CN101947914A - 一种混合动力车辆的动力耦合与传递装置 - Google Patents

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姜风翔
王鑫
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Abstract

本发明公开一种混合动力车辆的动力耦合与传递装置，包括变速器前箱体、电机定子、电机转子，其特征在于：一限力矩离合器和一单向离合器设在发动机的飞轮与电机转子之间；换挡离合器设在电机转子与变速器输入轴之间，电机转子通过该换档离合器与变速器输入轴配合连接；电机转子与限力矩离合器、换档离合器在轴向重叠，径向相互嵌套；限力矩离合器与单向离合器在轴向重叠，径向相互嵌套。本发明克服了混合动力总成体积大，轴向尺寸大的缺点，能在有限的空间内，满足了前置前驱横置的安装要求，并能在纯电动行驶中启动发动机时精确地控制启动扭矩，保证驾驶的舒适性。

Description

一种混合动力车辆的动力耦合与传递装置 
技术领域
本发明涉及混合动力车辆部件，具体涉及一种混合动力车辆的动力耦合与传递装置。 
背景技术
现有的混合动力车辆按电机和发动机的连接方式分为三种类型：一是仅以电机驱动车辆，发动机用作对电池进行充电的“串联混合动力”车辆；二是同时采用电机和发动机作为动力驱动车辆行驶的“并联混合动力”车辆；三是使用上述两种方式的“串并联混合动力”或称为“混联混合动力”车辆。其中“并联混合动力”车辆因其结构复杂，轴向尺寸大，横置布置比较困难。同时，在纯电动行驶中启动发动机，需要对启动扭矩进行的精确控制，扭矩过大会导致车辆出现急剧的减速，影响驾驶舒适性。要精确控制启动扭矩，就需要对启动电机和发动机的动力耦合传递装置进行合理的布置。 
发明内容
本发明的目的是提供一种混合动力车辆的动力耦合传递装置，它能克服混合动力总成体积大，轴向尺寸大的缺点，实现前置前驱横置(指发动机与车身九十度方向安装在前桥前，驱动前桥车轮实现驱动汽车向前行使)的安装要求，并能在纯电动行驶中启动发动机时精确地控制启动扭矩，保证驾驶的舒适性。 
本发明所述的一种混合动力车辆的动力耦合与传递装置，包括包括变速器前箱体、设在变速器前箱体内的电机定子、通过第一轴承配合在变速器输入轴 的电机转子，其特征在于： 
一限力矩离合器和一单向离合器设在发动机的飞轮与电机转子之间； 
一换档离合器设在电机转子与变速器输入轴之间，电机转子通过该换档离合器与变速器输入轴配合连接；电机转子与限力矩离合器、换档离合器在轴向重叠，径向相互嵌套；限力矩离合器与单向离合器在轴向重叠，径向相互嵌套。 
所述的一种混合动力车辆的动力耦合与传递装置，还包括设在变速器前箱体一端的油封盘，在油封盘的边缘与变速器前箱体的内壁之间设有密封环；油封盘的中心通过第二轴承与限力矩离合器的主动花键轴配合连接并并在配合连接处设置密封件。 
所述的一种混合动力车辆的动力耦合与传递装置，其所述的限力矩离合器，包括主动花键轴和与其为一整体的限力矩离合器主压盘，主动花键轴与发动机的飞轮连接，限力矩离合器主压盘中心的圆环通第三过轴承与变速器输入轴配合连接，并通过花键与限力矩离合器从压盘连接对应；在限力矩离合器主压盘的边缘和限力矩离合器从压盘的边缘之间设有限力矩摩擦元件，在限力矩离合器主压盘的中部和限力矩离合器从压盘的中部之间设有多个限力矩压紧/分离弹性元件，每个限力矩压紧/分离弹性元件为第一压缩弹簧，依次穿过限力矩离合器主压盘、限力矩离合器压缩弹簧与限力矩离合器从压盘连接；限力矩摩擦元件与电机转子通过花键联接。 
所述的一种混合动力车辆的动力耦合与传递装置，其所述的限力矩摩擦元件由摩擦片及位于两摩擦片的限力矩离合器隔离片组成，限力矩离合器隔离片与电机转子通过花键联接。 
所述的一种混合动力车辆的动力耦合与传递装置，其所述的单向离合器的 外圈与限力矩离合器主压盘中部的圆环配合连接、内圈与电机转子中部的圆台配合连接。 
所述的一种混合动力车辆的动力耦合与传递装置，其所述的换档离合器，包括与变速器输入轴连接的带花键套的换挡离合器主压盘、通过花键与换挡离合器主压盘连接对应的换挡离合器从压盘，在换挡离合器主压盘的边缘和换挡离合器从压盘的边缘之间设有换档摩擦元件，在换挡离合器主压盘的中部和换挡离合器从压盘的中部之间设有多个换档压紧/分离弹性元件，每个换档压紧/分离弹性元件为换挡离合器压缩弹簧，换挡离合器螺栓依次穿过换挡离合器主压盘、换挡离合器压缩弹簧与换挡离合器从压盘连接；换档摩擦元件与电机转子通过花键联接。 
所述的一种混合动力车辆的动力耦合与传递装置，其所述的换档摩擦元件由摩擦片及位于两摩擦片的换挡离合器隔离片组成，换挡离合器隔离片与电机转子通过花键联接。 
