CN207339553U - 电机与离合器集成装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电机与离合器集成装置，其包括壳体、电机、第一离合器、第二离合器和第三离合器；所述电机包括电机定子和电机转子；所述电机定子固定于所述壳体上；所述电机转子固定在转子支架上；所述转子支架可转动地支撑在壳体上；所述第一离合器、第二离合器和第三离合器并排设置在转子支架的内部。本实用新型将电机与三个离合器集成化设计，并将三个离合器并列布置在转子支架内部，转子支架作为电机转子的支撑部件，同时作为第一离合器的动力输出部件，作为第二离合器、第三离合器的动力输入部件，通过零部件的功能复用，较小零部件数量，减小轴向尺寸，满足在横置有限纵梁宽度内的结构布置。

Description

电机与离合器集成装置

技术领域

本实用新型涉及一种电机与离合器集成装置，属于汽车行业混合动力变速器技术领域。

背景技术

随着汽车工业的飞速发展，全球汽车保有量持续上升，汽车带来的能源消耗、环境污染等问题日益显现。为应对日益严格的汽车燃油消耗和排放法规，各汽车企业均将节能减排技术作为重点研发方向，混合动力汽车因其技术优势和成本优势正逐步在市场上崭露头角，成为汽车行业的主流发展趋势。

混合动力变速器需要能够传递动力，同时实现发动机与电机的动力耦合。为了实现动力耦合，通常在发动机与变速器之间设置一个电机模块，因此，混合动力变速器的长度也会相应增加。在横置车辆上，动力总成的长度受车架纵梁宽度限制，混合动力变速器的结构布置实现困难。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种电机与离合器集成装置，将电机与三个离合器集成化设计，并将三个离合器并列布置在转子支架内部，转子支架作为电机转子的支撑部件，同时作为第一离合器的动力输出部件，作为第二离合器、第三离合器的动力输入部件，通过零部件的功能复用，较小零部件数量，减小轴向尺寸，满足在横置有限纵梁宽度内的结构布置。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：一种电机与离合器集成装置，其包括壳体、电机、第一离合器、第二离合器和第三离合器；

所述电机包括电机定子和电机转子；所述电机定子固定于所述壳体上；所述电机转子固定在转子支架上；

所述转子支架可转动地支撑在壳体上；

所述第一离合器、第二离合器和第三离合器并排设置在转子支架的内部；所述第一离合器、第二离合器和第三离合器，与电机转子分别设置于所述转子支架的两侧。

可选的，所述壳体包括电机壳体、前壳体和后壳体；输入轴可转动支撑于所述电机壳体内；所述电机壳体的远离所述输入轴的端部固定于所述前壳体，在所述前壳体的右端固定有所述后壳体。

可选的，所述电机壳体的靠近所述输入轴的端部沿所述输入轴的轴向延伸预定距离，形成下延伸部，所述电机壳体的远离所述输入轴的端部也沿所述输入轴的轴向延伸预定距离，形成上延伸部。

可选的，所述输入轴可转动地支撑于所述下延伸部内，所述上延伸部固定于所述前壳体，且所述电机定子固定于所述上延伸部。

可选的，所述转子支架可转动地支撑在所述电机壳体的下延伸部上。

可选的，所述第一离合器的摩擦片与输入轴通过花键连接，所述第一离合器的钢片与转子支架通过花键连接；所述第一离合器液压缸的缸体固定于所述电机壳体上，所述第一离合器液压缸的活塞通过第一离合器分离轴承连接于所述第一离合器压盘上，所述第一离合器压盘穿过转子支架，与第一离合器的钢片接触；

第二离合器的钢片与转子支架通过花键连接，第二离合器的摩擦片与第一输出轴通过花键连接；

第三离合器的钢片与转子支架通过花键连接，第三离合器的摩擦片通过花键与第二输出轴连接；

所述第二离合器液压缸和第三离合器液压缸的缸体均固定于所述后壳体上，并且所述第二离合器液压缸的活塞通过第二离合器分离轴承连接于第二离合器压盘，所述第三离合器液压缸的活塞通过第三离合器分离轴承连接于所述第三离合器压盘；

所述第三离合器压盘的外缘设置有花键，并使得所述第三离合器压盘与所述转子支架通过花键连接；所述第三离合器压盘上沿圆周方向形成有环形凸起，所述环形凸起与所述第三离合器的钢片接触；

