一种双轴离合装置及车辆变速总成的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种双轴离合装置及车辆变速总成。该双轴离合装置包括：输入轴，用于接收输入动力；行星运动机构，包括动力输入件、传动件、传动控制件以及动力输出件，其中动力输入件连接输入轴；第一输出轴，用于连接动力输出件；第一离合机构，用于选择性制动传动控制件，以使输入轴经传动件以第一速度比驱动第一输出轴；第二输出轴，与第一输出轴同轴设置；以及第二离合机构，用于选择性接合输入轴与第二输出轴，以使输入轴在不经过传动件的情况下以第二速度比驱动第二输出轴；双轴离合装置进一步集成有扭转减振机构。该双轴离合装置可实现无动力中断换档，进而由一个独立部件同时集成“离合”、“倍档”以及“减振”等多项功能。
【专利说明】一种双轴离合装置及车辆变速总成
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及一种动力传递装置，特别涉及一种基于行星运动系统的双轴离合装置及车辆变速总成。
【【背景技术】】
[0002]现在，车辆离合器及变速器相关技术正大力向着多档化、高换档品质发展。档位越多，意味着可以获得更好的动力性能、更低的能耗、更高的传递效率、更低的尾气排放。目前轿车用AT的最多档位已达到八个前进档，它比以往的AT具备更好的动力性能、更低的能耗、更高的传递效率、更低的尾气排放，但同时，它也更精密、更复杂、成本更高、更难维修等。CVT理论上可以拥有无数多档位，但现有技术中CVT传动带的强度和寿命问题以及传动带与带轮之间的滑磨等问题限制了 CVT的传动效率，也限制了 CVT传递大扭矩的能力，因此，目前很少将CVT用在大排量的车上。DCT目前最多也可达七个前进档。
[0003]综上所述，汽车厂商都希望研发生产出有更多档位、更经济、更环保及换档品质更高的变速器，但这都意味着需要更多的零部件、更大的体积、更大的重量、更复杂的设计、更精密的加工、更高的生产成本及维修费用。同时，如何以相对简单的结构降低车辆发动机产生的扭转振动亦是本领域长期研究的课题之一。
【
【发明内容】
】
[0004]为了解决现有技术中车辆的多档位及高品质换档需求，本发明提供了一种双轴离合装置，该离合装置内设有行星运动机构且集成有扭转减振机构，并通过对行星运动机构的不同元件进行控制来在两个输出轴上实现不同速度比的动力输出，以满足多档位及高品质换档需求，同时实现离合、变速器的倍档和减振等多项功能。
[0005]本发明解决上述问题所采用的技术方案是提供一种双轴离合装置，该双轴离合装置包括:输入轴，用于接收输入动力；行星运动机构，行星运动机构包括动力输入件、 传动件、传动控制件以及动力输出件，其中动力输入件连接输入轴；第一输出轴，用于连接动力输出件，第一离合机构，用于选择性制动传动控制件，以使输入轴经传动件以第一速度比驱动第一输出轴；第二输出轴，与第一输出轴同轴设置；以及第二离合机构，用于选择性接合输入轴与第二输出轴，以使输入轴在不经过传动件的情况下以第二速度比驱动第二输出轴。该双轴离合装置进一步集成有扭转减振机构。
[0006]其中，扭转减振机构包括同轴设置且能够相对转动的第一转动部件和第二转动部件以及沿第一转动部件和第二转动部件的转动方向弹性连接第一转动部件和第二转动部件的弹簧减振器。
[0007]其中，第一转动部件和第二转动部件之间形成一环形腔体，弹簧减振器为设置于环形腔体内的曲形弹簧，或者第一转动部件和第二转动部件分别沿各自周向对称形成多个弹簧卡槽，弹簧减振器包括分别卡置于弹簧卡槽内的多个直形弹簧。
[0008]其中，曲形弹簧由至少两个不同弹性系数的弹簧串联而成，或者每组对应的弹簧卡槽内包括至少两个串联或嵌套的弹性系数互不相同的直形弹簧。
