CN203822885U - 一种用于轴连接的离合器及具有该离合器的混合动力系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于轴连接的离合器及具有该离合器的混合动力系统。所述用于轴连接的离合器，包括：第一齿轮、第二齿轮、连接套，连接套与第二齿轮连接，第一齿轮周围设置有外齿，连接套面向第一齿轮一侧内周设置有与外齿啮合的齿槽，连接套与一执行机构通过轴承连接，执行机构带动连接套轴向运动来实现第一齿轮和连接套的离合。

Description

一种用于轴连接的离合器及具有该离合器的混合动力系统

技术领域

本实用新型涉及一种离合器，具体涉及一种用于轴连接的离合器。 

技术背景

离合器是汽车传动系中直接与发动机相联系的总成件。通常离合器与发动机曲轴的飞轮组安装在一起，是发动机与汽车传动系之间切断和传递动力的部件。常用离合器有电磁离合器，摩擦离合器，液力离合器等，各自需要不同的执行机构进行离合器的结合和分离。但上述离合器部件繁多，设计制造成本较高且稳定性不强。此外，现有离合器，尤其是摩擦离合器，要求具有良好地散热能力，汽车在行驶过程中，当需要频繁操纵离合器时，会使离合器主、从动部分相对滑转，产生摩擦热，热量如不及时散出，会严重影响其工作地可靠性和使用寿命。齿轮离合器能够有效降低摩擦生热效应对离合器甚至整车性能的影响，其利用齿轮啮合实现离合器两端部件的结合，不存在频繁摩擦生热的问题。但是现有的齿轮离合器要实现动态的离合，就需要用到同步器来解决结合时的“打齿”问题，而这样也会造成部分摩擦损失。 

实用新型内容

本实用新型提出一种齿轮刚性结合的方案。通过设计齿轮离合器结构，结构简单，解决了现有技术中离合器由于摩擦能量损失大、制造成本高的问题。 

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是： 

一种用于轴连接的离合器，包括第一传动轴，设置于第一传动轴的第一齿轮，第二传动轴，设置于第二传动轴的第二齿轮，设置于第二齿轮外周并能够相对于所述第一齿轮和第二齿轮移动的连接套，所述连接套内周设置有与所述第一齿轮和第二齿轮相啮合的齿槽。 

所述第一传动轴一侧为空心结构，所述第二传动轴沿轴向延伸至所述第一传动轴空心结构内，所述第一传动轴与所述第二传动轴之间设置有第一轴承；或者，所述第二传动轴一侧为空心结构，所述第一传动轴沿轴向延伸至所述第二传动轴空心结构内，所述第一传动轴与所述第二传动轴之间设置有第一轴承。 

所述第一齿轮外齿面向第二齿轮一侧宽度小于远离第二齿轮一侧宽度。 

所述连接套与所述第二齿轮活动连接，所述连接套能够相对于所述第二齿轮做轴向运动，但不能够于相对于所述第二齿轮转动。 

所述离合器设置有执行机构，所述执行机构作用于所述连接套，使所述连接套相对于所述第二齿轮做轴向运动。 

所述执行机构与所述连接套之间设置有第二轴承。 

所述第一齿轮与所述第一传动轴之间设置有减震装置。 

一种混合动力系统，包括发动机、电动机、变速箱，三者同轴连接，所述发动机与所述电动机之间设置有离合装置，所述离合装置为上述任意一项所述的离合器。 

与现有技术相比，本实用新型有着显著的优点和有益效果，具体 表现为：采用本实用新型提供的齿轮离合器，能够实现有效实现齿轮的动态离合，可靠性强。 

附图说明

图1为本实用新型离合器沿轴向剖面示意图； 

图2为本实用新型离合器第一齿轮立体图； 

图3为本实用新型离合器连接套立体图。 

其中，1是第一齿轮，2是第二齿轮，3是连接套，4是第一传动轴，5是第二传动轴，6是执行机构，7是第一轴承，8是第二轴承，9是减震装置，10是外齿，30是齿槽。 

具体实施方式

本实用新型的具体实施方法如下： 

如图1所示，离合器主体部分为第一齿轮1、第二齿轮2及连接套3。第一齿轮1与第二齿轮2、连接套3同轴设置，三者沿同一旋转中心线。其中，第一齿轮1外周围均匀分布设置有外齿10，第二齿轮2与连接套3活动连接，连接套3能相对第二齿轮2轴向运动但不能转动，连接套3面向第一齿轮1一侧内周均匀分布设置有齿槽30。连接套3沿轴线向第一齿轮1运动可以实现外齿10与齿槽30相互啮合。通常情况下，第一齿轮1与第二齿轮2分别与两传动轴相连，通过第一齿轮1与连接套3的啮合和分开实现两传动轴的连接和分开。第二传动轴5靠近第一传动轴4一端为空心结构，或者第一传动轴4靠近第二传动轴5一端为空心结构，第一传动轴4和第二传动轴5其中一轴端置入另一轴端的空心结构内，且二者之间设置第一轴承7。 两轴分离时，第一轴承7使两轴保持同心且可以相对自由转动；两轴接合时，由于连接套3与第一传动轴4同轴设置，连接套3能够沿第一传动轴滑动，实现外齿10准确进入齿槽30，第一齿轮1进入连接套3更顺利。 

