CN110345172B

CN110345172B - 离合器锁止机构、锁止离合器、两档变速器和纯电动汽车

Info

Publication number: CN110345172B
Application number: CN201810284197.4A
Authority: CN
Inventors: 王鹏; 陈强
Original assignee: Fafa Automobile China Co ltd
Current assignee: Fafa Automobile China Co ltd
Priority date: 2018-04-02
Filing date: 2018-04-02
Publication date: 2021-01-19
Anticipated expiration: 2038-04-02
Also published as: CN110345172A

Abstract

本发明公开了一种离合器锁止机构，从外向内依次包括导块、外滑块和内滑块；所述导块包括导槽、锁止导引部和复位导引部，所述导槽用于沿轴向引导所述外滑块和所述内滑块，所述锁止引导部能够将所述内滑块导入并保持在锁止位，所述复位导引部能够将所述内滑块重新导入所述导槽中；所述外滑块包括导台和引导部，所述导台嵌入所述导槽，当所述内滑块沿轴向滑出所述导槽时，所述引导部能够引导所述内滑块转动并进入到所述锁止引导部或所述复位引导部中；所述内滑块包括凸台，所述凸台嵌入到所述导槽中，所述外滑块推动所述凸台。本发明还公开了锁止离合器和两档变速器、纯电动汽车。本发明使得干式离合器能满足纯电动车驱动电机大扭矩、高转速的输出特性要求。

Description

离合器锁止机构、锁止离合器、两档变速器和纯电动汽车

技术领域

本发明涉及汽车变速器的技术领域，尤其涉及一种离合器锁止机构、锁止离合器、两档变速器和纯电动汽车。

背景技术

相较匹配单速比减速器，纯电动汽车匹配两档变速器可以在少量增加成本的前提下，较大地改善整车动力性能、提高经济性。现有技术提出多种两档传动方案，主要包括两档机械式自动变速器(AMT),两档自动变速器(AT),两档双离合变速器(DCT)。其中两档DCT可实现换档动力不中断，且传动结构简单、布置灵活，如专利CN103423441A,CN106763619A,CN105485262A,US8931361B2,US20170122413等公布了多种两档双离合变速器结构方案。受限于驱动电机的大扭矩、高转速特性(如最大输出扭矩500Nm，最高输出转速12000rpm)现有干式离合器很难满足传动要求，因此现有两档双离合变速器大都采用多片湿式离合器。多片湿式离合器效率较低，惯量较大，且液压控制式离合器结构比较复杂，成本较高。

因此，有必要设计一种使得干式离合器能满足纯电动车驱动电机大扭矩、高转速的输出特性要求，并将该离合器应用于两档变速器实现两档双离合变速器功能的离合器锁止机构、锁止离合器、两档变速器和纯电动汽车。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种使得干式离合器能满足纯电动车驱动电机大扭矩、高转速的输出特性要求，并将该离合器应用于两档变速器实现两档双离合变速器功能的离合器锁止机构、锁止离合器、两档变速器和纯电动汽车。

本发明提供一种离合器锁止机构，从外向内依次包括导块、外滑块和内滑块；

所述导块包括导槽、锁止导引部和复位导引部，所述导槽用于沿轴向引导所述外滑块和所述内滑块，所述锁止引导部能够将所述内滑块导入并保持在锁止位，所述复位导引部能够将所述内滑块重新导入所述导槽中；

所述外滑块包括导台和引导部，所述导台嵌入所述导槽，当所述内滑块沿轴向滑出所述导槽时，所述引导部能够引导所述内滑块转动并进入到所述锁止引导部或所述复位引导部中；

所述内滑块包括凸台，所述凸台嵌入到所述导槽中，所述外滑块推动所述凸台。

进一步地，所述导块还包括圆筒形的第一筒体，所述导槽均匀间隔开设在所述第一筒体的内壁中，所述第一筒体的前端面上形成所述锁止导引部和所述复位导引部，所述锁止导引部包括锁止导引面和止挡面，所述复位导引部包括复位导引面，所述锁止引导面和所述复位引导面均为倾斜面。