所述第三离合器压盘沿圆周方向开设有多个圆弧形孔；所述第三离合器的钢片相对于所述第三离合器压盘的圆弧形孔的位置也开设有圆弧形孔；

所述第二离合器压盘上形成有与所述圆弧形孔相配合的卡爪，所述卡爪穿过所述第三离合器压盘和第三离合器的钢片的圆弧形孔，与第二离合器的钢片接触。

可选的，在第二离合器分离轴承与第二离合器液压缸的活塞之间设有调整垫圈，和/或在第三离合器分离轴承与第三离合器液压缸的活塞之间设有调整垫圈。

可选的，第一离合器压盘与转子支架之间设有滑动支撑结构。

可选的，在第二离合器压盘和第三离合器压盘之间设置有滑动支撑片。

可选的，滑动支撑片包括第一圆弧部、第二圆弧部和固定柱；所述第一圆弧部与所述第二圆弧部的宽度和厚度均相同，所述第二圆弧部周向的一端连接于所述第一圆弧部的周向的一端，所述固定柱的一端固定于所述第一圆弧部上，所述固定柱垂直于所述第一圆弧部，并且所述固定柱与所述第二圆弧部位于所述第一圆弧部的同一侧。

可选的，所述第二离合器压盘上开设有多个安装孔，所述安装孔沿所述第二离合器压盘的周向均匀分布，且所述滑动支撑片的固定柱固定于所述安装孔内，且使得所述滑动支撑片位于第二离合器压盘和第三离合器压盘之间，其上表面和下表面分别于第三离合器压盘和第二离合器压盘相接触。

可选的，在第一离合器的钢片之间设有弹簧元件；和/或，在第二离合器的钢片之间设有弹簧元件；和/或，在第三离合器的钢片之间设有弹簧元件。

可选的，第一离合器通过卡环轴向固定在转子支架内部，通过调整卡环的厚度，调整第一离合器的摩擦片与第一离合器的钢片之间的距离。

本实用新型具有如下有益效果：1.三个离合器与电机集成化设计，并将三个离合器布置在转子支架内部，有效减小了装置轴向尺寸，有利于在整车上的空间布置，同时减小了零部件的数量；2.三个离合器并排布置在转子支架内部，可实现每个离合器的独立冷却，减小离合器的拖曳损失。3.离合器钢片之间设有弹簧元件，确保离合器分离彻底，减小离合器的拖曳损失。

附图说明

图1为本实用新型的电机与离合器集成装置的结构示意图；

图2为本实用新型的三个离合器的结构示意图；

图3为本实用新型的第二离合器压盘和第三离合器压盘的组装关系示意图；

图4为本实用新型的滑动支撑片的结构示意图；

图5为本实用新型的滑动支撑片和第二离合器压盘的组装关系示意图；

图中标记示意为：1-前壳体；2-电机定子；3-电机转子；4-第一离合器；5-第二离合器；6-第三离合器；7-电机壳体；8-转子支架；9-卡环；10-旋转变压器转子；11-旋转变压器定子；12-第一离合器压盘；13-第一离合器分离轴承；14-第一离合器液压缸；15-输入轴；16-滚针轴承；17-角接触球轴承；18-锁紧螺母；19-第一输出轴；20-第二输出轴；21-第三离合器分离轴承；22-调整垫圈；23-第三离合器液压缸；24-第二离合器液压缸；25-第二离合器分离轴承；26-第二离合器压盘；27-第三离合器压盘；28-后壳体；29-第一离合器的钢片；30-第一离合器的摩擦片；31-分离弹簧；32-卡环；33-第二离合器的钢片；34-第二离合器的摩擦片；35-第三离合器的钢片；36-第三离合器的摩擦片；37-调整垫圈；38-滑动支撑结构；39-滑动支撑片；391-第一圆弧部；392-第二圆弧部；393-固定柱。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种电机与离合器集成装置，其包括壳体、电机、第一离合器、第二离合器和第三离合器。

