CN105814343A - Cvt变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种CVT变速器，具有驱动装置(3)、能无级调整的变换器(10)、用于产生至少两个具有无级传动比的运行范围(低和高)的子变速器(20)，以及具有直接切换级(30)，用于在具有无级传动比的第一运行范围(低)和第二运行范围(高)之间的转换，其特征在于，所述子变速器(20)对于第一运行范围(低)而言包括力锁合的离合器(41)、尤其是摩擦离合器，并且对于第二运行范围(高)而言包括形状锁合的离合器(42)、尤其是爪式离合器。

Description

CVT变速器
技术领域
本发明涉及一种CVT变速器，具有驱动装置、能无级调整的变换器、用于产生至少两个具有无级传动比的运行范围(低和高)的子变速器，以及具有直接切换级，用于在具有无级传动比的第一运行范围(低)和第二运行范围(高)之间的转换。此外，本发明涉及一种用于运行这种CVT变速器的方法。
背景技术
借助CVT来表示无级变速器，其中，字母CVT表示ContinuouslyVariableTransmission。为了提高无级变速器的传动比范围，即其速比范围(Spreizung)，例如由欧洲公开文献EP2275709A1已知，能换挡的行星齿轮变速器后置于该无级变速器。能换挡的行星齿轮变速器实现了倒挡和双范围切换。此外，由德国公开文献DE10261900A1已知，设置一种具有固定可接通挡位的多范围CVT，例如用于起动或者用于最高速，其中，然而在该固定传动比的运行中该变换器脱耦。因此，仅仅有一个无级范围，不能全部行驶范围都无级地行驶。
发明内容
本发明的任务在于，简化一种CVT变速器的运行，该CVT变速器具有驱动装置、能无级调整的变换器、用于产生至少两个具有无级传动比的运行范围(低和高)的子变速器，以及具有直接切换级，用于在具有无级传动比的第一运行范围(低)和第二运行范围(高)之间的转换。
在一种CVT变速器中，所述CVT变速器具有驱动装置、能无级调整的变换器、用于产生至少两个具有无级传动比的运行范围(低和高)的子变速器，以及具有直接切换级，用于在具有无级传动比的第一运行范围(低)和第二运行范围(高)之间的转换，该任务通过以下方式解决，该子变速器对于第一运行范围(低)而言包括力锁合的离合器、尤其是摩擦离合器，并且对于第二运行范围(高)而言包括形状锁合的离合器、尤其是爪式离合器。通过根据本发明的、用于第一运行范围(低)的力锁合的离合器与用于第二运行范围(高)的形状锁合的离合器的组合，能够节省制造CVT变速器时的成本，因为形状锁合的离合器比力锁合的离合器产生更低的成本。然而令人意外地，通过力锁合的离合器与形状锁合的离合器的组合能在该CVT变速器的运行中实现相对更高的行驶舒适性。
该CVT变速器的一个优选实施例的特征在于，直接切换级包括形状锁合的离合器、尤其是爪式离合器。因此，能进一步降低制造成本，更确切地说不必明显地限制在CVT变速器的运行中的行驶舒适性。
该CVT变速器的另一优选实施例的特征在于，跨接变换器的直接切换级直接附接到驱动装置上。通过该直接切换级直接附接到驱动装置上，该直接切换级能有利地与起动元件无关地使用。直接切换级可例如附接到如下齿轮上，所述齿轮在传统的CVT驱动系中使用，以便驱动液压泵。因此，这种齿轮也被称作泵轮。如果驱动装置包括内燃发动机或者说内燃机，那么跨接变换器的直接切换级直接通过内燃发动机或者说内燃机来驱动。由于直接切换级直接附接到驱动装置上，在本发明的框架内，直接切换级优选地仅仅在配备有该CVT驱动系的机动车的行驶运行中使用。
