CN117795219A - 离合器及混合动力系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种离合器，包括：壳体(1)；压板(2)，其能够沿着离合器的轴向(A)往复运动，压板(2)与壳体(1)之间形成有油腔(S)；离合盘(3)，其包括介于壳体(1)和压板(2)之间的摩擦部(32)，摩擦部(32)朝向径向外侧延伸的同时朝向轴向倾斜地延伸；以及弹簧机构，弹簧机构位于壳体(1)和压板(2)之间。本申请的方案能够减小离合器本身的径向尺寸，使结构被简化并且降低了成本。还提供了一种包括上述离合器的混合动力系统。

Description

离合器及混合动力系统 技术领域

本申请涉及车辆的离合器结构，具体地涉及一种离合器以及包括该离合器的混合动力系统。

背景技术

在现有的车辆中，通常采用摩擦离合器来实现动力源和变速器之间的传动联接和解除传动联接，现有的摩擦离合器通常为干式离合器和湿式多片离合器。但是以上种类的摩擦离合器存在缺陷。

干式离合器本身的径向尺寸大，需要较大的径向安装空间。而且干式离合器的散热性能较差。

湿式多片离合器本身的径向尺寸大，也需要较大的径向安装空间。另外，湿式多片离合器的结构复杂，成本较高。

发明内容

基于上述现有技术的缺陷而做出了本申请。本申请的一个目的在于提供一种新型的离合器，该离合器与现有的摩擦离合器相比具有较小的径向尺寸，而且与现有的湿式多片离合器相比，该离合器保证散热性能的同时结构简单且成本较低。本申请的另一个目的在于提供包括上述离合器的混合动力系统。

为了实现上述发明目的，本申请采用如下的技术方案。

本申请提供了一种如下的离合器，其包括：

壳体，所述壳体用于与动力源传动联接；

压板，所述压板收纳于所述壳体内，所述压板能够沿着所述离合器的轴 向往复运动，所述压板与所述壳体之间形成有用于致动压板的油腔；

离合盘，所述离合盘收纳于所述壳体内，所述离合盘包括介于所述壳体和所述压板之间的摩擦部，所述摩擦部朝向径向外侧延伸的同时朝向轴向倾斜地延伸；以及

弹簧机构，所述弹簧机构位于所述壳体和所述压板之间用以向所述压板施加力作用，使得所述压板能够与所述壳体释放所述离合盘或者夹紧所述离合盘，

其中，当所述油腔中的油对所述压板的压力克服所述弹簧机构的弹性力，使得所述压板和所述壳体两者夹持且抵靠所述摩擦部时，所述壳体与所述离合盘传动联接，所述离合器处于接合状态；或者使得所述压板和所述壳体两者释放所述摩擦部时，所述壳体与所述离合盘脱离传动联接，所述离合器处于分离状态。

在一种可选的方案中，所述离合盘还包括与所述摩擦部固定的盘主体部和盘接合部，所述盘主体部具有圆环形状，所述摩擦部与所述盘主体部的径向外侧端缘相连，所述盘接合部与所述盘主体部的径向内侧端缘相连且沿着所述轴向延伸。

在另一种可选的方案中，所述压板包括板主体部和第一锥状部，所述板主体部具有圆环形状，所述第一锥状部与所述板主体部的径向外侧端缘相连，所述第一锥状部与所述摩擦部相对且与所述摩擦部平行地延伸。

在另一种可选的方案中，所述压板包括多个插入部，所述多个插入部从所述第一锥状部朝向轴向一侧伸出并且沿着所述离合器的周向间隔开地布置，所述壳体形成有与所述多个插入部对应的安装孔，所述多个插入部插入对应的安装孔中。

