离合装置及变速总成的制作方法

本发明涉及机械领域，具体涉及一种动力传递装置，尤其涉及一种离合装置以及具有该离合装置的变速总成。

背景技术：

变速器作为机动车动力传递机构的重要组成，发展到今天其结构和形式已各式各样，例如DCT(Dual Clutch Transmission,双离合变速器)以其动力性、平顺性、经济性越来越受到青睐，但同时其结构更加精密和复杂，对控制要求非常高，一旦控制不精确，例如两个离合器切换不及时，就会产生动力干涉现象，导致离合器片过早过度磨损，并对变速器本身产生额外冲击，影响使用寿命的同时还会增加维修费用。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种离合装置及变速总成，能够根据主动轴和从动轴的速度变化或旋转方向的变换具有自动离合功能，降低对传统“离合器”的控制要求，实现离合器切换的“傻瓜式”操作，从而避免产生动力干涉现象，避免离合器片的非正常磨损和对变速机构的额外冲击，提高变速器使用寿命的同时降低维修费用；另外，本发明实施例的离合装置可适用于纯电动汽车，以迎合纯电动汽车多挡化的发展趋势，具有噪音小、零排放、容易实现自动化控制等优点。

本发明实施例提供的一种离合装置，作为独立部件连接于电动机输出轴和变速齿轮组输出轴之间，包括：具有第一输入轴和第二输入轴的变速齿轮组；连接于电动机输出轴和第一输入轴之间或者连接于变速齿轮组输出轴的单向超越离合器；以及连接于电动机输出轴和第一输入轴之间的第一离合器。

可选地，变速齿轮组包括依次用于挂1～3挡的第一变速齿轮组、第二变速齿轮组和第三变速齿轮组，所述离合装置还包括第二离合器和第三离合器，第二离合器连接于第二变速齿轮组和第二输入轴之间，第三离合器连接于第三变速齿轮组和第二输入轴之间。

可选地，所述第二离合器用于选择性连接所述第二变速齿轮组，以使动力经所述第二输入轴、所述第二离合器、所述第二变速齿轮组传递到所述变速齿轮组输出轴；所述第三变速齿轮组用于选择性连接所述第三变速齿轮组，以使动力经所述第二输入轴、所述第三离合器、所述第三变速齿轮组传递到所述变速齿轮组输出轴。

可选地，所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第三离合器包括干式离合器、湿式离合器的任意组合。

可选地，变速齿轮组包括用于挂1挡且连接于所述单向超越离合器的第一变速齿轮组和用于挂2挡的第二变速齿轮组，所述离合装置还包括第二离合器，连接于第二变速齿轮组和第二输入轴之间。

可选地，单向超越离合器包括第一主动件和第一从动件，第一离合器包括第二主动件和第二从动件，所述第一主动件和所述第二主动件连接，所述第一从动件和所述第二从动件连接。

本发明实施例提供的一种变速总成，包括上述离合装置。

本发明实施例的离合装置包括一个单向超越离合器以及至少一个离合器，能够根据主动轴和从动轴的速度变化或旋转方向的变换实现自动离合，降低对传统“离合器”的控制要求，实现离合器切换的“傻瓜式”操作，从而避免产生动力干涉现象，避免离合器片的非正常磨损和对变速机构的额外冲击，提高变速器使用寿命的同时降低维修费用；另外，该离合装置可适用于纯电动汽车，以迎合纯电动汽车多挡化的发展趋势，具有噪音小、零排放、容易实现自动化控制等优点；并且通过离合器实现挡位切换，能够实现无动力中断。

附图说明

图1是本发明的离合装置一实施例的原理框示意图；

图2是本发明的离合装置一实施例的结构示意图；

图3是本发明的单向超越离合器一实施例的结构示意图；

图4是本发明的单向超越离合器另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明所提供的各个示例性的实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，本发明实施例的描述中所使用的术语“连接”，既可以为两个结构元件之间直接连接，也可以为两个结构元件通过其他元件实现连接。

图1是本发明的离合装置一实施例的原理框示意图，图2是本发明的离合装置一实施例的结构示意图。参阅图1和图2，本实施例的离合装置10作为独立部件连接于电动机输出轴20和变速齿轮组输出轴30之间，用于从电动机输出轴20接收电动机输出的动力，并通过变速齿轮组输出轴30以及与变速齿轮组输出轴30连接的差速器输出动力以驱动负载，所述负载包括但不限于例如汽车车轮等。

