本实用新型涉及离合器技术领域，特别涉及一种干式双盘星型自动离合器。
背景技术：
随着社会和车辆工程技术的不断发展，汽车保有量愈来愈大，汽车消耗的能源对全球能源的供给，以及汽车尾气的排放对环境污染均造成了较大的不良影响。为了解决上述问题，迫切需求车辆工程驱动技术进行较大的革新，现阶段的技术路线一是采用混合动力技术，二是采用纯电动技术。上述两种技术主要涉及车辆传动系统的革新，一是引入蓄能装置，二是引入电驱动装置，如电机。为了对系统进行优化配置，需要配置两档自动离合器来适应行驶工况需求。
对于混合动力或纯电动车辆而言，要求其离合器装置可靠性高、体积小、重量轻、节能、换挡比例化控制、成本低。但是，由于传统液力变矩器存在持续工作的液压泵，耗能大，而且禁止反向转动，对于混合动力或纯电动车辆不再适用。以及传统干式离合器(既通过气缸推动拨叉分离轴承来使干式离合器分离或结合)存在切换平顺差、很难实现线性化控制、切换时间长、控制系统复杂、结构体积大、加工精度高、故障概率较高、寿命短、维护成本高、不能变速传递等技术问题，也不能满足混合动力或纯电动车辆对离合器的要求。为了解决上述问题，市面上也出现了采用拨叉换挡的两档变速箱来实现变速离合传动，采用这种方式存在换挡动力间断时间长、无法实现无动力间断切换、控制系统复杂、轴向尺寸大、质量大、换挡冲击大、故障概率高、寿命短、无过载缓冲能力、空挡损耗大、维护成本高等技术问题。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是提供无动力间断切换、切换响应迅速、控制系统简单、结构体积小、可靠性高、能耗小、传动效率高、维护成本低的一种干式双盘星型自动离合器。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：
一种干式双盘星型自动离合器，包括壳体、输入星型机构、I档星型机构、II档星型机构、I档换档盘、II档换档盘、I档换档动力装置、II档换档动力装置，所述输入星型机构分别与I档星型机构、II档星型机构连接；所述I档星型机构与I档换档盘连接；所述II档星型机构与II档换档盘连接；所述I档换档盘与I档换档动力装置连接；所述II档换档盘与II档换档动力装置连接；输入星型机构、I档星型机构、II档星型机构分别与壳体连接，并收容于所述壳体内。
进一步地，所述输入星型机构包括输入太阳轮、输入行星轮、输入齿圈、中间传动轴、中间传动轴输入端支撑轴承、输入行星轮轴、输入行星轮轴承、输入行星轮端面支撑、输入行星架，所述中间传动轴输入端支撑轴承、中间传动轴、输入太阳轮依次连接；所述输入行星架、输入行星轮轴、输入行星轮轴承、输入行星轮、输入行星轮端面支撑依次连接；所述输入太阳轮、输入行星轮、输入齿圈依次啮合连接，所述输入齿圈与壳体连接。
进一步地，所述输入星型机构的输入行星架还设置有外部动力输入连接接口；所述输入星型机构输入太阳轮与中间传动轴的连接是通过浮动花键连接；所述输入齿圈是通过浮动花键与壳体连接。
进一步地，所述I档星型机构与II档星型机构结构相同，传动比不同；均包括中间传动轴、太阳轮、行星轮、行星轮轴承、行星轮轴、行星轮轴向支撑端面、行星架、齿圈、齿圈支撑轴承、中间传动轴输出端支撑轴承，所述中间 传动轴输出端支撑轴承、中间传动轴、太阳轮依次连接；所述行星架、行星轮轴、行星轮轴承、行星轮、星轮轴向支撑端面依次连接；所述太阳轮、行星轮、齿圈依次啮合连接；所述齿圈与齿圈支撑轴承连接。
进一步地，所述I档星型机构的行星架与II档星型机构的行星架为整体式；所述I档星型机构和II档星型机构的行星架还设置了动力输出接口；所述I档星型机构的行星轮轴、II档星型机构的行星轮轴为同轴。