进一步地，所述外滑块还包括圆筒形的第二筒体，所述导台均匀间隔形成在所述第二筒体的外壁上，所述引导部形成在所述第二筒体的前端面上，所述引导部包括第一引导斜面和第二引导斜面，所述第一引导斜面和所述第二引导斜面朝向相反的方向倾斜。

进一步地，所述内滑块还包括圆筒形的第三筒体，所述凸台均匀间隔设置在所述第三筒体的外壁上并位于所述第三筒体的前端，所述第三筒体的后端部插入到所述第二筒体中所述凸台的后端面为斜面，所述第一引导斜面和所述第二引导斜面与所述凸台的后端面接触。

进一步地，所述锁止引导面、所述复位引导面、所述第一引导斜面、所述第二引导斜面和所述凸台的后端面的倾斜角度相同。

本发明还提供一种锁止离合器，包括壳体、压盘、从动盘、压缩弹簧和分离轴承，还包括上述任一项所述的离合器锁止机构，外部执行机构推动所述分离轴承，所述分离轴承推动所述外滑块，所述外滑块推动所述内滑块，所述内滑块压缩所述压缩弹簧，使得所述锁止离合器的分离或结合。

本发明还提供一种两档变速器，包括输入轴、输出轴、一档离合器、二档离合器、一档传动机构和二档传动机构，所述一档离合器和所述二档离合器均为上述的锁止离合器。

进一步地，所述两档变速器还包括主减传动机构和中间轴；

所述一档传动机构包括一档主动齿轮、一档从动齿轮和第一轴承；

所述二档传动机构包括二档主动齿轮、二档从动齿轮；

所述主减传动机构包括主减主动齿轮、主减从动齿轮和第二轴承；

其中所述输入轴与所述二档主动齿轮固连，且所述输入轴的端部与所述一档离合器的所述从动盘连接；

所述一档主动齿轮通过所述第一轴承支撑在所述输入轴上，相对所述输入轴自由转动，且所述一档主动齿轮的端部连接所述一档离合器的所述壳体；

所述二档主动齿轮与所述二档从动齿轮啮合；

所述中间轴与所述二档从动齿轮固连，且所述中间轴的端部与所述二档离合器的所述从动盘连接；

所述一档主动齿轮与所述一档从动齿轮啮合；

所述一档从动齿轮与所述主减主动齿轮固连后，通过所述第二轴承支撑于所述中间轴上，相对所述中间轴自由转动，且所述一档从动齿轮的端部连接所述二档离合器的所述壳体；

所述主减主动齿轮与所述主减从动齿轮啮合，所述主减从动齿轮与所述输出轴固连。

进一步地，其中

一档工作时，所述一档离合器结合，所述二档离合器脱开，动力经由所述输入轴、所述一档离合器、所述一档主动齿轮、所述一档从动齿轮、所述主减主动齿轮、所述主减从动齿轮和所述输出轴输出；

二档工作时，所述二档离合器结合，所述一档离合器脱开，动力经由所述输入轴、所述二档主动齿轮、所述二档从动齿轮、所述中间轴、所述二档离合器、所述主减主动齿轮、所述主减从动齿轮、所述输出轴输出。

本发明还提供一种两档变速器，包括输入轴、输出轴、一档离合器、二档离合器、一档传动机构和二档传动机构，所述两档变速器还包括主减传动机构和中间轴；

所述二档传动机构包括二档主动齿轮、二档从动齿轮；

所述二档主动齿轮与所述二档从动齿轮啮合；

所述一档主动齿轮与所述一档从动齿轮啮合；

本发明还提供一种纯电动汽车，所述纯电动汽车采用如上所述的离合器锁止机构、或采用如上所述的锁止离合器、或采用如上所述的两档变速器。

采用上述技术方案后，具有如下有益效果：

本发明中离合器锁止机构可以使锁止离合器在锁止和解除状态之间切换，而分离轴承和外部执行机构仅在需要离合器切换状态时短时间工作，离合器长结合或长分离时，分离轴承和外部执行机构可以停止工作。这减小了离合器分离轴承及外部执行机构对离合器的限制，使得离合器可以传递更大的扭矩和更高的转速。带有锁止离合器的两档变速器仅在换档过程中分离轴承和外部执行机构工作，而在某档位上长时间工作时，分离轴承和外部执行机构不工作，因此可以提高离合器传递的扭矩和转速，且可减少分离轴承和外部执行机构上损耗，提高效率。

