基于行星机构的离合器及车辆变速总成的制作方法

基于行星机构的离合器及车辆变速总成的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于行星机构的离合器及车辆变速总成，该离合器作为独立部件连接于车辆的发动机输出轴和定轴式变速齿轮组输入轴之间，且作为车辆的起步离合器及换挡离合器，具体包括：连接于发动机输出轴与定轴式变速齿轮组输入轴之间且由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成的复合式行星机构；以及用于对复合式行星机构中的元件进行控制以使从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构传递至定轴式变速齿轮组输入轴的控制机构。本实用新型的离合器及车辆变速总成利用上述复合式行星机构作为车辆的起步离合器及换挡离合器与定轴式变速齿轮组相结合，具有结构简单、成本低廉、功能强大、易于实现多挡化、便于实现自动化等特点。
【专利说明】基于行星机构的离合器及车辆变速总成
【【技术领域】】
[0001]本实用新型涉及一种离合器领域，特别涉及一种基于行星机构的离合器以及使用该离合器的车辆变速总成。
【【背景技术】】
[0002]车辆离合器广泛存在于手动变速器MT和自动手动变速器AMT及双离合器自动变速器DCT的内部，它的结构方式也有不同。普通手动变速器MT—般为单片式干式离合器，它具有结构简单，制造成本低，传递效率高，响应迅速等优点。自动手动变速器AMT和双离合器自动变速器DCT由MT演变而来，所以也具有MT的优点，但是也有一些缺点。具体来说，受限于结构形式，AMT及DCT在控制方面难度更大，离合器散热条件不够好，具体表现在:
[0003]1.AMT为切断动力换挡，没有液力变矩器在起步和换挡过程中能够缓和冲击与振动的良好条件；
[0004]2.干式离合器比湿式离合器或者制动器换挡冲击大，换挡品质不够好；
[0005]3.干式离合器受限于结构的限制，如相对密闭在飞轮壳内，在频繁起步(如车辆蠕动爬行时)，特别是上坡大负载频繁起步时，离合器频繁、高强度滑磨产生的大量热量无法及时被吸收并散失，容易使离合器甚至变速器温度升高到超出安全范围，严重时会引起离合器失效，整个变速器无法正常工作，导致动力中断，产生潜在危险。
[0006]液力式自动变速器(AT)主要由液力变矩器(具有车辆离合器功能)、行星齿轮、湿式多片式制动器、湿式多片式离合器和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式实现变矩、变速。此类自动变速器在车辆低速行驶、汽车制动机构处于工作状态下、发动机水温低于规定值、发动机处于怠速状态时，液力变矩器处于耦合状态，泵轮叶片一直会扰动液力变矩器内部油液使其高速流动，造成大量能量损失，这是造成AT油耗高的主要原因之一 O
[0007]液力式自动变速器(AT)内部的湿式多片式制动器、湿式多片式离合器由于只是在换挡的时候有极少的滑磨，滑磨产生的热量较少，所以在设计的时候，它们的热容量比较小，在结构上，它们比较薄，直径较小，摩擦面积也比较小，质量较轻。
[0008]为了尽量降低油耗，AT的设计者已经尽早地闭锁液力变矩器，让发动机的动力直接传递到行星齿轮组。同时，人们把思路转向了多挡化的设计，以获得更好的动力性、加速性和更低的油耗，这样也导致自动变速器的结构变得更加复杂，制造成本更高，制造精度更高，维护保养难度更高。因此，如何以相对简单的结构和相对较低成本满足多挡化需求是本领域长期研究的课题之一。
【实用新型内容】
[0009]为了解决现有技术中多挡自动变速器的结构过于复杂，成本太高的技术问题，本实用新型提供了一种基于行星机构的离合器以及使用该离合器的车辆变速总成。
[0010]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是:提供一种基于行星机构的离合器。该离合器作为独立部件连接于车辆的发动机输出轴和定轴式变速齿轮组输入轴之间，且作为车辆的起步离合器及换挡离合器，离合器包括:连接于发动机输出轴与定轴式变速齿轮组输入轴之间且由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成的复合式行星机构；以及用于对复合式行星机构中的元件进行控制以使从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构传递至定轴式变速齿轮组输入轴的控制机构。
[0011]其中，复合式行星机构包括第一太阳轮、第二太阳轮、第一行星轮、第二行星轮、齿圈以及行星架，其中第一行星轮与第一太阳轮外啮合，齿圈与第一行星轮内啮合，第二行星轮位于第二太阳轮与第一行星轮之间且分别与第二太阳轮和第一行星轮外啮合，第一行星轮和第二行星轮进一步共用行星架；或者，复合式行星机构包括太阳轮、第一行星轮、第二行星轮、第一齿圈、第二齿圈以及行星架，其中第一行星轮与太阳轮外啮合，第一齿圈与第一行星轮内啮合，第二行星轮位于第一行星轮与第二齿圈之间且与第一行星轮外啮合，并与第二齿圈内啮合，第一行星轮和第二行星轮进一步共用行星架。
[0012]其中，控制机构包括至少一制动机构，制动机构用于对复合式行星机构中的元件进行制动，以使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构的未被制动机构制动的元件传递至定轴式变速齿轮组输入轴。
[0013]其中，控制机构包括至少一离合机构，离合机构用于将复合式行星机构中的两个兀件同时接合至发动机输出轴或定轴式变速齿轮组输入轴，以使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构传递至定轴式变速齿轮组输入轴。
[0014]其中，控制机构包括至少两个离合机构，至少两个离合机构用于选择性接合发动机输出轴或定轴式变速齿轮组输入轴与复合式行星机构中的不同元件，进而通过离合机构与制动机构的配合或者离合机构之间的配合使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构传递至定轴式变速齿轮组输入轴。
[0015]其中，控制机构包括一个制动机构和两个离合机构，其中通过两个离合机构分别与制动机构配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第一速度比和第二速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴，且通过两个离合机构之间的配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第三速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴。
[0016]其中，控制机构包括两个制动机构和两个离合机构，其中通过两个离合机构分别与两个制动机构中的一个配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第一速度比和第二速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴，两个离合机构中的一个与两个制动机构中的另一个配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第三速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴，且通过两个离合机构之间的配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第四速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴。
[0017]其中，控制机构包括两个制动机构和三个离合机构，其中通过三个离合机构中的第一离合机构和第二离合机构分别与两个制动机构中的第一制动机构配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第一速度比和第二速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴，通过三个离合机构中的第一离合机构和第三离合机构分别与两个制动机构中的第二制动机构配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第三速度比和第四速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴，并通过三个离合机构中的任意两个离合机构之间的配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第五速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴。
[0018]其中，复合式行星机构上集成有扭转减振机构，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。
[0019]本实用新型解决上述技术问题所采用的另一种技术方案是:提供一种车辆变速总成，该车辆变速总成包括上述任一项的离合器以及与离合器连接的定轴式变速齿轮组。
[0020]上述离合器和使用该离合器的车辆变速总成的优点在于:利用连接于发动机输出轴与定轴式变速齿轮组输入轴之间且由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成的复合式行星机构以及用于对复合式行星机构中的元件进行控制以使从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构传递至定轴式变速齿轮组输入轴的控制机构配合定轴式变速齿轮组，具有结构简单、成本低廉、功能强大、易于实现多挡化、便于实现自动化等特点。同时，由于在离合器上进一步集成扭转减振机构，因此进一步由一个独立部件同时集成“离合”以及“减振”等多项功能，可以取消现有的“离合器”、“液力变矩器”、“飞轮”或“双质量飞轮”等部件，进一步使此种变速总成结构更紧凑、更简单、成本更低、更易于维修保养等。
