CN103216572B - 带有集成的减振系统的传递单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一用来将转矩从驱动单元的从动轴传递到传动系的主动轴上的传递单元，其包括湿式摩擦离合器，该湿式摩擦离合器至少具有下列组件：在输入侧至少一个输入轴；在输出侧至少一个输出轴；至少一个摩擦系统，其用于以可松开的方式将该至少一个输入轴与该至少一个输出轴连接用以传递转矩；以及至少一个随同旋转的离合器壳体，用以定位该摩擦系统，该传递单元的特征是，在随同旋转的离合器壳体中设置有至少一个将输入轴与至少一个输出轴以振动脱耦的方式连接的减振系统，而且，输入轴可用刚性连接件与驱动单元的从动轴刚性连接。通过传递单元的这种集成结构方式，使得能够以很小的结构空间以及很小的惯性矩来使用，从而能够达到较高的效率。

Description

带有集成的减振系统的传递单元

技术领域

本发明涉及一种用来将转矩从驱动单元的从动轴传递到传动系的主动轴上的传递单元，它包括集成有减振系统的湿式摩擦离合器。所述摩擦离合器尤其是一湿式双离合器。湿式离合器或湿式双离合器是指灌装有冷却液的离合器或双离合器，所述冷却液用于运出产生的热量。传递单元优选用来将转矩从内燃机的曲轴传递到换挡变速器，例如机动车的换挡变速器的变速器轴上。在这种情况下，采用的减振系统用来松开驱动单元和传动系或换挡变速器的振动。

背景技术

特别是对内燃机来说，它产生的振动与转矩峰值可能会使与其相连接的部件负荷过大，而且还会产生恼人的噪声。因此人们希望尽早地，也就是说在驱动单元附近就将振动和转矩峰值从传动系统中消除掉。同时还希望阻断传动系统剩余部分之振动传递到驱动单元上。

现有技术中公知的减振系统连接在摩擦离合器之前，并一般作为附加件安装在从动轴与摩擦离合器之间。为此，被称作双配重减振器的、具有极佳减振特性的减振器得到了应用。但是此种双配重减振器相当重，而且不灵活。因此这种部件不仅需要额外的结构空间，而且还增加了整个系统的惯性并因而降低了驱动系统的效率。

由于公众对驾驶舒适性的要求普遍提高，而借助于双离合自动变速器也已能使燃耗更低，因此，双离合器器的应用获得了认可。特别是为了减小新式发动机，尤其是汽车内燃机的能耗，应使发动机低转速运转。这一点在采用其他摩擦离合器的情况下也是成立的。但是在这种情况下，由于转速低，干扰性颤动会增加。而机动车又制造得越来越轻，其可拥有的减振配重也在不断减小。因此有必要增强减振系统或者说振荡平衡系统；但这通常需要扩大结构空间。但是小型及微型车级别的机动车对结构空间又有特别的限制。

发明内容

基于此，本发明的基本目的是至少部分克服现有技术中的公知缺点。尤其是提出这样一种摩擦离合器，其结构空间不大，但具有良好的减振或者说振动平衡特性，而且不仅不会增加，甚至还可能降低整个驱动系统的旋转质量和能耗。

本发明涉及用来将转矩从驱动单元的从动轴传递到传动系的主动轴上的传递单元，其包括湿式摩擦离合器，而且该湿式摩擦离合器至少具有以下构件：

在输入侧至少一个输入轴；

在输出侧至少一个输出轴；

至少一个摩擦系统，其可松开地连接至少一个输入轴与至少一个输出轴用以传递转矩；以及

至少一个随同旋转的离合器壳体，用以定位摩擦系统。

该传递单元的特点是，在随同旋转的离合器壳体中设置有至少一个将输入轴与至少一个输出轴振动脱耦地连接的减振系统，而且，输入轴可用刚性连接件与驱动单元的从动轴刚性连接。

传递单元的任务是将从动轴的转矩以可松开的方式传递到主动轴上。为此配置有作为中心部件的湿式摩擦离合器。

在那些能够在从动轴与主动轴之间存在速度差和或力矩差的情况下仍能松开和锁合的动态离合器中，采用以摩擦连接的方式来工作的传递单元已得到了认可。这一任务是借助于湿式摩擦离合器的摩擦系统来转化的。

