专利名称：一种双轴离合装置的制作方法
一种双轴离合装置
技术领域：
本发明涉及一种动力传递装置，特别涉及一种基于行星运动系统的离合装置。背景技术：
现在，车辆离合器及变速器相关技术正大力向着多挡化、高换挡品质发展。挡位越 多，意味着可以获得更好的动力性能、更低的能耗、更高的传递效率、更低的尾气排放。目 前轿车用at的最多挡位已达到八个前进挡，它比以往的AT具备更好的动力性能、更低的 能耗、更高的传递效率、更低的尾气排放，但同时，它也更精密、更复杂、成本更高、更难维修 等。CVT理论上可以拥有无数多挡位，但现有技术中CVT传动带的强度和寿命问题以及传 动带与带轮之间的滑磨等问题限制了 CVT的传动效率，也限制了 CVT传递大扭矩的能力，因 此，目前很少将CVT用在大排量的车上。DCT目前最多也可达七个前进挡。综上所述，汽车厂商都希望研发生产出有更多挡位、更经济、更环保及换挡品质更 高的变速器，但这都意味着需要更多的零部件、更大的体积、更大的重量、更复杂的设计、更 精密的加工、更高的生产成本及维修费用。
发明内容为了解决现有技术中车辆的多挡位及高品质换挡需求，本发明提供了一种双轴离 合装置，该离合装置内设有行星运动机构，并通过对行星运动机构的不同元件进行控制来 在两个输出轴上实现不同速度比的动力输出，以满足多挡位及高品质换挡需求。本发明解决上述问题所采用的技术方案是提供一种双轴离合装置，该双轴离合装 置包括输入轴，用于接收输入动力；行星运动机构，行星运动机构包括动力输入件、传动 件、传动控制件以及动力输出件，其中动力输入件连接输入轴；第一输出轴，用于连接动力 输出件，第一离合机构，用于选择性制动传动控制件，以使输入轴经传动件以第一速度比驱 动第一输出轴；第二输出轴，与第一输出轴同轴设置；以及第二离合机构，用于选择性接合 输入轴与第二输出轴，以使输入轴在不经过传动件的情况下以第二速度比驱动第二输出 轴o根据本发明一优选实施例，当第一离合机构制动传动控制件时，输入轴经动力输 入件、传动件和动力输出件减速或加速驱动第一输出轴，当第二离合机构接合输入轴与第 二输出轴时，输入轴经第二离合机构等速驱动第二输出轴。根据本发明一优选实施例，双轴离合装置进一步包括第三离合装置，用于选择性 接合输入轴与第一输出轴，以使输入轴在不经过传动件的情况下以第三速度比驱动第一输 出轴。根据本发明一优选实施例，第二速度比等于第三速度比。根据本发明一优选实施例，第一离合机构包括与传动控制件同轴设置的被制动件 以及用于对被制动件进行制动的制动件。根据本发明一优选实施例，第二离合机构设置于动力输入件与第二输出轴之间，第二离合机构包括与第二输出轴同轴设置的第一从动件以及连接动力输入件的第一主动 件。根据本发明一优选实施例，第三离合机构设置于动力输入件和动力输出件之间， 第三离合机构包括与动力输出件同轴设置的第二从动件以及连接动力输入件的第二主动 件。根据本发明一优选实施例，行星运动机构包括太阳轮、设置于太阳轮周围并与太 阳轮外啮合的行星齿轮组、与行星齿轮组内啮合的齿圈以及设置于行星齿轮组上的行星 架，动力输入件为选自太阳轮、齿圈以及行星架中的第一元件，动力输出件为选自太阳轮、 齿圈以及行星架中的不同于第一元件的第二元件，传动控制件为选自太阳轮、齿圈以及行 星架中的不同第一元件和第二元件的第三元件，传动件为行星齿轮组。本发明解决上述问题所采用的另一技术方案是提供一种双轴离合装置，该双轴离 合装置包括输入轴，用于接收输入动力；行星运动机构，行星运动机构包括太阳轮、设置 于太阳轮周围并与太阳轮外啮合的行星齿轮组、与行星齿轮组内啮合的齿圈以及设置于行 星齿轮组上的行星架，其中选自太阳轮、齿圈以及行星架中的第一元件连接于输入轴；第一 输出轴，连接于选自太阳轮、齿圈以及行星架中的不同于第一元件的第二元件；第一离合机 构，用于对选自太阳轮、齿圈以及行星架中的不同于第一元件和第二元件的第三元件进行 制动，以使输入动力经第一元件、行星齿轮组以及第二元件传递到第一输出轴；第二输出 轴，与第一输出轴同轴设置；第二离合机构，用于接合输入轴和第二输出轴，以使输入动力 经第二离合机构传递到第二输出轴。