离合装置10包括：具有第一输入轴11a和第二输入轴11b以及第一输出轴11c和第二输出轴11d的变速齿轮组13，变速齿轮组13包括用于挂1挡的第一变速齿轮组、用于挂2挡的第二变速齿轮组以及用于挂3挡的第三变速齿轮组，优选地，第二输入轴11b为空心轴，第一输入轴11a穿设于为空心轴的第二输入轴11b内，第一输出轴11c和第二输出轴11d可视为变速齿轮组输出轴30；连接于电动机输出轴20和变速齿轮组输入轴的第一输入轴11a之间的第一离合器12；连接于电动机输出轴20和第一输入轴11a之间的单向超越离合器11。当然，单向超越离合器11也可以连接于第一输出轴11c。其中，第一离合器12包括主动件和从动件，且其主动件与单向超越离合器11的主动件连接、其从动件与单向超越离合器11的从动件连接，即，单向超越离合器11包括第一主动件和第一从动件，第一离合器12包括第二主动件和第二从动件，第一主动件和第二主动件连接，第一从动件和第二从动件连接，第一离合器12和单向超越离合器11可视为一体式结构。

请参阅图2，离合装置10还包括第二离合器14和第三离合器15(所述两个离合器反映为图1所示标号16)，第二离合器14连接于用于挂2挡的第二变速齿轮组和第二输入轴11b之间，用于选择性连接第二变速齿轮组和第二输入轴11b，以使动力经第二输入轴11b、第二离合器14、第二变速齿轮组传递到变速齿轮组输出轴30。第三离合器15连接于用于挂3挡的第三变速齿轮组和第二输入轴11b之间，用于选择性连接第三变速齿轮组和第二输入轴11b，以使动力经第二输入轴11b、第三离合器15、第三变速齿轮组传递到变速齿轮组输出轴30。

本实施例可以通过第一离合器12挂1挡，具体为第一离合器12接合时挂1挡，其中在第一离合器12接合时，即使单向超越离合器11发生损坏，也可以由接合的第一离合器12传递动力且为双向传递动力，所谓双向传递包括：动力依次经由电动机输出轴20、第一离合器12、第一输入轴11a、变速齿轮组13的用于挂1挡的第一齿轮组传递至变速齿轮组输出轴30；动力依次经由变速齿轮组输出轴30、第一齿轮组、第一输入轴11a、第一离合器12传递至电动机输出轴20。本实施例可以通过第二离合器14和第三离合器15实现2挡和3挡的无动力中断切换，具体地，当第二离合器14接合、第三离合器15分离时，挂2挡；当第二离合器14分离、第三离合器15接合时，挂3挡。

第一离合器12、第二离合器14和第三离合器15中的一个可以为干式离合器、湿式离合器或其他适合的离合器，当然所述三者也可以为干式离合器、湿式离合器及其他适合的离合器的任意组合。

另外，对于变速齿轮组13与第一输入轴11a连接的仅有一组变速齿轮即仅能挂1挡(起步挡)、与第二输入轴11b连接的仅有一组变速齿轮即仅能挂2挡的情况，离合装置10可以仅设置第一离合器12和第二离合器14(此时第二离合器14反映为图1所示标号16)。

在本发明实施例中，单向超越离合器11可以是图3所示的滚轴式单向超越离合器，如图3所示，滚轴式单向超越离合器11包括具有筒式内径的外圈111、带斜坡的内圈112、以及分别承受弹簧力且始终与内圈112和外圈111紧密接触的一组滚子113组成。内圈112在其运动方 向上的旋转带动滚子113朝向斜坡道较窄处，从而带动外圈111同向旋转，单向超越离合器11接合；当外圈111的旋转速度大于内圈112的旋转速度时，滚子113由于离心力作用朝向斜坡道较宽处，单向超越离合器11分离。其中，内圈112相当于单向超越离合器11的主动件、外圈111相当于单向超越离合器11的从动件。

当然，单向超越离合器11也可以是图4所示的楔块式单向超越离合器，如图4所示，其包括内圈114、外圈115、一组楔块116以及定位楔块116的楔块保持架117。其中，楔块116以在内圈114和外圈115之间的楔入来从一个滚道向另一个滚道传递动力，其具有两个对角直径，即从楔块116的一角到另一对角的距离，其中一个对角直径大于另一个对角直径。内圈114在其运动方向上的旋转带动楔块116使其较大对角直径卡持于内圈114和外圈115之间，从而带动外圈115同向旋转，单向超越离合器11接合。当外圈115的旋转速度大于内圈114的旋转速度时，楔块116的较小对角直径卡持于内圈114和外圈115之间，单向超越离合器11分离。其中，内圈114相当于单向超越离合器11的主动件、外圈115相当于单向超越离合器11的从动件。

