專利名稱：用于具有沿縱向配置的混合驅(qū)動(dòng)裝置的汽車的傳動(dòng)機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于汽車的傳動(dòng)機(jī)組，該汽車具有混合驅(qū)動(dòng)裝置和沿縱向配置的傳動(dòng)系，該傳動(dòng)系還包括內(nèi)燃機(jī)、傳動(dòng)第一車軸的縱軸和變速器，以及所述傳動(dòng)機(jī)組設(shè)在內(nèi)燃機(jī)與第一車軸之間，并由機(jī)殼、主動(dòng)軸、圍繞主動(dòng)軸的電機(jī)以及在電機(jī)前的第一離合器和在電機(jī)后的第二離合器組成。在這樣的縱向配置中，持續(xù)被驅(qū)動(dòng)的在這里的第一車軸通常為后軸亦即后橋。
由DE2943554C2已知這種在那里顯然僅示意表示的傳動(dòng)系。無法得知其轉(zhuǎn)速狀況和結(jié)構(gòu)特征。電機(jī)肯定既用作驅(qū)動(dòng)裝置或附加驅(qū)動(dòng)裝置，也用作起動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。雖然由EP775607B1可得知略多一些有關(guān)橫向結(jié)構(gòu)方式的傳動(dòng)系的情況。但在那里電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，以及如同內(nèi)燃機(jī)那樣，通過行星齒輪裝置與軸傳動(dòng)裝置連接。行星齒輪裝置是一種疊加式傳動(dòng)裝置，其中兩個(gè)傳動(dòng)扭矩相加。其缺點(diǎn)是，若僅兩個(gè)傳動(dòng)裝置之一工作，則另一個(gè)必須鎖止，以提供支承力矩。此外在那里添加一個(gè)第二車軸的純電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。為了將這種附加的驅(qū)動(dòng)裝置安裝在后軸上，若不作結(jié)構(gòu)性改變?cè)谀抢锏牡胤教 Ｈ粼诎纯v向結(jié)構(gòu)方式的傳動(dòng)系中第二從動(dòng)軸應(yīng)是前軸，則無法解決所述的空間問題而且還要求整輛汽車作徹底改變。
因此本發(fā)明的目的是，在具有沿縱向配置的傳動(dòng)系的汽車中，在成本盡可能低和對(duì)汽車的改變盡可能少的情況下，提供第二車軸(通常前軸)附加的電驅(qū)動(dòng)裝置。傳動(dòng)機(jī)組還應(yīng)能模塊化(也就是說按不同的狀況)安裝和找到足夠的在普通的全輪驅(qū)動(dòng)汽車中提供同于分動(dòng)器的空間。也就是說它也不會(huì)更長(zhǎng)。
按本發(fā)明為達(dá)到此目的采取的措施是，第一電機(jī)在結(jié)構(gòu)上與第一離合器聯(lián)合；以及，為了傳動(dòng)第二車軸，傳動(dòng)機(jī)組包括圍繞主動(dòng)軸的第二電機(jī)，它通過第三離合器和偏置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與通往第二從動(dòng)軸的軸傳動(dòng)連接。因此，尤其當(dāng)?shù)诙姍C(jī)在結(jié)構(gòu)上也與第三離合器聯(lián)合時(shí)(權(quán)利要求2)，安裝長(zhǎng)度僅由兩個(gè)直接相鄰的電機(jī)決定，從而與偏置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一起維持了分動(dòng)器的輪廓形狀。不再需要對(duì)汽車進(jìn)行改變，因?yàn)榕c傳動(dòng)機(jī)組連接的傳動(dòng)系是常規(guī)的。
將離合器裝在電機(jī)內(nèi)部是有利的，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)為與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相配，以及由于轉(zhuǎn)子較大的半徑因而可以設(shè)計(jì)得很狹窄。
按本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)計(jì)，第一電機(jī)和第二電機(jī)分別安裝在一個(gè)由圓柱形殼套和與車軸正交的壁組成的機(jī)殼內(nèi)；以及，圓柱形殼套用螺釘互相連接(權(quán)利要求4)。因此創(chuàng)造了模塊化安裝的前提條件，使兩個(gè)同軸模塊的裝配更加容易以及安裝長(zhǎng)度進(jìn)一步縮短。
