一種常閉式電磁齒嵌離合器和單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車領(lǐng)域，尤其涉及一種常閉式電磁齒嵌離合器和單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，汽車混合動(dòng)力系統(tǒng)中通常包含離合器、變速器與電機(jī)，目前市場上常見的雙電機(jī)、單離合器混聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)，即由ISG電機(jī)(即發(fā)電啟動(dòng)一體機(jī))和驅(qū)動(dòng)電機(jī)聯(lián)動(dòng)而成。ISG電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間設(shè)置有離合器，通過該離合器的離合狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)混聯(lián)系統(tǒng)在純電動(dòng)、串聯(lián)或者并聯(lián)的驅(qū)動(dòng)模式之間切換。該方案的離合器往往采用傳統(tǒng)汽車中的干式離合器，而干式離合器受限于其結(jié)構(gòu)，具有占用空間大、重量大、傳遞的轉(zhuǎn)矩容量有限等缺點(diǎn)，上述缺點(diǎn)限制了雙電機(jī)混聯(lián)系統(tǒng)的發(fā)展，導(dǎo)致該方案不僅成本較高，且電機(jī)的有效利用率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于上述問題，本發(fā)明提供了一種常閉式電磁齒嵌離合器和單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)，以解決上述問題或者至少部分地解決上述問題。
[0004]依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種常閉式電磁齒嵌離合器，該離合器包括:環(huán)形電磁鐵、環(huán)形銜鐵、彈性復(fù)位件、動(dòng)端面齒輪和定端面齒輪；
[0005]所述環(huán)形銜鐵套置固定在所述動(dòng)端面齒輪上，二者同軸心設(shè)置；
[0006]當(dāng)所述環(huán)形電磁鐵未通電時(shí)，所述環(huán)形銜鐵與所述環(huán)形電磁鐵相距一定距離，所述動(dòng)端面齒輪和所述定端面齒輪相嚙合；
[0007]當(dāng)所述環(huán)形電磁鐵通電時(shí)，所述環(huán)形銜鐵被磁吸至所述環(huán)形電磁鐵上，驅(qū)使所述動(dòng)端面齒輪脫離所述定端面齒輪；
[0008]所述彈性復(fù)位件安裝在所述動(dòng)端面齒輪上，用于在所述環(huán)形電磁鐵斷電后，驅(qū)使所述動(dòng)端面齒輪復(fù)位與所述定端面齒輪相嚙合。
[0009]可選地，所述動(dòng)端面齒輪和所述定端面齒輪的齒尖和齒槽均設(shè)置為矩形。
[0010]可選地，所述彈性復(fù)位件包括:定位板和多個(gè)彈簧；
[0011]所述動(dòng)端面齒輪的軸向端面具有多個(gè)沉孔；
[0012]所述多個(gè)彈簧與所述多個(gè)沉孔一一對應(yīng)，對于每個(gè)彈簧，其一端嵌裝于沉孔內(nèi)，另一端固接在所述定位板上；
[0013]所述定位板位置固定。
[0014]可選地，所述環(huán)形電磁鐵的軸向端面上具有環(huán)形凹止口 ；
[0015]所述環(huán)形銜鐵的軸向端面上具有與所述環(huán)形凹止口相適配的環(huán)形凸止口 ；
[0016]當(dāng)所述環(huán)形銜鐵被磁吸至所述環(huán)形電磁鐵上時(shí)，所述環(huán)形凸止口嵌裝在所述環(huán)形凹止口內(nèi)。
[0017]可選地，所述環(huán)形凸止口的端面上具有環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽與所述環(huán)形凸止口同軸心設(shè)置；
[0018]所述環(huán)形凹槽的兩個(gè)槽邊能夠嵌裝在所述環(huán)形凹止口內(nèi)。
[0019]可選地，所述環(huán)形電磁鐵包括:勵(lì)磁線圈和鐵芯；
[0020]沿圓周繞線的所述勵(lì)磁線圈通過樹脂密封固定于所述鐵芯的內(nèi)部。
[0021]依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)，
[0022]所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述電機(jī)之間安裝有第一離合器；
[0023]所述電機(jī)與汽車的驅(qū)動(dòng)軸之間安裝有第二離合器；
[0024]其中，所述第二離合器為如上任一項(xiàng)所述的常閉式電磁齒嵌離合器。
