用于混合動力車輛的驅(qū)動單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種描述為用于混合驅(qū)動機動車輛的驅(qū)動單元，包括：輸入軸（EW），可以連接到內(nèi)燃機的曲軸；變速器軸（GW），可以經(jīng)由離合器片（KS）的帶齒輪轂連接為下游變速器的輸入軸；電機（EM），其轉(zhuǎn)子（R）旋轉(zhuǎn)固定地連接到離合器（K1、K2），其中所述部件被容納在殼體（G）中，并且殼體（G）具有沿徑向延伸的殼體壁作為支承壁（LG），其中支承壁（LG）形成了電機（EM）的腔室與離合器（K1、K2）的腔室的物理分離。
【專利說明】用于混合動力車輛的驅(qū)動單元
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于混合驅(qū)動機動車輛的驅(qū)動單元，包括:輸入軸，該輸入軸可以連接到內(nèi)燃機的曲軸；變速器軸，扭矩可以經(jīng)由該變速器軸被供給至下游變速器；電機，該電機的轉(zhuǎn)子可以經(jīng)由第一離合器進行連接，其中所述部件被容納在殼體中，并且殼體具有沿徑向延伸的殼體壁作為支承壁，其中該支承壁形成了用于電機的腔室以及用于第一離合器的腔室。
【背景技術(shù)】
[0002]在混合動力車輛中，用內(nèi)燃機、用電動機支撐操作、以及發(fā)電機操作是可行的。例如，一部分動能可以用驅(qū)動單元以電動方式加以返回。
[0003]串聯(lián)混合驅(qū)動意味著內(nèi)燃機和電動機串聯(lián)連接而沒有機械聯(lián)接。內(nèi)燃機驅(qū)動發(fā)電機，發(fā)電機經(jīng)由電池供電給電動機，電動機又產(chǎn)生用于車輪的驅(qū)動力矩。
[0004]在并聯(lián)混合驅(qū)動中，內(nèi)燃機和電動機兩者與車輪機械聯(lián)接。用于車輪的驅(qū)動力矩可以由一個或兩個驅(qū)動機產(chǎn)生。
[0005]公知的驅(qū)動單元允許串聯(lián)、并聯(lián)以及發(fā)電機操作，并被布置為位于內(nèi)燃機與手動或自動變速器之間的相應(yīng)組件。來自內(nèi)燃機的驅(qū)動力矩可以經(jīng)由離合器而脫離，并且具有電動機支撐的驅(qū)動力矩可以經(jīng)由另一離合器被轉(zhuǎn)換直到變速器。當(dāng)內(nèi)燃機脫離時，純電氣驅(qū)動是可以的。
[0006]DE10297305T5描述了用于機動車輛的具有兩個離合器和電機的傳動單元。在該解決方案中，曲軸的延伸部突出到傳動單元中。
[0007]EP1027224B1示出了具有兩個離合器的驅(qū)動系統(tǒng)，其可以獨立地進行轉(zhuǎn)換并具有電動機。飛輪直接設(shè)置在突出到驅(qū)動系統(tǒng)中的軸上。
[0008]根據(jù)DE102010041843A1，用于機動車輛的電動馬達(dá)具有:環(huán)形定子，可旋轉(zhuǎn)安裝的轉(zhuǎn)子與之同軸；冷卻通道，延伸在定子上；以及旋轉(zhuǎn)位置傳感器。旋轉(zhuǎn)位置傳感器的固定元件布置在界定冷卻通道的蓋元件之上。
[0009]根據(jù)DE112005002200B4的混合動力車輛驅(qū)動單元具有起動器離合器，其中轉(zhuǎn)子支撐部件的柱形區(qū)域被置于離合器鼓的圓周表面上，其中游隙存在于柱形區(qū)域和外圓周表面之間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提出一種用于機動車輛的驅(qū)動單元，其與公知的解決方案相比具有改進的設(shè)計。
