一种直连式混合动力驱动系统专用双向纠缠同步离合器的制作方法

本实用新型属于汽车离合器技术领域，涉及一种双向离合器，具体涉及一种直连式混合动力驱动系统专用双向纠缠同步离合器。

背景技术：

现如今，作为新能源汽车的典型代表——混合动力汽车，已经被广大消费者所熟知，并且随着混合动力技术的快速发展，市面上混合动力汽车的保有量也日益增大。混合动力汽车之所以能够安全顺畅地运行，关键就是其内部所含有的混合动力驱动系统以及一整套与该系统相匹配的混合动力控制策略，通过系统与策略的完美配合，使得混合动力汽车能够轻松地在纯电、油电混合和纯油的模式中来回切换。

直连式混合动力驱动系统是目前较为先进的一种混合动力驱动系统，其主要结构为将燃油发动机的输出轴与驱动电机的输出轴通过双向离合器连成一直线，以一机多用的方式实现三体混合动力输出，具有结构简单、维护简便、成本低廉、可靠性高、节油率高的特点。但是现有的双向离合器，如日本汽车厂商所采用的行星齿轮组离合器，其结构比较复杂，所包含的齿轮较多，这也导致了采购或生产成本较大，可靠性也相对较低，因此无法满足新型的直连式混合动力驱动系统的运行需求。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型旨在提供一种直连式混合动力驱动系统专用双向纠缠同步离合器，以满足新型的直连式混合动力驱动系统的运行需求。

为达到上述技术目的及效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种直连式混合动力驱动系统专用双向纠缠同步离合器，包括一个外壳，所述外壳的内部设置有一根中轴、一根左轴和一根右轴，所述中轴水平设置在所述外壳内的中部，所述左轴和所述右轴分别水平设置在所述中轴的左右两侧，且所述左轴和所述右轴分别与所述中轴共轴；所述左轴和所述右轴分别通过对应的侧轴支撑轴承与所述外壳的左右两侧壳壁连接，所述左轴的外侧端露出于所述外壳的左侧壁之外或与所述外壳的左侧壁齐平，所述右轴的外侧端露出于所述外壳的右侧壁之外或与所述外壳的右侧壁齐平，所述左轴和所述右轴的内侧端分别通过反（正）向单向器或正（反）向单向器与所述中轴的左右两端连接；在所述中轴上，或在所述左轴和所述右轴上设置有用于实现所述中轴与所述左轴或所述右轴交替同步旋转的同步卡接器，所述同步卡接器可轴向移动地套设在所述中轴，或所述左轴和所述右轴上，且与所述中轴，或与所述左轴和所述右轴同步转动，所述同步卡接器的左右横向移动受设置在所述外壳内部的电磁阀的控制。

进一步的，所述电磁阀与直连式混合动力驱动系统中的综合控制器电连接，受所述综合控制器控制。

作为优选的方案，所述中轴与所述左轴、所述右轴可以为轴套轴结构，所述中轴为内置中轴，所述左轴为花键套，所述右轴为花键轴，所述花键同步卡接器为双向花键同步卡接器；其具体的连接方式为：所述外壳内部的左右侧分别设置有左轴安装座和右轴安装座，所述花键套和所述花键轴分别通过各自对应的侧轴支撑轴承水平安装在所述左轴安装座和所述右轴安装座上，所述花键套的外侧端为输出轴接口，所述输出轴接口的端面与所述外壳的左侧壁齐平，且所述输出轴接口的外部通过所述侧轴支撑轴承与所述外壳的左侧壁连接，所述花键轴的外侧端为输出轴，所述输出轴露出于所述外壳的右侧壁之外，且所述输出轴的外部通过所述侧轴支撑轴承与所述外壳的右侧壁连接，所述花键套和所述花键轴的内侧端均为中轴接口，所述内置中轴的左右两端分别通过所述反向单向器和所述正向单向器设置在所述花键套的中轴接口中和所述花键轴的中轴接口中；所述双向花键同步卡接器可轴向来回移动地套设在所述内置中轴的中部，且与所述内置中轴同步转动，所述双向花键同步卡接器的外表中部周向开设有一道位移槽，所述位移槽中设置有一个所述电磁阀，当所述位移槽的右侧槽壁受所述电磁阀的右侧磁铁线圈吸引时，所述双向花键同步卡接器在所述内置中轴上向左移动，并通过花键与所述花键套实现同步卡接，当所述位移槽的左侧槽壁受所述电磁阀的左侧磁铁线圈吸引，所述双向花键同步卡接器在所述内置中轴上向右移动，并通过花键与所述花键轴实现同步卡接。

