CN109591578B - 一种车辆混合动力***的耦合器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆混合动力***的耦合器，包括转轴、花键毂、接合套、传动盘、中间齿轮、第三齿轮和传动轴，花键毂的外圆周上设有槽孔，槽孔内可滑动套设有弹性件和插销，接合套的内壁上开有凹槽，插销的另一端***凹槽内；花键毂的一端设有外锥面，传动盘的一端设有内锥面，在接合套向传动盘方向滑动时，接合套通过插销带动花键毂向传动盘方向滑动，外锥面与内锥面相顶压；传动盘包括第一齿轮和第二齿轮，在凹槽作用于插销的作用力超过设定值时，插销脱出所述凹槽，接合套的内花键与第一齿轮啮合；所述转轴的两端分别与发动机和发电机连接，所述第二齿轮通过中间齿轮和传动轴与汽车的驱动桥传动连接。本发明具有结构简单、耐磨损和接合冲击力小的有益效果。

Description

一种车辆混合动力***的耦合器
技术领域
本发明涉及一种耦合器，尤其是指一种车辆混合动力***的耦合器。
背景技术
汽车混合动力***是利用耦合器将车辆的多个动力源进行切换实现汽车单个动力源或多个动力源共同驱动车辆的汽车***。这种耦合器须具备动力的合成、输出不干涉、动力的分解与能量反馈等功能。
现有的技术普遍采用摩擦式离合器和齿轮机构作为多动力源的耦合装置用于汽车混合动力***上。现有摩擦式离合器通过接合处的摩擦力进行动力的传递，存在传动扭矩小、接合处易磨损和拖滞损失的缺点，导致传递的效率较低，以及容易出现过载打滑的问题。而齿轮机构虽然结构紧凑，传递转矩大，但是无转速同步功能，接合冲击大。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种结构简单、耐磨损和接合冲击力小的车辆混合动力***的耦合器。
本发明的目的可采用以下技术方案来达到：
一种车辆混合动力***的耦合器，包括转轴、花键毂、接合套、传动盘、中间齿轮、第三齿轮和传动轴，所述转轴的外圆周上设有外花键，所述花键毂的中心孔和外圆周上分别设有内花键和外齿，所述花键毂的内花键与转轴的外花键传动连接，且花键毂沿转轴的轴向方向可滑动安装于转轴上；所述接合套的内圆周上设有内齿，所述花键毂的外齿与接合套的内齿传动连接，且接合套沿转轴的轴向方向可滑动安装于花键毂上；所述传动盘可旋转安装于转轴上；所述花键毂的外圆周上设有槽孔，槽孔内可滑动套设有弹性件和插销，所述接合套的内壁上开有凹槽，所述弹性件顶压插销的一端而将插销的另一端***凹槽内；所述花键毂的一端设有外锥面，与外锥面相对应的所述传动盘的一端设有内锥面，在接合套向传动盘方向滑动时，接合套通过插销带动花键毂向传动盘方向滑动，花键毂的外锥面与传动盘的内锥面相顶压；所述传动盘包括第一齿轮和与第一齿轮固定连接的第二齿轮，所述第一齿轮上设有导槽，所述接合套的内壁上设有导柱，在花键毂的外锥面与传动盘的内锥面相顶压时，所述导柱卡接入导槽内，且在凹槽作用于插销的作用力超过设定值时，插销脱出所述凹槽，接合套的内齿与第一齿轮啮合。
作为一种优选的方案，所述第一齿轮的侧面上设有连接体，所述内锥面设于连接体的中心孔上，在接合套向传动盘方向滑动时，接合套通过插销带动花键毂向传动盘方向滑动，花键毂的外锥面与传动盘的内锥面相顶压。
作为一种优选的方案，所述转轴的两端分别与发动机和发电机连接，所述第二齿轮通过中间齿轮和传动轴与汽车的驱动桥传动连接；在花键毂的外锥面与传动盘的内锥面相顶压时，发动机通过外锥面与内锥面之间的摩擦力驱动传动盘转动；在凹槽作用于插销的作用力超过设定值时，插销脱出所述凹槽，接合套的内齿与第一齿轮啮合，发动机通过齿轮传动驱动传动盘转动。
作为一种优选的方案，所述发电机的电压输出端与电池组电连接，电池组通过控制器与驱动电机电连接，驱动电机通过第三齿轮与中间齿轮啮合。
作为一种优选的方案，所述接合套的外圆上开有环形槽，所述环形槽内设有用于驱动接合套滑动的拨叉环。
作为一种优选的方案，所述弹性件为压簧。
实施本发明，具有如下有益效果：
1、本发明在工作时，通过控制接合套向传动盘方向滑动，接合套通过凹槽和插销之间的连接带动花键毂一起向传动盘方向滑动。当花键毂滑动到其外锥面与传动盘的内锥面上接触并相互顶压时，花键毂通过外锥面与内锥面之间的摩擦力带动传动盘开始进行低速转动。随着接合套向传动盘方向施加的作用力的增大，即在凹槽作用于插销的作用力超过设定值时，插销脱出凹槽，此时接合套继续向传动盘方向滑动并使接合套的内齿与第一齿轮啮合，同时花键毂的外锥面不顶压传动盘的内锥面，使花键毂与传动盘的摩擦力传动转换为花键毂、接合套和传动盘之间的齿轮传动，实现了在低速时采用摩擦力传动而在高速时转换齿轮传动的功能，既提高了负载的能力，又极大地减小了摩擦力长时间工作容易产生的磨损，解决了现有摩擦式离合器通过接合处的摩擦力进行动力的传递，存在传动扭矩小、接合处易磨损和拖滞损失的缺点，导致传递的效率较低，以及容易出现过载打滑的问题。