【【专利附图】

【附图说明】】
[0021]图1是根据本实用新型第一实施例的车辆变速总成的结构示意图；
[0022]图2是根据本实用新型第二实施例的车辆离合器的结构示意图；
[0023]图3是根据本实用新型第三实施例的车辆离合器的结构示意图；
[0024]图4是根据本实用新型第四实施例的车辆离合器的结构示意图；
[0025]图5是根据本实用新型第五实施例的车辆离合器的结构示意图；
[0026]图6是根据本实用新型第六实施例的车辆离合器的结构示意图；
[0027]图7是根据本实用新型第七实施例的车辆离合器的结构示意图；
[0028]图8是根据本实用新型第八实施例的车辆离合器的结构示意图；
[0029]图9是根据本实用新型第九实施例的车辆离合器的结构示意图；
[0030]图10是根据本实用新型第十实施例的车辆离合器的结构示意图；
[0031]图11是根据本实用新型第十一实施例的车辆离合器的结构示意图；
[0032]图12是根据本实用新型第十二实施例的车辆离合器的结构示意图；
[0033]图13是根据本实用新型第十三实施例的车辆离合器的结构示意图；
[0034]图14是根据本实用新型第十四实施例的用于集成于车辆离合器上的扭转减振机构的结构示意图。
【【具体实施方式】】
[0035]下面根据附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
[0036]参见图1，图1是根据本实用新型第一实施例的车辆变速总成的结构示意图。在本实施例中，该车辆变速总成包括车辆离合器10以及与该车辆离合器10连接的定轴式变速齿轮组。车辆离合器10包括:连接发动机输出轴12与定轴式变速齿轮组输入轴13之间的复合式行星机构11，以及用于对复合式行星机构11中的元件进行控制，以使从发动机输出轴12输出的动力经复合式行星机构11传递至定轴式变速齿轮组输入轴13的控制机构14。在本实施例中，车辆离合器10是作为独立部件连接于车辆的发动机输出轴12和定轴式变速齿轮组输入轴13之间，且作为车辆的起步离合器及换挡离合器。此处，起步离合器是用于在车辆从静止到正常行驶的起步过程中，使发动机输出轴12和定轴式变速齿轮组输入轴13从分离到逐渐接合，以传递发动机的输出动力至定轴式变速齿轮组，从而保证车辆的平稳起步。换挡离合器是用于在车辆的行驶过程中暂时切断发动机与定轴式变速齿轮组之间的联系，以便于进行挡位切换和减少换挡时的冲击。
[0037]在本实施例中，复合式行星机构11由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成，并具体包括第一太阳轮115、第二太阳轮116、第一行星轮112、第二行星轮114、齿圈111以及行星架113。其中第一行星轮112和第二行星轮114共用行星架113，第一行星轮112与第一太阳轮115外哨合,齿圈111与第一行星轮112内哨合。第一太阳轮115、第一行星轮112、齿圈111和行星架113构成一单行星排。第二行星轮114位于第二太阳轮116与第一行星轮112之间，且分别与第二太阳轮116和第一行星轮112外啮合。第二太阳轮116、第一行星轮112、第二行星轮114、齿圈111和行星架113进一步构成一双行星排。在本实施例中，控制机构14对第一太阳轮115进行控制,第二太阳轮116连接发动机输出轴12，齿圈111连接定轴式变速齿轮组输入轴13。
[0038]在本实施例中，控制机构14为一制动机构，例如干式制动机构，且具体可包括制动盘141以及制动钳142。制动盘141同轴固定在第一太阳轮115上，制动钳142用于对制动盘141进行选择性制动。通过上述制动机构对复合式行星机构11的控制，来达到动力的传递和切断。此外，控制机构14也可以采用湿式制动机构。
[0039]具体来说，当制动钳142松开，不约束制动盘141时，发动机输出轴12带动第二太阳轮116转动。此时，由于第二行星轮114、行星架113、第一行星轮112以及第一太阳轮115均处于自由状态，从而齿圈111处不输出动力，即为普通车辆离合器的“分离”状态。当制动钳142锁死制动盘141时,第一太阳轮115同样处于锁死状态,发动机输出轴12输入的动力经第二太阳轮116、第二行星轮114、第一行星轮112传递到齿圈111上，并输出至定轴式变速齿轮组输入轴13，即为普通车辆离合器的“接合”状态。另外，当制动钳142在制动并不锁死制动盘141时，制动钳142与制动盘141之间打滑，相当于普通车辆离合器在起步和换挡过程的“半离合”状态，此时传递部分发动机的动力。
[0040]由于在本实用新型中，车辆离合器10以及后续描述的其他车辆离合器需要作为起步离合器使用，必须承受长时间的滑磨，同时需要及时吸收和带走由此产生的大量热量。因此控制机构14及后续描述的其他控制机构中的在作为起步离合器时所使用到的制动机构和/或离合机构在尺寸上要比普通AT内部的湿式多片式制动机构或离合机构要大得多。
[0041]具体地，在本实用新型中，由于使用了干式制动器，则控制机构14类似于广泛用在汽车制动系统中的盘式制动器，它直接与外界空气接触，当控制机构14产生滑磨(相当于传统干式离合器“半离合”)时，其所产生的热量可以直接与外界空气进行热交换，可以及时被空气带走，所以具有优良的散热条件，解决了传统干式离合器为相对密闭结构所带来的散热不好而容易使离合器甚至变速器温度升高到超出安全范围，严重时会引起离合器失效，整个变速器无法正常工作，导致动力中断，产生潜在危险的问题。
[0042]普通车辆中的湿式多片式制动机构和离合机构的钢片及摩擦片外径一般为200MM以内，径向厚度一般为10-20MM，轴向厚度一般为2-4MM，摩擦面积小。本实用新型中在作为起步离合器时所使用到的湿式制动机构和/或湿式离合机构采用的钢片及摩擦片的外径一般为250-300丽，径向厚度一般为20丽以上，轴向厚度一般为3-5丽，摩擦面积大。值得注意的是，上述尺寸的设定是本实用新型人根据将上述车辆离合器作为起步离合器使用而独创性设计出来的，因此上述尺寸的设定并不是本领域技术人员能够轻易想到的。
[0043]在图1中，定轴式变速齿轮组以三轴式定轴式变速齿轮组为例进行描述，主要包括定轴式变速齿轮组输入轴13以及平行设置的定轴式变速齿轮组中间轴151和定轴式变速齿轮组输出轴152。其中，固定于定轴式变速齿轮组输入轴13上的齿轮161与固定于定轴式变速齿轮组中间轴151上的齿轮162啮合，以接收定轴式变速齿轮组输入轴13输入的动力。固定于定轴式变速齿轮组中间轴151上的齿轮172与套设在定轴式变速齿轮组输出轴152上的齿轮171啮合，齿轮171进一步通过换挡器19选择性接合至定轴式变速齿轮组输出轴152，由此将动力传输至定轴式变速齿轮组输出轴152。其中，齿轮171、172为具有不同传动比的多组，并通过不同的换挡器19与定轴式变速齿轮组输出轴152进行选择性接合，由此实现不同的前进挡位。进一步，固定于定轴式变速齿轮组中间轴151上的齿轮183与套设在倒挡惰轮轴153上的齿轮182啮合，齿轮182进一步与套设在定轴式变速齿轮组输出轴152上的齿轮181啮合，并通过对应的换挡器19选择性接合至定轴式变速齿轮组输出轴152，由此实现倒挡。
[0044]本实施例的车辆离合器10与定轴式变速齿轮组所组成的车辆变速总成，不具有倍挡的功能，也就是说，它只是一个基础的“车辆离合器”，与其相连的定轴式变速齿轮组如果为N+1挡(意为N个前进挡，I个倒挡)，则整个变速总成只有N+1个挡位。
[0045]参见图2，图2是根据本实用新型第二实施例的车辆离合器的结构示意图。在本实施例中，车辆离合器20包括:连接发动机输出轴22与定轴式变速齿轮组输入轴23之间的复合式行星机构21，以及用于对复合式行星机构21中的元件进行控制，以使从发动机输出轴22输出的动力经复合式行星机构21传递至定轴式变速齿轮组输入轴23的控制机构24。
[0046]在本实施例中，复合式行星机构21由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成，并具体包括太阳轮216、第一齿圈215、第二齿圈211、第一行星轮212、第二行星轮214以及行星架213。第一行星轮212和第二行星轮214共用行星架213。第一行星轮212与太阳轮216外哨合,并与第一齿圈215内哨合。太阳轮216、第一行星轮212、第一齿圈215和行星架213构成一单行星排。第二行星轮214设置于第一行星轮212与第二齿圈211之间，并与第一行星轮212外哨合，同时与第二齿圈211内哨合。太阳轮216、第一行星轮212、第二行星轮214、第二齿圈211和行星架213进一步构成一双行星排。在本实施例中，行星架213由控制机构24进行控制。太阳轮216连接发动机输出轴22，第二齿圈211连接定轴式变速齿轮组输入轴23。
[0047]在本实施例中，控制机构24为一制动机构，例如干式制动器，且具体包括制动盘241以及制动钳242。制动盘241同轴固定在行星架213上，制动钳242用于对制动盘241进行选择性制动。通过上述制动机构对复合式行星机构21的控制，来达到动力的传递和切断。
[0048]当制动钳242松开，不约束制动盘241时，发动机输出轴22带动太阳轮216转动，由于第一行星轮212、行星架213、第二行星轮214以及第一齿圈215均处于自由状态，因此第二齿圈211处不输出动力，即为普通车辆离合器的“分离”状态。当控制机构24锁死行星架213时，发动机输出轴22输出的动力经太阳轮216、第一行星轮212、第二行星轮214传递至第二齿圈211，从而输入至定轴式变速齿轮组输入轴23，即为普通车辆离合器的“接合”状态。
