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CN116249843A - 离合器和混合动力系统 - Google Patents

离合器和混合动力系统 Download PDF

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CN116249843A CN202080104336.6A CN202080104336A CN116249843A CN 116249843 A CN116249843 A CN 116249843A CN 202080104336 A CN202080104336 A CN 202080104336A CN 116249843 A CN116249843 A CN 116249843A
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Abstract

一种离合器,包括输入端(11)、第一输出端(12)和第二输出端(13),输入端为离合器的飞轮或壳体,第一输出端为离合器的第一从动盘,在离合器接合时,输入端与第一从动盘传动联接,在离合器分离时,输入端和第一从动盘断开传动联接,第二输出端为盘状构件并传动联接到离合器的壳体、离合器盖(14)和膜片弹簧(16)中的至少一者,从而使第二输出端能够与输入端一起转动。一种包括离合器的混合动力系统也被公开。

Description

离合器和混合动力系统 技术领域
本公开涉及混合动力车辆的动力系统,且特别地涉及一种双输出的离合器和混合动力系统。
背景技术
图1示出了一种可能的混合动力系统100的局部结构,该混合动力系统100包括K0离合器110。该混合动力系统100还包括减振器120、变速箱130等。减振器120的输入端用于连接到发动机,减振器120的输出端(例如,减振器120的法兰)连接到K0离合器110的输入端(例如,K0离合器110的飞轮),K0离合器110的输出端(例如,K0离合器110的从动盘111)连接到变速箱130的输入轴131。变速箱130还可以包括电机132,电机132的转子可以经由转子支架连接到输入轴131。
这里,K0离合器110可由液压系统致动,例如,由模块化离合器执行器(MCA)致动。
K0离合器110可以起到连接和断开功能,它使发动机和变速箱130连接或断开,在连接(离合器接合)时,K0离合器110可以用于从发动机向输入轴131或者电机132的转子传递扭矩。
发明内容
本公开的目的在于提供一种双输出的离合器和包括该双输出的离合器的混合动力系统。
提供一种离合器,其包括输入端、第一输出端和第二输出端,
所述输入端为所述离合器的飞轮或壳体,
所述第一输出端为所述离合器的第一从动盘,在所述离合器接合时,所 述输入端与所述第一从动盘传动联接,在所述离合器分离时,所述输入端和所述第一从动盘断开所述传动联接,
所述第二输出端为盘状构件,所述盘状构件传动联接到所述离合器的壳体、离合器盖和膜片弹簧中的至少一者,从而所述第二输出端能够与所述输入端一起转动。
在至少一个实施方式中,所述第二输出端传动联接到所述离合器盖和/或所述膜片弹簧,所述膜片弹簧设置于所述离合器盖的外部。
在至少一个实施方式中,所述离合器包括用于在所述离合器接合时将所述第一从动盘压紧到所述输入端的压盘,所述压盘包括沿着所述离合器的周向分散排布的多个凸部,
所述离合器盖包括沿所述周向分散排布的多个孔,
所述膜片弹簧的外周部和所述多个凸部经由所述多个孔而相互抵接。
在至少一个实施方式中,所述第二输出端为具有中心孔的盘状构件,所述盘状构件的外周部经由沿着所述离合器的周向分散排布的多个铆钉或螺栓连接到所述离合器盖和/或所述膜片弹簧,所述盘状构件的外周部位于所述膜片弹簧的内侧。
在至少一个实施方式中,所述离合器为用于混合动力系统的分离离合器。
提供一种混合动力系统,其包括根据本公开的离合器。
在至少一个实施方式中,所述混合动力系统还包括:
发动机,所述离合器的输入端连接到所述发动机的输出构件;
变速箱,所述变速箱包括第一输入轴,所述离合器的第一输出端传动联接到所述第一输入轴;
第二输入轴,所述离合器的第二输出端传动联接到所述第二输入轴。
在至少一个实施方式中,所述变速箱还包括第一电机,所述第一输入轴传动联接到所述第一电机的转子。