[0011]該目的通過設(shè)備相關(guān)權(quán)利要求的特征來實現(xiàn)。改進來自從屬權(quán)利要求。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的解決方案是用于混合驅(qū)動機動車輛的驅(qū)動單元，包括:輸入軸，該輸入軸可以連接到內(nèi)燃機的曲軸；變速器軸，扭矩可以經(jīng)由該變速器軸被供給至下游變速器；電機，該電機的轉(zhuǎn)子可以經(jīng)由第一離合器進行連接，其中所述部件被容納在殼體中，并且殼體具有沿徑向延伸的殼體壁作為支承壁，其中該支承壁形成了用于電機的腔室以及用于第一離合器的腔室。
[0013]一個實施例包括:輸入軸，為驅(qū)動目的該輸入軸可以連接到內(nèi)燃機的曲軸；變速器軸，為驅(qū)動目的該變速器軸可以經(jīng)由離合器片的帶齒輪轂作為輸入軸而連接到下游變速器；電機，該電機的轉(zhuǎn)子與離合器旋轉(zhuǎn)固定地連接，其中所述部件被容納在殼體中，并且殼體具有沿徑向延伸的殼體壁作為支承壁，其中該支承壁形成了用于電機的腔室與用于離合器的腔室的物理分離。
[0014]因此，本解決方案提出了一體殼體，借助于沿徑向延伸的殼體壁，該一體殼體使聯(lián)接腔室與馬達(dá)腔室彼此分離，并由此作為支承壁來承載用于電機的軸承。在此，電機具有形成為空心軸的轉(zhuǎn)子軸。該空心軸由布置在支承壁中的軸承來加以安裝。驅(qū)動單元的輸入軸被引導(dǎo)穿過轉(zhuǎn)子的空心軸。
[0015]由于離合器與電機的分離，由磨耗導(dǎo)致的磨損可以不進入電機的腔室。另外，形成了熱分隔。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實施例，兩個離合器布置在離合器腔室中，一個是第一離合器，內(nèi)燃機借助于第一離合器而脫離?？蓛?yōu)選地，該第一離合器形成為多片離合器。第二離合器用來脫離變速器，并構(gòu)成主離合器。這形成為單片干式離合器，并成為用于下游變速器的輸入離合器。可優(yōu)選地，兩個離合器結(jié)合成一個離合器單元。在此，第一離合器的形成為多片離合器的離合器轉(zhuǎn)鼓(clutch basket)被旋轉(zhuǎn)固定地連接到第二離合器的背壓板。在此,背壓板形成了第一離合器一多片離合器的摩擦表面。
[0017]由于第一離合器的離合器轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)固定地連接到第二離合器的背壓板一針對可釋放或不可釋放連接，兩個離合器之間的有利熱聯(lián)接得以實現(xiàn)。離合器系統(tǒng)的熱容量得以改進。
[0018]如果根據(jù)本發(fā)明的在驅(qū)動單元下游連接的變速器是具有轉(zhuǎn)換器的自動變速器，則主離合器一第二離合器不是必要的。在這種情況下的驅(qū)動單元被旋轉(zhuǎn)固定地連接到轉(zhuǎn)換器。
[0019]電機的轉(zhuǎn)子被旋轉(zhuǎn)固定地連接到第一離合器的離合器轉(zhuǎn)鼓。設(shè)置在殼體的支承壁中的第一軸承承載電機的轉(zhuǎn)子。第一離合器的離合器轉(zhuǎn)鼓經(jīng)由布置在支承壁中的第二軸承被安裝并支撐。離合器轉(zhuǎn)鼓經(jīng)由多槽輪廓(帶齒輪轂)以旋轉(zhuǎn)固定且軸向可移動的方式安裝在轉(zhuǎn)子的空心軸上。這導(dǎo)致設(shè)計為空心軸的轉(zhuǎn)子軸的第一直接安裝和第二間接安裝。對于觀測電機的氣隙以及離合器單元因生產(chǎn)導(dǎo)致的失衡的公差而言，該安裝設(shè)計在此是有利的。
[0020]描述轉(zhuǎn)子軸和離合器轉(zhuǎn)鼓的安裝用寬的軸承座給出了傾斜穩(wěn)定的支撐。軸承被設(shè)計為分開密封的單元。此外，當(dāng)變速器已經(jīng)移除時，離合器單元可以更換一電機的轉(zhuǎn)子軸經(jīng)由第一軸承仍然以穩(wěn)定的方式保持在殼體中。