该CVT变速器的另一优选实施例的特征在于，跨接变换器的直接切换级在其间连接有扭振减振器的情况下与曲轴连接。通过曲轴来输出驱动装置的扭矩，特别是内燃发动机或者说内燃机的扭矩。该扭振减振器有利地用于使在驱动装置(尤其是内燃发动机或者说内燃机)运行中出现的不希望的扭振与CVT传动系脱耦。由此，在CVT传动系中避免由于旋转不均匀性引起的不希望的损害。
该CVT变速器的另一优选实施例的特征在于，子变速器布置在变换器和差速器之间。该子变速器涉及例如减速变速器。该子变速器优选地布置在变换器输出部和差速器之间。与此相对地，直接切换级优选地布置在起动元件和变换器输入部之间。
该CVT变速器的另一优选实施例的特征在于，子变速器实施为双范围变速器，特别实施为行星齿轮变速器。该双范围变速器实现例如在所述第一范围(也被称作低范围)中的行驶和在所述第二范围(也被称做高范围)中的行驶。在第一范围中比在第二范围中可例如以更高的传动比行驶。此外，实施为行星齿轮变速器的第二范围变速器有利地实现了倒挡的功能。
该CVT变速器的另一优选实施例的特征在于，子变速器实施为具有单式行星齿轮组的行星齿轮变速器。根据本发明的一个基本方面，该行星齿轮变速器比传统的行星齿轮变速器简单得多地构造，所述传统的行星齿轮变速器包括至少两个行星齿轮组。在简化该行星齿轮变速器的情况下，要有意地接受操纵舒适性或者说切换舒适性的折衷。但由此得到下述优点：简化的行星齿轮变速器不仅仅能更简单地制造，而且能灵活得多地来使用，以便使例如一种变速器组合构件类型用于不同的扭矩级别。此外，能通过行星齿轮变速器的简化节省安装空间。
该CVT变速器的一个优选实施例的特征在于，行星齿轮变速器包括太阳轮、内齿轮和行星轮，这些齿轮以能旋转的方式支承在行星齿轮架上。不同于传统的行星齿轮变速器，该行星齿轮变速器包括仅仅一个太阳轮、仅仅一个内齿轮和仅仅一个行星齿轮架。这尤其提供了下述优点：在设计该行星齿轮变速器时能更简单地和灵活地考虑不同的要求。
该CVT变速器的另一优选实施例的特征在于，太阳轮附接到变换器输出部上。行星齿轮变速器的太阳轮有利地抗扭转地与变换器的从动侧锥盘组的输出轴连接。
该CVT变速器的另一优选实施例的特征在于，具有单式行星齿轮组的行星齿轮变速器布置在变换器和差速器之间。除了从动侧锥盘组之外，变换器还包括驱动侧锥盘组，该驱动侧锥盘组在其间连接有起动元件的情况下驱动式地与驱动装置、例如内燃发动机或者说内燃机连接。差速器在从动侧上有利地用于，把从驱动装置提供的扭矩例如分配到两个驱动轮上。
该CVT变速器的另一优选实施例的特征在于，旋转方向反转装置设置在具有单式行星齿轮组的行星齿轮变速器，用于形成倒挡。根据本发明的另一方面，旋转方向反转装置有意地不集成到行星齿轮变速器中。由此，进一步简化行星齿轮变速器的构造。此外，通过行星齿轮变速器和旋转方向反转装置之间有意的分离，进一步简化用于不同的扭矩等级的变速器组合构件的形成。
该CVT变速器的另一优选实施例的特征在于，旋转方向反转装置实施为具有前进支路和后退支路的固定级变速器。该固定级变速器包括例如正齿轮级和爪式切换装置，用于在前进支路和后退支路之间转换。此外，该固定级变速器有利地实现中性位置或者空转位置，在所述中性位置或者空转位置中没有扭矩通过该固定级变速器传递。
