專利名稱：用于p2混合動力系的起動/斷開離合器的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于P2混合動力系的離合器，且更具體地涉及用于機動車輛的P2混合動力系的起動和斷開離合器。
背景技術：
該部分內容僅提供與本發明有關的背景信息，并且可能或可能不構成現有技術。目前，大量的工程和設計努力都關注于用于機動車輛、尤其是用于客車的混合動力系。一個這種最具前途且最活躍的領域包括添加電動馬達和相關蓄電池以及電子控制器到機動車輛動力系，以補充用于起動的扭矩從而使得較小的內燃發動機能夠用于車輛中。 較低馬力和較小排量的發動機相比于較大的發動機常規地提供了改進的燃料經濟性，并且當由電動馬達對車輛起動進行補充時，提供了完全令人滿意的總體性能。因此，許多混合動力系都開始作為對常規和現有的動力系的修整，所述常規和現有的動力系利用內燃發動機以及具有變矩器和多個行星齒輪組件的變速器。在該動力系中添加電動馬達以及合適的起動和斷開離合器。常見的是，移除了變矩器。然而這種添加存在顯著的挑戰，因為例如軸向長度、殼體外部直徑、離合器致動、離合器的冷卻以及集成到現有動力系部件中之類的這些約束都必須被應對并解決。本發明涉及應對并解決上述挑戰的用于P2混合動力系的起動和斷開離合器。

發明內容
本發明提供了用于P2混合動力系的電動馬達的起動和斷開離合器。該離合器被安裝在發動機和變速器之間，位于變矩器先前占用的空間中。該離合器組件構造成使得致動、補償和冷卻僅由兩個油道提供。離合器利用單側反作用板，該單側反作用板實現了高離合器增益，由此在電氣操作期間提供高扭矩容量以及改善的起動顫振特征。因此，本發明的一個方面在于提供了用于P2混合動力系的起動和斷開離合器。本發明的另一方面在于提供了用于P2混合動力系的電動馬達的起動和斷開離合器。本發明的又一方面在于提供了用于安裝在混合動力系的發動機和變速器之間的起動和斷開離合器。本發明的又一方面在于在通常由變矩器占用的空間中提供了用于P2混合動力系的起動和斷開離合器。本發明的又一方面在于提供了用于P2動力系的起動和斷開離合器，該起動和斷開離合器被構造成使得致動、補償和冷卻僅由兩個油道提供。
本發明的又一方面在于提供了用于P2動力系的起動和斷開離合器，該起動和斷開離合器利用了實現高離合器增益的單側反作用板。本發明的又一方面在于提供了用于P2動力系的起動和斷開離合器，該起動和斷開離合器利用了單側反作用板，其在電氣操作下實現了高離合器增益和扭矩容量，并且實現了降低的起動顫振。本發明還包括以下方案
I. 一種用于混合動力系的起動和斷開離合器，所述起動和斷開離合器以組合的方式包
括
離合器輸入構件以及被聯接到所述離合器輸入構件的第一多個離合器盤；
離合器輸出構件以及被聯接到所述離合器輸出構件的第二多個離合器盤，所述第二多個離合器盤與所述第一多個離合器盤交錯間置；
液壓離合器致動器，所述液壓離合器致動器用于壓縮所述多個離合器盤并且具有補償腔和致動腔；
電動馬達，所述電動馬達包括被聯接到所述離合器輸出構件的轉子；定子；以及圍繞所述定子的冷卻流體通路；以及
變速器輸入軸，所述變速器輸入軸被聯接到所述離合器輸出構件并且限定了用于將液壓流體提供給所述液壓離合器致動器的所述致動腔的軸向通路。2.根據方案I所述的起動和斷開離合器，還包括阻尼器組件，所述阻尼器組件具有適于由原動機驅動的輸入端以及被聯接到所述離合器輸入構件的輸出端。3.根據方案2所述的起動和斷開離合器，還包括防流體泄漏密封件，所述防流體泄漏密封件被安裝到隔板，設置在所述阻尼器組件的所述輸出端與所述離合器輸入構件之間。4.根據方案I所述的起動和斷開離合器，還包括活塞，所述活塞被設置在所述液壓離合器致動器內并且位于所述補償腔和所述致動腔之間。5.根據方案I所述的起動和斷開離合器，還包括壓縮彈簧，所述壓縮彈簧被設置在所述補償腔內。6.根據方案I所述的起動和斷開離合器，還包括相互接合的花鍵，所述花鍵被設置在所述離合器輸入構件和所述第一多個離合器盤的內緣上，以及被設置在所述離合器輸出構件和所述第二多個離合器盤的外緣上。7.根據方案I所述的起動和斷開離合器，其中，所述第一多個離合器盤和所述第二多個離合器盤是單側的。8. 一種用于混合動力系的起動和斷開離合器，所述起動和斷開離合器以組合的方式包括