从动轴与输入轴连接，所述输入轴之所以被称作输入轴是因为在主工作状态下，转矩应从从动轴传递到主动轴上，这样，转矩将通过输入轴导入到湿式摩擦离合器中。传动系的主动轴是通过输出轴连接的(输出轴的称谓也是根据上述原因来的)。为利于观察，下文将把从动轴的那一面称作输入侧。相应地，朝向主动轴的那一面被称作输出侧。不过，转矩也可以沿向后的方向从输出轴传递到输入轴，或者说从主动轴传递到从动轴上，例如在机动车以牵引方式运转时。传动系是指用来将机动车中的驱动单元的转矩转变成推进力的轴系统。

把驱动单元与传动系以可松开的方式彼此连接的摩擦系统是由一个或多个摩擦组组成的。一个摩擦组则又具有至少一个摩擦副，所述摩擦副由一个压板及与之对应的离合器从动盘组成。下文中，如果是用来阐述原理，则一律用一个压板和一个离合器从动盘来说明，虽然实际上可能或通常采用了多个摩擦副。为了传递转矩，例如为了将转矩从输入侧传递到输出侧上，需用有压力将压板压向离合器从动盘。由于压板与离合器从动盘之间产生摩擦，这两个部件的转速将彼此同步，转矩将以几乎没有滑移的方式得到传递。传动系在输出侧与所述的至少一个输出轴相连，或者说，所述输出轴在整体上构成了一变速器轴。

湿式摩擦离合器具有一随同旋转的离合器壳体，摩擦系统即设置在该离合器壳体中。也就是说，摩擦系统的压板是以可相对于随同旋转的离合器壳体转动的方式安装的。但是为了使压板在与离合器从动盘压紧时也能轴向运动，需使压板在随同旋转的离合器壳体中能够沿轴向自由移动。

在随同旋转的离合器壳体中设置有至少一个减振系统。该减振系统需这样设置，即，需使输入轴与至少一个输出轴以振动脱耦的方式彼此连接。这样，输入轴的振动将只能在被减弱后才传递到输出轴上。反过来，对于输出轴的振动也是如此。由于随同旋转的离合器壳体中的减振系统具有这种结构，因此可以放弃采用诸如双配重减振器等常规减振器。这样，不仅将使所需的结构空间变得更小，而且还省去了在传动系统中转入部件这一额外的安装步骤。这样就达到了使驱动系统的质量变得更小、更灵活，使装配变得更简单的效果。如将输入轴能够通过刚性连接件与驱动单元的从动轴固定地连接，那么这种效果将得到进一步的提升。在迄今为止的公知传递单元中，从动轴与输入轴必须以振动脱耦的方式相互连接。但是，利用减振系统的这种集成结构将可以舍弃那种复杂而笨重的连接方式。这里，刚性连接件是指从动轴与输入轴之间的一种不具有减振特性或者说其减振特性可忽略的连接件。尤其是在输入轴与从动轴之间并没有设置一具有耗散能力的减振器。也就是说，并没有设置一种基于诸如橡胶、类橡胶材料或弹性体等减振流体或减振材料的减振器。

在传递单元的另一有利实施方案中，刚性连接件包括一径向布置的弹簧组或挠性板。

这些在这里作为示例举出的刚性连接件的主要特点是，它们对在输入侧吸收的能量(转矩)的耗散效应几乎可以忽略，因而能够在输出侧又将此能量完全释放出来。因此它们具有一种纯延时特性，这种特性可导致如下结果：高频的振动(也就是说交替出现的方向相反的转矩或力)由于时延而自动消失，因此不会被传递到输出侧。这样的结构尤其节省空间，而且与常用的诸如双配重减振器等减振系统相比，它的质量更小，也更灵活。

