一种混合动力汽车的耦合器的制作方法

本实用新型实施例涉及汽车技术领域，具体涉及一种混合动力汽车的耦合器。

背景技术：

随着石油资源的紧缺，混合动力汽车成为未来的发展趋势。混合动力汽车主要以电能和燃油能为主，即在电动汽车的基础上加装内燃机。混合动力汽车兼具传统汽车的优点和电动汽车的优点，既能降低燃油产生的污染，与纯电动汽车相比又能提高行驶里程。

混合动力汽车中，将发动机和电机的动力耦合在一起的动力耦合器是混合动力汽车的传动装置的主要机构。动力耦合器能在主动部分运转的情况下，使从动部分与主动部分形成接合或分离，以达到启动或制动汽车等的目的。

现有技术中的耦合器通常是齿轮式。例如一种行星齿轮式耦合器，该耦合器壳体内包含多组齿轮，发动机分别依次与动力输出轴、太阳轮相连接，太阳轮分别依次与内行星齿轮、外行星齿轮和齿圈相啮合，齿圈进一步与制动器、离合器和动力输出轴相连接。但上述齿轮式耦合器是通过齿轮的啮合来实现传动，因此在长期的使用过程中，会产生接触不良、机械磨损等问题。其它的诸如超越式、离心式或电磁式耦合器，由于同样地使用机械接触的方式传动，因此也存在上述问题。

因此，如何提出一种混合动力汽车的耦合器，能够实现无机械接触地传递转矩，成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型实施例提供了一种混合动力汽车的耦合器。

本实用新型实施例提供的混合动力汽车的耦合器，包括：一个或多个磁极转盘通过第一毂与输入轴连接，所述磁极转盘包括多个磁极，所述磁极沿所述磁极转盘的轴向布置；一个或多个导体转盘通过第二毂与输出轴连接，所述导体转盘与所述磁极转盘相间布置，且使所述磁极与所述导体转盘存在气隙。

其中，所述第一毂为内部布置所述磁极转盘的外毂，所述第一毂的内表面与所述磁极转盘的外环连接；所述第二毂为外部布置所述导体转盘的内毂，所述第二毂的外表面与所述导体转盘的内环连接。

其中，所述磁极转盘的直径方向与所述第一毂的轴线垂直，所述导体转盘的直径方向与所述第二毂的轴线垂直。

其中，所述第一毂底部的中心与所述输入轴连接，所述第二毂底部的中心与所述输出轴连接。

其中，所述第一毂的内表面具有内花键，所述磁极转盘的外环具有外齿，所述第一毂的内花键与所述磁极转盘的外齿配合连接；所述第二毂的外表面具有外花键，所述导体转盘的内环具有内齿，所述第二毂的外花键与所述导体转盘的内齿配合连接。

其中，多个所述磁极以所述磁极转盘的圆心为圆心、均匀布置成一个或多个环。

其中，多个所述磁极布置成一个环，所述环位于所述磁极转盘的中间。

其中，通过一个或多个螺钉将所述磁极的一端固定在所述磁极转盘上，所述磁极的另一端朝向相应布置的所述导体转盘。

其中，所述磁极包括线圈绕组和铁芯，所述导体转盘为导磁体。

其中，还包括控制电源，用于控制所述线圈绕组中的电流。

本实用新型实施例提供的混合动力汽车的耦合器，通过磁极转盘和导体转盘之间相对运动时，导体转盘切割磁感线产生的阻尼力，实现了无机械接触的转矩传递，避免了机械磨损、减少了维护次数以及延长了使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的混合动力汽车的耦合器的局部剖视图；

图2为本实用新型实施例提供的混合动力汽车的耦合器的磁极布置示意图。

图中，1：第一毂；2：第二毂；3：磁极转盘；4：导体转盘；5：磁极；6：输入轴；7：输出轴；8：螺钉。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例提供的混合动力汽车的耦合器的局部剖视图，如图1所示，耦合器包括：一个或多个磁极转盘3通过第一毂1与输入轴6连接，所述磁极转盘3包括多个磁极5，所述磁极5沿所述磁极转盘3的轴向布置；一个或多个导体转盘4通过第二毂2与输出轴7连接，所述导体转盘4与所述磁极转盘3相间布置，且使所述磁极5与所述导体转盘4存在气隙。

其中，混合动力汽车(Hybrid Vehicle)是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供。本实用新型实施例中，以油电混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV)，即采用传统的内燃机(柴油机或汽油机)和电动机作为动力源的汽车为例进行说明，但本实用新型实施例的保护范围不限于此。