在至少一个实施方式中,所述混合动力系统还包括集成的起动机和发电机,所述第二输入轴传动联接到所述集成的起动机和发电机的转子,
在所述离合器的轴向上,所述集成的起动机和发电机位于所述发动机和所述变速箱之间。
在至少一个实施方式中,所述第二输入轴为套设于所述第一输入轴的径向外侧的空心轴。
附图说明
图1为一种可能的混合动力系统的局部结构示意图。
图2为根据本公开的一个实施方式的混合动力系统的示意性结构简图。
图3为根据本公开的一个实施方式的混合动力系统的局部结构示意图。
附图标记说明
100 混合动力系统
110 离合器
111 从动盘
120 减振器
130 变速箱
131 输入轴
132 电机
1 混合动力系统
10 离合器
11 输入端
12 第一输出端
13 第二输出端
14 离合器盖
141 孔
15 压盘
151 凸部
16 膜片弹簧
17 支撑环
18 铆钉
19 分离轴承
20 变速箱
21 第一输入轴
22 第二输入轴
23 轴承
30 减振器
31 初级质量
32 法兰
ICE 发动机
A 轴向
R 径向
具体实施方式
下面参照附图描述本公开的示例性实施方式。
在本公开的一方面,希望开发一种具有多个电机的混合动力系统。作为一个示例,可以使用P2电机(或P3电机或P2.5电机)加上P1电机的概念。ISG(集成的起动机和发电机)可以作为此类P1电机的典型示例,它不仅可以作 为发动机的起动机,还可以充当为电池充电的发电机。
这里,希望K0离合器具有两个输出,两个输出可以连接到不同的输入构件,例如,分别连接到两个电机。其中的一个输出可以连接到上述的ISG(P1电机)。
基于上述需要及设想,发明人完成了本公开。当然,本公开的目的不限于满足上述需求或实现上述设想,而是,本领域技术人员可以以各种可能的方式应用本公开的全部或部分。
在本公开中,轴向A表示离合器、变速箱或者混合动力系统的轴向,R表示离合器、变速箱或者混合动力系统的径向。
图2为根据本公开的一个实施方式的混合动力系统的示意性结构简图。如图2所示,该实施方式的混合动力系统可以包括发动机ICE、离合器10、变速箱20、ISG。离合器10可以包括一个输入端11、第一输出端12。变速箱20可以包括第一输入轴21。在第一输入轴21上可以设置多个齿轮。
该混合动力系统还可以包括第二输入轴22,第二输入轴22可以连接到ISG的转子。
离合器10的输入端11可以连接到发动机ICE的输出,例如,经由以双质量飞轮为示例的减振器连接到发动机ICE的曲轴。
输入端11和第一输出端12可以连接或断开连接。例如,输入端11可以为离合器10的飞轮或者壳体,第一输出端12可以为离合器10的从动盘。在离合器10接合时,输入端11和第一输出端12传动联接,在离合器10分离时,输入端11和第一输出端12的传动联接解除。
可以理解,本公开中的离合器10的输入端和输出端仅表示混合动力系统的至少一个工作状态下的离合器10的输入端和输出端,在其它工作状态下,输入端可能用于动力或扭矩的输出,输出端可能用于动力或扭矩的输入。
例如,在发动机ICE驱动或者怠速充电等状态下,发动机ICE可以将动力传输到输入端11,第一输出端12可以将动力传递到第一输入轴21。在由ISG 起动发动机ICE的状态下,可以将ISG的扭矩传递到发动机ICE以起动发动机ICE。
可以理解,虽然在图2中,ISG看起来比变速箱20的多个齿轮靠左侧(靠近离合器10),即位于离合器10与变速箱20之间,然而,本公开不限于此。在一个示例中,在变速箱20的轴向A上,ISG可以位于变速箱20的远离离合器10的一侧。
图3为根据本公开的一个实施方式的混合动力系统1的局部结构示意图,该混合动力系统1包括根据本公开的一个实施方式的双输出的离合器10(有时,简称离合器10)。
参照图3,该实施方式的混合动力系统1可以还包括发动机、变速箱20、减振器30和ISG。离合器10可以包括一个输入端11、第一输出端12和第二输出端13。变速箱20可以包括第一输入轴21。第一输入轴21可以连接到多个齿轮(包括行星齿轮组)和/或例如P2电机的第一电机。
混合动力系统1可以还包括第二输入轴22,第二输入轴22可以连接到ISG(集成的起动机和发电机)的转子。
离合器10的输入端11可以连接到发动机的输出构件,例如,经由以双质量飞轮为示例的减振器30连接到发动机的曲轴。