在传递单元的另一有利实施方案中，从动轴包括一带有外圆周的飞轮，刚性连接件可连接在其外圆周上。

飞轮布置在从动轴上的目的是使从动轴的运动变得平稳。尤其是在内燃机中，其能够平衡因驱动撞击而引起的波动。由于飞轮具有较大的外圆周，因此将输入轴连接在该外圆周上是有利的。为此可以使用比连接在输入轴的轴周面上时所使用的固定件更小的固定件，因为此时固定件到旋转中心的杠杆更大。尤其是可以借助于焊接或螺栓连接将输入轴连接到外圆周上。特别是在采用带有径向布置之弹簧组或挠性板的刚性连接件时，由于外圆周较大，使用该种刚性连接件可尤其有效，因为这里可用的结构空间大，而且到输入轴的杠杆臂同样也大。

在传递单元的另一有利实施方案中，随同旋转的离合器壳体具有一传动盘和一离合器毂，其中，传动盘与输入轴刚性地连接，而摩擦系统则设置在离合器毂中，传动盘和离合器毂构成用于一弧形减振弹簧的连接件，该弧形减振弹簧将传动盘与离合器毂彼此振动脱耦地连接。

在这里，随同旋转的离合器壳体在输入侧具有一传动盘，输入轴的转动以及转矩将通过该传动盘传递到离合器壳体上。在输出侧上则配置一离合器毂，摩擦系统设置在该离合器毂中。因此传动盘和离合器毂彼此并非旋转固定地固定在一起，而是通过一弧形减振弹簧相互振动脱耦地连接的，该弧形减振弹簧在摩擦离合器的湿区与起耗散作用的冷却液一起构成减振器。这样，传动盘的振动将只能在被减弱后才传递到离合器毂上。反过来，对于离合器毂的振动也是如此。由于具有这种在传动盘与离合器毂之间的减振器结构，因此可以放弃采用诸如双配重减振器等常规减振器。减振系统的这种移植展示了这样一种结构，即，其结构空间与公知的未集成减振器的摩擦离合器相比仅有稍许增加。也就是说，传动盘和离合器毂的构造仅须变成能够各自连接在弧形减振弹簧上。因此与公知的传送装置相比，可以省去布置在摩擦离合器外部的双配重减振器，而摩擦离合器本身的尺寸最多只需增加弧形减振弹簧以及连接件的尺寸。

在另一有利实施方案中，摩擦系统具有至少一个压板，在此压板上保持有至少一个离心力摆，而且压板与离合器毂一同旋转地固定。

摩擦系统的所述至少一个压板被设计用来以摩擦连接的方式将转矩传递到离合器从动盘上。压板被随同旋转的离合器壳体带动而旋转。所述离心力摆可设置在该可由多个(盘形)构件组成的压板之上或之中。离心力摆是由多个小配重构成的，这些小配重运动地布置在随同旋转的压板上。因此离合器毂的谐振频率能够动态变化，从而使大部分邻近振动的谐振频率与这些离心力摆的振动的谐振频率不同。这样的离心力摆适合用来--像上面描述的那样--进一步改善弧形减振弹簧的减振特性，这样一来，由位于传动盘与离合器毂之间的减振器和那一(间接地)与离合器毂可旋转地固定的离心力摆所组成的减振系统就可以完全取代迄今为止公知的那些安装在输出轴与从动轴之间的减振系统了。特别是离心力摆只需要极小的结构空间。将弧形减振弹簧集成在离合器空间中意味着：在许多情况下，传递单元因额外地使用此种离心力摆而增加的空间是可以忽略的。

在传递单元的另一有利实施方案中，摩擦离合器是带有两个输出轴的双离合器。

在此种结构中，摩擦系统包括两个摩擦组，每个摩擦组分别由至少一个压板和至少一个离合器从动盘组成。每个摩擦组的所述至少一个离合器从动盘与两个输出轴中的其中一条相连。这种双离合器通常连接在一双轴变速器上，这样，之前所用的(通过第一摩擦组实现的)传动比即便在随后所用的(通过第二摩擦组实现的)传动比已经形成的情况下仍然能够保持住。与单离合器相比，双离合器的优点在于，在例如利用第一齿轮系实现的转矩传递中断之时，例如第二齿轮系的第二摩擦组就可以开始啮合。因此，从动轴(例如内燃机的曲轴)的转矩输出几乎可以保持恒定。

