CN115247678A - 一种湿式离合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种湿式离合器，包括主轮毂、与所述主轮毂固定连接的外壳体组件、与所述外壳体组件固定连接的钢片组、套设于所述主轮毂上的摩擦片组、与所述摩擦片组固定连接的内壳体、套设于所述主轮毂上可沿所述主轮毂轴向运动以将所述摩擦片组朝向所述钢片组压紧或松开的作用活塞；所述主轮毂前端设有用以输入扭矩的第一输入部，所述主轮毂后端设有用以输入扭矩的第二输入部，所述外壳体组件设有用以输出扭矩的第一输出部，所述内壳体设有用以输出扭矩的第二输出部。

Description

一种湿式离合器

技术领域

本发明涉及汽车离合器技术领域，尤其涉及一种湿式离合器。

背景技术

目前带有机电耦合系统的混动变速箱有部分实现了第一动力源和第二动力源的耦合，但是只有一个动力输出端。传动系统中带有湿式离合器，但是只能通过离合器分离断开实现与一个动力输出端的断开，实现增程发电功能。或是通过离合器的结合关闭，将第一动力源和第二动力源的功率输出传递至动力输出端。其中湿式离合器与用于第一动力源和第二动力源耦合的输入轴为花键连接，输入轴与发电机有花键直连的或是带齿轮传动升速的结构。该类湿式离合器布置结构不紧凑，布置空间较长，并且成本较高。

纯电双电机驱动方案一般将两个驱动电机同轴布置直接实现功率耦合，或是两个驱动电机通过不同的齿轮啮合传递功率耦合至中间轴，传动系统的无湿式离合器结构，固定速比不利于设计最优化动力性和最高效率的匹配。两种布置方案均可实现功率耦合，可无法直接实现功率分流，若要实现功率分流需另外增加一个离合器和行星排。

前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既能实现功率耦合又能实现功率分离的离合器。

本发明提供一种湿式离合器，包括主轮毂、与所述主轮毂固定连接的外壳体组件、与所述外壳体组件固定连接的钢片组、套设于所述主轮毂上的摩擦片组、与所述摩擦片组固定连接的内壳体、套设于所述主轮毂上可沿所述主轮毂轴向运动以将所述摩擦片组朝向所述钢片组压紧或松开的作用活塞；

所述主轮毂前端设有用以输入扭矩的第一输入部，所述主轮毂后端设有用以输入扭矩的第二输入部，所述外壳体组件设有用以输出扭矩的第一输出部，所述内壳体设有用以输出扭矩的第二输出部。

进一步地，所述主轮毂为一体加工成型。

进一步地，所述主轮毂前端端面中央设有第一轴承孔，所述主轮毂后端端面中央设有第二轴承孔；所述第一输入部为输入齿轮，所述第二输入部为输入花键套。

进一步地，所述主轮毂以所述第一轴承孔、所述第二轴承孔的圆心为定位基准通过滚齿、精车、磨齿工艺一体成型。

进一步地，所述外壳体组件包括固定相连的活塞支撑骨架和外壳体，所述活塞支撑骨架与所述主轮毂固定连接，所述外壳体为环状空心结构，所述外壳体外表面设有外花键，所述外壳体内表面设有内花键，所述外壳体的外花键形成所述第一输出部，所述钢片组外侧设有外花键与所述外壳体的内花键啮合。

进一步地，所述外壳体组件与所述作用活塞之间形成活塞腔，所述活塞腔与压力油路相连，所述作用活塞可被所述活塞腔内的油压驱动沿所述主轮毂的轴向向背离所述活塞支撑骨架的方向运动。

进一步地，还包括与所述主轮毂固定连接的平衡腔盖板，所述平衡腔盖板、所述活塞支撑骨架沿所述主轮毂的轴向位于所述作用活塞的不同侧，所述平衡腔盖板与所述作用活塞之间形成平衡腔。

进一步地，所述平衡腔内装有用以抵消所述活塞腔内的油液产生的离心力作用的平衡腔油。

进一步地，还包括位于所述平衡腔内用以驱动所述作用活塞沿所述主轮毂的轴向向背离所述平衡腔盖板的方向运动的回位弹簧，所述回位弹簧的一端抵接在所述平衡腔盖板上，所述回位弹簧的另一端抵接在所述作用活塞上。

进一步地，所述钢片组、所述作用活塞沿所述主轮毂的轴向位于所述摩擦片组的不同侧，所述作用活塞可在所述活塞腔内的油液压力大于所述回位弹簧的弹力时将所述摩擦片组朝向所述钢片组压紧。