[0009]其中，双轴离合装置进一步包括第三离合机构，用于选择性接合输入轴与第一输出轴，以使输入轴在不经过传动件的情况下以第三速度比驱动第一输出轴。
[0010]其中，双轴离合装置进一步包括第四离合机构和第五离合机构，第三离合机构选择性接合输入轴和动力输出件，第四离合机构选择性接合动力输出件和第一输出轴，第五离合机构选择性接合动力输出件和第二输出轴，其中第四离合机构和第一离合机构配合以第一速度比驱动第一输出轴，第四离合机构与第三离合机构配合以第三速度比驱动第一输出轴，第五离合机构与第一离合机构配合以第四速度比驱动第二输出轴。
[0011]其中，行星运动机构包括太阳轮、设置于太阳轮周围并与太阳轮外啮合的行星齿轮组、与行星齿轮组内啮合的齿圈以及设置于行星齿轮组上的行星架，动力输入件为齿圈， 动力输出件为行星架，传动控制件为太阳轮，扭转减振机构包括集成于齿圈上的第一扭转减振机构，其中第一扭转减振机构的第一转动部件和第二转动部件中的一个与输入轴连接，第一扭转减振机构的第一转动部件和第二转动部件中的另一个设置有内齿，并与行星齿轮组内啮合。
[0012]其中，行星运动机构包括太阳轮、设置于太阳轮周围并与太阳轮外啮合的行星齿轮组、与行星齿轮组内啮合的齿圈以及设置于行星齿轮组上的行星架，动力输入件为齿圈， 动力输出件为行星架，传动控制件为太阳轮，第一离合机构包括与太阳轮同轴设置的被制动件以及用于对被制动件进行制动的制动件，扭转减振机构包括集成于被制动件上的第二扭转减振机构，其中第二扭转减振机构的第一转动部件和第二转动部件中的一个与太阳轮连接，制动件对第二扭转减振机构的第一转动部件和第二转动部件中的另一个进行制动。
[0013]本发明解决上述问题所采用的另一技术方案是提供一种车辆变速总成，该车辆变速总成包括如上述任一项所述的双轴离合装置以及与该双轴离合装置连接的变速器。
[0014]其中，变速器包括多个档位齿轮以及在多个档位齿轮之间切换的换挡器，其中相邻档位的档位齿轮使用不同的换挡器。
[0015]本发明所提供的双轴离合装置可以实现无动力中断换档。此外，本发明所提供的双轴离合装置还可以在其中一个输出轴上产生两种不同速度比的动力输出，当该离合装置与变速器组合时，可对变速器中对应轴的档位数实现倍档，可以用较少的齿轮数实现较多档位，以获得更好的动力性能、更高的传递效率、更低的能耗、更低的尾气排放，可以实现无动力中断换档，并可以把变速器总成做得相对更小、更经济、更简单，进而由一个独立部件同时集成“离合”、“倍档”以及“减振”等多项功能。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0016]图1为根据本发明第一实施例的双轴离合装置的结构示意图；
[0017]图2为根据本发明第二实施例的双轴离合装置的结构示意图；
[0018]图3为根据本发明第三实施例的双轴离合装置的结构示意图；
[0019]图4为根据本发明第四实施例的用于集成于双轴离合装置上的扭转减振机构的结构示意图；
[0020]图5为根据本发明第五实施例的变速器中的换挡器与档位分配关系的示意图。【【具体实施方式】】
[0021]如图1所示，图1为根据本发明第一实施例的双轴离合装置的结构示意图。在本实施例中，双轴离合装置I作为独立部件连接于发动机输出轴(未图示)和变速器2的输入轴之间，包括用于从发动机输出轴接收输入动力的输入轴10以及第一输出轴121和第二输出轴122。第一输出轴121和第二输出轴122同轴设置，并与变速器2连接。双轴离合装置I的输入轴10与第一输出轴121和第二输出轴122之间设置一行星运动机构。该行星运动机构包括太阳轮13、设置于太阳轮13周围并与太阳轮13外啮合的行星齿轮组14、与行星齿轮组14内啮合的齿圈15以及设置于行星齿轮组14上的行星架16。
