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一種常閉式電磁齒嵌離合器和單電機混合動力系統(一)

發布時間:2016年11月12日

 

技術領域:本發明涉及汽車領域,尤其涉及一種常閉式電磁齒嵌離合器和單電混合動力系統。
 
背景技術:現有技術中,汽車混合動力系統中通常包含離合器、變速器與電機,目前市場上常見的雙電機、單離合器混聯混合動力系統,即由ISG機(即發電啟動一體機)和驅動電機聯動而成。ISG電機和驅動電機之間設置有離合器,通過該離合器的離合狀态來實現雙電機混聯系統在純電動、串聯或者并聯的驅動模式之間切換。該方案的離合器往往采傳統汽車中的式離合器,而幹式離合器受限于其結構,具有占用空間大、重量大、傳遞的轉矩容量有限等缺點,上述缺點限制了雙電機混聯系統的發展,導緻該方案不僅成本較高,電機的有效利率低。
 
發明内容:鑒于述問題,本發明提供了一種常閉式電磁齒嵌離合器和單電機混合動力系統,以解決上述問題或者至少部分地解決上述問題。
依據本發明的一個方面,提供了一種常閉式電磁齒嵌離合器,該離合器包括:環形電磁鐵、環形銜鐵、彈性複位件、動端面齒輪和定端面齒輪。環形銜鐵套置固定在動端面齒輪上,二者同軸心設置,當環形電磁鐵未通電時,環形銜鐵與環形電磁鐵相距一定距離,動端面齒輪和定端面齒輪相齧合;當環形電磁鐵通電時,環形銜鐵被磁吸至環形電磁鐵上,驅使動端面齒輪脫離定端面齒輪;彈性複位件安裝在動端面齒輪上,用于在環形電磁鐵斷電後,驅使動端面齒輪複位與定端面齒輪相齧合。
選地,動端面齒輪和定端面齒輪的齒尖和齒槽均設置為矩形。彈性複位件包括:定位闆和多個彈簧,動端面齒輪的軸向端面具有多個沉孔,多個彈簧與多個沉孔一一對應,對于每個彈簧,其一端嵌裝于沉孔内,另一端固接在定位闆上,定位闆位置固定。環形電磁鐵的軸向端面上具有環形凹止口,環形銜鐵的軸向端面上具有與環形畫止口相适配的環形凸止口;當環形銜鐵被磁吸至環形電磁鐵上時,環形凸止口嵌裝在環形凹止口内。環形凸止口的端面具有環形凹槽,環形凹槽與環形凸止口同軸心設置;環形凹槽的兩個邊能夠嵌裝在環形凹止口内。環形電磁鐵包括:勵磁線圈和鐵芯;沿圓周繞線的勵磁線圈通過樹脂密封固定于鐵芯的内部。
依據本發明的另一個方面,提供了一單電機混合動力系統,該系統包括發動機和電機,發動機和電機之間安裝有第一電磁離合器;電機與汽車的驅動軸之間安裝有第二電磁離合器;其中,第二電磁離合器為如上任一項的常閉式電磁齒嵌離合器。選地,環形電磁鐵固定于電機的端蓋上,且與電機的主軸同軸心,動端面齒輪套置在電機的主上,且能夠随電機的主同步轉動,以及能夠沿電機的主軸軸向移動;定端面齒輪固定在汽車的驅動軸上,二者同軸心設置;彈性複位件固定在電機的主上,用于在環形電磁鐵斷電後,驅使動端面齒輪沿電機的主軸軸向移動,複位至與定端面齒輪相齧合。電機的瑞蓋上設有環形卡槽,環形卡槽與電機的主軸同軸心,環形電磁鐵嵌裝在環形卡槽内,且環形電磁鐵的高度小于環形卡槽的深,用于形成環形止口。
該系統進一步包括:電機驅動器和儲能裝置,電機驅動器安裝在電機和儲能裝置之間。
述可知,本發明提供的技術方案通過控制兩個離合器的脫開或閉合,實現了單電機混合動力系統在不同工作模式之間的轉換,其中,用于對電機和汽車的驅動軸進行機械連接的第二離合器是一種常閉式電磁齒嵌離合器,該電磁離合器采用電磁線圈控制,并采用端面齒輪傳遞轉知,與傳統的幹式電磁離合器相比,該電磁離合器具有軸向尺寸短、重量輕、占用空間小、傳遞轉矩大、動作迅速等特點;與傳統的齒嵌離合器相比,該電磁離合器的動端面齒輪、定端面齒輪分别直接與電機主軸和汽車的驅動軸相合,離合器整體分别與兩端的電機主軸和汽車的驅動軸精密配合,高度集成;并且殊設計的環形銜鐵和環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,使得吸合過程柔和控,進一步導緻單電機混合動力系統的模式轉換過程柔和可控。
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