离合器10的输入端11和第一输出端12可以连接或断开连接。输入端11可以和第二输出端13传动联接。例如,输入端11可以为离合器10的飞轮或者壳体(飞轮可以构成壳体的一部分),第一输出端12可以为离合器10的第一从动盘,第二输出端13可以传动联接到离合器10的壳体或离合器盖14和/或膜片弹簧16。第二输出端13可以为盘状构件(有时,将其称为第二从动盘),该盘状构件可以为具有中心孔的盘状构件。
在离合器10接合时,输入端11和第一输出端12传动联接,在离合器10分离时,输入端11和第一输出端12的传动联接解除。
减振器30的输入端,例如初级质量31可以连接到发动机,例如,发动机 的曲轴。减振器30的输出端,例如,减振器30的法兰32可以连接到离合器10的输入端11,例如,离合器10的飞轮。
离合器10可以为分离离合器,特别是K0离合器。离合器10的离合器盖14(可以作为离合器10的壳体的一部分)连接到飞轮。第一从动盘位于压盘15和飞轮之间。可以经由膜片弹簧16朝向飞轮推动压盘15而使第一从动盘压紧于压盘15和飞轮之间,从而第一从动盘和飞轮经由摩擦力而传动联接,即能够一起转动。在压盘15的压力释放后,第一从动盘可以相对于飞轮转动。可以理解,可以由包括分离轴承19的离合器执行机构驱动离合器10接合和分离。
在图3所示的示例中,可以经由铆钉18或螺栓将膜片弹簧16、离合器盖14和第二输出端13(第二从动盘)连接到一起,从而膜片弹簧16、离合器盖14和第二输出端13可以一起转动。
在该示例中,离合器10包括沿着其周向分散排布的多个铆钉18,该铆钉18可以为离合器的对中螺栓的铆钉。
在该示例中,膜片弹簧16位于离合器盖14的外部,即,在轴向A上,膜片弹簧16比离合器盖14远离第一从动盘。膜片弹簧16的外周部可以经由形成于离合器盖14的沿周向分散排布的多个孔141而抵接于形成于压盘15的多个凸部151。至少在离合器10的分离状态下,多个凸部151可以部分地伸入孔141。分离轴承19可以抵接于膜片弹簧16的内周部(分离指)。
如图3所示,第二输出端13(第二从动盘)的外周部可以位于离合器盖14的轴向内侧,即,在轴向A上,第二输出端13的外周部比离合器盖14靠近第一从动盘。可选地,在轴向A上,第二输出端13(第二从动盘)的外周部还可以位于离合器盖14和膜片弹簧16之间。
膜片弹簧16的径向R上的中间部分可以经由支撑环(wire ring)17支撑于离合器盖14或第二输出端13。
在本公开中,离合器盖14设置于膜片弹簧16的内侧,即,在轴向A上, 离合器盖14比膜片弹簧16靠近第一从动盘,第二输出端13在膜片弹簧16的轴向内侧固定到离合器盖14,这不仅便于包括分离轴承19的离合器分离系统和第二输入轴22的布置,而且可以减小离合器10的轴向尺寸。
经由相同的连接构件(例如,铆钉18)将膜片弹簧16、第二输出端13和离合器盖14连接到一起,可以减少离合器10的部件,简化离合器10的结构和安装过程。
如图3所示,分离轴承19可以位于第二输入轴22的径向外侧。第二输入轴22可以为套设于第一输入轴21的径向外侧的空心轴。第一输入轴21可以为实心轴。
离合器10的第二输出端13可以经由花键结构传动联接到第二输入轴22,从而第二输出端13和第二输入轴22可以一起转动。离合器10的第一输出端12可以经由花键结构传动联接到第一输入轴21,从而第一输出端12和第一输入轴21可以一起转动。离合器10的输入端11可以经由轴承23支撑于第一输入轴21,从而输入端11和第一输入轴21可以相对转动。
变速箱20可以包括例如P2电机的第一电机,第一输出端12可以经由第一输入轴21连接到第一电机的转子。
第二输入轴22可以连接到ISG的转子。在一个示例中,ISG可以位于变速箱20的外部。在轴向A上,ISG可以位于发动机和变速箱20之间,例如,位于离合器10和变速箱20之间。
在另一示例中,可以在变速箱20的内部设置爪形离合器(dog clutch),第二输出端13可以连接到该爪形离合器或者与该爪形离合器一起使用。
在图3所示的示例中,第二输出端13经由减振器30连接到发动机,第二输出端13自身是一个刚性概念(无减振)。然而,本公开不限于此,考虑到例如NVH(噪声、振动与声振粗糙度)等的其他要求,可以考虑将第二输出端13设计成减振盘,这可以减小例如使用ISG怠速充电时的噪音(rattle noise)。
当然,本公开不限于上述实施方式,本领域技术人员在本公开的教导下可以对本公开的上述实施方式做出各种变型,而不脱离本公开的范围。