在一种用于运行CVT变速器的方法中，该CVT变速器具有驱动装置、能无级调整的变换器、用于产生至少两个具有无级传动比的运行范围(低和高)的子变速器，以及具有直接切换级，用于在具有无级传动比的第一运行范围(低)和第二运行范围(高)之间的转换，该CVT变速器特别是上面说明的CVT变速器，替代地或者附加地，上述任务通过如下方式解决，通过直接切换级进行从第一运行范围(低)到第二运行范围(高)中的转换。从第一运行范围(低)到第二运行范围(高)中的转换优选地总是通过直接切换级实现。通过直接切换级的、从第一运行范围(低)到第二运行范围(高)中的转换优选地总是在相同的变速器传动比的情况下，例如在大约4.25的变速器传动比的情况下。参考示出了低范围的特征曲线，通过直接切换级的、从第一运行范围(低)到第二运行范围(高)中的转换优选地在该特征曲线的下端部上进行。
在一种用于运行CVT变速器的方法中，该CVT变速器具有驱动装置、能无级调整的变换器、用于产生至少两个具有无级传动比的运行范围(低和高)的子变速器，以及具有直接切换级，用于在具有无级传动比的第一运行范围(低)和第二运行范围(高)之间的转换，该CVT变速器特别是上面说明的CVT变速器，替代地或者附加地，上述任务通过如下方式解决，从第二运行范围(高)到第一运行范围(低)中的快速回调借助子变速器的滑转状态的摩擦离合器(schlupfenderReibungskupplung)来实施。由此，能快速地且简单地从第二运行范围(高)的任意一点转换到第一运行范围(低)中，例如用于实现所谓的降挡(Kick-Downs)，而不使用直接切换级。
该方法的一个优选实施例的特征在于，变速器传动比的快速回调借助子变速器的滑转状态的摩擦离合器和同时的变换器调整来实施。由此，能进一步改善在该CVT变速器的运行中的切换舒适性。
该方法的另一优选实施例的特征在于，变速器传动比的快速回调借助子变速器的滑转状态的摩擦离合器并且在没有变换器调整的情况下实施。按运行方式可为有利的是：变换器传动比保持恒定。
在一种用于运行CVT变速器的方法中，该CVT变速器具有驱动装置、能无级调整的变换器、用于产生至少两个具有无级传动比的运行范围(低和高)的子变速器，以及具有直接切换级，用于在具有无级传动比的第一运行范围(低)和第二运行范围(高)之间的转换，该CVT变速器特别是上面说明的CVT变速器，替代地或者附加地，上述任务通过如下方式解决，在变速器传动比快速回调的情况下，直接从第二运行范围(高)跳转到第一运行范围(低)中，不使用直接切换级。因此，能加快所述转换。
附图说明
本发明的其他优点、特征和细节从下面的说明中得出，其中参照附图详细地说明了不同的实施例。附图示出了：
图1以纵剖面图示出了根据本发明的CVT驱动系的简化图示，和
图2示出了根据本发明的方法的一个实施例的CVT驱动系的传动比特性图。
具体实施方式
图1中示出了具有根据本发明的CVT变速器的、根据本发明的CVT驱动系1。CVT驱动系1包括驱动装置3。该驱动装置涉及例如内燃发动机，该内燃发动机在机动车中使用时也被称作内燃机。CVT驱动系1使用在机动车中。
通过起动元件5实现机动车的起动。通过起动元件5使扭矩从驱动装置3传递到起动输出部件6上。起动输出部件6通过具有齿轮8和齿轮9的齿轮级与变换器10的变换器输入部连接。
变换器10包括驱动侧锥盘组11和从动侧锥盘组12。这两个锥盘组11、12通过仅仅暗示的带式传动件13互相耦合。带式传动件13例如涉及特殊的链。
通过这两个锥盘组11和12能无级地调整在驱动装置3和从动装置15之间的传动比。从动装置15包括至少一个驱动轮(未示出)。
从动装置15通常包括至少两个驱动轮。补偿变速器，也被称作差速器16，用于将所提供的扭矩分配到两个驱动轮上。差速器16包括正齿轮18。
在变换器10和差速器16之间布置有行星齿轮变速器20。行星齿轮变速器20分配给从动侧锥盘组12上的变换器输出部。