所述壳体包括电机壳体7、前壳体1和后壳体28；其中，所述输入轴15通过两个滚针轴承16可转动地支撑于所述电机壳体7内，例如，所述电机壳体7的靠近所述输入轴15的端部沿所述输入轴15的轴向延伸预定距离，形成下延伸部，而且所述电机壳体7的远离所述输入轴15的端部固定于所述前壳体1，参考图1，本实施例中，所述电机壳体7的远离所述输入轴15的端部也沿所述输入轴15的轴向延伸预定距离，形成上延伸部，从而使得所述电机壳体7位于所述前壳体1的内部；所述前壳体1平行于所述输入轴15的轴线设置，而且在所述前壳体1的右端固定有所述后壳体28，所述后壳体28垂直于所述输入轴15的轴线设置。

所述电机包括电机定子2和电机转子3，所述电机定子2固定于电机壳体7的上延伸部上；所述电机转子3固定在转子支架8上，所述转子支架8通过两个角接触球轴承17可转动地支撑在电机壳体7的下延伸部上；本实施例中，所述角接触球轴承17通过锁紧螺母18进行预紧和轴向定位。

所述第一离合器4、第二离合器5和第三离合器6并排设置在转子支架8的内部，也就是说，所述第一离合器4、第二离合器5和第三离合器6相对于所述电机转子3，分别位于所述转子支架8的两侧。

所述第一离合器4、第二离合器5和第三离合器6与转子支架8集成，以此减少本实施例的电机和离合器集成装置的轴向尺寸和零部件数量。

具体地，所述第一离合器的摩擦片30与输入轴15通过花键连接，所述第一离合器的钢片29与转子支架8通过花键连接；所述第一离合器液压缸23的缸体固定于所述电机壳体7上，所述第一离合器液压缸23的活塞通过第一离合器分离轴承13连接于所述第一离合器压盘12上，所述第一离合器压盘12穿过转子支架8，与第一离合器的钢片29接触，当第一离合器液压缸23的活塞向右运动时，通过第一离合器压盘12推动第一离合器的钢片29向右运动，从而与第一离合器的摩擦片30接触，使得第一离合器4接合，发动机的动力通过输入轴15、第一离合器4传递到转子支架8，第一离合器压盘12与转子支架8之间设有滑动支撑结构38，用于第一离合器压盘12的导向和定位。

在第一离合器的钢片29之间设有弹簧元件31，弹簧元件31优选为波形弹簧或蝶形弹簧，在不需要第一离合器4工作时，将第一离合器4分离，切断发动机的动力输入；第一离合器4通过卡环32轴向固定在转子支架8内部，且卡环32为系列可选卡环，即通过调整卡环32的厚度，能够调整第一离合器的摩擦片30与第一离合器的钢片29之间的距离。

第二离合器的钢片33与转子支架8通过花键连接，第二离合器的摩擦片34与第一输出轴19通过花键连接，第一输出轴19的一端通过滚针轴承可转动地支撑于所述输入轴15内，并且所述第一输出轴19的另一端通过花键与变速器输入轴连接(图中未示出)。

与第二离合器5类似，第三离合器的钢片35与转子支架8通过花键连接，第三离合器的摩擦片36通过花键与第二输出轴20连接，第二输出轴20的一端通过滚针轴承可转动地支撑于所述第一输出轴19上，所述第二输出轴20的另一端通过花键与变速器输入轴连接(图中未示出)。

所述第二离合器液压缸24和第三离合器液压缸23的缸体均固定于所述后壳体28上，并且所述第二离合器液压缸24的活塞通过第二离合器分离轴承25连接于第二离合器压盘26，所述第三离合器液压缸23的活塞通过第三离合器分离轴承21连接于所述第三离合器压盘27。

本实施例中，所述第三离合器压盘27的外缘设置有梯形花键，由此使得所述第三离合器压盘27通过所述梯形花键与转子支架8同步转动，并且使第三离合器压盘27被径向定位与轴向导向；所述第三离合器压盘27上沿圆周方向形成有环形凸起，所述环形凸起与所述第三离合器的钢片35接触，从而在第三离合器压盘27沿轴向向左运动时，所述第三离合器压盘27推动第三离合器的钢片35向左运动，并使得第三离合器的钢片35与第三离合器的摩擦片36接触，从而实现第三离合器6的动力传动，电机或发动机的动力通过转子支架8、第三离合器6、第二输出轴20传递给变速器输入轴；相反地，当不需要第三离合器6工作时，弹簧元件31将第三离合器分离(确保摩擦片与钢片之间彻底分离，减小离合器拖曳扭矩)，切断动力传递；此时所述第三离合器压盘27向右运动，使得第三离合器6分离。