附图说明

参见附图，本发明的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1是本发明实施例一中两档变速器的结构示意图；

图2是本发明实施例二中离合器锁止机构的剖视图；

图3是本发明实施例二中离合器锁止机构的导块的立体图；

图4是本发明实施例二中离合器锁止机构的导块的侧视图；

图5是本发明实施例二中离合器锁止机构的导块的剖视图；

图6是本发明实施例二中离合器锁止机构的外滑块的立体图；

图7是本发明实施例二中离合器锁止机构的外滑块的侧视图；

图8是本发明实施例二中离合器锁止机构的外滑块的剖视图；

图9是本发明实施例二中离合器锁止机构的内滑块的立体图；

图10是本发明实施例二中离合器锁止机构的内滑块的侧视图；

图11是本发明实施例二中离合器锁止机构的内滑块的剖视图；

图12是本发明实施例二中离合器锁止机构的工作状态(a)时外滑块与内滑块的配合示意图；

图13是本发明实施例二中离合器锁止机构的工作状态(b)时外滑块与内滑块的配合示意图；

图14是本发明实施例二中离合器锁止机构的工作状态(c)时外滑块与内滑块的配合示意图。

附图标记对照表：

1-输入轴 2-中间轴 3-二档传动机构

4-一档传动机构 5-主减传动机构 7-输出轴

3a-二档主动齿轮 3b-二档从动齿轮 4a-一档主动齿轮

4b-一档从动齿轮 4c-第一轴承 5a-主减主动齿轮

5b-主减从动齿轮 5c-第二轴承 6a-一档离合器

6b-二档离合器 61-从动盘 62-压缩弹簧

63-分离轴承 64-压盘 65-导块

66-外滑块 67-内滑块 65a-锁止引导面

65b-复位引导面 65c-导槽 65d-第一筒体

65e-止挡面 66a-导台 66b-第一引导斜面

66c-第二筒体 66d-第二引导斜面 67a-凸台

67b-侧面 67c-后端面 67d-第三筒体

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或视为对发明技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

实施例一：

如图1所示，两档变速器，包括输入轴1、输出轴7、一档离合器6a、二档离合器6b、一档传动机构4和二档传动机构3，两档变速器还包括主减传动机构5和中间轴2；

一档传动机构4包括一档主动齿轮4a、一档从动齿轮4b和第一轴承4c；

二档传动机构3包括二档主动齿轮3a、二档从动齿轮3b；

主减传动机构5包括主减主动齿轮5a、主减从动齿轮5b和第二轴承5c；

其中输入轴1与二档主动齿轮3a固连，且输入轴1的端部与一档离合器6a的从动盘连接；

一档主动齿轮4a通过第一轴承4c支撑在输入轴1上，相对输入轴1自由转动，且一档主动齿轮4a的端部连接一档离合器6a的壳体；

二档主动齿轮3a与二档从动齿轮3b啮合；

中间轴与二档从动齿轮3b固连，且中间轴2的端部与二档离合器6b的从动盘连接；

一档主动齿轮4a与一档从动齿轮4b啮合；

一档从动齿轮4b与主减主动齿轮5a固连后，通过第二轴承5c支撑于中间轴2上，相对中间轴2自由转动，且一档从动齿轮4b的端部连接二档离合器6b的壳体；

主减主动齿轮5a与主减从动齿轮5b啮合，主减从动齿轮5b与输出轴7固连。

具体地，两档变速器的工作过程如下：

一档工作时，一档离合器6a结合，二档离合器6b脱开，动力经由输入轴1、一档离合器6a、一档主动齿轮4a、一档从动齿轮4b4b、主减主动齿轮5a、主减从动齿轮5b和输出轴7输出；

