专利名称：集成式离合器液压缸及驱动系统的制作方法
技术领域：
集成式离合器液压缸及驱动系统
技术领域：
本实用新型涉及离合器驱动领域，尤其涉及一种集成式离合器液压缸及驱动系 统。
背景技术：
汽车从起动到行驶的整个过程中，经常需要使用离合器。例如，在发动机与变速器 之间安装有离合器，一方面，使发动机与变速器之间能逐渐耦合，把发动机的动力逐渐传递 给变速器，从而保证汽车平稳起步；另一方面，暂时切断发动机与变速器之间的耦合，以便 于换档和减少换档时的冲击。离合器类似开关，耦合或断离发动机向变速器输入的动力传 递。目前汽车传动系统里通常包括液压控制系统，例如使用液压系统控制齿轮变速器 里离合器的开合状态。液压系统通常采用液压缸作为执行元件，液压缸将液压能转变为机 械能、做直线往复运动。在现有的车辆驱动系统中，例如，第CN1994773号中国发明专利申请公布说明书 公开了一种用于混合动力电动汽车的同轴式动力系统。其中，内燃机与发电机、离合器和 电动机依次安装在同一轴线上，离合器的输出端与电动机的输出端的前端直接连接，电动 机的输出轴的后端通过传动轴连接到后桥上的差速器上，通过传动轴和差速器驱动车轮， 内燃机与电动机之间的扭矩通过离合器的摩擦片传递或叠加，由电磁换向阀控制气缸的伸 缩，带动摩擦片的分离或结合。然而，这种结构由于电动机，气缸以及动力输出的传动轴分 别为独立的设计，造成了动力驱动机构的尺寸较长等缺陷，同时，动力驱动机构的结构比较 离散，影响了整车的小型化。因此，迫切需要提出改进以克服现有技术中存在的技术问题。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种集成式离合器液压缸及驱动系统，实现 电机转子支架转动支撑与离合器液压缸及主轴的集成设计，其结构紧凑。为解决上述技术问题，本实用新型提供了以下技术方案技术方案1 一种集成式离合器液压缸，其特征在于其包括转子支架、缸体和活 塞，所述缸体上支撑有支撑轴承，所述转子支架安装在所述支撑轴承上，从而所述转子支架 可以相对于所述缸体绕一个轴线旋转，所述活塞安装在所述缸体内，在所述缸体内的液压 控制下驱动所述活塞相对于缸体在平行于所述轴线的方向往复伸缩运动。技术方案2 根据技术方案1所述的液压缸，其中，所述转子支架包括支架延伸部， 所述支架延伸部用于构成离合器的耦合副，通过所述的活塞的伸缩运动驱动所述耦合副闭 合或者分离，在所述耦合副闭合的状态下，所述转子支架与安装离合器的主轴共同旋转，在 所述耦合副分离的状态下，所述转子支架的运动与安装离合器的主轴脱离。技术方案3 —种驱动系统，其包括壳体、定子、转子、离合器和液压缸，所述定子相对所述壳体固定，所述转子可以相对于所述定子绕一个轴线旋转，所述液压缸包括缸体 及安装在缸体内的活塞，在所述缸体内的液压控制下驱动所述活塞相对于缸体在平行于所 述轴线的方向往复伸缩运动，其特征在于还包括转子支架，所述转子固定在所述转子支架 上，所述缸体上安装支撑轴承，所述转子支架安装在所述支撑轴承上，从而实现所述转子支 架在所述支撑轴承的支撑下相对于缸体绕所述轴线转动，所述离合器通过耦合副与转子支 架连接，通过所述的活塞的伸缩运动驱动所述耦合副闭合或者分离，在所述耦合副闭合的 状态下，所述转子支架与安装所述离合器的主轴共同旋转，在所述耦合副分离的状态下，所 述转子支架的运动与安装所述离合器的主轴脱离。技术方案4:根据技术方案3所述的驱动系统，其中，还贯穿所述液压缸在所述轴 线上安装所述主轴，所述离合器以与所述主轴共同转动的方式安装到所述的主轴。