所述的一种混合动力车辆的动力耦合与传递装置，还包括定位连接在变速器前箱体内的旋转变压器定子、与旋转变压器定子对应的旋转变压器转子，旋转变压器转子通过紧固件与电机转子连接；换档离合器液压执行机构与旋转变压器在轴向重叠，径向相互嵌套，通过内花键、外花键连接。 
本发明的有益效果：它克服了混合动力总成体积大，轴向尺寸大的缺点，能在有限的空间内，完成多个元件的装配，满足了前置前驱横置的安装要求，并能在纯电动行驶中启动发动机时精确地控制启动扭矩，保证驾驶的舒适性。 
附图说明
图1是本发明的原理图。 
图2是本发明的剖面装配图。 
图3是本发明的总体剖面装配图。 
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。 
参见图1所示的本发明的工装原理：发动机功率通过飞轮将动力传递到限力矩离合器与单向离合器6，再传递到电机转子18，与电机转子功率汇合后通过换挡离合器传递到变速器输入轴27后，再通过变速器将动力传递到车轮，驱动车辆行驶。 
参见图2和图3所示的一种混合动力车辆的动力耦合与传递装置，包括包括变速器前箱体16、设在变速器前箱体内的电机定子17、通过第一轴承5配合在变速器输入轴27的电机转子18；限力矩离合器和一单向离合器6设在发动机的飞轮12与电机转子18之间；换挡离合器设在电机转子与变速器输入轴27之间，电机转子18通过该换档离合器与变速器输入轴27配合连接；电机转子18与限力矩离合器、换档离合器在轴向重叠，径向相互嵌套；限力矩离合器与单向离合器6在轴向重叠，径向相互嵌套。通过多级轴向相互重叠，以满足前置前驱横置时的轴向尺寸要求。 
还包括设在变速器前箱体16一端的油封盘13，在油封盘的边缘与变速器前箱体的内壁之间设有密封环14；油封盘的中心通过第二轴承3与限力矩离合器的主动花键轴1配合连接并在配合连接出设置密封件2。 
所述的限力矩离合器，包括主动花键轴1和与其为一整体的限力矩离合器主压盘8，主动花键轴与发动机的飞轮12连接，限力矩离合器主压盘中心的圆环通第三过轴承4与变速器输入轴27配合连接，并通过花键与限力矩离合器从压盘11连接对应；在限力矩离合器主压盘的边缘和限力矩离合器从压盘的边缘 之间设有限力矩摩擦元件9、10，在限力矩离合器主压盘的中部和限力矩离合器从压盘的中部之间设有多个限力矩压紧/分离弹性元件7，每个限力矩压紧/分离弹性元件为限力矩离合器压缩弹簧7，依次穿过限力矩离合器主压盘、限力矩离合器压缩弹簧与限力矩离合器从压盘连接；所述的限力矩摩擦元件9、10由摩擦片9及位于两摩擦片的限力矩离合器隔离片10组成，限力矩离合器隔离片与电机转子18通过花键联接。 
所述的单向离合器6的外圈与限力矩离合器主压盘8中部的圆环配合连接、内圈与电机转子18中部的圆台配合连接。 
所述的换档离合器，包括与变速器输入轴27连接的带花键套的换挡离合器主压盘19、通过花键与换挡离合器主压盘连接对应的换挡离合器从压盘22，在换挡离合器主压盘的边缘和换挡离合器从压盘的边缘之间设有换档摩擦元件20、21，在换挡离合器主压盘的中部和换挡离合器从压盘的中部之间设有多个换档压紧/分离弹性元件25，每个换档压紧/分离弹性元件为换挡离合器压缩弹簧，换挡离合器螺栓28依次穿过换挡离合器主压盘、换挡离合器压缩弹簧与换挡离合器从压盘连接；所述的换档摩擦元件20由摩擦片及位于两摩擦片的换挡离合器隔离片21组成，换挡离合器隔离片与电机转子18通过花键联接。 
所述的一种混合动力车辆的动力耦合与传递装置，还包括定位连接在变速器前箱体16内的旋转变压器定子23、与旋转变压器定子对应的旋转变压器转子24，旋转变压器转子通过紧固件与电机转子18连接；换档离合器液压执行机构26与旋转变压器在轴向重叠，径向相互嵌套，通过花键或者紧固件连接。 
在停车充电的工况下，发动机功率通过限力矩离合器与单向离合器传递到电机转子，通过电机转子工作实现停车充电。 
在发动机单独工作的工况下，发动机功率通过限力矩离合器与单向离合器 传递到电机转子，然后通过换档离合器传递到变速器，驱动车辆行使。 
在发动机与电机同时工作的工况下，发动机功率通过限力矩离合器与单向离合器传递到电机转子，然后与电机功率在电机转子处耦合后，再通过换档离合器传递到变速器，驱动车辆行使。 
在纯电动工作的工况下，电机功率通过电机转子传递到换档离合器，再传递到变速器，驱动车辆行使，同时限力矩离合器分离，单向离合器不工作，发动机处于停机状态。 
行驶中启动发动机，在纯电动工作的工况下，当电池电量下降或者需要急加速等状态下，需要紧急启动发动机时，通过控制器精确控制限力矩离合器，使发动机启动，同时不造成车辆动力中断以及明显减速现象。 