2、本发明在花键毂滑动到其外锥面与传动盘的内锥面上接触并相互顶压时，接合套上的导柱***导槽内，使花键毂能带动传动盘同步转动而不会产生相对转动，即不会产生打滑的情况，并且对接合套与第一齿轮的顺利啮合起到导向的作用，从而提高在花键毂与传动盘的摩擦力传动转换为花键毂、接合套和传动盘之间的齿轮传动的过程中的流畅性和稳定性，防止接合套与第一齿轮啮合产生冲击和震动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明车辆混合动力***的耦合器的接合套位于原位时的结构示意图；
图2是本发明车辆混合动力***的耦合器的接合套与传动套啮合时的的结构示意图；
图3是本发明车辆混合动力***的耦合器的接合套的结构示意图；
图4是本发明车辆混合动力***的耦合器的花键毂的结构示意图；
图5是本发明车辆混合动力***的耦合器的传动盘的结构示意图；
图6是图5的侧视图；
图7是图1状态的耦合器与外部动力连接的结构示意图；
图8是图2状态的耦合器与外部动力连接的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例
参照图1至图6，本实施例涉及耦合器，包括转轴1、花键毂2、接合套3和传动盘4，所述转轴1的外圆周上设有外花键，所述花键毂2的中心孔和外圆周上分别设有内花键和外齿，所述花键毂2的内花键与转轴1的外花键传动连接，且花键毂2沿转轴1的轴向方向可滑动安装于转轴1上；所述接合套3的内圆周上设有内齿，所述花键毂2的外齿与接合套3的内齿传动连接，且接合套3沿转轴1的轴向方向可滑动安装于花键毂2上；所述传动盘4可旋转安装于转轴1上；所述花键毂2的外圆周上设有槽孔21，槽孔21内可滑动套设有弹性件和插销，所述接合套3的内壁上开有凹槽31，所述弹性件顶压插销的一端而将插销的另一端***凹槽31内；所述花键毂2的一端设有外锥面22，与外锥面22相对应的所述传动盘4的一端设有内锥面41，在接合套3向传动盘4方向滑动时，接合套3通过插销带动花键毂2向传动盘4方向滑动，花键毂2的外锥面22与传动盘4的内锥面41相顶压；所述传动盘4包括第一齿轮42和与第一齿轮42固定连接的第二齿轮43，所述第一齿轮42上设有导槽421，所述接合套3的内壁上设有导柱32，在花键毂2的外锥面22与传动盘4的内锥面41相顶压时，所述导柱32卡接入导槽421内，且在凹槽31作用于插销的作用力超过设定值时，插销脱出所述凹槽31，接合套3的内齿与第一齿轮42啮合。所述弹性件为压簧。
在工作时，通过控制接合套3向传动盘4方向滑动，接合套3通过凹槽31和插销之间的连接带动花键毂2一起向传动盘4方向滑动。当花键毂2滑动到其外锥面22与传动盘4的内锥面41上接触并相互顶压时，花键毂2通过外锥面22与内锥面41之间的摩擦力带动传动盘4开始进行低速转动。随着接合套3向传动盘4方向施加的作用力的增大，即在凹槽31作用于插销的作用力超过设定值时，插销脱出凹槽31，此时接合套3继续向传动盘4方向滑动并使接合套3的内花键与第一齿轮42啮合，同时花键毂2的外锥面22不顶压传动盘4的内锥面41，使花键毂2与传动盘4的摩擦力传动转换为花键毂2、接合套3和传动盘4之间的齿轮传动，实现了在低速时采用摩擦力传动而在高速时转换齿轮传动的功能，既提高了负载的能力，又极大地减小了摩擦力长时间工作容易产生的磨损，解决了现有摩擦式离合器通过接合处的摩擦力进行动力的传递，存在传动扭矩小、接合处易磨损和拖滞损失的缺点，导致传递的效率较低，以及容易出现过载打滑的问题。
在花键毂2滑动到其外锥面22与传动盘4的内锥面41上接触并相互顶压时，接合套3上的导柱32***导槽421内，使花键毂2能带动传动盘4同步转动而不会产生相对转动，即不会产生打滑的情况，并且对接合套3与第一齿轮42的顺利啮合起到导向的作用，从而提高在花键毂2与传动盘4的摩擦力传动转换为花键毂2、接合套3和传动盘4之间的齿轮传动的过程中的流畅性和稳定性，防止接合套3与第一齿轮42啮合产生冲击和震动。
