CN102947622B - 泵组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车的泵组件，该汽车具有内燃发动机、可作为马达运行的第一电机、连接于内燃发动机和电机后面的变速器以及借助泵轴驱动的泵。本发明的特征在于，所述泵轴不仅可以与内燃发动机的输出轴、而且可以与电机的输出轴分别借助一超越离合器连接，其中，总是由旋转较快的输出轴来驱动该泵轴。

Description

泵组件
技术领域
本发明涉及一种用于具有内燃发动机与电机的组合的汽车的泵组件。
背景技术
近年来开发了所谓混合动力车，它是内燃发动机与电机的组合，以便保护环境并改善燃料消耗。在此电机可以作为发电机和/或电动机运行。
由德国公开文献DE 101 13 504 A1已知一种用于混合动力车锥盘缠绕变速器的控制装置，其中，内燃发动机的输出轴与电动机转子的端部通过电磁离合器连接。由两个可变的锥盘组(一个初级锥盘组和一个次级锥盘组)和楔形带或链组成的锥盘缠绕变速器位于电动机转子的另一端部与输出轴之间。
对于大多数混合动力车，需要确保借助泵在各种行驶状态中供给冷却流体、润滑流体或压力流体。例如为了操作或冷却离合器或变速器，或者为了保证锥盘缠绕变速器中的最小挤压力，需要该流体。在起动-停止运行中经常需要附加的外部的泵-马达单元，因为不能使用用于驱动的行驶马达。
发明内容
本发明的目的是，提供一种简单的、成本有利的且兼顾安装空间的泵驱动装置，它特别适合用在正面-横向布置中或者在安装空间紧张的布置中。所述泵驱动装置也应能在使用无级锥盘缠绕变速器(CVT)时使用。
该目的通过如下所述的泵组件实现：
对于一种用于汽车的泵组件，该汽车具有内燃发动机、可作为马达运行的第一电机、后置于内燃发动机和电机的变速器以及可借助泵轴驱动的泵，该目的由此实现：所述泵轴不仅可与内燃发动机的输出轴、而且可与电机的输出轴分别借助一超越离合器连接，其中，总是由旋转更快的输出轴驱动泵轴。
所述锥盘缠绕变速器的一实施例的特征在于，作为变速器使用具有转矩传感器的锥盘缠绕变速器和具有输入元件和输出元件的起动离合器，该转矩传感器具有输入件和输出件。在此，内燃发动机的输出轴与起动离合器的输入元件连接，起动离合器的输出元件与转矩传感器的输入件连接，电机的输出轴与起动离合器的输出元件或转矩传感器的输入件连接。
所述泵组件的一优选实施例的特征在于，锥盘缠绕变速器具有构造为空心轴的盘组轴，泵轴穿过该盘组轴，变速器输入轴包握泵轴的一端部和盘组轴的一端部，其中，泵轴借助第一超越离合器可与变速器输入轴连接，泵轴借助第二超越离合器可与盘组轴连接。
因此，泵的机械驱动耦合在能够以不同速度旋转的轴上，一方面直接耦合在与马达连接的驱动轴上，另一方面耦合在盘组轴上，该盘组轴或者在离合器闭合情况下以内燃发动机的驱动轴转速旋转，或者在离合器打开情况下以电机转速旋转。
所述泵组件的一特别优选的实施例的特征在于，设有另一电动机，它借助第三超越离合器可与泵轴连接，由此，内燃发动机或者第一电机或另一电动机的最快速的输出轴驱动泵轴。
在该变型中，所述泵除了上述驱动装置外附加地与第二电动机耦合。由此该泵可以由内燃发动机的轴或者变速器输入轴或者第二电动机驱动。第二电动机最好只在降低的转速范围内驱动泵，有意义的是，在泵与第二电动机之间也设置一起超越离合器作用的空程装置。通过超越离合器能够使泵总是以较快的轴转速直接驱动。其优点是，对于基本供给只需一小的第二电动泵。该组件可以与附加动力组组合或者不带有附加动力组运行。优选省去该附加动力组。
借助于本发明能够以三种方式驱动机械油泵的驱动轴：第一通过驱动轴直接到马达，第二通过盘组轴并且第三通过小的附加的电动机，借助于该小的附加的电动机例如能够实现CVT的基础挤压。通过这种紧凑的结构形式，不仅能够实现以内燃发动机行驶，而且也能够实现纯电动行驶。