进一步的，所述花键套的中轴接口和所述花键轴的中轴接口内分别设置有一个中轴支撑轴承，两个所述中轴支撑轴承分别套设在所述内置中轴的左右两端，且分别与所述反向单向器和所述正向单向器并排设置。

进一步的，所述反向单向器和所述正向单向器的外圈分别与所述花键套的中轴接口和所述花键轴的中轴接口固定连接，所述反向单向器和所述正向单向器的内圈分别与所述内置中轴的左右两端固定连接。

作为优选的方案，所述中轴与所述左轴、所述右轴可以为轴中轴结构，所述中轴为花键中轴套，所述左轴为左内轴，所述右轴为右内轴，所述同步卡接器为单向花键同步卡接器；其具体的连接方式为：所述外壳内的中部设置有两个中轴安装座，所述花键中轴套分别通过两个对应的中轴支撑轴承水平安装在两个所述中轴安装座上；所述左内轴和所述右内轴的外部均通过各自对应的所述侧轴支撑轴承与所述外壳的左右两侧壁连接，所述左内轴和所述右内轴的内侧端分别通过所述正向单向器和所述反向单向器设置在所述花键中轴套的左右两端内部，所述左内轴和所述右内轴的外侧端分别露出于所述外壳的左右侧壁之外，且所述左内轴和所述右内轴的外侧端分别设置有输出轴接口；两个所述单向花键同步卡接器分别可轴向来回移动地套设在所述左内轴和所述右内轴的中部，且分别与所述左内轴和所述右内轴同步转动，两个所述单向花键同步卡接器的外缘均设置有一圈吸引环，两圈所述吸引环的内侧均设置有至少一个所述电磁阀，在位于两侧的所述电磁阀中，始终有且只有一个所述电磁阀通电；通电的所述电磁阀通过与其同侧的所述吸引环，吸引相对应的所述单向花键同步卡接器向内移动，实现所述左内轴或所述右内轴与所述花键中轴套的同步卡接，不通电的所述电磁阀所对应的所述单向花键同步卡接器通过弹性件复位，与所述花键中轴套脱离。

进一步的，所述花键中轴套内的左右两端分别设置有一个所述侧轴支撑轴承，两个所述侧轴支撑轴承分别套设在所述左内轴和所述右内轴上，且分别与所述正向单向器和所述反向单向器并排设置。

进一步的，所述正向单向器和所述反向单向器的外圈分别与所述花键中轴套的内壁固定连接，所述正向单向器和所述反向单向器的内圈分别与所述左内轴和所述右内轴固定连接。

本实用新型的正、反向单向器的工作原理如下：

在正向单向器中，当外圈的正转转速大于内圈的正转转速时，外圈带力内圈，外圈带动内圈一同正向旋转，正向单向器有效，反之，当外圈的正转转速小于内圈的正转转速时，外圈被内圈同向超越，外圈无法带力内圈，正向单向器失效；另一种情况为，当外圈的反转转速小于内圈的反转转速时，内圈带力外圈，内圈带动外圈一同反向旋转，正向单向器有效，反之，当外圈的反转转速大于内圈的反转转速时，内圈被外圈同向超越，内圈无法带力外圈，正向单向器失效。

同理，在反向单向器中，当外圈的反转转速大于内圈的反转转速时，外圈带力内圈，外圈带动内圈一同反向旋转，反向单向器有效，反之，当外圈的反转转速小于内圈的反转转速时，外圈被内圈同向超越，外圈无法带力内圈，反向单向器失效；另一种情况为，当外圈的正转转速小于内圈的正转转速时，内圈带力外圈，内圈带动外圈一同正向旋转，反向单向器有效，反之，当外圈的正转转速大于内圈的正转转速时，内圈被外圈同向超越，内圈无法带力外圈，反向单向器失效。

通过上述两个正、反向单向器，本实用新型的双向纠缠同步离合器可以使车辆在电动模式、油动增程模式和油动模式下切换行驶，其基本工作原理如下：

假设离合器的左轴通过其外侧端的输出轴接口与发动机的输出轴连接，离合器的右轴通过其外侧端输出轴接口与电机的输出轴连接，或直接通过其外侧输出轴与电机连接。并且，假设发动机输出轴和电机输出轴的正向旋转对应的是车辆前进，电机输出轴的反向旋转对应的是车辆后退。