所述第一齿轮42的侧面上设有连接体44，所述内锥面41设于连接体44的中心孔上，在接合套3向传动盘4方向滑动时，接合套3通过插销带动花键毂2向传动盘4方向滑动，花键毂2的外锥面22与传动盘4的内锥面41相顶压。本结构的传动盘4沿转轴1的轴向方向依次包括连接体44、第一齿轮42和第二齿轮43。在花键毂2向传动盘4滑动时，花键毂2的外锥面22***连接体44的中心孔，并且外锥面22与内锥面41相顶压，从而实现花键毂2与连接套之间的摩擦力传动连接，进而驱动第一齿轮42和第二齿轮43旋转。
如图1、图2、图7和图8所示，所述转轴1的两端分别与发动机5和发电机6连接，所述第二齿轮43通过中间齿轮7和传动轴与汽车的驱动桥8传动连接；在花键毂2的外锥面22与传动盘4的内锥面41相顶压时，发动机5通过外锥面22与内锥面41之间的摩擦力驱动传动盘4转动；在凹槽31作用于插销的作用力超过设定值时，插销脱出所述凹槽31，接合套3的内齿与第一齿轮42啮合，发动机5通过齿轮传动驱动传动盘4转动。所述发电机6的电压输出端与电池组9电连接，电池组9通过控制器与驱动电机10电连接，驱动电机通过第三齿轮与中间齿轮啮合。
在耦合器处于不接合状态时，即在接合套3不带动花键毂2一起向传动盘4滑动时，发动机5通过转轴1驱动发电机6进行发电，使发电机6为电池组9充电。通过控制电池组9和驱动电机10之间的控制器，可以控制驱动电机10的工作状态，从而控制驱动电机10是否驱动汽车的驱动桥8工作，进而驱动汽车行驶，实现电驱动的功能。
在耦合器处于接合状态时，即在接合套3带动花键毂2一起向传动盘4滑动，且花键毂2的外锥面22与传动盘4的内锥面41相顶压时，发动机5既通过转轴1驱动发电机6进行发电，使发电机6为电池组9充电，也通过转轴1、花键毂2、接合套3和传动盘4驱动汽车的驱动桥8工作，进而驱动汽车行驶，实现机械驱动的功能。并且通过控制器控制驱动电机10工作，可以实现机械驱动和电驱动同时驱动汽车的驱动桥8工作，即实现混合动力驱动的功能，具有结构简单、控制多样化和方便的特点。
所述接合套3的外圆上开有环形槽33，所述环形槽33内设有用于驱动接合套3滑动的拨叉环。通过拨叉环可以控制接合套3的滑动方向以及施加到接合套3上的作用力大小，进而控制花键毂2与传动盘4之间为摩擦力传动或花键毂2、接合套3和传动盘4之间为齿轮传动。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种车辆混合动力***的耦合器，其特征在于：包括转轴、花键毂、接合套、传动盘、中间齿轮、第三齿轮和传动轴，所述转轴的外圆周上设有外花键，所述花键毂的中心孔和外圆周上分别设有内花键和外齿，所述花键毂的内花键与转轴的外花键传动连接，且花键毂沿转轴的轴向方向可滑动安装于转轴上；所述接合套的内圆周上设有内齿，所述花键毂的外齿与接合套的内齿传动连接，且接合套沿转轴的轴向方向可滑动安装于花键毂上；所述传动盘可旋转安装于转轴上；所述花键毂的外圆周上设有槽孔，槽孔内可滑动套设有弹性件和插销，所述接合套的内壁上开有凹槽，所述弹性件顶压插销的一端而将插销的另一端***凹槽内；所述花键毂的一端设有外锥面，与外锥面相对应的所述传动盘的一端设有内锥面，在接合套向传动盘方向滑动时，接合套通过插销带动花键毂向传动盘方向滑动，花键毂的外锥面与传动盘的内锥面相顶压；所述传动盘包括第一齿轮和与第一齿轮固定连接的第二齿轮，所述第一齿轮上设有导槽，所述接合套的内壁上设有导柱，在花键毂的外锥面与传动盘的内锥面相顶压时，所述导柱卡接入导槽内，且在凹槽作用于插销的作用力超过设定值时，插销脱出所述凹槽，接合套的内齿与第一齿轮啮合；所述转轴的两端分别与发动机和发电机连接，所述第二齿轮通过中间齿轮和传动轴与汽车的驱动桥传动连接；所述发电机的电压输出端与电池组电连接，电池组通过控制器与驱动电机电连接，驱动电机通过第三齿轮与中间齿轮啮合。
2.根据权利要求1所述的一种车辆混合动力***的耦合器，其特征在于：所述第一齿轮的侧面上设有连接体，所述内锥面设于连接体的中心孔上，在接合套向传动盘方向滑动时，接合套通过插销带动花键毂向传动盘方向滑动，花键毂的外锥面与传动盘的内锥面相顶压。
3.根据权利要求1所述的一种车辆混合动力***的耦合器，其特征在于：所述接合套的外圆上开有环形槽，所述环形槽内设有用于驱动接合套滑动的拨叉环。
4.根据权利要求1所述的一种车辆混合动力***的耦合器，其特征在于：所述弹性件为压簧。
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