扭振减振器22分配给CVT驱动系1的驱动装置3。扭振减振器22布置在驱动装置3和驱动元件5之间。驱动元件5实施为起动离合器24。该起动离合器24涉及湿式运行的多片式离合器。
扭振减振器22的输入部件25抗扭转地与驱动装置3的曲轴连接。扭振减振器22的输出部件26一方面用于起动离合器24的输入部。另一方面，扭振减振器22的输出部件26抗扭转地与齿轮28连接。齿轮28用于例如驱动一个(未示出的)泵。因此，齿轮28也被称作泵齿轮。然而，齿轮28也能用于驱动另一个或者其他的机动车部件。
根据本发明的一个方面，借助切换装置29能切换的直接切换级30分配给齿轮28。切换装置29根据本发明的一个方面实施为爪式离合器。通过箭头31表明，直接切换级30用于跨接变换器10。如通过箭头31表明的，直接切换级30借助切换装置29与差速器16的正齿轮18实现齿轮28的直接耦合。借助直接切换级30，驱动装置3能经由扭振减振器22、与起动元件5无关地、在变换器10旁经过地、经由差速器16与从动装置15驱动式地连接。
根据本发明的另一方面，行星齿轮变速器20包括仅仅一个单式行星齿轮组40和两个换挡级41、42。单式行星齿轮组40包括太阳轮44，该太阳轮与变换器10的从动侧锥盘组12的输出轴抗扭转地连接。此外，单式行星齿轮组40包括内齿轮45。借助内齿轮45和太阳轮44使行星轮46处于啮合中。行星轮46以能旋转的方式支承在行星齿轮架48上。行星齿轮架48抗扭转地与行星齿轮变速器20的变速器输出轴49连接。
转换级41实施为多片式离合器，用于形成低范围，并且分配给内齿轮45。转换级42实施为爪式离合器。转换级42分配给行星齿轮架48或者说变速器输入轴49，并且用于形成高范围。
旋转方向反转装置50设置在行星齿轮变速器20的下游。旋转方向反转装置50包括齿轮级，该齿轮级与变速器输出轴49抗扭转地连接。通过爪式离合器52能在中性位置N、前进位置D和后退位置R之间转换。
在此，D代表前进行驶，在前进行驶的情况下，从变速器输出轴49提供的扭矩通过旋转方向反转装置50的前进支路传递到差速器16的正齿轮18上。
在后退行驶R中，从变速器输出轴49提供的扭矩沿反转的旋转方向传递到差速器16的正齿轮18上。在中性位置N中，变速器输出轴49与差速器16的正齿轮18上脱耦。因此，在中性位置N中，没有扭矩从变速器输出轴49传递到差速器16的正齿轮18上。
在图1中示出的CVT变速器特别地由于这两个爪式离合器42和49与传统的CVT变速器区别开。爪式离合器42在实施为行星齿轮变速器的子离合器20中用于形成高范围。与此相对地，低范围通过摩擦离合器41形成。爪式离合器29分配给直接切换级30。
在图2中以笛卡尔坐标图的形式示出了用于在图1中示出的CVT变速器的传动比特性图。在图2中示出的笛卡尔坐标图包括x轴61和y轴62。x轴61表示变换器(图1中的10)的变换器传动比。y轴62表示CVT变速器的变速器传动比。
特征线63示出了低运行范围。特征线64示出了高运行范围。通过平行于x轴61延伸的虚线65表明了在低范围63和高范围64之间的转换。例如在大约4.5的恒定变速器传动比的情况下进行转换65。
根据本发明的方法的一个方面，从低范围63到高范围64的转换总是通过直接切换级(图1中的30)来进行。通过直接切换级进行的转换实现例如从点A沿着虚线65直到点B。点A示出了用于低范围的特征线63的下端部。点B示出了用于高范围的特征线64的上端部。