Claims (8)

1.一种混合动力车辆的动力耦合与传递装置，包括包括变速器前箱体(16)、设在变速器前箱体内的电机定子(17)、通过第一轴承(5)配合在变速器输入轴(27)的电机转子(18)，其特征在于：
一限力矩离合器和一单向离合器(6)设在发动机的飞轮(12)与电机转子(18)之间；
换挡离合器设在电机转子(18)与变速器输入轴(27)之间，电机转子通过该换档离合器与变速器输入轴配合连接；电机转子与限力矩离合器、换档离合器在轴向重叠，径向相互嵌套；限力矩离合器与单向离合器在轴向重叠，径向相互嵌套。
2.根据权利要求1所述的一种混合动力车辆的动力耦合与传递装置，其特征在于：还包括设在变速器前箱体(16)一端的油封盘(13)，在油封盘的边缘与变速器前箱体的内壁之间设有密封环(14)；油封盘(13)的中心通过第二轴承(3)与限力矩离合器的主动花键轴(1)配合连接并在配合连接处设置密封件(2)。
3.根据权利要求1或2所述的一种混合动力车辆的动力耦合与传递装置，其特征在于：所述的限力矩离合器，包括主动花键轴(1)和与其为一整体的限力矩离合器主压盘(8)，主动花键轴与发动机的飞轮(12)连接，限力矩离合器主压盘中心的圆环通第二过轴承(4)与变速器输入轴(27)配合连接，并通过花键与限力矩离合器从压盘(11)连接对应；在限力矩离合器主压盘的边缘和限力矩离合器从压盘的边缘之间设有限力矩摩擦元件(9、10)，在限力矩离合器主压盘的中部和限力矩离合器从压盘的中部之间设有多个限力矩压紧/分离弹性元件(7)，每个限力矩压紧/分离弹性元件为限力矩离合器压缩弹簧，依次穿过限力矩离合器主压盘、限力矩离合器压缩弹簧与限力矩离合器从压盘连接；限力矩摩擦元件(9)与电机转子(18)通过花键联接。
4.根据权利要求3所述的一种混合动力车辆的动力耦合与传递装置，其特征在于：所述的限力矩摩擦元件(9、10)由摩擦片(9)及位于两摩擦片的第一隔离片(10)组成，第一隔离片与电机转子18通过花键联接。
5.根据权利要求1或2所述的一种混合动力车辆的动力耦合与传递装置，其特征在于：所述的单向离合器(6)的外圈与限力矩离合器主压盘(8)中部的圆环配合连接、内圈与电机转子(18)中部的圆台配合连接。
6.根据权利要求1或2所述的一种混合动力车辆的动力耦合与传递装置，其特征在于：所述的换档离合器，包括与变速器输入轴(27)连接的花键套、与花键套为一整体的换挡离合器主压盘(19)、通过花键与换挡离合器主压盘连接对应的换挡离合器从压盘(22)，在换挡离合器主压盘的边缘和换挡离合器从压盘的边缘之间设有换档摩擦元件(20、21)，在换挡离合器主压盘的中部和换挡离合器从压盘的中部之间设有多个换档压紧/分离弹性元件(25)，每个换档压紧/分离弹性元件为换挡离合器压缩弹簧，换挡离合器螺栓(28)依次穿过换挡离合器主压盘、换挡离合器压缩弹簧与换挡离合器从压盘连接；换档摩擦元件(20)与电机转子(18)通过花键联接。
7.根据权利要求62所述的一种混合动力车辆的动力耦合与传递装置，其特征在于：所述的换档摩擦元件(20、21)由摩擦片及位于两摩擦片(20)的换挡离合器隔离片(21)组成，换挡离合器隔离片与电机转子(18)通过花键联接。
8.根据权利要求1或2所述的一种混合动力车辆的动力耦合与传递装置，其特征在于：还包括定位连接在变速器前箱体(16)内的旋转变压器定子(23)、与旋转变压器定子对应的旋转变压器转子(24)，旋转变压器转子通过紧固件与电机转子(18)连接；换档离合器液压执行机构(26)与旋转变压器在轴向重叠，径向相互嵌套。
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