插电并联式混合动力车用耦合/解耦装置的制作方法

1.本发明涉及插电并联式混合动力车用耦合/解耦装置。该装置适用于内燃发 动机动力轴和驱动电机动力轴之间的耦合/解耦，改善传统内燃机车和驱动电机 之间动力混合效果，适用于并联式混合动力电动汽车的驱动。


背景技术：

2.在石油资源日益缺乏和环境友好可持续的要求下，寻找新能源代替传统燃 料已成为国际共识。纯电驱动汽车即全部或大部分工况下主要由电机提供驱动 功率的电动汽车，其中纯电驱动汽车包括纯电动汽车、插电式混合动力电动汽 车、增程式电动汽车以及燃料电池电动汽车。
3.纯电驱动汽车，要伴随产业技术的发展，让电机越来越多的参与到整车驱 动过程，满足节能减排的目的。插电式混合动力电动汽车符合纯电驱动汽车发 展战略，顺应汽车技术发展趋势的产物。
4.插电式混合动力电动汽车，让发动机部分直接参与车辆驱动，会对整车转 矩与转速的调节起到推动作用。对于电机、电控、电池的温升、热失控都起到 一个相当高的安全保护作用。对整车的使用性能的效率、寿命和续行距离都有 大幅度的提高，既能继承了电动汽车的一切优点，又能发扬了石油燃料比能量 和比功率的优点长处，是国际范围内新型环保车辆开发的热点，具有很好的发 展前景和市场潜力。
5.插电式混合动力电动汽车，有两套驱动系统。其是在传统燃油车的基础上 增加驱动电机、电池、电控而成，车辆在驾驶过程中是有驱动电机与发动机适 时共同驱动车轮。另外，车内只有一台驱动电机，在驱动车轮时充当电动机， 不驱动车轮时可充当发电机以便给电池充电，对充电桩依赖度低。插电式混合 动力汽车的优势在于：驱动电机、发动机可以适时共同驱动车轮，没有功率浪 费的问题。比如：电动机功率50千瓦，发动机功率75千瓦，传动系统整车功 率就是125千瓦。在纯电模式下具有纯电动汽车安静、低使用成本、零排放的 优点。而混合动力模式下，有着更佳的起步扭矩，加速性能十分出色，节能减 排效果显著。
6.现有插电式混合动力电动汽车的主要问题：系统计算繁琐、结构复杂、价 格昂贵、传动效率低，尚没有一种结构简单、操作方便、驾驶舒适的插电式并 联混合动力汽车用动力耦合/解耦装置。