在传递单元的另一有利实施方案中，双离合器具有一带有用于离心力摆的联接部的中央桥板，而所述离心力摆的联接部从离合器壳体径向向外伸出。

为实现尽可能有效的平行切换，在双离合器中设置一中央桥板，而两个摩擦组则布置在该中央桥板的两侧。这样，该中央桥板构成两个摩擦组的压板。在例如第一摩擦组处于啮合的状态下，第一离合器从动盘将以摩擦连接的方式被保持在第一压板与中央桥板的第一功能面之间。如第二离合系统被置入摩擦啮合状态，则第二压板和第二离合器从动盘将被压向中央桥板的另一(第二)功能面。这样，该中央桥板构成两个摩擦组的压板。不过，中央桥板还要同时承担飞轮的任务，这样，它就可以将转矩平缓地传递奥第二离合系统上。为提高此飞轮的性能，中央桥板需径向向外伸出，以便增加惯性矩。而离心力摆则可以有利地设置在那一从离合器毂上凸出的部分上。由此，由于离心力摆的作用，飞轮在谐振频率方面的性能将得到改善。但此时双离合器的总质量或者说惯性矩依旧较小，因此此种双离合器的效率较高。在这里，就像前文在涉及取消连接步骤时说明过的那样，同样存在集成结构方式的优点。

在传递单元的另一有利实施方案中，摩擦系统通过一从外部穿过传动盘的操作指被压紧来传递转矩。

摩擦系统的压板和离合器从动盘通常要借助于一控制装置的挤压而彼此形成摩擦连接。为此经常需采用高价的杠杆机构，以便使控制装置中可能的承压力保持得较小。对于前述之摩擦离合器的单薄结构而言，设置一种例如液压致动的操作指是有利的。该种操作指可以带来较大的力，同时也无需昂贵的杠杆系统。在这种情况下，使操作指由外而内地穿伸过传动盘是有利的。这意味着，操作指从随同旋转的离合器壳体的外部伸进摩擦系统的空间中。特别是对于湿式离合器而言，摩擦系统应保持较小的空间，因为其中的液体将受到因压板与离合器从动盘之间的相对速度而导致的剪切力的作用。通过将操作指向外移位，可使随同旋转的离合器壳体被设计得特别小。由此可减小湿式摩擦离合器的结构空间以及惯性矩。

在传递单元的另一有利实施方案中，操作指在摩擦系统松开时是通过一可旋转地固定在离合器毂上的复位弹簧来复位的。

摩擦离合器要么是主动接合在一起，要么是主动松开。而复位弹簧可用于反向运动。这样，控制以及机械结构将变得尤为简单。在这里，将复位弹簧旋转安装在离合器毂上是有利的。该复位弹簧通过其弹簧弹力而与操作指保持持续的摩擦接触。这样，将使得控制装置或者单独的操作指(当设置了轴承时)即便在松弛的状态下也能随同离合器毂旋转。因此在操作指与复位弹簧之间不存在或几乎不存在相对运动。此外，采用与安装压板相同的方式将复位弹簧设置在离合器毂上是有利的。比如压板可通过离合器毂中的内齿与压板上之对应外齿来安装，以实现其可旋转的目的。而且压板能够沿轴向移动。在这一实施方案韩总，复位弹簧同样可配置对应的外齿，这样就可以相应地以可旋转的方式安装在离合器毂中。此外，复位弹簧的至少一侧需利用至少一个另外的保持件(例如销或环)在轴向上固定住，从而为复位弹簧形成轴向支座。这样就不再需要设置额外的保持装置，而且此种集成结构将进一步节省结构空间及重量。

在本发明的范围内，还描述了一种机动车，该机动车具有带有从动轴的驱动单元、传动系以及如前所述的用来将从动轴以可松开的方式连接到传动系上的传递单元，其中，所述驱动单元在驾驶室之前并且横向于机动车纵轴线地设置在机动车中。