在图1所示的实施例中，示出具有锥盘缠绕变速器的传动系的一部分。一电机在湿式起动离合器的后面直接在力流中连接在转矩传感器上。在此该电机可以构造成预装配的、节省安装空间的部件。通过这种方式可以减小变速器在轴向上的总长度。由此，该锥盘缠绕变速器特别适合于在前面-横向方向上安装，因为该电机只需少的轴向附加安装空间。此外，起动离合器可以有利地与转矩传感器嵌套地布置，其中，电动机直接嵌入到转矩传感器的输入部件内。转子的接收可以借助板件结构来实现，该板件结构附加地还能够继续传递电机的转矩。另一优点是，能够将电机的组件容易地预装配到变速器壳体内。该结构不仅特别短地构成，而且与按照现有技术的变速器相比具有更轻的重量。已知的变速器经常需要附加的离合器，以使电机与内燃发动机分离。在使用转矩传感器的情况下，可以利用其已知的优点如相对准确地规定为可靠运行所需的挤压力，而不提高锥盘的挤压，并且附加地也在纯电动运行中利用。
通过打开前置的起动离合器可实现纯电动的行驶。附加地通过打开该离合器，在制动时也可以纯电动地产生制动力矩。因此不产生由于内燃发动机惯性转矩引起的损失。通过这种方式能够在惯性运行中实现特别有效的废热利用，如果电机起发电机作用。如果在锥盘缠绕变速器后面连接一同步的具有空程的换挡变速器，用于向前和向后行驶，则可以在空程中只通过马达实现废热利用，例如在电流停止并且蓄电池相对强地排空的时候。
该带有电机的锥盘缠绕变速器能够以下面的运行方式运行：
在离合器闭合时，汽车可以单纯以内燃发动机运行，而电机转子一起旋转，但电动机本身处于空转。当电机作为发电机运行时，能够对电蓄能器充电或者运行耗电器。此外电机可以作为电动机运行并且在运行中支持或促进内燃发动机。如果在锥盘缠绕变速器后面设置一有空程的换挡变速器(例如用于向前和向后行驶)，则可以在空程位置在汽车静止时进行发电机运行，蓄电池充电。反之，如果电机作为马达工作，则内燃发动机可以在空程位置中起动。
在离合器打开情况下可以纯电动行驶，但也可以将制动能量或惯性能量转换成电能，其中，内燃发动机的惯性转矩不引起损失。由此能够实现高效的废热利用运行，而不必在内燃发动机与电机之间设置第二分离离合器或空程。
附图说明
由下面的描述给出本发明的其它优点、特征和细节，其中借助附图详细解释一个实施例。
图1示出按照本发明的泵组件的局部纵剖面，具有锥盘缠绕变速器，
图2示出按照本发明的泵组件的另一实施方式，具有第二电动机。
具体实施方式
在图1中以向剖面图局部示出锥盘缠绕变速器1。该锥盘缠绕变速器1包括两个锥盘组，它们通过缠绕器件、例如链，为了传递转矩而相互连接。在这里只示出输侧端的锥盘组100，未示出输出侧的锥盘组和链。这种锥盘缠绕变速器也称为CVT变速器(Continuously Variable Transmission)。每个锥盘组包括一个轴向固定的锥盘和一个轴向可移位的锥盘，它也被称为移动盘。
锥盘缠绕变速器1包括起动离合器5和转矩传感器8。转矩传感器8设置在变速器轴11上，该变速器轴配属给锥盘缠绕变速器1的第一锥盘组。变速器轴11的一端部设置在至少局部构造为空心轴的、被驱动的轴12内。
在被驱动的轴12上在径向外部焊接有起动离合器5的输入件14。该输入件14构造为板件，该板件从被驱动的轴12分级地且倾斜地径向向外延伸，并且过渡到一空心圆柱区段18中。在输入件14的该空心圆柱区段18中悬挂有外叠片21。因此，起动离合器5的输入件14是外叠片支架16，外叠片21与该外叠片支架防旋转地、但在轴向上可有限移位地连接。
