CN103118887B - 用于装配混合动力驱动装置的动力系统部件的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于装配混合动力驱动装置的动力系统部件的方法，其中，提供下述部件：自动变速器（1），其包括变速器壳体（2）和变速器输入轴（3）；被预装配为单独组件的混合动力头（13），其包括混合动力头壳体（14）、转子驱动元件（23）和输出元件（24）；以及电机（39），其包括定子（37）和转子（38）。该方法包括下述步骤：将混合动力头壳体（14）法兰连接到变速器壳体（2）上并且将输出元件（24）通过轴毂连接（25）与变速器输入轴（3）旋转联接；接着将电机（3）装入混合动力头壳体（14）中，其中，定子（37）与混合动力头壳体（14）连接并且转子（38）与转子驱动元件（23）连接。目标在于模块化的结构、组件的单独制造和检验、标准变速器的使用。

Description

用于装配混合动力驱动装置的动力系统部件的方法
技术领域
本发明涉及一种根用于装配混合动力驱动装置的动力系统部件的方法。
背景技术
一段时间以来可看到传统的车辆驱动装置“混合动力化”的趋势。一些制造商提供具有自动变速器的车辆，该自动变速器选择性地具有或不具有前置的“混合动力头”。出于成本原因，在使传统的动力系统“混合动力化”时力求改变或更换尽可能少的部件。
发明内容
本发明的任务在于提供一种用于装配混合动力驱动装置的动力系统部件的方法，该方法可被更有效地实施并且考虑由不同制造商预装配和提供各个待装配的部件或者说组件。该任务包括提供为优化装配过程设计的动力系统部件。
该任务通过用于装配混合动力驱动装置的动力系统部件的方法得以解决，其中，提供下述部件：自动变速器，其包括变速器壳体和变速器输入轴；被预装配为单独组件的混合动力头，其包括混合动力头壳体、转子驱动元件和输出元件；以及电机，其包括定子和转子；其中，将混合动力头壳体法兰连接到变速器壳体上并且将输出元件通过轴毂连接与变速器输入轴旋转联接；接着将电机装入混合动力头壳体中，其中，定子与混合动力头壳体连接并且转子与转子驱动元件连接。
应指出，本发明不局限于方法，而且也包括在该方法中使用的各个部件的适合装配的(优化的)结构方案。
用于实施本发明方法所需的核心部件是自动变速器和所谓的混合动力头。
术语“自动变速器”可极宽泛地理解。它原则上包括可电子控制地切换变速比或挡位的所有变速器类型。术语“自动变速器”尤其包括具有多个离散挡位的行星齿轮自动变速器。但原则上自动变速器也包括自动化的手动变速器，在其中，各个挡位可由驾驶员通过选挡元件进行选择；以及也包括无极变速器等。
这种自动变速器包括变速器壳体和变速器输入轴。
一般性而言，术语“混合动力头”可理解为“转矩叠加装置”的意义，该转矩叠加装置至少包括一个第一输入端、一个第二输入端和包括至少一个输出端。混合动力头主要或仅包括机械和液压部件。第一输入端可与第一发动机联接，该第一发动机例如可由内燃机构成。混合动力头的第二输入端可与电机的转子联接。输出端可与自动变速器的变速器输入轴联接。混合动力头是指单独或独立的、被完全预装配的或可预装配的组件，其包括混合动力头壳体、第一和第二驱动元件以及输出元件。第二驱动元件在下文也被称为转子驱动元件。
根据本发明，首先将混合动力头壳体法兰连接到自动变速器的变速器壳体上。“法兰连接”表示两个壳体例如通过螺纹联接而彼此连接。在此，混合动力头的输出元件通过轴毂连接与自动变速器的变速器输入轴旋转联接。
在下一装配步骤中，将电机——其也可被视为单独的单元——装入混合动力头壳体中，其中电机的定子与混合动力头壳体连接并且转子与构成混合动力头第二驱动元件的转子驱动元件连接。
根据本发明，自动变速器和/或预装配的混合动力头和/或电机和/或混合动力头壳体可选择性地“前/横向”或“纵向”装配到车辆的发动机室中。“前/横向”表示所述部件的主旋转轴基本上横向于车辆纵向设置。“纵向”表示所述部件的主旋转轴基本上平行于车辆纵向设置。
自动变速器、混合动力头和电机优选为单独的、预装配的和在“组装”之前在其功能性方面单独被检验的部件，它们分别或至少部分可由不同的供货商提供。
在装配混合动力头之前，自动变速器可已被填充变速器油。自动变速器尤其是可已被变速器制造商预装配、检验并被填充变速器油并且接着提供给车辆制造商。