本发明提供的湿式离合器，通过将主轮毂的两端分别作为两个动力输入端，将与主轮毂固定连接的外壳体组件和与外壳体组件离合连接的内壳体作为两个动力输出端，实现了一个离合体有两个动力输入端和两个动力输出端，提高了整车动力输出的可靠性，丰富了整车对动力输出端选择的灵活性，可实现不同的工作模式，并且可与行星排和制动器组合成一个拥有2挡速比的传动系统，或是拥有两个动力输出的传动结构。通过将离合器毂与输入轴齿轮一体化设计为主轮毂，节省了布置空间和零件制造成本，且减少了传动过程；主轮毂为一体成型，齿轮轴与两个轴承孔可在一个机床上一次装夹完成加工，齿轮磨齿可选择两个轴承孔为基准加工，生产加工精度高，避免了多次装夹和切换加工基准，缩短加工工时，节省成本。通过设置平衡腔，用于抵消活塞腔油液随离合器转动而产生离心力导致活塞腔压力随转速变化而波动，从而降低了离合器的控制难度。

附图说明

图1为本发明第一实施例湿式离合器的剖视结构示意图；

图2为图1所述湿式离合器中主轮毂的剖视结构示意图；

图3为图1所述湿式离合器在隐藏内壳体后的结构分解示意图；

图4为图1所述湿式离合器在传动系统中的连接示意图；

图5为本发明第二实施例湿式离合器在传动系统中的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

第一实施例

请参考图1至图4，本发明第一实施例提供一种湿式离合器，用于混合动力汽车，包括主轮毂10、外壳体组件20、钢片组30、调整钢片31、外卡环32、摩擦片组40、内壳体50、作用活塞60、平衡腔盖板70、内卡环71、回位弹簧80。

请参考图2，主轮毂10为一齿轮-轴-花键套复合结构，沿轴向方向前端为输入齿轮，后端为输入花键套，输入齿轮形成第一输入部11，第一输入部11通过齿轮传动与GCU(Generator Control Unit，发电机控制设备)连接，用以输入电机的扭矩。输入花键套形成第二输入部12，第二输入部12通过花键或端面狗牙齿与ICE(Internal CombustionEngine，内燃发动机)连接，用以输入发动机的扭矩。主轮毂10在输入齿轮的端面中央设有第一轴承孔13，输入花键套的端面中央设有第二轴承孔14。

主轮毂10为一体成型，加工时，精车两轴承孔为基准对齿轮进行滚齿，待热处理后对轴承孔磨内圆，再以两轴承孔为基准对齿轮齿形磨齿。本实施例通过将离合器毂与输入轴齿轮一体化设计为主轮毂10，节省了布置空间和零件制造成本，且减少了传动过程；主轮毂10为一体成型，齿轮轴与两个轴承孔可在一个机床上一次装夹完成加工，齿轮磨齿可选择两个轴承孔为基准加工，生产加工精度高，避免了多次装夹和切换加工基准，缩短加工工时，节省成本。

请参考图1和图3，外壳体组件20包括活塞支撑骨架21和外壳体22，两构件采用激光焊接或电子束焊连接在一起，以减小冲压模具难度。外壳体组件20焊接一体之后再将活塞支撑骨架21焊接在主轮毂10上。外壳体22为环状空心结构，外表面设有外花键，内表面设有内花键。外壳体22的外花键形成第一输出部221，外壳体22的内花键与钢片组30的外花键啮合用以传动扭矩。调整钢片31和外卡环32用以限制钢片组30在外壳体22上的轴向位置。

作用活塞60套设于主轮毂10上，且可沿主轮毂10轴向运动，作用活塞60与主轮毂10之间设有过盈配合的O形密封圈61，作用活塞60与外壳体组件20之间设有过盈配合的D形密封圈62。外壳体组件20、主轮毂10、作用活塞60借助O形密封圈61、D形密封圈62的密封作用形成活塞腔(未标示)，活塞腔与外部的压力油路相连，压力油路可向活塞腔内注入油液，活塞腔内的油液也可由压力油路流出。在活塞腔内的油压增大时，作用活塞60被油压驱动沿主轮毂10的轴向向背离活塞支撑骨架21的方向运动。

