CN101337507A - 机动车用传动系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的传动系，包括：具有动力输出轴的原动机，该动力输出轴具有曲轴轴线，相对于行驶方向纵向布置并与启动装置相连；具有输入轴和输出轴的前变速级，其输入轴与启动装置相连接，其输出轴相对于曲轴轴线侧向偏置；变矩器，该变矩器设计成两个具有用于无级传输转矩的可调节盘组的盘式变矩器，输入侧盘组与前变速级的输出轴相连，输出侧盘组侧向偏置地设置；包括输入轴和输出轴的后变速级，它与前变速级设置在变矩器的同一侧，其中后变速级的输入轴与变矩器的输出侧盘组相连；具有侧向动力输出轴的第一差速器，侧向动力输出轴横向于行驶方向并设置在原动机与启动装置之间，形成第一驱动轴，第一差速器与后变速级的输出轴相连。

Description

机动车用传动系

技术领域

本发明涉及一种具有用于无级地传输转矩的变矩器/变速器(Variator)的机动车用传动系。

当需要无级地传输转矩时，这种传动系用于机动车的结构中。

背景技术

DE 10238664 A1公开了一种具有启动元件的传动组件，该启动元件在输入侧与原动机/发动机(Kraftmaschine)的输出部相连接，在输出侧与变速传动机构相连接，所述输出部形成了曲轴轴线。变速传动机构的输出轴位于与输入轴相同的一侧，并与该输入轴基本平行地延伸。通过后变速级实现侧向偏置，使得输出轴具有大于输入轴(到曲轴轴线的距离)的与曲轴轴线的距离。在后变速级的输出轴上连接有前轴差速器，该差速器的动力输出轴在原动机与启动元件之间延伸。

不利的是，在这种传动组件中，不能够连接有用于以变矩器的结构方式无级地传递转矩的传动机构，这是因为其结构形式使得这样会损失很多结构空间。另外，这种传动组件不能够设置有变矩器，同时也不能实现沿车辆纵轴线的居中的布置，因此在座舱内的脚部空间显著地受到限制。另一缺点在于，不能够这样的装置，该装置使变速传动机构的输入轴上的转速能够改变成，使得该变速传动机构尽可能有效并受保护地工作。

DE 10212790 A1公开了一种包括原动机的变速传动机构，在原动机的形成曲轴轴线的驱动部上连接有两个启动元件。第一启动元件与一固定的变速级相连接，该变速级包括两个变速比。第二启动元件通过在空心轴中延伸的轴与第三启动元件相连接。第三启动元件在输出侧与前变速级相连接，该前变速级的输出轴侧向偏置。前变速级的输出轴延伸到变矩器的输入侧盘组。变矩器的输出侧盘组与一可选的离合器相连接。在离合器的输出轴上设置三个齿轮，其中的两个齿轮与前述的固定变速级的齿轮相连接。第三个齿轮与第三启动元件相连接，并用于使行驶方向反转。输出轴从离合器观察的最后一个齿轮上连接有前轴差速器，该差速器的动力驱动轴在原动机与第一启动元件之间延伸。

不利的是，变矩器由于其结构形式具有侧向偏置，这导致不能够沿车辆纵轴线居中地安放所述变速传动机构，因此极大地限制了座舱内的脚部空间。另外，这种布置结构导致，需要大量的结构空间。另一缺点是，不能够通过变矩器的前变速级将在输入侧变化的转速在变矩器的输入轴上又匹配成，使得在保护变矩器的同时，完全地利用该变矩器的潜能。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种传动系，该传动系以变矩器来确保转矩的无级传递，需要较小的结构空间，以及可以实现与具有不同的动力配置和重量的车辆实现简单的转速匹配。

该目的由权利要求1的特征来实现。

一种用于机动车的传动系，该传动系包括：具有动力输出轴的原动机，该动力输出轴具有曲轴轴线，该动力输出轴沿行驶方向布置并与启动装置相连接；具有输入轴和输出轴的前变速级，其中前变速级的输入轴与启动装置相连接，前变速级的输出轴相对于曲轴轴线侧向偏置；变矩器，该变矩器优选设计成具有用于无级地传输转矩的两个可调节的盘组的盘式变矩器，其中，输入侧盘组与前变速级的输出轴相连接，而输出侧盘组侧向偏置地设置；包括输入轴和输出轴的后变速级，该后变速级与前变速级设置在变矩器的同一侧，其中后变速级的输入轴与变矩器的输出侧盘组相连接；以及具有侧向动力输出轴的第一差速器，该侧向动力输出轴横向于行驶方向地设置在原动机与启动装置之间并形成第一驱动轴(线)，其中，第一差速器与后变速级的输出轴相连接。