在另一种可选的方案中，所述壳体形成有第二锥状部，所述第二锥状部 与所述摩擦部相对且与所述摩擦部平行地延伸，所述第二锥状部和所述第一锥状部位于所述摩擦部的两侧。

在另一种可选的方案中，所述壳体包括支撑板，

所述第二锥状部为所述支撑板的一部分，所述支撑板用于与动力源传动联接，并且

还设置有与所述支撑板相连的支撑部件，在所述支撑部件中形成有与所述油腔连通的油路，并且所述支撑部件与所述压板之间形成所述油腔。

在另一种可选的方案中，所述壳体包括支撑板和盖板，

所述第二锥状部为所述支撑板的一部分，所述支撑板用于与动力源传动联接，

还设置有支撑部件，所述盖板与所述支撑板和所述支撑部件连接，所述压板与所述盖板和所述支撑部件之间形成所述油腔，并且

所述油路形成于所述支撑部件。

在另一种可选的方案中，所述弹簧机构包括在所述离合器的周向上间隔开布置的多个板簧，每个所述板簧的一端部与所述壳体相连且另一端部与所述压板相连。

在另一种可选的方案中，所述多个板簧的一端连接所述压板的径向外侧端，所述多个板簧的另一端连接所述壳体；或者，所述多个板簧的一端连接所述压板的中间部位，所述多个板簧的另一端连接所述壳体。

本申请还提供了一种如下的混合动力系统，其包括：

以上技术方案中任意一项技术方案所述的离合器；

发动机，所述发动机与所述离合器的壳体传动联接；以及

电机，所述电机与所述壳体传动联接，或者与所述离合盘传动联接。

通过采用上述技术方案，本申请提供了一种离合器及包括该离合器的混 合动力系统。该离合器包括组装在一起的壳体、压板、离合盘和弹簧机构。壳体用于与动力源传动联接。压板和离合盘均收纳于壳体内。压板能够沿着离合器的轴向往复运动，压板与壳体之间形成有油腔。离合盘包括介于压板和壳体之间的摩擦部，摩擦部朝向径向外侧延伸的同时朝向轴向倾斜地延伸。弹簧机构位于壳体和压板之间。这样，当油腔中的油作用于压板的压力克服弹簧机构的弹性力，以使得壳体和压板两者夹持且抵靠摩擦部时，壳体和离合盘实现传动联接，离合器处于接合状态。或者使得压板和壳体两者释放摩擦部时，壳体与离合盘脱离传动联接，离合器处于分离状态。

由于本申请的离合器中的摩擦部形成为相对于离合器的径向倾斜延伸的形状，因而能够减小离合器本身的径向尺寸，由此减小用于安装离合器的空间。进一步地，本申请的离合器的摩擦离合机构通过壳体、离合盘和压板三者实现，与现有的湿式多片离合器的由多个摩擦片和压板构造的摩擦离合机构相比，大幅减少了组成部件的数量，使得本申请的离合器的结构被简化并且降低了成本。

附图说明

图1A是示出了根据本申请的第一实施例的离合器的剖视示意图。

图1B是示出了图1A中的离合器的局部结构的剖视示意图。

图1C是示出了包括图1A中的离合器的混合动力系统的局部结构的示意图。

图2是示出了根据本申请的第二实施例的离合器的局部结构的剖视示意图。

附图标记说明

1壳体 1p油路 11支撑板 11s外花键 111第二锥状部 12盖板 13支撑部件

2压板 21板主体部 22第一锥状部 23插入部

3离合盘 3h通孔 31盘主体部 32摩擦部 33盘接合部

4板簧

5输出轴

S油腔 ICE发动机 EM电机

A轴向 R径向。

具体实施方式

下面参照附图描述本申请的示例性实施例。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本申请，而不用于穷举本申请的所有可行的方式，也不用于限制本申请的范围。

在本申请中，如无特殊说明，“轴向”、“径向”和“周向”分别是指离合器(壳体)的轴向、径向和周向。“轴向一侧”是指发动机所在侧，也就是图1A、图1B、图1C和图2中的左侧；“轴向另一侧”是指变速器所在侧，也就是图1A、图1B、图1C和图2中的右侧；“径向外侧”是指在径向上远离离合器(壳体)的中心轴线的那侧，也就是图1B、图1C和图2中的上侧，“径向内侧”是指在径向上接近离合器(壳体)的中心轴线的那侧，也就是图1B、图1C和图2中的下侧。