[0021]內(nèi)燃機的曲軸借助于凸緣連接到飛輪。該飛輪經(jīng)由扭振減振器而作用于輸入軸上，其中扭振減振器經(jīng)由帶齒輪轂(多槽輪廓)與輸入軸聯(lián)接。飛輪延伸在電機的端部繞組區(qū)域上，部分地處于軸向外側(cè)，并且與之螺栓連接的輸入側(cè)扭振減振器部分或完全地處于端部繞組內(nèi)側(cè)。由此，在軸向方向上可以實現(xiàn)盡可能緊湊的構(gòu)造。
[0022]輸入軸經(jīng)由密封的軸瓦在曲軸方向上被安裝為在凸緣中保持曲軸-飛輪的導(dǎo)軸承。輸入軸用另一密封軸承安裝在電機的形成為空心軸的轉(zhuǎn)子軸中。第一離合器的離合器輪轂牢固地連接到或模制在輸入軸上，或一體地附接至輸入軸，該離合器輪轂沿軸向?qū)?zhǔn)輸入軸。變速器輸入軸經(jīng)由第二密封軸瓦被安裝在輸入軸中。
[0023]可優(yōu)選地，第一離合器經(jīng)由壓縮空氣和環(huán)形工作活塞而致動。工作腔室由支承壁中的柱形殼體擴展部形成，其用作對電機轉(zhuǎn)子軸的軸承以及對離合器轉(zhuǎn)鼓的軸承的端部屏蔽。工作活塞設(shè)計為階梯式活塞，并經(jīng)由直接插入于殼體中的兩個沿軸向間隔開的密封件來密封?；媸请A梯式活塞的汽缸外面，其可優(yōu)選地生產(chǎn)為未加工的已模制好的鋼制活塞。
[0024]致動器活塞布置在用于電機的轉(zhuǎn)子軸的第一軸承和用于第一離合器的離合器轉(zhuǎn)鼓的第二軸承之間。密封推力軸承以及階梯式致動器活塞的密封件由此受到保護，防止來自離合器腔室、電機的腔室以及接收輸入側(cè)扭振減振器的另一腔室的污染物。
[0025]閉止推力軸環(huán)(closed thrust collar)經(jīng)由致動元件加壓,該致動元件引導(dǎo)穿過沿徑向處于盡可能遠(yuǎn)盡可能向內(nèi)的離合器轉(zhuǎn)鼓的凹處。推力軸環(huán)處于克服第一離合器的彈簧元件而裝配的力下。推力軸承經(jīng)由滑座而居中于轉(zhuǎn)子軸上，階梯式活塞沿徑向引導(dǎo)并沿軸向由推力軸承定位。由此，傾斜穩(wěn)定地引導(dǎo)活塞得以實現(xiàn)。經(jīng)由推力軸承致動的軸向力應(yīng)當(dāng)盡可能小地加以保持，這可以通過第一離合器的離合器彈簧的相應(yīng)平移比來實現(xiàn)。
[0026]工作活塞以壓力緩解的方式作用在彈簧元件上，該彈簧元件壓縮離合器轉(zhuǎn)鼓的各片以及板架(plate carrier)的各片。壓縮空氣經(jīng)由殼體壁中的孔、通道進行供給。
[0027]可優(yōu)選地，第二離合器(主離合器)的致動是自動變速器的標(biāo)準(zhǔn)致動。離合器單元的第一和第二離合器的致動力彼此相對作用，這樣軸向力相減，并因此用離合器單元緩解在轉(zhuǎn)子的軸承上的負(fù)荷。軸承的軸向負(fù)荷較小，是兩個致動力間的差值。
[0028]可優(yōu)選地，電機的高壓連接離開電機的定子繞組被引導(dǎo)到位于輸出側(cè)殼體凸緣上的端部接觸加工部。因此，在驅(qū)動單元的殼體上具有外部加工部的徑向外側(cè)接線盒不是必要的。
[0029]旋轉(zhuǎn)發(fā)射器(位置傳感器)布置在輸入側(cè)扭振減振器和電機的轉(zhuǎn)子軸之間。具有插銷和線纜連接的旋轉(zhuǎn)發(fā)射器的定子由蓋板承載，或預(yù)安裝在蓋板上。旋轉(zhuǎn)發(fā)射器的轉(zhuǎn)子經(jīng)由墊圈而旋轉(zhuǎn)固定地連接到轉(zhuǎn)子軸。密封件可以布置在該墊圈中，其密封了兩個相鄰腔室。