自动变速器可在朝向混合动力头一侧通过壳体盖油密地封闭，所述壳体盖可在变速器制造商处从混合动力头侧与变速器壳体螺纹联接。
混合动力头和自动变速器的中央“接口”在混合动力头侧由输出元件并且在自动变速器侧由要与输出元件旋转联接的变速器输入轴构成。可规定，变速器输入轴从变速器壳体或者说从自动变速器的壳体盖的相应开口伸出。
为了避免自动变速器在从变速器制造商到车辆制造商的运输期间受到损坏或污染，自动变速器可在变速器输入轴侧受保护遮盖物保护的情况下被供应。保护遮盖物例如可以是套到或拧到变速器壳体端面上的保护盖。
为了向自动变速器的各个润滑位置供应润滑油，可设置被机械驱动的变速器油泵。被机械驱动的变速器油泵可设置在变速器壳体内并且通过从变速器壳体、尤其是从变速器盖的开口伸出的驱动轴驱动。用于机械驱动的油泵的驱动轴可由空心轴构成，变速器输入轴可旋转地设置在该空心轴中。空心轴和变速器输入轴可同轴地设置并且从自动变速器的作为自动变速器“驱动接口”的变速器盖伸出。在混合动力头法兰连接到变速器壳体上之前或期间，混合动力头的“油泵驱动装置”与用于变速器油泵的驱动轴旋转联接。混合动力头的油泵驱动装置例如可通过一个或多个自由轮与自动变速器的驱动轴连接或联接，所述驱动轴设置用于驱动被机械驱动的变速器油泵。
为了确保混合动力头相对于自动变速器毫无问题地定向，混合动力头壳体可借助对中凸肩相对于变速器壳体径向对中。
为了相对于自动变速器壳体密封混合动力头壳体，可在混合动力头壳体的朝向自动变速器壳体的端面和自动变速器壳体的朝向混合动力头壳体的端面之间装配密封装置，该密封装置油密地密封。密封装置例如可以是例如由纸制成的面状密封装置、弹性体密封装置、液体密封装置、橡胶成形密封装置(在通往螺纹联接处的旁路中阻断)或其它油密的密封装置。
在法兰连接混合动力头壳体时，可将混合动力头壳体从混合动力头壳体侧与自动变速器壳体螺纹联接，使得装配在两个壳体之间的密封装置被夹紧。
根据本发明的一种扩展方案，混合动力头不仅具有转矩叠加装置的功能，而且还具有适合且设置用作起动离合器的离合器，该离合器允许从停车起动并且通过混合动力头的两个“驱动元件”之一或通过两个驱动元件驱动地起动。为了操作起动离合器，可在混合动力头中设置液压操作装置。
起动离合器可以是在油中、尤其是在自动变速器的变速器油中运行的多盘式摩擦片离合器。如起动离合器连接到自动变速器的机油循环上，可规定，起动离合器通过设置在变速器输入轴中的机油通道被供给自动变速器的变速器油，所述机油通道具有一个或多个径向延伸的分支通道。
根据本发明的一种扩展方案，混合动力头还包括设置在混合动力头中的扭振减振器，该扭振减振器应最小化或缓冲传导到自动变速器的变速器输入轴中的扭振。
在将电机装入混合动力头中时，须确保电机的转子精确地同轴于定子定向。根据本发明规定，使用用作装配辅助装置的定位元件，该定位元件在电机尚未被装入之前将转子精确地相对于定子定位。“整个”电机于是可作为预制的且预检验的组件被置入混合动力头中。接着将定子与混合动力头壳体连接例如螺纹联接。将转子与转子驱动元件连接或螺纹联接。由此确保在装入和装配定子和转子后，转子仍精确地相对于定子定位。在拧紧定子和转子之后，可去除用作装配辅助装置的定位元件。
在装入电机之后，混合动力头的内燃机驱动元件与内燃机的曲轴联接。一般性而言内燃机驱动元件是这样的部件，其可间接或直接由内燃机或内燃机的曲轴来驱动。在开头所提的术语中，内燃机驱动元件相当于混合动力头的第一输入端。
混合动力头壳体可直接或通过环状间隔元件法兰连接到内燃机的壳体上。为了补偿内燃机的曲轴的扭振，曲轴可通过扭振减振器与内燃机驱动元件联接。更确切地说，可将扭振减振器的输出元件与混合动力头的内燃机驱动元件螺纹联接，接着将扭振减振器的驱动元件与曲轴旋转联接。可将起动器齿圈拧接到扭振减振器的驱动元件上，该起动器齿圈与起动器共同作用。通过该起动器可起动内燃机。
为了能够补偿扭振减振器的驱动元件在轴向上相对于内燃机曲轴在运行中产生的相对运动，曲轴可经由沿曲轴轴向有弹性的弹性元件(所谓的“挠性板”)与扭振减振器的驱动元件连接。所述弹性元件可通过多个在圆周方向上分布设置的螺钉与扭振减振器的驱动元件螺纹联接。
根据本发明的一种扩展方案，所述螺钉相对于动力系统或曲轴的轴向倾斜设置。螺钉优选从内燃机侧被拧入扭振减振器的驱动元件中。为了能够拧紧螺钉，可在内燃机壳体的壁中设置装配口。通过所述装配口可在扭振减振器或动力系统的适合的旋转位置中借助套筒扳手依次拧紧或松开各个螺钉。