在纯电动模式下，发动机处于不工作状态，电机处于工作状态，中轴通过同步卡接器与左轴同步卡接，且中轴不与右轴同步卡接，仅通过正向单向器连接；当车辆需要前进时，电机的输出轴开始正向旋转，直接驱动车辆前进，同时，由于右轴与中轴之间连接的是正向单向器，因此正向单向器有效，右轴依次通过正向单向器、中轴和同步卡接器带动左轴一同正向旋转，相当于电机在直驱的同时一同拖动发动机进行正向旋转。

当电池耗量达到设定指标时，需要切换成油动增程模式，切换时，电机暂时停止工作，然后中轴通过同步卡接器与右轴同步卡接，且中轴不与左轴同步卡接，仅通过反向单向器连接。

在油动增程模式下，发动机正常点火，其输出轴开始正向旋转，带动左轴一同正向旋转，由于左轴与中轴之间连接有反向单向器，且此时中轴处于未转动状态，左轴的正转转速大于中轴的正转转速，因此反向单向器失效，左轴相当于在中轴上空转，发动机处于怠速运行状态，如800-1000转，保证发动机不熄火。

电机随后启动，其输出轴也开始正向旋转，带动右轴一同正向旋转，由于右轴通过同步卡接器与中轴处于卡接状态，因此中轴也同时随右轴一起正向旋转；此时由于中轴的正转转速仍然小于左轴的正转转速，因此发动机仍然处于怠速状态，车辆的动力全部依靠电机完成输出。

当电机输出轴的正转转速与发动机输出轴的怠速转速相同，即左轴的正转转速与中轴的正转转速相同时，车辆的综合控制器即刻通过控制电磁阀，吸引同步卡接器与左轴卡接，并同时与右轴脱离，此时发动机的输出轴与电机的输出轴同时正向旋转，并且转速相匹配，此时发动机与电机的功率叠加，车辆的动力依靠发动机和电机同时进行输出。

当发动机的转速进入高效段，如2500-3000转时，电机停止工作，进入拖曳状态，车辆的动力全部依靠发动机进行输出，并且发动机输出轴旋转所产生的部分能量通过电机拖曳反馈补充电池能量。

当在高速运行中从电动模式切换到油动模式时，中轴始终通过同步卡接器与左轴同步卡接，并不与右轴同步卡接，切换时电机停止工作，发动机随后点火，当左轴的正转转速超过中轴的正转转速时，发动机带力，直接驱动车辆行驶。

当在高速运行中从油动模式切换到电动模式时，中轴始终通过同步卡接器与左轴同步卡接，并不与右轴同步卡接，切换时发动机停止工作，电机随后启动，当右轴的正转转速超过中轴的正转转速时，电机带力，直接驱动车辆行驶。

当车辆需要倒车时，发动机处于怠速状态或不工作状态，电机处于反向工作状态，中轴通过同步卡接器与右轴同步卡接，且中轴不与左轴同步卡接，仅通过反向单向器连接，电机的输出轴开始反向旋转，直接驱动车辆倒车，同时，由于左轴与中轴之间连接的是反向单向器，因此反向单向器失效，右轴不会通过中轴带动左轴进行反向旋转，避免发动机反向旋转。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型结构简单，成本低廉，性能可靠，维护便捷，非常适用于直连式混合动力驱动系统，通过本实用新型双向纠缠同步离合器的串联，系统既可以纯电动运行，又可以油动电动双输出运行，而且在中高速段还可以直接由燃油发动机直驱，多余的动力通过电机的拖曳旋转发电为驱动主电池补电，以一机多用的方式实现三体混合动力输出，可大幅提高节油率，以及降低废气排放量，非常符合中国的汽车行业和消费国情。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的双向纠缠同步离合器一种实施例的结构示意图；

图2为本实用新型的双向纠缠同步离合器另一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。

实施例1

参见图1所示，一种直连式混合动力驱动系统专用双向纠缠同步离合器，包括一个外壳1以及设置在所述外壳1内部的内置中轴21、花键套31、花键轴41、双向花键同步卡接器51和电磁阀6等，所述内置中轴21、所述花键套31和所述花键轴41为轴套轴结构。

所述外壳1内部的左右侧分别设置有左轴安装座7和右轴安装座8，所述花键套31和所述花键轴41分别通过各自对应的侧轴支撑轴承9水平安装在所述左轴安装座7和所述右轴安装座8上，所述花键套31的外侧端为输出轴接口10，所述输出轴接口10的端面与所述外壳1的左侧壁齐平，且所述输出轴接口10的外部通过所述侧轴支撑轴承9与所述外壳的左侧壁连接，所述花键轴41的外侧端为输出轴11，所述输出轴11露出于所述外壳1的右侧壁之外，且所述输出轴11的外部通过所述侧轴支撑轴承9与所述外壳1的右侧壁连接。