[0025]可選地，所述環(huán)形電磁鐵固定于所述電機(jī)的端蓋上，且與所述電機(jī)的主軸同軸心;
[0026]所述動(dòng)端面齒輪套置在所述電機(jī)的主軸上，且能夠隨所述電機(jī)的主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，以及能夠沿所述電機(jī)的主軸軸向移動(dòng)；
[0027]所述定端面齒輪固定在所述汽車的驅(qū)動(dòng)軸上，二者同軸心設(shè)置；
[0028]所述彈性復(fù)位件固定在所述電機(jī)的主軸上，用于在所述環(huán)形電磁鐵斷電后，驅(qū)使所述動(dòng)端面齒輪沿所述電機(jī)的主軸軸向移動(dòng)，復(fù)位至與所述定端面齒輪相嚙合。
[0029]可選地，所述電機(jī)的端蓋上設(shè)有環(huán)形卡槽，所述環(huán)形卡槽與所述電機(jī)的主軸同軸心，所述環(huán)形電磁鐵嵌裝在所述環(huán)形卡槽內(nèi)，且所述環(huán)形電磁鐵的高度小于所述環(huán)形卡槽的槽深，用于形成所述環(huán)形凹止口。
[0030]可選地，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括:電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和儲(chǔ)能裝置；
[0031]所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器安裝在所述電機(jī)和所述儲(chǔ)能裝置之間。
[0032]由上述可知，綜上所述，本發(fā)明提供的技術(shù)方案通過控制兩個(gè)離合器的脫開或閉合，實(shí)現(xiàn)了單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)在不同工作模式之間的轉(zhuǎn)換，其中，用于對電機(jī)和汽車的驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行機(jī)械連接的第二離合器是一種常閉式電磁齒嵌離合器，該離合器采用電磁線圈控制，并采用端面齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩，與傳統(tǒng)的干式離合器相比，該離合器具有軸向尺寸短、重量輕、占用空間小、傳遞轉(zhuǎn)矩大、動(dòng)作迅速等特點(diǎn)；與傳統(tǒng)的齒嵌離合器相比，該離合器的動(dòng)端面齒輪、定端面齒輪分別直接與電機(jī)主軸和汽車的驅(qū)動(dòng)軸耦合，離合器整體分別與兩端的電機(jī)主軸和汽車的驅(qū)動(dòng)軸精密配合，高度集成；并且特殊設(shè)計(jì)的環(huán)形銜鐵和環(huán)形電磁鐵的局部形狀能夠似的吸合過程中電磁力近似與電流成正比，使得吸合過程柔和可控，進(jìn)一步導(dǎo)致單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換過程柔和可控，符合需求。
【附圖說明】
[0033]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的剖視圖；
[0034]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的局部剖視圖；
[0035]圖3A不出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的A向剖視圖；
[0036]圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的B向剖視圖；
[0037]圖3C示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的C向剖視圖；
[0038]圖3D示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的D向剖視圖；
[0039]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的一種單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的示意圖；
[0040]圖5A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)處于純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式的不意圖；
[0041]圖5B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)處于制動(dòng)能量回收模式的示意圖；
[0042]圖5C示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)處于并聯(lián)工作模式的示意圖；