在本申请中，两个部件“传动联接”是指这两个部件之间能够传递扭矩地连接，不仅包括这两个部件之间直接连接的情况，还包括这两个部件通过其它传动机构间接连接的情况。

以下将结合说明书附图说明根据本申请的第一实施例的离合器的结构。

(根据本申请的第一实施例的离合器)

如图1A和图1B所示，根据本申请的第一实施例的离合器包括组装在一 起的壳体1、压板2、离合盘3、板簧4和输出轴5。壳体1、压板2、离合盘3和输出轴5均为具有中心轴线的旋转体，这四者以同轴的方式组装在一起。

在本实施例中，如图1A和图1B所示，壳体1用于与动力源(例如图1C中所示的发动机ICE和电机EM)传动联接。具体地，壳体1包括固定在一起的支撑板11和盖板12。

支撑板11用于与动力源传动联接。具体地，支撑板11包括固定在一起的轴部和盖部。轴部的轴向一侧端部形成有外花键11s，发动机ICE的输出轴能够经由该外花键11s与支撑板11传动联接。盖部从轴部的轴向另一侧端部朝向径向外侧延伸，并且盖部在朝向径向外侧延伸过程中通过多次弯折获得期望的形状。盖部的径向内侧端部与轴部固定连接，盖部的径向外侧端部与盖板12固定连接。另外，支撑板11形成有第二锥状部111，第二锥状部111与离合盘3的摩擦部32相对且与摩擦部32平行地延伸。第二锥状部111与压板2的下述的第一锥状部22能够相互夹紧且抵靠离合盘3的摩擦部32，使得壳体1和离合盘3能够实现传动联接。

盖板12位于支撑板11的轴向另一侧。盖板12与支撑板11固定连接。具体地，盖板12形成为圆盘形状，盖板12在朝向径向外侧延伸的过程中能够通过多次弯折形成期望的形状。盖板12的径向外侧端部与支撑板11的盖部的径向外侧端部固定连接。盖板12的径向内侧端部支撑在支撑部件13上。支撑部件13在此优选地为变速器的壳体的一部分，支撑部件13一般为静止的，而盖板12能够跟随支撑板11旋转，从而使得盖板12与支撑部件13之间存在相对转动。在此，优选地，在所述盖板12的径向内侧端与支撑部件13之间设置未示出的轴承部件。

该支撑部件13位于盖板12的径向内侧且基本位于支撑板11的轴向另一侧。支撑部件13形成为中空的轴。输出轴5位于该支撑部件13的径向内侧且 与该支撑部件13间隔开地布置。

这样，支撑板11、盖板12和支撑部件13三者包围形成了安装空间，其它部件均收纳于该安装空间内。另外，在本实施例中，盖板12和支撑部件13两者与压板2之间形成油腔S，支撑部件13形成有与油腔S连通的油路1p。经由该油路1p能够将油导入油腔S中，在油压达到一定程度之后作用于压板2的作用力克服板簧4(复位机构)的弹性力，推动压板2朝向轴向一侧运动。

在本实施例中，如图1A和图1B所示，压板2整体形成为圆盘形状。压板2能够沿着轴向A往复运动，实际上起到了活塞的作用。压板2包括形成为一体的板主体部21、第一锥状部22和插入部23。

板主体部21具有圆环形状。板主体部21在沿着径向R延伸的过程中进行一次弯折。板主体部21的径向内侧部分与盖板12和支撑部件13形成了油腔S，板主体部21的径向外侧部件与盖板12至少在轴向A上间隔开，形成用于安装板簧4的空间。板主体部21置于支撑部件13上，并且可选地始终由支撑部件13支撑。

第一锥状部22与板主体部21的径向外侧端缘相连，第一锥状部22与离合盘3的摩擦部32相对且与摩擦部32平行地延伸。第一锥状部22和壳体1的第二锥状部111位于摩擦部32的两侧。在压板2朝向轴向一侧运动之后，第一锥状部22和第二锥状部111夹持且抵靠摩擦部32，使得壳体1和离合盘3能够通过上述的夹紧产生的摩擦力实现传动联接。

多个插入部23从第一锥状部22朝向轴向一侧伸出并且沿着周向间隔开地布置。壳体1的盖部形成有与插入部23对应的安装孔，插入部23插入对应的安装孔中，使得压板2能够随着壳体1一起抗扭转地转动。