附图说明
下面借助附图详细说明本发明。如图如下：
图1为法兰连接到内燃机上的混合动力头且混合动力头又法兰连接到自动变速器上的剖视的装配图；
图2为根据本发明的自动变速器的混合动力头侧的端部；
图3为图2的自动变速器，混合动力头法兰连接到其上；
图4为图3中所示的单元，其中在混合动力头中装入电机；
图5为图4中所示的布置，其中在混合动力头上安装扭振减振器；
图6为从驱动侧看的基本变速器(Rumpfgetriebe)的前视图。
具体实施方式
下面从图2开始说明各部件的装配，在此始终参考图1的装配图。
图2示出自动变速器1驱动侧部分的半剖视图，该自动变速器包括变速器壳体2和可旋转地设置的变速器输入轴3。自动变速器1的变速器壳体在驱动侧通过壳体盖4封闭。壳体盖4通过沿变速器输入轴3的轴向5从变速器输入侧拧入的螺钉6与以附图标记2表示的壳体元件螺纹联接。
如图2可见，从变速器壳体2在驱动侧伸出一个由空心轴7构成的油泵驱动装置。该油泵驱动装置可旋转地支承在变速器壳体中。油泵驱动装置具有一个齿轮8，该齿轮经由链9或皮带与设置在变速器壳体2内的机械驱动的油泵(未示出)联接。油泵驱动装置经由滚动轴承10、11支承在相对于变速器壳体2与壳体固定地设置的“导轮支座”12上。
油泵(未示出)例如可以是叶片泵。它可平行于轴向或与轴线5错开地设置。代替图2中所示的布置，齿轮8也可直接是同轴于轴线5设置的内齿轮泵或内啮合齿轮泵的直接部件。
如自动变速器1不用于混合动力系统，而是用于传统动力系统，则导轮支座12用于支承变扭器的导轮。图1所示自动变速器因此既可用于传统动力系统也可用于混合动力系统。如图2可见，导轮支座12是与壳体固定地设置的空心轴，该空心轴本身设置在构造为空心轴7的油泵驱动装置中。在构成导轮支座12的空心轴中又设置变速器输入轴3。
自动变速器1可在变速器制造商处被完全预制和检验。为了避免尤其是从变速器壳体2伸出的部件3、7、12在运输期间受到损坏，可规定，在运输期间通过保护盖保护自动变速器1的驱动侧以防损坏和污染。
取下保护盖后，可将混合动力头13法兰连接到自动变速器1上，这在图3中示出。混合动力头13具有混合动力头壳体14，该混合动力头壳体通过对中凸肩15相对于自动变速器1的壳体2对中，所述对中凸肩15与变速器壳体2的凸台16共同作用。在混合动力头壳体14的朝向自动变速器壳体2的端面17和自动变速器壳体2的朝向混合动力头壳体14的端面18之间装配密封装置19，该密封装置使混合动力头壳体14相对于自动变速器壳体2油密地密封。
接着，混合动力头壳体14从混合动力头壳体14侧通过多个在圆周方向上分布设置的螺钉与自动变速器壳体2螺纹联接，在此仅示出其中一个螺钉20。在混合动力头壳体14的环形圆柱状空间21内拧紧螺钉20，然后向该空间内装入电机。
混合动力头13用作转矩叠加装置。混合动力头具有可旋转地设置的第一输入端(在下文被称为内燃机驱动元件22)、第二输入端(在下文被称为转子驱动元件23)和输出元件24，该输出元件通过轴毂连接25与自动变速器1的变速器输入轴3旋转联接。
输出元件24通过可旋转地设置的行星架支承，在该行星架中又可旋转地支承有多个在圆周方向上分布设置的双行星齿轮结构的第一和第二行星齿轮26、27。第一行星齿轮26与内燃机驱动元件22的相配的齿部28啮合。第二行星齿轮27与支承在壳体盖4中的齿轮29啮合，该齿轮经由自由轮30与油泵驱动装置联接。输出元件24也经由自由轮31与油泵驱动装置联接。
内燃机驱动元件22与构造为起动离合器33的片式离合器的内摩擦片支架32固定连接。片式离合器的外摩擦片支架34可旋转地支承在混合动力头壳体14中并且通过扭振减振器35在旋转方向上与用作行星架的输出元件24弹性地旋转联接。因此，当片式离合器闭合时，能够从内燃机驱动元件22向输出元件24传递转矩。
装配在自动变速器1中的机械油泵根据运行状态可经由自由轮30或31被内燃机或电机(见下文)驱动。
如图3可见，混合动力头13主要包括机械部件以及用于操作片式离合器的液压操作装置。
图4示出下一装配步骤。在混合动力头13法兰连接到自动变速器1上之后，将包括定子37和转子38的电机39装入混合动力头13的圆柱形空间21(参见图3)中。内表面14a(参见图3)用作定子37的对中面。为此借助保持金属板40和夹紧元件41将定子37定位和固定在混合动力头壳体14中，所述夹紧元件从内燃机侧(参见图1)与混合动力头壳体14螺纹联接。