[0030]下面描述的具有預(yù)裝部件的安裝依次發(fā)生。第一軸承和致動器密封件被裝配于殼體中。具有所施加的冷卻套管的電機定子被插入于殼體中的驅(qū)動側(cè)。預(yù)安裝在轉(zhuǎn)子軸的輪緣狀墊圈上的轉(zhuǎn)子經(jīng)由第一軸承被插入并居中于殼體中。具有旋轉(zhuǎn)發(fā)射器轉(zhuǎn)子的墊圈被安裝在電機的轉(zhuǎn)子軸中。具有旋轉(zhuǎn)發(fā)射器定子、插銷和接線的預(yù)安裝蓋板被螺栓連接到殼體。致動活塞被插入于殼體中輸出側(cè)，并且第二軸承被安裝在殼體中。高壓連接通過殼體壁中的開口被連接到輸出側(cè)凸緣的定子接觸件。殼體壁中的開口借助于蓋被緊密封。具有致動器元件的預(yù)裝離合器單元經(jīng)由第二軸承被安裝并居中于殼體中。該組件經(jīng)由預(yù)先準(zhǔn)備的接口被螺栓連接到內(nèi)燃機，并且下游變速器被螺栓連接到驅(qū)動單元的殼體。在離合器單元中一個或兩個離合器維修的情況下，這可以進行更換，不必從內(nèi)燃機的殼體釋放驅(qū)動單元的殼體。接收旋轉(zhuǎn)扭振減振器和電機的腔室仍然不受影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031 ] 現(xiàn)在，本發(fā)明的示例性實施例參考附圖加以說明。[0032]圖1示出了穿過驅(qū)動單元的截面。
【具體實施方式】
[0033] 圖1示出了穿過驅(qū)動單元的截面，其包括具有沿徑向延伸的殼體壁作為支承壁LG的殼體G。該支承壁LG將殼體分成兩個腔室，其中一個腔室接收離合器K1、K2，而第二腔室用來容納電機EM。
[0034]支承壁LG具有用于兩個軸承L1、L2的軸承保持架LA。電機EM的轉(zhuǎn)子R和設(shè)計為空心軸的轉(zhuǎn)子軸RW經(jīng)由軸承LI被安裝在殼體側(cè)。第一離合器Kl的形成為多片離合器的離合器轉(zhuǎn)鼓KK經(jīng)由第二軸承L2被安裝在殼體側(cè)。
[0035]內(nèi)燃機的曲軸(未示出)經(jīng)由凸緣FL被連接到飛輪SW。飛輪SW經(jīng)由第一扭振減振器DSl而作用于輸入軸EW上，輸入軸EW穿過電機EM的設(shè)計為空心軸的轉(zhuǎn)子軸RW。扭振減振器DSl經(jīng)由帶齒輪轂而旋轉(zhuǎn)固定地連接到輸入軸EW。
[0036]輸入軸EW經(jīng)由軸瓦LBl被安裝在飛輪SW中，并經(jīng)由軸承L3被安裝在轉(zhuǎn)子軸RW中。變速器軸GW經(jīng)由軸瓦LB2被安裝在輸入軸EW中。扭矩經(jīng)由變速器軸被供給至變速器(未示出)。此外，輸入軸EW相對于設(shè)計為空心軸的轉(zhuǎn)子軸RW經(jīng)由離合器輪轂KN沿軸向定位。
[0037]電機EM由轉(zhuǎn)子R和固定地布置在殼體G中的定子ST組成。借助于置于殼體G中的蓋板ΑΒ，電機EM布置在分離腔室中，其中蓋板AB具有位于通過輸入軸EW區(qū)域的密封裝置以及用于檢測轉(zhuǎn)子位置的旋轉(zhuǎn)發(fā)射器DG。旋轉(zhuǎn)發(fā)射器DG的具有插銷和線纜連接的定子由蓋板承載，或預(yù)安裝在蓋板AB上。旋轉(zhuǎn)發(fā)射器的轉(zhuǎn)子經(jīng)由墊圈與轉(zhuǎn)子軸RW旋轉(zhuǎn)固定地連接。具體地，密封件布置在該墊圈中，借助于此，扭振減振器DSl的腔室與電機EM的腔室密封開來。飛輪SW和扭振減振器DSl布置在位于電機EM腔室上游的飛輪殼體SG的腔室中。內(nèi)燃機的飛輪殼體(圖1中未示出)在中間具有開口，用于經(jīng)由凸緣FL將曲軸連接到飛輪Sff0