进一步地，所述I档星型机构的行星架与II档星型机构的行星架为分体式；所述I档星型机构的行星架与II档星型机构的行星架固定连接；所述II档星型机构的行星架还设置了动力输出接口；所述I档星型机构的行星轮轴、II档星型机构的行星轮轴为同轴。
进一步地，所述I档星型机构的太阳轮、II档星型机构的太阳轮与中间传动轴的连接均是通过浮动花键连接。
进一步地，所述I档换档盘与II档换档盘结构相同，均包括制动盘传感器、制动盘、制动盘连接件、换档连接盘，所述换档连接盘、制动盘连接件、制动盘；所述制动盘传感器与壳体连接；所述I档星型机构的齿圈通过浮动花键与I档换档盘的换档连接盘连接；所述II档星型机构的齿圈通过浮动花键与II档换档盘的换档连接盘连接。
进一步地，所述I档换档动力装置与II档换档动力装置结构相同，均包括制动钳支架、制动钳、制动钳活塞、内侧摩擦块、外侧摩擦块、制动主缸、储液器、制动气室；所述制动钳分别与制动钳支架、制动钳活塞、外侧摩擦块连接；所述制动钳活塞的活塞杆与内侧摩擦块连接；所述制动主缸分别与储液器、制动气室、制动钳活塞连接。
进一步地，所述I档换档动力装置或II档换档动力装置还包括储液器透气 塞、电磨损传感器、低压报警器、制动主缸连接头、制动钳活塞连接头，所述制动钳活塞连接头与制动钳活塞连接，所述制动主缸连接头与所述制动主缸连接，所述低压报警器与制动主缸连接头连接，所述储液器透气塞与储液器连接；所述电磨损传感器与制动钳连接；所述制动主缸与制动钳活塞连接是指制动主缸连接头上连接的低压报警器与制动钳活塞连接头连接。
采用上述技术方案，由于采用了输入星型机构、I档星型机构、II档星型机构、I档换档盘、II档换档盘、I档换档动力装置、II档换档动力装置等技术特征。使得本实用新型实现干式制动盘换挡，控制系统简单、可线性化控制，I档、II档无动力间断切换，整体结构紧凑、尺寸小、转动惯量小、正/逆空挡损耗非常小；实现两种速比离合切换、切换耗能小，切换响应迅速和平顺，可靠性高，传动效率高，成本低。本实用新型换挡机构与内部传动结构完全分开，换挡过程产生的热、粉尘、微粒不会影响行星轮内部传动，散热面积大，形成了自散热风冷结构，可实现不拆行星齿轮箱的情况下完成换挡元件更换，维护保养成本低。本实用新型既能有效满足混合动力车辆、纯电动车辆或传统内燃机车辆对多速自动离合器的使用要求；又可直接作为两档自动变速箱使用。
附图说明
图1为本实用新型机械原理简图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如附图1所示，一种干式双盘星型自动离合器，包括壳体2、输入星型机构、I档星型机构、II档星型机构、I档换档盘、II档换档盘、I档换档动力装置、II档换档动力装置。所述输入星型机构分别与I档星型机构、II档星型机构连接；所述I档星型机构与I档换档盘连接；所述II档星型机构与II档换档盘连接；所述I档换档盘与I档换档动力装置连接；所述II档换档盘与II档换档动力装置连接；输入星型机构、I档星型机构、II档星型机构分别与壳体连接。
本实用新型I档换档动力装置、II档换档动力装置的制动动力可以线性设定，因此本实用新型可实现I档、II档动力切换的无动力中断输出，实现离合器的线性化控制。同时本实用新型实现了输入星型机构、I档星型机构、II档星型机构的集成整体设计，整体结构紧凑、尺寸小、转动惯量小、正/逆空挡损耗非常小，两种速比离合切换耗能小，响应迅速和平顺，可靠性高，传动效率高，成本低。同时还由于I档换档动力装置、II档换档动力装置与输入星型机构、I档星型机构、II档星型机构分体式设计，I档换档动力装置、II档换档动力装置换挡过程产生的热、粉尘、微粒不会影响到输入星型机构、I档星型机构、II档星型机构的内部传动，有效提高了传动系统的运行环境质量和使用寿命；I档换档动力装置、II档换档动力装置实现了自散热风冷；还可实现不拆行星齿轮箱的情况下完成换挡元件更换，维护保养成本低。