在本实施例中，如图1A和图1B所示，离合盘3能够受控地与壳体1实现传动联接和解除传动联接。具体地，离合盘3包括形成为一体的盘主体部31、 摩擦部32和盘接合部33。

盘主体部31具有圆环形状。盘主体部31大致沿着径向R延伸。盘主体部31形成有多个在轴向A上贯通的通孔3h，这些通孔3h作为离合盘3的通孔3h。这些通孔3h使得离合盘3的轴向两侧连通，也就是使得由壳体1包围的空间内的油能够经由这些通孔3h在离合盘3的两侧流动，有助于改善整个离合器的散热性能和润滑性能。

离合盘3的外周部包括介于压板2的第一锥状部22和壳体1的第二锥状部111之间的摩擦部32，摩擦部32的两侧可以通过耐磨材料形成摩擦层。摩擦部32构成离合盘3的径向最外侧部分且与盘主体部31的径向外侧端缘相连。摩擦部32朝向径向外侧延伸的同时朝向轴向一侧倾斜地延伸。由于压板2的第一锥状部22和壳体1的第二锥状部111与离合盘3的摩擦部32平行地延伸，因而这三者形成了相对于径向R倾斜地延伸的摩擦离合结构，这与具有沿着径向延伸的摩擦离合结构的现有的摩擦离合器相比，减小了离合器的径向尺寸。

盘接合部33与盘主体部31的径向内侧端缘相连且沿着轴向A朝向轴向另一侧延伸。盘接合部33位于壳体1的支撑部件13的径向内侧，并且盘接合部33与输出轴5可以通过花键接合或者以过盈配合的方式实现传动联接。

在本实施例中，如图1A和图1B所示，在周向上间隔开布置的多个板簧4作为复位机构。每个板簧4的一端部与壳体1相连且另一端部与压板2相连。每个板簧4均可以包括层叠布置的多个叶片，所有叶片的形状可以相同，每个叶片可以形成为圆弧形的薄片。多个板簧4在周向上均匀分布。板簧4以在压板2与壳体1之间提供拉紧力的方式而布置。

在本实施例中，如图1A和图1B所示，输出轴5为沿着轴向A直线状延伸的实心轴。输出轴5与盘接合部33始终传动联接，用于向离合器的外部(例如变速器)传递扭矩。

通过采用上述的方案，当油腔S中的油作用于压板2的压力克服板簧4的弹性力，以使得壳体1和压板2两者夹持且抵靠摩擦部32时，壳体1和离合盘3实现传动联接，离合器处于接合状态。这时，来自壳体1的扭矩能够经由离合盘3和输出轴5传递到离合器的外部。在油腔S中的油排出之后，复位机构使壳体1和离合盘3解除传动联接，离合器处于分离状态。

以下说明利用根据本申请的第一实施例的离合器构建的一种混合动力系统的结构。

如图1C所示，该混合动力系统包括发动机ICE、电机EM和上述离合器。

发动机ICE可以经由减振机构(例如双质量飞轮)与壳体1的轴部实现传动联接，使得来自发动机ICE的扭矩能够传递到壳体1。

电机EM的转子可以设置在壳体1的支撑板11的径向外侧且与支撑板11过盈配合，由此支撑板11作为转子的转子支架，使得来自转子的扭矩能够传递到壳体1。

当离合器处于接合状态时，发动机ICE和电机EM两者的扭矩能够经由壳体1、离合盘3和输出轴5传递到离合器的外部(例如变速器)。当离合器处于分离状态时，发动机ICE和电机EM两者的扭矩传递到壳体1为止。

实际上，该混合动力系统还可以包括变速器，变速器的输入轴可以与离合器的输出轴5传动联接，或者该输出轴5作为离合器的输出轴和/或变速器的输入轴，由此发动机ICE和电机EM两者的扭矩能够经由离合器传递到变速器。而且，在某些工作模式(例如制动能量回收模式)中，变速器的扭矩能够经由离合器传递到电机EM。