作为齿轮式离合器，一般不容易精确控制第一齿轮1和连接套3啮合时二者相对静止，故本实用新型对外齿10和齿槽30形状进行了优化设计，使二者啮合时不会出现“打齿”的现象。如图2、图3所示，第一齿轮1的外齿10面向第二齿轮2一侧宽度小于远离第二齿轮2一侧宽度，即外齿10在第一齿轮1上投影为梯形或者三角形，且外齿10在面向第二齿轮2一侧有两个削角，相应的齿槽30面向第一齿轮1一侧的宽度大于远离第一齿轮1一侧的宽度，且内齿在连接套3上投影为梯形或者三角形，内齿在面向第一齿轮1一侧有两个削角，该结构能使得外齿10和齿槽30接合时可以有一定的位置偏差，只要二者的转速差在一个范围之内（0～20r/min），就能保证第一齿轮1顺利的滑进连接套3，实现二者的啮合。 

以常规直连式混合动力系统为例，包括发动机、电动机以及变速箱。发动机输出轴与电动机输入轴相连接，电动机通过变速箱连接至车辆驱动后桥。发动机与电动机中间设置有离合装置，以实现混合动力系统纯电动模式和纯发动机模式之间的切换。当使用本实用新型所提供的离合器时，第一齿轮与发动机输出轴相连接，第二齿轮与电动机输入轴相连接，当系统处于纯电动驱动模式时，第一齿轮与连接套分离；当系统需要发动机介入时，通过电动机调整第二齿轮和连接套 转速，使第一齿轮与连接套相对转速降低至安全啮合范围内，第一齿轮与连接套啮合后便实现了发动机与电动机的连接。下面，通过对本实用新型的离合器进行详细描述，进一步说明使用本实用新型离合器的混合动力系统的工作过程。 

由于离合器需要实现分和合的功能，这要求离合器中第一齿轮或者连接套其中至少一个能够沿轴向运动。作为本实用新型的实施方式，连接套3设计为空心轴结构，通过花键与第二齿轮2连接，离合器设置一执行机构6，执行机构6作用于连接套3，执行机构6可以是拨叉或者其它能够使连接套3沿轴向运动的机构，拨叉一端连接气/油缸，拨叉与连接套3之间可以设置第二轴承8，使拨叉与连接套3可以分别自由转动，当气/油缸活塞推动拨叉时，拨叉推动或带动第二轴承8，进而推动或带动连接套3运动，与第一齿轮1啮合。 

第一齿轮1与第一传动轴4固定连接且二者中间有减震装置9，减震装置9可以是扭转减震器或者其他能够用于缓和第一齿轮1和连接套3啮合时的相对旋转冲击力、实现平顺啮合的装置。 

当离合器需要分离时，气/油缸活塞带动执行机构6推动第二轴承8，进而带动连接套3沿轴向向远离第一齿轮1的方向移动，实现第一齿轮1和连接套3的分离；当离合器需要结合时，气/油缸活塞带动执行机构6推动第二轴承8，进而带动连接套3沿轴向靠近第一齿轮1，第一齿轮1与连接套3慢慢结合，由于第一齿轮1的外齿10和连接套3的内齿的特殊结构，结合时顺利且摩擦很小，第一传动轴4上的减震装置9，可以保证第一齿轮1与连接套3的结合更加平顺。 

对于为本实用新型的示范性实施例，应当理解为是本实用新型的权利要求书的保护范围内其中的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本实用新型的限定。 

Claims (8)

1.一种用于轴连接的离合器，其特征在于，包括第一传动轴，设置于第一传动轴的第一齿轮，第二传动轴，设置于第二传动轴的第二齿轮，设置于第二齿轮外周并能够相对于所述第一齿轮和第二齿轮移动的连接套，所述连接套内周设置有与所述第一齿轮和第二齿轮相啮合的齿槽。

2.根据权利要求1所述的用于轴连接的离合器，其特征在于：所述第一传动轴一侧为空心结构，所述第二传动轴沿轴向延伸至所述第一传动轴空心结构内，所述第一传动轴与所述第二传动轴之间设置有第一轴承；或者，所述第二传动轴一侧为空心结构，所述第一传动轴沿轴向延伸至所述第二传动轴空心结构内，所述第一传动轴与所述第二传动轴之间设置有第一轴承。

3.根据权利要求2所述的用于轴连接的离合器，其特征在于：所述第一齿轮外齿面向第二齿轮一侧宽度小于远离第二齿轮一侧宽度。

4.根据权利要求3所述的用于轴连接的离合器，其特征在于：所述连接套与所述第二齿轮活动连接，所述连接套能够相对于所述第二齿轮做轴向运动，但不能够于相对于所述第二齿轮转动。

5.根据权利要求4所述的用于轴连接的离合器，其特征在于：所述离合器设置有执行机构，所述执行机构作用于所述连接套，使所述连接套相对于所述第二齿轮做轴向运动。

6.根据权利要求5所述的用于轴连接的离合器，其特征在于：所述执行机构与所述连接套之间设置有第二轴承。

7.根据权利要求6所述的用于轴连接的离合器，其特征在于：所述第一齿轮与所述第一传动轴之间设置有减震装置。

8.一种混合动力系统，包括发动机、电动机、变速箱，三者同轴连接，所述发动机与所述电动机之间设置有离合装置，其特征在于：所述离合装置为权利要求1～7任意一项所述的离合器。