CN205806352U - 一种干式单盘行星自动离合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种干式单盘行星自动离合器，其输入行星机构与输出行星机构连接，输出行星机构与离合盘连接，离合盘与离合制动装置连接，输入行星机构具有连接外部动力输入接口，输出行星机构具有连接外部动力输出接口；输入行星机构、输出行星机构分别与壳体连接。本实用新型离合制动装置的制动动力可以线性设定，可实现动力切换的无动力中断输出，实现离合器的线性化控制。传动行星轮采用集成整体设计，整体结构紧凑、尺寸小、转动惯量小、正/逆空挡损耗非常小，离合切换耗能小，响应迅速和平顺，可靠性高，传动效率高，成本低、使用寿命长。离合制动装置实现自散热风冷，可在不拆解行星齿轮箱的情况下实现离合器元件更换，维护保养成本低。

Description

一种干式单盘行星自动离合器

技术领域

本实用新型涉及离合器技术领域，特别涉及一种干式单盘行星自动离合器。

背景技术

随着社会和车辆工程技术的不断发展，对车辆变速箱传动效率和换挡品质提出了更高的要求，AMT自动变速箱在传动效率和成本上具有较大优势，被广泛采用，AMT自动变速箱对自动离合器的换挡品质和传动效率具有较高的要求。目前，主要有两种自动离合器被采用，一是通过气缸推动拨叉分离轴承来使干式离合器分离或结合的自动离合器；二是通过液压缸推动多片湿式摩擦副来实现离合的自动离合器。但是，前者存在切换平顺差、磨损后很难实现线性化控制、分离轴承寿命短、控制系统复杂、结构体积大、加工精度高、故障概率较高、寿命短、维护成本高等技术问题。后者存在多片湿式摩擦副带排阻力大、维护成本高、效率低、液压控制元件复杂等技术问题。

在新能源汽车领域，由于引入了电驱动系统，经常需要在燃油和纯电运行模式切换，需要在内燃机和电机之间设置自动离合器。大多数新能源汽车采用气缸推动拨叉分离轴承来使干式离合器分离或结合的自动离合器。对于新能源汽车混合动力系统而言，在低速运行时，一般采用纯电动行驶，这就需要切断内燃机和电机之间的动力连接能进行自动控制离合。但是，由于气缸推动拨叉分离轴承结构离合器存在切换平顺差、磨损后很难实现线性化控制、分离轴承寿命短、控制系统复杂、结构体积大、加工精度高、故障概率较高、寿命短、维护成本高等技术问题，不能有效满足新能源汽车所述工况的要求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供无动力间断切换、切换响应迅速、实现线性控制、控制系统简单、结构体积小、可靠性高、能耗小、传动效率高、维护成本低，能有效满足新能源汽车工况的一种干式单盘行星自动离合器。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种干式单盘行星自动离合器，包括壳体、输入行星机构、输出行星机构、离合盘、离合制动装置，所述输入行星机构与输出行星机构连接，所述输出行星机构与离合盘连接，所述离合盘与离合制动装置连接，所述输入行星机构具有连接外部动力输入接口，所述输出行星机构具有连接外部动力输出接口；所述输入行星机构、输出行星机构分别与壳体连接，并收容于所述壳体内。

进一步地，所述输入行星机构包括输入太阳轮、输入行星轮、输入齿圈、中间传动轴、中间传动轴输入端支撑轴承、输入行星轮轴、输入行星轮轴承、输入行星轮端面支撑、输入行星架，所述中间传动轴输入端支撑轴承、中间传动轴、输入太阳轮依次连接；所述输入行星架、输入行星轮轴、输入行星轮轴承、输入行星轮、输入行星轮端面支撑依次连接；所述输入太阳轮、输入行星轮、输入齿圈依次啮合连接，所述输入齿圈与壳体连接。

进一步地，所述输入行星机构具有连接外部动力输入接口是指输入行星机构的输入行星架上设置有外部动力输入连接接口；所述输入太阳轮通过浮动花键与中间传动轴连接；所述输入齿圈通过浮动花键与壳体连接。

进一步地，所述输出行星机构包括中间传动轴、太阳轮、行星轮、行星轮轴承、行星轮轴、行星轮轴向支撑端面、行星架、齿圈、齿圈支撑轴承、中间传动轴输出端支撑轴承，所述中间传动轴输出端支撑轴承、中间传动轴、太阳轮依次连接；所述行星架、行星轮轴、行星轮轴承、行星轮、星轮轴向支撑端 面依次连接；所述太阳轮、行星轮、齿圈依次啮合连接；所述齿圈与齿圈支撑轴承连接。