[0022]在本实施例中，齿圈15与输入轴10连接，以作为行星运动机构的动力输入件。行星架16与第一输出轴121连接，以作为行星运动机构的动力输出件。行星齿轮组14作为行星运动机构的传动件，太阳轮13作为行星运动机构的传动控制件。
[0023]在本实施例中，双轴离合装置I还包括制动件171以及设置于太阳轮13上的被制动件172。被制动件172与太阳轮13同轴固定，并与制动件171 —同构成双轴离合装置I 的第一离合机构。
[0024]齿圈15上设置有第一 主动件181，而在第二输出轴122上对应设置有第一从动件 182。第一从动件182与第二输出轴122同轴固定，并与第一主动件181 —同构成双轴离合装置I的第二离合机构。
[0025]在本实施例中，第一和第二离合机构可采用公知的摩擦片式离合器或电磁离合器。
[0026]双轴离合装置I可以产生以下几种传动状态:
[0027]第一种状态，控制第二离合机构的第一主动件181和第一从动件182处于分离状态，同时控制第一离合机构的制动件171和被制动件172处于制动状态。此时，输入轴10 通过齿圈15、行星齿轮组14和行星架16以第一速度比(减速)驱动第一输出轴121。输入轴10所接收的输入动力经过齿圈15、行星齿轮组14和行星架16减速传递到第一输出轴 121 ；
[0028]第二种状态，控制第二离合机构的第一主动件181和第一从动件182处于接合状态，同时控制第一离合机构的制动件171和被制动件172处于分离状态。此时，输入轴10 通过齿圈15以及第二离合机构的第一主动件181和第一从动件182以第二速度比(等速) 驱动第二输出轴122。输入轴10所接收的输入动力经过齿圈15以及第二离合机构的第一主动件181和第一从动件182等速传递到第二输出轴122 ；
[0029]第三种状态，控制第二离合机构的第一主动件181和第一从动件182处于半离合状态，同时控制控制第一离合机构的制动件171和被制动件172处于半制动状态，使输入动力分别经行星齿轮组14和第二离合机构的第一主动件181和第一从动件182传递至第一输出轴121和第二输出轴122，以实现无动力中断换档。
[0030]第四种状态，控制第一离合机构的制动件171和被制动件172以及第二离合机构的第一主动件181和第一从动件182处于分离状态。此时，行星齿轮机构的各部件无确定输出，无法将输入轴10的输入动力传递到第一输出轴121和第二输出轴122,也即是空档。
[0031]在上述双轴离合装置中，通过使用行星运动机构作为离合装置的内部传动机构并通过控制行星运动机构的不同元件，可实现无动力中断换档。[0032]在本实施例中，第二离合机构设置于齿圈15与第二输出轴122之间，并用于选择 性接合齿圈15与第二输出轴122，但本领域普通技术人员完全可以想到将第二离合机构设 置于其他位置来实现输入轴10与第二输出轴122之间的接合，以使输入轴10在不经过行 星齿轮组14的情况下驱动第二输出轴122。例如，将主动件181直接设置在输入轴10上， 或者设置在与输入轴10关联的其他元件上。
[0033]如图2所示，图2为根据本发明第二实施例的双轴离合装置的结构示意图。在本 实施例中，双轴离合装置3包括用于从发动机输出轴(未图示)接收动力的输入轴30以及第 一输出轴321和第二输出轴322。第一输出轴321和第二输出轴322同轴设置，并与变速 器4连接。双轴离合装置3的输入轴30与第一输出轴321和第二输出轴322之间设置一 行星运动机构。该行星运动机构包括太阳轮33、设置于太阳轮33周围并与太阳轮33外啮 合的行星齿轮组34、与行星齿轮组34内啮合的齿圈35以及设置于行星齿轮组34上的行星 架36。
[0034]在本实施例中，齿圈35与输入轴30连接，以作为行星运动机构的动力输入件。行 星架36与第一输出轴321连接，以作为行星运动机构的动力输出件。行星齿轮组34作为 行星运动机构的传动件，太阳轮33作为行星运动机构的传动控制件。
