CN203655948U - 插电式混合动力汽车用离合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种插电式混合动力汽车用离合器，是由直流电机、蜗轮蜗杆减速器、分离叉、凸轮、分离套筒、分离轴承、膜片弹簧、从动盘、飞轮、压盘、离合器盖和离合器从动轴组成，分离叉开口部分穿过分离套筒，开口的两端与飞轮壳活动连接，其“U”字形的两臂上的突起与分离套筒接触；膜片弹簧中部通过铆钉与离合器盖固定连接，外端与压盘接触，膜片弹簧的内端与分离轴承接触；蜗轮轴与蜗轮蜗杆减速器壳体活动连接；凸轮与分离叉上的弧形凹槽相接触；直流电机固定在蜗轮蜗杆减速器壳体上；蜗杆和直流电机输出轴通过键连接。本实用新型采用直流电机作为动力源控制离合器的分离和结合，与液压和气压执行机构相比，易于实现、重量轻、控制灵活、工艺简单、对环境的适应性强。

Description

插电式混合动力汽车用离合器

技术领域

本实用新型涉及一种汽车离合器，特别涉及一种插电式混合动力汽车用离合器。

背景技术

近年来，混合动力汽车以其优异的节能和环保效果引起了汽车业的广泛关注。其中，插电式混合动力由于可以通过电网对电池充电，在日常城市短途行驶时可运行于纯电动模式，减小油耗，改善排放性能。因而，插电式混合动力汽车逐渐成为了汽车行业关注的热点。

插电式混合动力汽车工作模式可以划分为电量消耗模式和电量维持模式。在电量消耗模式下，插电式混合动力汽车通常工作在纯电动模式下，这时离合器分离，发动机与传动系分离，驱动电机单独驱动车辆。在电量维持模式下，根据车速、驾驶员需求转矩、车速、电池电量等条件的不同，发动机可能工作也可能不工作，相应地，离合器可能结合也可能分离。另外，在插电式混和动力汽车进行制动能量回收时，为了避免发动机的反托力矩影响制动能量回收的效果，离合器也应该分离。因此，对于插电式混合动力汽车而言，离合器可能存在长时间结合、长时间分离、短时间结合、短时间分离等不同的情况。传统汽车离合器一般均为常闭式离合器（绝大多数传统汽车中使用的离合器）或常开离合器（装有双离合变速器的汽车），这些离合器不满足插电式混合动力离合器的要求。

现今，针对混合动力汽车已经有了一些专利，如现有的中国专利公开号为CN101850769A，公开日为2010年10月6日，实用新型名称为“用于多模式混合动力变速器的液压离合器控制机构”，该实用新型提出一种用于多模式混合动力变速器的液压离合器控制机构。中国专利公开号为CN103085660A，公开日为2013年5月8日，实用新型名称为“一种混合动力汽车用离合器操纵控制系统”，专利为一种包括车载气源和用于驱动离合器分离和结合的气动执行部件的混合动力汽车用新型离合器操纵控制系统。中国专利公开号为CN102937150A，公开日为2013年2月20日，实用新型名称为“混合动力汽车限力矩离合器液压控制系统及其控制方法”，专利为一种包括液压缸、液压泵、电动机、控制器、液压油箱和蓄能器的混合动力汽车限力矩离合器液压控制系统。中国专利公开号为CN103115085A，公开日为2013年5月22日，实用新型名称为“一种混合动力车用自动离合器执行机构”，专利为一种包括气缸安装座总成、气缸、分离摇臂、分离拨叉和离合器、整车控制器、电磁阀、过滤器、储气筒、空压机以及结合端磁性开关和分离端磁性开关的混合动力车用自动离合器执行机构。中国专利公开号为CN101025209Y，公开日为2007年8月29日，实用新型名称为“混合动力系统用离合器自动结合控制装置”，专利采用凸轮顶杆机构结合原有的离合器做东油缸，将电机的转动转换为推动作动油缸的直线运动，来控制离合器的结合。中国专利公开号为CN102062162A，公开日为2011年5月18日，实用新型名称为“混合动力汽车自动离合器”，专利采用螺旋传动装置和双直导向单元来实现离合器的控制。中国专利公开号为CN101561018A，公开日为2009年10月21日，实用新型名称为“常开式离合器电动执行机构”，专利通过电机驱动丝杆从而带动滚子支架和滚子组合沿丝杆轴向移动，从而改变执行机构分离杠杆的杠杆比实现对离合器的结合和分离的控制。

