CN107100964B - 高传动比的换挡变速器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种换挡变速器装置，具有：功率输入端；功率输出端；第一行星齿轮子变速器，所述第一行星齿轮子变速器具有第一太阳轮、第一行星齿轮组、第一行星齿轮架和第一齿圈；第二行星齿轮子变速器，所述第二行星齿轮子变速器具有第二太阳轮、第二行星齿轮组、第二行星齿轮架和第二齿圈；第一离合器装置，用于选择性地将第一行星齿轮架与第二行星齿轮架耦联；第二离合器装置，用于选择性地将第一太阳轮与第二太阳轮耦联；第三离合器装置，用于选择性地将第二行星齿轮架与固定结构耦联；和第四离合器装置，用于选择性地将第一行星齿轮架与第二太阳轮连接。

Description

高传动比的换挡变速器装置
技术领域
本发明涉及一种具有高的总传动效果的换挡变速器装置，尤其用于使用于配备有机电的驱动器的机动车中，其中所述换挡变速器装置包括分别构成为行星齿轮变速器的第一和第二子变速器。
发明内容
本发明基于下述目的，实现一种具有高的总传动效果的换挡变速器装置，所述换挡变速器装置的特征在于紧凑构造和高机械效率。
所述目的根据本发明通过下述换挡变速器装置来实现，所述换挡变速器装置具有：
-功率输入端；
-功率输出端；
-第一行星齿轮子变速器，所述第一行星齿轮子变速器具有第一太阳轮、第一行星齿轮组、第一行星齿轮架和第一齿圈；
-第二行星齿轮子变速器，所述第二行星齿轮子变速器具有第二太阳轮、第二行星齿轮组、第二行星齿轮架和第二齿圈；
-第一离合器装置，用于选择性地将第一行星齿轮架与第二行星齿轮架耦联；
-第二离合器装置，用于选择性地将第一太阳轮与第二太阳轮耦联；
-第三离合器装置，用于选择性地将第二行星齿轮架与固定结构耦联；和
-第四离合器装置，用于选择性地将第一行星齿轮架与第二太阳轮耦联。
由此，以有利的方式可能的是，利用两个轴向紧邻地跟随的行星齿轮变速级实现下述换挡变速器，在所述换挡变速器中，在相应的换挡状态中得到子变速器的传动份额的有利的分配以及在相应的齿接合区之内的有利的齿廓挤压(Zahnflankenpressungen)。
根据本发明的一个特别优选的实施方式，换挡变速器装置构造成，使得通过闭合第一离合器装置和第二离合器装置，可设定第一换挡状态。那么，通过闭合第三离合器装置和第四离合器装置，优选地实现第二换挡状态。断开和闭合离合器装置能够以特别协调的时间顺序进行，其中优选地为了引起所要求的换挡状态，优选地将下述离合器装置最后闭合：在所述离合器装置之内因此存在要耦联的构件的最小的相对速度。
优选地，离合器装置中的至少一个离合器装置构成为摩擦离合器装置，用于以摩擦配合的方式引起耦联状态。总体上，以有利的方式，全部离合器装置能够构成为摩擦离合器、尤其构成为多片式离合器。离合器装置实施为摩擦离合器能够以特别有利的方式实现在负载下并且在对同步状态无特别考虑的情况下将变速器换挡。只要变速器装置结合机电的驱动器使用，在换挡阶段中就能够使功率输入端上的转速与功率输出端上的当前转速相协调，使得得到尽可能高的同步程度并进而小的换挡震动(Schaltruck)。
对离合器装置作为摩擦配合地耦联的离合器装置的设计方案替选地，也可能的是，离合器装置中的至少一个离合器装置构成为换挡离合器，用于以形状配合的方式引起耦联状态。尤其可能的是，为了引起换挡状态，将首先要闭合的离合器构成为形状配合地耦联的离合器，并且将随后作为第二离合器要闭合的离合器构成为摩擦配合地耦联的离合器。
第一行星齿轮子变速器优选构造成，使得第一太阳轮接合到第一行星齿轮组中并且随后第一行星齿轮组接合到第一齿圈中。第一行星齿轮组优选包括多个以相同的分度支承在行星齿轮架上的第一行星齿轮。所述第一行星齿轮可以构成为简单的行星齿轮，或也构成具有两个在节圆直径方面不同的齿环部段的分级的行星齿轮。
第二行星齿轮子变速器优选同样构造成，使得第二太阳轮接合到第二行星齿轮组中并且第二行星齿轮组接合到第二齿圈中。这样，两个行星齿轮子变速器的设计方案可以是：第二太阳轮具有如下节圆直径，所述节圆直径大于第一太阳轮的节圆直径。
