用於混合動力車輛的轉矩傳遞設備的製作方法

2023-04-26 23:23:32 1

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分的用於布置在混合動力車輛的傳動系中的轉矩傳遞設備。

背景技術：

開頭所述類型的轉矩傳遞設備在汽車領域中在許多情況下常用於或需要用於可控地且必要時可分開地進行內燃機、電機與變速器之間的力傳遞。為此，開頭所述類型的轉矩傳遞設備一方面承擔從內燃機和/或從電機向從動軸或向變速器進行轉矩傳遞的功能，並且另一方面承擔內燃機、變速器和/或電機之間減少扭振的功能。

轉矩傳遞設備可以附加地還被設立成用於啟動內燃機。在大多數情況下，電機在此被整合到轉矩傳遞設備中，這能夠實現通常所要求的、尤其是軸向的節省空間的結構方式。

通常，開頭所述類型的轉矩傳遞設備擁有分離離合器，利用該分離離合器根據運行狀況能夠閉合或斷開內燃機與變速器和/或電機之間的力流，例如在車輛停車的情況下或在純電的行駛或慣性滑行運行的情況下。部分地，內燃機、發動機也藉助電機經由為此而閉合的分離離合器來啟動。在其他的實施方案中，在斷開離合器時啟動發動機，並且只有在發動機和變速器的轉速相同的情況下才閉合分離離合器。

為了進行隔離扭振或減少扭振，在此可以在轉矩傳遞設備之中或之上設置一個或多個旋轉的飛輪配重或扭振阻尼器，例如以弧形彈簧阻尼器或離心擺重的形式或以其組合的形式設置。

整體上開頭所述類型的轉矩傳遞設備因此除了控制力流外還承擔著在隔離扭振範圍內的重要任務，這些任務在聽覺舒適性方面、在變速器壽命方面並且在低燃耗方面是重要的。良好的隔離扭振即使在轉速低的情況下也能夠實現內燃機與變速器，尤其是在自動化的變速器的情況下例如雙離合變速器、無級變速器或在混合動力車輛中的分級自動變速器之間的無滑差和低噪聲的轉矩傳遞。

然而在大多情況下由於開頭所述類型的轉矩傳遞設備要求包含有許多功能和部件而尤其沿軸向方向需要相當大的結構空間。

具有曲軸側的主阻尼器的，例如具有弧形彈簧阻尼器的轉矩傳遞設備是已公知的，其中，為了尤其是在低的發動機轉速的情況下改善減振，將離心擺重作為副阻尼器整合到主阻尼器中，或者布置在主阻尼器的相鄰區域中，在弧形彈簧阻尼器的情況下，優選布置在弧形彈簧阻尼器的已經局部地進行減振的副側上。在該布置中，根據振動表現為與轉矩傳遞設備的旋轉的配重並排連接的振動減振器(Schwingungstilger)的離心擺重是特別有效的。例如是離心擺重的減振器的主要優點在於，由此不改變傳動系的彈性，從而不對尤其是車輛的靈活性造成直接影響。

顯然，如此設計的轉矩傳遞設備具有相對較高的質量慣性矩，並且由主阻尼器與布置在主阻尼器的相鄰區域中的副阻尼器或減振器一起所要求的結構空間又比較大。這會反過來導致必須使用不是最佳地定尺寸的或過小的主阻尼器，由此很難或不會達到關於針對變速器的振動的隔離要求。

關於可供使用的用於主阻尼器的結構空間的這種限制也會由客戶方所預先給定的安裝邊界條件造成並且/或者由如下造成，即，所提供的電機需要相對大的軸向的結構空間。

技術實現要素：

以該背景，本發明的任務是，提供一種轉矩傳遞設備，利用該轉矩傳遞設備能夠在簡單且堅固地構建轉矩傳遞設備的同時解決開頭所示的出於客戶的要求、結構空間限制以及所期望的最佳的扭振阻尼的要求範圍內的問題。

