CN102155530B - 混合动力用3档磁粉式双离合器变速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混合动力用3档磁粉式双离合器变速器，属于汽车技术领域。它解决了现有的混合动力车驱动系统换挡冲击性高的问题。本混合动力用3档磁粉式双离合器变速器，包括发动机、输入轴、输出一轴、输出二轴、倒档轴和差速器，以及控制档位切换的换向器，发动机的输出轴上设有单离合器，输入轴的一端与单离合器连接，输入轴的另一端设有磁粉式双离合器，双离合器与一电动机连接，电动机与一蓄电池连接。本发明具有结构紧凑、换挡冲击性小、能量转换损失少等优点。

Description

混合动力用3档磁粉式双离合器变速器

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及一种双离合器变速器，特别是一种混合动力用3档磁粉式双离合器变速器。

背景技术

在汽车日益大众化的今天，汽车技术不断发展，顾客对汽车的要求越来越严格。目前，迫于环境污染的重重压力，新能源、洁净能源在轿车上的使用逐年上升，在不久的将来彻底代替石油。例如，中国专利公开了一种具有双级调压液压系统控制装置的双离合器[授权公告号为：CN201636309U]，主要解决了现有技术中双离合器自动变速器对电磁阀控制精度要求较高，会降低电磁阀的使用寿命的问题。其包括第一离合器、第二离合器和多个换档活塞缸，还包括一个液压控制装置，液压控制装置包括一级电磁阀压力调节阀和二级电磁阀压力调节阀，一级电磁阀压力调节阀与液压系统中的流量比例电磁阀、压力比例电磁阀，二级电磁阀压力调节阀相连，二级电磁阀压力调节阀与液压系统中的开关电磁阀相连。但这种具有双级调压液压系统控制装置的双离合器在转换时能量损失巨大，换挡冲击性较高。

由于电能在汽车上被广泛使用，中国专利公开了一种混合动力车驱动系统[公开号为：CN101204920A]，包括为传动装置提供动力的发动机和电机，用于接收发动机动力进行发电的发电机，以及连接在发电机和电机之间的电源，其中该系统还包括双离合器，该双离合器连接在发动机与发电机和传动装置之间，用于选择性地将发动机的动力传递给发电机或传动装置。当车辆低速行驶时，控制双离合器，使发动机的动力传递给发电机发电，由电机接收电能并向传动装置输出机械能而驱动车辆行驶，从而实现混合动力车的串联式驱动。当车辆高速行驶时，控制双离合器，使发动机的动力直接传递给传动装置而驱动车辆行驶。

虽然上述的混合动力车驱动系统具有以上优点，但其依然存在以下缺点：1、在换挡过程中，换挡冲击性高；2、汽车起步或倒车对电能的损失较大。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种轴向结构紧凑、换挡冲击性小、能量转换损失少的混合动力用3档磁粉式双离合器变速器。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

本混合动力用3档磁粉式双离合器变速器，包括发动机、输入轴、输出一轴、输出二轴、倒档轴和差速器，以及控制档位切换的换向器，所述的发动机的输出轴上设有单离合器，上述的输入轴的一端与所述的单离合器连接，其特征在于，所述的输入轴的另一端设有磁粉式双离合器，所述的双离合器与一电动机连接，所述的电动机与一蓄电池连接。

本混合动力用3档磁粉式双离合器变速器中，由发动机进行倒车或起步，采用磁粉式双离合器进行动力传递，在偶数档位及奇数档位进行切换时采用换向器进行预换档功能。当整车工作在稳定模式时，切换于电动机工作，达到换档无冲击的目的。当整车怠速时发动机工作在最佳工况，通过磁粉式双离合器及电动机将动力转换为电能，储存到车载蓄电池中，使发动机始终工作在恒功率状态，达到节能的目的。

在上述的混合动力用3档磁粉式双离合器变速器中，所述的输入轴上依次设有一档主动齿轮、三档主动齿轮和二档主动齿轮，所述的输出一轴上依次设有一档从动齿轮、三档从动齿轮和输出一轴主动齿轮，所述的输出二轴上依次设有惰轮从动齿轮、二档从动齿轮和输出二轴主动齿轮，所述的倒档轴上依次设有倒档惰轮和惰轮主动齿轮，所述的一档从动齿轮能与一档主动齿轮啮合，所述的倒档惰轮能与一档主动齿轮啮合，所述的三档主动齿轮能与三档从动齿轮啮合，所述的二档主动齿轮能与二档从动齿轮啮合，所述的惰轮主动齿轮能与惰轮从动齿轮啮合，所述的输出二轴主动齿轮能与所述的差速器的半轴齿轮啮合，所述的输出一轴主动齿轮能与半轴齿轮啮合。