若電機(jī)由固定在機(jī)殼內(nèi)的定子和轉(zhuǎn)子組成，以及，若離合器分別是一個(gè)由內(nèi)部和外部組成的片式離合器，則按本發(fā)明思想的進(jìn)一步發(fā)展，不僅第一而且第二轉(zhuǎn)子均支承在機(jī)殼的與車軸正交的壁上的軸承中，以及有可更換的與離合器外部旋轉(zhuǎn)固定連接的連接盤，其中，離合器設(shè)在軸承與連接盤之間(權(quán)利要求5)。所述可更換的連接盤提供可能性，兩個(gè)電機(jī)可以使用一致的轉(zhuǎn)子，它們通過安裝各自適用的連接盤來與它們的裝入狀況相適應(yīng)。
按一種特別有利的實(shí)施形式，第一離合器的內(nèi)部裝在與內(nèi)燃機(jī)傳動(dòng)連接的第一軸上，以及，第一離合器的外部與第二軸(它作為主動(dòng)軸)旋轉(zhuǎn)固定連接，此軸穿過第二電機(jī)并通向第二離合器(權(quán)利要求6)；以及，第二離合器的內(nèi)部通過空心軸與偏置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的一次齒輪旋轉(zhuǎn)固定連接，以及第二離合器的外部與第二電機(jī)的連接盤旋轉(zhuǎn)固定連接(權(quán)利要求7)。因此，此傳動(dòng)機(jī)組完全模塊化，具有第一電機(jī)的單元是第一模塊以及具有第二電機(jī)的單元是第二模塊。因此當(dāng)組合式汽車只配備一根從動(dòng)軸時(shí)，可以單獨(dú)使用例如第一模塊。
一些有利的進(jìn)一步發(fā)展在于，一個(gè)包含環(huán)形活塞用于離合器的致動(dòng)缸固定在與車軸正交的壁上，以及，環(huán)形活塞通過推力軸承與離合器的壓板配合作用(權(quán)利要求8)；以及，第一和/或第二電機(jī)各有一個(gè)固定在與車軸正交的壁上的轉(zhuǎn)速傳感器，以及在轉(zhuǎn)子上安裝一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器環(huán)(權(quán)利要求9)。第一，允許在旋轉(zhuǎn)部分內(nèi)旋轉(zhuǎn)的情況下操縱離合器；第二，可以實(shí)施一種使離合器的壓入設(shè)計(jì)為取決于轉(zhuǎn)速狀況的控制。
下面借助附圖表示和說明本發(fā)明。其中
圖1表示具有按本發(fā)明的傳動(dòng)機(jī)組的傳動(dòng)系的簡(jiǎn)圖；圖2表示按本發(fā)明的傳動(dòng)機(jī)組的縱剖面；以及圖3表示圖2中的局部。
圖1中用1表示汽車的內(nèi)燃機(jī)。它通過必要時(shí)在一飛輪上的減振器2和第一離合器3與主動(dòng)軸4連接。主動(dòng)軸4通過第二離合器5和變速器6傳動(dòng)第一從動(dòng)軸7*、在這里它的軸減速器7并因而在圖示的實(shí)施例中后輪8。
按本發(fā)明的傳動(dòng)機(jī)組由第一模塊10和與之直接連接的第二模塊12組成。第一電機(jī)11處于第一模塊10中以及第二電機(jī)13處于第二模塊12中。后者通過第三離合器14和偏置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)15傳動(dòng)通向第二從動(dòng)軸17*并因而通過軸減速器17通向前輪18的萬向軸16。為了控制這兩臺(tái)電機(jī)11、13，存在與蓄能器20例如蓄電池連接的功率電子設(shè)備19。
圖2表示由兩個(gè)模塊10、12組合而成的傳動(dòng)機(jī)組。第一模塊的機(jī)殼由圓柱形殼套21和與車軸正交的壁22組成，第二模塊12的機(jī)殼由圓柱形殼套23和與車軸正交的壁24組成。第一電機(jī)11的第一定子繞組25固定在外套21內(nèi)，第二電機(jī)13的第二定子繞組26固定在外套23內(nèi)。它們的轉(zhuǎn)子用27和28表示。這兩個(gè)模塊10、12的兩個(gè)外套21、23借助一些螺栓29互相連接成一個(gè)共同的機(jī)殼。