技术实现要素：

7.本发明的目的：提供插电并联式混合动力车用耦合/解耦装置。其功能上必 须具备：既要能动力结合柔和平顺无任何顿挫感，能够传递发动机发出的最大 扭矩，感觉动力强劲有明显推背感；又要能动力分离迅速、彻底；更要能完全 适应发动机与电动机动力混合时进行快速频繁的结合与分离。
8.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
9.插电并联式混合动力车用耦合/解耦装置，其包括两根动力轴、离心式离合 器和单向轴承，其特征在于：所述两根动力轴是动力轴一和动力轴二；所述动 力轴一与离心式离合器固接，所述动力轴二通过单向轴承安装在离心式离合器 上。
10.作为本发明的进一步改进：所述离心式离合器包括有壳主体、轴套、安装 座、离心块、摩擦片、离心块拉簧、离心块轴承；所述动力轴一套有轴套，所 述轴套与壳主体之间安装有离心块轴承；所述动力轴二与壳主体之间安装有单 向轴承；所述安装座与轴套固接，所述离心块安装在安装座上，所述离心块上 下二块二端分别装有离心块拉簧，所述离心块外表面安装有摩擦片，所述摩擦 片与壳主体的内侧面配合。
11.作为本发明的进一步改进：所述壳主体由壳主体一和壳主体二固接而成； 所述轴套与壳主体一之间安装有离心块轴承，所述动力轴二和单向轴承之间设 有压板，所述压板外圈设有轴承挡圈，所述压板与动力轴二通过螺栓固接。
12.作为本发明的进一步改进：所述离心块轴承的数目是两个，两个所述离心 块轴承分布在安装座两侧，所述动力轴一和轴套之间通过键固定。
13.作为本发明的进一步改进：所述单向轴承的数目是单个或者二个或者更多 个，所述单向轴承并联排列，所述动力轴二和单向轴承之间通过键固定。
14.作为本发明的进一步改进：所述离心式离合器的耦合扭矩大于最大发动机 功率下发动机轴扭矩的1.5倍；所述单向轴承的扭矩大于最大发动机功率下发 动机轴扭矩的2倍。
15.采用上述技术方案后的有益效果：
16.1、本发明通过大量试验实践，科学论证优选把离心式离合器与单向轴承(又 名：超越离合器)组合成一体，作为混合动力系统中发动机与驱动电机对车辆 转矩与转速的调节推动，能快速耦合与解耦，且动力结合柔和平顺无任何顿挫 感，能够传递发动机发出的最大扭矩，感觉动力强劲有明显推背感。需要解耦 时，动力分离迅速、彻底。且结构简单，使用方便。
17.2、主要利用发动机转速，控制发动机与驱动电机的耦合与解耦状态，控制 方便。
18.3、采用特定的离心式离合器和单向轴承结构，方便依据加速踏板等控制信 号来控制发动机动力轴与驱动电机动力轴之间的耦合与解耦，发挥混合动力汽 车在各种工况下动力性能的能效效率，节能高效。
附图说明
19.图1为本发明结构示意图；
20.图2为图1的侧视结构示意图。
21.图中：1、动力轴一，2、键一，3、轴承一，4、壳主体一，5、离心块，6、 摩擦片，7、轴承二挡圈，8、单向轴承，9、键二，10、动力轴二，11、压板， 12、固定件一，13、壳主体二，14、固定件二，15、轴套，16、安装座，17、 离心块拉簧。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步详细地说明。
23.实施例一
24.如图1～2所示，插电并联式混合动力车用耦合/解耦装置，其包括两根动 力轴、离心式离合器和单向轴承8，其中：
25.前述两根动力轴是动力轴一1和动力轴二10，具体而言，动力轴一连接发 动机，动力轴二连接驱动电机；
26.前述动力轴一1与离心式离合器固接，前述动力轴二10通过单向轴承8 安装在离心式离合器上。
27.如此，离心式离合器和单向轴承处于同一个旋转中心，动力轴一1和动力 轴二10亦能处于同一个旋转中心，动力传递效果好。
28.前述离心式离合器的优选：离心式离合器包括有壳主体、轴套15、安装座 16、离心块5、摩擦片6、离心块拉簧17、离心块轴承3；前述动力轴一1套有 轴套15，前述轴套15与壳主体之间安装有离心块轴承3；前述动力轴二10与 壳主体之间安装有单向轴承8；前述安装座16与轴套15固接，前述离心块5 安装在安装座16上，前述离心块5上下二块二端分别装有离心块拉簧17，前 述离心块5外表面固定安装有摩擦片6，前述摩擦片与壳主体的内侧面配合， 即摩擦片与壳主体之间安装时有一定的间隙。动力轴一1、离心块5以及摩擦 片6通过离心块轴承3可以在壳主体里面自由旋转。