[0038]第一離合器Kl的離合器轉(zhuǎn)鼓KK經(jīng)由帶齒輪轂旋轉(zhuǎn)固定地設(shè)置在設(shè)計為空心軸的轉(zhuǎn)子軸RW上。輸入軸具有離合器輪轂ΚΝ，它與離合器轉(zhuǎn)鼓KK和聯(lián)接到離合器輪轂KN的盤一起形成多片離合器。該多片離合器經(jīng)由彈簧元件FE關(guān)閉，并經(jīng)由環(huán)形工作活塞AK打開，環(huán)形工作活塞AK設(shè)置在軸承LI和L2之間，并可以用壓縮空氣加壓。工作活塞AK經(jīng)由致動元件而作用，以緩解彈簧元件FE上的壓力。經(jīng)由殼體G中、支承壁LG中的孔B，工作活塞AK用壓縮空氣加壓。
[0039]第一離合器Kl的離合器轉(zhuǎn)鼓KK與單片干式離合器的背壓板GDP后面旋轉(zhuǎn)固定地聯(lián)接，這形成了用于下游變速器(未示出)的第二離合器Κ2和主離合器。為驅(qū)動目的，離合器Κ2的離合器片KS經(jīng)由第二扭振減振器DS2并經(jīng)由帶齒輪轂與變速器軸GW連接。第二離合器Κ2以通常方式被致動，未加以示出。
[0040]所示的驅(qū)動單元布置在內(nèi)燃機和變速器之間，并經(jīng)由凸緣連接而連接到飛輪殼體和變速器殼體(未不出)。
[0041]附圖標(biāo)記列表
[0042]G殼體
[0043]LG殼體壁、支承壁[0044]SG飛輪殼體
[0045]LA軸承保持架
[0046]Κ1> K2第一離合器、第二離合器
[0047]EM電機
[0048]R轉(zhuǎn)子
[0049]ST定子繞組
[0050]L1、L2(轉(zhuǎn)子軸、離合器轉(zhuǎn)鼓的)第一軸承、第二軸承
[0051]KK(第一離合器、多片離合器的)離合器轉(zhuǎn)鼓
[0052]FL(曲軸的)凸緣
[0053]Sff飛輪
[0054]DS1、DS2第一扭振減振器、第二扭振減振器
[0055]Eff輸入軸
[0056]Rff轉(zhuǎn)子軸
[0057]Gff變速器軸
[0058]LBU LB2(飛輪、變速器軸的)軸瓦
[0059]L3軸承圈
[0060]AB蓋板
[0061]KN離合器輪轂
[0062]FE(第一離合器的)彈簧元件
[0063]AK工作活塞
[0064]B孔
[0065]⑶P(第二離合器的)背壓板
[0066]KS離合器片
【權(quán)利要求】
1.一種用于混合驅(qū)動機動車輛的驅(qū)動單元，包括:輸入軸(EW)，所述輸入軸可以連接到內(nèi)燃機的曲軸；變速器軸(GW)，扭矩可以經(jīng)由所述變速器軸被供給至下游變速器；電機(EM)，所述電機的轉(zhuǎn)子(R)可以經(jīng)由第一離合器(Kl)進行連接，其中所述部件被容納在殼體(G)中，并且所述殼體(G)具有沿徑向延伸的殼體壁作為支承壁(LG)，其中所述支承壁(LG)形成了用于所述電機(EM)的腔室以及用于所述第一離合器(Kl)的腔室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動單元，其特征在于，所述支承壁(LG)具有軸承保持架(LA)，所述軸承保持架用于實現(xiàn)電機(EM)的轉(zhuǎn)子(R)的軸承。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動單元，其特征在于，所述電機(EM)的轉(zhuǎn)子(R)具有形成為空心軸的轉(zhuǎn)子軸(RW)，所述輸入軸(EW)被引導(dǎo)穿過所述轉(zhuǎn)子軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動單元，其特征在于，所述輸入軸(EW)旋轉(zhuǎn)固定地連接到離合器部分，可優(yōu)選地連接到所述第一離合器(Kl)的形成為多片離合器的離合器輪轂(KN)0