其中，所述的输入星型机构的输入太阳轮3与中间传动轴23通过浮动花键连接；中间传动轴23与中间传动轴输入端支撑轴承60连接。输入齿圈7通过浮动花键与壳体2连接。输入行星轮轴4的外径与输入行星轮轴承55连接，输入行星轮轴承55外径与输入行星轮5连接，输入行星轮轴4、输入行星轮端面支撑56分别与输入行星架61连接。太阳轮3、输入行星轮5、输入齿圈7依次啮合连接。输入行星架61上还设置有不限于渐开线花键、矩形花键或涨紧套连 接方式的动力输入接口，实现外部动力的输入。通过壳体2、输入端油封62对输入行星架61进行轴端密封；采用支撑轴承1对输入行星架61进行轴向和径向定位。
所述I档星型机构的I档太阳轮57与中间传动轴23通过浮动花键连接，I档行星轮轴承48外径与I档行星轮51连接，I档行星轮轴承48内径与I档行星轮轴50连接；I档行星轮轴承48分别与I档行星轮轴向支撑端面49、行星架28连接。I档太阳轮57、I档行星轮51、I档齿圈47依次啮合连接。I档齿圈47与I档齿圈支撑轴承33连接，I档齿圈支撑轴承33与行星架28连接。
II档星型机构的II档太阳轮34与中间传动轴23通过浮动花键连接，II档行星轮轴承37外径与II档行星轮35连接，II档行星轮轴承37内径与II档行星轮轴50连接；II档行星轮轴承37轴向端面与II档行星轮轴向支撑端面36、行星架28连接。II档太阳轮34、II档行星轮35、II档齿圈42依次啮合连接。II档齿圈42与II档齿圈支撑轴承25连接，II档齿圈支撑轴承25与行星架28连接。中间传动轴23通过安装在输入行星架61上的中间传动轴输入端支撑轴承60和安装在行星架28上的中间传动轴输出端支撑轴承26获得径向、轴向定位。
具体实施过程中，I档星型机构的行星架与II档星型机构的行星架可以采用整体式或分体式。采用整体式时，在行星架28上还设置有不限于渐开线花键、矩形花键或涨紧套连接方式的动力输出接口，实现将离合器的动力输入传递出去。当所述I档星型机构的行星架与II档星型机构的行星架为分体式时，使用紧固件将I档星型机构的行星架与II档星型机构的行星架进行固定连接。在II档星型机构的行星架设置不限于渐开线花键、矩形花键或涨紧套连接方式的动力输出接口，实现将离合器的动力输入传递出去。本案实施中采用了I档星型机构的行星架与II档星型机构的行星架可以采用整体式设计，行星架28通过输出 支撑内轴承27、输出支撑外轴承30、输出油封29和II档制动盘连接件41进行径向、轴向定位和密封。行星架28与输入行星架61通过连接轴承54连接。
I档换档盘的I档换档连接盘43通过浮动花键与I档星型机构的I档齿圈47连接。I档换档连接盘43通过I档齿圈支撑轴承33和I档齿圈油封32进行径向、轴向定位和密封；I档换档连接盘43通过轴端花键及限位装置与I档制动盘连接件46连接并定位，I档制动盘连接件46与I档制动盘45通过法兰和止口连接，为I档制动盘45提供轴向和径向定位。I档制动盘45外圈带有齿，以增加制动的摩擦力，提高制动效果，提高离合效果。I档制动盘传感器44安装在箱体2上；I档制动盘传感器44与I档制动盘45外圆表面距离2mm左右。
II档换档盘的II档换档连接盘38通过浮动花键与II档星型机构的II档齿圈42连接。II档换档连接盘38通过II档齿圈支撑轴承25和II档齿圈油封31进行径向、轴向定位和密封；II档换档连接盘38通过轴端花键与II档制动盘连接件41连接并定位，II档制动盘连接件41与II档制动盘40通过法兰连接，为II档制动盘40提供轴向和径向定位。II档制动盘40外圈带有齿，以增加制动的摩擦力，提高制动效果，提高离合效果。II档制动盘传感器39安装在箱体2上；II档制动盘传感器39与制动盘40外圆表面距离2mm左右。