29.安装时，离心块和摩擦片固结为一体。摩擦片3与壳主体的内侧面之间设 有一定的间隙，当动力轴一1达到一定转速时，摩擦片6与壳主体的内侧面完 全结合没有间隙，由于摩擦片6的摩擦力作用，将动力轴一的动力扭矩完全传 动给壳主体，并能通过单向轴承8传给动力轴二10。
30.工作说明：
31.当发动机轴达到一定转速时，且发动机轴转速应高于发动机怠速。摩擦片 与壳主体的内侧面开始结合，发动机轴驱动离心式离合器高速旋转。当发动机 轴转速大于驱动电机轴转速，发动机与驱动电机轴共同输出动力，驱动混合动 力车辆行走。当发动机轴转速小于电机轴转速，由于单向轴承的超越离合作用， 发动机轴与电机轴实现分离解耦。
32.离心式离合器的结合与分离完全靠发动机轴的转速高低自动控制。当发动 机达到一定转速时，离心块离心力克服离心块拉簧拉力，离心式离合器就自动 结合；反之，就自动分离。在并联式混合动力系统中作自动离心式耦合器用。
33.单向轴承也叫超越离合器，其在一个正方向上可以自由转动，而在另一个 反方向上锁定。在混合动力系统中作超越解耦器用。电机轴可以顺时针、逆时 针旋转，实现车辆的前进与倒车。当发动机参与混动，即与电机并联工作或发 动机中、高速单独驱动车辆前进时，发动机轴通过离心式离合器的结合与单向 轴承的锁定作用，发动机轴与电机轴完全耦合驱动车辆前进。这时如果减速或 突然收起油门时发动机转速应该迅速降低，如果没有单向轴承超越离合的作用， 传动系统中由于车辆的惯量动能的作用继续将推动离心式离合器外壳旋转，反 向交叉耦合会使发动机被反拖牵制，发动机轴转速不能迅速降下来，使得离心 式离合器中的离心块不能及时迅速分离解耦。因为增设单向轴承，发动机轴与 电机轴就能迅速起到分离解耦。
34.实施例二
35.作为本发明实施例一的一种改进，如图1所示，前述壳主体由壳主体一4 和壳主体二13构成，前述壳主体一4和壳主体二13之间通过固定件二14固接 而成；前述轴套15与壳
主体一4之间安装有离心块轴承3，前述动力轴二10 与壳主体二13之间安装有单向轴承8；前述动力轴二10和单向轴承8之间设 有压板11，前述压板11外圈设有轴承挡圈7，前述压板11与动力轴二10通过 固定件一12固接。前述固定件一12和固定件二14均能够是螺栓。
36.优选一：前述离心块轴承3的数目是两个，两个离心块轴承分布在安装座 16两侧，前述动力轴一1和轴套15之间通过键一2固定。
37.优选二：前述单向轴承8的数目是单个或者二个或者更多个，如两个、三 个或者四个；前述单向轴承8并联排列，前述动力轴二10和单向轴承8之间通 过键二9固定。
38.具体工作如下：
39.当发动机不工作或怠速运转时，由于发动机轴转速低于离心式离合器的结 合转速，离心式离合器将彻底分离与驱动电机的并联耦合关系。
40.当车辆倒车时，电机顺时针旋转，由于单向轴承的单向锁定作用，带动离 合器外壳旋转，但互相不会影响纯电动驱动电机可以单独旋转驱动车辆倒车， 即驱动电机顺时针旋转。
41.当车辆起步、急加速、爬坡、超载时，为了保护/降低电池组的大电流放电 率和驱动电机的峰值电流，需要有发动机的动力参与并输出更强劲的动力。这 时，根据车辆设定的保护电池组放电电流值和驱动电机的峰值保护电流值发出 信号控制，整车控制器会使发动机输出一定的动力扭矩，迅速提高发动机转速。 此时，离心式离合器与单向轴承将全部结合传动，发动机与驱动电机并联耦合， 共同输出动力扭矩，发动机与驱动电机功率叠加，使车辆获得更加强劲的动力。
42.当驾驶车辆减速/收油门时，电池组的放电电流与驱动电机的工作电流明显 降低到设定值时，发动机转速迅速下降，这时离心式离合器与单向轴承将迅速 分离，这时发动机对车辆没有任何被反拖牵制作用，车辆完全处于自身惯量向 前运动行驶，车辆的滑行性能非常好，因此可以提供更多的刹车能量回馈。
43.发明人提出优化方案：
44.离心式离合器的耦合扭矩大于最大发动机功率下扭矩的1.5倍，单向轴承 的扭矩大于最大发动机功率扭矩的2倍。
45.本发明不限于上述实施例，凡采用等同替换或等效替换形成的技术方案均 属于本发明要求保护的范围。