在上述混合动力系统中，发动机ICE和电机EM与离合器的壳体1始终传动联接，由此发动机ICE和电机EM的扭矩能够在壳体1处结合在一起，因此上述混合动力系统实现了所谓P1架构。当然，替代地，电机EM也可以设置 在扭矩传递路径中的离合器的下游，从而形成所谓P2架构。

以下将结合说明书附图说明根据本申请的第二实施例的离合器的结构。

(根据本申请的第二实施例的离合器)

如图2所示，根据本申请的第二实施例的离合器的结构与根据本申请的第一实施例的离合器的结构基本相同，以下主要说明两者之间的不同之处。

如图2所示，在本实施例中，第一锥状部22的轴向另一侧端部形成为朝向径向外侧弯折的翘起结构。作为复位机构的板簧4的一端部与该翘起结构相连，另一端部与壳体1的支撑板11相连。根据本申请的第二实施例的离合器能够具有与根据本申请的第一实施例的离合器相同的效果。

本申请不限于上述实施例，本领域技术人员在本申请的教导下可以对本申请的上述实施例做出各种变型，而不脱离本申请的范围。另外，进行以下补充说明。

i.在本申请的第二实施例的离合器的一个变型例中，壳体1由支撑板11构成，而省略了盖板12。在该变型例中，第二锥状部111为支撑板11的一部分。支撑部件13与压板2之间形成油腔S，并且与油腔S连通的油路1p形成于支撑部件13。

可以理解，在以上的实施例和变型例中，为了保证油腔S的密封性，可以在盖板12和压板2之间设置有密封件，在压板2和支撑部件13之间设置有密封件，并且在支撑部件13的与盖板12连接的部位设置有的密封圈。

ii.以上说明了利用多个板簧4作为离合器的复位机构，但是本申请不限于此，例如可以采用螺旋弹簧作为复位机构。在采用螺旋弹簧作为复位机构的情况下，螺旋弹簧的两端可以不与壳体1和压板2相连，而是可以抵靠于壳体1和压板2。

虽然在以上的实施例中，板簧4在压板2与壳体1的第二锥状部111之间以 施加分离力的方式而被布置，而油腔S用以向压板2施加接合力使得压板2克服板簧4的作用而与壳体1的第二锥状部111夹紧摩擦盘；但是替代地，板簧4也可以在压板2与壳体1的第二锥状部111之间以施加拉紧力的方式而被布置，而油腔S用以向压板2施加分离力使得压板2克服板簧4的作用而与壳体1的第二锥状部111分离，从而释放摩擦盘，使得断开摩擦接合。

iii.可以理解，在以上的具体实施例中，本申请的离合器包括仅一个离合盘3和仅一个压板2，从而与现有的湿式多片离合器的由多个摩擦片和压板构造的摩擦离合机构相比，大幅减少了组成部件的数量，使得本申请的离合器的结构被简化并且降低了成本。

iv.可以理解，输出轴5可以作为或不作为本申请的离合器的一部分。例如，输出轴5还可以作为变速器的一部分或者作为中间构件来连接离合器和变速器。

v.可以理解，由于离合器的壳体1和离合盘3之间通过摩擦力矩来传递扭矩，因而在所传递的扭矩超出壳体1和离合盘3之间摩擦离合机构所能够传递力矩的极限之后，壳体1和离合盘3之间发生打滑，由此根据本申请的离合器具有扭矩限制功能。

vi.本申请的离合器不限于用于混合动力车辆，也可以用于传统的纯发动机驱动的车辆以及电动车辆中。

Claims (10)

1. 一种离合器，其包括：

   壳体(1)，所述壳体(1)用于与动力源传动联接；

   压板(2)，所述压板(2)收纳于所述壳体(1)内，所述压板(2)能够沿着所述离合器的轴向(A)往复运动，所述压板(2)与所述壳体(1)之间形成有用于致动压板(2)的油腔(S)；

   离合盘(3)，所述离合盘(3)收纳于所述壳体(1)内，所述离合盘(3)包括介于所述壳体(1)和所述压板(2)之间的摩擦部(32)，所述摩擦部(32)朝向径向外侧延伸的同时朝向轴向倾斜地延伸；以及