[0049]第一与第二实施例仅是作为优选实施例对本实用新型进行示范性描述，本领域技术人员可以在上述复合式行星机构11和21的基础上设计出其他使用单制动机构的车辆离合器。理论上，只需将第一实施例的第一太阳轮115、第二太阳轮116、齿圈111以及行星架113或者将第二实施例的太阳轮216、第一齿圈215、第二齿圈211以及行星架213中的任意两个分别与发动机输出轴和定轴式变速齿轮组输入轴进行连接，而利用制动机构对其他任意一元件进行制动均可以实现发动机输出轴至定轴式变速齿轮组输入轴的动力传输。
[0050]参见图3，图3是根据本实用新型第三实施例的车辆离合器的结构示意图。在本实施例中，车辆离合器30包括连接于发动机输出轴32与定轴式变速齿轮组输入轴33之间的复合式行星机构31，以及用于对复合式行星机构31中的元件进行控制，以使从发动机输出轴32输出的动力经复合式行星机构31传递至定轴式变速齿轮组输入轴33的控制机构34。
[0051]复合式行星机构31由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成，并具体包括第一太阳轮315、第二太阳轮316、第一行星轮312、第二行星轮314、齿圈311以及行星架313，其具体结构与图1所示的第一实施例类似，在此不再赘述。
[0052]在本实施例中，控制机构34包括一个制动机构341和一个离合机构342。具体的，制动机构341与第一实施例中的制动机构141相同，离合机构342包括分别设置在两个不同部件上的主动件以及从动件，当离合机构342的主动件和从动件接合时，离合机构带动其所控制的两个部件同步转动。
[0053]在本实施例中，第一太阳轮315由制动机构341与离合机构342控制，具体离合机构342将第一太阳轮315选择性结合至发动机输出轴32,制动机构341则对第一太阳轮315进行选择性制动。此外，第二太阳轮316连接发动机输出轴32，齿圈311连接定轴式变速齿轮组输入轴33。
[0054]当离合机构342与制动机构341都分离时，发动机输出轴32带动第二太阳轮316转动。此时，由于第二行星轮314、行星架313、第一行星轮312以及第一太阳轮315均处于自由状态，从而齿圈311处不输出动力，即为普通车辆离合器的“分离”状态。当离合机构342分离、制动机构341锁死第一太阳轮315时，发动机输出轴32输入的动力经第二太阳轮316、第二行星轮314、第一行星轮312传递到齿圈311上，从而以第一速度比输出至定轴式变速齿轮组输入轴33。当离合机构342接合、制动机构341分离时，发动机输出轴32输入的动力同时等速传递至第二太阳轮316与第一太阳轮315，第二太阳轮316、第一太阳轮315、第二行星轮314、第一行星轮312以及行星架313相互锁死，进而以第二速度比带动齿圈311转动，以使发动机输出轴32输入的动力以第二速度比输出至定轴式变速齿轮组输入轴33。上述两种情况即为普通车辆离合器的“接合”状态。同样的，在本实施例中，也可实现普通车辆离合器的半离合状态。只需在以第一速度比输出动力时控制制动机构341的制动盘与制动钳之间打滑，或者在以第二速度比输出动力时控制离合机构342的主动件和从动件之间打滑即可。在本实施例中，当作为起步离合器使用时，优选通过制动机构341控制复合式行星机构31来传输动力。
[0055]参见图4，图4是根据本实用新型第四实施例的车辆离合器的结构示意图。在本实施例中，车辆离合器40包括连接于发动机输出轴42与定轴式变速齿轮组输入轴43之间的复合式行星机构41，以及用于对复合式行星机构41中的元件进行控制，以使从发动机输出轴42输出的动力经复合式行星机构41传递至定轴式变速齿轮组输入轴43的控制机构44。
[0056]复合式行星机构41由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成，并具体包括太阳轮416、第一齿圈415、第二齿圈411、第一行星轮412、第二行星轮414以及行星架413，其具体结构与图2所示的第二实施例类似，在此不再赘述。
[0057]在本实施例中，控制机构44包括一个制动机构441和一个离合机构442。具体的，制动机构441和离合机构442与上述实施例中的制动机构和离合机构相同，此处不再赘述。行星架413由制动机构441进行控制，具体来说由制动机构441进行选择性制动。第一齿圈415由离合机构442进行控制，具体由离合机构442选择性接合至发动机输出轴42。太阳轮416连接发动机输出轴42，第二齿圈411连接定轴式变速齿轮组输入轴43。
[0058]当离合机构442与制动机构441都分离时，发动机输出轴42带动太阳轮416转动，由于第一行星轮412、行星架413、第二行星轮414以及第一齿圈415均处于自由状态，因此第二齿圈411处不输出动力，即为普通车辆离合器的“分离”状态。当离合机构442分离、制动机构441锁死行星架413时,发动机输出轴42只带动太阳轮416转动,此时动力经太阳轮416、第一行星轮412、第二行星轮414传递到第二齿圈411，从而以第一速度比输出至定轴式变速齿轮组输入轴43。当离合机构442接合、制动机构441分离时，发动机输出轴42带动太阳轮416与第一齿圈415同时等速转动，太阳轮416、第一齿圈415、第二行星轮414、第一行星轮412以及行星架413相互锁死，从而以第二速度比传动第二齿圈411转动，以使得发动机输出轴42的输出动力以第二速度比输出至定轴式变速齿轮组输入轴43。上述两种情况即为普通车辆离合器的“接合”状态。同样的，在本实施例中，也可实现普通车辆离合器的半离合状态。只需在以第一速度比输出动力时控制制动机构441的制动盘与制动钳之间打滑，或者在以第二速度比输出动力时控制离合机构442的主动件和从动件之间打滑即可即可。在作为起步离合器使用时，优选通过制动机构441控制复合式行星机构41来传输动力。
[0059]由第三和第四实施例可知，在存在一个离合机构以及一个制动机构时，通过制动机构的制动且离合机构的分离使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第一速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴；并通过离合机构的接合且制动机构的分离使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第二速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴。第三与第四实施例仅是作为优选实施例对本实用新型进行示范性描述，本领域技术人员可以在上述复合式行星机构31和41的基础上设计出其他使用单制动机构和单离合机构的车辆离合器。理论上，只需利用离合机构将上述复合式行星机构31和41的两个元件同时接合至发动机输出轴或定轴式变速齿轮组输入轴均可以实现发动机输出轴至定轴式变速齿轮组输入轴的动力传输。
[0060]车辆离合器30和40与定轴式变速齿轮组所组成的车辆变速总成，“车辆离合器”具有倍挡(M=2)的功能，也就是说，与其相连的定轴式变速齿轮组如果为N+1挡(意为N个前进挡，I个倒挡)，则理论上，整个变速总成可以有2X (N+1)个挡位。
[0061]更具体地说，因为在第三实施例和第四实施例中的“行星机构车辆离合器”既有普通“车辆离合器”的起步、换挡功能，又具有“倍挡(M=2)”的功能，所以要实现8个前进挡的车辆变速总成，那就只需要与其连接一个具有N+1 (N=4)对齿轮组的定轴式变速齿轮组。
[0062]参见图5，图5是根据本实用新型第五实施例的车辆离合器的结构示意图。在本实施例中，车辆离合器50包括连接于发动机输出轴52与定轴式变速齿轮组输入轴53之间的复合式行星机构51，以及用于对复合式行星机构51中的元件进行控制，以使从发动机输出轴52输出的动力经复合式行星机构51传递至定轴式变速齿轮组输入轴53的控制机构54。
[0063]复合式行星机构51由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成，并具体包括第一太阳轮515、第二太阳轮516、第一行星轮512、第二行星轮514、齿圈511以及行星架513，其具体结构与图1所示的第一实施例类似，在此不再赘述。
[0064]在本实施例中，控制机构54包括一个制动机构541和第一离合机构542与第二离合机构543。第一太阳轮515由制动机构541控制，具体由制动机构541进行选择性制动。第二太阳轮516由第一离合机构542控制，具体由第一离合机构542选择性接合至发动机输出轴52，行星架513由第二离合机构543控制，具体由第二离合机构543选择性接合至发动机输出轴52。齿圈511连接定轴式变速齿轮组输入轴53。
[0065]当第一离合机构542以及第二离合机构543都处于分离状态时，复合式行星机构51无法接入发动机输出轴52输出的动力，从而齿圈511处不输出动力，即为普通车辆离合器的“分离”状态。当第一离合机构542接合，制动机构541制动，同时第二离合机构543处于分离状态时，发动机输出轴52输出的动力经第一离合机构542传递至第二太阳轮516。而由于制动机构541锁死第一太阳轮515，动力经第二太阳轮516、第二行星轮514、第一行星轮512后以第一速度比输出至齿圈511,从而使发动机输出轴52输出的动力经复合式行星机构51以第一速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴53。当第二离合机构543接合，制动机构541制动，同时第一离合机构542处于分离状态时,发动机输出轴52输出的动力经第二离合机构543传递至行星架513。同样由于制动机构541锁死第一太阳轮515,动力经行星架513、第一行星轮512后以第二速度比输出至齿圈511，从而使发动机输出轴52输出的动力经复合式行星机构51以第二速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴53。当第一离合机构542与第二离合机构543都接合，同时制动机构541处于分离状态时,发动机输出轴52输出的动力通过第一离合机构542与第二离合机构543同时等速传递至第二太阳轮516与行星架513。此时，第二太阳轮516、第二行星轮514、行星架513、第一行星轮512相互锁死，进而以第三速度比带动齿圈511转动，从而使发动机输出轴52输出的动力经复合式行星机构51以第三速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴53。上述三种状态相当于普通车辆离合器的“接合”状态。另外，当第一离合机构542或第二离合机构543接合，但制动机构541中的制动钳(未标示)制动并不锁死制动盘(未标示)时，制动钳与制动盘之间打滑，相当于普通车辆离合器的“半离合”状态，此时仍可传递部分发动机的动力。当然也可以通过控制第一离合机构542和/或第二离合机构543的主动件和从动件之间打滑来实现“半离合”状态。在作为起步离合器使用时，优选使用第一离合机构542与制动机构541配合来控制复合式行星机构51传输动力。
