具有电磁致动式棘爪离合器的混合动力传动装置制造方法及图纸

公开了具有电磁致动式棘爪离合器的混合动力传动装置。电磁致动式棘爪离合器适于在功率分流型混合动力齿轮传动装置中建立固定的超速传动比。电磁致动式离合器包括花键连接到变速器输入轴的内座圈和固定到第一齿轮的外座圈，所述第一齿轮被支撑以围绕所述输入轴旋转。内座圈包括磁性分离的两个齿环。非旋转线圈中的电流在内座圈中建立磁场。磁场使得一组棘爪相对于外座圈枢转并且接合至少一个齿环。棘爪和齿被设计为使得在接合时外座圈可以比内座圈旋转得更快但是不能旋转得更慢。第一齿轮与固定到变速器输出轴的第二齿轮啮合。

Hybrid power transmission with electromagnetic actuated pawl clutch

A hybrid power transmission device with electromagnetic actuated pawl clutch is disclosed. The electromagnetic actuated pawl clutch is suitable for establishing a fixed overdrive ratio in the power split type hybrid gear transmission device. The electromagnetic actuating clutch includes the inner ring of the spline connecting to the input shaft of the transmission and the outer seat ring fixed to the first gear, the first gear is supported to rotate around the input shaft. The inner ring consists of two rings of magnetic separation. The current in the non rotating coil establishes a magnetic field in the inner race. The magnetic field makes a set of pawl pivot with respect to the outer seat ring and joins at least one gear ring. The pawl and teeth are designed so that the outer race can be rotated faster than the inner seat when it is engaged, but it can not be rotated more slowly. The first gear is engaged with the second gear fixed to the transmission output shaft.