此时由于二档离合器6b是脱开的，因此虽然输入轴与二档主动齿轮3a固连，二档主动齿轮3a和二档从动齿轮3b会随输入轴1一起转动，但是二档从动齿轮3b的动力不会传输到主减主动齿轮5a处。即二档传动机构3此时为空转。

二档工作时，二档离合器6b结合，一档离合器6a脱开，动力经由输入轴1、二档主动齿轮3a、从动二档从动齿轮3b、中间轴2、二档离合器6b、主减主动齿轮5a、主减从动齿轮5b、输出轴7输出。

此时，由于一档离合器6a是脱开的，因此一档传动机构4不转动，改为二档传动机构3带动主减主动齿轮5a转动。

实施例一中，一档离合器6a和二档离合器6b均为干式离合器，也为锁止离合器。

其中，如图1所示，锁止离合器包括壳体、压盘64、从动盘61、压缩弹簧62和分离轴承63，还包括离合器锁止机构，离合器锁止机构进一步包括导块65、外滑块66和内滑块67。离合器锁止机构的具体结构在下面的实施例二中将会具体描述。

工作时，外部执行机构(图未示)推动分离轴承63，分离轴承63推动外滑块66，外滑块66推动内滑块67，内滑块67压缩压缩弹簧62，使得锁止离合器的分离或结合。

其中，分离轴承63与外滑块66的一侧端面接触，用于将外部执行机构的推力传递给外滑块66，外滑块66的另一侧端面与内滑块67接触用于推动内滑块67，内滑块67用于压缩压缩弹簧62，实现离合器的分离或结合。

当离合器分离或结合后，离合器锁止机构用于锁止离合器的当前状态。当离合器需要变换状态时，离合器锁止机构解锁该状态，离合器可以改变到下一个状态，然后离合器锁止机构再次对离合器的当前状态进行锁止。

本实施例中，离合器可以在锁止和解除锁止状态之间切换，而分离轴承和外部执行机构仅在需要离合器切换状态时短时间工作，离合器长结合或长分离时(双离合变速器上离合器的常工作状态)分离轴承和外部执行机构可以停止工作。这减小了分离轴承及外部执行机构对离合器的限制，使得离合器可以传递更大的扭矩和更高的转速。

匹配该带锁止功能离合器的两档变速器，仅在换档过程中分离轴承和外部执行机构工作，而在某档位上长时间工作时，分离轴承和外部执行机构不工作，因此可以提高离合器传递的扭矩和转速，且可减少分离轴承和外部执行机构上损耗，提高效率。

实施例二:

如图2-11所示，为离合器锁止机构的结构示意图。

其中，如图2所示，离合器锁止机构，从外向内依次包括导块65、外滑块66和内滑块67；

如图3-5所示，导块65包括导槽65c、锁止导引部和复位导引部，导槽65c用于沿轴向引导外滑块66和内滑块67，锁止引导部能够将内滑块67导入并保持在锁止位，复位导引部能够将内滑块67重新导入导槽65c中；

如图6-8所示，外滑块66包括导台66a和引导部，导台66a嵌入导槽65c，当内滑块67沿轴向滑出导槽65c时，引导部能够引导内滑块67转动并进入到锁止引导部或复位引导部中；

如图9-11所示，内滑块67包括凸台67a，凸台67a嵌入到导槽65c中，外滑块66推动凸台67a。

其中，外滑块66的导台66a和内滑块67的凸台67a均嵌入到导槽65c中，并能够沿导槽65c滑动。导槽65c使得外滑块66和内滑块67只能够沿轴向滑动，不能相对转动。外滑块66的导台66a始终在导槽65c中，但是内滑块67的凸台67a在外滑块66的作用下，会被推出导槽65c，并在引导部、锁止引导部或复位引导部，以及压缩弹簧62的共同作用下，发生转动。下面会详细介绍内滑块67是如何转动的。