[0066]本实施例的车辆离合器50与定轴式变速齿轮组所组成的车辆变速总成，“车辆离合器”具有倍挡(M=3)的功能，也就是说，与其相连的定轴式变速齿轮组如果为N+1挡(意为N个前进挡，I个倒挡)，则理论上，整个变速总成可以有3X (N+1)个挡位。
[0067]更具体地说，因为本实施例中的“行星机构车辆离合器”既有普通“车辆离合器”的起步、换挡功能，又具有“倍挡(M=3)”的功能，所以要实现9个前进挡的车辆变速总成，那就只需要与其连接一个具有N+1 (N=3)对齿轮组的定轴式变速齿轮组。
[0068]此种变速总成与9AT相比，同样从I挡升至9挡，其换挡时间基本一样，换挡品质也基本一样。而制造成本和变速总成复杂程度远远低于9挡AT。
[0069]参见图6，图6是根据本实用新型第六实施例的车辆离合器的结构示意图。在本实施例中，车辆离合器60包括连接于发动机输出轴62与定轴式变速齿轮组输入轴63之间的复合式行星机构61，以及用于对复合式行星机构61中的元件进行控制，以使从发动机输出轴62输出的动力经复合式行星机构61传递至定轴式变速齿轮组输入轴63的控制机构64。
[0070]复合式行星机构61由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成，并具体包括第一太阳轮615、第二太阳轮616、第一行星轮612、第二行星轮614、齿圈611以及行星架613，其具体结构与图1所示的第一实施例类似，在此不再赘述。
[0071]与第五实施例所类似，在本实施例中，控制机构64包括第一离合机构642、第二离合机构643以及制动机构641组成。但与第五实施例所不同的是，在本实施例中，第一离合机构642控制第一太阳轮615，具体将第一太阳轮615选择性接合至发动机输出轴62，第二离合机构643控制第二太阳轮616,具体将第二太阳轮616选择性接合至发动机输出轴62,制动机构641控制齿圈611，具体对齿圈611进行选择性制动，而行星架613则连接定轴式变速齿轮组输入轴63。
[0072]当第一离合机构642以及第二离合机构643都处于分离状态时，复合式行星机构61无法接入发动机输出轴62输出的动力，从而行星架613处不输出动力，即为普通车辆离合器的“分离”状态。当第一离合机构642接合，制动机构641制动，同时第二离合机构643处于分离状态时，发动机输出轴62输出的动力经第一离合机构642传递至第一太阳轮615。由于制动机构641锁死齿圈611,动力经第一太阳轮615、第一行星轮612以及行星架613以第一速度比输出至定轴式变速齿轮组输入轴63。当第二离合机构643接合，制动机构641制动，同时第一离合机构642处于分离状态时,发动机输出轴62输出的动力经第二离合机构643传递至第二太阳轮616。由于制动机构641锁死齿圈611，动力经第二太阳轮616、第二行星轮614、第一行星轮612以及行星架613以第二速度比输出至定轴式变速齿轮组输入轴43。当第一离合机构642与第二离合机构643都接合，同时制动机构641处于分离状态时，发动机输出轴62输出的动力通过第一离合机构642与第二离合机构643同时等速传递至第一太阳轮615与第二太阳轮616。此时,第一太阳轮615、第二太阳轮616、第一行星轮612与第二行星轮614相互锁死，进而带动行星架613以第三速度比转动，从而使发动机输出轴62输出的动力经复合式行星机构61以第三速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴43。上述三种状态相当于普通车辆离合器的“接合”状态。在作为起步离合器使用时，优选通过第二离合机构643和制动机构641来控制复合式行星机构61传输动力。
[0073]参见图7，图7是根据本实用新型第七实施例的车辆离合器的结构示意图。在本实施例中，车辆离合器70包括连接于发动机输出轴72与定轴式变速齿轮组输入轴73之间的复合式行星机构71，以及用于对复合式行星机构71中的元件进行控制，以使从发动机输出轴72输出的动力经复合式行星机构71传递至定轴式变速齿轮组输入轴73的控制机构74。
[0074]复合式行星机构71由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成，并具体包括太阳轮716、第一齿圈715、第二齿圈711、第一行星轮712、第二行星轮714以及行星架713，其具体结构与图2所示的第二实施例类似，在此不再赘述。
[0075]在本实施例中，控制机构74包括一个制动机构741和两个离合机构742、743。行星架713由第二离合机构743控制，具体由第二离合机构743选择性接合至发动机输出轴72，太阳轮716由第一离合机构742控制，具体由第一离合机构742选择性接合至发动机输出轴72，第一齿圈715由制动机构741控制，具体由制动机构741进行选择性制动。第二齿圈711连接定轴式变速齿轮组输入轴73。
[0076]在第一离合机构742及第二离合机构743都处于分离状态时，发动机输出轴72无法向复合式行星机构71输出动力，从而第二齿圈711处不输出动力，即为普通车辆离合器的“分离”状态。当第一离合机构742接合、制动机构741制动，同时第二离合机构743处于分离状态时，发动机输出轴72输出的动力经由第一离合机构742传递至太阳轮716。由于制动机构741锁死第一齿圈715,发动机输出轴72输出的动力经太阳轮716、第一行星轮712以及第二行星轮714后以第一速度比传递至第二齿圈711，从而使发动机输出轴72输出的动力经复合式行星机构71以第一速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴73。当第二离合机构743接合、制动机构741制动，同时第一离合机构742处于分离状态时，发动机输出轴72输出的动力经由第二离合机构743传递至行星架713。同样由于制动机构741锁死第一齿圈715，发动机输出轴72输出的动力经行星架713、第一行星轮712以及第二行星轮714后以第二速度比传递至第二齿圈711，从而使发动机输出轴72输出的动力经复合式行星机构71以第二速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴73。当第一离合机构742与第二离合机构743都接合，同时制动机构741处于分离状态时,发动机输出轴72输出的动力经第一离合机构742与第二离合机构743等速传递至太阳轮716与行星架713。此时，太阳轮716、第一行星轮712、第二行星轮714以及行星架713相互锁死，进而以第三速度带动第二齿圈711转动，从而使发动机输出轴72输出的动力经复合式行星机构71以第三速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴73。上述三种状态相当于普通车辆离合器的“接合”状态。在作为起步离合器使用时，优选通过第一离合机构742和制动机构741来控制复合式行星机构71传输动力。
[0077]由第五、第六与第七实施例可知，在存在两个离合机构以及一个制动机构时，通过两个离合机构分别与制动机构配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第一速度比和第二速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴，且通过两个离合机构之间的配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第三速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴。第五、第六与第七实施例仅是作为优选实施例对本实用新型进行示范性描述，理论上来说，只需确保第五实施例中的第一太阳轮515、第二太阳轮516、行星架513、齿圈511或者第六实施例中的第一太阳轮615、第二太阳轮616、行星架613、齿圈611或者第七实施例中的太阳轮716、第一齿圈715、第二齿圈711、行星架713中的任意三个元件分别由上述一个和两个离合机构进行控制，而剩余一个元件连接发动机输出轴均可以实现上述功能。需要注意的是，由于本实用新型的车辆离合器是作为独立的车辆离合器使用，因此在上述实施例中，第五实施例与第七实施例中，以第一速度比、第二速度比和第三速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴的动力与发动机输出轴输出的动力为同向转动，第六实施例中，以第一速度比与第三速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴的动力与发动机输出轴输出的动力为同向转动，以第二速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴的动力与发动机输出轴输出的动力为反向转动。