離合器輸入轂以及被花鍵聯接到所述離合器輸入轂的第一多個離合器盤；
離合器輸出轂以及被花鍵聯接到所述離合器輸出轂的第二多個離合器盤，所述第二多個離合器盤與所述第一多個離合器盤交錯間置；
液壓離合器致動器，所述液壓離合器致動器具有活塞，所述活塞可操作地與所述多個離合器盤相關聯并且限定補償腔和致動腔；
電動馬達，所述電動馬達具有被聯接到所述離合器輸出轂的轉子；定子；以及用于向所述定子提供冷卻流體的周向流體通路；以及
變速器輸入軸，所述變速器輸入軸被聯接到所述離合器輸出轂，并且限定了用于將液壓流體提供給所述液壓離合器致動器的所述致動腔的軸向通路。9.根據方案8所述的起動和斷開離合器，還包括阻尼器組件，所述阻尼器組件具有適于由原動機驅動的輸入端以及被聯接到所述離合器輸入轂的輸出端。10.根據方案9所述的起動和斷開離合器，還包括流體密封件，所述流體密封件被安裝到隔板，設置在所述阻尼器組件的所述輸出端與所述離合器輸入構件之間。11.根據方案8所述的起動和斷開離合器，還包括壓縮彈簧，所述壓縮彈簧被設置在所述補償腔內。12.根據方案8所述的起動和斷開離合器，還包括相互接合的花鍵，所述花鍵被設置在所述離合器輸入轂和所述第一多個離合器盤的內緣上，以及被設置在所述離合器輸出轂和所述第二多個離合器盤的外緣上。13.根據方案8所述的起動和斷開離合器，其中，所述第一多個離合器盤和所述第二多個離合器盤是單側的。14. 一種用于混合動力系的起動和斷開離合器，所述起動和斷開離合器以組合的方式包括
阻尼器組件，所述阻尼器組件具有輸出端以及適于由原動機驅動的輸入端；
被聯接到所述阻尼器組件的所述輸出端的離合器輸入轂以及被花鍵聯接到所述離合器輸入轂的第一多個離合器盤；
離合器輸出轂以及第二多個離合器盤，所述第二多個離合器盤被花鍵聯接到所述離合器輸出轂并且與所述第一多個離合器盤交錯間置；
液壓離合器致動器，所述液壓離合器致動器具有與所述多個離合器盤對齊的活塞，所述活塞限定補償腔和致動腔，并且壓縮彈簧被設置在所述補償腔內從而使所述活塞偏置； 電動馬達，所述電動馬達具有被聯接到所述離合器輸出轂的轉子；定子；以及用于向所述定子提供冷卻流體的周向流體通路；以及
變速器輸入軸，所述變速器輸入軸被聯接到所述離合器輸出轂，并且限定了用于向所述液壓離合器致動器的所述致動腔提供液壓流體的軸向通路。15.根據方案14所述的起動和斷開離合器，還包括流體密封件，所述流體密封件被安裝到隔板并且設置在所述阻尼器組件的所述輸出端與所述離合器輸入轂之間。16.根據方案14所述的起動和斷開離合器，還包括相互接合的花鍵，所述花鍵被設置在所述離合器輸入轂和所述第一多個離合器盤的內緣上，以及被設置在所述離合器輸出轂和所述第二多個離合器盤的外緣上。17.根據方案14所述的起動和斷開離合器，其中，所述第一多個離合器盤和所述第二多個離合器盤是單側的。其他方面、優勢和應用領域將通過本文所提供的說明變得顯而易見。應當理解的是，該說明以及具體示例僅旨在用于描述目的，而不旨在限制本發明的范圍。


本文所述的附圖僅用于描述目的，且絕不旨在限制本發明的范圍。
圖I是結合了本發明的P2混合動力系的框圖2是結合了本發明的P2混合動力系變速器的一部分的局部截面圖；以及圖3是根據本發明的起動/斷開離合器和補償器的放大的局部截面圖。
具體實施例方式下述說明本質上僅是示例性的，并且不旨在限制本發明、其應用或使用。參考圖1，結合有本發明的P2混合動力系總體上用附圖標記10示出并標明。P2 混合動力系10包括原動機12，例如內燃氣體(或汽油)、柴油或彈性燃料(flex fuel)發動機。原動機12直接驅動阻尼器14，阻尼器14繼而直接驅動電動馬達和離合器模塊或組件 16。電動馬達和離合器組件16的輸出直接驅動變速器18，變速器18通常包括提供驅動扭矩給輸出軸20的多個行星齒輪組(未示出)。現參考圖2和圖3，原動機12包括曲軸22，曲軸22被緊固到阻尼器14的輸入盤 24。阻尼器14的輸出盤26通過花鍵互連部28被聯接到電動馬達和離合器組件16的離合器(輸入)轂30。