进一步地，如图3所示，导块65还包括圆筒形的第一筒体65d，导槽65c均匀间隔开设在第一筒体65d的内壁中，第一筒体65d的前端面上形成锁止导引部和复位导引部，锁止导引部包括锁止导引面65a和止挡面65e，复位导引部包括复位导引面65b，锁止引导面65a和复位引导面65b均为倾斜面。

本实施例中，导槽65c有四条，锁止导引部和复位引导部也有四组。锁止引导部为开设在第一筒体65d的前端面上的斜槽，该斜槽包括了锁止导引面65a和止挡面65e。锁止导引面65a沿图3中的顺时针方向逐渐向内倾斜。复位引导部位于锁止引导部的顺时针方向，也是开设在第一筒体65d的前端面上的斜槽，包括复位导引面65b，复位导引面65b也沿图3中的顺时针方向逐渐向内倾斜。

本实施例中，锁止导引面65a和复位导引面65b的倾斜角度相同，但是锁止导引面65a沿周向的长度大于复位导引面65b沿周向的长度。

进一步地，如图6所示，外滑块66还包括圆筒形的第二筒体66c，导台66a均匀间隔形成在第二筒体66c的外壁上，引导部形成在第二筒体66c的前端面上，引导部包括第一引导斜面66b和第二引导斜面66d，第一引导斜面66b和第二引导斜面66d朝向相反的方向倾斜。

对应四个导槽65c，导台66a也有四个。

具体为，引导部包括多个第一引导斜面66b和第二引导斜面66d，第一引导斜面66b和第二引导斜面66d间隔布置，共同组成锯齿面。本实施例中，第一引导斜面66b和第二引导斜面66d有八组。

第一引导斜面66b和第二引导斜面66d的倾斜方向相反，但是倾斜角度相同。

进一步地，如图9所示，内滑块67还包括圆筒形的第三筒体67d，凸台67a均匀间隔设置在第三筒体67d的外壁上并位于第三筒体67d的前端，第三筒体67d的后端部插入到第二筒体66c中凸台67a的后端面67c为斜面，第一引导斜面66b和第二引导斜面66d与凸台67a的后端面67c接触。

对应导槽65c的设置，凸台67a的个数也为四个。

后端面67c也为斜面，并且后端面67c的倾斜方向与第一引导斜面66b的倾斜方向相同，倾斜角度也相同。

较佳地，锁止引导面65a、复位引导面65b、第一引导斜面66b、第二引导斜面66d和凸台67a的后端面67c的倾斜角度均相同。

本实施例中，离合器锁止机构的工作过程如下：

锁止过程：

当内滑块67上的凸台67a处于导块66上的导槽65c内时，内滑块67可在外滑块66的推动下沿着导槽65c滑动，从而压紧压缩弹簧62，实现离合器分离(或结合)。当离合器分离(或结合)后，如图12所示，外滑块66进一步推动内滑块67，使得内滑块67上的凸台67a脱离导块66上的导槽65c，此时后端面67c部分抵靠在第一引导斜面66b上。此时压缩弹簧62释放一部分，压缩弹簧62反向推动内滑块67，如图13所示，内滑块67沿着外滑块66上的第一引导斜面66b旋转一角度，后端面67c刚好完全抵靠在第一引导斜面66b上，此时后端面67c正好与导块65上的锁止导引斜面65a对接。然后外滑块66退回，内滑块67将沿着导块65上的锁止导引斜面65a转动，并最终被导块65的止挡面65e止挡从而锁止，实现了对离合器的锁止，此时离合器保持在当前状态，长时间的分离或结合，分离轴承63和外部执行机构停止工作。