第一齿圈和第二齿圈可以构造成，使得所述第一齿圈和第二齿圈具有相同的节圆直径，并进而能够由几何形状上、至少在内齿部方面相同的初始齿圈制成。
根据本发明的换挡变速器装置根据本发明的一个特别优选的实施方式设计成，使得传动比在相应的换挡状态中相差范围从1.4到2.4的因数。最大传动比优选在-11至-17的范围中，优选为-15。
离合器装置优选在轴向上位于两个行星齿轮子变速器之间的中间区域中。分别设为用于引起换挡状态的离合器对优选位于相同的轴向水平面(Axialniveau)上并且相对于彼此同心地嵌套。分别同时要换挡的离合器对可以通过下述机构同步，所述机构引起：将离合器置于耦联状态中，同时闭合所述离合器。此外，机构也可以设计成，使得所述机构通过下述方式将四个离合器的断开和闭合强制同步：所述机构相应地操纵全部四个离合器。
根据本发明的另一方面，本发明也包括在包括上述变速器的情况下实现的机电的机动车动力传动系，在所述机动车动力传动系中，变速器的输入端与机电的主驱动发动机耦联。
附图说明
本发明的其他细节和特征从下面结合附图的描述中得出。附图示出：
图1示出用于图解说明根据本发明的第一优选的实施方式的根据本发明的换挡变速器装置的构造的示意图。
具体实施方式
根据图1的视图示出根据本发明的换挡变速器装置的第一实施方式的一个实施例，所述换挡变速器装置具有：功率输入端I1；功率输出端O1；第一行星齿轮子变速器UG1，所述第一行星齿轮子变速器具有第一太阳轮S1、第一行星齿轮组P1、第一行星齿轮架C1和第一齿圈H1。此外，换挡变速器包括第二行星齿轮子变速器UG2，所述第二行星齿轮子变速器具有第二太阳轮S2、第二行星齿轮组P2、第二行星齿轮架C2和第二齿圈H2。这两个行星齿轮子变速器UG1、UG2能够以特别的方式耦联。对此，换挡变速器装置包括：第一离合器装置K1，用于选择性地将第一行星齿轮架C1与第二行星齿轮架C2耦联；第二离合器装置K2，用于选择性地将第一太阳轮S1与第二太阳轮S2耦联；第三离合器装置K3，用于选择性地将第二行星齿轮架C1与固定结构G耦联；以及第四离合器装置K4，用于选择性地将第一行星齿轮架C1与第二太阳轮S2耦联。
这两个行星齿轮子变速器UG1、UG2在轴向上紧邻地设置，离合器装置K1、K2、K3和K4在轴向上位于这两个跟随的行星齿轮变速级UG1、UG2之间。这样实现的换挡变速器在相应的换挡状态中提供传动份额的有利的分配。
在示出的换挡变速器中，通过闭合第一离合器装置K1和第二离合器装置K2设定第一换挡状态。通过闭合第三离合器装置K3和第四离合器装置K4设定第二换挡状态。
通过断开三个任意的离合器装置，实现分离状态，在所述分离状态中，撤销在变速器输入端I1和变速器输出端O1之间的驱动连接。通过闭合离合器装置K1和K4，可以引起另一换挡状态。此外，可以控制离合器K1……K4，使得锁止变速器并进而可以实现停车锁的功能。
在示出的实施例中，全部离合器装置K1、K2、K3、K4构成为摩擦离合器装置，用于以摩擦配合的方式引起耦联状态。这允许在负载下在对变速器的同步状态无特别考虑的情况下进行换挡。
在示出的实施方式中，第一太阳轮S1接合到第一行星齿轮组P1中，并且第一行星齿轮组P1又在径向上从内部接合到第一齿圈H1中，所述第一齿圈抗扭地固定在变速器壳体G中。
第二太阳轮S2接合到第二行星齿轮组P2中，并且第二行星齿轮组P2在径向上从内部接合到第二齿圈H2中。第二太阳轮S2在该实施例中具有如下节圆直径，所述节圆直径大于第一太阳轮S1的节圆直径。第一齿圈H1和第二齿圈H2在此具有基本上相同的节圆直径并且能够由结构相同的初始件制成。
离合器装置K1、K2、K3、K4尤其可以构成为多片式离合器，所述多片式离合器具有多个轴向跟随的离合器薄片，所述离合器薄片交替地与要耦联的构件接合。操纵机构在此没有进一步示出。所述操纵机构可以包括机电的致动器，例如通过环形楔机构纯机械地实现，或者也作为具有相应的(环形)活塞腔的压力油机构实现，经由其生成操纵离合器装置K1……K4所需的调节力。操纵机构也可以构成为，使得所述操纵机构强制性同步、断开或闭合离合器装置K1、K2、K3、K4，以引起相应的换挡状态。