根据本发明一优选实施例，双轴离合装置进一步包括第三离合机构，用于接合输 入轴和第一输出轴，以使输入动力经第三离合机构传递到第一输出轴。本发明所提供的双轴离合装置可以实现无动力中断换挡。此外，本发明所提供的 双轴离合装置还可以在其中一个输出轴上产生两种不同速度比的动力输出，当该离合装置 与变速器组合时，可对变速器中对应轴的挡位数实现倍挡，可以用较少的齿轮数实现较多 挡位，以获得更好的动力性能、更高的传递效率、更低的能耗、更低的尾气排放，可以实现无 动力中断换挡，并可以把变速器总成做得相对更小、更经济、更简单。
图1为根据本发明第一实施例的双轴离合装置的结构示意图；图2为根据本发明第二实施例的双轴离合装置的结构示意图。
具体实施方式如图1所示，图1为根据本发明第一实施例的双轴离合装置的结构示意图。在本 实施例中，双轴离合装置1包括用于从发动机输出轴(未图示)接收输入动力的输入轴10 以及第一输出轴121和第二输出轴122。第一输出轴121和第二输出轴122同轴设置，并与 变速器2连接。双轴离合装置1的输入轴10与第一输出轴121和第二输出轴122之间设 置一行星运动机构。该行星运动机构包括太阳轮13、设置于太阳轮13周围并与太阳轮13 外啮合的行星齿轮组14、与行星齿轮组14内啮合的齿圈15以及设置于行星齿轮组14上的 行星架16。
在本实施例中，齿圈15与输入轴10连接，以作为行星运动机构的动力输入件。行 星架16与第一输出轴121连接，以作为行星运动机构的动力输出件。行星齿轮组14作为 行星运动机构的传动件，太阳轮13作为行星运动机构的传动控制件。在本实施例中，双轴离合装置1还包括制动件171以及设置于太阳轮13上的被制 动件172。被制动件172与太阳轮13同轴固定，并与制动件171 —同构成双轴离合装置1 的第一离合机构。齿圈15上设置有第一主动件181，而在第二输出轴122上对应设置有第一从动件 182。第一从动件182与第二输出轴122同轴固定，并与第一主动件181 —同构成双轴离合 装置1的第二离合机构。在本实施例中，第一和第二离合机构可采用公知的摩擦片式离合器或电磁离合
o双轴离合装置1可以产生以下几种传动状态第一种状态，控制第二离合机构的第一主动件181和第一从动件182处于分离状 态，同时控制第一离合机构的制动件171和被制动件172处于制动状态。此时，输入轴10 通过齿圈15、行星齿轮组14和行星架16以第一速度比(减速)驱动第一输出轴121。输 入轴10所接收的输入动力经过齿圈15、行星齿轮组14和行星架16减速传递到第一输出轴 121 ；第二种状态，控制第二离合机构的第一主动件181和第一从动件182处于接合状 态，同时控制第一离合机构的制动件171和被制动件172处于分离状态。此时，输入轴10 通过齿圈15以及第二离合机构的第一主动件181和第一从动件182以第二速度比(等速) 驱动第二输出轴122。输入轴10所接收的输入动力经过齿圈15以及第二离合机构的第一 主动件181和第一从动件182等速传递到第二输出轴122 ；第三种状态，控制第二离合机构的第一主动件181和第一从动件182处于半离合 状态，同时控制控制第一离合机构的制动件171和被制动件172处于半制动状态，使输入动 力分别经行星齿轮组14和第二离合机构的第一主动件181和第一从动件182传递至第一 输出轴121和第二输出轴122，以实现无动力中断换挡。第四种状态，控制第一离合机构的制动件171和被制动件172以及第二离合机构 的第一主动件181和第一从动件182处于分离状态。此时，行星齿轮机构的各部件无确定 输出，无法将输入轴10的输入动力传递到第一输出轴121和第二输出轴122，也即是空挡。在上述双轴离合装置中，通过使用行星运动机构作为离合装置的内部传动机构并 通过控制行星运动机构的不同元件，可实现无动力中断换挡。