上述的离合器中，采用气阀和气缸的自动离合器需要单独的气源，在小车上难以布置，而且控制品质不佳。而采用液压泵和控制阀的系统相对较复杂、对密封性要求较高，受油液品质和温度影响大，采用气推液式离合器控制机构，结构复杂。采用电控式执行机构可直接采用车载电源，结构简单，控制灵活、重量轻，成本低、能耗小，但是现有的这些电控式离合器执行机构针对的均是常闭离合器，满足不了插电式混合动力中对离合器长时间结合、长时间分离、短时间结合、短时间分离等不同的使用情况的需求。

发明内容

本实用新型提供一种插电式混合动力汽车用离合器，其目的在于解决插电式混合动力汽车离合器对离合器长时间结合、长时间分离、短时间结合、短时间分离等不同的情况的快速分离和结合的功能需求，提供一种专门针对插电式混合动力汽车的离合器及其执行机构。

本实用新型是由直流电机、圆柱头内六角螺钉、蜗轮蜗杆减速器、分离叉、凸轮、分离套筒、分离轴承、铆钉、膜片弹簧、六角头螺栓、从动盘、滚动轴承、飞轮、压盘、离合器盖、飞轮壳、离合器从动轴和活动销组成，所述的蜗轮蜗杆减速器是由蜗轮、蜗杆、蜗轮轴和蜗轮蜗杆减速器壳体组成，所述的分离叉开口部分穿过分离套筒，开口的两端通过活动销与飞轮壳活动连接，其“U”字形的两臂上的突起与分离套筒接触；所述离合器为拉式膜片弹簧离合器，其膜片弹簧中部通过铆钉与离合器盖固定连接，膜片弹簧的外端与压盘接触，膜片弹簧的内端与分离轴承接触；蜗轮与蜗轮轴通过键连接；蜗轮轴通过滚动轴承与蜗轮蜗杆减速器壳体活动连接，蜗轮轴与蜗轮蜗杆减速器壳体之间以油封密封；蜗轮轴的轴向通过蜗轮轴的轴肩和轴端挡圈定位；蜗轮轴通过圆柱头内六角螺钉与凸轮固定连接；凸轮与分离叉上的弧形凹槽相接触；所述的直流电机通过圆柱头内六角螺钉固定在蜗轮蜗杆减速器壳体上；所述的蜗轮蜗杆减速器壳体通过六角头螺栓固定在飞轮壳上；蜗杆通过滚动轴承与蜗轮蜗杆减速器壳体活动连接，蜗杆的轴向通过蜗杆的轴肩和轴用弹性挡圈定位；蜗杆和直流电机输出轴通过键连接。

所述的飞轮壳上具有用于安装直流电机的平台和蜗轮蜗杆减速器壳体的螺孔。

所述的飞轮壳左侧还具有用于安装分离叉的平台和突起。

所述的凸轮小径和大径之差为分离叉的行程。

所述的凸轮上具有用于安装凸轮的阶梯孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用直流电机作为动力源控制离合器的分离和结合，与液压和气压执行机构相比，易于实现、重量轻、控制灵活、工艺简单、对环境的适应性强。

2、本实用新型通过凸轮直接推动离合器分离叉，结构简单、占用的空间小、便于在小车上布置。

3、本实用新型采用蜗轮蜗杆作为电机的减速传动装置，传动平稳、结构紧凑。

4、本实用新型采用蜗轮蜗杆作为电机的减速传动装置，由于蜗轮蜗杆具有较大的传动比，对电机的扭矩要求较低；由于蜗轮蜗杆传动具有自锁性，离合器结合时对电机的控制简单。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。

图2为本实用新型的右视图。

图3为本实用新型的俯视图。

图4为本实用新型的后视图。

图中：1—直流电机，2—圆柱头内六角螺钉，3—蜗轮蜗杆减速器，4—分离叉，5—凸轮，6—分离套筒，7—分离轴承，8—铆钉，9—膜片弹簧，10—六角头螺栓，11—从动盘，12—滚动轴承，13—飞轮，14—压盘，15—离合器盖，16—飞轮壳，17—离合器从动轴，18—活动销，19—蜗轮，20—轴端挡圈，21—蜗轮轴，22—蜗轮蜗杆减速器壳体，23—蜗杆，24—键，25—油封，26—垫片，27—轴用弹性挡圈。