技术方案5 根据技术方案4所述的驱动系统，其中，所述缸体包括同轴设置的外 壳和内壳，在所述外壳和所述内壳之间设有供活塞往复运动的工作腔，所述内壳中设置有 沿所述轴线方向延伸的轴腔，所述主轴间隙配合地安装在所述轴腔中。技术方案6 根据技术方案5所述的驱动系统，其中，所述缸体设置与工作腔连通 的液压油路，所述液压油路与壳体集成的液压油路连通。技术方案7 根据技术方案4所述的驱动系统，其中，所述离合器与所述主轴以花 键连接。技术方案8 根据技术方案4所述的驱动系统，其中，所述支撑轴承套装在所述缸 体的外周壁上，从而所述缸体的外周壁充当所述支撑轴承的轴承座。技术方案9 根据技术方案5所述的驱动系统，其中，所述活塞包括安装有推力轴 承的施力部，所述推力轴承支撑到驱动传递件，所述推力轴承隔断所述活塞与所述驱动传 递件的相对转动地从所述活塞传递轴向作用力到所述驱动传递件，通过所述驱动传递件作 用到所述耦合副上实现所述闭合或者分离的动作。技术方案10 根据技术方案9所述的驱动系统，其中，所述耦合副包括第一传动片 及第二传动片，所述第一传动片设置成与所述转子支架共同转动，所述第二传动片设置成 与所述主轴共同转动，所述驱动传递件传递的作用力驱动所述第一传动片与所述第二传动 片相互接触以产生摩擦力而闭合，或者所述第一传动片与所述第二传动片相互脱离接触而 分离。技术方案11 根据技术方案10所述的驱动系统，其中，所述转子支架具有从所述 缸体沿所述轴线的方向间隔一定距离的支架延伸部，所述支架延伸部作为所述第一传动片 的安装结构。技术方案12 根据技术方案9所述的驱动系统，其中，所述活塞相对于缸体在平行 于所述轴线的方向往复伸缩运动使得所述活塞的施力部朝着远离所述工作腔的方向伸出 或者朝着靠近所述工作腔的方向缩回，通过所述活塞的施力部朝着远离所述工作腔的方向 伸出使得所述耦合副闭合；通过所述活塞的施力部朝着靠近所述工作腔的方向缩回使得所 述耦合副分离。技术方案13 根据技术方案3-12中任一个所述的驱动系统，其包括电机，所述电 机包括所述的定子及所述的转子。技术方案14 根据技术方案13所述的驱动系统，其中，所述电机包括驱动电机(TM电机)、集成起动发电机(ISG电机)组成的集合。技术方案15 根据技术方案14所述的驱动系统，其还包括发动机，所述发动机的 输出轴通过传动件与所述转子支架共同旋转地安装。技术方案16 根据技术方案15所述的驱动系统，其中，所述传动件包括弹性件，通 过所述弹性件减小从发动机传递到所述转子支架的振动。本实用新型巧妙地将离合器液压缸外壁作为电机支架的支撑，将主轴贯穿液压缸 内部布置，从而实现发动机动力、电机动力及离合器闭合或分离的紧凑布置，从而，使得本 实用新型的驱动系统的结构设计合理，高效紧凑，有利于产品的小型化发展。通过以下参考附图的详细说明，本实用新型的其它方面和特征变得明显。但是应 当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本实用新型的范围的限定，这是因为其 应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅 力图概念地说明此处描述的结构和流程。
图1是根据本实用新型一种实施方式的驱动系统的结构示意图。
具体实施方式
为使上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，