該任務通過根據權利要求1的前序部分的轉矩傳遞設備來實現。根據本發明的轉矩傳遞設備在此以最初所公知的布置方案的方式被用在尤其是具有內燃機和變速器以及具有形式為被整合到轉矩傳遞設備中的電機的電驅動部的混合動力車輛的傳動系中。電機具有能圍繞轉矩傳遞設備的中心縱軸線旋轉的轉子，而轉矩傳遞設備包括分離離合器以及曲軸側的扭振阻尼器(下面也被稱為主阻尼器)，該分離離合器具有用於使內燃機與變速器脫開的離合器操作部。

根據本發明，轉矩傳遞設備的突出之處在於，徑向且軸向地在電機的轉子的內部布置有變速器側的扭振阻尼器(下面也稱為副阻尼器)，變速器側的扭振阻尼器直接布置在轉矩傳遞設備的變速器側的從動法蘭中。

「直接布置在變速器側的從動法蘭中」在本發明的意義下在此應意味著的是，副阻尼器(在此不管例如指的是串聯的扭振阻尼器還是指的是並排的減振器)布置在變速器側的從動法蘭的相鄰區域內並直接與變速器側的從動法蘭連接，並且/或者(尤其是為了容納例如串聯的扭振阻尼器地)與變速器側的從動法蘭一起形成共同的結構組件。

副阻尼器在電機的轉子內部以及直接在變速器側的從動法蘭中的布置在多個方面中是有利的。一方面，以該方式得到了對用於曲軸側的主扭振阻尼器的，例如用於弧形彈簧阻尼器的結構空間的增大，這是因為可能的副阻尼器，例如減振器不再被布置在主阻尼器的相鄰區域中，而是可以遠離主阻尼器地且同時節省空間地布置在電機的轉子內部。

以該方式提供給曲軸側的主阻尼器更大的結構空間，從而可以以更加簡單的方式對曲軸側的主阻尼器進行最佳設計。相反地，對於原本不具有副阻尼器的轉矩傳遞設備，主阻尼器由於本發明可以在必要時設計得更小且更緊湊，這是因為副阻尼器支持並優化了通過主阻尼器進行的減振。

因為副阻尼器根據本發明布置在電機的轉子內部以及直接布置在轉矩傳遞設備的變速器側的從動法蘭內，所以該副阻尼器只需要較少的或直到根本不需要附加的結構空間。這意味著通過必要時能較小地確定規格的主阻尼器而提供了或釋放了附加的結構空間，該結構空間可以要麼被用於縮小，尤其是軸向縮短轉矩傳遞設備，要麼例如被用於增大電機，由此在電機的轉子內部又出現了另外的附加的結構空間。尤其地，將副阻尼器直接布置在從動法蘭中在對構件或結構組件「從動法蘭」的多重利用方面是有利的。

此外，根據另外的特別優選的實施方式，分離離合器的至少包括離合器致動器和盤簧的離合器操作部相對於轉矩傳遞設備的變速器側的從動法蘭地布置在曲軸側，並且在此優選完全定位在電機的轉子內部。

換句話說，該實施方式意味著用於轉矩傳遞設備的分離離合器的離合器操作部不再(伴隨提高了的結構空間需求)相對於從動法蘭布置在變速器側(也就是至少局部在轉矩傳遞設備的外部)，而是離合器操作部現在相對於從動法蘭布置在曲軸側，也就是完全布置在轉矩傳遞設備的內部，優選完整地布置在電機的轉子內部。

以該方式得到了對針對扭矩傳遞設備所需要的結構空間的進一步優化或減少。因為以該方式(由於省略了相對於從動法蘭布置在變速器側的離合器操作部)，還可以使轉矩傳遞設備的變速器側的從動法蘭布置在轉矩傳遞設備的變速器側的最外的端部上，以及結合副阻尼器直接在變速器側的從動法蘭中根據本發明布置地，在電機的轉子內部以相當大的程度釋放附加的結構空間。此外，省除了以往需要的盤簧穿過從動法蘭到達離合器的壓板上的貫穿，省除了為此所需的軸向和徑向的結構空間，同時例如省除了在從動法蘭中的為此所需的留空部。

此外，在該實施方式中，離合器操作部，尤其是離合器致動器，優選布置在轉子內部的結構空間的徑向上靠內的區域中，由此，在轉子的內部的結構空間的徑向靠外的區域中能提供附加的另外的結構空間。