[0078]参见图8，图8是根据本实用新型第八实施例的车辆离合器的结构示意图。在本实施例中，车辆离合器80包括连接于发动机输出轴82与定轴式变速齿轮组输入轴83之间的复合式行星机构81，以及用于对复合式行星机构81中的元件进行控制，以使从发动机输出轴82输出的动力经复合式行星机构81传递至定轴式变速齿轮组输入轴83的控制机构84。
[0079]复合式行星机构81由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成，并具体包括第一太阳轮815、第二太阳轮816、第一行星轮812、第二行星轮814、齿圈811以及行星架813，其具体结构与图1所示的第一实施例类似，在此不再赘述。
[0080]在本实施例中，控制机构84包括两个制动机构841、842和两个离合机构843、844。具体的，两个制动机构包括第一制动机构841以及第二制动机构842，两个离合机构包括第一离合机构843以及第二离合机构844。制动机构与离合机构的结构如上述实施例，此处不再赘述。
[0081]在本实施例中，第一太阳轮815由第一制动机构841控制，具体由第一制动机构841进行选择性制动，第二太阳轮816由第一离合机构843控制，具体由第一离合机构843选择性接合至发动机输出轴82，行星架813由第二离合机构844与第二制动机构842控制，具体由第二制动机构842进行选择性制动，并由第二离合机构844选择性接合至发动机输出轴82。齿圈811连接定轴式变速齿轮组输入轴83。
[0082]当第一离合机构843以及第二离合机构844都处于分离状态时，复合式行星机构81无法接入发动机输出轴82输出的动力，从而齿圈811处不输出动力，即为普通车辆离合器的“分离”状态。当第一离合机构843接合、第一制动机构841制动，同时其他离合机构与制动机构处于分离状态时，发动机输出轴82输出的动力经第一离合机构843传递至第二太阳轮816。由于第一制动机构841锁死第一太阳轮815,动力经第二太阳轮816、第二行星轮814、第一行星轮812后以第一速度比输出至齿圈811,从而使发动机输出轴82输出的动力经复合式行星机构81以第一速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴83。当第二离合机构844接合、第一制动机构841制动，同时其他离合机构与制动机构处于分离状态时，发动机输出轴82输出的动力经第二离合机构844传递至行星架813。同样由于第一制动机构841锁死第一太阳轮815，动力经行星架813、第一行星轮812后以第二速度比输出至齿圈811，从而使发动机输出轴82输出的动力经复合式行星机构81以第二速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴83。当第一离合机构843接合、第二制动机构842制动，同时其他离合机构与制动机构处于分离状态时，发动机输出轴82输出的动力经第一离合机构843传递至第二太阳轮816。而由于行星架813被第二制动机构842锁死，因此动力经第二太阳轮816、第二行星轮814、第一行星轮812后以第三速度比输出至齿圈811，从而使发动机输出轴82输出的动力经复合式行星机构81以第三速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴83。当第一离合机构843与第二离合机构844都接合，同时制动机构841、842处于分离状态时，发动机输出轴82输出的动力通过第一离合机构843与第二离合机构844同时等速传递至第二太阳轮816与行星架813。此时，第二太阳轮816、第二行星轮814、第一行星轮812与行星架813相互锁死，进而以第四速度比带动齿圈811转动，从而使发动机输出轴82输出的动力经复合式行星机构81以第四速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴83。上述四种状态相当于普通车辆离合器的“接合”状态。其中，以第一速度比、第二速度比、第三速度比与第四速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴的动力与发动机输出轴输出的动力为同向转动。在作为起步离合器使用时，优选通过第一离合机构843和第一制动机构841来控制复合式行星机构81传输动力。
[0083]参见图9，图9是根据本实用新型第九实施例的车辆离合器的结构示意图。在本实施例中，车辆离合器9包括连接于发动机输出轴92与定轴式变速齿轮组输入轴93之间的复合式行星机构91，以及用于对复合式行星机构91中的元件进行控制，以使从发动机输出轴92输出的动力经复合式行星机构91传递至定轴式变速齿轮组输入轴93的控制机构94。
[0084]复合式行星机构91由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成，并具体包括太阳轮916、第一齿圈915、第二齿圈911、第一行星轮912、第二行星轮914以及行星架913，其具体结构与图2所示的第二实施例类似，在此不再赘述。
[0085]在本实施例中，控制机构94包括两个制动机构941、942和两个离合机构943、944组成。具体的，两个制动机构941、942包括第一制动机构941以及第二制动机构942，两个离合机构943、944包括第一离合机构943以及第二离合机构944。制动机构与离合机构的结构如上述实施例，此处不再赘述。
[0086]行星架913由第二制动机构942与第二离合机构944控制，具体由第二制动机构942进行选择性制动，并由第二离合机构944选择性接合至发动机输出轴92，太阳轮916由第一离合机构943控制,具体由第一离合机构943选择性接合至发动机输出轴92,第一齿圈915由第一制动机构941控制，具体由第一制动机构941进行选择性制动。第二齿圈911连接定轴式变速齿轮组输入轴93。
[0087]在第一离合机构943及第二离合机构944都处于分离状态时，发动机输出轴92无法向复合式行星机构91输出动力，从而第二齿圈911处不输出动力，即为普通车辆离合器的“分离”状态。当第一离合机构943接合、第一制动机构941制动，同时其他离合机构与制动机构处于分离状态时，发动机输出轴92输出的动力经由第一离合机构943传递至太阳轮916。而由于第一制动机构941锁死第一齿圈915,发动机输出轴92输出的动力经太阳轮916、第一行星轮912以及第二行星轮914后以第一速度比传递至第二齿圈911，从而使发动机输出轴92输出的动力经复合式行星机构91以第一速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴93。当第二离合机构944接合、第一制动机构941制动，同时其他离合机构与制动机构处于分离状态时，发动机输出轴92输出的动力经由第二离合机构944传递至行星架913。同样由于第一制动机构941锁死第一齿圈915,发动机输出轴92输出的动力经行星架913、第一行星轮912以及第二行星轮914后以第二速度比传递至第二齿圈911，从而使发动机输出轴92输出的动力经复合式行星机构91以第二速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴93。当第一离合机构943接合、第二制动机构942制动，同时其他离合机构与制动机构处于分离状态时，发动机输出轴92输出的动力经由第一离合机构943传递至太阳轮916。由于第二制动机构942锁死行星架913，因此发动机输出轴92输出的动力经太阳轮916、第一行星轮912以及第二行星轮914后以第三速度比传递至第二齿圈911，从而使发动机输出轴92输出的动力经复合式行星机构91以第三速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴93。当第一离合机构943与第二离合机构944都接合，同时制动机构941、942处于分离状态时，发动机输出轴92输出的动力经第一离合机构943与第二离合机构944等速传递至太阳轮916与行星架913。此时，太阳轮916、第一行星轮912、行星架913、第二行星轮914相互锁死，进而以第四速度比带动第二齿圈911转动，从而使发动机输出轴92输出的动力经复合式行星机构91以第四速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴93。上述四种状态相当于普通车辆离合器的“接合”状态。其中，以第一速度比、第二速度比、第三速度比与第四速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴的动力与发动机输出轴输出的动力为同向转动。
[0088]参见图10，图10是根据本实用新型第十实施例的车辆离合器的结构示意图。在本实施例中，车辆离合器100包括连接于发动机输出轴1020与定轴式变速齿轮组输入轴1030之间的复合式行星机构1010，以及用于对复合式行星机构1010中的元件进行控制，以使从发动机输出轴1020输出的动力经复合式行星机构1010传递至定轴式变速齿轮组输入轴1030的控制机构1040。
[0089]复合式行星机构1010由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成，并具体包括第一太阳轮1015、第二太阳轮1016、第一行星轮1012、第二行星轮1014、齿圈1011以及行星架1013，其具体结构与图1所示的第一实施例类似，在此不再赘述。