【技术实现步骤摘要】
具有电磁致动式棘爪离合器的混合动力传动装置
本公开涉及车辆离合器领域。更具体地，本公开涉及在混合动力电动动力传动系统内使用的电磁致动式棘爪离合器。
技术介绍
许多车辆在宽的车速范围(包括前进运动和倒车运动二者)下使用。然而，某些类型的发动机只能在窄的转速范围内高效运行。因此，能够以各种传动比高效地传输动力的变速器被频繁使用。当车辆处于低速时，变速器通常在高传动比下运转，使得发动机扭矩倍增以提高加速度。在高车速下，变速器在低传动比下运转允许与安静的、有燃料效率的巡航相关联的发动机转速。称为离散传动比变速器的一些变速器被配置为在输入轴和输出轴之间建立有限数量的传动比。在当前选择的传动比不再合适时，离散传动比变速器必须换挡到可用传动比中一个不同的传动比。称为无级变速器(CVT)的其他变速器能够在下限和上限之间建立任何传动比。无级变速器能够进行频繁的精细的传动比调整，这些调整是车辆乘员不会感知到的。许多变速器使用液压致动式摩擦离合器来建立各种动力流动路径。液压致动适合于选择性地将旋转元件彼此连接的离合器，这是因为加压的液压流体能够从静止的壳体传输到密封件之间的旋转部件。因此，液压致动器能够与其中一个旋转元件一起旋转。当存在多个液压致动式离合器时，离合器经常共用发动机驱动泵，并共用用于调节压力的许多阀体部件。混合动力车辆变速器通过提供能量存储来改善燃料经济性。例如，在混合动力电动车辆中，能量可以存储在电池中。可以通过操作发动机来产生比推进瞬时所需要的电力更多的电力对电池充电。另外，在制动期间原本将消散的能量可以被捕获并存储在电池中。所存储的能量可稍后被使用，允许发动机产生比推进瞬时所需要的动力更少的动力，从而消耗更少的燃料。
技术实现思路
一种电磁致动式离合器包括非旋转电磁线圈、带齿的内座圈、外座圈和导磁棘爪。被支撑以围绕所述线圈旋转的带齿的内座圈具有彼此磁性分离的左导磁环和右导磁环。可以不导磁的外座圈被支撑以围绕内座圈旋转。棘爪被支撑以与外座圈一起旋转，并且响应于所述线圈中的电流而可枢转为与左导磁环和右导磁环接合。两个导磁环均可具有齿。其中一个导磁环的齿可以与另一个导磁环的齿错开，使得大部分的接合力被分配到其中一个导磁环。一种离合器包括电磁线圈、左导磁环和右导磁环、被支撑以相对于左导磁环和右导磁环旋转的座圈以及导磁棘爪。电磁线圈可以是不旋转的，而左导磁环和右导磁环以及座圈被支撑以旋转。左导磁环和右导磁环各自具有邻近于所述线圈的圆柱形表面和与圆柱形表面相对的齿形表面。电磁线圈可以径向地位于左导磁环和右导磁环的内部。左导磁环和右导磁环彼此磁性分离，但可以彼此固定地结合。座圈被支撑以相对于左导磁环和右导磁环旋转并且可以径向地位于左导磁环和右导磁环的外部。棘爪响应于所述线圈中的电流而相对于座圈可枢转为与左导磁环和右导磁环接合。一种变速器包括电磁线圈、左导磁环和右导磁环、外座圈以及导磁棘爪。所述线圈可以固定到变速器壳体。左导磁环和右导磁环都固定地结合到输入轴并且彼此磁性分离。外座圈被支撑以相对于输入轴旋转。棘爪被支撑以与外座圈一起旋转，并且响应于所述线圈中的电流而可枢转为与左导磁环和右导磁环接合。附图说明图1是用于混合动力电动动力传动系统的齿轮传动装置的示意图。图2是适用于图1的齿轮传动装置的电磁致动式离合器的示图。图3是图2的离合器的剖视图。图4是图2的离合器的分解图。图5是图2的离合器的截面图。图6是处于分离状态的图2的离合器详细截面图。图7是处于接合状态的图2的离合器详细截面图。具体实施方式在此描述本公开的实施例。然而，将理解，所公开的实施例仅为示例，其他实施例可采取各种替代的形式。附图无需按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以显示特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本专利技术的实施例的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的，参考任一附图示出和描述的各种特征可与一个或更多个其他附图中示出的特征结合，以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可以期望用于特定应用或实施方式。如果一组旋转元件被约束为在所有工况下均作为一个单元旋转，则它们彼此固定地结合。可通过花键连接、焊接、压装、或从普通固体机加工或其它方法来使旋转元件固定地结合。固定地结合的元件之间可产生旋转角位移的轻微变化，诸如由于间隙或轴柔量而产生的位移。相比之下，两个旋转元件通过换挡元件选择性地结合，每当换挡元件完全接合时换挡元件便将所述两个旋转元件约束为作为一个单元旋转，并且在至少一些其它工况下它们自由地以不同的转速旋转。如果两个旋转元件被固定地结合或者被选择性地结合，则它们被结合。如果一系列齿轮和轴能够将动力从两个元件中的一个传递到另一个并且在这两个元件之间建立固定的传动比，那么这两个旋转元件被可驱动地连接。图1示意性地示出了功率分流型混合动力电动车辆的运动学布置。功率由发动机10提供，发动机10经由变速器输入轴11固定地结合到行星齿轮架12。一组行星齿轮14被支撑以相对于齿轮架12旋转。中心齿轮16和环形齿轮18各自被支撑以与齿轮架12围绕同一轴线旋转并各自与行星齿轮14啮合。发电机20固定地结合到中心齿轮16。副轴齿轮22固定地结合到行星齿轮18并且与副轴齿轮24啮合。副轴齿轮24经由轴30固定地结合到副轴齿轮26和28。副轴齿轮32与副轴齿轮28啮合并固定地结合到马达34。副轴齿轮26与作为差速器38的输入的副轴齿轮36啮合。差速器38驱动车轮40和42，从而在车辆转弯时允许轻微的速度差。发电机20和马达34都是可逆电机。术语“发电机”和“马达”仅用作标签。两台机器都能够将电能转换为机械能或将机械能转换为电能。例如，每台机器可以是与三相逆变器结合的同步马达。两台机器都电连接到电池44。在一些情况下，发动机10可以产生比输送到车轮40和42的功率更多的功率，并且多余的功率存储在电池44中。在其他情况下，功率可以从电池44流出，以允许发动机10产生比车辆瞬时需求的功率更少的功率。例如，在推进车辆的功率来自电池44时可以关闭发动机10。图1的动力传动系统可以以无级变速模式运行，其中，电池44既不提供功率也不吸收功率。施加到发电机20的扭矩和施加到副轴齿轮22的扭矩都基于中心齿轮16的齿数和环形齿轮18的齿数而与发动机10产生的扭矩有关。具体地，其中，Teng是发动机10产生的扭矩，Tgen是发电机20吸收的扭矩，Tgear22是齿轮22吸收的扭矩，Nsun是中心齿轮16的齿数，并且Nring是环形齿轮18的齿数。发动机转速是发电机转速和齿轮22的转速的加权平均值。当车辆缓慢地移动时，齿轮22缓慢地旋转，而发电机20比发动机10旋转得更快。发动机产生的功率被行星齿轮组分流。一部分功率从齿轮架12依次机械地传递到环形齿轮18、齿轮22、齿轮24并传递到轴30。剩余的功率从中心齿轮16传递到发电机20，发电机20将该功率转换为电功率。马达34将电功率转换为机械功率并通过齿轮32和28传递到轴30。尽管两个功率传递路径都经受一些寄生损失，但是电功率和机械功率之间的转换通常涉及比纯机械传递更多的功率损失。随本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁致动式离合器，包括：非旋转电磁线圈；带齿的内座圈，被支撑以围绕所述线圈旋转，所述内座圈具有彼此磁性分离的左导磁环和右导磁环；外座圈，被支撑以围绕内座圈旋转；和导磁棘爪，被支撑以与外座圈一起旋转并且响应于所述线圈中的电流而可枢转为与左导磁环和右导磁环接合。

【技术特征摘要】
2017.01.13 US 15/405,6641.一种电磁致动式离合器，包括：非旋转电磁线圈；带齿的内座圈，被支撑以围绕所述线圈旋转，所述内座圈具有彼此磁性分离的左导磁环和右导磁环；外座圈，被支撑以围绕内座圈旋转；和导磁棘爪，被支撑以与外座圈一起旋转并且响应于所述线圈中的电流而可枢转为与左导磁环和右导磁环接合。2.根据权利要求1所述的电磁致动式离合器，其中，左导磁环和右导磁环均具有齿。3.根据权利要求2所述的电磁致动式离合器，其中，左导磁环和右导磁环中的一个导磁环的齿与左导磁环和右导磁环中的另一个导磁环的齿错开，使得接合力不成比例地分配到左导磁环和右导磁环中的所述一个导磁环。4.根据权利要求1所述的电磁致动式离合器，其中，内座圈具有齿廓，所述齿廓被构造为响应于棘爪的接合而防止内座圈与外座圈之间在一个方向上的相对旋转，同时在棘爪接合的情况下允许在相反方向上的相对旋转。5.根据权利要求1所述的电磁致动式离合器，其中，外座圈不导磁。6.一种离合器，包括：电磁线圈；左导磁环和右导磁环，每个导磁环具有邻近于所述线圈的圆柱形表面以及与圆柱形表面相对的齿形表面，左导磁环和右导磁环彼此磁性分离...

【专利技术属性】
技术研发人员：雅各布·克拉泽，诺曼·杰瑞·博尔德，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US