I档换档动力装置的I档制动钳支架8通过安装支脚与箱体2连接固定。I档制动钳支架8与I档制动钳17连接，I档制动钳17安装I档外摩擦块21，I档外摩擦块21上装有I档电磨损传感器22，I档内摩擦块18与I档制动钳活塞16的活塞杆连接。I档制动盘45安装在I档内摩擦块18和I档外摩擦块21中间，并保持一定间隙。I档制动气室19内装有气动隔膜、复位弹簧和轴向推杆；I档制动主缸13活塞杆与I档制动气室19轴向推杆连接；I档制动主缸13上装有I档储液器14，I档储液器14上装有I档储液器透气塞15。I档制动主缸13 空腔侧和I档储液器14中充满液体介质。I档制动主缸13空腔侧通过I档制动主缸连接头12和连接管10与I档低压报警器11连接，并通过I档制动钳活塞连接头9连接到I档制动钳活塞16的空腔侧。
II档换档动力装置的II档制动钳支架80通过安装支脚与箱体2连接固定。II档制动钳支架80与II档制动钳170连接，II档制动钳170安装II档外摩擦块210，II档外摩擦块210上装有II档电磨损传感器220，II档内摩擦块180与II档制动钳活塞160的活塞杆连接。II档制动盘40安装在II档内摩擦块180和II档外摩擦块210中间，并保持一定间隙。II档制动气室190内装有气动隔膜、复位弹簧和轴向推杆；II档制动主缸130活塞杆与II档制动气室190轴向推杆连接；II档制动主缸130上装有II档储液器140，II档储液器140上装有II档储液器透气塞150。II档制动主缸130空腔侧和II档储液器140中充满液体介质。II档制动主缸130空腔侧通过II档制动主缸连接头120和连接管100与II档低压报警器110连接，并通过II档制动钳活塞连接头90连接到II档制动钳活塞160的空腔侧。
在壳体2的上放还设计有透气塞6，透气塞6处螺孔同时还可以作为润滑油加入孔；箱体2下方设置有放油磁性螺栓53和温度传感器52。
本实用新型使用时，将换挡动力装置气接头(20、200)与车载气源连接，并将温度传感器、制动盘传感器、电磨损传感器与控制连接，即可实现操纵控制。本实用新型共实现四种工作模式。
I档工作模式：
I档制动气室19内通入0.4Mpa～0.8Mpa压力的压缩空气进入，I档制动主缸13内液体介质产生6Mpa～15Mpa压力，I档制动钳活塞16向外伸出，推动I档内齿摩擦块18和I档外侧摩擦块21夹紧I档制动盘45。
同时，II档制动气室190内无压缩空气进入，II档制动主缸130内液体介质无液体压力产生，II档制动钳活塞160处于初始位置，II档内齿摩擦块180和II档外侧摩擦块210与II档制动盘40保持间隙状态。
动力由输入行星架61输入时，驱动输入行星轮5转动，输入行星轮5驱动输入太阳轮3转动，输入齿圈7保持静止状态。输入太阳轮3驱动中间传动轴23转动，中间传动轴23带动II档太阳轮34和I档太阳轮57转动，II档太阳轮34带动II档行星轮35转动，I档太阳轮57驱动I档行星轮51转动，II档行星轮35带动II档星型机构的齿圈42转动。II档星型机构的齿圈42通过II档换档连接盘38、II档制动盘连接件41带动II档制动盘40转动，由于II档制动盘40与内齿摩擦块180和外侧摩擦块210保持间隙状态，II档制动盘40可自由转动，II档处于脱开状态。
由于I档制动盘45被I档制动钳17制动，与I档制动盘45连接的I档制动盘连接件46、I档换档连接盘43和I档星型机构的齿圈47被制动，I档星型机构的I档齿圈47为I档行星轮51提供反作用力，进而驱动行星架28转动；实现I档工作模式的动力传递和输出；实现速比为m1*(m2+n2)/[m2*(m1+n1)]的动力传动。其中，输入齿圈7的内齿齿数为n1，输入太阳轮3的齿数为m1，I档齿圈47的齿数为n2，I档太阳轮57的齿数为m2。
II档工作模式：
