离合装置及变速总成技术领域
本发明涉及机械领域，具体涉及一种动力传递装置，尤其涉及一种
离合装置以及具有该离合装置的变速总成。
背景技术
变速器作为机动车动力传递机构的重要组成，发展到今天其结构和
形式已各式各样，DCT(Dual Clutch Transmission,双离合变速器)以其
动力性、平顺性、经济性越来越受到青睐，但同时其结构也更加精密和
复杂，对控制要求非常高，一旦控制不精确，例如离合器1与离合器2
切换不及时，就会产生动力干涉现象，导致离合器片过早过度磨损，并
对变速器本身产生额外冲击，影响使用寿命的同时还会增加维修费用。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种离合装置及变速总成，能够根据
主动轴和从动轴的速度变化或旋转方向的变换具有自动离合功能，降低
对传统“离合器”的控制要求，实现离合器切换的“傻瓜式”操作，从
而避免产生动力干涉现象，避免离合器片的非正常磨损和对变速机构的
额外冲击，提高变速器使用寿命的同时降低维修费用。
本发明实施例提供的一种离合装置，作为独立部件连接于动力输出
轴和变速齿轮组输出轴之间，包括：具有变速齿轮组输入轴的变速齿轮
组；连接于动力输出轴和变速齿轮组输入轴之间的第一离合器和第二离
合器；以及连接于动力输出轴和变速齿轮组输入轴之间或者连接于变速
齿轮组输出轴的第一超越离合器和第二超越离合器，第一超越离合器还
连接于第一离合器，第二超越离合器还连接于第二离合器。
可选地，第一离合器和第二离合器以及变速齿轮组集成于双离合器
变速器。
可选地，变速齿轮组输入轴包括与第一离合器连接的第一输入轴以
及与第二离合器连接的第二输入轴，第二输入轴为空心轴，第一输入轴
穿设于为空心轴的第二输入轴内。
可选地，变速齿轮组包括第一组变速齿轮组和第二组变速齿轮组，
第一组变速齿轮组连接于第一超越离合器，以用于挂奇数挡，第二组变
速齿轮组连接于第二超越离合器，以用于挂偶数挡。
可选地，离合装置还包括第三离合器和第四离合器，第三离合器连
接于动力输出轴和第一组变速齿轮组之间，第四离合器连接于动力输出
轴和第二组变速齿轮组之间。
可选地，第一超越离合器包括第一主动件和第一从动件，第二超越
离合器包括第二主动件和第二从动件，第三离合器包括第三主动件和第
三从动件，第四离合器包括第四主动件和第四从动件，第三主动件连接
于第一主动件，第三从动件连接于第一从动件，第四主动件连接于第二
主动件，第四从动件连接于第二从动件。
可选地，离合装置和动力输出轴之间进一步连接有液力变矩器。
可选地，离合装置进一步集成有扭转减振机构。
可选地，扭转减振机构包括第一转动部件、第二转动部件以及弹簧
减振器，第一转动部件和第二转动部件同轴设置并可相对转动，第一转
动部件和第二转动部件之间形成一环形腔体，弹簧减振器设置于环形腔
体内，并沿第一转动部件和第二转动部件的转动方向弹性连接第一转动
部件和第二转动部件。
本发明实施例提供的一种变速总成，包括上述离合装置。
本发明实施例的离合装置及变速总成，包括两个超越离合器以及至
少两个离合器，能够根据主动轴和从动轴的速度变化或旋转方向的变换
具有自动离合功能，降低对传统“离合器”的控制要求，实现离合器切
换的“傻瓜式”操作，从而避免产生动力干涉现象，避免离合器片的非
正常磨损和对变速机构的额外冲击，提高变速器使用寿命的同时降低维
修费用。
附图说明
图1是本发明的离合装置一实施例的原理框示意图；
图2是本发明的离合装置一实施例的结构示意图；
图3是本发明的离合装置另一实施例的结构示意图；
图4是本发明的超越离合器一实施例的结构示意图；
图5是本发明的超越离合器另一实施例的结构示意图
图6是本发明的扭转减振机构一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明所提供的各个示例性
的实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，本发明实
施例的描述中所使用的术语“连接”，既可以为两个结构元件之间直接
连接，也可以为两个结构元件通过其他元件实现连接。