进一步地，所述输出行星机构具有连接外部动力输出接口是指行星架上设置有外部动力输出连接接口；所述太阳轮通过浮动花键与中间传动轴连接。

进一步地，所述离合盘包括制动盘传感器、制动盘、制动盘连接件、齿圈连接盘，所述齿圈连接盘、制动盘连接件、制动盘依次连接；所述制动盘传感器与壳体连接。

进一步地，所述输出行星机构的齿圈通过浮动花键与离合盘的齿圈连接盘连接。

进一步地，所述离合制动装置包括制动钳支架、制动钳、制动钳活塞、内侧摩擦块、外侧摩擦块、制动主缸、储液器、制动气室；所述制动钳分别与制动钳支架、制动钳活塞、外侧摩擦块连接；所述制动钳活塞的活塞杆与内侧摩擦块连接；所述制动主缸分别与储液器、制动气室、制动钳活塞连接。

进一步地，所述离合制动装置还包括储液器透气塞、电磨损传感器、低压报警器、制动主缸连接头、制动钳活塞连接头，所述制动钳活塞连接头与制动钳活塞连接，所述制动主缸连接头与所述制动主缸连接，所述低压报警器与制动主缸连接头连接，所述储液器透气塞与储液器连接；所述电磨损传感器与制动钳连接；所述制动主缸连接头上连接的低压报警器与制动钳活塞连接头连接。

采用上述技术方案，由于采用了包括壳体、输入行星机构、输出行星机构、离合盘、离合制动装置等技术特征。使得本实用新型的控制系统简单、可线性化控制，无动力间断切换，整体结构紧凑、尺寸小、转动惯量小、正/逆空挡损耗非常小；切换响应迅速和平顺，可靠性高，传动效率高，成本低。离合制动装置与行星轮传动结构完全分开，换挡过程产生的热、粉尘、微粒不会影响行 星轮内部传动，散热面积大，形成了自散热风冷结构，可实现不拆行星齿轮箱的情况下完成换挡元件更换，维护保养成本低。本实用新型既能有效满足混合动力车辆、纯电动车辆对线性、离合时间长、自动的离合器使用要求；又能更好地满足AMT自动变速箱对自动离合器的换挡品质和传动效率的要求。

附图说明

图1为本实用新型机械原理简图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如附图1所示，一种干式单盘行星自动离合器，包括壳体2、输入行星机构、输出行星机构、离合盘、离合制动装置，所述输入行星机构与输出行星机构连接，所述输出行星机构与离合盘连接，所述离合盘与离合制动装置连接，所述输入行星机构具有连接外部动力输入接口，所述输出行星机构具有连接外部动力输出接口；所述输入行星机构、输出行星机构分别与壳体连接，并收容于所述壳体内。

本实用新型离合制动装置的制动动力可以线性设定，因此本实用新型可实现动力切换的无动力中断输出，实现离合器的线性化控制。同时本实用新型实现了输入行星机构、输出行星机构的集成整体设计，整体结构紧凑、尺寸小、正/逆空挡损耗非常小，离合切换耗能小，响应迅速和平顺，可靠性高，传动效率高，成本低。同时还由于离合制动装置与输入行星机构、输出行星机构采用 分体式设计，离合制动装置在制动离合过程产生的热、粉尘、微粒不会影响到输入行星机构、输出行星机构的内部传动，有效提高了传动系统的运行环境质量和使用寿命；同时由于离合制动装置还实现了自散热风冷；还可实现不拆行星齿轮箱的情况下完成换挡元件更换，维护保养成本低。

其中，所述的输入行星机构的输入太阳轮3与中间传动轴23通过浮动花键连接；中间传动轴23与中间传动轴输入端支撑轴承48连接。输入齿圈7通过浮动花键与壳体2连接。输入行星轮轴4的外径与输入行星轮轴承45连接，输入行星轮轴承45外径与输入行星轮5连接，输入行星轮轴4、输入行星轮端面支撑46分别与输入行星架49连接。太阳轮3、输入行星轮5、输入齿圈7依次啮合连接。输入行星架49上还设置有不限于渐开线花键、矩形花键或涨紧套连接方式的动力输入接口，实现外部动力的输入。通过壳体2、输入端油封50对输入行星架49进行轴端密封；采用支撑轴承1对输入行星架49进行轴向和径向定位。