II档制动气室190内通入0.4Mpa～0.8Mpa压力的压缩空气进入，II档制动主缸130内液体介质产生6Mpa～15Mpa压力，II档制动钳活塞160向外伸出，推动II档内齿摩擦块180和II档外侧摩擦块210夹紧II档制动盘40。
同时，I档制动气室19内无压缩空气进入，I档制动主缸13内液压介质无油压产生，I档制动钳活塞16处于初始位置，I档内齿摩擦块18和I档外侧摩 擦块21与I档制动盘45保持间隙状态。
动力由输入行星架61输入时，驱动输入行星轮5转动，输入行星轮5驱动输入太阳轮3转动，输入齿圈7保持静止状态；输入太阳轮3驱动中间传动轴23转动，中间传动轴23驱动II档太阳轮34和I档太阳轮57转动，II档太阳轮34驱动II档行星轮35转动，I档太阳轮57带动I档行星轮51转动。I档行星轮51带动I档星型机构的齿圈47转动。I档星型机构的齿圈47通过I档换档连接盘43、I档制动盘连接件46带动I档制动盘45转动，由于I档制动盘45与内齿摩擦块18a和外侧摩擦块21a保持间隙状态，制动盘45可自由转动，因此，I档处于脱开状态。
由于II档制动盘40被II档制动钳170制动，进而II档制动盘连接件41、II档换档连接盘38和II档星型机构的II档齿圈42被制动，II档星型机构的II档齿圈42为II档行星轮35提供反作用力，进而驱动行星架28转动；实现II档工作模式的动力传递和输出；实现速比为m1*(m3+n3)/[m3*(m1+n1)]的动力传动，其中，输入内齿圈7的内齿齿数为n1，输入太阳轮3的齿数为m1，II档齿圈42的齿数为n3，II档太阳轮34的齿数为m3。
空挡工作模式：
制动气室(19、190)内无压缩空气进入，制动主缸(13、130)内液压介质无液压产生，制动钳活塞(16、160)处于初始位置，内齿摩擦块(18、180)和外侧摩擦块(21、210)与制动盘(45、40)保持间隙状态。
动力由输入轴61输入时，带动输入行星轮5转动，输入行星轮5带动输入太阳轮3转动，输入内齿圈7保持静止状态；输入太阳轮3带动中间传动轴23转动，中间传动轴23带动II档太阳轮34和I档太阳轮57转动，II档太阳轮34带动II档行星轮35转动，I档太阳轮57带动I档行星轮51转动，II档行星轮 35带动II档星型机构的II档齿圈42转动，I档行星轮51带动I档星型机构的I档齿圈47转动；II档星型机构的齿圈42通过II档换档连接盘38、II档制动盘连接件41带动II档制动盘40转动，由于制动盘40与内齿摩擦块180和外侧摩擦块210保持间隙状态，制动盘40可自由转动。I档星型机构的齿圈47通过I档换档连接盘43、I档制动盘连接件46带动I档制动盘45转动，由于制动盘45与内齿摩擦块18和外侧摩擦块21保持间隙状态，制动盘45可自由转动。
实现输入行星架61和行星架28动力连接解除，离合器处于空挡工作模式。
无动力间断换挡模式：
当动力由输入行星架61输入时，I档制动盘45被I档制动钳17制动，II档制动盘40处于脱开状态，此时，处于I档传动。当行星架28达到I档设定最高转速时，I档制动气室19逐渐按比例减小气压，输入行星架61逐渐降低转速，II档制动气室190逐渐按比例增加气压，I档制动盘45开始滑摩转动，II档制动盘40开始进入滑摩制动，输入轴61转速降低到某设定值。然后，继续减小I档制动气室19的气压直至外界大气压，I档制动盘45完全被释放，继续增大II档制动气室190气压直至设定最高压力，II档制动盘40完全被制动，输入行星架61达到设定转速，从而，完成了无动力间断的换挡过程。该过程中，通过建立I档制动盘45转速与制动气室19，和II档制动盘40转速与制动气室190的关系式进行闭环控制。
以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。