[0090]在本实施例中，控制机构1040包括两个制动机构1041、1042和两个离合机构1043、1045。在本实施例中，第一太阳轮1015由第一制动机构1041和第二离合机构1045控制，具体由第一制动机构1041进行选择性制动，并由第二离合机构1045选择性接合至发动机输出轴1020。第二太阳轮1016由第一离合机构1043控制，具体由第一离合机构1043选择性接合至发动机输出轴1020。行星架1013由第二制动机构1042控制，具体由第二制动机构1042进行选择性制动。齿圈1011连接定轴式变速齿轮组输入轴1030。
[0091]当第一离合机构1043以及第二离合机构1045都处于分离状态时，复合式行星机构1010无法接入发动机输出轴1020输出的动力，从而齿圈1011处不输出动力，即为普通车辆离合器的“分离”状态。当第一离合机构1043接合、第二制动机构1042制动，同时其他离合机构与制动机构处于分离状态时，发动机输出轴1020输出的动力经第一离合机构1043传递至第二太阳轮1016。而由于行星架1013被第二制动机构1042锁死，因此动力经第二太阳轮1016、第二行星轮1014、第一行星轮1012后以第一速度比输出至齿圈1011，从而使发动机输出轴1020输出的动力经复合式行星机构1010以第一速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴1030。当第二离合机构1045接合、第二制动机构1042制动，同时其他离合机构与制动机构处于分离状态时，发动机输出轴1020输出的动力传递至第一太阳轮
1015。而由于第二制动机构1042锁死行星架1013，因此动力经第一太阳轮1015和第一行星轮1012以第二速度比输出至齿圈1011，从而使发动机输出轴1020输出的动力经复合式行星机构1010以第二速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴1030。当第一离合机构1043接合、第一制动机构1041制动，同时其他离合机构与制动机构处于分离状态时，发动机输出轴1020输出的动力经第一离合机构1043传递至第二太阳轮1016。而由于第一制动机构1041锁死第一太阳轮1015，动力经第二太阳轮1016、第二行星轮1014、第一行星轮1012后以第三速度比输出至齿圈1011，从而使发动机输出轴1020输出的动力经复合式行星机构1010以第三速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴1030。当第一离合机构1043与第二离合机构1045都接合，同时制动机构均处于分离状态时,发动机输出轴1020输出的动力通过第一离合机构1043与第二离合机构1045同时等速传递至第二太阳轮1015与第二太阳轮
1016。此时，行星架1013、第二行星轮1014、第一行星轮1012相互锁死，进而以第四速度比带动齿圈1011转动，从而使发动机输出轴1020输出的动力经复合式行星机构1010以第四速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴1030。
[0092]上述四种状态相当于普通车辆离合器的“接合”状态。其中，以第一速度比、第三速度比与第四速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴的动力与发动机输出轴输出的动力为同向转动，以第二速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴的动力与发动机输出轴输出的动力为反向转动。
[0093]参见图11，图11是根据本实用新型第十一实施例的车辆离合器的结构示意图。在本实施例中，车辆离合器110包括连接于发动机输出轴1120与定轴式变速齿轮组输入轴1130之间的复合式行星机构1110，以及用于对复合式行星机构1110中的元件进行控制，以使从发动机输出轴1120输出的动力经复合式行星机构1110传递至定轴式变速齿轮组输入轴1130的控制机构1140。
[0094]复合式行星机构1110由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成，并具体包括太阳轮1116、第一齿圈1115、第二齿圈1111、第一行星轮1112、第二行星轮1114以及行星架1113，具体与图2所示的第二实施例类似，在此不再赘述。
[0095]在本实施例中，控制机构1140由两个制动机构1141、1142和两个离合机构1143、1145组成。具体的，制动机构1141、1142包括第一制动机构1141以及第二制动机构1142，离合机构1143、1145包括第一离合机构1143以及第二离合机构1145。
[0096]太阳轮1116由第一离合机构1143控制，具体由第一离合机构1143选择性接合至发动机输出轴1120,第一齿圈1115由第一制动机构1141与第二离合机构1145控制,具体由第二离合机构1145选择性结合至发动机输出轴1120，并由第一制动机构1141进行选择性制动，行星架1113由第二制动机构1142控制，具体由第二制动机构1142进行选择性制动。第二齿圈1111连接定轴式变速齿轮组输入轴1130。
[0097]在第一离合机构1143以及第二离合机构1145都处于分离状态时，发动机输出轴1120无法向复合式行星机构1110输出动力，从而第二齿圈1111处不输出动力，即为普通车辆离合器的“分离”状态。当第一离合机构1143接合、第二制动机构1142制动，同时其他离合机构与制动机构处于分离状态时，发动机输出轴1120输出的动力经由第一离合机构1143传递至太阳轮1116。而由于第二制动机构1142锁死行星架1113，因此发动机输出轴1120输出的动力经太阳轮1116、第一行星轮1112以及第二行星轮1114后以第一速度比传递至第二齿圈1111，从而使发动机输出轴1120输出的动力经复合式行星机构1110以第一速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴1130。当第二离合机构1145接合、第二制动机构1142制动，同时其他离合机构与制动机构处于分离状态时，发动机输出轴1120输出的动力经第二离合机构1145传递至第一齿圈1115中。而由于第二制动机构1142锁死行星架1113。动力经第一齿圈1115、第一行星轮1112、第二行星轮1114以第二速度比输出至第二齿圈1111，从而使发动机输出轴1120输出的动力经复合式行星机构1110以第二速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴1130。当第一离合机构1143接合、第一制动机构1141制动，同时其他离合机构与制动机构处于分离状态时，发动机输出轴1120输出的动力经由第一离合机构1143传递至太阳轮1116。由于第一制动机构1141锁死第一齿圈1115,发动机输出轴1120输出的动力经太阳轮1116、第一行星轮1112以及第二行星轮1114后以第三速度比传递至第二齿圈1111，从而使发动机输出轴1120输出的动力经复合式行星机构1110以第三速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴1130。当第一离合机构1143与第二离合机构1145都接合，同时其他离合机构与制动机构处于分离状态时,发动机输出轴1120输出的动力经第一离合机构1143与第二离合机构1145等速传递至太阳轮1116与第一齿圈1115。此时，太阳轮1116、行星架1113、第一行星轮1112和第二行星轮1114相互锁死，进而以第四速度比带动第二齿圈1111转动，从而使发动机输出轴1120输出的动力经复合式行星机构1110以第四速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴1130。
[0098]上述四种状态相当于普通车辆离合器的“接合”状态。其中，以第一速度比、第三速度比与第四速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴的动力与发动机输出轴输出的动力为同向转动，以第二速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴的动力与发动机输出轴输出的动力为反向转动。
[0099]由第八至第i^一实施例可知，在存在两个离合机构以及两个制动机构时，通过两个离合机构分别与两个制动机构中的一个配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第一速度比和第二速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴。两个离合机构中的一个与两个制动机构中的另一个配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第三速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴。且通过两个离合机构之间的配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第四速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴。第八至第十一实施例仅是作为优选实施例对本实用新型进行示范性描述，理论上来说，只需在第五至第七以及其他类似实施例中的由离合机构控制的元件上进一步增加一制动机构均可实现上述效果。
[0100]参见图12，图12是根据本实用新型第十二实施例的车辆离合器的结构示意图。在本实施例中，车辆离合器120包括连接于发动机输出轴1220与定轴式变速齿轮组输入轴1230之间的复合式行星机构1210，以及用于对复合式行星机构1210中的元件进行控制，以使从发动机输出轴1220输出的动力经复合式行星机构1210传递至定轴式变速齿轮组输入轴1230的控制机构1240。