以下结合附图对本实用新型的具 体实施方式做详细的说明。图1是根据本实用新型一种实施方式的驱动系统的简化结构示意图。如图1所 示，本实用新型的驱动系统100包括壳体1以及安装在壳体1内的电机2、离合器3和液压 缸4。电机2包括定子20和转子22。定子20相对壳体1固定，转子22安装在转子支架 M上。支撑轴承6安装在转子支架M与液压缸4之间。提供径向支撑的支撑轴承6通常 包括可以相互地自由运动的外圈及内圈。支撑轴承6的外圈支撑转子支架M，同时，支撑轴 承6的内圈套装在液压缸4的外壳41的外周壁上，从而液压缸4的外周壁充当支撑轴承6 的轴承座。转子支架M与转子一起相对于定子20绕主轴5的轴线旋转。离合器3用于控制电机2动力到主轴5的动力传递路线的通断。在具体的实施方 式中，离合器3通过耦合副30与转子支架M连接。耦合副30包括相互层叠的第一传动片 300及第二传动片302。第一传动片300与转子支架M共同转动地设置，第二传动片302 与主轴5共同转动地设置。第二传动片302与主轴5以花键50连接，这样限制了第二传动 片302相对于主轴5的周向运动，但是不限制轴向运动。在耦合副30闭合的状态下，转子 支架M与离合器3共同旋转，因此电机2产生的旋转动力通过转子22、转子支架M及离 合器3传递给主轴5，通过主轴5将动力输出。在耦合副30分离的状态下，转子支架M的 运动与离合器3脱离，此时，因此电机2产生的旋转动力不传递给主轴5。液压缸4包括缸体40及安装在缸体40内的活塞44。缸体40相对于壳体1固定， 缸体40进一步包括同轴设置的外壳41和内壳42，在外壳41和内壳42之间设有供活塞44 往复运动的工作腔46。内壳42中设置有沿轴线方向延伸的轴腔45，主轴5贯穿液压缸4 间隙配合地安装在轴腔5中，实现同轴安装。缸体40设置与工作腔46连通的液压油路43。 工作腔46通过液压油路43与液压控制系统(未图示)的液压油路连通。优选地，壳体1 集成的液压油路(未图示)与缸体的液压油路43连通，液压控制系统通过壳体1集成的液压油路传递液体压力到工作腔46。集成的液压油路可以减少部件、优化空间布局。按照如图1所示的方位，活塞44左端为作用部，右端为施力部。活塞44的施力部 安装有推力轴承47，推力轴承47支撑到驱动传递件48。推力轴承47隔断活塞44与驱动 传递件48的相对转动，但同时从活塞44传递轴向作用力到驱动传递件48，通过驱动传递件 48作用到耦合副30上实现闭合或者分离的动作。在具体的实施方式中，驱动传递件48优 选由与推力轴承47连接的推力盘480及与耦合副30接触的膜片弹簧482两个零件构成， 也可以由单独一个零件构成，或者由三个或者三个以上的零件构成。驱动传递件48传递的 作用力驱动第一传动片300与第二传动片302相互接触以产生摩擦力而闭合耦合副30，或 者驱动第一传动片300与第二传动片302相互脱离接触而分离耦合副30。具体地，当液压 介质(例如液压油)压入工作腔46时，液体压力作用在活塞44的作用部上，推动活塞44 朝施力部远离工作腔46的方向运动，即活塞44从工作腔46的活塞室中伸出；当液压油流 出工作腔46时，作用在活塞44的作用部上的液体压力减小，在外部膜片弹簧482回复力的 推动下活塞44朝施力部靠近工作腔46的方向运动，即活塞44向工作腔46中缩回。因此， 根据工作腔46内液压的变化，活塞44在工作腔46内相对于缸体40在平行于轴线的方向 作往复伸缩运动。转子支架M具有一个支架延伸部M0，支架延伸部240作为离合器3的第一传动 片300的安装结构。支架延伸部240沿轴线的方向与缸体40间隔一定距离，由于该距离对 应活塞44的行程范围而设计，使活塞44的动作可以方便地控制耦合副30。通过活塞44 的伸缩运动驱动耦合副30闭合或者分离。