在装配电机39期间，定子37和转子38通过装配辅助装置精确地彼此相对定位，由此确保在定子37和转子38之间保持预定义的气隙42。夹紧元件41的表面41a和转子驱动元件23的表面23a在此用作加设装配辅助装置(未示出)的对中面。
接着，将定子37以上述方式固定在混合动力头13中。转子38通过多个在圆周方向上分布设置的、沿轴向5延伸的螺钉43与混合动力头的转子驱动元件23螺纹联接。该螺纹联接从内燃机侧进行。在固定定子37和转子38后，可去除装配辅助装置(未示出)。
在下一装配步骤中，装配扭振减振器44，其包括输出元件45和驱动元件46。为此将输出元件45通过多个在圆周方向上分布设置的沿轴向5延伸的螺钉47与内燃机驱动元件22螺纹联接。
在下一装配步骤中，如图1所示，将该扭振减振器的驱动元件46通过在轴向5上弯曲弹性的板(挠性板)48与内燃机50的曲轴49旋转联接。弹性板48和驱动元件46之间的连接通过多个在圆周方向上分布设置的螺钉51进行，这些螺钉在此相对于轴向5倾斜设置。在适合的旋转位置中，可通过设置在内燃机壳体的壁52中的装配口(未示出)拧紧或松开这些螺钉。如存在足够的装配空间，螺钉51也可平行于轴向5设置。
为完整起见，还应提到起动器齿圈53，其设置在弹性板48上并且与在此未详细示出的起动器共同作用，该起动器设置用于起动内燃机50。
图6示出从驱动侧看的自动变速器1(基本变速器)的前视图。附图标记54、55表示在那里可设置回油端。

Claims (30)

1.用于装配混合动力驱动装置的动力系统部件的方法，
其中，提供下述部件：自动变速器(1)，其包括变速器壳体(2)和变速器输入轴(3)；被预装配为单独组件的混合动力头(13)，其包括混合动力头壳体(14)、转子驱动元件(23)和输出元件(24)；以及电机(39)，其包括定子(37)和转子(38)；
其中，将混合动力头壳体(14)法兰连接到变速器壳体(2)上并且将输出元件(24)通过轴毂连接(25)与变速器输入轴(3)旋转联接；接着将电机(39)装入混合动力头壳体(14)中，其中，定子(37)与混合动力头壳体(14)连接并且转子(38)与转子驱动元件(23)连接。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在装配混合动力头(13)之前，自动变速器已被填充变速器油。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述自动变速器(1)在朝向混合动力头(13)的一侧通过壳体盖(4)封闭，所述壳体盖(4)从混合动力头(13)侧与变速器壳体(2)螺纹联接。
4.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述变速器输入轴(3)从变速器壳体(2)伸出。
5.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述自动变速器(1)包括从变速器壳体(2)伸出的空心轴(7)，该空心轴用作在变速器壳体(2)中设置的被机械驱动的变速器油泵的驱动轴，在混合动力头壳体(14)法兰连接到变速器壳体(2)上之前或期间，混合动力头(13)的油泵驱动装置(30、31)与该用于变速器油泵的驱动轴联接。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，所述变速器输入轴(3)设置在空心轴(7)中。
7.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述混合动力头壳体(14)借助对中凸肩(15)相对于变速器壳体(2)径向对中。
8.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，在混合动力头壳体(14)的朝向自动变速器壳体(2)的端面(17)和自动变速器壳体(2)的朝向混合动力头壳体(14)的端面(18)之间装配密封装置(19)，该密封装置油密地密封混合动力头壳体(14)。
9.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述混合动力头壳体(14)从混合动力头壳体(14)侧与自动变速器壳体(2)连接。