本混合动力用3档磁粉式双离合器变速器中一档时：一档主动齿轮与一档从动齿轮啮合，输入轴转动带动一档主动齿轮转动，输出一轴主动齿轮与半轴齿轮啮合，输入轴的转动带动一档主动齿轮转动，一档主动齿轮带动一档被动齿轮转动，一档被动齿轮带动输出一轴转动，从而带动输出二轴主动齿轮转动，最终带动半轴齿轮转动，实现汽车的一档驱动。

二档时：二档主动齿轮与二档从动齿轮啮合，输出二轴主动齿轮与半轴齿轮啮合，所以二档主动齿轮的转动带动二档从动齿轮的转动，从而带动输出二轴主动齿轮的转动，最终带动半轴齿轮转动，实现汽车的二档驱动。

三档时：三档主动齿轮与三档从动齿轮啮合，输出一轴主动齿轮与半轴齿轮啮合，三档主动齿轮的转动带动三档从动齿轮的转动，从而带动输出二轴主动齿轮的转动，最终带动半轴齿轮转动，实现汽车的三档驱动。

倒档时：一档主动齿轮与倒档惰轮啮合，惰轮主动齿轮与惰轮从动齿轮啮合，输出二轴主动齿轮与半轴齿轮啮合，同理，一档主动齿轮的转动经倒档惰轮、惰轮主动齿轮、惰轮从动齿轮、输出二轴主动齿轮传递到半轴齿轮，实现倒档。

在上述的混合动力用3档磁粉式双离合器变速器中，所述的磁粉式双离合器包括离合器一、离合器二，以及分别位于离合器一、离合器二外侧的磁粉带一、磁粉带二，所述的离合器一位于所述的输入轴上，所述的离合器二套设在输入轴上，且所述的离合器二位于离合器一的一侧，上述的电动机位于离合器一的另一侧。

在上述的混合动力用3档磁粉式双离合器变速器中，所述的离合器二与二档主动齿轮通过轴承空套在所述的输入轴上。

在上述的混合动力用3档磁粉式双离合器变速器中，所述的换向器包括用于控制偶数档或倒档的换向阀一以及用于控制奇数挡的换向阀二，所述的换向阀一分别与惰轮从动齿轮和二档从动齿轮连接，所述的换向阀二分别与一档从动齿轮和三档从动齿轮连接。

在上述的混合动力用3档磁粉式双离合器变速器中，所述的单离合器处设有控制单离合器闭合或分离的控制器，所述的控制器设置在上述的输入轴上。

在上述的混合动力用3档磁粉式双离合器变速器中，所述的控制器为液压分离轴承。

汽车在起步时或倒车的实现：发动机将动力通过单离合器传入输入轴，此时液压分离轴承未工作，再通过一档主动齿轮与一档从动齿轮传至差速器，车轮转动，实现车辆的起步或倒车。

在整车起步后，离合器一外侧的磁粉带一起作用，电动机同时对输入轴进行输入，此时，单离合器在液压分离轴承的工作情况下进行分离，使整车切入至纯电动工作模式。在一档工作的情况下，二档主动齿轮和二档从动齿轮在换向阀一的作用下进行预同步，同步器换入二档，离合器一外侧的磁粉带一在电流作用下变弱离合器二外侧的磁粉带二电磁变强，一档主动齿轮与一档从动齿轮分开，二档主动齿轮与二档从动齿轮啮合，完成一档切换二档，一档主动齿轮和一档从动齿轮在换向阀二的作用下退出在档位置。同理，通过预挂档三档主动齿轮和三档从动齿轮，切换磁粉式双离合器的左右两侧电磁量进行二档与三档的切换。相反，完成变速器的降档动作。