当活塞44的施力部朝着远离工作腔46的方向 伸出时，耦合副30闭合；当活塞44的施力部朝着靠近工作腔46的方向缩回时，耦合副30 分离。本实用新型的驱动系统100巧妙地将电机2、液压缸4以及主轴5相集成，将液压 缸4的外壁同时充当支撑轴承6和转子支架M的支撑结构，合理地利用了液压缸4的结构， 有效地将液压缸4和电机2相互集成在一起。另外，液压缸4为一种中空结构，主轴5位于 液压缸4的中空结构中。进而，把离合器3也集成式地安装在转子支架M内部。因此，使得 本实用新型的驱动系统100的各个部件之间有机地结合，可以相互利用，其设计布局合理， 构成高效紧凑的结构，有利于产品的小型化。根据本实用新型的驱动系统，所述电机包括能使机械能转化为电能、电能转化为 机械能的一切机器。例如，可以是驱动电机(TM电机)或者集成起动发电机(ISG电机)。在 根据本实用新型另一种实施方式中，驱动系统可应用于集成起动发电机。集成起动发电机 包括定子及转子。集成起动发电机的定子类似图所示的定子安装到壳体，集成起动发电机 的转子类似图所示的转子安装到集成起动发电机的转子支架，转子支架安装到支撑轴承， 同时支撑轴承安装在液压缸的外周壁上。还可把发动机(如燃油内燃机)的输出轴通过传 动件与转子支架共同旋转地安装，通过传动件把发动机的动力直接传递到转子支架。传动 件包括弹性件，通过弹性件隔离从发动机传递到集成起动发电机的转子支架的振动，减小 发动机的振动对集成起动发电机的影响。在这一种布局中，可以通过离合器在转子支架和 主轴之间传递动力，也可以通过传动件在转子支架和发动机之间传递动力。在这种具体实 施方式的驱动系统中，也可以取得与图1所示具体实施方式
相似的有益技术效果。而且，这 种具体实施方式
中，集成了集成起动发电机、发动机以及主轴的动力。从而，为多动力源的系统提供高效紧凑的驱动系统结构。 本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何 本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因 此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所限定的范围为准。
权利要求1.一种集成式离合器液压缸，其特征在于其包括转子支架、缸体和活塞，所述缸体上 支撑有支撑轴承，所述转子支架安装在所述支撑轴承上，从而所述转子支架可以相对于所 述缸体绕一个轴线旋转，所述活塞安装在所述缸体内，在所述缸体内的液压控制下驱动所 述活塞相对于缸体在平行于所述轴线的方向往复伸缩运动。
2.根据权利要求1所述的液压缸，其中，所述转子支架包括支架延伸部，所述支架延伸 部用于构成离合器的耦合副，通过所述的活塞的伸缩运动驱动所述耦合副闭合或者分离， 在所述耦合副闭合的状态下，所述转子支架与安装离合器的主轴共同旋转，在所述耦合副 分离的状态下，所述转子支架的运动与安装离合器的主轴脱离。
3.—种驱动系统，其包括壳体、定子、转子、离合器和液压缸，所述定子相对所述壳体固 定，所述转子可以相对于所述定子绕一个轴线旋转，所述液压缸包括缸体及安装在缸体内 的活塞，在所述缸体内的液压控制下驱动所述活塞相对于缸体在平行于所述轴线的方向往 复伸缩运动，其特征在于还包括转子支架，所述转子固定在所述转子支架上，所述缸体上 安装支撑轴承，所述转子支架安装在所述支撑轴承上，从而实现所述转子支架在所述支撑 轴承的支撑下相对于缸体绕所述轴线转动，所述离合器通过耦合副与转子支架连接，通过 所述的活塞的伸缩运动驱动所述耦合副闭合或者分离，在所述耦合副闭合的状态下，所述 转子支架与安装所述离合器的主轴共同旋转，在所述耦合副分离的状态下，所述转子支架 的运动与安装所述离合器的主轴脱离。