今天的大多数机动车均为前轮驱动，因此优选将诸如内燃机或电机等驱动单元以与主车轴垂直的方式设置在驾驶室之前。在这样的结构中，结构空间尤其小，因此采用如前文所述之传递单元时特别有利的，因为这种传递单元占用的结构空间特别小。

对于欧洲分类法所称的小型轿车而言，结构空间的问题就更突出了。在小型轿车中所用的成套设备并不比大型轿车中所用之设备小多少。而小型车中的可用空间却明显更小。前文所述的带有湿式摩擦离合器或者双离合器的传递单元由于具有极小的结构尺寸，因而是极为合适的。轿车是按照例如大小、价格、重量、功率划分机动车等级的，而这种定义则总是在按照市场需求发生变化。按欧洲分类法所称的小型和微型车等级机动车在美国市场上被归入微型车(Subcompact car)级别，而在英国市场上则对应超小型车级别(Supermini)，如城市车(City car)级别。例如Volkswagen Fox或Renault Twingo属微型车级别。而例如Alfa Romeo Mito、Volkswagen Polo、Ford Fiesta或者Renault Clio则属于小型车级别。

在本专利申请书的权利要求中逐个详述的特征可按工艺学上有意义的方式任意地相互组合，并可通过说明书中阐述过的事实和其中列出了本发明实施变例的附图中的细节来补充。

下面将借助于附图详细阐述本发明及其技术领域。附图中示出了尤其优选的实施例，但本发明并不限于这些实施例。尤其需要指出的是，这些附图，尤其是图中示出的大小比例仅是示意性的。

附图说明

图1：传递单元的剖视图；

图2：刚性连接件的局部图；

图3：一可选刚性连接件的剖视图；

图4：一机动车的示意图。

具体实施方式

图1以剖视图示出了围绕发动机轴线32旋转的传递单元1。在该图的左侧示出了带有一飞轮16的从动轴2的端部。输入轴7通过刚性连接件13与飞轮16或者说从动轴2刚性连接。在这里，刚性连接件13固定在飞轮16的外圆周17上。如例如在图2中的俯视图所示的那样，刚性连接件13具有一径向设置的弹簧组14。传动盘18连接在输入轴7上，该传动盘构成了减振系统12的弧形减振弹簧22的输入侧连接件20。离合器毂19则构成了弧形减振弹簧22的输出侧连接件21，因此，在摩擦离合器6的湿腔35中形成了一减振器。传动盘18和离合器毂19一起构成了随同旋转的离合器壳体11。在离合器毂19中以可旋转的方式固定有多个压板23和一中央桥板25。在中央桥板25上，可运动的离心力摆24设置在联接部26上。压板23和离合器从动盘34通过操作指27彼此压紧。操作指27通过复位弹簧28向后复位到初始位置中。复位弹簧28就像压板23和中央桥板25一样以可旋转的方式固定在离合器毂19中。此时，压板23、中央桥板25和离合器从动盘34构成摩擦系统10，通过该摩擦系统，转矩能够以可松开的方式从输入轴7或者说从动轴2上传递到第一输出轴8或第二输出轴9上。

图2以沿发动机轴线32(未示出)方向的俯视图示出了刚性连接件13的局部视图。图中示出了径向设置的弹簧组14，该弹簧组将从从动轴2至输入轴7的转矩传递以弹动的方式来传送(所述两个轴均未示出)。

图3以图1所示视图的局部视图示出刚性连接件13。如图所示，在刚性连接件13与输入轴7之间设置有一挠性板15，该挠性板能够实现转矩从未示出的从动轴2的转矩以弹动方式传递给输入轴7。

在图4中示出了机动车29，在该机动车中，驱动单元3如内燃机设置在驾驶室30之前。驱动单元3的从动轴2通过一湿式摩擦离合器6与一主动轴4相连，所述主动轴4又通过一变速器33与传动系5建立连接。驱动单元3的穿过从动轴2、湿式摩擦离合器6、主动轴4以及变速器33延伸的发动机轴线32横向于机动车29的纵轴线31地布置。