变速器的发电功能实现：在车辆怠速的情况下，发动机恒功率工作，单离合器与磁粉式双离合器中离合器一同时工作，发动机带动电动机进行发电，对车载蓄电池进行有效充电。

与现有技术相比，本混合动力用3档磁粉式双离合器变速器具有以下优点：

1、采用磁粉式双离合器，降低能量转换的损失，其轴向结构紧凑；采用换向阀一和换向阀二预换档，降低了换档冲击。

2、采用单离合器与磁粉式双离合器的配合，解决了电机起步或倒车对电能损失较大的难题，同时用电动机代替单独发电机，解决发动机发电问题，能量损耗降至最低。

附图说明

图1是本混合动力用3档磁粉式双离合器变速器的结构示意图。

图中，1、发动机；2、输入轴；21、二档主动齿轮；3、输出一轴；31、一档从动齿轮；32、三档从动齿轮；33、输出一轴主动齿轮；4、输出二轴；41、惰轮从动齿轮；42、二档从动齿轮；43、输出二轴主动齿轮；5、倒档轴；51、倒档惰轮；52、惰轮主动齿轮；6、差速器；7、单离合器；8、电动机；91、离合器一；92、离合器二；93、磁粉带一；94、磁粉带二；10a、换向阀一；10b、换向阀二；11、控制器。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本混合动力用3档磁粉式双离合器变速器包括发动机1、设置在发动机1输出端的单离合器7、与单离合器7连接的输入轴2，以及设于输入轴2另一端的磁粉式双离合器，磁粉式双离合器的外端连接有电动机8，该电动机8与一车载蓄电池连接。其次还包括输出一轴3、输出二轴4、倒档轴5等。

由发动机1进行倒车或起步，采用磁粉式双离合器进行动力传递，在偶数档位及奇数档位进行切换时采用换向器进行预换档功能。当整车工作在稳定模式时，切换于电动机8工作，达到换档无冲击的目的。当整车怠速时发动机1工作在最佳工况，通过磁粉式双离合器及电动机8将动力转换为电能，储存到车载蓄电池中，使发动机1始终工作在恒功率状态，达到节能的目的。

如图1所示，输入轴2上从左到右依次设有一档主动齿轮、三档主动齿轮和二档主动齿轮21，输出一轴3上从左到右依次设有一档从动齿轮31、三档从动齿轮32和输出一轴主动齿轮33，输出二轴4上从左到右依次设有惰轮从动齿轮41、二档从动齿轮42和输出二轴主动齿轮43，倒档轴5上从左到右依次设有倒档惰轮51和惰轮主动齿轮52。

本混合动力用3档磁粉式双离合器变速器中一档时：一档主动齿轮与一档从动齿轮31啮合，输入轴2转动带动一档主动齿轮转动，输出一轴主动齿轮33与半轴齿轮啮合，输入轴2的转动带动一档主动齿轮转动，一档主动齿轮带动一档被动齿轮转动，一档被动齿轮带动输出一轴3转动，从而带动输出二轴主动齿轮43转动，最终带动半轴齿轮转动，实现汽车的一档驱动。

二档时：二档主动齿轮21与二档从动齿轮42啮合，输出二轴主动齿轮43与半轴齿轮啮合，所以二档主动齿轮21的转动带动二档从动齿轮42的转动，从而带动输出二轴主动齿轮43的转动，最终带动半轴齿轮转动，实现汽车的二档驱动。

三档时：三档主动齿轮与三档从动齿轮32啮合，输出一轴主动齿轮33与半轴齿轮啮合，三档主动齿轮的转动带动三档从动齿轮32的转动，从而带动输出二轴主动齿轮43的转动，最终带动半轴齿轮转动，实现汽车的三档驱动。

倒档时：一档主动齿轮与倒档惰轮51啮合，惰轮主动齿轮52与惰轮从动齿轮41啮合，输出二轴主动齿轮43与半轴齿轮啮合，同理，一档主动齿轮的转动经倒档惰轮51、惰轮主动齿轮52、惰轮从动齿轮41、输出二轴主动齿轮43传递到半轴齿轮，实现倒档。

如图1所示，磁粉式双离合器包括位于右侧的离合器一91和位于左侧的离合器二92，以及分别位于离合器一91、离合器二92外侧的磁粉带一93、磁粉带二94，离合器一91位于输入轴2上，离合器二92套设在输入轴2上，电动机8位于离合器一91的右侧，离合器二92与二档主动齿轮21通过轴承空套在输入轴2上。

换向器包括用于控制偶数档或倒档的换向阀一10a以及用于控制奇数挡的换向阀二10b，换向阀一10a分别与惰轮从动齿轮41和二档从动齿轮42连接，换向阀二10b分别与一档从动齿轮31和三档从动齿轮32连接。如图1所示，在单离合器7处设有控制单离合器7闭合或分离的控制器11，控制器11设置在输入轴2上。本实施例中，控制器11为液压分离轴承。

汽车在起步时或倒车的实现：发动机1将动力通过单离合器7传入输入轴2，此时液压分离轴承未工作，再通过一档主动齿轮与一档从动齿轮31传至差速器6，车轮转动，实现车辆的起步或倒车。