解锁过程：

若要改变离合器的状态，外滑块66再次推动内滑块67，使得内滑块67脱离导块65上的止挡面65e，如图14所示，此时内滑块67的后端面67c落在外滑块66的相邻第一引导斜面66b上，内滑块67将沿着外滑块66上的第一引导斜面66b旋转一角度。然后外滑块66退回，内滑块67将沿着导块65上的复位导引斜面65b转动，并最终被使内滑块67上的凸台67a重新落入导块65上的导槽65c内，从而解除锁止。

如此往复，即可完成锁止和解除之间的切换。

实施例三：

借鉴图1，两档变速器，包括输入轴1、输出轴7、一档离合器6a、二档离合器6b、一档传动机构4和二档传动机构3，一档离合器6a和二档离合器6b不是锁止离合器。

实施例三与实施例一的两档变速器的布置方式相同，区别在于：一档离合器6a和二档离合器6b不是锁止离合器，而是普通的干式离合器。

实施例四：

借鉴图1，锁止离合器包括壳体、压盘64、从动盘61、压缩弹簧62和分离轴承63，还包括离合器锁止机构，离合器锁止机构进一步包括导块65、外滑块66和内滑块67。离合器锁止机构与实施例二中的离合器锁止机构相同。

采用上述技术方案的纯电动汽车，能够获得较好的动力输出性能和使用寿命。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种离合器锁止机构，其特征在于，从外向内依次包括导块、外滑块和内滑块；

2.根据权利要求1所述的离合器锁止机构，其特征在于，所述导块还包括圆筒形的第一筒体，所述导槽均匀间隔开设在所述第一筒体的内壁中，所述第一筒体的前端面上形成所述锁止导引部和所述复位导引部，所述锁止导引部包括锁止导引面和止挡面，所述复位导引部包括复位导引面，所述锁止引导面和所述复位引导面均为倾斜面。

3.根据权利要求2所述的离合器锁止机构，其特征在于，所述外滑块还包括圆筒形的第二筒体，所述导台均匀间隔形成在所述第二筒体的外壁上，所述引导部形成在所述第二筒体的前端面上，所述引导部包括第一引导斜面和第二引导斜面，所述第一引导斜面和所述第二引导斜面朝向相反的方向倾斜。

4.根据权利要求3所述的离合器锁止机构，其特征在于，所述内滑块还包括圆筒形的第三筒体，所述凸台均匀间隔设置在所述第三筒体的外壁上并位于所述第三筒体的前端，所述第三筒体的后端部插入到所述第二筒体中，所述凸台的后端面为斜面，所述第一引导斜面和所述第二引导斜面与所述凸台的后端面接触。

5.根据权利要求4所述的离合器锁止机构，其特征在于，所述锁止引导面、所述复位引导面、所述第一引导斜面、所述第二引导斜面和所述凸台的后端面的倾斜角度相同。

6.一种锁止离合器，包括壳体、压盘、从动盘、压缩弹簧和分离轴承，其特征在于，还包括权利要求1-5任一项所述的离合器锁止机构，外部执行机构推动所述分离轴承，所述分离轴承推动所述外滑块，所述外滑块推动所述内滑块，所述内滑块压缩所述压缩弹簧，使得所述锁止离合器的分离或结合。

7.一种两档变速器，包括输入轴、输出轴、一档离合器、二档离合器、一档传动机构和二档传动机构，其特征在于，所述一档离合器和所述二档离合器均为权利要求6所述的锁止离合器。

8.根据权利要求7所述的两档变速器，其特征在于，所述两档变速器还包括主减传动机构和中间轴；

所述二档传动机构包括二档主动齿轮、二档从动齿轮；

所述二档主动齿轮与所述二档从动齿轮啮合；

所述一档主动齿轮与所述一档从动齿轮啮合；

9.根据权利要求8所述的两档变速器，其特征在于，其中

10.一种纯电动汽车，其特征在于，所述纯电动汽车采用如权利要求1至5任一项所述的离合器锁止机构、或采用如权利要求6所述的锁止离合器、或采用如权利要求7至9任一项所述的两档变速器。