，且所述一档从动齿轮和所述二挡从动齿轮分别与所述一档主动齿轮和所述二挡主动齿轮形成配合；
第一离合器和第二离合器，设于所述壳体内，所述第一离合器和所述第二离合器呈相对设置且同轴地安装于所述输入轴总成，所述第一离合器与所述一档主动齿轮连接，以跟随所述一档主动齿轮转动，所述所述第二离合器与所述二挡主动齿轮连接，以跟随所述二挡主动齿轮转动；
第一弹性机构和第二弹性机构，分别安装于所述第一离合器和所述第二离合器，所述第一弹性机构和所述第二弹性机构沿所述输入轴总成的轴向弹性伸缩，所述第一弹性机构用以在其压缩状态下使所述第一离合器结合，所述第二弹性机构用以在其压缩状态下使所述第二离合器脱开；以及，
液压控制系统，分别与所述第一离合器和所述第二离合器连接，用以控制所述第一离合器和所述第二离合器工作。
可选地，所述第一离合器包括：
第一内毂，与所述一档主动齿轮连接，以跟随所述一档主动齿轮转动；
第一外毂，可转动地套设于所述第一内毂的外围；其中，所述第一内毂的外侧壁设有多个第一内毂摩擦片，所述第一外毂的内侧壁设有多个第一外毂摩擦片，所述多个第一内毂摩擦片和所述多个第一外毂摩擦片沿所述输入轴总成的轴向间隔布设，且每一所述第一内毂摩擦片设于相邻的两个所述第一外毂摩擦片之间；以及，
第一离合压盘，可转动地安装于所述输入轴总成，所述第一离合压盘分别与所述第一弹性机构和所述第一外毂连接。
可选地，所述第一离合器还包括：
第一活塞和第一活塞缸，所述第一活塞缸安装于所述壳体，所述第一活塞安装于所述第一活塞缸，且所述第一活塞沿所述输入轴总成的轴向可活动设置；以及，
第一分离轴承，可转动地安装于所述第一活塞，且与所述第一外毂连接。
可选地，所述第一离合器还包括可转动地安装于所述输入轴总成的离合器杠杆，所述离合器杠杆设于所述第一离合压盘和所述第一外毂连接之间，且所述离合器杠杆的一端与所述第一外毂连接，另一端与所述第一分离轴承连接。
可选地，所述第二离合器包括：
第二内毂，与所述二挡主动齿轮连接，以跟随所述二挡主动齿轮转动；
第二外毂，可转动地套设于所述第二内毂外围；其中，所述第二内毂的外侧壁设有多个第二内毂摩擦片，所述第二外毂的内侧壁设有多个第二外毂摩擦片，所述多个第二内毂摩擦片和所述多个第二外毂摩擦片沿所述输入轴总成的轴向间隔布设，且每一所述第二内毂摩擦片设于相邻的两个所述第二外毂摩擦片之间；以及，
第二离合压盘，可转动地安装于所述输入轴总成，所述第二离合压盘通过所述第二弹性机构与所述第二外毂连接。
可选地，所述第二离合器还包括：
第二活塞和第二活塞缸，所述第二活塞缸安装于所述壳体，所述第二活塞安装于所述第二活塞缸，且在所述输入轴总成的轴向上可活动设置；以及，
第二分离轴承，可转动地安装于所述第二活塞，且与所述第二离合压盘连接。
可选地，所述液压控制系统包括：
电子油泵；
阀组，所述阀组的输入端与所述电子油泵连接，所述阀组的输出端与所述第一离合器和所述第二离合器连接，所述阀组用以在其关闭状态下使所述第一离合器结合和使所述第二离合器脱开，以及在打开状态下使所述第一离合器脱开和使所述第二离合器结合。
可选地，所述阀组包括线性比例阀和/或开关阀。
可选地，所述双离合器多挡变速箱还包括蓄能器和单向阀，所述蓄能器和所述单向阀设于用以连接所述阀组和所述电子油泵的油路上；和/或，
所述双离合器多挡变速箱还包括压力传感器。
此外，本发明还提出一种电动汽车，所述电动汽车包括如上所述的双离合器多挡变速箱。