图1是本发明的离合装置一实施例的原理框示意图；图2是本发明
的离合装置一实施例的结构示意图。参阅图1和图2，本实施例的离合
装置10作为独立部件连接于动力输出轴20和变速齿轮组输出轴30之
间，用于从动力输出轴20接收动力，并通过变速齿轮组输出轴30以及
与变速齿轮组输出轴30连接的差速器输出动力以驱动负载，所述负载
包括但不限于例如汽车车轮等。该离合装置10不仅适用于车辆等机动
车，而且可以适用于船舶、列车、起重机等动力驱动装置。
离合装置10包括：具有变速齿轮组输入轴的变速齿轮组13，所述
变速齿轮组输入轴包括第一输入轴11a和第二输入轴11b；连接于动力
输出轴20和变速齿轮组输入轴之间的第一离合器12a和第二离合器
12b；连接于动力输出轴20和变速齿轮组输入轴之间或者连接于变速齿
轮组输出轴30的第一超越离合器14a和第二超越离合器15a，第一超越
离合器14a还连接于第一离合器12a，第二超越离合器15a还连接于第
二离合器12b。具体地，第一超越离合器14a连接于第一离合器12a和
变速齿轮组13的第一输入轴11a之间，且第二超越离合器15a连接于第
二离合器12b和变速齿轮组13的第二输入轴11b之间，动力的传递过
程为：依次经由第一离合器12a、第一超越离合器14a传递至第一输入
轴11a，以及依次经由第二离合器12b、第二超越离合器15a传递至第二
输入轴11b，并最终传递至变速齿轮组输出轴30。
当然，第一离合器12a也可以直接连接于变速齿轮组13的第一输入
轴11a，且第二离合器12b直接连接于变速齿轮组13的第二输入轴11b，
此时动力的传递过程为：依次经由第一超越离合器14a、第一离合器12a
传递至第一输入轴11a，并经过变速齿轮组13传递至变速齿轮组输出轴
30，以及依次经由第二超越离合器15a、第二离合器12b传递至第二输
入轴11b，并经过变速齿轮组13传递至变速齿轮组输出轴30。另外，
第一超越离合器14a可间接与第一离合器12a连接，例如，第一超越离
合器14a连接于变速齿轮组13的第一输出轴11c，且第二超越离合器15a
连接于变速齿轮组13的第二输出轴11d，此时动力的传递过程为：依次
经由第一离合器12a、第一输出轴11c、第一超越离合器14a传递至变速
齿轮组输出轴30，以及依次经由第二离合器12b、第二输出轴11d、第
二超越离合器15a传递至变速齿轮组输出轴30。
在本发明实施例中，第一超越离合器14a和第二超越离合器15a的
类型可以相同也可以不相同，所述类型例如可以是图4所示的滚轴式超
越离合器，也可以是图5所示的楔块式超越离合器。
如图4所示，滚轴式超越离合器包括具有筒式内径的外圈111、带
斜坡的内圈112、分别承受弹簧力且始终与内圈112和外圈111紧密接
触的一组滚子113。内圈112在其运动方向上的旋转带动滚子113朝向
斜坡道较窄处，从而带动外圈111同向旋转，超越离合器接合；当外圈
111的旋转速度大于内圈112的旋转速度时，滚子113由于离心力作用
朝向斜坡道较宽处，超越离合器分离。其中，内圈112相当于超越离合
器的主动件、外圈111相当于其从动件。
如图5所示，楔块式超越离合器包括内圈114、外圈115、一组楔块
116以及定位楔块116的楔块保持架117。楔块116通过在内圈114和外
圈115之间的楔入来从一个滚道向另一个滚道传递动力，楔块116有两
个对角直径，即从楔块116的一角到另一对角的距离，其中一个对角直
径大于另一个对角直径。内圈114在其运动方向上的旋转带动楔块116
使得楔块116的较大对角直径卡持于内圈114和外圈115之间，从而带
动外圈115同向旋转，超越离合器接合。当外圈115的旋转速度大于内
圈114的旋转速度时，楔块116的较小对角直径卡持于内圈114和外圈
115之间，超越离合器分离。其中，内圈114相当于超越离合器的主动
件、外圈115相当于超越离合器的从动件。
在本实施例中，第一离合器12a和第二离合器12b的类型可以相同
也可以不相同，所述类型包括但不限于传统的干式离合器和湿式离合