在第二模塊12的外套23上連接其中含有偏置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)15的機(jī)殼蓋31。它由一個(gè)可通過離合器14由第二轉(zhuǎn)子28傳動(dòng)的一次齒輪32和一個(gè)在這里通過齒形鏈35傳動(dòng)的二次齒輪36。取代齒形鏈，也可以采用其他牽引機(jī)構(gòu)或中間齒輪。一次齒輪32的兩側(cè)設(shè)軸承33、34。二次齒輪37(？)支承在軸承37內(nèi)并與一個(gè)連接在萬向軸16上的法蘭38旋轉(zhuǎn)固定連接。與一次齒輪32同軸還設(shè)一個(gè)第二離合器5(圖1)與之連接的從動(dòng)法蘭39。
現(xiàn)在借助圖3詳細(xì)說明這兩個(gè)模塊10、12的內(nèi)容物。通過減振器2傳動(dòng)的第一軸40一端借助軸承41支承在機(jī)殼的壁22內(nèi)。它旋轉(zhuǎn)固定地與第一離合器3的內(nèi)部42連接。第一離合器3的外部43與一個(gè)包含滾針軸承62的接合段45旋轉(zhuǎn)固定連接，第一軸40的另一端支承在此滾針軸承內(nèi)。同樣，連接盤46與接合段45旋轉(zhuǎn)固定連接，在這里通過焊接。因此，離合器外部43、接合段45和連接盤46構(gòu)成一個(gè)焊接單元。連接盤46借助螺栓47與第一轉(zhuǎn)子27固定連接。如圖還表示的那樣，這兩個(gè)轉(zhuǎn)子27、28結(jié)構(gòu)相同。它們的差別僅在于連接盤46的形狀，因?yàn)榻柚輽z47固定，所以它可以根據(jù)今后的使用選擇。
第一離合器3按已知的方式包含一個(gè)摩擦片組44，在它和它的盤形彈簧49上作用一塊壓板48。它由致動(dòng)器通過推力軸承50加載，致動(dòng)器由固定在機(jī)殼上的環(huán)形缸52和環(huán)形活塞51組成。在機(jī)殼的壁22內(nèi)還設(shè)有缸52的供油孔53和滾針軸承54，轉(zhuǎn)子盤55支承在此滾針軸承上。第一離合器3因而安裝在第一轉(zhuǎn)子27內(nèi)部以及在連接盤46與轉(zhuǎn)子盤55之間。帶有適當(dāng)?shù)凝X的轉(zhuǎn)速傳感器環(huán)57固定在轉(zhuǎn)子盤55上，它與固定在機(jī)殼上的轉(zhuǎn)速傳感器58配合作用。轉(zhuǎn)速傳感器58的輸出信號(hào)可以被控制裝置利用來根據(jù)存在的轉(zhuǎn)速差影響離合器的壓入。
第二模塊12含有第二軸60，它與第一模塊的接合段45旋轉(zhuǎn)固定連接并支承在部分在機(jī)殼內(nèi)和部分在第二離合器14內(nèi)的不同滾針軸承69中。第二模塊12內(nèi)的第三離合器14仍由外部63和內(nèi)部67以及在它們之間的摩擦片組64組成。與連接盤66一樣，外部63也與軸承環(huán)65焊接。因?yàn)檩S承環(huán)65有比第一模塊10的接合段45大的直徑，所以在這里使用另一個(gè)連接盤66以及離合器3外部63的內(nèi)徑較大。第二電機(jī)13轉(zhuǎn)子28與第一電機(jī)11轉(zhuǎn)子的區(qū)別僅在于不同的用螺釘固定的連接盤66。第二離合器14的內(nèi)部67支承在滾針軸承69內(nèi)的第二軸60上并延續(xù)為空心軸68，如圖2所示，在此空心軸上旋轉(zhuǎn)固定地安裝偏置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)15的一次齒輪32。
沒有必要詳細(xì)說明第二模塊12，因?yàn)檫@兩個(gè)模塊設(shè)計(jì)有絕大多數(shù)相同的部分。例如第二轉(zhuǎn)子28的滾針軸承74與第一轉(zhuǎn)子27的滾針軸承54是一致的。差別僅在于不同的軸和離合器內(nèi)部42、67與外部43、63和接合段45及軸承環(huán)65的軸的連接。由于所述的模塊結(jié)構(gòu)，也可以僅單獨(dú)使用第一模塊10(針對(duì)只有一根從動(dòng)軸的汽車)或僅單獨(dú)使用第二模塊12(針對(duì)有傳統(tǒng)的軸驅(qū)動(dòng)傳置和第二車軸附加的電驅(qū)動(dòng)裝置的汽車)?？傊f明的傳動(dòng)機(jī)組的輪廓并不比傳統(tǒng)的分動(dòng)器大。
權(quán)利要求