本发明的技术方案中，第一离合器在常闭状态时，第二离合器为常开状态，可实现换挡过程中的离合器共控，通过一条液压控制油路，在其油压升高时第一离合器逐渐脱开，第二离合器逐渐结合，其油压降低时第一离合器逐渐结合，第二离合器逐渐脱开，实现换挡过程中第一离合器和第二离合器的压力交替，使本发明的液压控制系统的油路成本降低，控制系统的软硬件开发难度和成本降低；
只有在一档换二档，以及二档在挡时需要液压控制系统提供油压，使液压控制系统的工作时间得到优化，降低了离合器工作能耗以及动力损耗，提高了换挡的效率和性能；
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的双离合器多挡变速箱的一实施例的结构示意图；
图2为图1中的液压控制系统的结构示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
11 输入轴总成 22 第二离合器
12 输出轴总成 221 第二内毂
13 一档主动齿轮 221a 第二内毂摩擦片
14 一档从动齿轮 222 第二外毂
15 二挡主动齿轮 222a 第二外毂摩擦片
16 二挡从动齿轮 223 第二离合压盘
21 第一离合器 224 第二活塞缸
211 第一内毂 23 第一离合器弹簧
211a 第一内毂摩擦片 24 第二离合器弹簧
212 第一外毂 31 阀组
212a 第一外毂摩擦片 32 蓄能器
213 第一离合压盘 33 单向阀
214 第一活塞缸 34 压力传感器
215 离合器杠杆
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
目前纯电动车多档变速箱包括AMT方案和双离合器方案。AMT方案中，换挡过程动力中断时间较长，影响到整车的动力性能和车主的驾驶感受，双离合器方案中，需要两路液压油进行压力控制，导致液压系统结构复杂，并且离合器的密封性能不良，活塞腔直径大导致迟滞大。为解决上述问题，本发明提出一种双离合器多挡变速箱，以及包括所述双离合器多挡变速箱的电动汽车，请参阅附图1-2，为所述双离合器多挡变速箱的具体实施例。所述双离合器多挡变速箱包括壳体、输入轴总成11和输出轴总成12、第一离合器 21和第二离合器22、第一弹性机构和第二弹性机构以及液压控制系统，其中，壳体指的是变速箱的外壳，输入轴总成11和输出轴总成12呈并列状设于壳体内，输入轴总成11上沿其轴向间隔地设有一档主动齿轮13和二挡主动齿轮15，输出轴总成12上沿其轴向间隔地设有一档从动齿轮14和二挡从动齿轮16，且一档从动齿轮14和二挡从动齿轮16分别与一档主动齿轮13和二挡主动齿轮15形成配合，第一离合器21和第二离合器22设于壳体内，第一离合器21和第二离合器22呈相对设置且同轴地安装于输入轴总成11，第一离合器21与一档主动齿轮13连接，以跟随一档主动齿轮13转动，第二离合器 22与二挡主动齿轮15连接，以跟随二挡主动齿轮15转动，第一弹性机构和第二弹性机构分别安装于第一离合器21和第二离合器22，第一弹性机构和第二弹性机构沿输入轴总成11的轴向弹性伸缩，第一弹性机构用以在其压缩状态下使第一离合器21结合，第二弹性机构用以在其压缩状态下使第二离合器 22脱开，请参阅图1，第一弹性机构和第二弹性机构包括第一离合器弹簧23 和第二离合器弹簧24，液压控制系统分别与第一离合器21和第二离合器22 连接，用以控制第一离合器21和第二离合器22工作。
第一离合器21和第二离合器22分别设置为常闭和常开，常闭指的是保持离合器结合，常开指的是保持离合器脱开，并且，第一离合器21在常闭状态时，第二离合器22为常开状态，可实现换挡过程中的离合器共控，通过一条液压控制油路，在其油压升高时第一离合器21逐渐脱开，第二离合器22 逐渐结合，其油压降低时第一离合器21逐渐结合，第二离合器22逐渐脱开，实现换挡过程中第一离合器21和第二离合器22的压力交替，使本发明的液压控制系统的油路成本降低，控制系统的软硬件开发难度和成本降低。