其中，耦合器是能将来自于不同动力源的动力耦合在一起，形成一个驱动动力，驱使汽车向前行驶的装置。本实用新型的实施例中，以输入轴6连接汽车的发动机、输出轴7连接汽车的变速器为例进行说明，但本实用新型实施例的保护范围不限于此。

在本实用新型实施例提供的耦合器中，具体地，如图2所示，磁极转盘3为一圆盘状件，其上容纳有多个磁极5，该磁极5能够产生磁场。磁极转盘3通过第一毂1与输入轴6连接，即，当发动机启动后，输入轴6能通过第一毂1带动磁极转盘3和磁极5转动。另外，还可以平行布置多个分别与第一毂1连接的磁极转盘3，与一个磁极转盘3相比，多个磁极转盘3能够增强对导体转盘4的作用力，进一步提高耦合器传递转矩的能力。

导体转盘4为一圆盘状件，由导体材料制成，可以流通电流，用于感应磁极5产生的磁场。导体转盘4一方面与磁极转盘3平行、相间地布置。例如图1所示的，当布置有三个磁极转盘3时，相间地布置三个平行的导体转盘4，并使磁极5与导体转盘4之间存在气隙。气隙即一定的空隙，通过该气隙，在磁极转盘3和导体转盘4的相对运动下能够产生电涡流阻尼力，实现无机械接触地传递转矩。导体转盘4另一方面还通过第二毂2与输出轴7连接，即当导体转盘4转动时，能够通过第二毂2带动输出轴7转动。

在使用过程中，当混合动力汽车的发动机运转时，输入轴6旋转并通过第一毂1带动磁极转盘3旋转，进一步带动多个磁极5旋转。由于磁极转盘3转动，而导体转盘4与磁极转盘3之间存在气隙而无机械接触，因此导体转盘4与磁极转盘3之间存在相对运动，导体转盘4切割磁极5产生的磁场的磁感线，从而在导体转盘4内产生涡电流。涡电流进一步产生阻尼力，以阻止磁极转盘3和导体转盘4之间的相对运动。当产生的阻尼力的力矩大于导体转盘4旋转的阻力矩后，导体转盘4旋转并通过第二毂2带动输出轴7旋转，直至达到额定转速，以此实现传动。

本实用新型实施例提供的混合动力汽车的耦合器，通过磁极转盘和导体转盘之间相对运动时，导体转盘切割磁感线产生的阻尼力，实现了无机械接触的转矩传递，避免了机械磨损、减少了维护次数以及延长了使用寿命。

基于上述实施例，其中所述第一毂1为内部布置所述磁极转盘3的外毂，所述第一毂1的内表面与所述磁极转盘3的外环连接；所述第二毂2为外部布置所述导体转盘4的内毂，所述第二毂2的外表面与所述导体转盘4的内环连接。

具体地，如图1所示，第一毂1为外毂，其内部布置有一个或多个磁极转盘3。第一毂1可以为具有底部的筒状件，该底部可以连接至输入轴6。相应地，如图2所示，磁极转盘3可以为一环形片，第一毂1的筒状面的内表面可以与一个或多个平行布置的磁极转盘3的外环连接。

相似地，第二毂2为内毂，其外部可以布置有与磁极转盘3相应的一个或多个导体转盘4。如图1所示，第二毂2可以为具有底部的筒状件，该底部可以连接至输出轴7。相应地，导体转盘4可以为一环形片，第二毂2的筒状面的外表面可以与一个或多个导体转盘4的内环连接。

可替换地，第一毂1为内毂，第二毂2为外毂，磁极转盘3和导体转盘4相应布置，同样能实现转矩传递。通过第一毂与磁极转盘以及第二毂与导体转盘的连接方式，能稳定地传递大转矩。

基于上述实施例，其中所述磁极转盘3的直径方向与所述第一毂1的轴线垂直，所述导体转盘4的直径方向与所述第二毂2的轴线垂直。

具体地，如图1所示，磁极转盘3与第一毂1的筒状内表面垂直连接，即磁极转盘3的直径方向与第一毂1旋转的中心轴线垂直，使磁极转盘3的圆心位于第一毂1的轴线上，可以实现磁极转盘3和第一毂1的同轴旋转。