通过传递单元的这种集成结构方式，使得能够以很小的结构空间以及很小的惯性矩来使用，从而能够达到较高的效率。

附图标记列表

1 传递单元

2 从动轴

3 驱动单元

4 主动轴

5 传动系

6 湿式摩擦离合器

7 输入轴

8 第一输出轴

9 第二输出轴

10 摩擦系统

11 随同旋转的离合器壳体

12 减振系统

13 刚性连接件

14 弹簧组

15 挠性板

16 飞轮

17 外圆周

18 传动盘

19 离合器毂

20 输入侧连接件

21 输出侧连接件

22 弧形减振弹簧

23 压板

24 离心力摆

25 中央桥板

26 联接部

27 操作指

28 复位弹簧

29 机动车

30 驾驶室

31 纵轴线

32 发动机轴

33 变速器

34 离合器从动盘

35 湿腔

Claims (11)

1.一种用来将转矩从驱动单元(3)的从动轴(2)传递到传动系(5)的主动轴(4)上的传递单元(1)，其包括湿式摩擦离合器(6)，该湿式摩擦离合器至少具有下列组件：

在输入侧至少一个输入轴(7)；

在输出侧至少一个输出轴；

至少一个摩擦系统(10)，其可松开地连接该至少一个输入轴(7)与该至少一个输出轴以传递转矩；以及

至少一个随同旋转的离合器壳体(11)，用以定位该摩擦系统(10)，

其特征在于，在随同旋转的该离合器壳体(11)中设置至少一个减振系统(12)，该减振系统振动脱耦地连接该输入轴(7)与该至少一个输出轴，其中，该输入轴(7)与驱动单元(3)的该从动轴(2)能通过一刚性连接件(13)彼此刚性连接。

2.根据权利要求1所述的传递单元(1)，其中，所述刚性连接件(13)包括径向设置的弹簧组(14)；或

挠性板(15)。

3.根据权利要求1或2所述的传递单元(1)，其中，所述从动轴(2)包括一带有外圆周(17)的飞轮(16)，所述刚性连接件(13)可连接在该外圆周(17)上。

4.根据前述权利要求1所述的传递单元(1)，其中，所述随同旋转的离合器壳体(11)具有一传动盘(18)和一离合器毂(19)，该传动盘(18)与所述输入轴(7)刚性连接，所述摩擦系统(10)定位在所述离合器毂(19)中，所述传动盘(18)与离合器毂(19)构成用于一弧形减振弹簧(22)的连接件(20，21)，所述弧形减振弹簧将所述传动盘(18)与所述离合器毂(19)彼此振动脱耦地连接。

5.根据权利要求4所述的传递单元(1)，其中，所述摩擦系统(10)具有至少一个压板(23)，在该压板上保持有至少一个离心力摆(24)，该压板(23)与所述离合器毂(19)一同旋转地固定。

6.根据前述权利要求1所述的传递单元(1)，所述摩擦离合器(6)是一具有两个输出轴(8，9)的双离合器。

7.根据权利要求6所述的传递单元(1)，其中，该双离合器具有一中央桥板(25)，该中央桥板带有用于至少一个离心力摆(24)的联接部(26)，所述联接部(26)从所述离合器壳体(11)径向向外伸出。

8.根据前述权利要求4或5所述的传递单元(1)，其中，所述摩擦系统(10)通过一操作指(27)被压紧以传递转矩，该操作指(27)从外部穿过所述传动盘(18)。

9.根据前述权利要求6或7所述的传递单元(1)，其中，所述摩擦系统(10)通过一操作指(27)被压紧以传递转矩。

10.根据权利要求4至7中任一项所述的传递单元(1)，其中，所述摩擦系统(10)通过一操作指(27)被压紧以传递转矩,所述操作指(27)在操作时通过一复位弹簧(28)来复位，该复位弹簧(28)可旋转地固定在所述离合器壳体(11)上。

11.一种机动车(29)，其具有带有从动轴(2)的驱动单元(3)、传动系(5)以及如前述权利要求1至10之一所述的传递单元(1)，该传递单元(1)用来将所述从动轴(2)与所述传动系(5)可松开地连接，其中，所述驱动单元(3)在驾驶室之前并且横向于机动车(29)的纵轴线(31)地设置在机动车(29)中。