本实施例的离合装置10工作时的传动状态为：

车辆从静止到正常行驶的起步过程中，变速齿轮组13挂1挡，单向超越离合器11的第一主动件和第一从动件自动从分离到逐渐接合，电动机输出轴20输出的动力经过单向超越离合器11传递至变速齿轮组13并输出至变速齿轮组输出轴30，从而保证车辆的平稳起步。

在车辆的行驶过程中，当行驶速度达到换挡要求时，控制第二离合器14接合，变速齿轮组13挂2挡，电动机输出轴20输出的动力经过第二离合器14传递至变速齿轮组13并输出至变速齿轮组输出轴30，单向超越离合器11的第一从动件一侧的速度大于其第一主动件一侧的速度，单向超越离合器11自动发生超越，即其第一主动件和第一从动件自动分离，此时变速齿轮组输出轴30的动力不会经由变速齿轮组13返回至电动机输出轴20，即不会产生动力干涉现象。

在本实施例中，变速齿轮组13与第一输入轴11a连接的仅有第一变 速齿轮组即仅能挂1挡(起步挡)，变速齿轮组13与第二输入轴11b连接的可以有一组变速齿轮(第二变速齿轮组)即仅能挂2挡，也可以有两组变速齿轮(第二变速齿轮组和第三变速齿轮组)即能挂2挡和3挡。在由2挡切换至3挡时，离合装置10的传动状态为：

基于前述1挡切换至2挡，在车辆的行驶过程中，当行驶速度达到由2挡切换至3挡的换挡要求时，类似于前述1挡切换至2挡，控制第二离合器14分离的同时，控制第三离合器15接合，变速齿轮组13挂3挡。在此换挡过程中，电动机输出轴20输出的动力由第二离合器14变为经过第三离合器15，并传递至变速齿轮组13并输出至变速齿轮组输出轴30，从而实现无动力中断换挡。

另外，车辆需要减速制动并回收车辆能量时，电动机21不通过电动机输出轴20输出动力，单向超越离合器11的第一从动件的转速大于其第一主动件的转速，单向超越离合器11将发生超越，则车辆无法在挡反拖，从而无法回收能量；此时，控制第一离合器12接合，单向超越离合器11的第一主动件与第一从动件的关系发生改变，即第一主动件变为从动件且第一从动件变为主动件，以使单向超越离合器11发生接合，从而使得制动减速时的车辆动能从变速齿轮组输出轴30反向传递至电动机21，以此将电动机21转变为发电机并为电池充电。该能量的回收路径包括：当挂1挡时，控制第一离合器12接合，制动动能经由第一输出轴11c、第一变速齿轮组、第一输入轴11a回传至电动机21；当挂2挡时，控制第二离合器14接合，制动动能经由第二输出轴11d、第二变速齿轮组、第二输入轴11b回传至电动机21；当挂3挡时，控制第三离合器15接合，制动动能经由第二输出轴11d、第三变速齿轮组、第二输入轴11b回传至电动机21。

在本实施例中，电动机输出轴20和变速齿轮组输出轴30可视为现有变速器的主动轴和从动轴，离合装置10能够根据主动轴和从动轴的速度变化或旋转方向的变换实现自动接合及分离，即实现自动离合功能，从而降低对传统“离合器”的控制要求，实现离合器切换的“傻瓜式”操作，避免产生动力干涉现象，避免离合器片的非正常磨损和对变 速机构的额外冲击，提高变速器使用寿命的同时降低维修费用；另外，离合装置10由于从电动机输出轴20接收动力，因此可适用于纯电动汽车，以迎合纯电动汽车多挡化的发展趋势，具有噪音小、零排放、容易实现自动化控制等优点；进一步，用于挂挡的变速齿轮连接有离合器，可通过离合器实现挡位切换，能够实现无动力中断。

本发明实施例的离合装置10不仅适用于车辆等机动车，而且可以适用于船舶、列车、起重机等动力驱动装置。

本发明实施例进一步提供一种变速总成，该变速总成包括上述实施例公开的任意一种离合装置，例如图1所示实施例的离合装置10，因此该变速总成具有与其相同的有益效果。

应理解，以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用该说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。