本发明的双离合器多挡变速箱通过第一离合器21逐步脱开，同时第二离合器22逐步结合的方式实现动力换挡，其中，第一离合器21在常闭状态下使电动汽车处在一档，一档是常用的档位，一档在挡时可不需要液压控制系统提供油压，只有在一档换二档，以及二档在挡时需要液压控制系统提供油压，使液压控制系统的工作时间得到优化，降低了离合器工作能耗以及动力损耗，提高了换挡的效率和性能。
具体地，所述第一离合器21包括第一内毂211、第一外毂212以及第一离合压盘213，第一内毂211与一档主动齿轮13连接，以跟随一档主动齿轮 13转动，第一外毂212可转动地套设于第一内毂211的外围，其中，第一内毂211的外侧壁设有多个第一内毂摩擦片211a，第一外毂212的内侧壁设有多个第一外毂摩擦片212a，多个第一内毂摩擦片211a和多个第一外毂摩擦片 212a沿输入轴总成11的轴向间隔布设，且每一第一内毂摩擦片211a设于相邻的两个第一外毂摩擦片212a之间，第一离合压盘213可转动地安装于输入轴总成11，第一离合压盘213分别与第一弹性机构和第一外毂212连接。
在一实施例中，所述第一离合器21还包括第一活塞(附图未示出)、第一活塞缸214以及第一分离轴承(附图未示出)，第一活塞缸214安装于壳体，第一活塞安装于第一活塞缸214，且第一活塞沿输入轴总成11的轴向可活动设置，第一分离轴承，可转动地安装于第一活塞，且与第一外毂212连接。
请参阅图1，第一离合器21还包括可转动地安装于输入轴总成11的离合器杠杆215，离合器杠杆215设于第一离合压盘213和第一外毂212连接之间，且离合器杠杆215的一端与第一外毂212连接，另一端与第一分离轴承连接。
所述第一离合器21为常闭离合器，第一离合器弹簧23在常态下处于被紧压状态，使第一离合压盘213压紧第一外毂212和第一内毂211，进而使各第一外毂摩擦片212a和各第一内毂摩擦片211a保持压紧并传递扭矩。第一活塞缸214不会转动，第一活塞相对所述壳体仅有沿输入轴总成11轴向的位移，而第一分离轴承的一端与第一活塞连接，另一端与离合器杠杆215连接，并与离合器杠杆215一起转动。当液压控制系统提供油压时，第一活塞缸214 和第一分离轴承推动离合器杠杆215，离合器杠杆215带动第一离合压盘213，进而使第一离合器21逐渐脱开。
进一步地，本实施例中，所述第二离合器22包括第二内毂221、第二外毂222以及第二离合压盘223，第二内毂221与二挡主动齿轮15连接，以跟随二挡主动齿轮15转动，第二外毂222可转动地套设于第二内毂221外围，其中，第二内毂221的外侧壁设有多个第二内毂摩擦片221a，第二外毂222 的内侧壁设有多个第二外毂摩擦片222a，多个第二内毂摩擦片221a和多个第二外毂摩擦片222a沿输入轴总成11的轴向间隔布设，且每一第二内毂摩擦片221a设于相邻的两个第二外毂摩擦片222a之间，第二离合压盘223，可转动地安装于输入轴总成11，第二离合压盘223通过第二弹性机构与第二外毂222 连接。
在一实施例中，第二离合器22还包括第二活塞(附图未示出)、第二活塞缸224以及第二分离轴承(附图未示出)，第二活塞缸224安装于壳体，第二活塞安装于第二活塞缸224，且在输入轴总成11的轴向上可活动设置，第二分离轴承，可转动地安装于第二活塞，且与第二离合压盘223连接。