所述第三离合器压盘沿圆周方向开设有多个圆弧形孔；本实施例中，优选地，所述圆弧形孔沿所述第三离合器压盘的周向均匀分布，而且所述圆弧形孔的数量可以为8个；而且所述第三离合器的钢片相对于所述第三离合器压盘的圆弧形孔的位置也开设有圆弧形孔。

所述第二离合器压盘26上形成有与所述圆弧形孔相配合的卡爪，所述卡爪穿过所述第三离合器压盘27和第三离合器的钢片35的圆弧形孔，与第二离合器的钢片33接触，从而在第二离合器压盘26沿轴向向左运动时，能够推动第二离合器的钢片33运动，并使得第二离合器的钢片33与第二离合器的摩擦片34接触，从而实现第二离合器5的动力传递，电机或发动机的动力通过转子支架8、第二离合器5、第一输出轴19传递给变速器的输入轴；在第二离合器的钢片33之间设有弹簧元件31，弹簧元件31优选为波形弹簧或蝶形弹簧，在不需要第二离合器5工作时，将第二离合器5分离；此时所述第二离合器压盘26向右运动，断开动力传递。

本实施例中，优选地，在第二离合器分离轴承25与第二离合器液压缸24的活塞之间设有调整垫圈37，调整垫圈37为厚度可选垫圈，用于调整第二离合器的钢片33与第二离合器的摩擦片34之间的距离。相似地，在第三离合器分离轴承21与第三离合器液压缸的活塞23之间设有调整垫圈22，调整垫圈22为厚度可选垫圈，用于调整第三离合器的钢片35与第三离合器的摩擦片36之间的距离。

更优选地，滑动支撑片39包括第一圆弧部391、第二圆弧部392和固定柱393。

所述第一圆弧部391与所述第二圆弧部392的宽度和厚度均相同，所述第二圆弧部392周向的一端连接于所述第一圆弧部391的周向的一端，并使得所述第一圆弧部391与第二圆弧部392在安装于第二离合器压盘26时，能紧贴所述第二离合器压盘，即所述第一圆弧部391和第二圆弧部392的形状与与其接触的第二离合器压盘的形状相对应，本实施例中，所述第一圆弧部391与所述第二圆弧部392可以一体成型。

所述固定柱393的一端固定于所述第一圆弧部391上，优选地，所述固定柱393垂直于所述第一圆弧部391，并且所述固定柱393与所述第二圆弧部392位于所述第一圆弧部391的同一侧。

所述第二离合器压盘26上开设有多个安装孔，本实施例中，所述安装孔沿所述第二离合器压盘26的周向均匀分布，且所述滑动支撑片39的固定柱393固定于所述安装孔内，且使得所述滑动支撑片39位于第二离合器压盘26和第三离合器压盘27之间，其上表面和下表面分别于第三离合器压盘27和第二离合器压盘26相接触，即通过滑动支撑片39使第二离合器压盘26径向定位与轴向导向。

本实施例中，在前壳体1、后壳体28、电机壳体7围成的封闭腔体内，使电机与三个离合器装置形成一个独立总成，便于装配和检测。

本实施例中，为有效地反馈所述电机的运行状况，所述电机与离合器集成装置还包括旋转变压器转子10和旋转变压器定子11，所述旋转变压器转子10通过卡环9固定于所述转子支架8上，所述旋转变压器定子11固定于所述电机壳体上，并且与所述旋转变压器转子10相配合。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种电机与离合器集成装置，其特征在于，包括壳体、电机、第一离合器、第二离合器和第三离合器；

所述电机包括电机定子和电机转子；所述电机定子固定于所述壳体上；所述电机转子固定在转子支架上；

所述转子支架可转动地支撑在壳体上；

所述第一离合器、第二离合器和第三离合器并排设置在转子支架的内部；所述第一离合器、第二离合器和第三离合器，与电机转子分别设置于所述转子支架的两侧。

2.根据权利要求1所述的电机与离合器集成装置，其特征在于，所述壳体包括电机壳体、前壳体和后壳体；输入轴可转动支撑于所述电机壳体内；所述电机壳体的远离所述输入轴的端部固定于所述前壳体，在所述前壳体的右端固定有所述后壳体。