1.一種用于汽車的傳動(dòng)機(jī)組，該汽車具有混合驅(qū)動(dòng)裝置和沿縱向配置的傳動(dòng)系，該傳動(dòng)系還包括內(nèi)燃機(jī)(1)、用于傳動(dòng)第一車軸(7*)的縱軸(9)和變速器(6)，以及所述傳動(dòng)機(jī)組設(shè)在內(nèi)燃機(jī)與第一車軸之間，并由機(jī)殼、主動(dòng)軸、圍繞主動(dòng)軸的電機(jī)以及在電機(jī)前的第一離合器和在電機(jī)后的第二離合器(5)組成，其特征為第一電機(jī)(11)在結(jié)構(gòu)上與第一離合器(3)聯(lián)合；以及，為了傳動(dòng)第二車軸(17*)，所述傳動(dòng)機(jī)組包括圍繞主動(dòng)軸(60)的第二電機(jī)(13)，它通過第三離合器(14)和偏置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(15)與通往第二車軸(17*)的軸(16)傳動(dòng)連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的傳動(dòng)機(jī)組，其特征為，所述第二電機(jī)(13)在結(jié)構(gòu)上與第三離合器(14)聯(lián)合。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的傳動(dòng)機(jī)組，其特征為，所述離合器(3；14；3、14)安裝在所述電機(jī)(11；13；11、13)內(nèi)部。
4.按照權(quán)利要求1所述的傳動(dòng)機(jī)組，其特征為，所述第一電機(jī)(11)和第二電機(jī)(13)分別安裝在一個(gè)由一個(gè)圓柱形殼套(21、23)和一個(gè)與車軸正交的壁(22、24)組成的機(jī)殼內(nèi)；以及，所述圓柱形殼套(21、23)用螺釘互相連接。
5.按照權(quán)利要求1所述的傳動(dòng)機(jī)組，其中，所述電機(jī)(11；13)分別由一個(gè)固定在機(jī)殼內(nèi)的定子(25；26)和一個(gè)轉(zhuǎn)子(27；28)組成，以及，所述離合器(3；14)分別是一個(gè)由內(nèi)部(42；67)和外部(43；63)組成的片式離合器，其特征為，所述轉(zhuǎn)子(27；28)支承在機(jī)殼的與車軸正交的壁(22、24)上的軸承(54；74)中，以及有可更換的與離合器外部(43；63)旋轉(zhuǎn)固定連接的連接盤(46；66)，其中，所述離合器(3；14)在空間上設(shè)在所述軸承(54；74)與連接盤(46；66)之間。
6.按照權(quán)利要求5所述的傳動(dòng)機(jī)組，其特征為，所述第一離合器(3)的內(nèi)部(42)裝在與內(nèi)燃機(jī)(1)傳動(dòng)連接的第一軸(40)上；以及，外部(43)與第二軸(60)旋轉(zhuǎn)固定連接，該第二軸(60)穿過第二電機(jī)(13)并通向第二離合器。
7.按照權(quán)利要求5所述的傳動(dòng)機(jī)組，其特征為，所述第三離合器(14)的內(nèi)部(67)通過空心軸(68)與偏置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(15)的一次齒輪(32)旋轉(zhuǎn)固定連接，以及外部(43)與第二電機(jī)(13)的連接盤(66)旋轉(zhuǎn)固定連接。
8.按照權(quán)利要求4所述的傳動(dòng)機(jī)組，其特征為，一個(gè)包含環(huán)形活塞(51)用于離合器(3；14)的致動(dòng)缸(52)固定在與車軸正交的壁(22、24)上，以及，該環(huán)形活塞(51)通過推力軸承(50)與離合器(3；14)的壓板(48)配合作用。
9.按照權(quán)利要求1所述的傳動(dòng)機(jī)組，其特征為，所述電機(jī)(11；13)有一個(gè)固定在與車軸正交的壁(22、24)上的轉(zhuǎn)速傳感器(58)，以及在所述轉(zhuǎn)子(55)上安裝有一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器環(huán)(57)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于汽車的傳動(dòng)機(jī)組，該汽車具有混合驅(qū)動(dòng)裝置和沿縱向配置的傳動(dòng)系，所述傳動(dòng)機(jī)組設(shè)在內(nèi)燃機(jī)與第一車軸(文檔編號(hào)B60K1/02GK101065264SQ200580040239
公開日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月27日
發(fā)明者弗朗茲·佐勒, 康斯坦丁·厄杰韋茨, 彼得·皮克勒 申請(qǐng)人:馬格納斯泰爾汽車技術(shù)兩合公司