[0043]圖f5D示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)處于停車充電模式的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0045]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的剖視圖。如圖1所示，該單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)包括:發(fā)動(dòng)機(jī)100、第一離合器200、電機(jī)300和第二離合器400。
[0046]發(fā)動(dòng)機(jī)100和電機(jī)300之間安裝有第一離合器200，第一離合器200的一端齒輪安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)100的輸出軸上，第一離合器200的另一端齒輪安裝在電機(jī)300的主軸的靠近發(fā)動(dòng)機(jī)100的一端上，閉合的第一離合器200能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)100和電機(jī)300之間傳遞動(dòng)力；電機(jī)300與汽車的驅(qū)動(dòng)軸(圖中未示出)之間安裝有第二離合器400，第二離合器400的一端齒輪安裝在電機(jī)300的主軸的遠(yuǎn)離發(fā)動(dòng)機(jī)100的一端上，第二離合器400的另一端齒輪安裝在汽車的驅(qū)動(dòng)軸上，閉合的第二離合器400能夠在電機(jī)300和汽車的驅(qū)動(dòng)軸之間傳遞動(dòng)力。在本實(shí)施例中，第一離合器200是干式離合器，第二離合器400是常閉式電磁齒嵌離合器，干式離合器是現(xiàn)有技術(shù)中常用的離合器種類，對其不再贅述，下文中主要對常閉式電磁齒嵌離合器的機(jī)械結(jié)構(gòu)及其在單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)中的機(jī)械連接方式進(jìn)行說明。
[0047]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的局部剖視圖(圖1中的點(diǎn)劃線框內(nèi)的放大圖)，由圖2可以獲知第二離合器400與電機(jī)300的機(jī)械連接方式、第二離合器400的機(jī)械結(jié)構(gòu)、以及第二離合器400與汽車的驅(qū)動(dòng)軸的機(jī)械連接方式。
[0048]如圖2所示，在本實(shí)施例的單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)中，第二離合器400包括:環(huán)形電磁鐵410、環(huán)形銜鐵420、動(dòng)端面齒輪430、定端面齒輪440和彈性復(fù)位件450。環(huán)形銜鐵420固定在動(dòng)端面齒輪430上，且二者同軸心設(shè)置，優(yōu)選地，環(huán)形銜鐵420套置固定在動(dòng)端面齒輪430上，這樣可以進(jìn)一步縮短第二離合器400的軸向尺寸，進(jìn)而縮小單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的體積。當(dāng)環(huán)形電磁鐵410未通電時(shí)，環(huán)形銜鐵420與環(huán)形電磁鐵410相距一定距離，動(dòng)端面齒輪430和定端面齒輪440相嚙合(如圖2所示)；當(dāng)環(huán)形電磁鐵410通電時(shí)，環(huán)形銜鐵420被磁吸至環(huán)形電磁鐵410上，驅(qū)使動(dòng)端面齒輪430脫離定端面齒輪440 ;彈性復(fù)位件450安裝在動(dòng)端面齒輪430上，具體地彈性復(fù)位件450包括定位板451和多個(gè)彈簧452，多個(gè)彈簧卡在定位板451與動(dòng)端面齒輪430之間且呈壓縮狀態(tài)，用于在環(huán)形電磁鐵410斷電后，驅(qū)使動(dòng)端面齒輪430復(fù)位與定端面齒輪440相嚙合。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第二離合器400的環(huán)形電磁鐵410包括:勵(lì)磁線圈和鐵芯；沿圓周繞線的所述勵(lì)磁線圈通過樹脂密封固定于所述鐵芯的內(nèi)部。
[0049]如圖2所示，第二離合器400與電機(jī)300以及汽車的驅(qū)動(dòng)軸的機(jī)械連接方式如下:電機(jī)300的端蓋上設(shè)有環(huán)形卡槽310，該環(huán)形卡槽310與電機(jī)300的主軸同軸心，第二離合器400的環(huán)形電磁鐵410嵌裝在環(huán)形卡槽310內(nèi)，由于環(huán)形電磁鐵410的高度小于環(huán)形卡槽310的槽深，形成了