3.根据权利要求2所述的电机与离合器集成装置，其特征在于，所述电机壳体的靠近所述输入轴的端部沿所述输入轴的轴向延伸预定距离，形成下延伸部，所述电机壳体的远离所述输入轴的端部也沿所述输入轴的轴向延伸预定距离，形成上延伸部。

4.根据权利要求3所述的电机与离合器集成装置，其特征在于，所述输入轴可转动地支撑于所述下延伸部内，所述上延伸部固定于所述前壳体，且所述电机定子固定于所述上延伸部。

5.根据权利要求4所述的电机与离合器集成装置，其特征在于，所述转子支架可转动地支撑在所述电机壳体的下延伸部上。

6.根据权利要求5所述的电机与离合器集成装置，其特征在于，所述第一离合器的摩擦片与输入轴通过花键连接，所述第一离合器的钢片与转子支架通过花键连接；所述第一离合器液压缸的缸体固定于所述电机壳体上，所述第一离合器液压缸的活塞通过第一离合器分离轴承连接于所述第一离合器压盘上，所述第一离合器压盘穿过转子支架，与第一离合器的钢片接触；

第二离合器的钢片与转子支架通过花键连接，第二离合器的摩擦片与第一输出轴通过花键连接；

第三离合器的钢片与转子支架通过花键连接，第三离合器的摩擦片通过花键与第二输出轴连接；

所述第二离合器液压缸和第三离合器液压缸的缸体均固定于所述后壳体上，并且所述第二离合器液压缸的活塞通过第二离合器分离轴承连接于第二离合器压盘，所述第三离合器液压缸的活塞通过第三离合器分离轴承连接于所述第三离合器压盘；

所述第三离合器压盘的外缘设置有花键，并使得所述第三离合器压盘与所述转子支架通过花键连接；所述第三离合器压盘上沿圆周方向形成有环形凸起，所述环形凸起与所述第三离合器的钢片接触；

所述第三离合器压盘沿圆周方向开设有多个圆弧形孔；所述第三离合器的钢片相对于所述第三离合器压盘的圆弧形孔的位置也开设有圆弧形孔；

所述第二离合器压盘上形成有与所述圆弧形孔相配合的卡爪，所述卡爪穿过所述第三离合器压盘和第三离合器的钢片的圆弧形孔，与第二离合器的钢片接触。

7.根据权利要求6所述的电机与离合器集成装置，其特征在于，在第二离合器分离轴承与第二离合器液压缸的活塞之间设有调整垫圈，和/或在第三离合器分离轴承与第三离合器液压缸的活塞之间设有调整垫圈。

8.根据权利要求6所述的电机与离合器集成装置，其特征在于，第一离合器压盘与转子支架之间设有滑动支撑结构。

9.根据权利要求6所述的电机与离合器集成装置，其特征在于，在第二离合器压盘和第三离合器压盘之间设置有滑动支撑片。

10.根据权利要求9所述的电机与离合器集成装置，其特征在于，滑动支撑片包括第一圆弧部、第二圆弧部和固定柱；所述第一圆弧部与所述第二圆弧部的宽度和厚度均相同，所述第二圆弧部周向的一端连接于所述第一圆弧部的周向的一端，所述固定柱的一端固定于所述第一圆弧部上，所述固定柱垂直于所述第一圆弧部，并且所述固定柱与所述第二圆弧部位于所述第一圆弧部的同一侧。

11.根据权利要求10所述的电机与离合器集成装置，其特征在于，所述第二离合器压盘上开设有多个安装孔，所述安装孔沿所述第二离合器压盘的周向均匀分布，且所述滑动支撑片的固定柱固定于所述安装孔内，且使得所述滑动支撑片位于第二离合器压盘和第三离合器压盘之间，其上表面和下表面分别于第三离合器压盘和第二离合器压盘相接触。

12.根据权利要求6所述的电机与离合器集成装置，其特征在于，在第一离合器的钢片之间设有弹簧元件；和/或，在第二离合器的钢片之间设有弹簧元件；和/或，在第三离合器的钢片之间设有弹簧元件。

13.根据权利要求6所述的电机与离合器集成装置，其特征在于，第一离合器通过卡环轴向固定在转子支架内部，通过调整卡环的厚度，调整第一离合器的摩擦片与第一离合器的钢片之间的距离。