具体实施方式

请参阅图1所示，本实用新型是由直流电机1、圆柱头内六角螺钉2、蜗轮蜗杆减速器3、分离叉4、凸轮5、分离套筒6、分离轴承7、铆钉8、膜片弹簧9、六角头螺栓10、从动盘11、滚动轴承12、飞轮13、压盘14、离合器盖15、飞轮壳16、离合器从动轴17和活动销18组成，如图2所示，所述的蜗轮蜗杆减速器3是由蜗轮19、蜗杆23、蜗轮轴21和蜗轮蜗杆减速器壳体22组成，所述的飞轮13、离合器从动轴17、从动盘11、压盘14、离合器盖15、分离套筒6、分离轴承7之间的连接关系采用本领域人员已知的常用方式实现，因此在本实施例中不作赘述；所述的分离叉4开口部分穿过分离套筒6，开口的两端通过活动销18与飞轮壳16活动连接，其“U”字形的两臂上的突起与分离套筒6接触；所述离合器为拉式膜片弹簧离合器，其膜片弹簧9中部通过铆钉8与离合器盖15固定连接，膜片弹簧9的外端与压盘14接触，膜片弹簧9的内端与分离轴承7接触；蜗轮19与蜗轮轴21通过键24连接；蜗轮轴21通过滚动轴承12与蜗轮蜗杆减速器壳体22活动连接，蜗轮轴21与蜗轮蜗杆减速器壳体22之间以油封25密封；蜗轮轴21的轴向通过蜗轮轴21的轴肩和轴端挡圈20定位；蜗轮轴21通过圆柱头内六角螺钉2与凸轮5固定连接；凸轮5与分离叉4上的弧形凹槽相接触；如图3所示，所述的直流电机1通过圆柱头内六角螺钉2固定在蜗轮蜗杆减速器壳体22上；如图4所示，所述的蜗轮蜗杆减速器壳体22通过六角头螺栓10固定在飞轮壳16上；蜗杆23通过滚动轴承12与蜗轮蜗杆减速器壳体22活动连接，蜗杆23的轴向通过蜗杆23的轴肩和轴用弹性挡圈27定位；蜗杆23和直流电机1输出轴通过键24连接。

如图4所示，所述的飞轮壳16上具有用于安装直流电机1的平台和蜗轮蜗杆减速器壳体22的螺孔。

如图3所示，所述的飞轮壳16左侧还具有用于安装分离叉4的平台和突起。

如图1所示，所述的凸轮5小径和大径之差为分离叉4的行程。

如图2所示，所述的凸轮5上具有用于安装凸轮5的阶梯孔。

本实用新型的特点：

如图1所示，所述的飞轮13、离合器从动轴17、压盘14、分离轴承7采用本领域常用的结构设计。如图1和图3所示，所述的分离叉4呈“U”字形，开口的两端有圆孔，另一端有弧形的凹槽；所述的分离套筒6基本结构与传统汽车领域常用的常开式离合器中采用的分离套筒结构特点一致，只是为了配合本实用新型提出的常开离合器的膜片弹簧9和分离叉4之间的位置关系在轴向尺寸上与传统汽车领域常用的常开式离合器中采用的分离套筒有所不同。