離合器(輸入)轂30被支承，以在第一滾子軸承組件32上旋轉，第一滾子軸承組件32繼而由馬達轂34支承。馬達轂34被支承，以在第一滾珠軸承組件36上旋轉， 第一滾珠軸承組件36被安裝在靜止腹板(web)或凸緣或隔板38中。防流體泄漏密封件42 同樣在輸入轂30和腹板或凸緣38之間延伸，并且將干區域和濕區域分開，該干區域包含阻尼器14，該濕區域包含電動馬達和離合器模塊或組件16的部件。電動馬達和離合器模塊或組件16包括電動馬達50，電動馬達50具有定子52和轉子54。定子52被設置在殼體56并且被緊固到殼體56，且因此是靜止的。電功率通過電導體或線纜58被提供給定子52，電導體或線纜58在合適的密封和絕緣貫穿供給部(未示出) 中穿過殼體56。冷卻油通過油或液壓流體管線62被提供至定子52的外圍。油管線62通到周向或環形區域64內，周向或環形區域64圍繞定子52的外圍。限定多個貫通開口或孔 68的周向或環形板或分離器66使冷卻油圍繞定子52均勻地分布。電動馬達50的轉子54被聯接到離合器(輸出)轂70，離合器(輸出)轂70還被聯接到馬達轂34并由馬達轂34支承。離合器(輸入)轂30包括外花鍵72，外花鍵72與第一多個單側摩擦離合器盤或片76上的互補內花鍵74接合。第一多個單側摩擦離合器盤或片 76與具有外花鍵82的第二多個單側離合器盤或片78交錯間置，外花鍵82與離合器(輸出) 轂70上的互補內花鍵84接合。在包括第一和第二多個離合器盤76和78的摩擦離合器組的端部是一對環形端板86，該對環形端板86通過卡環88或類似裝置被保持在離合器(輸出)轂70上。離合器(輸出)轂70也被第二滾珠軸承組件92支承以進行旋轉，并且離合器(輸出)轂70通過花鍵互連部94驅動輸入軸96，輸入軸96向變速器18的行星齒輪組提供驅動扭矩。變速器18的輸入軸96被聯接到液壓泵100并且驅動液壓泵100，液壓泵100可以是葉片泵、齒輪泵或回轉泵。液壓泵100的加壓輸出被傳送通過出口管線(未示出)從而到達閥體(同樣未示出)以及變速器18的其他部件。來自于閥體的加壓油或加壓液壓流體流返回到管線104中，并且流動通過軸向傾斜通路106從而進入到液壓離合器致動器組件 110的補償腔108內。補償腔108由平衡屏障(balance dam)或補償器112和活塞116限定。平衡屏障或補償器112是圓形的，其具有被軸向柱形區域連接的徑向取向的內端區域和外端區域。外(較大直徑)邊緣包括密封件118，密封件118密封抵靠活塞116的內表面。 壓縮彈簧122在補償器112和活塞116之間延伸，并且用作活塞116的復位彈簧。補償器 112的內(較小直徑)邊緣鄰接卡環124，卡環124限制補償器112的平移?？ōh124被設置到多個淺通道或內花鍵126中，所述多個淺通道或內花鍵126提供了用于液壓流體或油朝向多個徑向通路80流動的多個路徑，所述多個徑向通路80類似地提供了用于流體或油朝向摩擦離合器盤或片76和78流動以實現對其冷卻的多個路徑。這種流體或油通過多個傾斜通路128離開摩擦離合器盤或片76和78的區域。變速器的輸入軸96還包括內部軸向通路130，內部軸向通路130被選擇性地提供以來自于閥體的加壓油或加壓液壓流體，以控制活塞116的致動以及摩擦離合器盤或片76 和78的接合。軸向通路130中的加壓油或加壓液壓流體流入到傾斜通路132內以及流到致動腔134內?；钊?16稍微類似于平衡屏障或補償器112來成形，并且活塞116包括密封件138，密封件138將加壓油或加壓液壓流體包含在致動腔134內。致動腔134內增加的液壓流體或油壓力使活塞116抵抗壓縮彈簧122并且朝向摩擦離合器盤或片76和78平移，從而壓縮它們并且將離合器輸入轂30連接到離合器輸出轂70，以允許在離合器輸入轂 30和離合器輸出轂70之間傳送扭矩。本發明的描述本質上僅是示例性的，并且不偏離本發明實質的變型旨在落入本發明的范圍內。這種變型不被認為偏離了本發明的精神和范圍。
權利要求