通过在输入侧在变矩器上设置一前变速级，可对由内燃机规定的转速和转矩这样进行匹配，即，使得在变矩器的输入侧存在转速和转矩，该转矩对于变矩器是特别有利的。通过在输出侧在变矩器上设置后变速级，可以在变矩器上在输出侧对转速和转矩这样进行匹配，即，使得该转矩对于第一差速器上的锥齿轮传动装置是有利的。就此，能够通过改变前变速级和/或后变速级使传动系匹配于不同的车辆和/或内燃机。通过前变速级、后变速级以及第一差速器的组合，可将变矩器最优地定位在车辆纵轴线的和/或车辆横向轴线的区域中，同时可以形成用于侧向设置原动机旁边的第一差速器的侧向偏置。通过紧凑地贴靠原动机设置第一差速器特别有效地利用了现存的结构空间，并且使动力输出轴特别靠近原动机，这可以改善机动车的行驶机动性。另外，还可通过采用设置在变矩器的同一侧的前变速级和后变速级，在车辆通道的区域中提供紧凑的、相对于车辆纵轴线居中布置的传动系。通过由于侧向的第一差速器传动系的布置形式仅分布在原动机室内而没有分布在传动系通道，从而确保对于座舱最优地利用结构空间，并且确保可以设置其它装置。通过前变速级、变矩器、后变速级以及侧向在原动机旁边的第一差速器的组合，可将侧向动力输出轴设置在原动机与启动元件之间，从而能够提供无级的包括变矩器的传动系，该传动系能够紧凑地构造于通道内并相对于车辆纵轴线居中设置，因为带有侧向动力输出轴的第一差速器可布置成靠近原动机，所以该传动系可沿车辆纵轴线构造得非常短。

在另一实施例中，在原动机与启动装置之间设置有旋转减振器，特别是双惯量飞轮。

在另一实施例中，在第一差速器上设置有包括从动(锥)齿轮(Tellerrad)和主动齿轮(Ritzelrad)的锥齿轮传动装置，其中主动齿轮与后变速级的输出轴相连接。通过改变主动齿轮和/或从动齿轮的尺寸可以得到另外的使转速和/或转矩匹配于原动机和/或车辆的可能性。

在另一实施例中，与第一驱动轴(线)平行地设置第二驱动轴(线)。

在另一实施例中，特别是对于全轮驱动车辆，输出侧盘组的输出轴具有朝向第二驱动轴的轴突出部。

在另一实施例中，特别是对于全轮驱动车辆，在输出侧盘组与第二驱动轴之间设置有包括输入轴和输出轴的变速级(Gelegestufe)，其中，该变速级的输入轴由所述轴突出部形成，所述变速级的输出轴设置成相对于该输入轴侧向偏置。因此变速级的输出轴可在中央沿纵向在车辆上朝向第二驱动轴延伸。

在另一实施例中，特别是对于全轮驱动车辆，在输出侧盘组与第二驱动轴之间设置有离合器。由此可以获得导通或切断可变地传递给第二驱动轴的转矩流的可能性。

在另一实施例中，特别是对于全驱动车辆，输出侧盘组设置有通口，在该通口上设置有一纵向差速器，该差速器与轴突出部相连接。

在另一实施例中，特别是对于全驱动车辆，在第二驱动轴上设置有具有侧向动力输出轴的第二差速器。

在另一实施例中，所述启动装置设计成，使得一部分形成在前进行驶时工作的前进离合器，而另一部分形成在倒车行驶时工作的倒车离合器。

在另一实施例中，在启动装置与前变速级之间设置行星轮组。

在另一实施例中，在前进行驶时，转矩从原动机的动力输出轴经由前进离合器和行星轮组传递到前变速级。

在另一实施例中，在倒车行驶时，转矩从原动机的动力输出轴经由行星轮组传递到前变速级。

在另一实施例中，后变速级的输出轴具有相对于曲轴轴线的偏置大于后变速级的输入轴。这与前变速级的侧向偏置相结合实现了特别节省空间的结构形式。因此，可使具有固定的预定尺寸的变矩器通过匹配前和/或后变速级而在横向方向上这样定位，即，尽可能有效地利用现有的结构空间。

在另一实施例中，相对于前变速级，后变速级设置成在纵向方向上更靠近第一驱动轴。因此，能够将前变速级和后变速级构造得特别紧密地彼此靠近，从而尽可能有效地利用现有的结构空间。

在另一实施例中，变矩器的盘组的旋转轴线位于行车道上方的不同高度处，优选地，变矩器输入侧盘组的轴线高于输出侧盘组的轴线。因此能够将变矩器放置成，尽可能有效地利用现有的结构空间。