图1即为所述的常开离合器在凸轮5小径与分离叉4接触时的状态，此时离合器保持分离。

本实用新型是这样实现离合器的分离与结合的：

插电式混合动力在不同模式下对离合器的分离和接合的要求不同，如表1所示。当根据插电式混合动力汽车的控制策略的需要，发动机需要与传动系断开时（如电量消耗模式下车辆由驱动电机单独驱动时、制动能量回收时等），直流电机1通过蜗轮蜗杆减速器3带动凸轮5转动到凸轮5的小径与分离叉4相接触的位置，这时分离叉4在凸轮5的作用下通过分离套筒6和分离轴承7仅对膜片弹簧9施加一定的预紧力，防止分离叉4、分离轴承7和膜片弹簧9在车辆运行中由于位置不固定造成的震动，这时，离合器处于分离状态。当根据插电式混合动力汽车的控制策略的需要，发动机需要参与工作（如发动机和驱动电机同时工作模式、发动机单独驱动模式等）时，直流电机1通过蜗轮蜗杆减速器3带动凸轮5转动到凸轮5大径与分离叉4相接触的位置，这时凸轮5推动分离叉4沿活动销18的轴线转动，分离叉4“U”字形的两臂上的突起顶着分离套筒6使得分离套筒6和分离轴承7沿离合器从动轴17轴线方向向着远离飞轮13的方向运动，这时通过分离轴承7的带动，膜片弹簧9小端也沿离合器从动轴17轴线方向向着远离飞轮13的方向运动。通过膜片弹簧9的杠杆作用，膜片弹簧9的大端推动压盘14沿离合器从动轴17轴线方向向着靠近飞轮13的方向运动，使得从动盘11与飞轮13紧密接触，实现离合器的结合。由于采用了蜗轮蜗杆减速器3，一方面，传动机构可以具有较大的传动比，对所述的直流电机1的扭矩需求相对较小；另一方面，由于蜗轮蜗杆的自锁作用，离合器压盘14位置的维持不需要额外的转矩控制，因而对直流电机1的控制简单。再者，本实用新型采用直流电机1经蜗轮蜗杆减速器3后直接驱动凸轮5从而带动分离叉4运动，实现离合器的分离和结合，使得离合器执行机构结构紧凑，占用的空间小，便于在小车上布置。

表1.插电式混合动力汽车离合器状态需求

模式	离合器状态
		驱动电机单独驱动	分离
发动机单独驱动	结合
		发动机与驱动电机同时工作	结合
制动能量回收	分离

Claims (5)

1.一种插电式混合动力汽车用离合器，其特征在于：是由直流电机（1）、圆柱头内六角螺钉（2）、蜗轮蜗杆减速器（3）、分离叉（4）、凸轮（5）、分离套筒（6）、分离轴承（7）、铆钉（8）、膜片弹簧（9）、六角头螺栓（10）、从动盘（11）、滚动轴承（12）、飞轮（13）、压盘（14）、离合器盖（15）、飞轮壳（16）、离合器从动轴（17）和活动销（18）组成，所述的蜗轮蜗杆减速器（3）是由蜗轮（19）、蜗杆（23）、蜗轮轴（21）和蜗轮蜗杆减速器壳体（22）组成，所述的分离叉（4）开口部分穿过分离套筒（6），分离叉（4）开口的两端通过活动销（18）与飞轮壳（16）活动连接，其“U”字形的两臂上的突起与分离套筒（6）接触；所述膜片弹簧（9）中部通过铆钉（8）与离合器盖（15）固定连接，膜片弹簧（9）的外端与压盘（14）接触，膜片弹簧（9）的内端与分离轴承（7）接触；蜗轮（19）与蜗轮轴（21）通过键（24）连接；蜗轮轴（21）通过滚动轴承（12）与蜗轮蜗杆减速器壳体（22）活动连接，蜗轮轴（21）与蜗轮蜗杆减速器壳体（22）之间以油封（25）密封；蜗轮轴（21）的轴向通过蜗轮轴（21）的轴肩和轴端挡圈（20）定位；蜗轮轴（21）通过圆柱头内六角螺钉（2）与凸轮（5）固定连接；凸轮（5）与分离叉（4）上的弧形凹槽相接触；所述的直流电机（1）通过圆柱头内六角螺钉（2）固定在蜗轮蜗杆减速器壳体（22）上；所述的蜗轮蜗杆减速器壳体（22）通过六角头螺栓（10）固定在飞轮壳（16）上；蜗杆（23）通过滚动轴承（12）与蜗轮蜗杆减速器壳体（22）活动连接，蜗杆（23）的轴向通过蜗杆（23）的轴肩和轴用弹性挡圈（27）定位；蜗杆（23）和直流电机（1）输出轴通过键（24）连接。

2.根据权利要求1所述的一种插电式混合动力汽车用离合器，其特征在于：所述的飞轮壳（16）上具有用于安装直流电机（1）的平台和蜗轮蜗杆减速器壳体（22）的螺孔。

3.根据权利要求1所述的一种插电式混合动力汽车用离合器，其特征在于：所述的飞轮壳（16）左侧具有用于安装分离叉（4）的平台和突起。

4.根据权利要求1所述的一种插电式混合动力汽车用离合器，其特征在于：所述的凸轮（5）小径和大径之差为分离叉（4）的行程。

5.根据权利要求1所述的一种插电式混合动力汽车用离合器，其特征在于：所述的凸轮（5）上具有用于安装凸轮（5）的阶梯孔。

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