器。第一离合器12a和第二离合器12b以及变速齿轮组13可以为DCT
(Dual Clutch Transmission,双离合变速器)，例如图2所示的纵置式
DCT以及图3所示的横置式DCT。参阅图2所示，其第二输入轴11b
为空心轴，第一输入轴11a穿设于为空心轴的第二输入轴11a内，其横
向尺寸较短且纵向尺寸较长，因此利于横向放置。参阅图3所示，其变
速齿轮组13仅设置有一个输出轴，该输出轴可视为图1所示的变速齿
轮组输出轴30，其纵向尺寸较短且横向尺寸较长，因此利于纵向放置。
进一步结合图1所示，本发明实施例的第一超越离合器14a和第二超越
离合器15a可分别集成连接于图2或图3所示的第一输入轴11a和第二
输入轴11b，或者分别集成连接于图2所示的第一输出轴11c和第二输
出轴11d，又或者第一超越离合器14a或第二超越离合器15a集成连接
于图3所示的变速齿轮组13的输出轴。
继续参阅图1，本实施例的离合装置10工作时的传动状态为：
车辆从静止到正常行驶的起步过程中，变速齿轮组13挂1挡，控
制第一离合器12a的主动件和从动件从分离到逐渐接合，动力输出轴20
输出的动力经第一离合器12a驱动第一超越离合器14a，使第一超越离
合器14a的主动件和从动件从分离到逐渐接合，第一超越离合器14a自
动接合，以传递动力至变速齿轮组13，从而保证车辆的平稳起步。
在车辆的行驶过程中，当行驶速度达到换挡要求时，变速齿轮组13
挂2挡，控制第二离合器12b的主动件和从动件从分离到逐渐接合，动
力输出轴20输出的动力经过第二离合器12b驱动第二超越离合器15a，
使第二超越离合器15a的主动件和从动件从分离到逐渐接合，第二超越
离合器15a自动接合。此时，第一超越离合器14a的从动件一侧的转速
大于其主动件一侧的转速，第一超越离合器14a自动发生超越，即其主
动件和从动件自动分离，此时无需控制第一离合器12a的主动件和从动
件分离，变速齿轮组输出轴30的动力也不会经由变速齿轮组13返回至
动力输出轴20，即不会产生动力干涉现象。
在本实施例中，变速齿轮组13包括连接于第一超越离合器14a的第
一组变速齿轮组以及连接于第二超越离合器15a的第二组变速齿轮组，
第一组变速齿轮组用于挂奇数挡和倒挡，例如1、3、5挡，第二组变速
齿轮组用于挂偶数挡，例如2、4、6挡。类似于前述1挡切换至2挡，
在车辆的行驶过程中，当行驶速度达到由2挡切换至3挡的换挡要求时，
利用1挡进行动力中继。即，第一超越离合器14a的从动件一侧的速度
大于其主动件一侧的速度，其自动发生超越，此时调高发动机的转速，
使得第一超越离合器14a的主动件一侧的速度大于其从动件一侧的速
度，第一超越离合器14a自动接合，动力输出轴20输出的动力经过第一
超越离合器14a传递至变速齿轮组13并输出至变速齿轮组输出轴30。
依次类推即可实现本发明实施例的换挡。
在本实施例中，动力输出轴20和变速齿轮组输出轴30可视为现有
变速器的主动轴和从动轴，离合装置10能够根据主动轴和从动轴的速
度变化或旋转方向的变换实现自动接合及分离，即实现自动离合功能，
从而降低对传统“离合器”的控制要求，实现离合器切换的“傻瓜式”
操作，避免产生动力干涉现象，避免离合器片的非正常磨损和对变速机
构的额外冲击，提高变速器使用寿命的同时降低维修费用。
继续参阅图1～3，所述离合装置10还可以包括第三离合器14b和第
四离合器15b，第三离合器14b连接于第一离合器12a和第一组变速齿
轮组之间，第四离合器15b连接于第二离合器12b和第二组变速齿轮组
之间。具体实现时，第三离合器14b的主动件可以和第一超越离合器14a
的主动件连接，第三离合器14b的从动件可以和第一超越离合器14a的
从动件连接，第四离合器15b的主动件可以和第二超越离合器15a的主
动件连接，第四离合器15b的从动件可以和第二超越离合器15a的从动
件连接，即，第一超越离合器14a包括第一主动件和第一从动件，第二
超越离合器15a包括第二主动件和第二从动件，第三离合器14b包括第
三主动件和第三从动件，第四离合器15b包括第四主动件和第四从动件，
第三主动件连接于第一主动件，第三从动件连接于第一从动件，第四主