所述输出行星机构的太阳轮28与中间传动轴23通过浮动花键连接，行星轮轴承27外径与行星轮25连接，行星轮轴承27内径与行星轮轴37连接；行星轮轴承27分别与行星轮轴向支撑端面26、行星架33连接。太阳轮28、行星轮25、齿圈38依次啮合连接。齿圈38与齿圈支撑轴承35连接，齿圈支撑轴承35与行星架33连接。中间传动轴23通过安装在输入行星架49上的中间传动轴输入端支撑轴承48和安装在行星架33上的中间传动轴输出端支撑轴承29获得径向、轴向定位。行星架33上还设置有不限于渐开线花键、矩形花键或涨紧套连接方式的动力输出接口，实现将离合器的动力输入传递出去。行星架33通过输出支撑内轴承30、输出支撑外轴承31、输出油封32和制动盘连接件36进行径向、轴向定位和密封。行星架33与输入行星架49通过连接轴承44连接。

离合盘的齿圈连接盘36通过浮动花键与输出行星机构的齿圈38连接。齿圈连接盘36通过齿圈支撑轴承35和齿圈油封34进行径向、轴向定位和密封；齿圈连接盘36通过轴端花键及限位装置与制动盘连接件41连接并定位，制动盘连接件41与制动盘39通过法兰和止口连接，为制动盘39提供轴向和径向定位。制动盘39外圈带有齿，以增加制动的摩擦力，提高制动效果，提高离合效果。制动盘传感器40安装在箱体2上；制动盘传感器40与制动盘39外圆表面距离2mm左右。

离合制动装置的制动钳支架8通过安装支脚与箱体2连接固定。制动钳支架8与制动钳17连接，制动钳17安装外摩擦块21，外摩擦块21上装有电磨损传感器22，内摩擦块18与制动钳活塞16的活塞杆连接。制动盘39安装在内摩擦块18和外摩擦块21中间，并保持一定间隙。制动气室19内装有气动隔膜、复位弹簧和轴向推杆；制动主缸13活塞杆与制动气室19轴向推杆连接；制动主缸13上装有储液器14，储液器14上装有储液器透气塞15。制动主缸13空腔侧和储液器14中充满液体介质。制动主缸13空腔侧通过制动主缸连接头12和连接管10与低压报警器11连接，并通过制动钳活塞连接头9连接到制动钳活塞16的空腔侧。

在壳体2的上放还设计有透气塞6，透气塞6处螺孔同时还可以作为润滑油加入孔；箱体2下方设置有放油磁性螺栓43和温度传感器42。

本实用新型使用时，将离合制动装置气接头20与车载气源连接，并将温度传感器、制动盘传感器、电磨损传感器与控制连接，即可实现操纵控制。本实用新型共实现三种工作模式。

结合工作模式：

制动气室19内通入0.4Mpa～0.8Mpa压力的压缩空气进入，制动主缸13内 液体介质产生6Mpa～15Mpa压力，制动钳活塞16向外伸出，推动内齿摩擦块18和外侧摩擦块21夹紧制动盘39。

动力由输入行星架49输入时，驱动输入行星轮5转动，输入行星轮5驱动输入太阳轮3转动，输入齿圈7保持静止状态。输入太阳轮3驱动中间传动轴23转动，中间传动轴23带动太阳轮28转动，太阳轮28驱动行星轮25转动。

由于制动盘39被制动钳17制动，与制动盘39连接的制动盘连接件41、齿圈连接盘36和输出行星机构的齿圈38被制动，输出行星机构的齿圈38为行星轮25提供反作用力，进而驱动行星架33转动；实现输入行星机构的输入行星架49与输出行星机构行星架33的结合；实现动力传递和输出；实现速比为m1*(m2+n2)/[m2*(m1+n1)]的动力传动。其中，输入齿圈7的内齿齿数为n1，输入太阳轮3的齿数为m1，I档齿圈47的齿数为n2，I档太阳轮57的齿数为m2。

分离工作模式：

制动气室19内无压缩空气进入，制动主缸13内液压介质无液压产生，制动钳活塞16处于初始位置，内齿摩擦块18和外侧摩擦块21与制动盘45保持间隙状态。

动力由输入轴49输入时，带动输入行星轮5转动，输入行星轮5带动输入太阳轮3转动，输入内齿圈7保持静止状态；输入太阳轮3带动中间传动轴23转动，中间传动轴23带动太阳轮28转动，太阳轮28带动行星轮25转动，行星轮25带动齿圈38转动，输出行星机构的齿圈38通过齿圈连接盘36、制动盘连接件41带动制动盘39转动，制动盘39与内齿摩擦块18和外侧摩擦块21保持间隙状态，制动盘39可自由转动。