所述第二离合器22为常开离合器，第二离合器弹簧24在常态下处于被紧压状态，通过第二离合压盘223使第二外毂222和第二内毂221保持分离，也即使各第二外毂摩擦片222a和各第二内毂摩擦片221a保持分离。第二活塞缸224不会转动，第二活塞相对所述壳体仅有沿输入轴总成11轴向的位移，而第二分离轴承的一端与第二活塞连接，另一端与离合器杠杆215连接，并与离合器杠杆215一起转动。当液压控制系统提供油压时，第二活塞缸224 和第二分离轴承推动第二离合压盘223，进而使各第二外毂摩擦片222a和各第二内毂摩擦片221a逐渐压紧，使第二离合器22逐渐结合。
所述第一离合器21和所述第二离合器22的活塞、活塞缸以及分离轴承的结构不存在可引起较大泄露的回转密封结构，因此大大降低了液压控制系统的泄露损耗，使得液压控制系统按需工作，进而提升了整机效率，减少了离合器迟滞并改善换挡性能。本发明提供的双离合器多挡变速箱中的液压控制系统可以采用蓄能器32提供油压，蓄能器32供给压力即可使离合器按需动作，仅有当蓄能器32压力不足时油泵才进行供油，大大降低了系统能耗。
请参阅附图2，液压控制系统包括电子油泵以及阀组31，阀组31的输入端与电子油泵连接，阀组31的输出端与第一离合器21和第二离合器22连接，阀组31用以在其关闭状态下使第一离合器21结合和使第二离合器22脱开，以及在打开状态下使第一离合器21脱开和使第二离合器22结合。
进一步地，阀组31包括线性比例阀或开关阀，或同时包括线性比例阀和开关阀。
双离合器多挡变速箱还包括蓄能器32和单向阀33，蓄能器32和单向阀 33设于用以连接阀组31和电子油泵的油路上，本实施例中，双离合器多挡变速箱还包括压力传感器34。
蓄能器32和单向阀33起到保持液压控制系统油压的作用，仅当压力传感器34检测到压力不足时，电子油泵才会工作并向蓄能器32提供压力，大大降低了电子油泵工作时间，提升了系统可靠性和效率。阀组31的出口同时连接第一活塞缸214和第一分离轴承，以及第二活塞缸224和第二分离轴承，通过一条压力油路实现对第一离合器21和第二离合器22的共控。
液压控制系统中的压力油供给到阀组31中，在一档时电子油泵和液压控制系统无需工作，阀组31也处于关断状态，因通常一档为常用档位，因此将档设置为常闭离合器有利于降低液压系统能耗，提升效率。当需执行一档升二档时，电子油泵提前开始工作，此时打开阀组31，压力油进入第一离合器 21和第二离合器22，使得常闭的第一离合器21逐步脱开，常开的第二离合器22逐步结合。通过两个离合器硬件的合理匹配，可实现扭矩的交替传递，进而达到换挡动力不中断的目的。当油压达到预定值，系统完成一档升二档的换挡过程，此时液压控制系统可关闭电子油泵，通过液压控制系统的保压位置离合器工作状态而保持二档在档工作，该状态时，仅当压力传感器34检测到压力不足时电子油泵才会执行补压。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种双离合器多挡变速箱，其特征在于，包括：
壳体；
输入轴总成和输出轴总成，呈并列状设于所述壳体内，所述输入轴总成上沿其轴向间隔地设有一档主动齿轮和二挡主动齿轮，所述输出轴总成上沿其轴向间隔地设有一档从动齿轮和二挡从动齿轮，且所述一档从动齿轮和所述二挡从动齿轮分别与所述一档主动齿轮和所述二挡主动齿轮形成配合；
第一离合器和第二离合器，设于所述壳体内，所述第一离合器和所述第二离合器呈相对设置且同轴地安装于所述输入轴总成，所述第一离合器与所述一档主动齿轮连接，以跟随所述一档主动齿轮转动，所述所述第二离合器与所述二挡主动齿轮连接，以跟随所述二挡主动齿轮转动；