附图说明

本发明的其它细节、特征和优点由下面参照附图对一个有利的实施例进行的说明给出。

其中示出：

图1示出根据本发明的用于机动车传动系的示意性俯视图。

图2示出在应用纵向差速器和可选的变速级的情况下的用于双轴式传动装置的输出侧轮组的示意性俯视图。

图3示出在应用离合器和可选的变速级的情况下的用于双轴式传动装置的输出侧轮组的示意性俯视图。

图4示出传动系沿图1的线A-A的视图。

图5示出启动装置和行星轮组的详细俯视图。

具体实施方式

根据图1，用于机动车的传动系包括：具有作为动力输出轴2的曲轴的原动机1，该曲轴形成曲轴轴线2’；设置在该曲轴上的作为旋转减振器的双惯量飞轮15；作为启动单元的多片式液压离合器3，该离合器带有设置于其上的行星轮组24。该行星轮组24后连接由带有输入轴5和输出轴6的前变速级4。前变速级4的输出轴6与变矩器7的输入侧盘组8相连接。变矩器7的输出侧盘组9相对于曲轴轴线2’侧向偏置地设置。这里，前变速级4的输出轴6与变矩器7的输出侧盘组9布置在曲轴轴线2’的相对的两侧。在变矩器7的输出侧盘组9上连接有后变速级10的输入轴11，如前变速级4的输出轴6，该后变速级在机动车的纵向上与变矩器7位于同一侧。后变速级10的输出轴12设置成使得前变速级4和后变速级10在车辆横向方向上分别具有不同的特别是离开曲轴轴线2’的侧向偏置。在后变速级10的输出轴12上这样设置一第一差速器13，即，使形成第一驱动轴14的侧向动力输出轴14中的一个与在原动机1和旋转减振器15之间的动力输出轴2相交叉。在第一差速器13内设置有由从动(锥)齿轮36和主动(锥)齿轮37形成的锥齿轮传动装置34，该从动齿轮36与第一差速器13相连接，该主动齿轮37与后变速级10的输出轴12相连接并驱动从动齿轮36。从动齿轮36位于第一差速器13的最远离曲轴轴线2’的一侧，这样形成了侧向动力输出轴14的希望的旋转方向。这样，第一差速器13便紧凑地设置在原动机1的侧向。

根据图2，用于机动车的传动系除已在图1中示出的特征外，还包括变矩器7的输出侧盘组9，该输出侧盘组9具有通口16，在该通口上设置有纵向差速器17。纵向差速器有利地设计成托森-结构形式，在纵向上在每侧具有一个开口。后变速级10的输入轴11从朝向原动机的开口中伸出。一轴突出部31从背离原动机的开口中沿朝第二驱动轴33的方向伸出。该轴突出部31与第二差速器21相连接，该第二差速器设置在第二驱动轴33上，两个侧向动力输出轴32从该第二差速器向机动车的车轮延伸。在轴突出部31上可选地设置有变速级19，该变速级19的输入轴31由轴突出部31形成，变速级19的输出轴35与输入轴31侧向偏置地设置，并伸向第二差速器21。这样能够使传动系居中地沿车辆纵向朝第二驱动轴33分布。

根据图3，用于机动车的传动系除已在图1中示出的特征外，还包括变矩器7的输出侧盘组9，该输出侧盘组9具有朝第二驱动轴33方向的轴突出部31。在轴突出部31上可选地设置有变速级19，该变速级的输入轴31由轴突出部31形成，变速级19的输出轴35相对于输入轴31侧向偏置地设置。在轴31、35上，在输出侧盘组9与第二驱动轴33之间设置有离合器18，该离合器18设计成Haldex-结构形式的滑动控制式(schlupfgesteuert)离合器。在第二驱动轴33上、沿机动车的横向方向设置有具有侧向动力输出轴33的第二差速器21，根据是否存在变速级19，该第二差速器21由轴突出部31或变速级19的输出轴35来驱动。

根据图4，带有壳体23的用于机动车的传动系的尺寸设计成，使该传动系能够以尽可能小的结构空间需求配合安装在机动车的传动机构通道(Getriebetunnel)22中。这是通过改变前变速级4的输入侧盘组8和输出侧盘组9在行车道上方的高度位置，以及附加地调整前变速级4、后变速级10以及锥齿轮传动装置34的尺寸来实现的。这样就获得了使变矩器7尽可能相对于曲轴轴线2’分布在中间的可能性。

根据图5，用于机动车的传动系除已在图1中示出的特征外，还包括启动装置3，该启动装置包括作为用于前进行驶的前进离合器3a的部分以及作为用于倒车行驶的倒车离合器3b的部分。然而，所述两部分之中总是仅可以有一个处于接合。启动装置3设计成多盘式液压离合器，并设置在动力输出轴2上，该动力输出轴延伸穿过启动装置。另外，设置有行星轮组24，该行星轮组包括：一太阳轮25；与一行星架27相互连接的多对，优选为三对的行星轮26；以及一齿圈28。动力输出轴2设置在太阳轮25上。