在外叠片支架16的空心圆柱区段18上固定有轴向止挡24。外叠片21为了形成湿式运转的片式离合器而与内叠片25共同作用，这些内叠片防旋转地、但在轴向上可有限移位地与内叠片支架28连接。内叠片支架28在空心圆柱区段18内部包括一另外的空心圆柱区段29，内叠片25悬挂在该区段中。
内叠片支架28构造为板件30，它与空心圆柱区段29一体地连接。板件30从空心圆柱区段29带有斜度和圆形地径向向内延伸。按照本发明的一个观点，板件30同时是转矩传感器8的输入件并且为此设置有斜坡元件或扩张元件，它们与另外的、设置在转矩传感器8的传感器板32上的斜坡元件和扩张元件在中间连接有球31的情况下共同作用。按照本发明的进一步的观点，板件30不仅是转矩传感器8的输入件，同时也是第一锥盘组的输入元件。即板件30是一集成构件。此外，多体式的连接件37以其一端部与该输入元件连接，其另一端部与轴承板38作用连接。轴承板38一方面与电机2的转子3连接，以便能够在电机2与第一锥盘组的输入元件30之间传递转矩以及在相反方向传递转矩，另一方面，轴承板38保证转子3借助轴承35支承在变速器壳体39内。另一轴承36设置用于在变速器壳体39内支承轴12。电机2除了转子3以外还包括固定地布置在变速器壳体39上的定子4。
通过起动离合器5，在闭合状态，即在内叠片25摩擦锁合地与外叠片21连接时，将转矩导入到板件30内。该导入的转矩通过转矩传感器8导入到变速器轴11中。在此，板件30通过球31与转矩传感器8的传感器板32这样共同作用，使得转矩冲击引起传感器活塞33的轴向移动，由此，作用在对应的移动盘上的挤压力提高。借助于转矩传感器8可以与施加的转矩成比例地调整在挤压缸中作用的压力。
在起动离合器5处于闭合状态时，汽车可以单纯以通过轴12导入的转矩运行，而电机2的转子3没有负荷地一起旋转，即电机2本身空转。但电机2也可以作为发电机运行，以使电蓄能器能够充电或者耗电器能够运行。此外在离合器5闭合情况下电机2可以作为电动机运行并且支持或促进通过轴12输入的转矩。如果在锥盘缠绕变速器后面设置一具有空转的换挡变速器(例如用于前进行驶和倒车行驶)，则可以在借助锥盘缠绕变速器运行的汽车静止时在空转位置中进行发电机运行，对蓄电池充电。反之，当电机2作为马达工作时，能够在空转位置起动与轴12连接的内燃发动机。
在离合器5打开情况下可进行纯电动行驶，但也可以将制动能量或惯性能量转换成电能，其中，内燃发动机的惯性转矩不在电机2上产生制动转矩，即不引起损失。由此能够实现高效的废热利用运行，而不必在内燃发动机与电机2之间设置第二分离离合器或空转。
起动离合器5通过操作活塞40操作，该操作活塞可在轴向上往复运动地被驱动的轴12的朝向转矩传感器8的端部上被导向。传递活塞40分级且圆形地基本径向向外延伸到起动离合器5的叠片组。在分级区域中，操作活塞40在中间连接至少一个密封装置的情况下贴靠在外叠片支架16上，以限界操作压力室44。
一流体通孔通到操作压力室44中，该流体通孔基本横向地穿过驱动的轴12延伸。该流体通孔使操作压力室44与一在径向上在变速器轴11与被驱动的轴12之间构成的环形缝隙连接。在该环形缝隙或环形室中布置有径向轴承50，它例如构造为滚针轴承。该环形缝隙用于引导操作流体、尤其液压介质经流体通孔根据需要进入到操作压力室44内。
该操作流体通过泵、尤其液压泵提供，该泵通过未示出的离合器元件驱动。操作活塞40通过最好构造为碟形弹簧的弹簧52在轴向上朝向外叠片支架16预压紧。弹簧52支承在板件30上，该板件是内叠片支架28。如果操作压力室44内的压力克服了弹簧52的预应力，则操作活塞40这样朝向起动离合器5的叠片组运动，使得内叠片25摩擦锁合地与外叠片21连接。通过该摩擦锁合使起动离合器5闭合。
板件30在径向内部在轴向上支承在一轴向轴承54上，该轴向轴承又支承在一止挡环55上，该止挡环局部地设置在变速器轴11的一环形槽内。通过轴向轴承54防止板件30在图1中向左、即向着被驱动的轴12轴向运动。