本發明不依賴於分離離合器如何來構建地實現，也就是不依賴於例如是否涉及單片式離合器、多片式離合器或者是否涉及溼式或乾式運轉的離合器地實現。

基於能夠藉助本發明而尤其是在電機的轉子內部增大結構空間的背景下，根據本發明的另外的優選的實施方式設置的是，分離離合器是膜片式離合器，也就是多片式離合器。因為通過根據本發明的如前面所實施那樣的副阻尼器的布置以必要時相當大的程度尤其在電機的轉子內部的徑向靠外的區域中釋放了結構空間，所以有利地在那裡可以布置多片式離合器。由此能夠實現的是，在相對較小的結構空間上尤其以比較小的離合器直徑傳遞大的轉矩。在此，不依賴於電機的轉子內部的結構空間是否實施為乾式空間或實施為溼式空間地，離合器都可以乾式或溼式地實施。後者也適用於單片式離合器，其作為多片式離合器的替選地同樣能夠節省結構空間地布置在電機的轉子的內部。

本發明的另外的優選的實施方式設置的是，離合器操作部的殼體支撐部牢固地與定子殼體連接。以該方式得到了對需要的結構空間的進一步縮小，尤其是相對於已公知的轉矩傳遞設備，在該已公知的轉矩傳遞設備中，離合器操作部(相對於從動法蘭)在變速器側布置在轉矩傳遞設備上，並且在該已公知的轉矩傳遞設備中，離合器操作部的支撐部與轉矩傳遞設備的或電機的殼體分開地實現。由此，也可以通過如下方式避免對在轉矩傳遞設備的定子、轉子與驅動法蘭或者驅動軸之間的相互支承部的潛在的冗餘確定(überbestimmung)，為此，使定子殼體和離合器操作部的支撐部在曲軸側直接地牢固地彼此連接。

該有利的實施方式利用根據本發明的將副阻尼器直接布置在變速器側的從動法蘭中的節省結構空間的方案才能夠實現，以及利用由此(基於在轉子的內部中的空間獲取)所能夠實現的離合器操作部離開從動法蘭地在曲軸側的布置方案(優選整個布置在電機的轉子內部)才能夠實現。

本發明首先不依賴於變速器側的副阻尼器涉及哪種類型的扭振阻尼器地實現，只要該變速器側的副阻尼器根據本發明能夠直接布置在轉矩傳遞設備的變速器側的從動法蘭中。

根據本發明的特別優選的實施方式中，副阻尼器包括轉矩傳輸設備的相對該副阻尼器轉動的配重，尤其是相對電機的轉子並排連接的振動減振器、優選是離心擺重阻尼器。被實施為離心擺重的減振器具有如下優點，即，該減振器與轉速有關地自動匹配其阻尼特性，並且因此在較寬的轉速範圍內有效。

根據本發明的另外的優選實施方式，副阻尼器包括沿力流穿過轉矩傳遞設備地串聯地連接的扭振阻尼器，例如，尤其實施為弧形彈簧阻尼器的具有螺旋彈簧或直的壓力彈簧的扭轉阻尼器。在該情況下，副阻尼器與轉矩傳遞設備的變速器側的從動法蘭一起形成共同的結構組件。

此外，這兩種類型的阻尼器可以組合地使用，在其中，這兩個阻尼器例如徑向分布地布置在從動法蘭的不同的直徑上，或者與從動法蘭一起形成共同的結構組件。

附圖說明

附圖分別示例性地針對可能的實施方式示出了根據本發明的轉矩傳遞設備。其中：

圖1以示意性的剖面圖示出根據本發明的實施方式的轉矩傳遞設備；並且

圖2在與圖1相應的圖示中示出根據本發明的另外的實施方式的轉矩傳遞設備。

具體實施方式

圖1示出了根據本發明的實施方式的轉矩傳遞設備。首先可以看到被整合在轉矩傳遞設備中的電機1的定子2和轉子3。電機1的定子2布置在定子殼體4中，該定子殼體在當前同時形成轉矩傳遞設備的殼體4。此外還能夠看到力流或力矩流，其以穿過轉矩傳遞設備的虛線5的形式示出。轉矩在曲軸側(在附圖左側)經由弧形彈簧阻尼器6從曲軸進入且經由驅動法蘭7和驅動軸8引入到轉矩傳遞設備中。