   弹簧机构，所述弹簧机构位于所述壳体(1)和所述压板(2)之间用以向所述压板(2)施加力作用，使得所述压板(2)能够与所述壳体(1)释放所述离合盘(3)或者夹紧所述离合盘(3)，

   其中，当所述油腔(S)中的油对所述压板(2)的压力克服所述弹簧机构的弹性力，使得所述压板(2)和所述壳体(1)两者夹持且抵靠所述摩擦部(32)时，所述壳体(1)与所述离合盘(3)传动联接，所述离合器处于接合状态；或者使得所述压板(2)和所述壳体(1)两者释放所述摩擦部(32)时，所述壳体(1)与所述离合盘(3)脱离传动联接，所述离合器处于分离状态。
2. 根据权利要求1所述的离合器，其特征在于，所述离合盘(3)还包括与所述摩擦部(32)固定的盘主体部(31)和盘接合部(33)，所述盘主体部(31)具有圆环形状，所述摩擦部(32)与所述盘主体部(31)的径向外侧端缘相连，所述盘接合部(33)与所述盘主体部(31)的径向内侧端缘相连且沿着所述轴向(A)延伸。
3. 根据权利要求2所述的离合器，其特征在于，所述压板(2)包括板主体部(21)和第一锥状部(22)，所述板主体部(21)具有圆环形状，所述 第一锥状部(22)与所述板主体部(21)的径向外侧端缘相连，所述第一锥状部(22)与所述摩擦部(32)相对且与所述摩擦部(32)平行地延伸。
4. 根据权利要求3所述的离合器，其特征在于，所述压板(2)包括多个插入部(23)，所述多个插入部(23)从所述第一锥状部(22)朝向轴向一侧伸出并且沿着所述离合器的周向间隔开地布置，所述壳体(1)形成有与所述多个插入部(23)对应的安装孔，所述多个插入部(23)插入对应的安装孔中。
5. 根据权利要求3或4所述的离合器，其特征在于，所述壳体(1)形成有第二锥状部(111)，所述第二锥状部(111)与所述摩擦部(32)相对且与所述摩擦部(32)平行地延伸，所述第二锥状部(111)和所述第一锥状部(22)位于所述摩擦部(32)的两侧。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的离合器，其特征在于，所述壳体(1)包括支撑板(11)，

   所述第二锥状部(111)为所述支撑板(11)的一部分，所述支撑板(11)用于与动力源传动联接，并且

   还设置有与所述支撑板(11)相连的支撑部件(13)，在所述支撑部件(13)中形成有与所述油腔(S)连通的油路(1p)，并且所述支撑部件(13)与所述压板(2)之间形成所述油腔(S)。
7. 根据权利要求1至5中任一项所述的离合器，其特征在于，所述壳体(1)包括支撑板(11)和盖板(12)，

   所述第二锥状部(111)为所述支撑板(11)的一部分，所述支撑板(11)用于与动力源传动联接，

   还设置有支撑部件(13)，所述盖板(12)与所述支撑板(11)和所述支撑部件(13)连接，所述压板(2)与所述盖板(12)和所述支撑部件(13) 之间形成所述油腔(S)，并且

   所述油路(1p)形成于所述支撑部件(13)。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的离合器，其特征在于，所述弹簧机构包括在所述离合器的周向上间隔开布置的多个板簧(4)，每个所述板簧(4)的一端部与所述壳体(1)相连且另一端部与所述压板(2)相连。
9. 根据权利要求8所述的离合器，其特征在于，所述多个板簧(4)的一端连接所述压板(2)的径向外侧端，所述多个板簧(4)的另一端连接所述壳体(1)；或者，所述多个板簧(4)的一端连接所述压板(2)的中间部位，所述多个板簧(4)的另一端连接所述壳体(1)。
10. 一种混合动力系统，其包括：

    权利要求1至9中任一项所述的离合器；

    发动机(ICE)，所述发动机(ICE)与所述离合器的壳体(1)传动联接；以及

    电机(EM)，所述电机(EM)与所述壳体(1)传动联接，或者与所述离合盘(3)传动联接。