平衡腔盖板70与主轮毂10固定连接，内卡环71用以限制平衡腔盖板70的轴向位置。平衡腔盖板70、作用活塞60和活塞支撑骨架21沿主轮毂10轴向依次排列，作用活塞60朝向平衡腔盖板70一侧还设有用于密封的唇形密封圈(未图示)。平衡腔盖板70和作用活塞60之间形成平衡腔(未标示)，平衡腔内装有平衡腔油液，用于抵消活塞腔油液随离合器转动而产生离心力导致活塞腔压力随转速变化而波动，从而降低了离合器的控制难度。回位弹簧80位于平衡腔内，一端抵接在平衡腔盖板70上，一端抵接在作用活塞上。平衡腔内的平衡腔油液可以避免回位弹簧盘80的弹簧力增大，致使离合器的Kisspoint点油压增大，并且离合器的控制油压会随转速变化，无法精准控制离合器。平衡腔的截面积与活塞腔截面积能够基本相等，让两个腔内的油液在旋转时产生的离心力大多数能够抵消，让离合器在不同转速下的kisspoint点油压基本相同，简化了离合器的kisspoint油压的自学习，有利于离合器的控制。

摩擦片组40套设于主轮毂10上，内壳体50与摩擦片组40采用花键连接，内壳体50形成第二输出部51。摩擦片组40可沿着主轮毂10轴向滑动，并可与钢片组30压紧形成摩擦副。作用活塞60、摩擦片组40、钢片组30沿主轮毂10轴向依次排列。

离合器在活塞腔达到一定油压的作用下压紧摩擦副会产生摩擦力矩从而离合器闭合可传递扭矩，传递扭矩的大小可根据需求进行调整摩擦副的数量和尺寸、以及活塞腔控制油压。当活塞腔油液卸压后，回位弹簧80可将活塞腔内的油液挤出让作用活塞60回位，使原先压紧的摩擦片组40和钢片组30分离，此时离合器处于打开状态，并且使其满足一定的油压下活塞才能移动以防止离合器误操作结合。

请参考图4，在本实施例中，第一输入部11和第二输入部12分别连接GCU和ICE，且第一输入部11与第二输入部12同轴，一方面当车辆行驶过程中需要启动发动机时，可通过GCU当做起动机将发动机拖起点火，然后可以让发动机在高效率转速区间给GCU充电，实现增程发电模式。另一方面当车辆在电量SOC(state of charge，荷电状态)充足时需要充沛动力源时，ICE和GCU都可以通过该产品的两个动力输入源将动力功率流传递到该产品的动力输出端。同时在发动机直驱模式时，若ICE功率大于整车需求功率时，ICE可将多余的功率用于驱动GCU发电，从而提高整车SOC。

而在动力输出端，若有离合器保持分离状态时，此时所有功率通过外壳体22的第一输出部221进行输出。若TCU(Transmission Control Unit，自动变速箱控制单元)给液压系统输入离合器结合信号，此时液压系统给活塞腔充满油液，活塞腔内保持一定的油压将摩擦片组40和钢片组30压紧，若TCU监测到离合器两端转速差满足结合条件时，液压系统提高离合器结合压力以保障离合器处于完全结合状态，从而实现动力功率无损失的从钢片组30向摩擦片组40传递，此时实现了该产品的第二输出部51的输出。若整车不需要通过离合器结合来传递扭矩，液压模块上的离合器控制阀接收到TCU离合器分开指令，打开阀芯将活塞腔内的油压卸载，离合器的回位弹簧80将弹性势能释放压缩活塞腔内油液，将油液挤出活塞腔。从而压紧的摩擦片组40和钢片组30分离，实现离合器的打开，此时又恢复了该产品一个动力输出端口的特性。

在其他实施例中，两个输入部与两个输出部可以交换输入与输出的连接关系，依然不影响离合器将动力耦合和解耦的功能。各传动件之间的传动方式也可根据实际需要更改。

本实施例提供的湿式离合器，通过将主轮毂10的两端分别作为两个动力输入端，将与主轮毂10固定连接的外壳体组件20和与外壳体组件20离合连接的内壳体50作为两个动力输出端，实现了一个离合体有两个动力输入端和两个动力输出端，提高了整车动力输出的可靠性，丰富了整车对动力输出端选择的灵活性，可实现不同的工作模式，并且可与行星排和制动器组合成一个拥有2挡速比的传动系统。