Claims (10)

  1. 一种离合器,其包括输入端(11)、第一输出端(12)和第二输出端(13),
    所述输入端(11)为所述离合器(10)的飞轮或壳体,
    所述第一输出端(12)为所述离合器(10)的第一从动盘,在所述离合器(10)接合时,所述输入端(11)与所述第一从动盘传动联接,在所述离合器(10)分离时,所述输入端(11)和所述第一从动盘断开所述传动联接,
    所述第二输出端(13)为盘状构件,所述盘状构件传动联接到所述离合器(10)的壳体、离合器盖(14)和膜片弹簧(16)中的至少一者,从而所述第二输出端(13)能够与所述输入端(11)一起转动。
  2. 根据权利要求1所述的离合器,其中,
    所述第二输出端(13)传动联接到所述离合器盖(14)和/或所述膜片弹簧(16),所述膜片弹簧(16)设置于所述离合器盖(14)的外部。
  3. 根据权利要求2所述的离合器,其中,
    所述离合器(10)包括用于在所述离合器(10)接合时将所述第一从动盘压紧到所述输入端(11)的压盘(15),所述压盘(15)包括沿着所述离合器(10)的周向分散排布的多个凸部(151),
    所述离合器盖(14)包括沿所述周向分散排布的多个孔(141),
    所述膜片弹簧(16)的外周部和所述多个凸部(151)经由所述多个孔(141)而相互抵接。
  4. 根据权利要求1所述的离合器,其中,
    所述第二输出端(13)为具有中心孔的盘状构件,所述盘状构件的外周部经由沿着所述离合器(10)的周向分散排布的多个铆钉(18)或螺栓连接到所述离合器盖(14)和/或所述膜片弹簧(16),所述盘状构件的外周部位于所述膜片弹簧(16)的内侧。
  5. 根据权利要求1所述的离合器,其中,
    所述离合器(10)为用于混合动力系统的分离离合器。
  6. 一种混合动力系统,其包括根据权利要求1至5中任一项所述的离合器。
  7. 根据权利要求6所述的混合动力系统,其中,
    所述混合动力系统还包括:
    发动机,所述离合器(10)的输入端(11)连接到所述发动机的输出构件;
    变速箱(20),所述变速箱(20)包括第一输入轴(21),所述离合器的第一输出端(12)传动联接到所述第一输入轴(21);
    第二输入轴(22),所述离合器的第二输出端(13)传动联接到所述第二输入轴。
  8. 根据权利要求7所述的混合动力系统,其中,
    所述变速箱(20)还包括第一电机,所述第一输入轴(21)传动联接到所述第一电机的转子。
  9. 根据权利要求7所述的混合动力系统,其中,
    所述混合动力系统还包括集成的起动机和发电机,所述第二输入轴(22)传动联接到所述集成的起动机和发电机的转子,
    在所述离合器(10)的轴向(A)上,所述集成的起动机和发电机位于所述发动机和所述变速箱(20)之间。
  10. 根据权利要求7所述的混合动力系统,其中,
    所述第二输入轴(22)为套设于所述第一输入轴(21)的径向外侧的空心轴。
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