从高范围64到低范围63的快速回调能借助滑动的离合器(schlupfenderKupplung)(图1中的41)来实施，如在图2中通过箭头71表明的那样。从高范围64直接回挡到低范围63中，也能选择性地从在切换点B和切换点C之间的范围进行，如通过图2中的箭头72表明的那样。在图2中通过箭头66表明，快速回挡或者说快速回调也能借助滑转的低-离合器(图1中的41)和同时的变换器调整来进行。
附图标记列表
1CVT驱动系
3驱动装置
5起动元件
6起动输出部件
8齿轮
9齿轮
10变换器
11驱动侧锥盘组
12从动侧锥盘组
13带式传动件
15从动装置
16差速器
18正齿轮
20行星齿轮变速器
22扭振减振器
24起动离合器
25输入部件
26输出部件
28齿轮
29切换装置
30直接切换级
31箭头
40单式行星齿轮组
41转换级
42转换级
44太阳轮
45内齿轮
46行星轮
48行星轮
49变速器输出轴
50旋转方向反转装置
52爪式离合器
61x轴
62y轴
63特征线-低
64特征线-高
65线
66双箭头
71箭头
72箭头

Claims (10)

1.CVT变速器，具有驱动装置(3)、能无级调整的变换器(10)、用于产生至少两个具有无级传动比的运行范围(低和高)的子变速器(20)，以及具有直接切换级(30)，用于在具有无级传动比的第一运行范围(低)和第二运行范围(高)之间的转换，其特征在于，子变速器(20)对于所述第一运行范围(低)而言包括力锁合的离合器(41)、尤其是摩擦离合器，并且对于所述第二运行范围(高)而言包括形状锁合的离合器(42)、尤其是爪式离合器。
2.根据权利要求1所述的CVT变速器，其特征在于，所述直接切换级(30)包括形状锁合的离合器(29)、尤其是爪式离合器。
3.根据上述权利要求中任一项所述的CVT变速器，其特征在于，跨接所述变换器的直接切换级(30)直接附接到所述驱动装置(3)上。
4.根据上述权利要求中任一项所述的CVT变速器，其特征在于，所述子变速器(30)布置在所述变换器(10)和差速器(16)之间。
5.根据上述权利要求中任一项所述的CVT变速器，其特征在于，所述子变速器(20)实施为具有单式行星齿轮组(40)的行星齿轮变速器。
6.用于运行CVT变速器的方法，该CVT变速器具有驱动装置、能无级调整的变换器(10)、用于产生至少两个具有无级传动比的运行范围(低和高)的子变速器(20)，以及具有直接切换级(30)，用于在具有无级传动比的第一运行范围(低)和第二运行范围(高)之间的转换，其特征在于，通过所述直接切换级(30)实现从第一运行范围(低)到第二运行范围(高)的转换。
7.根据权利要求6前序部分所述的方法、尤其是根据权利要求6所述的方法，其特征在于，从第二运行范围(高)到第一运行范围(低)中的快速回调借助所述子变速器(20)的、滑转状态的摩擦离合器(41)来实施。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，变速器传动比的快速回调借助所述子变速器(20)的、滑转状态的摩擦离合器(41)以及同时的变换器调整来实施。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，变速器传动比的快速回调借助所述子变速器(20)的、滑转状态的摩擦离合器(41)并且在没有变换器调整的情况下实施。
10.根据权利要求6前序部分所述的方法、尤其是根据权利要求6到9中任一项所述的方法，其特征在于，在离合器传动比快速回调的情况下，直接从第二运行范围(高)跳转到第一运行范围(低)中，而不使用所述直接切换级(30)。
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