在本实施例中，第二离合机构设置于齿圈15与第二输出轴122之间，并用于选择 性接合齿圈15与第二输出轴122，但本领域普通技术人员完全可以想到将第二离合机构设 置于其他位置来实现输入轴10与第二输出轴122之间的接合，以使输入轴10在不经过行 星齿轮组14的情况下驱动第二输出轴122。例如，将主动件181直接设置在输入轴10上， 或者设置在与输入轴10关联的其他元件上。如图2所示，图2为根据本发明第二实施例的双轴离合装置的结构示意图。在本 实施例中，双轴离合装置3包括用于从发动机输出轴(未图示)接收动力的输入轴30以及 第一输出轴321和第二输出轴322。第一输出轴321和第二输出轴322同轴设置，并与变速器4连接。双轴离合装置3的输入轴30与第一输出轴321和第二输出轴322之间设置一 行星运动机构。该行星运动机构包括太阳轮33、设置于太阳轮33周围并与太阳轮33外啮 合的行星齿轮组34、与行星齿轮组34内啮合的齿圈35以及设置于行星齿轮组34上的行星 架36。在本实施例中，齿圈35与输入轴30连接，以作为行星运动机构的动力输入件。行 星架36与第一输出轴321连接，以作为行星运动机构的动力输出件。行星齿轮组34作为 行星运动机构的传动件，太阳轮33作为行星运动机构的传动控制件。在本实施例中，双轴离合装置3还包括制动件371以及设置于太阳轮33上的被制 动件372。被制动件372与太阳轮33同轴固定，并与制动件371 —同构成双轴离合装置3 的第一离合机构。齿圈35上设置有第一主动件381，而在第二输出轴322上对应设置有第一从动件 382。第一从动件382与第二输出轴322同轴固定，并与第一主动件381 —同构成双轴离合 装置3的第二离合机构。齿圈35上设置有第二主动件391，而在行星架36上对应设置有第二从动件392。 第二从动件392与行星架36同轴固定，并与第二主动件391 —同构成双轴离合装置3的第 三离合机构。在本实施例中，第一、第二和第三离合机构可采用公知的摩擦片式离合器或电磁
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两口命o双轴离合装置3可以产生以下几种传动状态第一种状态，控制第二离合机构的第一主动件381和第一从动件382以及第三离 合机构的第二主动件391和第二从动件392处于分离状态，同时控制第一离合机构的制动 件371和被制动件372处于制动状态。此时，输入轴30通过齿圈35、行星齿轮组34和行星 架36以第一速度比(减速)驱动第一输出轴321。输入轴30所接收的输入动力经过齿圈 35、行星齿轮组34和行星架36减速传递到第一输出轴321 ；第二种状态，控制第二离合机构的第一主动件381和第一从动件382处于接合状 态，同时控制第一离合机构的制动件371和被制动件372以及第三离合机构的第二主动件 391和第二从动件392处于分离状态。此时，输入轴30通过齿圈35以及第二离合机构的 第一主动件381和第一从动件382以第二速度比(等速)驱动第二输出轴322。输入轴30 所接收的输入动力经过齿圈35以及第二离合机构的第一主动件381和第一从动件382等 速传递到第二输出轴322 ；第三种状态，控制第三离合机构的第二主动件391和第二从动件392处于接合状 态，同时控制第一离合机构的制动件371和被制动件372以及第二离合机构的第一主动件 381和第一从动件382处于分离状态。此时，输入轴30通过齿圈35、第三离合机构的第二 主动件391和第二从动件392以及行星架36以第三速度比(等速)驱动第一输出轴321。 此时，输入轴30所接收的经过齿圈35、第三离合机构的第二主动件391和第二从动件392 以及行星架36等速传递到第一输出轴321 ；第四种状态，控制上述三个离合机构中的任意两个离合机构处于半离合或半制动 状态，同时控制另外一个离合机构处于分离状态，使输入轴30的输入动力经两个离合机构 或经其中一个离合机构及传动件共同传递，以实现无动力中断换挡。