[0035]在本实施例中，双轴离合装置3还包括制动件371以及设置于太阳轮33上的被制 动件372。被制动件372与太阳轮33同轴固定，并与制动件371 —同构成双轴离合装置3 的第一离合机构。
[0036]齿圈35上设置有第一主动件381，而在第二输出轴322上对应设置有第一从动件 382。第一从动件382与第二输出轴322同轴固定，并与第一主动件381 —同构成双轴离合 装置3的第二离合机构。
[0037]齿圈35上设置有第二主动件391，而在行星架36上对应设置有第二从动件392。 第二从动件392与行星架36同轴固定，并与第二主动件391 —同构成双轴离合装置3的第 三离合机构。
[0038]在本实施例中，第一、第二和第三离合机构可采用公知的摩擦片式离合器或电磁
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[0039]双轴离合装置3可以产生以下几种传动状态:
[0040]第一种状态，控制第二离合机构的第一主动件381和第一从动件382以及第三离 合机构的第二主动件391和第二从动件392处于分离状态，同时控制第一离合机构的制动 件371和被制动件372处于制动状态。此时，输入轴30通过齿圈35、行星齿轮组34和行 星架36以第一速度比(减速)驱动第一输出轴321。输入轴30所接收的输入动力经过齿圈 35、行星齿轮组34和行星架36减速传递到第一输出轴321 ；
[0041]第二种状态，控制第二离合机构的第一主动件381和第一从动件382处于接合状 态，同时控制第一离合机构的制动件371和被制动件372以及第三离合机构的第二主动件 391和第二从动件392处于分离状态。此时，输入轴30通过齿圈35以及第二离合机构的第 一主动件381和第一从动件382以第二速度比(等速)驱动第二输出轴322。输入轴30所 接收的输入动力经过齿圈35以及第二离合机构的第一主动件381和第一从动件382等速 传递到第二输出轴322 ；
[0042]第三种状态，控制第三离合机构的第二主动件391和第二从动件392处于接合状态，同时控制第一离合机构的制动件371和被制动件372以及第二离合机构的第一主动件 381和第一从动件382处于分离状态。此时，输入轴30通过齿圈35、第三离合机构的第二主动件391和第二从动件392以及行星架36以第三速度比(等速)驱动第一输出轴321。此时，输入轴30所接收的经过齿圈35、第三离合机构的第二主动件391和第二从动件392以及行星架36等速传递到第一输出轴321 ；
[0043]第四种状态，控制上述三个离合机构中的任意两个离合机构处于半离合或半制动状态，同时控制另外一个离合机构处于分离状态，使输入轴30的输入动力经两个离合机构或经其中一个离合机构及传动件共同传递，以实现无动力中断换档。
[0044]第五种状态，控制第一离合机构的制动件371和被制动件372、第二离合机构的第一主动件381和第一从动件382以及第三离合机构的第二主动件391和第二从动件392均处于分离状态。此时，行星齿轮机构的各部件无确定输出，无法将输入轴30的输入动力传递到第一输出轴321和第二输出轴322，也即是空档。
[0045]下面将结合下面两表说明双轴离合装置3与两种不同变速器4进行组合而形成倍档的各部件工作状态:
【权利要求】
1.一种双轴离合装置，其特征在于，所述双轴离合装置作为独立部件连接于发动机输出轴和变速器输入轴之间，所述双轴离合装置包括:输入轴，用于接收输入动力；行星运动机构，所述行星运动机构包括动力输入件、传动件、传动控制件以及动力输出件，其中所述动力输入件连接所述输入轴；第一输出轴，用于连接所述动力输出件；第一离合机构，用于选择性制动所述传动控制件，以使所述输入轴经所述传动件以第一速度比驱动所述第一输出轴；第二输出轴，与所述第一输出轴同轴设置；以及第二离合机构，用于选择性接合所述输入轴与所述第二输出轴，以使所述输入轴在不经过所述传动件的情况下以第二速度比驱动所述第二输出轴；所述双轴离合装置进一步集成有扭转减振机构。