[0101]复合式行星机构1210由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成，并具体包括第一太阳轮1215、第二太阳轮1216、第一行星轮1212、第二行星轮1214、齿圈1211以及行星架1213，其具体结构与图1所示的第一实施例类似，在此不再赘述。
[0102]在本实施例中，控制机构1240由两个制动机构1241、1242和三个离合机构1243、1244、1245组成。具体的，两个制动机构1241、1242包括第一制动机构1241以及第二制动机构1242，离合机构1243、1244、1245包括第一离合机构1243、第二离合机构1244以及第三离合机构1245。
[0103]在本实施例中，第一太阳轮1215由第一制动机构1241和第三离合机构1245控制，具体由第一制动机构1241进行选择性制动，并由第三离合机构1245选择性接合至发动机输出轴1220。第二太阳轮1216由第一离合机构1243控制，具体由第一离合机构1243选择性接合至发动机输出轴1220。行星架1213由第二离合机构1244与第二制动机构1242控制，具体由第二制动机构1242进行选择性制动，并由第二离合机构1244选择性接合至发动机输出轴1220。齿圈1211连接定轴式变速齿轮组输入轴1230。
[0104]当第一离合机构1243、第二离合机构1244以及第三离合机构1245都处于分离状态时，复合式行星机构1210无发接入发动机输出轴1220输出的动力，从而齿圈1211处不输出动力，即为普通车辆离合器的“分离”状态。当第一离合机构1243接合、第一制动机构1241制动，同时其他离合机构与制动机构处于分离状态时，发动机输出轴1220输出的动力经第一离合机构1243传递至第二太阳轮1216。而由于第一制动机构1241锁死第一太阳轮1215，动力经第二太阳轮1216、第二行星轮1214、第一行星轮1212后以第一速度比输出至齿圈1211，从而使发动机输出轴1220输出的动力经复合式行星机构1210以第一速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴1230。当第二离合机构1244接合、第一制动机构1241制动，同时其他离合机构与制动机构处于分离状态时，发动机输出轴1220输出的动力经第二离合机构1244传递至行星架1213。同样由于第一制动机构1241锁死第一太阳轮1215,动力经行星架1213、第一行星轮1212后以第二速度比输出至齿圈1211，从而使发动机输出轴1220输出的动力经复合式行星机构1210以第二速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴1230。当第一离合机构1243接合、第二制动机构1242制动，同时其他离合机构与制动机构处于分离状态时，发动机输出轴1220输出的动力经第一离合机构1243传递至第二太阳轮1216。而由于行星架1213被第二制动机构1242锁死，因此动力经第二太阳轮1216、第二行星轮1214、第一行星轮1212后以第三速度比输出至齿圈1211，从而使发动机输出轴1220输出的动力经复合式行星机构1210以第三速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴1230。当第三离合机构1245接合、第二制动机构1242制动，同时其他离合机构与制动机构处于分离状态时，发动机输出轴1220输出的动力传递至第一太阳轮1215。而由于第二制动机构1242锁死行星架1213，因此动力经第一太阳轮1215和第一行星轮1212以第四速度比输出至齿圈1211，从而使发动机输出轴1220输出的动力经复合式行星机构1210以第四速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴1230。当第一离合机构1243、第二离合机构1244和第三离合机构1245之中的任意二者接合，同时其他离合机构与制动机构处于分离状态时，此时，第二太阳轮1216、行星架1213、第二行星轮1214、第一行星轮1212锁死，进而以第五速度比带动齿圈1211转动，从而使发动机输出轴1220输出的动力经复合式行星机构1210以第五速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴1230。上述五种状态相当于普通车辆离合器的“接合”状态。其中，以第一速度比、第二速度比、第三速度比与第五速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴的动力与发动机输出轴输出的动力为同向转动，以第四速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴的动力与发动机输出轴输出的动力为反向转动。
[0105]参见图13，图13是根据本实用新型第十三实施例的车辆离合器的结构示意图。在本实施例中，车辆离合器130包括连接于发动机输出轴1320与定轴式变速齿轮组输入轴1330之间的复合式行星机构1310，以及用于对复合式行星机构1310中的元件进行控制，以使从发动机输出轴1320输出的动力经复合式行星机构1310传递至定轴式变速齿轮组输入轴1330的控制机构1340。
[0106]复合式行星机构1310由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成，并具体包括太阳轮1316、第一齿圈1315、第二齿圈1311、第一行星轮1312、第二行星轮1314以及行星架1313，具体与图2所示第二实施例类似，在此不再赘述。
[0107]在本实施例中，控制机构1340由两个制动机构1341、1342和三个离合机构1343、1344、1345组成。具体的，制动机构1341、1342包括第一制动机构1341以及第二制动机构1342，离合机构1343、1344、1345包括第一离合机构1343、第二离合机构1344以及第三离合机构1345。太阳轮1316由第一离合机构1343控制，具体由第一离合机构1343选择性接合至发动机输出轴1320，第一齿圈1315由第一制动机构1341与第三离合机构1345控制，具体由第三离合机构1345选择性结合至发动机输出轴1320,并由第一制动机构1341进行选择性制动，行星架1313由第二制动机构1342与第二离合机构1344控制，具体由第二离合机构1344选择性结合至发动机输出轴1320，并由第二制动机构1342进行选择性制动。第二齿圈1311连接定轴式变速齿轮组输入轴1330。
[0108]在第一离合机构1343、第二离合机构1344以及第三离合机构1345都处于分离状态时，发动机输出轴1320无法向复合式行星机构1310输出动力，从而第二齿圈1311处不输出动力，即为普通车辆离合器的“分离”状态。当第一离合机构1343接合，第一制动机构1341制动，同时其他离合机构与制动机构处于分离状态时，发动机输出轴1320输出的动力经由第一离合机构1343传递至太阳轮1316。由于第一制动机构1341锁死第一齿圈1315,发动机输出轴1320输出的动力经太阳轮1316、第一行星轮1312以及第二行星轮1314后以第一速度比传递至第二齿圈1311，从而使发动机输出轴1320输出的动力经复合式行星机构1310以第一速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴1330。当第二离合机构1344接合、第一制动机构1341制动，同时其他离合机构与制动机构处于分离状态时,发动机输出轴1320输出的动力经由第二离合机构1344传递至行星架1313。同样由于第一制动机构1341锁死第一齿圈1315，发动机输出轴1320输出的动力经行星架1313以及第一行星轮1312、第二行星轮1314后以第二速度比传递至第二齿圈1311，从而使发动机输出轴1320输出的动力经复合式行星机构1310以第二速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴1330。当第一离合机构1343接合，第二制动机构1342制动，同时其他离合机构与制动机构处于分离状态时，发动机输出轴1320输出的动力经由第一离合机构1343传递至太阳轮1316。而由于第二制动机构1342锁死行星架1313，因此发动机输出轴1320输出的动力经太阳轮1316、第一行星轮1312以及第二行星轮1314后以第三速度比传递至第二齿圈1311，从而使发动机输出轴1320输出的动力经复合式行星机构1310以第三速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴1330。当第三离合机构1345接合、第二制动机构1342制动，同时其他离合机构与制动机构处于分离状态时，发动机输出轴132输出的动力经第三离合机构1345传递至第一齿圈1315中。而由于第二制动机构1342锁死行星架1313，动力经第一齿圈1315、第一行星轮1312、第二行星轮1314以第四速度比输出至第二齿圈1311，从而使发动机输出轴1320输出的动力经复合式行星机构1310以第四速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴1330。当第一离合机构1343、第二离合机构1344和第三离合机构1345中的任意二者接合，太阳轮1316、行星架1313、第一行星轮1312和第二行星轮1314相互锁死，进而以第五速度比带动第二齿圈1311转动，从而使发动机输出轴1320输出的动力经复合式行星机构1310以第五速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴1330。
[0109]上述五种状态相当于普通车辆离合器的“接合”状态。其中，以第一速度比、第二速度比、第三速度比与第五速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴的动力与发动机输出轴输出的动力为同向转动，以第四速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴的动力与发动机输出轴输出的动力为反向转动。