实现输入行星架49和行星架33动力连接解除，离合器处于分离工作模式。

无动力间断换挡模式：

当动力由输入行星架49输入时，且离合器处于分离状态，制动气室19逐渐增加气压，推动制动主缸13产生液压力，进一步推动制动钳活塞16活塞杆运动，使与制动钳活塞16活塞杆连接的内摩擦块18运动，逐渐对制动盘39进行制动。继续增加制动气室19气压，直到完全实现对制动盘39制动，与制动盘39连接的制动盘连接件41、齿圈连接盘36和输出行星机构的齿圈38被制动，输出行星机构的齿圈38为行星轮25提供反作用力，进而驱动行星架33转动；输出行星架33的转速完全达到按照预定传动比由输入行星架49输入转速所确定的转速，从而完成无动力间断的结合过程。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种干式单盘行星自动离合器，包括壳体，其特征在于，还包括输入行星机构、输出行星机构、离合盘、离合制动装置，所述输入行星机构与输出行星机构连接，所述输出行星机构与离合盘连接，所述离合盘与壳体外侧的离合制动装置连接，所述输入行星机构具有连接外部动力输入接口，所述输出行星机构具有连接外部动力输出接口；所述输入行星机构、输出行星机构分别与壳体连接，并收容于所述壳体内。

2.根据权利要求1所述的干式单盘行星自动离合器，其特征在于，所述输入行星机构包括输入太阳轮、输入行星轮、输入齿圈、中间传动轴、中间传动轴输入端支撑轴承、输入行星轮轴、输入行星轮轴承、输入行星轮端面支撑、输入行星架，所述中间传动轴输入端支撑轴承、中间传动轴、输入太阳轮依次连接；所述输入行星架、输入行星轮轴、输入行星轮轴承、输入行星轮、输入行星轮端面支撑依次连接；所述输入太阳轮、输入行星轮、输入齿圈依次啮合连接，所述输入齿圈与壳体连接。

3.根据权利要求2所述的干式单盘行星自动离合器，其特征在于，所述输入行星机构具有连接外部动力输入接口是指输入行星机构的输入行星架上设置有外部动力输入连接接口；所述输入太阳轮通过浮动花键与中间传动轴连接；所述输入齿圈通过浮动花键与壳体连接。

4.根据权利要求1所述的干式单盘行星自动离合器，其特征在于，所述输出行星机构包括中间传动轴、太阳轮、行星轮、行星轮轴承、行星轮轴、行星轮轴向支撑端面、行星架、齿圈、齿圈支撑轴承、中间传动轴输出端支撑轴承，所述中间传动轴输出端支撑轴承、中间传动轴、太阳轮依次连接；所述行星架、行星轮轴、行星轮轴承、行星轮、星轮轴向支撑端面依次连接；所述太阳轮、行星轮、齿圈依次啮合连接；所述齿圈与齿圈支撑轴承连接。

5.根据权利要求4所述的干式单盘行星自动离合器，其特征在于，所述输出行星机构具有连接外部动力输出接口是指行星架上设置有外部动力输出连接接口；所述太阳轮通过浮动花键与中间传动轴连接。

6.根据权利要求5所述的干式单盘行星自动离合器，其特征在于，所述离合盘包括制动盘传感器、制动盘、制动盘连接件、齿圈连接盘，所述齿圈连接盘、制动盘连接件、制动盘依次连接；所述制动盘传感器与壳体连接。

7.根据权利要求6所述的干式单盘行星自动离合器，其特征在于，所述输出行星机构的齿圈通过浮动花键与离合盘的齿圈连接盘连接。

8.根据权利要求1所述的干式单盘行星自动离合器，其特征在于，所述离合制动装置包括制动钳支架、制动钳、制动钳活塞、内侧摩擦块、外侧摩擦块、制动主缸、储液器、制动气室；所述制动钳分别与制动钳支架、制动钳活塞、外侧摩擦块连接；所述制动钳活塞的活塞杆与内侧摩擦块连接；所述制动主缸分别与储液器、制动气室、制动钳活塞连接。

9.根据权利要求8所述的干式单盘行星自动离合器，其特征在于，所述离合制动装置还包括储液器透气塞、电磨损传感器、低压报警器、制动主缸连接头、制动钳活塞连接头，所述制动钳活塞连接头与制动钳活塞连接，所述制动主缸连接头与制动主缸连接，所述低压报警器与制动主缸连接头连接，所述储液器透气塞与储液器连接；所述电磨损传感器与制动钳连接；所述制动主缸连接头上连接的低压报警器与制动钳活塞连接头连接。