第一弹性机构和第二弹性机构，分别安装于所述第一离合器和所述第二离合器，所述第一弹性机构和所述第二弹性机构沿所述输入轴总成的轴向弹性伸缩，所述第一弹性机构用以在其压缩状态下使所述第一离合器结合，所述第二弹性机构用以在其压缩状态下使所述第二离合器脱开；以及，
液压控制系统，分别与所述第一离合器和所述第二离合器连接，用以控制所述第一离合器和所述第二离合器工作。
2.如权利要求1所述的双离合器多挡变速箱，其特征在于，所述第一离合器包括：
第一内毂，与所述一档主动齿轮连接，以跟随所述一档主动齿轮转动；
第一外毂，可转动地套设于所述第一内毂的外围；其中，所述第一内毂的外侧壁设有多个第一内毂摩擦片，所述第一外毂的内侧壁设有多个第一外毂摩擦片，所述多个第一内毂摩擦片和所述多个第一外毂摩擦片沿所述输入轴总成的轴向间隔布设，且每一所述第一内毂摩擦片设于相邻的两个所述第一外毂摩擦片之间；以及，
第一离合压盘，可转动地安装于所述输入轴总成，所述第一离合压盘分别与所述第一弹性机构和所述第一外毂连接。
3.如权利要求2所述的双离合器多挡变速箱，其特征在于，所述第一离合器还包括：
第一活塞和第一活塞缸，所述第一活塞缸安装于所述壳体，所述第一活塞安装于所述第一活塞缸，且所述第一活塞沿所述输入轴总成的轴向可活动设置；以及，
第一分离轴承，可转动地安装于所述第一活塞，且与所述第一外毂连接。
4.如权利要求3所述的双离合器多挡变速箱，其特征在于，所述第一离合器还包括可转动地安装于所述输入轴总成的离合器杠杆，所述离合器杠杆设于所述第一离合压盘和所述第一外毂连接之间，且所述离合器杠杆的一端与所述第一外毂连接，另一端与所述第一分离轴承连接。
5.如权利要求1所述的双离合器多挡变速箱，其特征在于，所述第二离合器包括：
第二内毂，与所述二挡主动齿轮连接，以跟随所述二挡主动齿轮转动；
第二外毂，可转动地套设于所述第二内毂外围；其中，所述第二内毂的外侧壁设有多个第二内毂摩擦片，所述第二外毂的内侧壁设有多个第二外毂摩擦片，所述多个第二内毂摩擦片和所述多个第二外毂摩擦片沿所述输入轴总成的轴向间隔布设，且每一所述第二内毂摩擦片设于相邻的两个所述第二外毂摩擦片之间；以及，
第二离合压盘，可转动地安装于所述输入轴总成，所述第二离合压盘通过所述第二弹性机构与所述第二外毂连接。
6.如权利要求5所述的双离合器多挡变速箱，其特征在于，所述第二离合器还包括：
第二活塞和第二活塞缸，所述第二活塞缸安装于所述壳体，所述第二活塞安装于所述第二活塞缸，且在所述输入轴总成的轴向上可活动设置；以及，
第二分离轴承，可转动地安装于所述第二活塞，且与所述第二离合压盘连接。
7.如权利要求1所述的双离合器多挡变速箱，其特征在于，所述液压控制系统包括：
电子油泵；
阀组，所述阀组的输入端与所述电子油泵连接，所述阀组的输出端与所述第一离合器和所述第二离合器连接，所述阀组用以在其关闭状态下使所述第一离合器结合和使所述第二离合器脱开，以及在打开状态下使所述第一离合器脱开和使所述第二离合器结合。
8.如权利要求7所述的双离合器多挡变速箱，其特征在于，所述阀组包括线性比例阀和/或开关阀。
9.如权利要求7所述的双离合器多挡变速箱，其特征在于，所述双离合器多挡变速箱还包括蓄能器和单向阀，所述蓄能器和所述单向阀设于用以连接所述阀组和所述电子油泵的油路上；和/或，
所述双离合器多挡变速箱还包括压力传感器。
10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的双离合器多挡变速箱。
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