4.根据权利要求3所述的驱动系统，其中，还贯穿所述液压缸在所述轴线上安装所述 主轴，所述离合器以与所述主轴共同转动的方式安装到所述的主轴。
5.根据权利要求4所述的驱动系统，其中，所述缸体包括同轴设置的外壳和内壳，在所 述外壳和所述内壳之间设有供活塞往复运动的工作腔，所述内壳中设置有沿所述轴线方向 延伸的轴腔，所述主轴间隙配合地安装在所述轴腔中。
6.根据权利要求5所述的驱动系统，其中，所述缸体设置与工作腔连通的液压油路， 所述液压油路与壳体集成的液压油路连通。
7.根据权利要求4所述的驱动系统，其中，所述离合器与所述主轴以花键连接。
8.根据权利要求4所述的驱动系统，其中，所述支撑轴承套装在所述缸体的外周壁上， 从而所述缸体的外周壁充当所述支撑轴承的轴承座。
9.根据权利要求5所述的驱动系统，其中，所述活塞包括安装有推力轴承的施力部，所 述推力轴承支撑到驱动传递件，所述推力轴承隔断所述活塞与所述驱动传递件的相对转动 地从所述活塞传递轴向作用力到所述驱动传递件，通过所述驱动传递件作用到所述耦合副 上实现所述闭合或者分离的动作。
10.根据权利要求9所述的驱动系统，其中，所述耦合副包括第一传动片及第二传动 片，所述第一传动片设置成与所述转子支架共同转动，所述第二传动片设置成与所述主轴 共同转动，所述驱动传递件传递的作用力驱动所述第一传动片与所述第二传动片相互接触 以产生摩擦力而闭合，或者所述第一传动片与所述第二传动片相互脱离接触而分离。
11.根据权利要求10所述的驱动系统，其中，所述转子支架具有从所述缸体沿所述轴 线的方向间隔一定距离的支架延伸部，所述支架延伸部作为所述第一传动片的安装结构。
12.根据权利要求9所述的驱动系统，其中，所述活塞相对于缸体在平行于所述轴线 的方向往复伸缩运动使得所述活塞的施力部朝着远离所述工作腔的方向伸出或者朝着靠近所述工作腔的方向缩回，通过所述活塞的施力部朝着远离所述工作腔的方向伸出使得所 述耦合副闭合；通过所述活塞的施力部朝着靠近所述工作腔的方向缩回使得所述耦合副分离。
13.根据权利要求3-12中任一项所述的驱动系统，其包括电机，所述电机包括所述的 定子及所述的转子。
14.根据权利要求13所述的驱动系统，其中，所述电机包括驱动电机、集成起动发电机 组成的集合。
15.根据权利要求14所述的驱动系统，其还包括发动机，所述发动机的输出轴通过传 动件与所述转子支架共同旋转地安装。
16.根据权利要求15所述的驱动系统，其中，所述传动件包括弹性件，通过所述弹性件 减小从发动机传递到所述转子支架的振动。
专利摘要本实用新型公开一种电机转子支架和离合器液压缸的集成设计及其应用，涉及集成式离合器液压缸及使用该液压缸闭合或者分离离合器的一种驱动系统。驱动系统包括壳体、定子、转子、转子支架、离合器和液压缸。通过增强液压缸缸体外壁强度和刚度，使液压缸缸体不仅承载缸内油压，而且作为转子支架的转动支撑；液压缸中间留孔布置主轴；实现电机转子支架转动支撑与离合器液压缸及主轴的集成设计。离合器通过耦合副与转子支架连接，通过活塞的伸缩运动驱动耦合副闭合或者分离，在闭合的状态下，电机动力通过离合器叠加到主轴上，在分离的状态下，主轴电机与主轴分离。采用这种设计，其结构非常紧凑。
文档编号F16D23/12GK201851536SQ201020256409
公开日2011年6月1日 申请日期2010年7月12日 优先权日2010年7月12日
发明者朱军, 王健, 罗思东, 葛海龙, 郜可峰, 陈扬珑 申请人:上海捷能汽车技术有限公司