10.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述混合动力头(13)包括一个设置用作并且适合用作起动离合器(33)的离合器。
11.根据权利要求10的方法，其特征在于，所述起动离合器(33)能通过液压操作装置来操作。
12.根据权利要求10的方法，其特征在于，所述起动离合器(33)是在自动变速器(1)的变速器油中运行的多盘式摩擦片离合器。
13.根据权利要求10的方法，其特征在于，所述起动离合器(33)通过设置在变速器输入轴中的机油通道被供给自动变速器(1)的变速器油。
14.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述混合动力头(13)包括扭振减振器(35)。
15.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，在将电机(39)装入混合动力头(13)之前，借助仅设置用于装配的定位元件将转子(38)相对于定子(37)保持在预定义的位置中，在将定子(37)与混合动力头壳体(14)连接以及将转子(38)与转子驱动元件(23)连接之后去除所述定位元件。
16.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述定子(37)与混合动力头壳体(14)螺纹联接。
17.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述转子(38)与转子驱动元件(23)螺纹联接。
18.根据权利要求16或17的方法，其特征在于，所述定子(37)从混合动力头壳体(14)的内燃机侧与混合动力头壳体(14)螺纹联接，并且转子(38)从混合动力头壳体(14)的内燃机侧与转子驱动元件(23)螺纹联接。
19.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，在装入电机(39)之后，将混合动力头(13)的内燃机驱动元件(22)与内燃机(50)的曲轴(49)联接。
20.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述混合动力头(13)是能将施加在内燃机驱动元件(22)上的转矩与由电机(39)产生的转矩叠加为要向变速器输入轴(3)传递的转矩的部件。
21.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述混合动力头(13)仅包括机械部件和液压部件。
22.根据权利要求19的方法，其特征在于，所述混合动力头壳体(14)直接或通过环状间隔元件法兰连接到内燃机(50)的壳体(52)上。
23.根据权利要求19的方法，其特征在于，所述混合动力头(13)的内燃机驱动元件(22)通过扭振减振器(44)与曲轴(49)旋转联接。
24.根据权利要求23的方法，其特征在于，首先将扭振减振器(44)的输出元件(45)与混合动力头(13)的内燃机驱动元件(22)螺纹联接，接着将扭振减振器(44)的驱动元件(46)与曲轴(49)旋转联接。
25.根据权利要求23或24的方法，其特征在于，将用于起动内燃机的起动器齿圈(53)法兰连接到扭振减振器(44)的驱动元件(46)上。
26.根据权利要求23或24的方法，其特征在于，所述曲轴(49)经由沿曲轴(49)轴向(5)有弹性的弹性元件(48)与扭振减振器(44)的驱动元件(46)连接。
27.根据权利要求26的方法，其特征在于，所述弹性元件(48)通过多个在圆周方向上分布设置的螺钉(51)与扭振减振器(44)的驱动元件(46)螺纹联接。
28.根据权利要求27的方法，其特征在于，所述螺钉(51)相对于轴向(5)倾斜地并且从内燃机(50)侧被拧入扭振减振器(44)的驱动元件(46)中。
29.根据权利要求28的方法，其特征在于，在内燃机(50)的壳体的壁(52)中设置装配口，通过所述装配口能在扭振减振器(44)的适合的旋转位置中借助套筒扳手拧紧或松开各个螺钉(51)。
30.根据权利要求9的方法，其特征在于，所述混合动力头壳体(14)从混合动力头壳体(14)侧与自动变速器壳体(2)螺纹联接。
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