通过将离合器毂与输入轴齿轮一体化设计为主轮毂10，节省了布置空间和零件制造成本，且减少了传动过程；主轮毂10为一体成型，齿轮轴与两个轴承孔可在一个机床上一次装夹完成加工，齿轮磨齿可选择两个轴承孔为基准加工，生产加工精度高，避免了多次装夹和切换加工基准，缩短加工工时，节省成本。通过设置平衡腔，用于抵消活塞腔油液随离合器转动而产生离心力导致活塞腔压力随转速变化而波动，从而降低了离合器的控制难度。

第二实施例

参考图5，本发明第二实施例提供的湿式离合器与第一实施例的区别在于，湿式离合器用于新能源汽车，该汽车有两个电机EM1和EM2。EM1连接第一输入部11，EM2连接第二输入部12。第一输出部221与汽车后轮连接，第二输出部51与汽车前轮连接。离合器在钢片组30与摩擦片组40分离时，汽车为后轮驱动车辆。离合器在钢片组30与摩擦片组40压紧时，汽车为四轮驱动车辆。可根据车主选择和适用情况快速切换两轮与四轮驱动模式，丰富了整车对动力输出端选择的灵活性。

在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”、“设置在”或“位于”另一元件上时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

在本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。

在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本发明的限制。

在本文中，用于描述元件的序列形容词“第一”、“第二”等仅仅是为了区别属性类似的元件，并不意味着这样描述的元件必须依照给定的顺序，或者时间、空间、等级或其它的限制。

在本文中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种湿式离合器，其特征在于，包括主轮毂、与所述主轮毂固定连接的外壳体组件、与所述外壳体组件固定连接的钢片组、套设于所述主轮毂上的摩擦片组、与所述摩擦片组固定连接的内壳体、套设于所述主轮毂上可沿所述主轮毂轴向运动以将所述摩擦片组朝向所述钢片组压紧或松开的作用活塞；

所述主轮毂前端设有用以输入扭矩的第一输入部，所述主轮毂后端设有用以输入扭矩的第二输入部，所述外壳体组件设有用以输出扭矩的第一输出部，所述内壳体设有用以输出扭矩的第二输出部。

2.如权利要求1所述的湿式离合器，其特征在于，所述主轮毂为一体加工成型。

3.如权利要求2所述的湿式离合器，其特征在于，所述主轮毂前端端面中央设有第一轴承孔，所述主轮毂后端端面中央设有第二轴承孔；所述第一输入部为输入齿轮，所述第二输入部为输入花键套。

4.如权利要求3所述的湿式离合器，其特征在于，所述主轮毂以所述第一轴承孔、所述第二轴承孔的圆心为定位基准通过滚齿、精车、磨齿工艺一体成型。

5.如权利要求1所述的湿式离合器，其特征在于，所述外壳体组件包括固定相连的活塞支撑骨架和外壳体，所述活塞支撑骨架与所述主轮毂固定连接，所述外壳体为环状空心结构，所述外壳体外表面设有外花键，所述外壳体内表面设有内花键，所述外壳体的外花键形成所述第一输出部，所述钢片组外侧设有外花键与所述外壳体的内花键啮合。

6.如权利要求5所述的湿式离合器，其特征在于，所述外壳体组件与所述作用活塞之间形成活塞腔，所述活塞腔与压力油路相连，所述作用活塞可被所述活塞腔内的油压驱动沿所述主轮毂的轴向向背离所述活塞支撑骨架的方向运动。

7.如权利要求6所述的湿式离合器，其特征在于，还包括与所述主轮毂固定连接的平衡腔盖板，所述平衡腔盖板、所述活塞支撑骨架沿所述主轮毂的轴向位于所述作用活塞的不同侧，所述平衡腔盖板与所述作用活塞之间形成平衡腔。

8.如权利要求7所述的湿式离合器，其特征在于，所述平衡腔内装有用以抵消所述活塞腔内的油液产生的离心力作用的平衡腔油。

9.如权利要求7所述的湿式离合器，其特征在于，还包括位于所述平衡腔内用以驱动所述作用活塞沿所述主轮毂的轴向向背离所述平衡腔盖板的方向运动的回位弹簧，所述回位弹簧的一端抵接在所述平衡腔盖板上，所述回位弹簧的另一端抵接在所述作用活塞上。

10.如权利要求9所述的湿式离合器，其特征在于，所述钢片组、所述作用活塞沿所述主轮毂的轴向位于所述摩擦片组的不同侧，所述作用活塞可在所述活塞腔内的油液压力大于所述回位弹簧的弹力时将所述摩擦片组朝向所述钢片组压紧。

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