在整车起步后，离合器一91外侧的磁粉带一93起作用，电动机8同时对输入轴2进行输入，此时，单离合器7在液压分离轴承的工作情况下进行分离，使整车切入至纯电动工作模式。在一档工作的情况下，二档主动齿轮21和二档从动齿轮42在换向阀一10a的作用下进行预同步，同步器换入二档，离合器一91外侧的磁粉带一93在电流作用下变弱离合器二92外侧的磁粉带二94电磁变强，一档主动齿轮与一档从动齿轮31分开，二档主动齿轮21与二档从动齿轮42啮合，完成一档切换二档，一档主动齿轮和一档从动齿轮31在换向阀二10b的作用下退出在档位置。同理，通过预挂档三档主动齿轮和三档从动齿轮32，切换磁粉式双离合器的左右两侧电磁量进行二档与三档的切换。相反，完成变速器的降档动作。

变速器的发电功能实现：在车辆怠速的情况下，发动机1恒功率工作，单离合器7与磁粉式双离合器中离合器一91同时工作，发动机1带动电动机8进行发电，对车载蓄电池进行有效充电。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了发动机1、输入轴2、二档主动齿轮21、输出一轴3、一档从动齿轮31、三档从动齿轮32、输出一轴主动齿轮33、输出二轴4、惰轮从动齿轮41、二档从动齿轮42、输出二轴主动齿轮43、倒档轴5、倒档惰轮51、惰轮主动齿轮52、差速器6、单离合器7、电动机8、离合器一91、离合器二92、磁粉带一93、磁粉带二94、换向阀一10a、换向阀二10b、控制器11等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (6)

1.一种混合动力用3档磁粉式双离合器变速器，包括发动机（1）、输入轴（2）、输出一轴（3）、输出二轴（4）、倒档轴（5）和差速器（6），以及控制档位切换的换向器，所述的发动机（1）的输出轴上设有单离合器（7），上述的输入轴（2）的一端与所述的单离合器（7）连接，其特征在于，所述的输入轴（2）的另一端设有磁粉式双离合器，所述的双离合器与一电动机（8）连接，所述的电动机（8）与一蓄电池连接，所述的输入轴（2）上依次设有一档主动齿轮、三档主动齿轮和二档主动齿轮（21），所述的输出一轴（3）上依次设有一档从动齿轮（31）、三档从动齿轮（32）和输出一轴主动齿轮（33），所述的输出二轴（4）上依次设有惰轮从动齿轮（41）、二档从动齿轮（42）和输出二轴主动齿轮（43），所述的倒档轴（5）上依次设有倒档惰轮（51）和惰轮主动齿轮（52），所述的一档从动齿轮（31）能与一档主动齿轮啮合，所述的倒档惰轮（51）能与一档主动齿轮啮合，所述的三档主动齿轮能与三档从动齿轮（32）啮合，所述的二档主动齿轮（21）能与二档从动齿轮（42）啮合，所述的惰轮主动齿轮（52）能与惰轮从动齿轮（41）啮合，所述的输出二轴（4）主动齿轮能与所述的差速器（6）的半轴齿轮啮合，所述的输出一轴（3）主动齿轮能与半轴齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的混合动力用3档磁粉式双离合器变速器，其特征在于，所述的磁粉式双离合器包括离合器一（91）、离合器二（92），以及分别位于离合器一（91）、离合器二（92）外侧的磁粉带一（93）、磁粉带二（94），所述的离合器一（91）位于所述的输入轴（2）上，所述的离合器二（92）套设在输入轴（2）上，且所述的离合器二（92）位于离合器一（91）的一侧，上述的电动机（8）位于离合器一（91）的另一侧。

3.根据权利要求2所述的混合动力用3档磁粉式双离合器变速器，其特征在于，所述的离合器二（92）与二档主动齿轮（21）通过轴承空套在所述的输入轴（2）上。

4.根据权利要求1所述的混合动力用3档磁粉式双离合器变速器，其特征在于，所述的换向器包括用于控制偶数档或倒档的换向阀一（10a）以及用于控制奇数挡的换向阀二（10b），所述的换向阀一（10a）分别与惰轮从动齿轮（41）和二档从动齿轮（42）连接，所述的换向阀二（10b）分别与一档从动齿轮（31）和三档从动齿轮（32）连接。

5.根据权利要求1或4所述的混合动力用3档磁粉式双离合器变速器，其特征在于，所述的单离合器（7）处设有控制单离合器（7）闭合或分离的控制器（11），所述的控制器（11）设置在上述的输入轴（2）上。

6.根据权利要求5所述的混合动力用3档磁粉式双离合器变速器，其特征在于，所述的控制器（11）为液压分离轴承。

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