在前进行驶时，前进离合器3a使太阳轮25与行星架27连接。这样，原动机的转矩可通过动力输出轴2传递到行星架27，该行星轮沿原动机的旋转方向旋转，并将转矩再传递到前变速级4的输入轴5上。

在倒车行驶时，倒车离合器3b使齿圈28与变矩器壳体23连接。这样，通过使齿圈28支承在变矩器壳体23上，使该齿圈28被保持固定。这样，原动机的转矩可通过动力输出轴2传递到行星架27，该行星架沿与原动机旋转方向相反的方向旋转，并将转矩再传递到前变速级4的输入轴5上。

Claims (16)

1.一种用于机动车的传动系，包括：

-具有动力输出轴(2)的原动机(1)，该动力输出轴(2)具有曲轴轴线(2’)，该动力输出轴(2)沿行驶方向布置并与一启动装置(3)相连接，

-具有输入轴(5)和输出轴(6)的前变速级(4)，其中前变速级(4)的输入轴(5)与启动装置(3)相连接，前变速级(4)的输出轴(6)相对于曲轴轴线(2’)侧向偏置，

-变矩器(7)，该变矩器优选设计成具有用于无级地传输转矩的两个可调节的盘组(8，9)的盘式变矩器，其中，输入侧盘组(8)与前变速级(4)的输出轴(6)相连接，而输出侧盘组(9)侧向地偏置设置，

-包括输入轴(11)和输出轴(12)的后变速级(10)，该后变速级(10)与前变速级(4)设置在变矩器(7)的同一侧，其中后变速级(10)的输入轴(11)与变矩器(7)的输出侧盘组(9)相连接，

-具有侧向动力输出轴(14)的第一差速器(13)，该侧向动力输出轴横向于行驶方向设置并设置在原动机(1)与启动装置(3)之间，形成第一驱动轴(14)，其中，第一差速器(13)与后变速级(10)的输出轴(12)相连接。

2.根据权利要求1所述的用于机动车的传动系，其特征在于：在原动机(1)与启动装置(3)之间设置有旋转减振器(15)，特别是双惯量飞轮。

3.根据权利要求1所述的用于机动车的传动系，其特征在于：在第一差速器(13)上设置有包括从动齿轮(36)和主动齿轮(37)的锥齿轮传动装置(34)，其中主动齿轮(37)与后变速级(10)的输出轴(12)相连接。

4.根据权利要求1所述的用于机动车的传动系，其特征在于：与第一驱动轴(14)平行地设置一第二驱动轴(33)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于机动车的传动系，其特征在于：输出侧盘组(9)的输出轴(11)具有朝向第二驱动轴(33)的方向的轴突出部(31)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于机动车的传动系，其特征在于：在输出侧盘组(9)与第二驱动轴(33)之间设置有包括输入轴(31)和输出轴(35)的变速级(19)，其中，该变速级(19)的输入轴(31)由所述轴突出部(31)形成，输出轴(35)相对于该输入轴侧向偏置地设置。

7.根据权利要求6所述的用于机动车的传动系，其特征在于：在输出侧盘组(9)与第二驱动轴(33)之间设置有离合器(18)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于机动车的传动系，其特征在于：输出侧盘组(9)设置有通口(16)，在该通口上设置有纵向差速器(17)，该差速器与轴突出部(31)相连接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的用于机动车的传动系，其特征在于：在第二驱动轴(33)上设置有具有侧向动力输出轴(32)的第二差速器(21)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的用于机动车的传动系，其特征在于：所述启动装置(3)设计成，使一部分形成在前进行驶时工作的前进离合器(3a)，而另一部分形成在倒车行驶时工作的倒车离合器(3b)。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的用于机动车的传动系，其特征在于：在启动装置(3)与前变速级(4)之间设置行星轮组(24)。

12.根据权利要求10和11所述的用于机动车的传动系，其特征在于：在前进行驶时，转矩从原动机(1)的动力输出轴(2)经由前进离合器(3a)和行星轮组(24)传递到前变速级(4)。

13.根据权利要求10和11所述的用于机动车的传动系，其特征在于：在倒车行驶时，转矩从原动机(1)的动力输出轴(2)经由行星轮组(24)传递到前变速级(4)。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的用于机动车的传动系，其特征在于：后变速级(10)的输出轴(12)相对于曲轴轴线(2’)的偏置量大于后变速级(10)的输入轴(11)。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的用于机动车的传动系，其特征在于：，后变速级(10)设置成比前变速级(4)在纵向上更靠近第一驱动轴(14)

16.根据权利要求1至15中任一项所述的用于机动车的传动系，其特征在于：变矩器(7)的盘组(8，9)的旋转轴线位于行车道上方不同的高度处，变矩器(7)输入侧盘组(8)的旋转轴线优选高于输出侧盘组(9)的旋转轴线。

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