1.一種用于混合動力系的起動和斷開離合器，所述起動和斷開離合器以組合的方式包括離合器輸入構件以及被聯接到所述離合器輸入構件的第一多個離合器盤；離合器輸出構件以及被聯接到所述離合器輸出構件的第二多個離合器盤，所述第二多個離合器盤與所述第一多個離合器盤交錯間置；液壓離合器致動器，所述液壓離合器致動器用于壓縮所述多個離合器盤并且具有補償腔和致動腔；電動馬達，所述電動馬達包括被聯接到所述離合器輸出構件的轉子；定子；以及圍繞所述定子的冷卻流體通路；以及變速器輸入軸，所述變速器輸入軸被聯接到所述離合器輸出構件并且限定了用于將液壓流體提供給所述液壓離合器致動器的所述致動腔的軸向通路。
2.根據權利要求I所述的起動和斷開離合器，還包括阻尼器組件，所述阻尼器組件具有適于由原動機驅動的輸入端以及被聯接到所述離合器輸入構件的輸出端。
3.根據權利要求2所述的起動和斷開離合器，還包括防流體泄漏密封件，所述防流體泄漏密封件被安裝到隔板，設置在所述阻尼器組件的所述輸出端與所述離合器輸入構件之間。
4.根據權利要求I所述的起動和斷開離合器，還包括活塞，所述活塞被設置在所述液壓離合器致動器內并且位于所述補償腔和所述致動腔之間。
5.根據權利要求I所述的起動和斷開離合器，還包括壓縮彈簧，所述壓縮彈簧被設置在所述補償腔內。
6.根據權利要求I所述的起動和斷開離合器，還包括相互接合的花鍵，所述花鍵被設置在所述離合器輸入構件和所述第一多個離合器盤的內緣上，以及被設置在所述離合器輸出構件和所述第二多個離合器盤的外緣上。
7.根據權利要求I所述的起動和斷開離合器，其中，所述第一多個離合器盤和所述第二多個離合器盤是單側的。
8.一種用于混合動力系的起動和斷開離合器，所述起動和斷開離合器以組合的方式包括離合器輸入轂以及被花鍵聯接到所述離合器輸入轂的第一多個離合器盤；離合器輸出轂以及被花鍵聯接到所述離合器輸出轂的第二多個離合器盤，所述第二多個離合器盤與所述第一多個離合器盤交錯間置；液壓離合器致動器，所述液壓離合器致動器具有活塞，所述活塞可操作地與所述多個離合器盤相關聯并且限定補償腔和致動腔；電動馬達，所述電動馬達具有被聯接到所述離合器輸出轂的轉子；定子；以及用于向所述定子提供冷卻流體的周向流體通路；以及變速器輸入軸，所述變速器輸入軸被聯接到所述離合器輸出轂，并且限定了用于將液壓流體提供給所述液壓離合器致動器的所述致動腔的軸向通路。
9.根據權利要求8所述的起動和斷開離合器，還包括阻尼器組件，所述阻尼器組件具有適于由原動機驅動的輸入端以及被聯接到所述離合器輸入轂的輸出端。
10.一種用于混合動力系的起動和斷開離合器，所述起動和斷開離合器以組合的方式包括阻尼器組件，所述阻尼器組件具有輸出端以及適于由原動機驅動的輸入端；被聯接到所述阻尼器組件的所述輸出端的離合器輸入轂以及被花鍵聯接到所述離合器輸入轂的第一多個離合器盤；離合器輸出轂以及第二多個離合器盤，所述第二多個離合器盤被花鍵聯接到所述離合器輸出轂并且與所述第一多個離合器盤交錯間置；液壓離合器致動器，所述液壓離合器致動器具有與所述多個離合器盤對齊的活塞，所述活塞限定補償腔和致動腔，并且壓縮彈簧被設置在所述補償腔內從而使所述活塞偏置； 電動馬達，所述電動馬達具有被聯接到所述離合器輸出轂的轉子；定子；以及用于向所述定子提供冷卻流體的周向流體通路；以及變速器輸入軸，所述變速器輸入軸被聯接到所述離合器輸出轂，并且限定了用于向所述液壓離合器致動器的所述致動腔提供液壓流體的軸向通路。
全文摘要
本發明涉及用于P2混合動力系的起動/斷開離合器。具體地，提供了用于P2混合動力系的電動馬達的起動和斷開離合器，所述起動和斷開離合器是緊湊的，并且提供了改進的操作。離合器被安裝在發動機和變速器之間并且位于先前由變矩器占用的空間中。離合器組件構造成使得致動、補償和冷卻僅由兩個油道提供。離合器利用了單側反作用板，所述單側反作用板實現了高離合器增益，由此在電氣操作下提供了高扭矩容量以及改善的起動顫振特征。
文檔編號F16D25/10GK102588464SQ201210008409
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月12日 優先權日2011年1月12日
發明者A.L.史密斯, E.T.格羅喬夫斯基, J.M.哈特 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司