2.如权利要求1所述的离合器，其特征在于:所述扭转减振机构包括同轴设置且能够相对转动的第一转动部件和第二转动部件以及沿所述第一转动部件和所述第二转动部件的转动方向弹性连接所述第一转动部件和所述第二转动部件的弹簧减振器。
3.如权利要求2所述的离合器，其特征在于:所述第一转动部件和所述第二转动部件之间形成一环形腔体，所述弹簧减振器为设置于所述环形腔体内的曲形弹簧，或者所述第一转动部件和所述第二转动部件分别沿各自周向对称形成多个弹簧卡槽，所述弹簧减振器包括分别卡置于所述弹簧卡槽内的多个直形弹簧。
4.如权利要求3所述的离合器，其特征在于:所述曲形弹簧由至少两个不同弹性系数的弹簧串联而成，或者每组对应的所述弹簧卡槽内包括至少两个串联或嵌套的弹性系数互不相同的所述直形弹簧。
5.根据权利要求2所述的双轴离`合装置，其特征在于:所述双轴离合装置进一步包括第三离合机构，用于选择性接合所述输入轴与所述第一输出轴，以使所述输入轴在不经过所述传动件的情况下以第三速度比驱动所述第一输出轴。
6.根据权利要求5所述的双轴离合装置，其特征在于:所述双轴离合装置进一步包括第四离合机构和第五离合机构，所述第三离合机构选择性接合所述输入轴和所述动力输出件，所述第四离合机构选择性接合所述动力输出件和所述第一输出轴，所述第五离合机构选择性接合所述动力输出件和所述第二输出轴，其中所述第四离合机构和所述第一离合机构配合以所述第一速度比驱动所述第一输出轴，所述第四离合机构与所述第三离合机构配合以所述第三速度比驱动所述第一输出轴，所述第五离合机构与所述第一离合机构配合以第四速度比驱动所述第二输出轴。
7.如权利要求2所述的双轴离合装置，其特征在于:所述行星运动机构包括太阳轮、设置于所述太阳轮周围并与所述太阳轮外啮合的行星齿轮组、与所述行星齿轮组内啮合的齿圈以及设置于所述行星齿轮组上的行星架，所述动力输入件为所述齿圈，所述动力输出件为所述行星架，所述传动控制件为所述太阳轮，所述扭转减振机构包括集成于所述齿圈上的第一扭转减振机构，其中所述第一扭转减振机构的第一转动部件和第二转动部件中的一个与所述输入轴连接，所述第一扭转减振机构的第一转动部件和第二转动部件中的另一个设置有内齿，并与所述行星齿轮组内啮合。
8.如权利要求2所述的双轴离合装置，其特征在于:所述行星运动机构包括太阳轮、设置于所述太阳轮周围并与所述太阳轮外啮合的行星齿轮组、与所述行星齿轮组内啮合的齿圈以及设置于所述行星齿轮组上的行星架，所述动力输入件为所述齿圈，所述动力输出件为所述行星架，所述传动控制件为所述太阳轮，所述第一离合机构包括与所述太阳轮同轴设置的被制动件以及用于对所述被制动件进行制动的制动件，所述扭转减振机构包括集成于所述被制动件上的第二扭转减振机构，其中所述第二扭转减振机构的第一转动部件和第二转动部件中的一个与所述太阳轮连接，所述制动件对所述第二扭转减振机构的第一转动部件和第二转动部件中的另一个进行制动。
9.一种车辆变速总成，其特征在于，所述车辆变速总成包括如权利要求1-8任一项所述的双轴离合装置以及与所述双轴离合装置连接的变速器。
10.如权利要求9所述的车辆变速总成，其特征在于:所述变速器包括多个档位齿轮以及在所述多个档位齿轮之间切换的换挡器，其中相邻档位的档位齿轮·使用不同的换挡器。
【文档编号】F16H3/44GK103591226SQ201310558064
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年11月11日
【发明者】李云峰 申请人:深圳市悦成汽车技术有限公司