所述花键套31和所述花键轴41的内侧端均为中轴接口12，所述内置中轴21的左右两端分别通过所述反向单向器13和所述正向单向器14设置在所述花键套31的中轴接口12中和所述花键轴41的中轴接口12中，且所述内置中轴21、所述花键套31和所述花键轴41同时共轴。所述反向单向器13和所述正向单向器14的外圈分别与所述花键套31的中轴接口12和所述花键轴41的中轴接口12固定连接，所述反向单向器13和所述正向单向器14的内圈分别与所述内置中轴21的左右两端固定连接。

所述花键套31的中轴接口12和所述花键轴41的中轴接口12内分别设置有一个中轴支撑轴承15，两个所述中轴支撑轴承15分别套设在所述内置中轴21的左右两端，且分别与所述反向单向器13和所述正向单向器14并排设置。

所述双向花键同步卡接器51可轴向来回移动地套设在所述内置中轴21的中部，且与所述内置中轴21同步转动，所述双向花键同步卡接器51的外表中部周向开设有一道位移槽，所述位移槽中设置有一个所述电磁阀6，当所述位移槽的右侧槽壁受所述电磁阀6的右侧磁铁线圈吸引时，所述双向花键同步卡接器51在所述内置中轴21上向左移动，并通过花键与所述花键套31实现同步卡接，当所述位移槽的左侧槽壁受所述电磁阀6的左侧磁铁线圈吸引，所述双向花键同步卡接器51在所述内置中轴21上向右移动，并通过花键与所述花键轴41实现同步卡接。

所述双向花键同步卡接器51在所述内置中轴上的左右横移受设置在所述外壳1内部的电磁阀6的控制，而所述电磁阀6又与直连式混合动力驱动系统中的综合控制器电连接，受所述综合控制器控制。

实施例2

参加图2所示，一种直连式混合动力驱动系统专用双向纠缠同步离合器，包括一个外壳1以及设置在所述外壳1内部的花键中轴套22、左内轴32、右内轴42、单向花键同步卡接器52和电磁阀6等，所述花键中轴套22、所述左内轴32和所述右内轴42为轴中轴结构。

所述外壳1内的中部设置有两个中轴安装座16，所述花键中轴套22分别通过两个对应的中轴支撑轴承15水平安装在两个所述中轴安装座16上。

所述左内轴32和所述右内轴42的外部均通过各自对应的所述侧轴支撑轴承9与所述外壳1的左右两侧壁连接。所述左内轴32和所述右内轴42的外侧端分别露出于所述外壳1的左右侧壁之外，且所述左内轴32和所述右内轴42的外侧端分别设置有输出轴接口10。所述左内轴32和所述右内轴42的内侧端分别通过所述正向单向器14和所述反向单向器13设置在所述花键中轴套22的左右两端内部，且所述左内轴32、所述右内轴42和所述花键中轴套22同时共轴，所述正向单向器14和所述反向单向器13的外圈分别与所述花键中轴套22的内壁固定连接，所述正向单向器14和所述反向单向器13的内圈分别与所述左内轴32和所述右内轴42固定连接。

所述花键中轴套22内的左右两端分别设置有一个所述侧轴支撑轴承9，两个所述侧轴支撑轴承9分别套设在所述左内轴32和所述右内轴42上，且分别与所述正向单向器14和所述反向单向器13并排设置。

两个所述单向花键同步卡接器52分别可轴向来回移动地套设在所述左内轴32和所述右内轴42的中部，且分别与所述左内轴32和所述右内轴42同步转动，两个所述单向花键同步卡接器52的外缘均设置有一圈吸引环17，两圈所述吸引环17的内侧均设置有至少一个所述电磁阀6，在位于两侧的所述电磁阀6中，始终有且只有一个所述电磁阀6通电；通电的所述电磁阀6通过与其同侧的所述吸引环17，吸引相对应的所述单向花键同步卡接器52向内移动，实现所述左内轴32或所述右内轴42与所述花键中轴套22的同步卡接，不通电的所述电磁阀6所对应的所述单向花键同步卡接器52通过弹性件复位，与所述花键中轴套22脱离。

所述单向花键同步卡接器52在所述左内轴32或所述右内轴42上的左右横移受设置在所述外壳1内部的电磁阀6的控制，而所述电磁阀6又与直连式混合动力驱动系统中的综合控制器电连接，受所述综合控制器控制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。