在构造为空心轴的变速器轴11内部设置有泵轴65，它在驱动关系上与泵60连接。泵轴65或者借助第一超越离合器61可与被驱动的轴12连接，或者借助第二超越离合器62可与变速器轴11连接。在此，这些超越离合器这样布置，使得总是由旋转更快的那个轴驱动泵轴65并由此驱动泵60，而旋转较慢的轴被超越。
图2示出另一实施例，其中，除了超越离合器61，62之外附加设置了第三超越离合器63。该超越离合器63连接在电动机70与泵轴65之间，由此，在变速器轴11和被驱动的轴12静止时，例如在起动-停止运行时的停止阶段中，能够使泵运行。在借助被驱动的轴12或变速器轴11驱动泵轴65时，超越离合器63被超越。在该结构中可以省去附加的动力组。
当然，带有电机的该锥盘缠绕变速器也可以在没有转矩传感器的情况下使用。在这种情况下起动离合器的输出件和连接件或轴承板直接与变速器的输入轴或中间连接的轮毂连接。也可以并优选径向嵌套，即起动离合器和电机布置在相同的轴向区段中。
附图标记列表
1   锥盘缠绕变速器
2   电机
3   转子
4    定子
5    起动离合器
8    转矩传感器
11   变速器轴
12   主动轴
14   输入元件
16   外叠片支架
18   空心圆柱区段
21   外叠片
24   轴向止挡
25   内叠片
28   内叠片支架
29   空心圆柱区段
30   板件
31   球
32   传感器板
33   传感器活塞
34   湿室
35   轴承
36   轴承
37   连接件
38   轴承板
39   变速器壳体
40   操作活塞
44   操作压力室
50   径向轴承
52   弹簧
54   轴向轴承
55   止挡环
60   泵
61   超越离合器
62   超越离合器
63   超越离合器
65   泵轴
70   电动机
100  锥盘组

Claims (4)

1.用于汽车的泵组件，该汽车具有内燃发动机、可作为马达运行的第一电机(2)、连接于内燃发动机和电机(2)后面的变速器以及可借助泵轴(65)驱动的泵(60)，其特征在于，所述泵轴(65)不仅能够与内燃发动机的输出轴(12)、而且能够与电机(2)的输出轴(37)分别借助一超越离合器(61，62)连接，其中，总是以较快旋转的输出轴来驱动该泵轴(65)，所述泵组件具有构造为空心轴的盘组轴(11)，所述泵轴(65)穿过该盘组轴(11)；
所述内燃发动机的输出轴(12)围握泵轴(65)的一端部和盘组轴(11)的一端部，其中，泵轴(65)借助第一超越离合器(61)能够与所述内燃发动机的输出轴(12)连接；并且
所述泵轴(65)借助第二超越离合器(62)能够与盘组轴(11)连接。
2.如权利要求1所述的泵组件，其特征在于，作为变速器，使用具有转矩传感器(8)的锥盘缠绕变速器并使用具有输入元件和输出元件的起动离合器(5)，所述转矩传感器具有输入件和输出件，其中，
所述内燃发动机的输出轴与起动离合器(5)的输入元件连接；
所述起动离合器(5)的输出元件与转矩传感器(8)的输入件连接；并且
所述电机(2)的输出轴与起动离合器(5)的输出元件或转矩传感器(8)的输入件连接。
3.如上述权利要求中任一项所述的泵组件，其特征在于，设有另一电动机(70)，该电动机能够与所述泵轴(65)连接。
4.如权利要求3所述的泵组件，其特征在于，所述另一电动机(70)借助第三超越离合器(63)能够与所述泵轴(65)连接，使得内燃发动机或第一电机(2)或另一电动机(70)的最快速的输出轴驱动所述泵轴(65)。
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