在此示出的变速器可以设计成，使得在相应的换挡状态中的传动比相差范围从1.4至2.4的因数，并且此外可以实现范围从-11至-17的最大传动比、尤其为-15的最大传动比。
第一太阳轮S1的驱动可以通过机电的主驱动发动机通过下述方式实现：第一太阳轮S1直接位于所述发动机的转子轴上。发动机和所述根据本发明的变速器可以组合成结构单元。
离合器装置K1、K2、K3、K4的操纵优选通过使用机电的致动器来进行。所述致动器的控制优选经由电子控制装置来进行。

Claims (10)

1.一种换挡变速器装置，具有：
-功率输入端(I1)，
-功率输出端(O1)，
-第一行星齿轮子变速器(UG1)，所述第一行星齿轮子变速器具有第一太阳轮(S1)、第一行星齿轮组(P1)、第一行星齿轮架(C1)和第一齿圈(H1)，
-第二行星齿轮子变速器(UG2)，所述第二行星齿轮子变速器具有第二太阳轮(S2)、第二行星齿轮组(P2)、第二行星齿轮架(C2)和第二齿圈(H2)，
-第一离合器装置(K1)，用于选择性地将所述第一行星齿轮架(C1)与所述第二行星齿轮架(C2)耦联；
-第二离合器装置(K2)，用于选择性地将所述第一太阳轮(S1)与所述第二太阳轮(S2)耦联；
-第三离合器装置(K3)，用于选择性地将所述第二行星齿轮架(C2)与固定结构(G)耦联，和
-第四离合器装置(K4)，用于选择性地将所述第一行星齿轮架(C1)与所述第二太阳轮(S2)耦联；
所述离合器装置(K1、K2、K3、K4)在轴向上位于第一和第二行星齿轮子变速器(UG1、UG2)之间。
2.根据权利要求1所述的换挡变速器装置，
其特征在于，
通过闭合所述第一离合器装置和所述第二离合器装置(K1，K2)，能够设定第一换挡状态。
3.根据权利要求2所述的换挡变速器装置，
其特征在于，
通过闭合所述第三离合器装置和所述第四离合器装置(K3，K4)，能够设定第二换挡状态。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的换挡变速器装置，
其特征在于，
所述离合器装置(K1……K4)中的至少一个离合器装置构成为摩擦离合器装置，用于以摩擦配合的方式引起耦联状态。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的换挡变速器装置，
其特征在于，
所述离合器装置(K1……K4)中的至少一个离合器装置构成为换挡离合器，用于以形状配合的方式引起耦联状态。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的换挡变速器装置，
其特征在于，
所述第一太阳轮(S1)接合到所述第一行星齿轮组(P1)中，并且所述第一行星齿轮组(P1)接合到所述第一齿圈(H1)中，并且所述第二太阳轮(S2)接合到所述第二行星齿轮组(P2)中，并且所述第二行星齿轮组(P2)接合到所述第二齿圈(H2)中。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的换挡变速器装置，
其特征在于，
所述第二太阳轮(S2)具有如下节圆直径，所述节圆直径大于所述第一太阳轮(S1)的节圆直径。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的换挡变速器装置，
其特征在于，
所述离合器装置(K1……K4)构成为多片式离合器。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的换挡变速器装置，
其特征在于，
在相应的换挡状态中的变速比相差范围从1.4至2.4的因数。
10.一种用于机动车的机电的驱动器，具有：
-主驱动电动机，和
-根据权利要求1至9中至少一项所述的换挡变速器装置，其中两个行星齿轮子变速器设计为，使得经由所述行星齿轮子变速器，在第一换挡状态中得到在-15的范围中的传动比，并且在第二换挡状态中得到在-7.5的范围中的传动比。
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