第五种状态，控制第一离合机构的制动件371和被制动件372、第二离合机构的第 一主动件381和第一从动件382以及第三离合机构的第二主动件391和第二从动件392均 处于分离状态。此时，行星齿轮机构的各部件无确定输出，无法将输入轴30的输入动力传 递到第一输出轴321和第二输出轴322，也即是空挡。下面将结合下面两表说明倍档离合装置3与两种不同变速器4进行组合而形成倍 挡的各部件工作状态 其中C1表示第一离合机构，C2表示第二离合机构，C3表示第三离合机构，D1 D5 和R分别表示变速器4内各啮合齿轮对。当C1、C2或C3被选中时，表示该离合机构处于接 合状态，当D1 D5和R被选中时，表示经该齿轮对传递动力。利用上述双轴离合装置3与变速器4相结合，可以使具有M+N+1对齿轮(即与第一 输出轴321连接的第一变速器输入轴上有M个前进挡位，与第二输出轴322连接的第二变 速器输入轴上有N个前进挡位和1个倒挡)的变速器4，组合成具有MX 2+N+1个挡位(即 具有MX2+N个前进挡位，1个倒挡)的变速器总成。或者，使具有M+N+1对齿轮(即第一变 速器输入轴上有M个前进挡位和1个倒挡，第二变速器输入轴上有N个前进挡位)的变速器 4，组合成具有MX2+N+2个挡位(即具有MX 2+N个前进挡位，2个倒挡)的变速器总成，并 且可实现无动力中断换挡。本发明采用上述双轴倍挡离合装置结合变速器，可对变速器其 中一个轴的挡位数进行倍挡，可使用较少的齿轮数实现较多挡位，以获得更好的动力性能、 更高的传递效率、更低的能耗、更低的尾气排放，并可以把变速器总成做得相对更小。在本实施例中，第三离合机构设置于齿圈35与行星架36之间，并用于选择性接合 齿圈35与行星架36，但本领域普通技术人员完全可以想到将第三离合机构设置于其他位 置来实现输入轴30与第一输出轴321之间的接合，以使输入轴30在不经过行星齿轮组34 的情况下驱动第一输出轴321。例如，将主动件381和从动件382分别直接设置在输入轴 30与第一输出轴321上，或者设置在与输入轴30与第一输出轴321关联的其他元件上。此外，在本发明的其他实施例中，行星运动系统还可以采用其他配置方式并由此 实现减速或加速传动，例如动力输入件对应于太阳轮，动力输出件对应于行星架，传动控制 件对应于齿圈；动力输入件对应于行星架，传动控制件对应于太阳轮，动力输出件对应于齿 圈；动力输入件对应于行星架，传动控制件对应于齿圈，动力输出件对应于太阳轮；动力输 入件对应于齿圈，传动控制件对应于行星架，动力输出件对应太阳轮或者动力输入件对应 于太阳轮，传动控制件对应于行星架，动力输出件对应于齿圈。综上所述，本发明所提供的双轴离合装置可以实现无动力中断换挡。此外，本发明 所提供的双轴离合装置还可以在其中一个输出轴上产生两种不同速度比的动力输出，当该 离合装置与变速器组合时，可对变速器中对应轴的挡位数实现倍挡，可以用较少的齿轮数 实现较多挡位，以获得更好的动力性能、更高的传递效率、更低的能耗、更低的尾气排放，可 以实现无动力中断换挡，并可以把变速器总成做得相对更小、更经济、更简单。在上述实施例中，仅对本发明进行了示范性描述，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发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。
权利要求
一种双轴离合装置，其特征在于，所述双轴离合装置包括输入轴，用于接收输入动力；行星运动机构，所述行星运动机构包括动力输入件、传动件、传动控制件以及动力输出件，其中所述动力输入件连接所述输入轴；第一输出轴，用于连接所述动力输出件；第一离合机构，用于选择性制动所述传动控制件，以使所述输入轴经所述传动件以第一速度比驱动所述第一输出轴；第二输出轴，与所述第一输出轴同轴设置；以及第二离合机构，用于选择性接合所述输入轴与所述第二输出轴，以使所述输入轴在不经过所述传动件的情况下以第二速度比驱动所述第二输出轴。