[0110]由第十二至第十三实施例可知，在存在三个离合机构以及两个制动机构时，通过三个离合机构中的第一和第二离合机构分别与两个制动机构中的第一制动机构配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第一速度比和第二速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴，通过三个离合机构中的第一和第三离合机构分别与两个制动机构中的第二制动机构配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第三速度比和第四速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴，并通过三个离合机构中的任意两个离合机构之间的配合，使得从发动机输出轴输出的动力经复合式行星机构以第五速度比传递至定轴式变速齿轮组输入轴。第十二至第十三实施例仅是作为优选实施例对本实用新型进行示范性描述，理论上来说，只需在第八至第十一以及其他类似实施例中进一步增加一离合机构均可实现上述效果。
[0111]上述车辆离合器均作为独立部件连接于车辆的发动机输出轴和定轴式变速齿轮组输入轴之间，且作为车辆的起步离合器及换挡离合器。同样的，在上述实施例中，也可如第一实施例或第三实施例中所述来实现“半离合”状态。另外，上述各实施例中的制动机构也可以为湿式多片式制动器或适合的制动结构。
[0112]通过上述方式，本实用新型的车辆离合器利用连接于发动机输出轴与定轴式变速齿轮组输入轴之间且由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成的复合式行星机构，配合控制机构，具有结构简单、便于实现自动化等特点。
[0113]如图14所示，图14为根据本实用新型第十四实施例的用于集成于车辆离合器上的扭转减振机构的结构示意图。在本实用新型中，进一步在上述车辆离合器中集成扭转减振机构140。在本实施例中，该扭转减振机构140主要包括第一转动盘1401、第二转动盘1402以及弹簧减振器1403。其中，第一转动盘1401和第二转动盘1402同轴设置，并能够相对转动。在第一转动盘1401和第二转动盘1402之间形成一环形腔体，而弹簧减振器1403为设置于该环形腔体内的曲形弹簧，并沿第一转动盘1401和第二转动盘1402的转动方向弹性连接第一转动盘1401和第二转动盘1402。优选地，该曲形弹簧由至少两个不同弹性系数的弹黃串联而成，由此提闻减振效果。
[0114]在其他实施例中，可以在第一转动盘1401和第二转动盘1402分别沿各自周向对形成多个弹簧窗口(未图示)，此时弹簧减振器1403则包括分别卡置于弹簧窗口内的多个直形弹簧(未图示)。同样优选地，至少两个弹簧窗口内的直形弹簧的弹性系数的互不相同。
[0115]在本实施例中，扭转减振机构140可以集成于图1所示的车辆离合器的任意一盘状部件上，例如优选集成在第二太阳轮116等的一个或多个上。例如，当扭转减振机构140集成在第二太阳轮116上时，第一转动盘1401和第二转动盘1402中的一个与发动机输出轴12直接连接,而第一转动盘1401和第二转动盘1402中的另一个上设置有外齿,进而与第二行星轮114进行外啮合。当扭转减振机构140集成在制动盘141上时，第一转动盘1401和第二转动盘1402中的一个与太阳轮115直接连接，而制动钳142对第一转动盘1401和第二转动盘1402中的另一个进行制动。需要注意的是，扭转减振机构140可以同时集成于第二太阳轮116和制动盘141，即分别在第二太阳轮116和制动盘141上设置与上文描述结构相同的第一扭转减振机构和第二扭转减振机构。由此实现二级减振。在本实施例中，扭转减振机构140也可以集成于行星架113、齿圈111以及第一太阳轮115的一个或多个上，由此实现多级减振。当然，第二太阳轮116和制动盘141更为优选。
[0116]同样，扭转减振机构140也可以集成于图2-图11所示的车辆离合器的任意一盘状部件上，例如太阳轮、行星架、制动盘、齿圈中的一个或多个上。
[0117]由于从发动机到汽车传动系的转速和转矩是周期性地不断变化的，这会使传动系产生的扭转振动；另一方面由于汽车行驶在不平的道路上，使汽车传动系出现角速度突然变化，也会引起扭转振动。这些扭转振动都会对传动系零件造成冲击性载荷，使其寿命缩短，甚至损坏零件。本实用新型通过在倍挡离合装置上集成扭转减振机构，可以消除扭转振动和避免共振，防止传动系过载，因此可以一个独立部件同时集成“离合”以及“减振”等多项功能。
[0118]进一步，由于扭转减振机构采用双转动盘结构且具有一定质量，因此通过计算和配置二者的质量，可以实现与双质量飞轮相同的功能，进而进一步集成“双质量飞轮”功能。
[0119]在上述实施例中，仅对本实用新型进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下对本实用新型进行各种修改。
【权利要求】
1.一种基于行星机构的离合器，其特征在于:所述离合器作为独立部件连接于车辆的发动机输出轴和定轴式变速齿轮组输入轴之间，且作为所述车辆的起步离合器及换挡离合器，所述离合器包括:连接于所述发动机输出轴与所述定轴式变速齿轮组输入轴之间且由单行星排和双行星排通过元件共用方式复合而成的复合式行星机构；以及用于对所述复合式行星机构中的元件进行控制以使从所述发动机输出轴输出的动力经所述复合式行星机构传递至所述定轴式变速齿轮组输入轴的控制机构。
2.如权利要求1所述的离合器，其特征在于:所述复合式行星机构包括第一太阳轮、第二太阳轮、第一行星轮、第二行星轮、齿圈以及行星架，其中所述第一行星轮与所述第一太阳轮外啮合，所述齿圈与所述第一行星轮内啮合，所述第二行星轮位于所述第二太阳轮与所述第一行星轮之间且分别与所述第二太阳轮和所述第一行星轮外啮合，所述第一行星轮和所述第二行星轮进一步共用所述行星架；或者，所述复合式行星机构包括太阳轮、第一行星轮、第二行星轮、第一齿圈、第二齿圈以及行星架，其中所述第一行星轮与所述太阳轮外啮合，所述第一齿圈与所述第一行星轮内啮合，所述第二行星轮位于所述第一行星轮与所述第二齿圈之间且与所述第一行星轮外啮合，并与所述第二齿圈内啮合，所述第一行星轮和所述第二行星轮进一步共用所述行星架。
3.如权利要求2所述的离合器，其特征在于:所述控制机构包括至少一制动机构，所述制动机构用于对所述复合式行星机构中的元件进行制动，以使得从所述发动机输出轴输出的动力经所述复合式行星机构的未被所述制动机构制动的元件传递至所述定轴式变速齿轮组输入轴。
4.如权利要求3所述的离合器，其特征在于:所述控制机构包括至少一离合机构，所述离合机构用于将所述复合式行星机构中的两个元件同时接合至所述发动机输出轴或所述定轴式变速齿轮组输入轴，以使得从所述发动机输出轴输出的动力经所述复合式行星机构传递至所述定轴式变速齿轮组输入轴。
5.如权利要求3所述的离合器，其特征在于:所述控制机构包括至少两个离合机构，所述至少两个离合机构用于选择性接合所述发动机输出轴或所述定轴式变速齿轮组输入轴与所述复合式行星机构中的不同元件，进而通过所述离合机构与所述制动机构的配合或者所述离合机构之间的配合使得从所述发动机输出轴输出的动力经所述复合式行星机构传递至所述定轴式变速齿轮组输入轴。
6.如权利要求4所述的离合器，其特征在于:所述控制机构包括一个制动机构和两个离合机构，其中通过所述两个离合机构分别与所述制动机构配合，使得从所述发动机输出轴输出的动力经所述复合式行星机构以第一速度比和第二速度比传递至所述定轴式变速齿轮组输入轴，且通过所述两个离合机构之间的配合，使得从所述发动机输出轴输出的动力经所述复合式行星机构以第三速度比传递至所述定轴式变速齿轮组输入轴。
7.如权利要求4所述的离合器，其特征在于:所述控制机构包括两个制动机构和两个离合机构，其中通过所述两个离合机构分别与所述两个制动机构中的一个配合，使得从所述发动机输出轴输出的动力经所述复合式行星机构以第一速度比和第二速度比传递至所述定轴式变速齿轮组输入轴，所述两个离合机构中的一个与所述两个制动机构中的另一个配合，使得从所述发动机输出轴输出的动力经所述复合式行星机构以第三速度比传递至所述定轴式变速齿轮组输入轴，且通过所述两个离合机构之间的配合，使得从所述发动机输出轴输出的动力经所述复合式行星机构以第四速度比传递至所述定轴式变速齿轮组输入轴。
8.如权利要求4所述的离合器，其特征在于:所述控制机构包括两个制动机构和三个离合机构，其中通过所述三个离合机构中的第一离合机构和第二离合机构分别与所述两个制动机构中的第一制动机构配合，使得从所述发动机输出轴输出的动力经所述复合式行星机构以第一速度比和第二速度比传递至所述定轴式变速齿轮组输入轴，通过所述三个离合机构中的第一离合机构和第三离合机构分别与所述两个制动机构中的第二制动机构配合，使得从所述发动机输出轴输出的动力经所述复合式行星机构以第三速度比和第四速度比传递至所述定轴式变速齿轮组输入轴，并通过所述三个离合机构中的任意两个离合机构之间的配合，使得从所述发动机输出轴输出的动力经所述复合式行星机构以第五速度比传递至所述定轴式变速齿轮组输入轴。
9.如权利要求1所述的离合器，其特征在于:所述复合式行星机构上集成有扭转减振机构，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。
10.一种车辆变速总成，其特征在于，所述车辆变速总成包括如权利要求1-9任一项所述的离合器以及与所述离合器连接的定轴式变速齿轮组。
【文档编号】F16H1/36GK203948509SQ201420167469
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】李云峰 申请人:深圳市悦成汽车技术有限公司