轉矩從驅動軸8到達在此實施為膜片式離合器的分離離合器9中，該分離離合器經由盤簧11和離合器致動器10來操作。代替膜片式離合器地，例如也可以將單片乾式離合器作為分離離合器9布置在電機1的轉子3的內部的結構空間中。能夠看到，由盤簧11和離合器致動器10構成的離合器操作部以節省結構空間的方式安裝在電機1的轉子3的內部的徑向內部區域中。代替所示的盤簧地，例如也可以使用用於進行離合器操作的儘量是剛性的壓力罐(Drucktopf)，而代替離合器致動器地可以實施為機電式致動器(如圖所示)，也可以實施為液壓式離合器致動器。

分離離合器9的從動側的膜片在此與電機1的轉子3連接並且經由該轉子與轉矩傳遞設備的從動法蘭12連接。從動法蘭12抗相對轉動地與從動軸13連接，該從動軸在附圖右側將轉矩引入到(未示出的)換擋變速器中。

根據本發明，副扭振阻尼器14被直接整合到變速器側的從動法蘭12中。與現有技術相比，將副阻尼器14直接布置在從動法蘭12中或者將副阻尼器14和從動法蘭12組合為唯一的結構組件是特別節省結構空間的。此外，副阻尼器14對主阻尼器6進行支持或減負荷，從而主阻尼器可以在必要時更小地進而更節省空間地確定規格。由此，給其他的結構組件，尤其是給必要時更長的電機1提供了更多的結構空間，或者轉矩傳遞設備可以整體上更短地建造。

將副阻尼器14直接布置在從動法蘭12中也有利於離合器操作部10、11在電機1的轉子3內部進行圖1中所示地、特別緊湊地定位。

將副阻尼器14連同從動法蘭12合併成唯一的結構組件由此同時還得到了明顯的在設計上的簡化，並且使得以顯著的程度在電機1的轉子3內部釋放了結構空間。在此利用該結構空間，以便將在直徑上緊湊的、但由於膜片結構形式仍傳遞高轉矩的多片式離合器9安置在電機1的轉子3內部。由此也能夠實現的是，離合器操作部10、11的殼體支撐部15直接且牢固地與轉矩傳遞設備的定子殼體或殼體4連接，這促成設計上的簡化，並且有助於減少在定子殼體4、轉子3與驅動軸8之間的在現有技術中存在的、複雜地嵌套的支承部以及與之相關的潛在的關於對支承部的冗餘確定和/或本體噪音傳遞方面的問題。

副阻尼器14在此作為離心擺重，因此被構造為振動減振器，其相對轉矩傳遞設備的旋轉質量並排地連接。

圖2示出了與根據圖1的轉矩傳遞設備基本上一致的轉矩傳遞設備，這尤其涉及到主阻尼器6、電機1、具有離合器操作部10、11的分離離合器9和穿過轉矩傳遞設備的轉矩流5。

與根據圖1的轉矩傳遞設備區別在於，副阻尼器14在根據圖2的轉矩傳遞設備中未被構造為依賴振動的並排的減振器，而是構造為弧形彈簧阻尼器14，其直接被整合到從動法蘭12中，或者與從動法蘭12一起構造為共同的結構組件。以該方式通過副阻尼器14也得到了對主阻尼器6的減振所進行的期望的支持，由此能夠在必要時更緊湊地設計主阻尼器，這又能夠實現增大用於其他的部件的結構空間或者更緊湊的設計整個轉矩傳遞設備。

尤其關於離合器操作部10、11的結構空間獲取、減振和設計上的更簡單的造型和布置的優點在根據圖2的實施方式中在此如上面關於根據圖1的實施方式描述一樣地給定。

附圖標記列表

1 電機

2 電機的定子

3 電機的轉子

4 殼體

5 力流(力矩流)

6 主振動阻尼器

7 驅動法蘭

8 驅動軸

9 分離離合器

10 離合器致動器

11 盤簧

12 從動法蘭

13 從動軸

14 副振動阻尼器

15 殼體支撐部