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的驅(qū)動單元，其特征在于，所述第一離合器(Kl)的離合器轉(zhuǎn)鼓(KK)與第二離合器(K2)的背壓板(⑶P)旋轉(zhuǎn)固定地聯(lián)接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的驅(qū)動單元，其特征在于，所述離合器輪轂(KN)被一體地連接到所述輸入軸(EW)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動單元，其特征在于，所述第二離合器(K2)的背壓板(GDP)形成了所述第一離合器(Kl)的摩擦表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動單元，其特征在于，所述軸承保持架(LA)經(jīng)由第一軸承(LI)直接地承載所述電機(EM)的轉(zhuǎn)子(R)的轉(zhuǎn)子軸(RW)，并經(jīng)由第二軸承(L2)承載直接地安裝并旋轉(zhuǎn)固定地設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸(RW)上的離合器部分，具體地承載所述第一離合器(Kl)的離合器轉(zhuǎn)鼓(KK)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動單元，其特征在于，所述軸承保持架(LA)具有環(huán)形的工作活塞(AK)，所述環(huán)形的工作活塞可以用壓力介質(zhì)加壓，可優(yōu)選地用壓縮空氣加壓，以致動所述第一離合器(K1)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動單元，其特征在于，所述輸入軸(EW)同軸地設(shè)置到凸緣(FL)，用以聯(lián)接所述內(nèi)燃機的曲軸，并設(shè)置到所述變速器軸(GW)，并且相對于軸瓦(LB1、LB2)中的這些部分進行安裝。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動單元，其特征在于，所述電機(EM)經(jīng)由布置在所述殼體(G)中的蓋板(AB)與扭振減振器(DSl)分離，所述扭振減振器將所述內(nèi)燃機的扭矩傳遞到所述輸入軸(EW)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動單元，其特征在于，密封裝置通過所述蓋板(AB)被布置在穿過所述輸入軸(EW)的區(qū)域中。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動單元，其特征在于，旋轉(zhuǎn)發(fā)射器(DG)被布置在所述輸入軸(EW)的通道的、穿過所述蓋板(AB)的區(qū)域中，以檢測所述轉(zhuǎn)子軸(RW)的位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的驅(qū)動單元，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)發(fā)射器(DG)的定子被布置在所述蓋板(AB)中。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動單元，其特征在于，所述離合器(K1、K2)可以進行更換，不必將所述驅(qū)動單元的殼體(G)與飛輪殼體分離。
【文檔編號】B60K6/405GK103568813SQ201310345518
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月10日
【發(fā)明者】R.格拉斯納, H.卡斯特勒, R.海姆伯格, D.C.諾斯普, J.皮特里奇, G.沃尼克 申請人:斯太爾工程技術(shù)中心