动件连接于第二主动件，第四从动件连接于第二从动件。
另外，需要说明的是，在第三离合器14b接合时，即使第一超越离
合器14a发生损坏，也可以由接合的第三离合器14b传递动力且为双向
传递动力，所谓双向传递包括：动力依次经由动力输出轴20、第一离合
器12a、第三离合器14b、第一输入轴11a、变速齿轮组13的用于挂奇
数挡的第一组变速齿轮组传递至变速齿轮组输出轴30；动力依次经由变
速齿轮组输出轴30、变速齿轮组13的第一组变速齿轮组、第一输入轴
11a、第三离合器14b、第一离合器12a传递至动力输出轴20。同理，第
四离合器15b也具有上述类似作用，此处不再赘述。
进一步地，前述离合装置10与动力输出轴20之间还可以连接有液
力变矩器，离合装置10可通过液力变矩器接收车辆等动力驱动装置的
动力源所输出的动力。其中，液力变矩器的输入轴与输出轴通过自动变
速器油联系，工作构件之间没有刚性连接，能消除输入动力传递过程中
产生的冲击和振动，使得车辆可以柔和起步。另外，液力变矩器还具有
其他特点：过载保护性能和起动性能好；输出轴的转速可大于或小于输
入轴的转速，转速差随着传递扭矩的大小而不同；良好的自动变速性能，
载荷增大时输出转速自动下降，反之自动上升；保证发动机有稳定的工
作区，载荷的瞬态变化基本不会反映到发动机上。
图6是本发明的扭转减振机构一实施例的结构示意图。该扭转减振
机构可集成在离合装置10的转动部件上。如图6所示，该扭转减振机
构6主要包括第一转动部件61、第二转动部件62以及弹簧减振器63。
其中，第一转动部件61和第二转动部件62同轴设置，并能够相对转动；
第一转动部件61和第二转动部件62之间形成有一环形腔体，弹簧减振
器63设置于该环形腔体内，并沿第一转动部件61和第二转动部件62
的转动方向弹性连接第一转动部件61和第二转动部件62。优选地，弹
簧减振器63可以为曲形弹簧，该曲形弹簧由至少两个不同弹性系数的
弹簧串联而成，由此能够提高减振效果。
在本发明的其他实施例中，可以优选地在第一转动部件61和第二
转动部件62分别沿各自周向对称形成有多个弹簧卡槽(未图示)，对应
地，弹簧减振器63则包括分别卡置于该多个弹簧卡槽内的多个直形弹
簧(未图示)。同样优选地，每组对应的弹簧卡槽内包括至少两个串联
或嵌套的弹性系数互不相同的直形弹簧。
扭转减振机构6可集成于离合装置10的转动部件上，例如集成在
第一离合器12a、第二离合器12b、第三离合器14b以及第四离合器15b
中至少一者的主动件或从动件上。当然，扭转减振机构6可以同时集成
于主动件和从动件，即分别在主动件和从动件上设置与上文描述结构相
同的第一扭转减振机构和第二扭转减振机构。由此实现二级减振。
由于从发动机到汽车传动系的转速和转矩是周期性地不断变化的，
这会使传动系产生的扭转振动；另一方面，由于汽车行驶在不平的道路
上，使汽车传动系出现角速度突然变化，也会引起扭转振动。这些扭转
振动都会对传动系零件造成冲击性载荷，使其寿命缩短，甚至损坏零件。
本实施例的扭转减振机构6可消除扭转振动和避免共振，防止传动系过
载，以一个独立部件同时集成“倍挡”及“减振”等多项功能。进一步
地，由于扭转减振机构6采用双转动部件结构且具有一定质量，因此通
过计算和配置二者的质量，可以实现与双质量飞轮相同的功能，进而进
一步集成“双质量飞轮”功能。
本发明实施例进一步提供一种变速总成，该变速总成包括上述实施
例公开的任意一种离合装置，例如图1所示实施例的离合装置10，因此
该变速总成具有与其相同的有益效果。
应理解，以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专
利范围，凡是利用该说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变
换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他
相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。