相似地，导体转盘4与第二毂2的筒状外表面垂直连接，即导体转盘4的直径方向与第二毂2旋转的中心轴线垂直，使导体转盘4的圆心位于第二毂2的轴线上，可以实现导体转盘4和第二毂2的同轴旋转。通过将磁极转盘和导体转盘与轴线的垂直设置，能最大效率地传递转矩。

基于上述实施例，其中，所述第一毂1底部的中心与所述输入轴6连接，所述第二毂2底部的中心与所述输出轴7连接。

具体地，如图1所示，第一毂1的底部可以为一圆形，输入轴6与该圆形底部的中心，即圆心连接，可以实现输入轴6与第一毂1的共轴旋转。相似地，第二毂2的底部为圆形，输出轴7与该圆形底部的圆心连接，可以实现输出轴7与第二毂2的共轴旋转。进一步将输入轴6和输出轴7设置为共轴，则通过上述布置方式，可以实现转矩的共轴传递。

基于上述实施例，其中所述第一毂1的内表面具有内花键，所述磁极转盘3的外环具有外齿，所述第一毂1的内花键与所述磁极转盘3的外齿配合连接；所述第二毂2的外表面具有外花键，所述导体转盘4的内环具有内齿，所述第二毂2的外花键与所述导体转盘4的内齿配合连接。

其中，花键为多齿的连接零件，可以分为内花键和外花键，既可以为固定连接，也可以为滑动连接。具体地，第一毂1的内表面设置有内花键，磁极转盘3的外环设置有与上述内花键配合的外齿，第一毂1和磁极转盘3通过上述内花键和外齿配合连接。

相似地，第二毂2的外表面设置有外花键，导体转盘4的内环设置有与上述外花键配合的内齿，第二毂2和导体转盘4通过上述内花键和外齿配合连接。通过使用花键连接，使耦合器能够可靠地传递大转矩。

基于上述实施例，其中多个所述磁极5以所述磁极转盘3的圆心为圆心、均匀布置成一个或多个环。

图2为本实用新型实施例提供的混合动力汽车的耦合器的磁极布置示意图，如图2所示，多个磁极5可以在磁极转盘3上排列成一个或多个环，该环是以磁极转盘3的圆心为圆心，并且均匀排列。通过磁极均匀排列成环状，能产生均匀磁场，稳定地传递转矩。

基于上述实施例，其中多个所述磁极5布置成一个环，所述环位于所述磁极转盘3的中间。

具体地，磁极转盘3包括磁极5围成的一个环，磁极5的圆心布置在磁极转盘3的中间，且磁极5的直径小于磁极转盘3可以容纳的最大宽度。通过将磁极布置成一个位于磁极转盘中间的环，使磁极转盘的结构简洁，易于制造和维护。

基于上述实施例，其中通过一个或多个螺钉8将所述磁极5的一端固定在所述磁极转盘3上，所述磁极5的另一端朝向相应布置的所述导体转盘4。

具体地，如图1所示，可以采用两个螺钉8将磁极5的一端固定在磁极转盘3上，另一端朝向相应的导体转盘4。通过螺钉固定磁极，能稳定可靠地将磁极固定在磁极转盘上。

基于上述实施例，其中所述磁极5包括线圈绕组和铁芯，所述导体转盘4为导磁体。

具体地，磁极5可以包括线圈绕组和铁芯，当发动起启动后，线圈绕组通电，磁极5产生磁场。如图1所示，可以采用两个螺钉8将铁芯固定在磁极转盘3上。通过使用线圈绕组和铁芯组成的磁极，能通过接通不同大小的电流以控制磁场强弱，满足耦合器的多种使用需求。

其中，导磁体也称为磁场集中器(Magnetic Flux Concentrator)，是由磁性材料制成的碟片或块状元件。导磁体如同输电系统中的导电体，电阻很小，易于电流通过，并且导磁体的磁阻很小，易于磁通通过。导体转盘4可以为导磁体。通过将导体转盘设置为导磁体，能使导体转盘的磁阻和电阻较小，加快感应速度，减小反应时间。

基于上述实施例，耦合器还包括控制电源，用于控制所述线圈绕组中的电流。

具体地，为了控制线圈绕组中的电流，从而进一步控制磁场。耦合器还可以包括控制电源，该控制电源可以是车辆的110V电源或电池，用于控制线圈绕组中电流的通断。当输入轴6旋转，且控制电源接通线圈绕组中的电流时，才能产生磁场并进一步传递转矩；否则，无法产生磁场并传递转矩。通过控制电源，进一步控制传动，满足混合动力汽车的多种使用需求。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。