2.如权利要求1所述的双轴离合装置，其特征在于当所述第一离合机构制动所述传 动控制件时，所述输入轴经所述动力输入件、所述传动件和所述动力输出件减速或加速驱 动所述第一输出轴，当所述第二离合机构接合所述输入轴与所述第二输出轴时，所述输入 轴经所述第二离合机构等速驱动所述第二输出轴。
3.根据权利要求1或2所述的双轴离合装置，其特征在于所述双轴离合装置进一步 包括第三离合装置，用于选择性接合所述输入轴与所述第一输出轴，以使所述输入轴在不 经过所述传动件的情况下以第三速度比驱动所述第一输出轴。
4.根据权利要求3所述的双轴离合装置，其特征在于所述第二速度比等于所述第三 速度比。
5.根据权利要求3所述的双轴离合装置，其特征在于所述第一离合机构包括与所述 传动控制件同轴设置的被制动件以及用于对所述被制动件进行制动的制动件。
6.根据权利要求3所述的双轴离合装置，其特征在于所述第二离合机构设置于所述 动力输入件与所述第二输出轴之间，所述第二离合机构包括与所述第二输出轴同轴设置的 第一从动件以及连接所述动力输入件的第一主动件。
7.根据权利要求3所述的双轴离合装置，其特征在于所述第三离合机构设置于所述 动力输入件和所述动力输出件之间，所述第三离合机构包括与所述动力输出件同轴设置的 第二从动件以及连接所述动力输入件的第二主动件。
8.如权利要求3所述的双轴离合装置，其特征在于所述行星运动机构包括太阳轮、设 置于所述太阳轮周围并与所述太阳轮外啮合的行星齿轮组、与所述行星齿轮组内啮合的齿 圈以及设置于所述行星齿轮组上的行星架，所述动力输入件为选自所述太阳轮、所述齿圈 以及所述行星架中的第一元件，所述动力输出件为选自所述太阳轮、所述齿圈以及所述行 星架中的不同于所述第一元件的第二元件，所述传动控制件为选自所述太阳轮、所述齿圈 以及所述行星架中的不同所述第一元件和所述第二元件的第三元件，所述传动件为所述行 星齿轮组。
9.一种双轴离合装置，其特征在于，所述双轴离合装置包括输入轴，用于接收输入动力；行星运动机构，所述行星运动机构包括太阳轮、设置于所述太阳轮周围并与所述太阳 轮外啮合的行星齿轮组、与所述行星齿轮组内啮合的齿圈以及设置于所述行星齿轮组上 的行星架，其中选自所述太阳轮、所述齿圈以及所述行星架中的第一元件连接于所述输入轴；第一输出轴，连接于选自所述太阳轮、所述齿圈以及所述行星架中的不同于所述第一 元件的第二元件；第一离合机构，用于对选自所述太阳轮、所述齿圈以及所述行星架中的不同于所述第 一元件和所述第二元件的第三元件进行制动，以使所述输入动力经所述第一元件、所述行 星齿轮组以及所述第二元件传递到所述第一输出轴；第二输出轴，与所述第一输出轴同轴设置；第二离合机构，用于接合所述输入轴和所述第二输出轴，以使所述输入动力经所述第 二离合机构传递到所述第二输出轴。
10.根据权利要求9所述的双轴离合装置，其特征在于所述双轴离合装置进一步包括 第三离合机构，用于接合所述输入轴和所述第一输出轴，以使所述输入动力经所述第三离 合机构传递到所述第一输出轴。
全文摘要
本发明公开了一种双轴离合装置，包括输入轴，用于接收输入动力；行星运动机构，包括动力输入件、传动件、传动控制件以及动力输出件，其中动力输入件连接输入轴；第一输出轴，用于连接动力输出件；第一离合机构，用于选择性制动传动控制件，以使输入轴经传动件以第一速度比驱动第一输出轴；第二输出轴，与第一输出轴同轴设置；以及第二离合机构，用于选择性接合输入轴与第二输出轴，以使输入轴在不经过传动件的情况下以第二速度比驱动第二输出轴。该双轴离合装置可实现无动力中断换挡。
文档编号F16H3/44GK101858412SQ20091010663
公开日2010年10月13日 申请日期2009年4月10日 优先权日2009年4月10日
发明者徐德勇, 李云峰 申请人:徐德勇;李云峰